专利名称：用于点对点协议的有效会话移动性解决方案的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统，更具体而言，本发明涉及在基于高动态网际协议的网络环境中支持多媒体应用的系统中的移动性管理技术。
背景技术：
计算机数据网络中实现移动通信业务，尤其是将通信内容选择路由发送到移动无线节点的能力，已受到很多关注，所述移动无线节点在不同连接点通过空中接口常规地连接到数据网络。这些移动无线节点包括蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑和其它移动无线通信设备。
为了促进数据网络中的移动无线通信业务，期望(但并不总是可以)允许移动无线节点转换它们的网络连接的链路层节点，而不用重新分配新网络地址。根据目前的通用移动设备数据网络的通信标准(例如，互联网工程任务组(IETF)颁布的“移动IP”标准，或者由欧洲通信标准协会(ETSI)提出的通用分组无线业务(GPRS))，一种能提供所需网络地址透明性的方法是使用“移动代理”。这些是网络路由节点，当移动设备在网络中移动时，它们将代表移动节点来选择路由发送通信内容。例如，根据IETF移动IP标准，移动节点的移动代理可以由“归属代理”路由节点组成，也可以包括“外部代理”路由节点。该归属代理是位于移动节点子网络中的路由节点，它可以维护移动节点的“归属地址”来指示的链路上的网络接口，而此“归属地址”则是在扩展时间段内打算保留分配给移动节点的网络地址。当移动节点远离其归属子网络时，归属代理截取去往移动节点的归属地址的通信内容，并且当该移动节点在外部子网络注册时归属代理隧道传输其以便提供到分配给移动节点的“转交(care-of)”地址。所述转交地址可以是位于外部子网络的外部代理路由节点的地址。
希望能与被在外部注册的移动节点通信的相应节点能够将它们的通信内容寻址到移动节点的归属地址。显然，通信内容被隧道传输到移动节点的转交地址，然后再转交给外部子网络的移动节点。可用通常路由来将返回通信内容从移动节点发送到相应节点。
一些用来支持移动节点通信的链路层协议包括点对点协议和无线链路协议。在非移动应用中通常使用的协议，诸如因特网协议(IP)和点对点协议(PPP)，是分层置于较低级别的移动协议的顶部，其中较低级别的移动协议诸如由第三代合作伙伴计划2(3GPP2)定义的无线链路协议(RLP)等。更具体而言，当移动节点连接到因特网上的网关时，点对点协议(PPP)会话通常建立在移动节点和网关设备之间。正如本领域所公知的，PPP用来封装串行通信链路上的网络层数据报。有关PPP的更多信息可以参见Internet Engineering TaskForce(“IETF”)Request for Comments(“RFC”)、RFC-1661、RFC-1662和RFC-1663，这里全部引入作为参考。网关，或者隧道启动程序，一般启动到隧道端点服务器的隧道连接建立。例如，当移动节点连接到外部代理时，一般在外部代理和归属代理之间会建立面向连接的点对点通信链路，诸如第2层隧道传输协议(L2TP)的隧道，以便允许在移动节点和移动节点之间传输数据。可参见Layer TwoTunnelling Protocol(L2TP)，Request for Comment(“RFC”)2661，A.Valencia等人，1999年6月，这里全部引入作为参考。
在无线环境中，可靠的端到端传送通常由无线链路协议(RLP)提供，该协议被高度优化，以便用于正在使用的特定无线传送介质。RLP协议的实例可以在TIA/EIA IS-707(用于CDMA)和IS-135(用于TDMA)中找到。RLP是可靠的链路协议，其允许从链路的源重新传送丢失的控制分组或丢失的新的并重新发送的数据分组到目的地。该方案允许发送器优先在链路层重新发送未确认的或否定确认的分组，而不是依靠较高层协议的端到端重新传送。该方案能够有效地提高性能，因为其能够阻止端到端重新传送和传输层超时。前述的路由机制也可以用于通过空中接口连接到外部子网络的移动无线节点。然而，如果该移动节点在数据网络上通信的同时处于有效传输时，并且需要从一个无线基站到另一个的呼叫切换时，就出现了问题。在这种情况下，旧的基站可能链接到一个外部代理，而新的基站链接到另一个外部代理。此时呼叫切换要求通信隧道端点从旧的转交地址传递到新的转交地址。
这会产生中断呼叫内容的及时传送的间断，由此降低通信质量，尤其会降低语音电话的通话质量。出现这样的间断是因为数据网络不能与空中接口很好地协调以便确定准确的切换时间。在切换点以及归属代理开始选择路由发送通信内容到新的转交地址的点之间会发生延迟。
因此，在为移动无线节点提供服务的数据网络电信系统中需要改进呼叫切换，同时不丢失通信内容。需要一种在切换过程中无缝地选择路由发送通信内容的系统和方法，这样所述移动无线节点不会受到除了由空中接口引起的显著的通信内容丢失或延迟(如果有的话)。
发明内容
本发明通过提供了一种用于点到点协议的无缝有效会话移动性解决方案，解决了现有技术的各种不足。
