CN1435968A

CN1435968A - 检测触发以重选路由的方法、终端和路由器

Info

Publication number: CN1435968A
Application number: CN03103545A
Authority: CN
Inventors: 西村健治; 五十嵐健; 磯部慎一; 岩崎淳; 舆水敬
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2003-08-13
Anticipated expiration: 2023-01-29
Also published as: JP3878491B2; US7693159B2; JP2003224589A; CN100492995C; EP1335539A1; US20030142660A1

Abstract

本发明涉及用于检测触发以重选路由的方法、终端和路由器。控制移动终端包交换的重选路由以实时地优化，从而防止网络资源被冗余路由浪费。在初始状态从作为通信伙伴的移动通信终端M到CN 8的数据路由是路由R5。然后，接入路由器(AR)72通过移动通信终端M从CN 8接收的数据获得跳数。当移动通信终端M此时执行一个切换到AR73的命令，路由将被转换到路由R9。此时AR73通过这样一个事实检测路由变得冗余，即在转换后获得的跳数大于转换前从AR72接收到的跳数，调用控制重选路由到路由R7，以提供最优路由。

Description

检测触发以重选路由的方法、终端和路由器

技术领域

本发明涉及用于检测触发以重选路由的方法、终端和路由器，特别涉及用于控制冗余路由变更的用于检测触发以重选路由的方法、终端和路由器。

背景技术

第三代伙伴组织计划(3GPP)标准化的传统分组交换控制系统(GPRS)中，一种控制一个在移动中的移动通信终端的重选路由的方式是不同于在进行通话时的移动终端和基站收发信机站之间的无线信道的类型的。也就是，在移动终端和基站收发信机站之间的可用无线信道被分类为其上通信业务量较大的“专用信道”和其上通信业务量较小的“公共信道”。对于专用信道，无线网络控制器(RNC)作为锚(anchor)在建立通信初始化的时侯使用。并且执行控制扩展来自于锚(用户线扩展)的数据的路由。对于公共信道，GPRS网关支持节点(GGSN)被用作为锚(anchor)，在其中路由被交换到从该处到移动终端的最短路径(SRNS再定位[SRNS＝服务无线网络子系统])被执行。(参见：3G TS 25.832“Manifestations of Handoverand SRNS Relocation”.)

这种重选路由控制在移动终端从一个RNC移动到另一个RNC(RNC之间的切换)时执行，而在移动终端从一个基站收发信台(BTS)移动到另一个相同RNC区域的基站收发信台(RNC内部切换)时却不能被执行。在内部RNC切换中，从RNC到BTS的路由可以通过软切换来交换，而在比RNC高的级别(在RNC和GGSN之间)则不能被交换。

当移动终端在常规的GPRS重选路由控制，通过执行内部RNC切换，如果无线信道是公共信道可以完成最佳的重选路由，但如果不是公共信道，用户线扩展需要限定在路由冗余部分的出现，冗余路由导致网络资源的浪费。另外，在用户线扩展和最佳路由之间的选择仅依赖于无线信道是一个专用信道还是一个公共信道，即使发生内部RNC切换，可能选择用户线扩展，(如果在该状态通信量下降并且产生向公共信道的转换，根据该转换将产生到最佳路由的改变)，这将产生由于移动单元的移动导致的冗余路由不能实时地优化的缺点。另外，尽管SRNS再定位在3GPP标准规范下是允许的，甚至是在一个专用信道工作时，实质上SRNS再定位(或用户线扩展)是由网络跟踪是否一个移动终端已从一个RNC移动到另一个RNC的能力来实现的技术。在通常的IP网络中，具有包括网孔结构和树状结构或类似的结构等许多不同的拓扑结构，并且网络结构也经常根据需要改变，因而网络来管理结构是不现实的，其也不可能适用3GPP的规范。

图7例示了常规的系统是如何工作的，即一个GPRS的通信终端M转换其位置时如何改变路由。图7A表示了在移动通信终端M和基站收发信台之间的无线信道是公共信道的情况，图7B是在移动通信终端M和基站收发信台之间的无线信道是专用信道的情况。图7A中的GGSN1是网关GPRS支持节点，该节点设置在至网络的网关上，该网络中有一个服务器或者是一个即将与移动通信终端M成为通信伙伴8的终端。在移动通信终端M和通信伙伴8之间的通信通过该GGSN1发生。SGSN2是服务GPRS支持节点(SGSN)，其连接到GGSN1上并且是与移动通信终端M最近的交换台。RNC3是一个无线网络控制器，具有在移动通信终端M转换位置时控制无线资源和控制切换的功能。BTS41到44是基站收发信台，移动终端通过与这些BTS中的一个或另一个的连接进行通信。

