专利名称：一种无线演进网络中的切换方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种无线演进网络中的切换技术。
背景技术：
为了保持第三代合作伙伴计划2(3GPP2，3rd Generation Partnership Project2)未来系统的竞争力，正在进行网络演进方面的长期演进(LTE，Long Term Evolution)和系统架构演进(SAE，SystemArchitecture Evolution)的研究。3GPP2标准组织正在进行的网络演进项目研究主要关注的问题是IP分组网络的长期演进问题。网络演进的主要目的就是增强分组交换能力，简化网络结构，提高服务质量(QoS，Quality ofService)，减少时延，提高用户数据率、提高系统容量和覆盖率、减少运营成本等，使得演进后的分组网络能够更加有效的提供对实时业务和非实时业务的承载，为用户提供更加丰富的业务。
图1所示为基于网络演进的需求，在3GPP2标准会议上提出的一种演进网络框架。图1中，本地移动家乡代理(LMHA，Local Mobility Home Agent)作为移动因特网协议(IP，Internet Protocol)中的家乡代理(HA，Home Agent)承担移动性管理，并为接入终端(AT，Access Terminal)如，移动台(MS，Mobile Station)或用户终端(UE，User Equipment)分配IP地址。接入网关(AGW，Access Gateway)的主要功能是作为AT的第一跳路由器，完成认证功能，作为远程鉴权拨号用户业务(RADIUS，Remote AuthenticationDial-In User Service)的客户端，移动性管理、QoS支持、承担部分原分组数据服务节点(PDSN，Packet Data Service Node)的功能。在这种架构下最主要的特征是用户面数据只有两跳，用户数据时延小。
在无线IP网络中，业务的移动性是通过切换来实现的。如果在切换过程中，不改变AT的IP地址，仅仅需要进行链路切换即可维持业务的连续性。如果在切换过程中，改变了AT的IP地址，则会造成业务的不连续性，用户体验不好。
当切换发生在同一LMHA所管辖的AGW之间时，切换前后的服务LMHA都是同一LMHA，这种切换被称为LMHA内切换；当切换发生在不同LMHA管辖的AGW之间时，切换前后的服务LMHA不是同一LMHA，这种切换被称为LMHA间切换。
针对图1演进网络架构，目前对于LMHA间的切换流程没有明确定义。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种无线演进网络中的切换方法及系统，以解决现有无线演进网络架构中发生LMHA间切换时流程不明确的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是这样实现的本发明提供了一种无线演进网络中的切换方法，其特征在于，当判断结果为接入终端AT发生了本地移动家乡代理LMHA间切换时，在源接入网关AGW和目标AGW之间建立双向隧道实现数据传输。
较佳的，在获得所述判断结果之前，进行切换类型判决，其过程包括目标AGW获取源LMHA的IP地址，并比较源LMHA的IP地址和自身所属的目标LMHA的IP地址是否相同，如果不相同，则判断发生了LMHA间切换；或者目标AGW获取AT的IP地址，并比较AT的IP和和自身所属的目标LMHA的IP地址是否属于相同的子网段；如果不相同，则判断发生了LMHA间切换。
较佳的，所述源LMHA的IP地址和/或AT的IP地址直接由源AGW传送至目标AGW，或者通过其他实体获得并传送到目标AGW。
较佳的，在进行切换类型判决之前，进行上下文转移，把AT的上下文从源AGW转移到目标AGW；或者在进行切换类型判决之后，建立AGW之间的双向隧道的同时或者建立双向隧道之后，进行AT上下文转移，把AT的上下文从源AGW转移到目标AGW。
较佳的，所述上下文包括源LMHA的IP地址、和/或AT的IP地址、和/或QoS信息、和/或头压缩算法、和/或计费信息、和/或安全密钥、和/或版本信息、和/或AT支持能力。
较佳的，所述源AGW和目标AGW是同种接入技术的AGW，或者是异种接入技术的AGW。
