用于在ip連接之間實現無縫切換的方法與設備的制作方法

專利名稱：用于在ip連接之間實現無縫切換的方法與設備的制作方法
技術領域：
一般地，本發明涉及通信系統，更具體地，涉及用于從一個IP連接向另一IP連接實現分組數據通信的無縫切換的方法與設備。
背景技術：
通信系統已經并且繼續快速演化，如在無線通信系統中相當明顯的那樣。系統已經并且正在部署，以允許支持分組數據的移動站訪問分組數據網絡，例如因特網或者互聯網，例如利用IP地址與各種分組數據傳輸協議的網絡，分組數據協議例如網際協議(IP)、傳輸控制協議(TCP)、通用數據報協議(UDP)以及更近的流控傳輸協議(STCP)。許多2G與3G蜂窩與類蜂窩系統，例如GPRS(通用分組無線業務)、CDMA(碼分多址)2000、寬帶CDMA、UMTS(通用移動電信服務)依賴于或支持這些分組數據協議。這些蜂窩系統典型地被安排和構造為向通信提供從一蜂窩固定點到另一同樣的蜂窩固定點的切換，該切換對于系統的用戶而言或多或少是透明的，即很少或沒有指示。
其它通信系統正獲得推廣，且這些通信系統的特征在于向用戶提供服務的無線的小型或局域系統，其常常是無線的，其典型地在適當的認證與鑒權流程成功之后。這些無線系統包括，比如說，基于IEEE802.11或圍繞其設計的。這些系統大多被設計為低成本的，并在很大程度上打算消除連線與電纜。這樣，這些系統在很大程度上不處理移動性問題，例如在通信中途將通信從一固定或接入點切換到另一點，更不用說接收或發起從和到蜂窩或類蜂窩系統的切換。一些802.11系統確實具有將被一固定點中止的通信在另一固定點恢復(pick up)的能力，只要這些固定點屬于同一子網(在802.11系統中稱為基本服務集，即BSS)即可，然而，這可能要用好幾秒，而且不適于處理具有實時或時間關鍵的需求的移動用戶。
顯然地，存在對用于從一個IP連接向另一IP連接實現切換時間關鍵的通信的方法與設備的需要。優選地，這對于系統、網絡運營商與用戶而言將是透明的，并支持使用TCP/UDP分組數據的舊有設備與應用。


所附繪圖用于進一步闡釋各種實施例并解釋各種原則與優點，其均遵照本發明，其中在各個分離的視圖中相似的引用號表示相同或功能上相似的組件，且繪圖與下面的詳細描述集成到說明書中并形成說明書的一部分。
圖1以簡化和示例性的形式描述利用流控傳輸協議來支持站之間的多個連接的通信系統的系統級圖表；圖2是描述通信在兩IP連接之間切換的優選實施例的系統級圖表，其遵照本發明；圖3到圖5顯示描述流控傳輸協議(SCTP)隧穿的各種圖表，其遵照本發明；圖6與圖7描述系統級圖表的另一實施例，其顯示通信使用SCTP隧穿在兩IP連接之間切換，其遵照本發明；圖8描述適宜于用于圖2、圖6與圖7的系統中的無線通信單元的優選實施例的功能框圖，其遵照本發明；和圖9顯示用于在兩IP連接之問實現通信的切換的優選方法的流程圖。
具體實施例方式
在概括形式中，本公開涉及向無線通信單元提供服務的通信系統，或者更具體地，涉及操作其的用戶。更具體地，公開并討論了各種發明概念與原則，其實施于用于使用SCTP消息以支持時間關鍵或實時通信的方式從一個IP連接向另一IP連接實現分組數據通信的切換的方法與設備中。感興趣的通信系統至少部分地是無線的，并且是被開發和部署的，例如802.11局域系統，以及這樣的局域系統和2G+與3G蜂窩與類蜂窩系統，例如GPRS(通用分組無線業務)、CDMA(碼分多址)2000、寬帶CDMA、UMTS(通用無線電信服務)，其需要在局域系統之內和局域系統與其它系統(例如蜂窩系統)之間解決移動性問題。