如图7A所示，当移动通信终端M和基站收发信台之间的无线信道是一个公共信道，在移动通信终端M和其通信伙伴8之间的通信路径从路由R1转换到路由R2，这是最短的路径，并且GGSN1作为起始点随着移动通信终端M转换，以箭头Y3表示。然而，如图7B所示，当无线信道是一个专用信道，用户线路扩展发生，从而当通信开始后，从通信路径上的RNC31开始，路由R3向移动通信终端M所转换的目的地RNC32和BTS43扩展(路由R4)，其方向由箭头Y4表示。这样的系统被用于抑制发生在当通信路径由切换而转换时任何数据的丢失，但与最佳(最短)路由(图7A中路由R2)相比会产生更多的如图7B所示的冗余路由。

因此基于GPRS，甚至在需要最佳重选路由的时候，选择重选路由方法仅取决于无线信道的状态，导致的缺点是作为对移动通信终端M的切换的响应，路由不能最佳化。

可以想像，解决此问题可以通过(1)在每个移动终端切换时，调用转变到最佳路由的程序，或(2)在内部RNC切换中，调用相同程序。

然而，方法(1)可能因为内部RNC切换不需要最佳路由(切换可能不增加冗余的路由)而调用无用的程序。而方法(2)并不现实，因为管理如上所述的一个普通的IP网络结构是很难的，因而很难确定所给RNC是否是一个“中间RNC”。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于检测触发以重选路由的的方法、终端和路由器，以实时提供再选择锚路由器(以下缩写为“AncR”)的触发，所述的再选择是通过在通信期间持续地比较从移动终端的通信伙伴到移动终端的数据包的路由选择所需要的跳(hop)数来进行的。

如本发明权利要求1的检测触发以重选路由的方法，其特征在于包括一个比较步骤，比较出现在终端之间在数据发送和接收中各终端上出现的各个跳数，以及实现优化的优化步骤，如果在比较步骤的比较的结果指示后来的数据发送和接收中的跳数较大，通过改变路由以减少跳数。

通过比较路由中的跳数，任何路由中的冗余可以根据增加的跳数而被检测到，并基于此优化路由。

如本发明权利要求2的用于检测触发以重选路由的方法是根据权利要求1的方法的一种方案，其中数据的发送和接收中的路由选择，由作为锚用来中继数据的多个路由器中的至少一个来完成，如果根据比较步骤的比较结果发现在后续数据的发送和接收的跳数变大，作为锚(锚路由器)的该路由器在优化步骤中被改变。

根据本发明权利要求3的检测触发以重选路由的方法，是根据权利要求1或2的方案，其中把发射数据的发射终端和接收数据的接收终端之间的跳数在比较步骤进行比较，在优化步骤根据比较步骤的比较结果改变路由。

当比较了跳数并且在通信的部分特定用户中发出一个重选路由指令，可以完成优化重选路由，而不必掌握通信网络的所有状况，包括作为自身终端的转换或其它用户到终端的转换以及其他的因素产生的冗余资源的识别。

如本发明权利要求4的检测触发以重选路由的方法，是根据权利要求1到3中任何一个的方案，其中在比较步骤，比较当前在接收终端接收数据的跳数与在接收终端在之前接收数据的跳数，如果比较步骤的比较结果表明当前接收数据的跳数大于之前接收数据的跳数，在优化步骤改变路由，以减少跳数。

通过监控每个时刻接收数据的跳数，可以基本上实时地完成优化重选路由，同时移动终端进行通信。

如本发明权利要求5的检测触发以重选路由的方法，是根据权利要求1到4中任何一个的方案，其中基于数据中的参数，这些参数在发射终端与接收终端通信期间由它们之间的路由器修改，通过获得在计数开始点的参数的值和计数结束点的参数的值之间的差值，和识别对应于这些差值的路由器数量来获得跳数。

这使在数据接收中获得跳数成为可能。另外通过使用包含在数据中的参数，能够在接收和发射数据的同时基本上实时地获取跳数，而不需要对通信参数执行任何专门控制。

如本发明权利要求6的检测触发以重选路由的方法，是根据权利要求5的一种方案，其中参数在起始点被初始化，并且差值可以基于合成的初始化值来获得。

这使精确地获得跳数成为可能。

如本发明权利要求7的终端包括获得跳数的获得单元，和发布单元，用于如果当前由获得单元获得的跳数大于以前获得的跳数，发出一个优化指令以将路由改变到其它的终端以减少跳数并且将其优化，如此安排使已接收指令的外部设备优化终端之间的路由。

