WO2011127623A1

WO2011127623A1 - 用于移动组播的方法及其设备

Info

Publication number: WO2011127623A1
Application number: PCT/CN2010/000480
Authority: WO
Inventors: 郑军; 宾梵翔; 姚春燕
Original assignee: 上海贝尔股份有限公司; 阿尔卡特朗讯
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2011-10-20
Also published as: CN102792709B; TWI501668B; CN102792709A; TW201220881A

Description

用于移动组播的方法及其设备技术领域

本发明涉及组播领域，具体地，涉及用于移动组播的方法及其设备。背景技术

随着 WiFi终端设备的快速普及， WiFi网络迅速发展。特别是在中国，比如，电信运营商在很多城市正在计划或者已经建造了众多的 WiFi热点和热区，提供一定程度的 WiFi覆盖，向 WiFi订购用户提供网络接入服务。对于中国的电信运营商来说，构建大规模的 WiFi/WLAN网络变成他们的一项基本策略。在网络基础设施建完之后，下一步最为重要和紧迫的在这些大规模的 WiFi/WLAN网络上向用户提供丰富多样的增值业务，以吸引更多的 WiFi用户。

电信运营商在传统有线网络上传送 IPTV 业务具有良好的经验和基础，通过 WiFi网络，传统的 IPTV业务可以推送到 WiFi用户设备上，所以基于 WiFi的移动 IPTV已经成为 WiFi的杀手级应用。然而，当将传统的 IPTV业务从有线网络向无线 WiFi用户推送时，存在一些技术问题。组播是实现 IPTV的基本机制，然而，从设计之初，组播便没有考虑对用户移动性的支持。当以组播为基础的 IPTV业务投送到移动用户的 WiFi设备上，会遇到一系列问题。

因此，必须为 WiFi网络，特别是运营商的 WiFi网络设计一种移动组播解决方案，特别要考虑结合已有的 IEEE 802.11移动支持机制。

考虑到移动组播解决方案的可行性和实用性，对大规模 WiFi/WLAN网络的实际网络需求来说，迄今提出的各种移动组播解决方案存在着各种问题。

1、现在有很多研究针对移动组播和无线组播，然而这些研究的方案存在很多问题。主要的缺陷是这些移动组播的机制是依赖于移动 -IPv6 (ΜΙΡν6)·和移动 -IPv4 (MIPv4 其次，其它一些研究则更关注于组播路由。在这些方案中，移动组播与移动 IP (MIP) 和特定路由机制的紧耦合要求，极大地限制了移动组播在实际网络环境中应用。实际部署移动 IPTV时，发现当前的解决方案并不能适应 WiFi网络的实际需求。最简单的例子是，如果移动组播不涉及三层 IP 地址的变化，基于 MIP 的移动组播机制通常不能工作。因此，对于移动组播机制来说，可扩展性和实际可行性是必须.的。

2、 Kai-Wen Cheng等人 (.Design and Analysis of Cooperative Mobile Multicast Protocol (CMMP) for Intermittent Network Connectivity, IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol.8, No. 6, 2009. ) 设计了一种移动组播协议。然而，该协议需要无线信道和网络元素之间进行协同通信的复杂理论，还处于理论研究阶段，在实际网络部署中缺乏可行性。

3、在 IEEE 802.11协议族中， IEEE 802.1 k和 IEEE 802.11f是给出的两种支持移动终端（MS ) 移动在 WiFi接入点之间进行切换的机制。然而， IEEE 802.11r和 IEEE 802.11f不支持移动组播，这阻碍了这些 IEEE 802.11协议的实际部署。

因而需要一种用于移动组播的方法及其设备，使得能够在无线局域网中支持移动组播业务。发明内容

本发明的实施例提出了一种用于移动组播的方法及其设备，以在无线局域网中支持移动组播业务。

根据本发明的一方面，提出了一种用于移动组播的方法，包括：接收移动终端进行重新关联的请求；在所述移动终端正在使用组播业务，且正在为所述移动终端提供服务的当前接入点和所述移动终端将要重新关联到的目标接入点在同一个鲁棒安全网络关联网络内时，产生作为对所述移动终端的组播业务进行描述的信息分组的组播上下文信息块；以及将所述组播上下文信息块发送到所述目标接入点，以使得所述移动终端的组播业务能够切换到所述目标接入点。

根据本发明的另一方面，提出了一种移动组播的方法，包括：从正在为所述移动终端提供服务的当前接入点接收组播上下文信息块，所述组播上下文信息块是对所述移动终端的组播业务进行描述的信息分组；根据所提取的信息判断是否存在所述移动终端所在的组播组，如果不存在，向组播代理发送互联网组管理协议（IGMP ) 加入消息；以及根据所述组播代理的反馈结果进行组播操作，以将所述移动终端的组播业务切换到所述目标接入点。