如下面進一步討論的那樣，有利地，采用各種發明概念及其組合，以促使擔當SCTP端點的網關，或者擔當SCTP端點并與網關通信的站，建立其它可供選擇的IP連接，可按需要使用該連接來在需要或合意時以對于用戶與用戶通信而言透明的方式實現切換，而無需任何系統組件或設備的進一步干預，從而緩解了與已知系統相關聯的各種問題，只要利用這些原則或其等價物的話。通過使用網關，可將與網關上游的使用TCP或UDP分組數據的舊有站的通信切換到網關與下游站之間的不同的IP連接。
提供即時公開，以便以使能(enabling)的方式進一步解釋制造和使用遵照本發明的各種實施例的最佳模式。進一步提供公開，以增強對發明原則與其優點的理解和認識，而非以任何方式限制本發明。本發明僅由權利要求，包括在本申請的未決期(pendency)期間進行的任何修正，以及所發布的這些權利要求的全部等價物，來定義。
本領域技術人員進一步理解，關系術語的使用，如果有的話，例如第一與第二、頂與底、等等，僅用于將一實體或動作從另一實體或動作區別開來，而不必要求或暗示這些實體或動作之間存在任何實際的這樣的關系或順序。許多發明功能與許多發明原則使用軟件程序或指令與集成電路(IC)(例如專用IC)，或在其之內，來最佳地實現。在由這里公開的概念與原則引導時，預期本領域普通技術人員，盡管可能需要顯著的努力與許多由，比如說，可用時間、當前技術、與經濟考慮激發的設計選擇，將容易地掌握如何生成這樣的軟件指令與程序與IC，而僅需最少的實驗。因此，為簡潔和最小化任何使遵照本發明的原則與概念變得晦澀的風險起見，將把這些軟件與IC的進一步討論，如果有的話，限制為關于優選實施例之內的原則與概念的最基本的。
參照圖1，下面將討論和描述利用流控傳輸協議來支持站(具體地，站A 103與站B 105)之間的多個IP連接的通信系統的簡化的、示例性的系統級圖表。在圖1中，站A 103(描述為移動或便攜式無線通信單元，例如蜂窩或用戶手持設備或消息單元等等)與站B 105(顯示為便攜式筆記本電腦)通過第一網絡107和第一IP連接109通信，其中站A具有第一IP地址IP A1111，而站B具有第一IP地址IPB 1113。站A與站B還通過第二網絡116共享第二IP連接115，其中站A具有第二IP地址IP A2117，而站B具有第二IP地址IP B2119。顯示了第三IP連接121，其中站A使用其第二IP地址IP A2117，而站B使用第三IP地址IP B3123。
使用稱為流控傳輸協議(SCTP)的相對新的傳輸協議使得上面的多個連接安排成為可能，SCTP最近由因特網工程任務組(IETF)標準化。其操作于TCP與UDP的同一層，可被視為TCP的更具能力的版本。SCTP被設計為提供一種方法，使得端點或站上的應用能夠管理與另一站的并發的可靠流，使得流將不會彼此堵塞。SCTP也可混合可靠流(reliable streams)與最大努力流(best effort streams)。還預期SCTP通過允許站向另一端點或站指定其具有超過一個IP目的地址來增大可獲得性。另一端點將選擇這些地址之一作為主要目的地址。當該地址失敗時，SCTP層將自動地切換到另一可供選擇的目的地址。切換無須來自使用SCTP層的應用的任何幫助。特別地，當其它可供選擇的地址使用不同的網絡時，系統可靠性大大增強。然而，SCTP的失敗切換(fail-over switching)可能要用好幾秒，因此對于諸如話音或視頻等時間關鍵的通信而言是太慢了。本公開討論和公開將解決該問題的各種概念與原則。