如本发明权利要求8的路由器包括获得跳数的获得单元和发布单元，用于如果当前由获得单元获得的跳数大于以前获得的跳数，发出优化指令以改变终端之间的路由以减少跳数并且将其优化，如此安排使已接收指令的外部设备优化终端之间的路由。

如本发明权利要求9的路由器是根据权利要求8的路由器方案，还包括一个接收由另一个装置以前获得的跳数的接收机单元，其中，如果获得单元当前获得的跳数比接收机单元以前获得的跳数大，发布单元发出优化指令以改变终端之间的路由将其减少并且优化，以及已接收指令的外部装置优化终端之间的路由。

如本发明权利要求10的路由器是根据权利要求8或9的路由器的方案，还包括一个发射机单元，将由获得单元获得的跳数发射到外部比较器，该外部比较器根据获得的跳数检测在终端之间通信中任何跳数的增加。

如本发明权利要求11的路由器包括一个初始化单元，用于初始化由安装在终端之间用于数据通信的路由器修改的数据中的参数以识别跳数，其中与所述跳数相匹配的所述参数的差值根据合成的初始化值来获得。

附图说明

图1是根据本发明检测触发器以重选路由的流程图；

图2例示了如果根据本发明的检测触发以重选路由的方法应用到相应节点(CN)在另一网络的情况时路由如何产生；

图3例示了如果根据发明的检测触发以重选路由的方法应用到相应节点为自身网络情况时路由如何产生；

图4是用于执行该方法的终端的结构框图；

图5A是用于执行本方法的接入路由器的结构的框图；图5B是接入路由器的结构的框图，其用于将跳数发送到位于转换目的地的接入路由器；图5C是接入路由器的结构的框图，其用于从位于转换前的位置的接入路由器中接收跳数；

图6是用于执行本方法的路由器的结构的框图；和

图7A例示了如果移动通信终端和基站收发信台之间的无线信道是传统GPRS系统中的公共信道时路由如何产生；图7B例示了如果移动通信终端和基站收发信台之间的无线信道是传统GPRS系统中的专用信道时路由如何产生。

具体实施方式

以下将参考附图描述本发明的优选实施例，不同附图中的相同元件分别用相同的附图标记标识。

(实施例1)

图1是根据本发明检测触发以重选路由的方法的流程图。

在图1的步骤S101，监控在特定终端间的数据的发射和接收。

在步骤S102，如果在步骤S101检测到任何数据的发射和接收中，获得数据从一个终端被发射时到被另一个终端接收时通过的路由器的数目，也就是跳数，其中另一终端是通信对方。

在步骤S103，将步骤102所获得的跳数与步骤S101之前的数据的发射和接收获得的跳数相比较。如果比较结果比步骤S102的跳数大，也就是其间通信终端转换造成了路由冗余，此处理直接转到步骤S104。

在步骤S104，执行重选路由以减少跳数。

图2例示了如果根据本发明的检测触发以重选路由的方法应用到与移动终端通信的对应节点(CN)在与移动终端所属网络(下文中提及称为所属网络)不同的网络中的(下文中提及称为其它网络)情况时路由如何产生。

CN8在此情况下可以是连接到其它网络或其它任何终端或服务器上的移动终端。AncR 51和52是在移动通信终端M和CN8之间路由上出现的路由器，通过其发生通信。在实施例1中AncR 51通常是可能是在所属网络和其它网络之间的边界部位出现的路由器。AncR51还具有为移动通信终端M在来自CN8的数据包通过时将数据包封装的功能，并将数据包发送到移动通信终端M，以及在数据包中以接入路由器(AR)模糊合并形式设置初始跳数。RT61和62是网络中出现的通常的路由器(RT)。AR71到74为网络上一端或另一端上出现的路由器，移动通信终端M与AR72连接，在其中使用AR72参与无线通信。

图2示出了移动通信终端M在切换之前就已连接到AR72上的情形。从CN8到移动通信终端M的数据包的路由为通过AncR 52的路由R5。来自CN8的数据包通过AncR 52被封装，并且跳数被初始化并被发送到移动通信终端M。AR72根据AncR 52设置的初始跳数，从接收到的数据包(去往移动终端)检测在CN8和AR72之间所需的跳数，并存储此数目。