本发明还提供了一种无线演进网络中的切换系统，包括至少一接入终端AT，若干本地移动家乡代理LMHA，若干接入网关AGW，其特征在于还包括切换判决单元，设置于AGW中，用以在AT发生切换时进行切换类型判决，判断是否发生了LMHA间切换；和隧道构造单元，用以在切换判决单元判断发生了LMHA间切换时，在AGW之间建立双向隧道以收发数据。
较佳的，所述AGW中包括信息提取单元，用以获取源LMHA的IP地址和/或AT的IP地址，在AT发生切换时，目标AGW中的切换判决单元比较由信息提取单元获取的源LMHA的IP地址和目标AGW自身所属的目标LMHA的IP地址是否相同，如果相同，则判断发生了LMHA间切换；或者目标AGW中的切换判决单元比较由信息提取单元获取的AT的IP地址和目标AGW所述的目标LMHA的IP是否在相同的子网段，如果否，则判断发生了LMHA间切换。
较佳的，所述AGW中还包括上下文传送单元，用以在切换判决单元进行切换判决之前；或者在切换判决单元判断发生了LMHA间切换之后，隧道构造单元建立AGW间双向隧道的同时或建立双向隧道之后，将AT的上下文从源AGW传送到目标AGW。
较佳的，所述上下文包括源LMHA的IP地址、和/或AT的IP地址、和/或QoS信息、和/或头压缩算法、和/或计费信息、和/或安全密钥、和/或版本信息、和/或AT支持能力。
较佳的，所述AGW为同种接入技术的AGW，或者为异种接入技术的AGW。
相较与现有技术，本发明规范了发生LMHA间的切换处理流程，在发生LMHA间切换时，通过在目标AGW和目标AGW之间建立双向隧道实现数据传输，来保证用户业务的连续性，给用户更好的体验，增加用户对运营商提供服务的满意程度，对于解决网络长期演进问题具有重要的意义。
图1为现有演进网络框架示意图；图2为本发明提供的切换方法的第一较佳实施例流程示意图；图3为本发明提供的切换方法的第二较佳实施例流程示意图；图4为本发明提供的切换方法的第三较佳实施例流程示意图；图5为本发明提供的切换系统的结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和本发明的较佳实施例作进一步详细描述。
图2所示为本发明的第一较佳实施例的流程示意图，本发明提供的演进网络中的切换方法是当AT发生切换时，目标AGW判断是否发生了LMHA间切换，但是不进行AT的上下文转移，当判断结果为发生了LMHA间切换时，在源AGW和目标AGW之间建立双向隧道。如图2所示，其主要包括以下步骤步骤1AT和源AGW进行正常通信，用户数据经过源AGW和源LMHA；源AGW根据AT上报的无线测量报告，决定是否需要触发切换，如果需要切换，则确定目标AGW。
步骤2目标AGW在得知AT发生了切换时，获取源LMHA的IP地址和AT的IP地址等信息。目标AGW和源AGW通过他们之间的接口进行信息交互，从源AGW获得建立AT与目标AGW连接所需要的信息。源AGW发送切换请求消息至目标AGW，目标AGW根据该切换请求消息从源AGW获得相关信息，并向源AGW发送切换响应消息。源AGW可以将源LMHA的IP地址和AT的IP地址信息携带在所述切换请求消息中发送到目标AGW，也可以单独发送至目标AGW。
上述源LMHA的IP地址和AT的IP地址信息也可以通过其它功能实体获得并传递给目标AGW，如通过无线资源管理(RRM，Radio ResourceManagement)实体等。
步骤3切换类型判决。目标AGW判断AT是否发生了LMHA间切换，如果没有发生LMHA间切换，则按照现有的LMHA内切换流程处理；如果发生了LMHA间切换，则执行步骤4；该步骤中，判断是否发生LMHA间切换的方法具体包括以下2种(1)目标AGW比较获得的源LMHA的IP地址和自身所属的目标LMHA的IP地址是否相同，如果两个IP地址不同，则可判断发生了LMHA间切换；(2)目标AGW比较获得的AT的IP和自身所属的目标LMHA的IP是否属于同一子网段，如果属于不同的子网段，则可判断发生了LMHA间切换。
步骤4采用隧道技术在源AGW和目标AGW之间建立双向隧道。源AGW发送注册请求消息到目标AGW，目标AGW发送注册响应消息至源AGW，从而在源AGW和目标AGW之间建立双向隧道。所述隧道技术包括层二隧道技术，如L2F，PPTP，L2TP，自定义专用层二隧道等，和层三隧道技术，如通用路由封装GRE，IPinIP，最小封装等，该等隧道技术为业内所习知，在此不再赘述。