在本发明的一个实施例中，一种在无线IP网络中从源到目的地的点到点(PPP)会话的无缝有效会话迁移方法，包括在前向链路方向，从源到目的地隧道传输帧数据；确定后续的IP数据序号，通过该序号，IP数据的组帧从目的地开始；以及一旦接收到来自目的地的确认，就隧道传输具有大于确定的IP数据序号的序号的IP数据到目的地以便由目的地进行处理。
在反链路方向，一种用于在无线IP网络中从源到目的地的点对点(PPP)协议会话的无缝有效会话迁移方法的一个实施例包括使目的地停止向源隧道传输反链路IP数据以便被源组帧，在目的地组帧和缓存新接收的反链路IP数据，并且一旦接收到来自源的指示，即最后的IP数据已经被源组帧和传送的指示，就在目的地中处理被缓存的IP数据。
本发明的教导可以通过参考以下详细描述并结合附图而变得容易理解，其中图1显示了传统CDMA分层无线IP网络的高级框图；图2显示了可以应用本发明实施例的基站路由器(BSR)类型网络结构的高级框图；图3显示了在从源BSR到目的地BSR的点到点协议(PPP)传输之前的初始状态中图1的基站路由器网络的高级功能图；图4显示了根据本发明一个实施例的用于点到点协议(PPP)的有效会话移动性的方法的高级框图；图5显示了根据本发明的实施例的反链路PPP迁移的方法的实施例；及图6显示了按照本发明的实施例的用于前向链路FA迁移方法的为促进理解，尽可能使用了同一标号指定图中共用的相同的元件。
具体实施例方式
本发明有利地为点到点(PPP)协议提供无缝有效会话移动性解决方案。虽然本发明的各个实施例在这里是参考基于基站路由器(BSR)的平面网络结构来描述的，其中平面网络结构在题目为“Awireless communications system employing a network active setformed from base stations operable as primary and secondary agents”的共同受让的专利申请序号中有所描述，但是本发明的特定实施例不应被当作限制本发明的范围。本领域的技术人员应当理解并且由本发明的教导可获知，本发明的PPP有效会话移动性解决方案会有利地被实现在基本上任何执行PPP的网络或网络应用程序中，诸如传统CDMA分层网络、调制解调器拨号、DSL，以及也提供第2层隧道，如L2TP和PPTP等。
为了有助于描述与本发明各种实施例的实现相关的各种移动IP协议，这里发明人描述了传统CDMA分层无线IP网络。图1显示了传统分层CDMA无线IP网络的高级框图。图1的分层CDMA网络100包括接入终端(AT)110，基站收发信机(BTS)115，RAN路由器120，无线网络控制器(RNC)125，PDSN130，IP网络140和互联网服务提供商(ISP)145。虽然图1的CDMA网络100还描述了RADIUS鉴权，授权和计费(AAA)服务器135，但是AAA服务器135仅仅被描述成提供CDMA网络100的完全描述。由于AAA服务器135的功能是对本发明概念的辅助，所以这里将不描述AAA服务器135。
在图1的分层CDMA网络100中，BTS115执行通过空中接口到AT 110的接口的功能。其包括硬件和软件以便执行实现空中接口所需的数字信号处理，以及以便与后端服务器和路由器通信。HCS 115还包括在空中传送信号，以及接收来自AT 110的RF信号所需的RF部件。
RAN路由器120提供CDMA网络100的公共点，其中来自几个BTS的回程接口可以终接到此。需要该功能来允许将从空中接口接收的信息选择路由发送到会话的控制点，在这里可以执行帧选择。RAN路由器120还允许全球因特网的BTS和ISP145之间的数据路由。
RNC125提供对于每个会话的信令和通信量处理控制。这些功能包括会话建立和释放，帧选择和无线链路协议(RLP)处理。如前所述，RLP是在例如AT 110和RNC 125之间可靠的链路协议，其允许从链路的源到目的地重新传送丢失的控制分组或丢失的新的并重传的数据分组。该方案允许发送器优先在链路层重传未应答或否定应答分组，而不是依靠较高层协议的端到端重传。该方案能够有效地提高性能，因为其阻止了端到端重传和传输层超时。RNC 125提供到PDSN130的标准接口的处理，并允许接口到PDSN 130的RNC功能。RNC125终接无线网络的所有的移动性管理功能，并且是无线网络和IP网络140之间的划分点，其中IP网络140最终与ISP 145通信。
如果正在使用L2TP互联网接入的话，PDSN 130终止点到点协议(PPP)，和/或产生到第二层隧道协议网络服务器(LNS)的隧道。PDSN 130驻留在服务网络中，并且由该服务网络分配，在该服务网络中AT 110启动服务会话。PDSN 130终止将PPP链路协议驻留在AT110。PDSN 130起到网络100中外部代理(FA)的作用。PDSN 130保持链路层信息并选择路由发送分组到外部分组数据网络或者在隧道传输到归属代理HA的情况下选择路由发送到归属代理(HA)。PDSN130还保持到骨干IP网络140的接口。