根据本发明的又一方面，提出了一种加入组播组的方法，包括：从移动终端将要重新关联到的目标接入点接收 IGMP加入消息；根据所述 IGMP加入消息，为所述目标接入点创建所述移动终端所在的组播组，并向所述目标接入点反馈创建结果，以使得所述目标接入点能够将所述移动终端的组播业务切换到所述目标接入点。

根据本发明的又一方面，提出了一种组播上下文传输方法，包括：生成对正在为移动终端提供的组播业务进行描述的信息分组；将所述信息分组发送到除提供所述组播业务的接入点之外的其它接入点，以使得所述组播业务能够无缝地交由所述其它接入点提供。

根据本发明的又一方面，提出了一种接入点，包括：接入点收发单元，用于接收移动终端进行重新关联的请求；关联判断单元：用于判断所述移动终端是否正在使用组播业务以及正在为所述移动终端提供服务的当前接入点和所述移动终端将要重新关联到的目标接入点是否在同一个鲁棒安全网络关联网络内；以及组播上下文信息块生成单元，用于在判断结果都为是的情况下，产生作为对所述移动终端的组播业务进行描述的信息分组的组播上下文信息块，并通过所述接入点收发单元向所述目标接入点发送所述组播上下文信息块，以使得能够将所述移动终端的组播业务切换到所述目标接入点。

根据本发明的再一方面，提出了一种接入点，包括；接入点收发单元，用于接收来自正在为所述移动终端提供服务的当前接入点的组播上下文信息块，所述组播上下文信息块是对所述移动终端的组播业务进行描述的信息分组；信息提取单元，用于从所述组播上下文信息块提取与组播业务有关的信息，并根据所提取的信息判断是否存在所述移动终端所在的组播组，如果不存在，通过所述接入点收发单元向组播代理发送互联网组管理协议（IGMP)加入消息；以及组播操作单元：用于根据所述组播代理的反馈结果，进行组播操作以将所述移动终端的组播业务切换到所述目标接入点。

根据本发明的再一方面，提出了一种组播代理，包括：代理收发单元，用于从移动终端将要重新关联到的目标接入点接收 IGMP加入消息；组播创建单元，用于根据所述 IGMP加入消息，为所述目标接入点创建所述移动终端所在的组播组，并向所述目标接入点反馈创建结果，以使得所述目标接入点能够将所述移动终端的组播业务切换到所述目标接入点。

根据本发明的再一方面，提出了一种用于移动组播的系统，包括上述的两种接入点、上述的组播代理以及移动终端。通过本发明的实施例提出的技术方案，可以在无线局域网中支持移动组播业务，特别地，使得通过 IEEE 802.1 1r和 IEEE 802.11f通信协议来进行移动组播业务的切换成为可能。附图说明

根据结合附图的以下描述，本发明的优点将变得易于理解，其中- 图 1示出了根据本发明实施例的用于移动组播的系统的示意图；

图 2示出了根据本发明实施例的接入点设备的结构框图；

图 3示出了根据本发明实施例的移动组播方法的流程图。具体实施例

下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。

IEEE 802.11协议族中的协议 IEEE 802.11r和 802.11f是两种使得 WiFi/WLAN 用户能够迸行快速的移动和切换的协议。然而，当前的 ΙΕΕΕ 802.11ι·和 802.11f并不支持移动组播，这阻碍了 IEEE 802.11协议的实际部署。下面将针对 IEEE 802.11协议进行示例性的描述。但是应该意识到的是，也可以将以下的技术方案用于其它协议，如无线接入点控制及配置（CAPWAP ) 协议。

在本发明的实施例中，提出了一种用于移动组播的系统，如图 1所示，该系统包括了两个接入点设备（AP)、一个组播代理和一个移动终端（MS )。本领域技术. 人员应该知道，图 1仅是说明本发明实施例的示意性系统图，在实际部署的系统中，可以有多个 AP、多个组播代理和多个 MS , 系统的结构也可以更加复杂。在以下的叙述中，假定 API是正在为 MS提供服务的当前 AP, AP2是 MS将要重新关联到的目标 AP。

还提出了一种接入点设备（AP)，如图 2所示，该 AP包括 AP收发单元 210, 用于接收 MS进行重新关联的请求。关联判断单元 220，用于判断请求重新关联的 MS是否正在使用组播业务以及当前 AP和目标 AP是否在同一个鲁棒安全网络关联 (RSNA) 网络内。 MCB生成单元 230，用于在关联判断单元的判断结果都为是的时候生成组播上下文信息块（MCB， multicast context block) MCB是对 MS正在使用的组播业务进行描述的信息分组。

