CN101052036A - 在异质网络切换中实现媒体无关的切换能力发现的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在异质网络切换中实现媒体无关的切换能力发现的方法，该方法首先在能力发现请求消息中增设MIH能力发现的请求类型字段，并设置不同请求类型对应的标识，该方法还包括：a.系统中的网元在向其它网元发送能力发现请求消息时，在请求类型字段中设置当前所需请求类型的标识；b.收到该能力发现请求消息、且具有MIHF的网元根据该消息的请求类型字段中的标识执行相应的MIH能力发现处理流程；c.发起能力发现请求的网元根据步骤b中的处理结果得到相关网元的MIHF的相关信息。本发明解决了现有技术中的网元不能根据需要确定能力发现请求消息的发送方式的问题。本发明方案使得网元能通过能力发现请求消息通知各个网元在收到该消息时应执行的处理。

Description

在异质网络切换中实现媒体无关的切换能力发现的方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是涉及一种在异质网络切换中实现媒体无关的切换(MIH)能力发现的方法。

背景技术

目前，通信技术的发展日新月异，各种新的接入技术层出不穷。由于各种接入技术所对应的网络通常有各自适宜的覆盖范围和应用场景，因此，为了实现无处不在的通讯服务，支持多种接入技术的多模终端应运而生。将采用不同接入技术的网络称为异质网络。异质网络有很多种，比如，IEEE 802.3、IEEE 802.11和IEEE 802.16所提供的802网络，以及3GPP和3GPP2所提供的蜂窝网络均为异质网络。

支持多种接入技术，也即支持多种异质网络的多模终端有一个必须要解决的问题：该多模终端如何在其所支持的这些异质网络间进行无缝切换和漫游。针对该问题，已有的移动IP(MIP)技术可以认为已实现了层三的移动性，使得终端在网络地址发生改变后，即在出现异质网络的切换后，能够保证上层业务的连续性。但使用该MIP技术仍然存在终端与网络的底层链路完全断开的时段，因此会影响服务的QoS性能，比如，会增加QoS的延迟和抖动等指标。

鉴于以上问题，目前的IEEE 802.21的目的就是帮助实现链路层的网络切换，尽量在切换过程中不影响服务的QoS性能，以改善用户的移动体验。

为实现异质网络间切换的无缝性和连续性，IEEE 802.21在已有的移动性管理协议栈中引入了一个新的协议功能层，即媒体无关的切换功能(MIHF，MIH Function)。MIHF主要提供了一些关键服务，即MIH事件服务(MIES)、MIH命令服务(MICS)和MIH信息服务(MIIS)来帮助终端进行切换。

MIHF在逻辑上定义成终端及网络的移动性管理协议栈中的一个薄层，在切换决定中起着助手和助推器的功能。针对多模终端，MIHF向上层提供需要做切换决定和如何有效地做切换决定的一些必要信息，上层则基于MIHF的输入和上下文做切换决定和链路选择，从而可以实现无缝切换。MIHF及其关键服务在协议栈中的位置如图1所示。

此外，IEEE 802.21还定义了MIH协议，包括MIH能力发现、MIH远程注册及MIH消息交互。通过其中的MIH能力发现流程，系统中的各个网元可以确定其它哪个网元能够支持MIHF及其支持程度，其中，支持程度通常通过MIH能力列表表示，MIH能力发现过程包括能力发现握手和能力宣告。通过MIH远程注册协议，不同系统的网元中的MIHF可以互相注册，以接受媒体无关的切换消息及远程事件。MIH消息交互协议规定了包的格式、消息格式和消息交互过程，依据该协议，不同系统的网元中的MIHF可以通过适当的传输方式进行交互。

之所以需要MIH能力发现流程，是因为，如果系统中的网元之间没有相互知道各自所支持的MIH能力等信息，则在对交互信息进行解析时就会发生混乱，从而影响系统的互通性，其中，系统中的网元包括终端以及系统中诸如附着点(PoA)、接入路由器(AC)之类的网络实体，而由于系统中的各个网元通常来自不同的厂商，各自是否能够支持MIHF，以及支持程度可能不同的MIH能力列表可能会不同。因此，系统中的网元要想实现异质网络的切换，首先要通过MIH能力发现流程查找出其它网络中有哪个网元能够支持MIHF，以及对MIHF的支持程度。