PDSN 130为所有具有与PDSN 130有效会话的AT保持服务列表和唯一链路层标识。PDSN 130使用该唯一的链路层标识来标注连接到PDSN 130的每个AT，并保持AT的IP地址和HA地址和链路标识之间的关联。链路层关联被保持在PDSN 130，即使当AT 110处于休眠时。当AT 110移动到由不同RNC 125服务的位置时，PDSN 130与新的服务RNC交互以便促进从AT 110与之进行有效会话的RNC的切换。
PPP协议提供机制以便建立诸如AT和PDSN这样的两个设备之间的点到点链路，然后封装并在这条链路上传输不同的网络层协议分组。PPP链路的建立有两个阶段。在被称为链路控制阶段的第一阶段，点到点链路的建立通过被称为链路控制协议(LCP)的部件协商，然后使用诸如CHAP(询问握手鉴权协议)或PAP(口令鉴权协议)的鉴权协议鉴权用户。在被称为网络控制阶段的第二阶段，被称为网络控制协议(NCP)的部件用来管理将在PPP链路上传输的协议分组的特定需要。在CDMA 2000的环境中，PPP链路建立在AT和PDSN之间，然后在该链路上封装和传送IP分组。在PPP链路上传输IP分组专用的NCP是互联网协议控制协议(IPCP)。IPCP使PDSN分配IP地址到AT，并且还能够进行报头压缩算法的协商，该报头压缩算法用来压缩TCP/IP或IP/UDP/PTP报头。此外，网络控制阶段包括另一个称为PPP压缩控制协议(CCP)的部件，该协议用来协商有效负荷压缩算法，该算法可以用于在PPP链路上传输的分组。一旦链路控制阶段和网络控制阶段完成，IP分组就被封装并在PPP链路上隧道传输。
在图1的分层CDMA网络100的不同层上需要满足移动性要求。例如，AT 110可以在由相同RNC控制的不同基站(未示出)之间移动，或者在由相同PDSN控制的不同RNC之间移动。在所有的情况下，在AT 110和PDSN 130之间的PPP会话保持完好，并且该移动对于链路层(PPP)和其上的层(IP和TCP/UCP)来说是透明的。但是在分层体系的最高层，AT110可以在由不同PDSN分层控制的基站之间移动以便终止AT PPP会话。
与上述的图1的CDMA网络100的分层结构相比，在共同受让的题目为“A wireless communications system employing a networkactive set formed from base stations operable as primary andsecondary agents”的专利申请中提出了平面网络结构，该申请结合了RNC和PDSN功能以及小区位置设备到一个网元中，该网元直接连接到互联网。因此该概念有可能会减少部署传统分层网络的成本和复杂度，并减少了将新的无线接入点(小区位置)加入到已经部署的网络的成本和复杂度。在这样的平面网络中，因为集中式的RNC功能和集中式的PDSN功能被结合到小区位置设备中，所以与传统网络结构相比，部署成本被降低了。此外，还可能减少无线用户所受到的延迟，因为在PDSN和RNC处的分组排队延迟被去除。这样的平面结构被称为基站路由器(BSR)类型的网络结构。
例如，图2描述了本发明实施例应用于的新的基站路由器(BSR)类型网络结构的高级框图。这样的基站路由器类型网络结构描述在共同受让的题目为“A wireless communications system employing anetwork active set formed from base stations operable as primary andsecondary agents”的美国专利申请中，这里全部引入作为参考。图2的BSR网络200示意性地包括接入终端(AT)210(这里也被称为移动设备)，多个基站路由器(BSR)(示意性地3个BSR)2201-2203，核心网230、归属代理(HA)240和IP互联网250。在图2的BSR网络200中，不像在传统的IP网络中，诸如呼叫准许控制、CDMA码树管理和寻呼控制的无线网络控制功能被包括在基站路由器220I-2203的每一个中。更具体而言，基站路由器220I-2203中不同的路由器能够用作不同移动设备的初始代理(PA)，不像在传统IP网络结构中仅仅一个无线网络控制器(RNC)执行其控制的一组基站的所有移动设备的资源管理。在图2的BSR网络200中，核心网230运行以确保在BSR2201-2203之间数据分组有效和及时的传输。核心网230还运行以便将来自BSR2201-2203、打算到HA240的反链路数据传送到IP互联网250，该IP互联网250将该数据转发到HA 240。在前向链路方向上，核心网230运行以便将通过IP互联网250从HA240接收的要到移动设备210的数据传送至BSR 2201-2203。
在图2的BSR网络200中，移动设备210与3个BSR2201-2203通信，这3个BSR包括移动设备210的网络有效集(NAS)。基于改变无线条件，移动设备210可以选择从其NAS中的任何BSR接收数据。切换可以快速发生。在NAS中，BSR2201-2203中的一个用作主代理(PA)，而其他BSR可以用作二级代理(SA)。PA用作移动性的锚和无线资源管理，并执行与传统分层网络结构中RNC相似的功能。虽然，上述的新的BSR网络结构大大地减少了IP网络中需要的部件的数量，因此大大减少了与IP网络相关的成本，由于接入终端在网络中的移动，因此在这样的BSR网络结构中存在多个在基站路由器之间的切换，这样，存在对PPP的有效、主动的会话移动性解决方案的需要。也就是说，在BSR结构中，每个BSR用作基站、RNC和PDSN。