该 AP还包括信息提取单元 240，用于在该 AP是 MS将要重新关联到的目标 AP的情况下，从 MCB中提取与组播业务有关的信息（即， MCB中的 IPTV/组播信息），并根据该信息，检测该 AP是否已经存在该 MS所在的组播组，如果不存在，则通过 AP收发单元 210向该网络的组播代理发出 IGMP加入消息，以加入 MCB中所包含的 MS所在的组播组。

该 AP还包括组播操作单元 250，用于进行组播操作，如，加入 MS所在组播组。

该 AP还包括关联操作单元 260，用于在该 AP是 MS将要重新关联到的目标 AP的情况下，将 MS与该 AP重新关联，使得通过该 AP向 MS提供组播业务。

还提供了一种组播代理，如图 3所示，该组播代理包括代理收发单元 310, 用于接收 MS将要重新关联到的目标 AP所发送的消息（如， IGMP组播加入消息）。组播创建单元 320，用于根据接收到的消息提前将 MS加入到该组播组，即，为目标 AP创建 MS所在的组播组。

虽然上面以分离的功能模块的形式描述了本发明实施例的 AP和组播代理，但是图 2和图 3中示出的每一个组件在实际应用中可以用多个器件实现，示出的多个组件在实际应用中也可以集成在一块芯片或一个设备中。该 AP和组播代理可包括用于其它目的的任何单元和装置。还可以在组播业务的不同阶段用到以上描述的 AP中不同的组件，或者将不同的组件放置在不同的设备中，例如，如果 AP是正在为 MS提供服务的当前 AP, 则使用到的是关联判断单元 220和 MCB生成单元 230，而如果 AP 是目标 AP, 则使用到信息提取单元 240、组播操作单元 250和关联操作单元 260，因此，不同的设备中可以只包括需要用到的组件。

下面参考图 4中所示的移动组播方法，对以上所述的 AP和组播代理进行详细的描述。

图 4是本发明实施例的移动组播方法的流程图。

在步骤 410中， API ( gp , MS的当前服务 AP) 的 AP收发单元 210从 MS接收进行重新关联的请求。步骤 420中， API的关联判断单元 220判断： ① MS现在是否正在使用组播业务并且② API和目标 AP2 (即， MS将要重新关联到的目标 AP )是否在同一个 RSNA 网络内。

歩骤 420的判断①意味着，未来如果发生切换，例如当 MS从 API切换到 AP2 时， MS的 IPTV/组播业务也要从 API无缝地切换到 AP2。

如果以上两个判断中有一个不成立，流程进行到步骤 480，直接将 MS重新关联到 AP2。

如果以上两个判断都成立，流程进行到步骤 430， API中的 MCB生成单元 230 生成 MCB , 并将其通过 AP收发单元 210向 AP2发送。

以 IEEE 802.11 r/f协议为例，可以对 MCB进行定义以描述和包括 MS的组播信息。下面示出了对 MCB进行定义的一个示例：

MCB <

MS的 MAC地址

加入组播组的 IP地址;,

IPTV信道的 QoS参数;

安全参数等;

>

在该示例中， MCB包括了 MS的 MAC地址、加入组播组的 IP地址、 IPTV信道的 QoS参数等内容。然而需要强调的是， MCB 的大小和内容不是固定的，在其它示例中可以根据实际需要对 MCB 进行动态扩展，以包括更多的组播信息和 /或 IPTV参数。

而如果 MCB的内容仅包括 MS的 MAC地址，这意味着该 MS没有使用任何 IPTV/组播，因此这样的 MCB是无效的。

现返回图 4，在步骤 440中， AP2的 AP收发单元 210接收 API发送的 MCB，信息提取单元 240从该 MCB中提取所包含的与组播业务有关的信息（SP , IPTV/组播信息）。

在步骤 450中， AP2的信息提取单元 240根据该信息检测 AP2是否已经存在该 MS所在的组播组。如果不存在，则在步骤 400中，通过 ΑΡ收发单元 210向该网络的组播代理发出标准的 IGMP加入消息，以加入 MCB中所包含的 MS所在的组播组。

组播代理中的组播创建单元 320为目标 AP (即， AP2) 创建 MS所在的组播组，并向 AP2反馈结果。这里的组播组创建可以按照具体协议中的组播组创建流程进行，在此不做进一步阐述。