当移动通信终端M如箭头Y1方向转移到AR73的控制下时，发生切换，紧跟着切换之后，其通过路由R6路由因为其仍然通过AncR52通信。在此次切换时，由AR72获取并存储的有关移动通信终端M所接收数据的跳数的信息，被转移和存储在AR73中。最优的(最短的)路径是路由R7，路由R6对于从CN8经由AncR 52到AncR 51的路由是冗余路径。然后AR73将经由路由5在AR72的CN8和AR72之间的跳数，接着从AR72，与在路径R6上时检测到的CN8和AR73之间的跳数进行比较，并检测出增加的跳数。

通过这种检测触发，AR73调用控制以优化路由，也就是重新选择一个AncR。如图2所示的状态，因为使用AncR 51作为中继节点的路由是最短路径，所以调用控制以选择AncR 51作为中继节点。可以有许多AncR重选控制，包括由AR73直接通知CN8随后的通信将经由AncR 51进行，由AR73向AncR请求，另一个路由器或移动终端去通知CN8重选择。在AncR重选之后，路由被改变到由AncR51作为其中继节点的路由R7，从而结果是转换到最优路由。在此实施例中许多特定的装置是可以想到用来切换从AR72到AR73跳数的数据，包括从AR72到AR73的数据的直接传送，通过网络中其它的节点(路由器)传送数据，以及通过相应的移动终端传送数据。

(实施例2)

图3例示了如果本发明应用在CN是所属网络的情况下路由如何产生。

此处示意在初始状态移动通信终端M连接到AR77和CN8连接到AR76的情况，并且从CN8到移动通信终端M路由的数据使用RT63作为AncR。因此。从CN8到移动通信终端M路由的数据在初始状态使用路由R8。在此情况下，也如实施例1，从CN8到移动通信终端M的数据被封装以及初始跳数在RT63被设置，RT63就是AncR，AR77从接收数据检测CN8和AR77之间的跳数并将其存储。

当CN8如箭头Y2所示切换，在切换之后立即命令AR75从CN8路由到移动通信终端M的数据通过路由R9进行，因为AncR仍然是RT63。最优路由此时是路由R10，因而对于路由R9来说从RT62到RT63的路径是冗余路由。之后，AR77通过比较从CN8接收数据获得的跳数来检测冗余路由，并调用控制进行最优化路由(选择一个AncR)。因为最优AncR之后为RT62，改变AncR到RT62的控制被调用。对于重新选择的控制，参照如上所述实施例1可能有多种方式。在AncR重新选择以使用RT62之后，路由通过路径R10进行，从而转换到最优路由。

根据本发明被用来计算跳数的特定参数包括，例如IPv4中的保存时间(TTL)和IPv6中跳限制参数。

另外，关于根据本发明的AR的功能和操作，移动通信终端具有与AR相同的功能和操作，除非在移动通信终端转换之前AR将接收到的已获得的跳数移交到转换所希望的AR，以及移动通信终端转换之后AR在转换前接收和存储接收到的跳数。因而，本发明的目的也可以实现当移动通信终端获得跳数，比较当前获得的跳数和以前获得的跳数，以及发出改变路由的指令，比较结果表明当前跳数大于以前的跳数时，路由改变到其它终端。

为了实现如上所述方法，终端可以配置成如图4所示的结构，或接入路由器配置成如图5(A到C)所示，以及路由器配置成如图6所示。

如图4例示，终端M包括多个跳数获得单元M1和命令发布单元M2。跳数获得单元每当其如箭头Y6所指接收数据时获得接收数据需要的跳数。命令发布单元M2发出指令将路由改变到另一终端，当跳数获得单元M1接收的跳数大于以前获得的跳数时。

另外，接入路由器7可包括图5A所示：跳数获得单元7A，发射机单元7B，命令发布单元7C和接收机单元7D。跳数获得单元7A具有与提供给终端的跳数获得单元相似的功能。接收机单元7D接收由其它的接入路由器7发送的跳数。因而，当终端如上所述转换，连接到那个终端的接入路由器将被改变。在此情况下，通过从转换前连接的接入路由器7接收以前跳数用于比较，任何在转换后的冗余路由将被检测到。当终端如上所述按接入路由器命令转换时，发射机单元7B将在数据通信中进行转换之前获得的的跳数，发送给其它接入路由器7进行跳数比较。命令发布单元7C比较由跳数获得单元7A或由接收机单元7D接收的跳数，并基于如上比较结果发出指令。图5B例示了终端在按接入路由器7命令转换时，接入路由器7所需的最小结构，图5C是在接入路由器7命令下当终端被重新连接时，接入路由器7所需结构。因而，接入路由器7在一个终端在其命令下移动时，通过发射机单元7B发送由跳数获得单元7A得到的跳数。接入路由器7在转换前基于一个终端在其命令下新被连接时，通过接收机单元7D接收接入路由器发送的跳数，也就是以前的跳数，通过跳数获得单元7A获得当前跳数，并使用命令发布单元7C比较当前和以前的跳数。因此，以这种方式可以检测出任何冗余的路由，实践中在网络中安装如图5A所示结构的接入路由器7。