正如在传统CDMA系统中，在图2的BSR网络200中，在BSR2201-2203的有效集附近加电的移动设备获得来自BSR2201-2203的每一个的导频信号，并使用接入频道来与基站通信，其从基站中接收最强信号来开始会话。如上所述，被选择的具有最强信号(最初地和示意性地为BSR2201)的BSR用作初始代理(PA)，及同样用作移动设备210的接入点。在图2的BSR网络200中，BSR2201被认为是源BSR，在一开始时终止通常保持在传统分层网络结构的基站中的无线基站MAC协议，通常保持在传统分层网络结构的RNC中的RLP协议，以及通常保持在传统分层网络结构的分组服务数据节点(PDSN)中的(点到点)PPP协议。
图3描述了紧接着从源BSR2201到目的地BSR2202的PPP传输之前的初始状态中图2的BSR网络200的高级功能图。图3的源BSR2201示意性地包括MAC/调度器功能块(MAC/SCH1)、RLP功能块(RLP1)、PPP功能块(PPP1)和FA功能块(FA1)。相似地，图3的BSR2202示意性地包括MAC/调度器功能块(MAC/SCH2)、RLP功能块(RLP2)、PPP功能块(PPP2)和FA功能块(FA2)。如图3所示的BSR网络200所描述的，一开始PPP处理(PPP协议)和外部代理功能(FA)发生在源BSR2201，而RLP和MAC处理，包括帧选择，发生在目的地BSR2202中。
也就是说，在图3所示的初始状态中，在前向链路方向上，HA 240将前向链路数据发送至源BSR2201的FA(FA1)，而源BSR2201的FA(FA1)将数据传送至源BSR2201的PPP(PPP1)。然后源BSR2201的PPP(PPP1)将PPP数据隧道传输至目的地BSR2202的PPP(PPP2)，其将数据发送至目的地BSR2202的RLP(RLP2)。目的地BSR2202的RLP(RLP2)将该数据传送至目的地BSR2202的MAC(MAC/SCH2)，然后该MAC(MAC/SCH2)将数据在空中传送至移动设备210。
在反链路方向上，移动设备210将数据广播到有效集内的所有的BSR(示意地，BSR2201-BSR2202)。源BSR2201的MAC/调度器(MAC/SCH1)和目的地BSR2202的MAC/调度器(MAC/SCH2)都将数据传送至目的地BSR2202的RLP(RLP2)。目的地BSR2202的RLP(RLP2)将数据传输至目的地BSR2202的PPP(PPP2)，其将数据隧道传送至源BSR2201的PPP(PPP1)。源BSR2201的PPP(PPP1)将数据发送至源BSR2201的FA(FA1)，其然后将数据传送至HA 240。
在本发明的一个实施例中，PPP迁移发生在紧接着在BSR网络200中反链路RLP迁移之后。或者，PPP迁移可以发生在定时器届满之后，该定时器在BSR网络200中反链路RLP迁移之后启动。更具体而言，例如，在从源BSR到目的地BSR的反链路RLP传送后，源BSR或目的地BSR可以启动定时器，该定时器必须在源BSR的PPP可发送至目的地BSR之前届满。也就是说，当移动设备决定其愿意接收来自目的地BSR的数据时(即，因为移动设备正在接收来自目的地BSR的更强信号)，源BSR的前向链路RLP被传送至目的地BSR。在从源BSR到目的地BSR的前向链路RLP传送之后一段时间，反向链路RLP被传送至目的地BSR。在至目的地BSR的前向链路RLP和反向链路RLP的传送之后，其后移动设备可以回到从原始源BSR接收更强信号或遇到从其接收更强信号的下一个BSR。这样，在实现计时器以便控制PPP传送的PPP移动性解决方案的实施例中，PPP可以保持在源BSR一段时间，该时间长得足够使移动设备重新获得来自源BSR的更强信号或从下一个第二目的地BSR获得更强信号。在前一种情况中，PPP功能将保持在源BSR中，前向链路RLP和反向链路RLP可以回到源BSR。在后一种情况下，前向链路RLP和反向链路RLP可以从目的地BSR传送到下一个第二目的地BSR，并且如果定时器届满，那么PPP然后可以从源BSR直接传输到下一个第二目的地BSR，因此消除了将PPP传送到第一目的地BSR的需要。这样，根据本发明的各种PPP移动性解决方案的实施例中执行的可选定时器可以运行来减少PPP需要被传送的次数并由此避免“乒乓效应”。
在BSR网络200中的RLP的迁移描述在共同受让的专利申请中，该申请题目为“Active Session Mobility Solution for Radio LinkProtocol”，与本申请同时提交，这里全部引入作为参考。通常，如题目为“Active Session Mobility Solution for Radio Link Protocol”的专利申请所教导的，诸如BSR网络100这样的网络中RLP移动性解决方案，包括两个RLP迁移状态。第一状态定义为前向链路RLP状态，描述了从归属代理到有效终端通过网络的数据传送，第二状态定义为反向链路RLP状态，并描述为通过网络从有效终端向归属代理传送数据。此外，RLP移动性解决方案包括两阶段RLP传送过程用于两个规定的状态从源到目的地的迁移。在RLP移动性解决方案的第一阶段，前向链路RLP状态从源传送到目的地。在第二阶段，帧选择和反向链路RLP从源传送到目的地。