SCTP不允許諸如站A或B等端點改變其供應給另一端點的地址而不首先掛起并重新發起IP連接。也不能指定另一端點應使用哪一地址作為主要目的地址。正在擴展SCTP，以允許運營商改變站或端點之內的IP設備，而不必重新發起SCTP傳輸(參見draft-ietf-tsvwg-addip-sctp-03.txt)。該IETF草案定義SCTP擴展消息，端點可用該消息來通知另一端點要刪除目的地址，要添加目的地址，或者要將給定地址作為主要目的地址。可以以新穎的、有利的方式來使用這些SCTP擴展消息，以支持和實現IP連接之間的及時切換。Dorenbosch等的、題為“METHOD AND APPARATUS FOR EFFECTING AHANDOFF BETWEEN TWO IP CONNECTIONS FOR TIME CRITICALCOMMUNICATIONS”的、具有相似的提交日期并轉讓給與這里相同的受讓人的聯合未決的(Co-pending)專利申請討論了一種新穎的、創造性的技術，其用于使用SCTP在站之間實現切換。這里我們討論和描述一種新穎的、創造性的技術的各種方面，該技術用于實現切換，甚至在站中的一個或多個正使用TCP/UDP方案時也是如此。
參照圖2，下面將描述和討論描述一種系統的優選實施例的系統級圖表，該系統適宜于用于在兩個IP連接之間進行第一站203(SCTP端點B)與網關205之間的通信的無縫切換。第一站203與網關之間的兩個IP連接利用SCTP作為傳輸協議207。網關205通過經由，比如說，因特網211中繼與第二站的通信，便利并提供第一站與第二站209之間的通信，該站正在(或者可以正在)在TCP或UDP 211上運行應用。這樣，對于與第一站203的交換或通信而言，第二站209是TCP/UDP端點，而網關205既是對應的TCP/UDP端點213，又是SCTP端點215。圖2描述為第一站使用第一IP地址IP A1217的第一IP連接219，其經由已知的蜂窩式“接入點”或網絡，特殊地為無線接入網(RAN)與網關221，路由到蜂窩式核心(網)223，從而到網關205。在UMTS(系統)中以及在GPRS系統中，網關205可以是GGSN網關GSN，其表示網關GPRS支持節點。在CDMA系統中，網關可以是分組數據網關。使用第二IP地址IP A2225的第二IP連接227經由基本服務集228路由，從而到無線IP接入點AP 229，穿過分發系統231與門戶233，到網關205。
盡管圖2顯示一個IP連接經由蜂窩系統，而另一(IP連接)經由無線IP接入點，特殊地為IEEE 802.11接入點，重要的是注意到有線與無線網絡或接入點的任何組合可有利地使用這里討論和描述的發明原則與概念。例如，可使用遵照各種已知標準與技術及其演化(例如HiperLan、藍牙、其它局域網技術、以及蜂窩或類蜂窩接入技術的各種變化形式)的各種接入點，并且可使用這里公開的概念來實現各個系統或網絡之內或之間的切換。本公開的一個優選方面將聚焦于使用IEEE 802.11網絡來這樣做的必要。我們將短暫地離題，引入一些一般地應用于802.11網絡的構造、定義、與術語。
使用802.11的無線IP正變得越來越普及。例如，許多大眾咖啡店現在向其顧客提供802.11b連通。顧客可瀏覽互聯網或其公司的內部網，在享受拿鐵咖啡的同時閱讀和回復電子郵件。無線IP也可提供實時服務，例如基于IP的話音和視頻會議。802.11覆蓋域稱為基本服務集(BSS)，例如BSS 228。802.11標準支持移動站的ad-hoc網絡的隔離的BSS，但典型的BSS包括接入點(AP)(例如接入點229)，其提供到其它無線與有線LAN(例如分發系統231)的橋接或接入，并從其通過門戶213與網關205到因特網213。
每一BSS包括單個AP，并且站(例如第一站或站B 203)在任一時間僅能與一個AP聯系。該聯系規則使得以定義的方式將IP數據路由或分發到該站成為可能，這是因為知道哪一AP與該站相聯系。站B對于該聯系具有目的地址即IP地址IP A2225，關于該地址的消息被經由AP 209路由到該站203。