步骤5AT和目标AGW建立连接，目标AGW开始向AT发送数据。
步骤6前向用户数据经过源LMHA、源AGW、目标AGW最终到达AT；反向用户数据经过目标AGW、源AGW、源LMHA，最终达到外部网络。整个LMAH间激活态切换流程完成。
请参阅图3，下面将详细描述第二较佳实施例，在第二较佳实施例的切换方法中与第一较佳实施例相同的步骤不再赘述，重点描述不同部分。
与第一较佳实施例相比，在第二较佳实施例中其处理步骤不同之处在于在目标AGW进行切换类型判决后，当判断结果为发生了LMHA间切换时，在源AGW和目标AGW之间建立双向隧道的同时进行AT的上下文转移，把AT的上下文从源AGW转到目标AGW；或者在源AGW和目标AGW之间的双向隧道建立之后，进行AT的上下文转移，把AT的上下文从源AGW转移到目标AGW。
请参阅图4，下面将详细描述第三较佳实施例，在第三较佳实施例的切换方法中与第一较佳实施例或第二较佳实施例相同的步骤不再赘述，重点描述不同部分。
本发明提供的第三较佳实施例中，先进行AT的上下文转移，然后再在目标AGW判断是否发生了LMHA间切换。与第一较佳实施例相比，其处理步骤不同之处在于在目标AGW在得知AT发生了切换时，目标AGW和源AGW通过他们之间的接口进行信息交互。源AGW向目标AGW传送AT的上下文，在传送的上下文消息中包括源LMHA的IP地址和AT的IP信息等。目标AGW根据从源AGW获取的源LMHA的IP地址和AT的IP信息等判断是否发生了LMHA间切换，如果发生了LMHA间切换则在AGW和目标AGW之间建立双向隧道。在本实施方式中，判断是否发生LMHA间切换以及建立双向隧道的过程与第一较佳实施例大致相同，在此不再赘述。
在本发明中所述的源AGW和目标AGW可以是同种接入技术的AGW，如均为3GPP2的接入网关，也可以是异种接入技术的AGW，如3GPP2的接入网关和WLAN的接入网关。AGW之间可以通过建立隧道实现业务的连续性。
请参阅图5，本发明还提供了一种无线演进网络中的切换系统，包括至少一接入终端AT，若干本地移动家乡代理LMHA，若干接入网关AGW。所述AGW中设有切换判决单元，用以在AT发生切换时，作为目标AGW进行切换类型判决，判断是否发生了LMHA间切换。在AGW之间设有隧道构造单元，用以在切换判决单元判断发生了LMHA间切换时，在AGW之间建立双向隧道以收发数据。所述AGW还包括上下文传送单元，用以在AGW作为源AGW时，在切换判决单元进行切换判决之前；或者在切换判决单元判断发生了LMHA间切换之后，隧道构造单元建立AGW间双向隧道的同时或建立双向隧道之后，将AT的上下文从源AGW传送到目标AGW。所述上下文包括源LMHA的IP地址、AT的IP地址、QoS信息、头压缩算法、计费信息、安全密钥、版本信息、和/或AT支持能力等等。
所述AGW中还包括信息提取单元，用以获取源LMHA的IP地址和/或AT的IP地址，在AT发生切换时，目标AGW中的切换判决单元比较由信息提取单元获取的源LMHA的IP地址和目标AGW自身所属的目标LMHA的IP地址是否相同，如果相同，则判断发生了LMHA间切换；或者目标AGW中的切换判决单元比较由信息提取单元获取的AT的IP地址和目标AGW所述的目标LMHA的IP是否在相同的子网段，如果否，则判断发生了LMHA间切换。
所述源AGW和目标AGW可以是同种接入技术的AGW，也可以是异种接入技术的AGW。如均为3GPP2的接入网关，也可以是异种接入技术的AGW，如3GPP2的接入网关和WLAN的接入网关。AGW之间可以通过建立隧道实现业务的连续性。
综上所述，本发明提供的技术方案针对现有网络架构，定义了发生LMHA间切换时的处理流程，通过在源AGW和目标AGW之间建立双向隧道实现数据传输，避免了在简单IP情况下，当发生LMHA间的激活态切换时，因AT的IP地址的变化而造成业务不连续性；也避免了在移动IP情况下，需要重新获得转交地址(CoA，Care-of Address)而造成的信令交互及切换时延。