IEEE 802.21定义的MIH能力发现具体有两种实现方案。一种方案是系统中的网元通过媒体介质广播自身的MIH能力，比如，可以通过802.11中的beacon和802.16中的DL-MAP消息来广播自身的MIH能力。

另一种实现方案是定义用于MIH能力发现的请求及响应消息，以及相应的消息交互流程。下面描述一下该方案的消息及交互流程。

在IEEE 802.21中，定义了能力发现请求消息(MIH_Capability_Discover.request)和能力发现响应消息(MIH_Capability_Discover.response)，具备MIHF的网元可以通过这两个消息来完成MIH的能力发现。对于发起请求的网元来说，如果知道自身想要发现的其它网元的地址，则可以填上该地址并进行单播，如果不知道，则可以填上自己的地址然后进行广播。收到请求消息的网元则返回响应消息。另外，网元也可以主动以广播方式发送MIH_Capability_Discover.response消息。

上述MIH_Capability_Discover.request消息和MIH_Capability_Discover.response消息的结构相同，如表1所示。这两种消息均包括四个字段，其中，SupportedEventList表示所支持的事件列表，SupportedCommandList表示支持的命令列表，SupportedTransportList表示支持的MIH消息传输的方式，SupportedISQueryTypeList表示支持的信息服务查询类型。

Name	Type
		SupportedEventList	Event List(255)
SupportedCommandList	Command List(254)
		SupportedTransportList	Transport List(253)
SupportedISQueryTypeList	IS Query Type List(252)

                            表1

以终端通过MIH_Capability_Discover.request消息发现系统中的哪个网元支持MIHF为例，该消息流时序如图2所示。

由图2可以看出，终端向与自身直接连接的PoA 1发送MIH_Capability_Discover.request消息，该PoA 1为服务网络的PoA。PoA 1直接将该消息通过广播方式转发给周围的其它网络PoA，包括PoA 2、PoA 3和AR，其中，在WiMAX或WLAN之类的系统中，PoA可以是在AR中，图2中的AR即为设置了PoA的AR。这三个网元中，PoA 3不具有MIH能力，因此不会回复消息，PoA 2和AR具有MIH能力，因此返回MIH_Capability_Discover.response消息。PoA 1则将收到的MIH_Capability_Discover.response消息转发给终端。

实际上，图2所示仅为一种实现方案。因为一个网元在收到MIH_Capability_Discover.request消息后，可能有多种处理。一种是向其所知的其它网元进行广播，如图2中的PoA 1所作的处理，PoA1在收到终端发送来的MIH_Capability_Discover.request消息后，就是向PoA 2、PoA 3和AR转发了该消息，并将收到的MIH_Capability_Discover.response消息转发给终端。另一种是直接向发送方返回MIH_Capability_Discover.response消息，图2中的PoA 2和AR就是直接返回该响应消息。当然，还可能有其它的处理方式，比如，可以是将收到的请求消息通过广播方式转发给其它网元，并通过响应消息返回自身MIHF的相关信息。

由表1可以看出，由于MIH_Capability_Discover.request消息中并没有字段用于表示消息接收方应该按照何种方式来处理收到的能力发现请求消息，且IEEE 802.21中也没有提供一种机制来确定不同角色的网元在收到能力发现请求消息后是否需要广播该请求消息，这就导致该消息处理很可能会出现混乱。

比如，终端希望服务PoA收到请求消息后，对该消息进行广播，以获得本终端所在地理位置的其它网元的MIH能力，而该服务PoA可能却只是返回了自身的MIH能力。再比如，终端只需要非服务的PoA返回自身的MIH能力，而这些非服务的PoA可能却将该请求消息广播给其它网元，从而造成网络风暴。

综上所述，目前系统中的各个网元通常不能根据需要确定MIH_Capability_Discover.request消息的发送方式，也不能在转发该消息时告知其它网元收到MIH_Capability_Discover.request消息后应进行的处理。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的主要问题在于提供一种在异质网络切换中实现MIH能力发现的方法，以使网元在发送能力发现请求消息时，能通知各个网元在收到该请求消息时应执行的处理，从而使得各个网元在收到请求消息时能够确定相应的处理方式。