諸如站B 203等移動站可從一個BSS漫游到下一BSS，并連接到另一AP。802.11標準也定義了協同的BSS的擴展服務集(ESS)，以簡化漫游。這樣，比如說，可允許顧客從咖啡店漫游到鄰近的書店，并繼續瀏覽因特網，只要兩個設施屬于同一ESS。顧客的站首先中斷連接或中止與咖啡店內的AP之間的聯系，并在其后聯系書店內的AP。這可以全部足夠快地發生，使得瀏覽器操作僅有幾秒的中斷，但是對于實時或時間關鍵的應用(例如話音或基于IP的話音)而言還不夠快，并且將不支持ESS之間的切換。注意，即使在ESS之間切換，上面的技術也工作。相反，如802.11的標準澄清的那樣，如果不使用這里描述的原則與概念，ESS轉變將導致服務中斷。本段盡管與圖2中描述的情形在很大程度上不相關，將幫助解釋切換以及這樣的系統中的需要，其中切換是在兩個無線IP接入點之間進行的。
作為概述，圖2中顯示的從蜂窩系統到無線IP網絡的切換包括通過使用SCTP將第一IP地址IP A1217通知給網關205，建立或發起第一IP連接。優選地這將由第一站203進行。其后，方法包括使用運行在SCTP上的應用在站B 203與網關之間通信，其使用第一IP連接219和站B的第一IP地址217，穿過蜂窩網絡，其中網關進行SCTP到(或從)TCP/UDP的地址翻譯與協議翻譯，并中繼與(到或從)第二站209的分組數據通信。在建立并使用第一IP連接之后，無縫切換的下一要求是以站B 203的第二IP地址225建立第二IP連接227，其中與網關的第一IP連接保持為主要連接，而第二IP連接為次要連接，兩者同時存在。其后，確定第二IP連接應為主要連接；并通過使用SCTP消息通知網關，第二IP地址是主要地址，來將第二IP連接變為主要連接，其中分組數據通信立即切換到第二IP連接，完成無縫切換。
參照圖2，移動或便攜站(站B 203)將初始地不在802.11BSS或覆蓋域之內，或者，如果在覆蓋域之內的話，對與無線IP接入點229建立聯系或IP連接不感興趣。移動站已登記到蜂窩系統。移動站203必須獲取至少一個IP地址(Y1)，其將站B的外部流量映射到網關205中，其顯示為蜂窩系統的一部分。該地址可以以已知的方式(類似UMTS中的PDP上下文激活)獲取。因此，移動站的在地址Y1上的所有流量將被路由到網關。網關將把流量在IP地址A1上轉發到移動站。當與地址Y1通信時，端點X正使用TCP/UDP，并且不知道網關將改變傳輸層，使得將SCTP用于蜂窩系統上的通信。移動端點可以或可以不在蜂窩連接上使用額外的IP地址，并將它們作為其它可供選擇的SCTP目的地址提供給另一端點網關205。然而，經由同一蜂窩式連接使用多個連接并不顯著地增加可獲得性。
移動站B也必須獲得網關要使用的第一IP地址IP A1。地址IP A1可以全局地唯一。它甚至可以等于地址Y1，在此情形中，移動站僅需要獲取一個地址。然而，優選地，移動站獲取私有IP地址IP A1，其對于蜂窩系統而言是局部的。在該情形中，網關在地址Y1與A1之間提供網絡地址翻譯。網絡地址翻譯是已知的，并且遠非不重要的，這是因為許多應用將原始IP地址嵌入到其與對方交換的數據中。在此情形中，地址翻譯涉及替換特定應用的數據中的地址值。此類型的操作也是已知的。進行此類型的翻譯的網關常常稱為應用級網關(ALG)。作為可供選擇的另一種替代方案，移動站從網關獲得(私有)IP地址A1，而網關也分配外部地址Y1。甚至可以移動站將不知道外部地址。
移動站中的應用在蜂窩式連接上使用IP。移動站中的應用必須運行在SCTP上，使用地址A1。以熟悉的SCTP的方式，移動站將試圖向另一端點(例如第二站209)通知與蜂窩式連接相關聯的至少一個IP地址A1。網關將截取或接收所有SCTP消息，并將提供雙重功能當移動站試圖通過提供其目的IP地址IP A1來與另一外部端點建立SCTP聯系時，網關將使用地址Y1發起與另一端點的TCP連接。如果應用要求，網關可能需要與另一端點建立多個TCP連接。當另一外部端點使用地址Y1發起與移動站的TCP連接時，網關205使用地址A1與移動站建立新的SCTP聯系，或向A1上的已有聯系添加新的流。如果地址A1不同于地址Y1，網關將以已知的應用層網關的方式進行地址與端口翻譯。外部端點將僅看見IP地址Y1。