如图6所示，路由器9包括用以安装数据中参数初始化值的初始化单元9A，所述参数由安装在用于数据通信终端间的路由器修改以识别跳数。这些参数是跳限制参数和如上所提及的其它的参数。通过在路由器9，特别是在计数开始的锚路由器中初始化跳数，使接入路由器或类似的获得初始值所知的参数，并基于初始值的变化获得跳数，可以精确获得跳数。

到现在所述，因为AR或移动通信终端在通信中从接收的数据检测跳数并将其存储，将其与新接收的数据的跳数相比较，从而根据本发明提供一个触发以进行重新选择，最后移动终端在通信的同时可以基本上实时地切换到最优化的路由。另外，由于发明可以应用到不再考虑是否通信伙伴在其它网络或在所属网络，其允许检测任何冗余路由而不考虑冗余路由的原因，是否归因于本身终端的转换还是通信伙伴或其它别的方面的原因，而通过除去冗余的路由网络资源能够被更有效的利用。

Claims

1.一种检测触发以重选路由的方法，包括：比较步骤，比较出现在终端之间在数据发送和接收中各终端上出现的各个跳数；以及

实现优化的优化步骤，如果在所述比较步骤的比较结果指示后来的数据发送和接收中的跳数较大，通过改变路由以减少跳数。

2.如权利要求1所述的检测触发以重选路由的方法，其特征在于，所述数据的发送和接收中的路由选择，由作为锚用来中继数据的多个路由器中的至少一个来完成，如果根据比较步骤的比较结果发现在后续数据的发送和接收的跳数变大，作为锚(锚路由器)的该路由器在所述优化步骤中被改变。

3.如权利要求1或2的检测触发以重选路由的方法，其特征在于，把发射数据的发射终端和接收所述数据的接收终端之间的所述跳数在比较步骤进行比较，以及

在所述优化步骤根据在所述比较步骤的比较结果改变路由。

4.如权利要求1到3中任何一个的检测触发以重选路由的方法，其特征在于，在所述比较步骤，比较当前在所述接收终端接收数据的跳数与在所述接收终端在之前接收数据的跳数，如果在所述比较步骤的比较结果表明当前接收数据的跳数大于之前接收数据的跳数，在优化步骤改变路由以减少跳数。

5.如权利要求1到4任何一个的检测触发以重选路由的方法，其特征在于，基于数据中的参数，这些参数在所述发射终端和所述接收终端通信期间，由它们之间的路由器修改，通过获得在计数开始点的参数的值和计数结束点的参数的值之间的差值，和识别对应于这些差值的路由器数量来获得跳数。

6.如权利要求5所述的检测触发以重选路由器的方法，其特征在于，所述参数在所述开始点被初始化，所述差值基于合成的初始化值获得。

7.一种终端，包括：

获得跳数的获得单元；和

发布单元，用于如果当前由所述获得单元获得的跳数大于以前获得的跳数，发出一个优化指令以将路由改变到其它的终端以减少跳数并且将其优化，其中这样安排使已接收所述指令的外部设备优化终端之间的路由。

8.一种路由器，包括：

获得跳数的获得单元；和

发布单元，用于如果当前由获得单元获得的跳数大于以前获得的跳数，发出一个优化指令以改变终端之间的路由以减少跳数并且将其优化，其中这样的安排使已接收所述指令的外部设备优化终端之间的路由。

9.如权利要求8所述的路由器，还包括：一个接收由另一个装置以前获得的跳数的接收机单元，其中如果所述获得单元当前获得的跳数比所述接收机单元以前获得的跳数大，所述发布单元发出优化指令以改变终端之间的路由以减少并且优化路由。

10.如权利要求8或9的路由器，还包括一个发射机单元，将所述获得单元获得的跳数发射到一个外部比较器，所述外部比较器根据获得的跳数检测在所述终端之间的通信中任何跳数的增加。

11.一种路由器，包括：一个初始化单元，初始化由安装在终端之间用于数据通信的路由器修改的数据中的参数以识别跳数，其中与所述跳数相匹配的所述参数差值根据合成的初始化值来获得。