为解决以上问题，本发明提供了以下技术方案：

一种在异质网络切换中实现媒体无关的切换能力发现的方法，在能力发现请求消息中增设媒体无关的切换MIH能力发现的请求类型字段，并设置不同请求类型所对应的标识，该方法还包括以下步骤：

a.系统中发起能力发现请求的网元在向其它网元发送能力发现请求消息时，在所述请求类型字段中设置当前所需请求类型的对应标识；

b.收到所述能力发现请求消息、且具有媒体无关的切换功能MIHF的网元根据该消息的请求类型字段中的标识执行相应的MIH能力发现处理流程；

c.所述发起能力发现请求的网元根据步骤b中的处理结果得到相关网元的MIHF的相关信息。

步骤a中，所述当前所需的请求类型为：仅需能力发现请求消息的接收方返回自身MIHF的相关信息；

步骤b中，所述网元执行的MIH能力发现处理为：直接返回携带了自身MIHF的相关信息的能力发现响应消息。

所述发起能力发现请求的网元为系统中的终端，所述能力发现请求消息的接收方为系统中的服务网络附着点PoA；

或者所述发起能力发现请求的网元为系统中的服务网络PoA，所述能力发现请求消息的接收方为系统中的终端；

或者所述发起能力发现请求的网元为服务网络PoA，所述能力发现请求消息的接收方为系统中的其它网络PoA。

所述请求类型包括：能力发现请求消息的接收方需要将该消息通过广播方式转发给周围网元；以及仅需要能力发现请求消息的接收方返回自身MIHF的相关信息；

步骤a中，所述当前所需的请求类型为：需要能力发现请求消息的接收方将该消息通过广播方式转发给周围网元；

步骤b中，所述网元执行的MIH能力发现处理包括：

b11.所述网元将收到的能力发现请求消息以广播方式转发到其它网元，且设置所述消息的请求类型字段标识所对应的请求类型为：仅需要能力发现请求消息的接收方返回自身MIHF的相关信息；

b12.具有MIHF的其它网元在收到所述步骤b11中网元转发的能力发现请求消息后，根据该消息的请求类型字段中的标识，直接返回携带了自身MIHF的相关信息的能力发现响应消息；

b13.收到所述能力发现响应消息的网元将该响应消息转发给步骤a中发起能力发现请求的网元。

所述请求类型包括：能力发现请求消息的接收方需要返回自身MIHF的相关信息，并将收到的请求消息通过广播方式转发给周围网元；以及仅需要收到能力发现请求消息的接收方返回自身MIHF的相关信息；

步骤a中，所述当前所需的请求类型为：需要能力发现请求消息的接受方返回自身MIHF的相关信息，并向周围网元通过广播方式转发该消息；

步骤b中，所述网元执行的MIH能力发现处理包括：

b21.所述网元返回携带了自身MIHF的相关信息的能力发现响应消息，并将所收到的能力发现请求消息通过广播方式转发到其它网元，且设置所述消息的请求类型字段标识所对应的请求类型为：仅需要能力发现请求消息的接收方返回自身MIHF的相关信息；

b22.具有MIHF的其它网元在收到所述步骤b21中网元转发的能力发现请求消息后，根据该消息的请求类型字段中的标识，直接返回携带了自身MIHF的相关信息的能力发现响应消息；

b23.收到所述能力发现响应消息的网元将该响应消息转发给步骤a中发起能力发现请求的网元。

所述发起能力发现请求的网元为：终端或者系统中的网络PoA；所述接收能力发现请求消息的网元为：系统中的网络PoA。

每个具有MIHF的网元在收到能力发现请求消息之后，并在根据该消息中的标识执行处理之前，进一步包括：

判断该消息的请求类型字段中是否携带了标识，如果是，则执行根据该标识进行后续处理的步骤；否则，根据本网元与发送该消息的网元之间的关系确定相应的处理策略。

所述根据本网元与发送该消息的网元之间的关系确定相应的处理策略为：

如果本网元为服务网络PoA，且发送该消息的网元为终端，则本网元将该消息广播给周围的其它网元；否则，本网元直接将自身MIHF的相关信息通过能力发现响应消息返回给发起能力发现请求的网元。