在步骤 470中， AP2中的组播操作单元 250根据来自组播代理的反馈结果后进行组播操作，这里的组播操作包括加入组播组、注册等常规组播操作。这里的反馈结果可以是组播业务流程中的标准消息。

在步骤 480中， AP2中的关联操作单元 260将 MS从 API重新关联到 AP2，从而可以通过 AP2继续为 MS提供 IPTV/组播业务。

下面以 IEEE 802.1 lr和 IEEE 802.1 If为示例来描述本发明的移动组播方法。示例一

根据 IEEE 802.1 lr，可以在 IEEE 802.11消息中所嵌入的资源信息存储器（RIC) 中创建 MCB。具体方法可以是对 RIC进行扩展以携带由资源请求消息传递的 MCB。在 IEEE 802.11的 RSNA中，在建立成对临时密钥（PTK) 之后才交换资源请求和资源响应，并且由消息的完整性检验来保护资源请求和资源响应，以确保 MCB 的安全。经过 MCB扩展后的 IEEE 802.11r帧结构如下所示：

表 1 扩展后的 IEEE 802.1 lr帧结构

其中的 IEEE802.Ur快速 BSS变换信息元的结构如表 2所示:

表 2. 快速 BSS变换信息元

元 ID 长度 MS 的 MAC 服务组播组 1PTV的参数安全参

58 地址 IP Milk 信道 QoS 数可以看出，在本发明的实施例中，对 IEEE 802.11的帧结构进行扩展，增加了 "资源信息存储器 -数据"和 "资源信息存储器 - MCB "两个信息元并对 "快速 BSS变换信息元"进行了修改，从而在 IEEE 802.11的消息中携带了 MCB。

示例 2

可以在 IEEE 802.1 If的 IAPP-MOVE消息中创建组播上下文信息块（MCB) 。接入点内部协议（IAPP)支持对等 AP之间的 MS内容信息的传递。两个 IAPP消息 ( IAPP MOVE-notify 和 IAPP-MOVE.indicatkm ) 可以携带内容信息，并且可在 MOVE-response分组的扩展内容块中携带 MCB。在对 MS的当前组播业务进行指示的 IAPP MOVE-response分组中， MCB必须是看得见的。

当接收 IAPP MOVE-notify和 IAPP-MOVE.indication时， API的组播操作单元

250将生成包括了 API所创建的所有组播内容信息的 IAPP MOVE-response:

IAPP-MOVE.response {

MAC地址，

序列号，

AP地址，

组播上下文信息块

状态

}

在接收到该业务基元（primitive) 后， API将涉及到将被重新关联的 MS的所有相关内容转发到 AP2的对等 IAPP实体中（在切换完成之后），其中， AP2是通过发送 IAPP MOVE-response分组与 MS关联上的，在该响应发生后， API可丢弃任何针对由 MAC地址参数识别的 MS的组播内容。

应该意识到的是，本发明实施例所提供的技术不仅用于 IEEE 802.1 l r/f，同样可以用于可实现移动组播的其它系统，例如，当使用无线接入点控制及配置 (CAPWAP)协议时，只需向接入控制器（AC) 提供与上述技术方案中 AP所使用的组件功能相同的组件，并且使用与上述技术方案中所使用的消息类似的消息，便可以实现本发明实施例所公幵的技术方案。

本领域技术人员应该很容易认识到，可以通过编程计算机实现上述方法的不同步骤。在此，一些实施例同样包括机器可读或计算机可读的程序存储设备（如，数字数据存储介质）以及编码机器可执行或计算机可执行的程序指令，其中，该指令执行上述方法的一些或全部步骤。例如，程序存储设备可以是数字存储器、磁存储介质（如磁盘和磁带）、硬件或光可读数字数据存储介质。实施例同样包括执行上述方法的所述步骤的编程计算机。

描述和附图仅示出本发明的原理。因此应该意识到，本领域技术人员能够建议不同的结构，虽然这些不同的结构未在此处明确描述或示出，但体现了本发明的原理并包括在其精神和范围之内。此外，所有此处提到的示例明确地主要只用于教学目的以帮助读者理解本发明的原理以及发明人所贡献的促进本领域的构思，并应被解释为不是对这些特定提到的示例和条件的限制。此外，此处所有提到本发明的原则、方面和实施例的陈述及其特定的示例包含其等同物在内。

上面的描述仅用于实现本发明的实施例，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换，均应该属于本发明的权利要求来限定的范围，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