在任何情况下，在BSR网络200中，PPP迁移发生在反链路RLP迁移之后。根据本发明，PPP迁移可以通过要求PPP传送发生在IP帧边界上(前向链路)和PPP帧边界上(反向链路)而变得简单。在该要求下，PPP可以被迁移最小状态信息，因为每个完整的PPP帧是独立于前一帧(没有计入报头/有效负荷的压缩)。
在前向链路方向上，当对于从源BSR 2201到目的地BSR 2202的PPP迁移的指示(即，反向链路RLP迁移的定时器的届满)到达源BSR 2201时，源BSR 2201的PPP(PPP1)开始将处理后的IP分组隧道传输到目的地BSR 2202的PPP(PPP2)。更具体而言，当源BSR 2201接收到指示从源BSR 2201到目的地BSR 2202的PPP的期望的迁移的信号时，源BSR 2201开始将被源BSR 2201的PPP(PPP1)组帧成PPP帧的IP数据分组隧道传输到目的地BSR 2202的PPP(PPP2)。然后目的地BSR 2202的PPP(PPP2)将被组帧的PPP数据传送到目的地BSR 2202的RLP(RLP2)，但是在缓存器中保留了该数据的副本，以便在所有初始状态变量到达之后重建压缩状态。除了转发被组帧的数据，当接收到迁移请求时，源BSR 2201还要记录正被组帧的IP数据的IP数据序号V(G)。源BSR 2201确定后续的IP数据序号，V(G+x)，并传送这两个序号，V(G)和V(G+x)，以及状态变量(即，如果报头压缩是有效的，那么当前压缩状态变量被发送；如果使用有效负荷压缩(只有在非实时传送中完成)，那么就发送指令，这样目的地能够重启/重置帧数据的压缩状态至目的地BSR 2202，通知源BSR 2201注意在接收具有后续序号V(G+x)的IP数据之前完成PPP到目的地BSR2202的迁移。目的地BSR 2202接收两个序号并当数据到达时更新序号V(G)。
在继续本发明各个实施例的描述之前，现在将由发明人定义本公开整个文件中使用的术语“IP数据序号”和“序号”。更具体而言，当PPP帧或IP分组在源和目的地之间隧道传输时，它们可以在专用隧道或标准隧道机制上隧道传输，该机制诸如GRE(一般路由封装)。所用的隧道机制通过在封装报头时提供序号而提供排序。也就是说，PPP帧或IP分组可以在由隧道机制定义并提供序号的报头中被封装。这样的序号可以是面向8位字节的(即，被封装数据的第一字节序号)或者它可以是面向帧的(即，第一封装数据分组将获得序号1，第二为2，等等)。例如，GRE属于后一分类。因为这里描述的本发明的各种实施例执行了隧道传输机制以便将数据从源转发到目的地，以及从目的地转发到源，这里应当认定隧道传输机制为传输的数据提供序号。这样，应当注意，本发明的全部说明书中，当发明人提到IP数据序号或仅仅提到序号时，发明人指的是通过由本发明的各个实施例所执行的隧道传输机制赋予PPP帧或IP数据分组的序号。
再参考图3，如果通过确定的IP数据序号V(G+x)的存在，来自目的地BSR 2202的对接受PPP的分配和其将接收的IP分组组帧的能力的确认已经被源BSR 2201接收，那么具有大于V(G+x)的序号(例如V(G+x+1))的IP数据被从源BSR 2201的FA(FA1)隧道传输至目的地BSR 2202的PPP(PPP2)，以便被目的地BSR 2202的PPP(PPP2)组帧和缓存。但是，应当注意，即使源BSR 2201接收到来自目的地BSR 2202的确认之后，源BSR 2201的PPP(PPP1)继续处理具有小于或等于先前预定的后续序号V(G+x)的序号的IP数据。也就是说，在序号V(G+x)到达之前或者直到序号V(G+x)到达为止，HA240将数据传送至源BSR 2201的FA(FA1)，其将数据传送至源BSR 2201的PPP(PPP1)，其将接收到的数据组帧成PPP帧并将组帧的数据隧道传送至目的地BSR 2202的PPP(PPP2)。目的地BSR 2202的PPP(PPP2)将数据传送到目的地BSR 2202的RLP(RLP2)，但是保留该数据的副本在缓存器中以便在所有初始状态变量已经到达之后重建压缩状态。
此外，当具有序号V(G+x)的IP数据被源BSR 2201的PPP(PPP1)传送和处理时，源BSR 2201通知目的地BSR 2202的PPP(PPP2)在源BSR 2201处完成处理并且将发生迁移。此外，源BSR 2201中的PPP(PPP1)发送指示到源BSR 2201中的FA(FA1)，以便序号V(G+x)一到达时就开始将接收的数据隧道传送至目的地BSR 2202的PPP(PPP2)。这样，在序号V(G+x)处理之后，HA 240将数据传送至源BSR 2201中的FA(FA1)，其将数据隧道传送至目的地BSR 2202的PPP(PPP2)，其将接收的数据组帧成PPP帧，并将该PPP帧传送到目的地BSR 2202的RLP(RLP2)。目的地BSR 2202的RLP(RLP2)然后将数据传送至MAC/调度器(MAC/SCH2)，其将数据转发到移动设备210。