所述MIHF的相关信息包括：是否支持MIHF的信息，及MIHF的支持程度信息。

本发明通过在能力发现请求消息中增设MIH能力发现的请求类型字段，以及设置不同请求类型所对应的标识，且执行能力发现请求的网元根据该设置进行消息发送及消息处理，从而使得系统中的网元能够根据需要确定能力发现请求消息的发送方式，并且使得网元能够在转发时告知其它网元收到能力发现请求消息后应进行的处理。

通过本发明方案，既可以解决由于诸如服务PoA之类的接收方未广播终端之类的发起方的能力发现请求消息，从而导致返回给发起方的信息不充分，即不能提供足够信息供发起方进行切换策略选择的问题。还能避免由于诸如其它非服务PoA之类的网元对能力发现请求消息进行不恰当的广播和转发而导致产生网络风暴的潜在威胁。

另外，本发明还提供了在能力发现请求消息中没有携带所设置的标识时，各个网元可以执行的处理，从而完善了MIH的能力发现流程。

附图说明

图1为目前的MIHF及其关键服务在协议栈中的位置关系示意图；

图2为现有技术中能力发现请求的一种实现方式的消息流时序图；

图3为本发明方案的实现流程图；

图4为本发明实施例一的消息流时序图；

图5为本发明实施例二的消息流时序图；

图6为本发明实施例三的消息流时序图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明方案作进一步详细的描述。

本发明方案首先要在目前已有的MIH_Capability_Discover.request消息中增加一个请求类型字段，该字段可以根据需要设置多种标识，每种标识对应一种处理方案。本发明提供的较佳实施例是在上述表1中增加一个名称为ActionCode的可选字段。增加该字段后的消息格式如表2所示。该字段的具体定义如表3所示。

Name	Type
		SupportedEventList	Event List(255)
SupportedCommandList	Command List(254)
		SupportedTransportList	Transport List(253)
SupportedISQueryTypeList	IS Query Type List(252)
		ActionCode(optional)	Action Code(244)

                        表2

Type	Length	Value
			244	1	Action of handling request message:0:unicast1:broadcast2-255:reserved

                        表3

由表3的设置可以看出，本实施例中，ActionCode为0时，表示该能力发现请求消息为一个单播消息，请求者的目的仅在于获得接收方的MIHF的相关信息；ActionCode为1时，表示请求者希望接收方将该消息广播给其它网络实体。

基于上述设置，本发明方案的处理流程如图3所示，对应以下步骤：

步骤301、系统中发起能力发现请求的网元在向其它网元发送能力发现请求消息时，在所述请求类型字段中设置当前所需请求类型的对应标识。

步骤302、收到所述能力发现请求消息、且具有MIHF的网元根据该消息的请求类型字段中的标识执行相应的MIH能力发现处理流程。

步骤303、所述发起能力发现请求的网元根据步骤302中的处理结果得到相关网元的MIHF的相关信息。

下面再以具体实施例对该处理流程进行详细描述。

本发明的实施例一。

基于上述设置，系统中的网元在只需要能力发现请求消息接收方返回自身MIHF的相关信息时，即可发送ActionCode字段为0的MIH_Capability_Discover.request消息，收到该请求消息的网元则直接返回自身的MIHF的相关信息。图4所示为该情况的消息流时序图，该处理对应以下步骤：

步骤401、网元1向网元2发送MIH_Capability_Discover.request消息，只希望得到对方的MIHF的相关信息，该消息中的ActionCode字段为0。

其中，MIHF的相关信息通常包括是否支持MIHF的信息，以及MIHF的支持程度信息。

步骤402、网元2发现MIH_Capability_Discover.request消息中的ActionCode字段为0，则直接返回MIH_Capability_Discover.response消息，且该消息中携带自身的MIHF的相关信息。