权利要求

1、一种用于移动组播的方法，包括：

接收移动终端进行重新关联的请求；

在所述移动终端正在使用组播业务，且正在为所述移动终端提供服务的当前接入点和所述移动终端将要重新关联到的目标接入点在同一个鲁棒安全网络关联网络内时，产生作为对所述移动终端的组播业务进行描述的信息分组的组播上下文信息块；以及

将所述组播上下文信息块发送到所述目标接入点，以使得所述移动终端的组播业务能够切换到所述目标接入点。

2、根据权利要求 1所述的方法，还包括：

根据实现的需要对 MCB的内容进行动态扩展。

3、根据权利要求 1或 2所述的方法，其中，将所述组播上下文信息块发送到所述目标接入点包括：

通过 IEEE 802.11帧结构的扩展，将所述组播上下文信息块发送到所述目标接入点；或者

在接入网内部协议（IAPP ) 消息中将所述组播上下文信息块发送到所述目标接入点。

4、一种用于移动组播的方法，包括：

从正在为所述移动终端提供服务的当前接入点接收组播上下文信息块，所述组播上下文信息块是对所述移动终端的组播业务进行描述的信息分组；

根据所提取的信息判断是否存在所述移动终端所在的组播组，如果不存在，向组播代理发送互联网组管理协议（IGMP) 加入消息；以及

根据所述组播代理的反馈结果进行组播操作，以将所述移动终端的组播业务切换到所述目标接入点。

5、根据权利要求 4所述的方法，还包括：

在将所述移动终端的组播业务切换到所述目标接入点后，完成所述移动终端到所述目标接入点的重新关联。

6、一种加入组播组的方法，包括：从移动终端将要重新关联到的目标接入点接收 IGMP加入消息；

根据所述 IGMP加入消息，为所述目标接入点创建所述移动终端所在的组播组，并向所述目标接入点反馈创建结果，以使得所述目标接入点能够将所述移动终端的组播业务切换到所述目标接入点。

7、一种组播上下文传输方法，包括- 生成对正在为移动终端提供的组播业务进行描述的信息分组；

将所述信息分组发送到除提供所述组播业务的接入点之外的其它接入点，以使得所述组播业务能够无缝地交由所述其它接入点提供。

8、一种接入点，包括：

接入点收发单元，用于接收移动终端进行重新关联的请求；

关联判断单元：用于判断所述移动终端是否正在使用组播业务以及正在为所述移动终端提供服务的当前接入点和所述移动终端将要重新关联到的目标接入点是否在同一个鲁棒安全网络关联网络内；以及组播上下文信息块生成单元，用于根据关联判断单元的肯定判断结果，产生作为对所述移动终端的组播业务进行描述的信息分组的组播上下文信息块，并通过所述接入点收发单元向所述目标接入点发送所述组播上下文信息块，以使得能够将所述移动终端的组播业务切换到所述目标接入点。

9、根据权利要求 8所述的接入点，其中，所述当前接入点和所述目标接入点是 IEEE 802.11协议族中所使用的接入点或者无线接入点控制及配置协议中的接入控制器。

10、一种接入点，包括：

接入点收发单元，用于接收来自正在为所述移动终端提供服务的当前接入点的组播上下文信息块，所述组播上下文信息块是对所述移动终端的组播业务进行描述的信息分组；

信息提取单元，用于从所述组播上下文信息块提取与组播业务有关的信息，并根据所提取的信息判断是否存在所述移动终端所在的组播组，如果不存在，通过所述接入点收发单元向组播代理发送互联网组管理协议（IGMP) 加入消息；以及组播操作单元：用于根据所述组播代理的反馈结果，进行组播操作以将所述移动终端的组播业务切换到所述目标接入点。

11、根据权利要求 10所述的接入点，还包括：

重新关联单元，用于在将所述移动终端的组播业务切换到所述目标接入点后，将所述移动终端重新关联到目标接入点，以通过所述目标接入点为所述移动终端继续提供组播业务。

12、根据权利要求 10或 11所述的接入点，其中，所述当前接入点和所述目标接入点是 IEEE 802.11协议族中所使用的接入点或者无线接入点控制及配置协议中的接入控制器。

13、一种组播代理，包括：

代理收发单元，用于从移动终端将要重新关联到的目标接入点接收 IGMP加入消息；

组播创建单元，用于根据所述 IGMP加入消息，为所述目标接入点创建所述移动终端所在的组播组，并向所述目标接入点反馈创建结果，以使得所述目标接入点能够将所述移动终端的组播业务切换到所述目标接入点。

14、一种用于移动组播的系统，包括根据权利要求 8或 9所述的接入点、根据权利要求 10至 12中任一项所述的接入点、根据权利要求 13所述的组播代理以及移动终