可选地，在本发明的实施例中，在PPP从源到目的地的迁移之后，指示可以从目的地的PPP发送回源的PPP，通知其不期望任何更多的数据分组。然而，在接收该指令之前，任何“正在通过”的分组被源处理。
如果在后续序号V(G+x)发生之前没有从目的地BSR 2202接收到对接受PPP分配的确认，那么IP数据的组帧在源BSR 2201的PPP(PPP1)继续，并且所组帧的IP数据从源BSR 2201的PPP(PPP1)隧道传送至目的地BSR 2202的PPP(PPP2)。源BSR 2201然后选择第二后续序号V(G+nx)，并将该第二后续序号V(G+nx)转发到目的地BSR 2202。该过程继续，直到在由源BSR 2201确定后续序号之前目的地BSR 2202发送对接受分配的确认到源BSR 2201为止。
图4描述了根据本发明实施例的前向链路PPP迁移的方法的实施例。图4的本发明400开始于步骤402，在这个步骤中，从源到目的地的PPP迁移的指示到达源。然后方法400进行到步骤404。
在步骤404，源的PPP将接收的IP分组组帧并将处理后的PPP帧隧道传输到目的地。源还确定和发送当接收到指令时正在处理的IP数据的序号V(G)和定义了到源打算完成PPP的迁移为止时的IP数据的序号的定义的后续序号V(G+x)到目的地。方法400然后进行到步骤406。
在步骤406，源等待来自目的地的其愿意并能够实现IP数据的组帧的确认。如果在源确定的后续序号之前从目的地接收到确认，那么方法400进行到步骤410。如果在源确定的序号之前没有从目的地接收到确认，那么方法400进到步骤408。
在步骤408中，源确定定义了到源打算完成自源到目的地的PPP迁移为止时的IP数据的序号的另一后续序号V(G+nx)。然后方法400返回到步骤406。
在步骤410中，源继续组帧接收到的具有小于或等于确定的后续序号(即，V(G+x))的序号的IP数据分组。具有大于该确定的后续序号的序号的IP数据分组被隧道传输至目的地，以便由目的地PPP组帧和缓存。然后方法400进行到步骤412。
在步骤412，一旦源PPP处理所述确定的后续序号，源PPP通知目的地PPP该处理已经在源完成并且将进行PPP到目的地的迁移。此外，源PPP发送指示到源FA以便开始将接收的IP数据隧道传输至目的地PPP。然后方法400进行到步骤414。
在步骤414中，IP数据从源FA隧道传送至目的地PPP，以便由目的地PPP组帧。然后方法400结束。
在反链路方向，当将PPP从源BSR 2201迁移到目的地BSR 2202的指示到达时，源BSR 2201的PPP(PPP1)发送指示到源BSR 2201的FA(FA1)以便从目的地BSR 2202的PPP(PPP2)接收被隧道传输的IP帧。源BSR 2201的PPP(PPP1)还发送指示到目的地BSR 2202的PPP(PPP2)以便使用下一个PPP帧边界停止将数据隧道传输至源BSR 2201的PPP(PPP1)。在源BSR 2201的PPP(PPP1)的处理继续，直到停止输入数据。此时，源BSR 2201的PPP(PPP1)发送处理已经完成的指示到目的地BSR 2202的PPP(PPP2)，并且目的地BSR 2202的PPP(PPP2)被指示将IP分组隧道传输至源BSR 2201的FA(FA1)。目的地BSR 2202的PPP(PPP2)通知目的地BSR 2202的RLP(RLP2)开始数据流。然后被处理的IP数据被隧道传输至源BSR 2201的FA(FA1)。
图5描述了根据本发明实施例的用于反链路PPP迁移的发明的实施例。图5的方法500开始于步骤502，在该步骤源PPP发送指示到目的地PPP以便在下一个PPP帧边界时停止将数据隧道传输至源PPP。还发送一个指示到源FA以便在下一个PPP帧接收来自目的地PPP的隧道传输。然后方法500进到步骤504。
在步骤504，目的地PPP接收指示，暂停将数据隧道传输至源PPP，但是继续缓存反链路IP数据。一个指示被发送回源PPP，通知其不希望任何更多的分组。然后方法500进到步骤506。
在步骤506，源FA接收来自源PPP的指示，并准备从目的地PPP接收隧道传输的IP帧。然而，任何从目的地PPP传送到源PPP的“传送中”的分组在从目的地PPP到源FA隧道传输IP帧之前由源PPP处理。然后方法500进到步骤508。
在步骤508，源FA发送指示到目的地PPP以便开始数据流。然后方法500进到步骤510。
在步骤510，目的地PPP接收该指示并且开始发送缓存的数据，随后，发送新的反链路数据到源FA。然后方法500结束。