網關將進一步執行SCTP(與移動(站))與TCP/UDP(與外部端點)之間的傳輸協議翻譯。翻譯是這樣的，使得對于與移動站的可靠流，網關與外部端點(第二站)使用TCP，而對于與移動站的不可靠流，網關與外部端點使用UDP。當與移動站通信時，網關將使用地址A1作為主要SCTP地址。依據應用，應用層網關可將在來自移動站的不同的SCTP流上接收的數據發送給另一端點的不同的IP端口，并將從另一端點的不同的IP端口接收的數據聯合為同一SCTP聯系的分離的SCTP流。
另一端點站209將使用外部IP地址(Y1)作為移動站的TCP/UDP目的地址。事實上，由于網關中的翻譯，外部端點將不知道移動站正使用SCTP。類似地，移動站不需要知曉網關處的傳輸協議翻譯。就移動站而言，其與外部端點在SCTP上通信。實時應用優選地使用會話發起協議(SIP)來在SCTP上建立實時會話。SIP在SCTP上的使用在draft-ietf-sip-sctp-01.txt中討論。很容易為SIP寫一個應用層網關。然而，在SCTP上建立會話是不夠的。為使本發明工作，會話承載商不得不也在SCTP上運行。SIP使用會話描述語言(SDL)來規定如何在端點之間發送實時數據。SIP依賴于會話描述協議(SDP)來提供媒體溝通功能。目前，SDP可規定話音或視頻數據將使用基于UDP的RTP。可能需要一種SDL擴展，以允許這樣的規范，即話音或視頻在最大努力流上運行在SCTP上。這樣的擴展是在本領域普通技術人員的能力集之內的。移動站或站在其蜂窩式連接上使用第一IP連接。站B上的同時支持蜂窩式與無線IP的應用將運行在SCTP上，并可被調節為當其確定站同時支持蜂窩式與無線IP時，或者如果其確定站同時支持蜂窩式與無線IP的話，運行在SCTP上。
參照圖2，描述了以第一無線站B 203的第二IP地址IP A2225建立第二IP連接227之后的結果或情形，其中在第一站與網關之間，第一IP連接保持為主要連接，而第二IP連接為次要連接，兩連接同時存在。建立第二IP連接進一步包括搜索適宜的連接，聯系IP接入點，并通過使用SCTP向網關通知第二IP地址225，與網關建立連通。搜索、聯系、與建立的實現(undertake)獨立于并透明于支持分組數據通信的應用。搜索適宜的無線IP連接進一步包括以下中的一個或多個確定可獲得的連接包括接入點與適宜的服務，站B能夠成功地認證接入點，或者到網關205的連通是可獲得的。盡管我們這里的討論與為802.11接入點的無線IP接入點相關聯進行描述，預期其它局域接入技術也將從這里討論的概念與原則中受益。使用SCTP將第二IP地址通知給站B，優選地，使用第二IP連接，從而初始化該連接。
更詳細地，支持802.11的移動站，例如站B 203，將有規律地搜尋適宜的無線IP連接。當其找到適宜的連接時，其聯系接入點，認證，并與有線網絡建立連通。注意，圖2中顯示的BSS 228(連接到蜂窩式核心(網)的網關)很可能將與蜂窩式服務提供商(SP)相聯系，且無線站B可能甚至能夠使用SIM卡來認證。更一般地，當網關或應用層網關獨立于蜂窩系統時，BSS可不與SP相聯系。在蜂窩式SP與BSS的操作者之間可以有也可以沒有漫游協議。有趣的是，本發明無需漫游協議即可工作。移動站可注冊到BSS，從而能夠獨立地認證BSS，并獲得到有線網絡的接入。可做到這一點，而無需蜂窩式SP的任何知識。在過程中的任何事件中，無線站可獲取新的IP地址(通過DHCP，比如說)。移動站也可能能夠使用已有的IP地址。在任一情形中，移動站具有至少一個第二IP地址IP A2225，其用在802.11IP連接227上。移動站(站B)其后使用SCTP擴展消息來指令另一SCTP端點(網關205)將第二IP地址作為站B的另一可供選擇的目的地址添加。在此過程期間，移動站B上的應用繼續在基于蜂窩的IP連接上使用第一IP地址，以與網關通信，而網關使用IP地址IP Y1將此通信中繼到第二站609。盡管進行了所有這些，第二站209上的應用繼續使用IP地址IP Y1，且應用數據繼續流經蜂窩式系統。