图4所示的消息流时序通常用于两个对等网元之间的MIHF能力发现过程。比如，终端与服务PoA仅需要了解对端的MIHF的相关信息。或者是两个异质网络中的PoA仅需要了解对方的MIHF的情况，比如，服务网络PoA需要得到其它网络PoA的MIHF的相关信息。

下面再结合图5对终端获得所在区域的其它异质网络中的网元的MIHF相关信息的处理流程进行描述。

本发明的实施例二。

图5是由终端发起请求，该处理流程对应以下步骤：

步骤501、终端向服务PoA，即PoA 1发送MIH_Capability_Discover.request消息。

由于该终端希望能获得所在位置区域内所有其它异质网络中的PoA的MIH支持能力，因此将该消息中的ActionCode字段置1。

步骤502、PoA1确定收到的MIH_Capability_Discover.request消息中的ActionCode字段为1后，向其周围所知异质网络广播该消息，并将该消息中的ActionCode字段置0。

步骤503、周围的异质网络中具有MIHF的PoA，即PoA2和PoA3在收到该MIH_Capability_Discover.request消息后，确定该消息中的ActionCode字段为0，则直接向PoA1返回MIH_Capability_Discover.response消息，且在该消息中携带自身的MIH能力的相关信息。PoA4由于不具有MIHF，无法应答，因此不作处理。

步骤504、PoA1将收到的MIH_Capability_Discover.response消息转发给终端。

通过以上步骤即可实现终端获得所在位置区域内所有其它异质网络中的PoA的MIH能力的相关信息。

图5是以终端发起能力发现请求为例，终端需要服务PoA将该终端发送来的MIH_Capability_Discover.request消息进行转发，因此将MIH_Capability_Discover.request消息的ActionCode字段设为1。而如果是系统中的PoA发起能力发现请求，则其不需要接收方对该消息进行转发，因此可以将MIHCapability_Discover.request消息的ActionCode字段设为0，其中，接收该请求消息的网元可以是其它PoA，也可以是终端。

如前所述，可以为所增加的ActionCode设置多种标识，以标识不同的处理方案。除了上述两种标识之外，还可以根据需要设置其它的标识。比如，如果请求者需要获取所有异质网络中网元的MIHF的相关信息，则可以为ActionCode增加设置一个标识，比如，设置该标识为2，用于表示请求者希望接收方返回其MIHF的相关信息，并将该MIH_Capability_Discover.request消息进行广播。这样，收到该消息的网元在收到ActionCode字段为2的MIH_Capability_Discover.request消息后，会返回携带自身MIHF相关信息的MIH_Capability_Discover.response消息，并向其它网元转发该请求消息。

仍以终端发起请求为例。图6为本发明的实施例三的消息流时序图。由图6可以看出，其与图5的区别仅在于PoA1将自身的MIH能力的相关信息也通过MIH_Capability_Discover.response消息发送给了终端。

由以上描述可以看出，除了上述提出的几种标识方式，还可以根据需要为ActionCode设置其它的标识，用于表示其它的处理方案，收到MIH_Capability_Discover.request消息的网元则会根据该标识执行相应的处理。

另外，还可能出现即使本发明提出了上述ActionCode及标识的设置方案，仍有某个网元因某些原因没有在MIH_Capability_Discover.request消息中设置ActionCode字段的情况，为保证不会因该情况而导致各个网元出现混乱，本发明提供了相应的处理方案。

该方案具体为：各个网元在收到MIH_Capability_Discover.request消息后，判断该消息中的ActionCode字段是否有标识，如果有，则根据该标识执行相应的处理；如果没有，则根据本网元的角色决定是否转发该消息。比如，如果本网元为服务PoA，且所收到的请求消息为终端发送来的请求消息，则该网元向周围的其它网元通过广播方式发送该请求消息。如果不是前一种情况，即本网元收到的是其它网元发送来的请求消息，则不作转发处理，而是直接通过响应消息返回给请求者，其中，该网元可以是系统中诸如PoA之类的网络实体，也可以是终端。