在本发明有效会话PPP移动性解决方案的各个实施例中，即使在源中不是所有的PPP阶段都已经完成(即，LCP、PAP/CHAP完成而IPCP和CCP没有完成)，源的PPP会话可以被迁移到目的地。在该例中，未完成的阶段可以在目的地PPP处协商。更具体而言，当PPP迁移的指示从源BSR 2201到达目的地BSR 2202时，目的地BSR 2202的PPP(PPP2)向源BSR 2201的PPP(PPP1)发送请求以便获得可由移动设备210ID识别的PPP状态信息。如果源BSR 2201的PPP(PPP1)的PPP状态已经完成了对部分(或所有)阶段的所有参数协商，那么源BSR 2201的PPP(PPP1)向目的地BSR 2202的PPP(PPP2)发送所有用于被请求移动ID的协商阶段的PPP状态信息。然而，如果源BSR 2201的PPP(PPP1)的PPP状态还没有完成任何阶段的所有参数协商，那么源BSR 2201的PPP(PPP1)可以延迟该响应或者可以发送对来自目的地BSR 2202的PPP(PPP2)的请求的拒绝。
然而，如果目的地BSR 2202的PPP(PPP2)能够支持老服务的(例如，源)BSR 2201的PPP(PPP1)和移动设备210之间协商的所有PPP参数，目的地BSR 2202的PPP(PPP2)会建立PPP状态并肯定确认，PPP被迁移。否则，目的地BSR 2202的PPP(PPP2)会作出否定响应，不迁移PPP状态。一旦来自目的地BSR 2202的PPP(PPP2)的肯定确认被证实后，源BSR 2201的PPP(PPP1)开始向目的地BSR 2202的PPP(PPP2)转发IP分组，同时目的地BSR 2202的PPP(PPP2)开始进行PPP处理。
应当注意到，尽管本发明中的PPP迁移的实施例被描述成在一个RLP协议迁移后发生，本领域技术人员应当理解且由本发明的教导应得知按照本发明的PPP迁移的观念可能应用在不能实现RLP的网络中，以及同样，PPP迁移可能在用户确定的几乎任何需要的时间如上所述地启动。
按照本发明的实施例，外部代理的迁移在PPP迁移后发生。在BSR网络200，来自源BSR 2201的FA(FA1)的迁移在MAC，RLP，及PPP已全部迁移至目的地BSR 2202之后开始。
在FA可以最终从源BSR 2201移动到目的地BSR 2202前，移动设备-IP必须首先完成注册。也就是，在FA迁移开始时，目的地BSR2202的FA(FA2)会首先向移动设备210发出一个告示。当注册程序开始，前向链路数据继续如上所述流动。在HA 240将分组流转移到建立到目的地BSR 2202的FA(FA2)的隧道的同时，任何已经发向源BSR 2201的FA(FA1)的“传送中”分组仍旧由源BSR 2201的FA(FA1)处理，并隧道传输至目的地BSR 2202的FA(FA2)。任何发向目的地BSR 2202的FA(FA2)的新输入的前向链路分组被缓存。在等待从源BSR 2201的FA(FA1)隧道传输的、要在目的地BSR 2202的FA(FA2)中处理的任何“传送中”数据的超时期间后，控制传送到目的地BSR 2202的FA(FA2)，其现在开始传输任意缓存数据并允许新输入的流。这样，前向链路分组的流中断被最小化或者中断全部消除。上述超时期间可以由与上述用于本发明的PPP的有效会话移动性解决方案的定时器相同的定时器来定义，其可用作减少需要传送FA的次数。在本发明的另一个实施例中，一个指示可发送至目的地BSR2202的FA(FA2)，通知目的地BSR 2202何时最后的IP数据已经从源BSR 2201的FA(FA1)隧道传输到目的地BSR 2202的FA(FA2)。
图6示出按照本发明实施例的前向链路FA迁移方法的实施例。图6中的方法600从步骤602开始，在该步骤中目的地的FA发送一个寻址到移动设备的告示。方法600然后进行到步骤604。
在步骤604，移动设备接收该告示并以一个寻址到目的地FA的注册消息进行应答。然后方法600进行到步骤606。
在步骤606，目的地FA接收该注册消息并鉴权该移动设备。移动设备注册消息转发到归属代理。然后方法600进行到步骤608。
在步骤608，归属代理收到该注册消息并鉴权移动设备。注册应答消息通过目的地发回到移动设备。然后方法600进行到步骤610。
在步骤610，归属代理与目的地FA间建立隧道并开始向目的地FA隧道传输数据，以便由目的地缓存。开始定时器直到拆除到源FA的隧道。然后方法600进行到步骤612。
在步骤612，源FA将任何剩余数据隧道传输至目的地FA。在等待任何剩余的“传送中”分组的计时器届满后，向目的地FA发送一条处理已完成的指令。源FA示例被删除。然后方法进行到步骤614。
在步骤614，目的地FA从源FA接收“完成”指示，目的地FA开始向目的地PPP发送其缓存的前向链路数据。方法600结束。
在反链路方向中，通过源BSR 2201保持数据流直到HA240返回以注册应答消息为止。该应答指示通过源BSR 2201中的FA(FA1)的隧道即将拆除的，因此从目的地BSR 2202的PPP(PPP2)到源BSR2201的FA(FA1)的数据流中断。当指示建立了到目的地BSR 2202的HA/FA隧道(例如，从HA240到FA(FA2)的隧道)的前向链路数据到达FA(FA2)时，反链路数据流继续流向目的地BSR 2202的FA(FA2)。