以上所述仅为本发明的过程、方法及系统实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种无线演进网络中的切换方法，其特征在于，当判断结果为接入终端AT发生了本地移动家乡代理LMHA间切换时，在源接入网关AGW和目标AGW之间建立双向隧道实现数据传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在获得所述判断结果之前，进行切换类型判决，其过程包括目标AGW获取源LMHA的IP地址，并比较源LMHA的IP地址和自身所属的目标LMHA的IP地址是否相同，如果不相同，则判断发生了LMHA间切换；或者目标AGW获取AT的IP地址，并比较AT的IP和和自身所属的目标LMHA的IP地址是否属于相同的子网段；如果不相同，则判断发生了LMHA间切换。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述源LMHA的IP地址和/或AT的IP地址直接由源AGW传送至目标AGW，或者通过其他实体获得并传送到目标AGW。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于在进行切换类型判决之前，进行上下文转移，把AT的上下文从源AGW转移到目标AGW；或者在进行切换类型判决之后，建立AGW之间的双向隧道的同时或者建立双向隧道之后，进行AT上下文转移，把AT的上下文从源AGW转移到目标AGW。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述上下文包括源LMHA的IP地址、和/或AT的IP地址、和/或QoS信息、和/或头压缩算法、和/或计费信息、和/或安全密钥、和/或版本信息、和/或AT支持能力。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于所述源AGW和目标AGW是同种接入技术的AGW，或者是异种接入技术的AGW。
7.一种无线演进网络中的切换系统，包括至少一接入终端AT，若干本地移动家乡代理LMHA，若干接入网关AGW，其特征在于还包括切换判决单元，设置于AGW中，用以在AT发生切换时进行切换类型判决，判断是否发生了LMHA间切换；和隧道构造单元，用以在切换判决单元判断发生了LMHA间切换时，在AGW之间建立双向隧道以收发数据。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于所述AGW中包括信息提取单元，用以在AT发生切换时，获取源LMHA的IP地址和/或AT的IP地址，在AT发生切换时，目标AGW中的切换判决单元比较由信息提取单元获取的源LMHA的IP地址和目标AGW自身所属的目标LMHA的IP地址是否相同，如果相同，则判断发生了LMHA间切换；或者目标AGW中的切换判决单元比较由信息提取单元获取的AT的IP地址和目标AGW所述的目标LMHA的IP是否在相同的子网段，如果否，则判断发生了LMHA间切换。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于AGW中还设有上下文传送单元，用以切换判决单元进行切换判决之前，或者在切换判决单元判断发生了LMHA间切换之后，隧道构造单元建立AGW间双向隧道的同时或建立双向隧道之后，将AT的上下文从源AGW传送到目标AGW。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述上下文包括源LMHA的IP地址、和/或AT的IP地址、和/或QoS信息、和/或头压缩算法、和/或计费信息、和/或安全密钥、和/或版本信息、和/或AT支持能力。
11.根据权利要求7至10任一项所述的系统，其特征在于所述AGW为同种接入技术的AGW，或者为异种接入技术的AGW。
全文摘要
本发明公开了一种无线演进网络中的切换方法和系统，在接入终端AT发生切换时，接入网关AGW判断是否发生了LMHA间切换，如果发生了切换，在AGW之间建立双向隧道实现数据传输，从保证了用户业务的连续性，给用户更好的体验，增加用户对运营商提供服务的满意程度，对于解决网络长期演进问题具有重要的意义。
文档编号H04W36/12GK101072425SQ20061006068
公开日2007年11月14日 申请日期2006年5月11日 优先权日2006年5月11日
发明者黄龙贵, 王洁 申请人:华为技术有限公司