以上所述仅为本发明方案的较佳实施例，并不用以限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种在异质网络切换中实现媒体无关的切换能力发现的方法，其特征在于，在能力发现请求消息中增设媒体无关的切换MIH能力发现的请求类型字段，并设置不同请求类型所对应的标识，该方法还包括以下步骤：

a.系统中发起能力发现请求的网元在向其它网元发送能力发现请求消息时，在所述请求类型字段中设置当前所需请求类型的对应标识；

b.收到所述能力发现请求消息、且具有媒体无关的切换功能MIHF的网元根据该消息的请求类型字段中的标识执行相应的MIH能力发现处理流程；

c.所述发起能力发现请求的网元根据步骤b中的处理结果得到相关网元的MIHF的相关信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤a中，所述当前所需的请求类型为：仅需能力发现请求消息的接收方返回自身MIHF的相关信息；

步骤b中，所述网元执行的MIH能力发现处理为：直接返回携带了自身MIHF的相关信息的能力发现响应消息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述发起能力发现请求的网元为系统中的终端，所述能力发现请求消息的接收方为系统中的服务网络附着点PoA；

或者所述发起能力发现请求的网元为系统中的服务网络PoA，所述能力发现请求消息的接收方为系统中的终端；

或者所述发起能力发现请求的网元为服务网络PoA，所述能力发现请求消息的接收方为系统中的其它网络PoA。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述请求类型包括：能力发现请求消息的接收方需要将该消息通过广播方式转发给周围网元；以及仅需要能力发现请求消息的接收方返回自身MIHF的相关信息；

步骤a中，所述当前所需的请求类型为：需要能力发现请求消息的接收方将该消息通过广播方式转发给周围网元；

步骤b中，所述网元执行的MIH能力发现处理包括：

b11.所述网元将收到的能力发现请求消息以广播方式转发到其它网元，且设置所述消息的请求类型字段标识所对应的请求类型为：仅需要能力发现请求消息的接收方返回自身MIHF的相关信息；

b12.具有MIHF的其它网元在收到所述步骤b11中网元转发的能力发现请求消息后，根据该消息的请求类型字段中的标识，直接返回携带了自身MIHF的相关信息的能力发现响应消息；

b13.收到所述能力发现响应消息的网元将该响应消息转发给步骤a中发起能力发现请求的网元。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述请求类型包括：能力发现请求消息的接收方需要返回自身MIHF的相关信息，并将收到的请求消息通过广播方式转发给周围网元；以及仅需要收到能力发现请求消息的接收方返回自身MIHF的相关信息；

步骤a中，所述当前所需的请求类型为：需要能力发现请求消息的接受方返回自身MIHF的相关信息，并向周围网元通过广播方式转发该消息；

步骤b中，所述网元执行的MIH能力发现处理包括：

b21.所述网元返回携带了自身MIHF的相关信息的能力发现响应消息，并将所收到的能力发现请求消息通过广播方式转发到其它网元，且设置所述消息的请求类型字段标识所对应的请求类型为：仅需要能力发现请求消息的接收方返回自身MIHF的相关信息；

b22.具有MIHF的其它网元在收到所述步骤b21中网元转发的能力发现请求消息后，根据该消息的请求类型字段中的标识，直接返回携带了自身MIHF的相关信息的能力发现响应消息；

b23.收到所述能力发现响应消息的网元将该响应消息转发给步骤a中发起能力发现请求的网元。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述发起能力发现请求的网元为：终端或者系统中的网络PoA；所述接收能力发现请求消息的网元为：系统中的网络PoA。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，每个具有MIHF的网元在收到能力发现请求消息之后，并在根据该消息中的标识执行处理之前，进一步包括：

判断该消息的请求类型字段中是否携带了标识，如果是，则执行根据该标识进行后续处理的步骤；否则，根据本网元与发送该消息的网元之间的关系确定相应的处理策略。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据本网元与发送该消息的网元之间的关系确定相应的处理策略为：

如果本网元为服务网络PoA，且发送该消息的网元为终端，则本网元将该消息广播给周围的其它网元；否则，本网元直接将自身MIHF的相关信息通过能力发现响应消息返回给发起能力发现请求的网元。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MIHF的相关信息包括：是否支持MIHF的信息，及MIHF的支持程度信息。

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