注意，第二IP地址的獲取不是由應用進行的。站B之內并運行在站B上的無線/移動性軟件進行此任務。該無線/移動性軟件也與SCTP層交互，以將第二IP地址IP A2225通知給網關。如果第二IP地址先前與蜂窩式連接相關聯，移動站必須首先將第二IP地址從蜂窩式連接去關聯。在該情形中，它必須首先通知網關刪除第二地址。如果蜂窩式連接現在由于某種原因而失敗，另一端點將自動地切換到第二IP連接，這里為802.11連接。移動站優選地應將其802.11連接保持在“活動”模式。甚至在此錯誤情形未實時處理的情形下，其已經提供了比現有技術的方法更可靠的連接。站B 203可使用第一或第二IP地址與連接來指令網關205添加第二IP地址225。優選地，其使用第二連接與地址，這是因為這將初始化第二連接，具體地，在AP229、分發系統231以及站與網關之間的路徑中的任何新的路由器、進一步的網關、或防火墻內建立適當的設置。
圖2也將用于解釋在從一IP連接到另一(IP連接)(這里為蜂窩式到無線IP系統)的無縫切換中的后繼過程的結果。一旦在某點建立第二IP連接，無線站B確定第二IP連接應為主要連接。確定第二IP連接應為主要連接可包括以下中的一個或多個確定來自第一IP連接的服務質量正在退化(這里為來自蜂窩式基站的信號正在減弱)，第二IP連接的價目合意，或者需要或想要可經由第二IP連接經由無線IP網絡獲得的服務(例如更高的帶寬)。在任一情形(event)中，站B現在準備好切換到無線IP接入點229并使用802.11。站B將把與802.11AP 229的第二連接設為“活動”模式，如果該連接還不是“活動的”的話，并使用SCTP擴展消息通知網關，第二IP地址225現在是站B的主要SCTP目的地址。網關或運行于其上的SCTP應用現在將開始使用第二IP地址225作為站B的目的地址。注意，切換多少變得更加迅速，而且對于應用于第二站209而言完全透明。
很可能，802.11AP 229位于室內，而蜂窩的覆蓋可能是最低限度的。在第二IP連接建立并變為主要連接之后，當站B觀察到蜂窩式連接正在惡化時，或者完全出于其判斷，其可通過使用SCTP消息通知網關刪除第一IP地址，并中止任何使用第一IP連接的聯系(這里為中止蜂窩式IP連接)，來斷開第一IP連接。注意，應用將繼續正常地操作，盡管是在第二IP連接上。站B可經由第一連接將新的主要地址(現在為IP A2)通知給網關，其后在該連接上等待確認。優選地，站B在將第二IP連接設為“活動”模式之后，經由第二IP連接將新的主要地址通知給網關。優選地，站B安排切換的時間，使得其在時間關鍵的通信中的空閑或安靜時期(例如實時話音通話中的暫停或靜音)期間開始。站B可選擇延緩中止第一IP連接219，直到其不在蜂窩系統的覆蓋域為止；這是因為具有超過一個連接增加了可靠性。站B在將第一IP連接從蜂窩系統解關聯之后，也可將第一IP連接與802.11AP 229關聯，并通知網關，其現在已變為另一可供選擇的SCTP目的地址。