尽管本发明中有效会话PPP迁移解决方案的不同实施例是参考BSR网络体系结构示出的，本领域技术人员应理解，且由本发明的教导可获知本发明有效会话PPP迁移解决方案的概念能应用到几乎任何实现点对点协议(PPP)的网络。更具体地说，例如，本发明有效会话PPP迁移解决方案的概念可应用在图1的传统CDMA分层无线IP网络100中以在各种PDSN130之间有效迁移PPP会话，所述迁移例如是由接入终端110的移动性引起的。
尽管按照本发明的有效会话PPP迁移解决方案的各种实施例被描述为从源隧道传输IP数据至目的地及相反，应该注意到，各种其它从源至目的地转发数据的方法是本领域已知的，且按照本发明的其它实施例，其它这样的转发方法可以实现为从源到目的地传送数据及相反。
尽管以上所述是针对本发明的各种实施例的，在不脱离本发明基本范围基础上可以设计出的本发明的其它更多实施例。这样，本发明的适当保护范围要根据以下权利要求来确定。
权利要求
1.一种在无线IP网络中从源到目的地的点对点协议(PPP)会话的无缝有效会话迁移的方法，包括从所述源向所述目的地隧道传输组帧后的IP数据；确定后续IP数据序号，在所述目的地按所述后续IP数据序号开始组帧IP数据；及隧道传输具有大于所述确定的IP数据序号的序号的预组帧IP数据至所述目的地。
2.如权利要求1所述的方法，其中当所述源接收到来自所述目的地的确认时，开始隧道传输具有大于所述确定的IP数据序号的序号的预组帧IP数据至所述目的地。
3.如权利要求2所述的方法，其中如果在所述源接收到所述确定的IP数据序列之前所述源没有接收到来自所述目的地的所述确认，确定一个更后续的IP数据序列的序号，在所述目的地将按照该更后续的IP数据序列的序号开始组帧IP数据。
4.如权利要求1所述的方法，其中具有小于或等于所述确定的IP数据序号的序号的IP数据将继续被所述源组帧并隧道传输至所述目的地。
5.如权利要求1所述的方法，其中具有大于所述确定的IP数据序号的序号的预组帧的IP数据被隧道传输至所述目的地并且保持在所述目的地的缓存中，直到从所述源接收到IP数据的最后一段已经被所述源组帧的确认为止。
6.如权利要求1所述的方法，其中具有大于所述确定的IP数据序号的序号的预组帧IP数据被所述目的地组帧，且即使所述源没有完成组帧的全部阶段，在所述目的地仍可开始组帧。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述未完成的组帧阶段被所述目的地完成。
8.如权利要求1所述的方法，还包括使所述目的地停止向所述源隧道传输IP数据；在所述目的地中缓存新接收到的IP数据；及一旦从所述源接收到所述源已经组帧并传送最后一个IP数据段的指示，处理所述目的地的缓存的IP数据。
9.如权利要求1所述的方法，还包括在无线IP网络中从源到目的地的外部代理(FA)会话的有效会话迁移，所述方法包括一旦完成所述PPP迁移，从所述源发送告示到接入终端以使该接入终端能够被归属代理鉴权；一旦鉴权了该接入终端，从所述归属代理向所述目的地隧道传输IP数据以便被所述目的地缓存；一旦接收到所述源已经将最后一个IP数据段传送的指示，在所述目的地处理所述缓存的IP数据。
10.如权利要求9所述的方法，还包括使所述目的地停止向所述源隧道传输组帧后的IP数据；在所述目的地中缓存新接收到的IP数据；及一旦从所述源接收到所述源已经处理了最后一个IP数据段的指示，在所述目的地处理所述缓存的IP数据。
11.一种在无线IP网络中从源到目的地的点对点协议(PPP)会话的无缝有效会话迁移的方法，包括在前向链路方向，从所述源到所述目的地转发组帧后的IP数据；确定后续的IP数据序号，在所述目的地将按照所述后续的IP数据序号开始组帧IP数据；及一旦接收到来自所述目的地的确认，转发具有大于所述确定的IP数据序号的序号的IP数据到所述目的地以便被所述目的地处理。
12.如权利要求11所述的方法，还包括在反链路方向，使所述目的地停止向所述源转发反链路IP数据，以便被所述源处理；在所述目的地中缓存新接收到的反链路IP数据；及一旦从所述源接收到所述源已经处理了最后一个IP数据的指示，处理所述目的地的缓存的IP数据。
全文摘要
根据本发明的用于点对点协议(PPP)的有效会话移动性解决方案通过减少隧道传输机制上的隧道传输开销而提供快速和平滑的切换，所述隧道传输机制例如从服务源(例如，PPP终端设备)到新的服务目的地(例如，PPP终端设备)的P－P隧道传输。在本发明中的有效会话移动性解决方案中，即使不是所有阶段都完成(例如，LCP，PAP/CHAP已完成，但是IPCP和CCP没有完成)，PPP会话也可以迁移。在这种情况下，未完成的阶段将在目的地PPP的PPP协商。
文档编号H04L29/06GK1756237SQ20051010718
公开日2006年4月5日 申请日期2005年9月28日 优先权日2004年9月30日
发明者休曼·达斯, 阿楠德·纳格施·卡格尔卡, 萨利特·穆克尔基, 苏理斯巴布·P·耐尔, 普利亚·拉简, 阿杰·拉库玛尔, 桑姆帕斯·兰噶拉简, 麦克尔·D·特纳, 哈理施·维斯瓦纳兰 申请人:朗迅科技公司