漫游回到蜂窩本質上是逆過程。應用運行在SCTP上，其使用第一IP地址上的802.11連接。網關使用第一IP地址(圖2中的IP A2)作為主要目的地址。如果需要的話，站B建立與蜂窩系統的連接，其支持在第二IP地址(IP A1)上傳輸數據。第二IP地址可以是靜態的，或者可動態地獲取。與在UMTS系統中建立第二PDP上下文類似，可能需要特殊的供給，以獲取適宜的服務質量。其后，移動站中的軟件使用SCTP擴展消息來將第二IP地址的可獲得性通知給網關中的SCTP層。站B中的軟件其后使用SCTP消息來指令另一端點中的SCTP層使用第二IP地址作為主要目的地址。移動站現在可斷開802.11IP連接。在做此之前，其應使用SCTP消息來指令網關205中的SCTP層刪除第一IP地址。
上述流程也可用于任何兩個無線IP接入點之間的實時切換，包括穿越802.11網絡中的ESS。流程可用于在任何兩種IP傳輸媒體之間切換，例如在有線LAN與無線IP LAN之間，或者在蜂窩式網絡與有線LAN之間。公共元素是在移動站處在SCTP上運行應用的能力，通過在SCTP與TCP/UDP之間進行翻譯的應用層網關路由流量的能力，讓移動站建立在時間上重疊、分別使用不同的IP地址的兩個IP連接的能力，以及讓移動站使用SCTP來操縱在ALG處的主要目的地址的選擇的能力。進行上面的流程將允許從無線IP連接或在其間漫游或無縫切換，其包括，比如說，802.11接入點、藍牙接入點、HiperLAN接入點、無線局域網(LAN)接入點、蜂窩站、碼分多址站與通用移動電信服務站中的一個或多個。
另一新穎的概念，這里稱為SCTP隧穿(tunneling)，可用在圖2的系統、網關、第一站與方法的變形中。圖3到圖5顯示描述流控傳輸協議(SCTP)隧穿的各種圖表，下面的討論與描述中將參照之。圖3中顯示SCTP隧穿的一般應用。在圖3中，隧道311經由第三網絡309連接兩個應用端點，X與Y 303與307，以及兩個網絡305、315，第三網絡309可以是WAN(廣域網)、MAN(中域網)或LAN(局域網)。組成SCTP隧道的端點A與B的實體(網關307、313)包裝和解開IP分組。它們知道彼此的IP地址，并使用其來建立SCTP聯系或連接。作為聯系的一部分，SCTP端點定義至少兩個獨立的流，其中之一被建立為可靠的，另一個保持為不可靠的。
圖4中顯示協議棧。包裝分組的實體(網關307或313)檢查原始分組是否為TCP或UDP。如果它是TCP，實體在可靠SCTP流中轉發分組；如果它是UDP，其使用不可靠流。如果原始分組湊巧是SCTP分組，意味著發送端點正運行SCTP應用，實體可僅轉發分組而不作修改，或作最小程度的網絡地址翻譯(NAT)。注意，另一SCTP端點或網關可進行應用層翻譯等，如果其對應的應用端點未運行在SCTP上。如圖4所示，協議棧403描述用于IP連接的應用，其運行在TCP或UDP上、其后在物理層上。這些對應于用于網關307(SCTP端點A)的協議站405的左邊部分。協議站405的右邊部分顯示以SCTP頭408、其后另一IP頭來包裝原始分組。這對應于用于網關313(SCTP端點B)的協議站407的左邊部分。在解開分組后，如協議站407的右邊部分所示，網關313將分組轉發到應用端點317，該端點顯示為協議站409的形式。注意，棧403與棧409層層相同。注意，如果隧道穿過不可信網絡，原始應用、TCP/UDP、與IP層可使用SecurityArchitecture for the Internet Protocol(網際協議的安全架構)，IETF RFC2401的組件，例如互操作性主機到主機管道、封裝隧道、或虛擬私有網絡(VPN)，來保護。本發明之內的安全性的實現在本領域普通技術人員的能力集之內。依據如本發明所描述的用于保護信息傳輸的方法，可在各協議站的各點插入額外的協議層，從而提供虛擬私有網絡。
圖5顯示分組的示例，該分組正在SCTP上隧穿，其遵照圖4的協議站與圖3的網絡。正常地，每一從端點X到Y 508的原始TCP或UDP分組，包括應用載荷503、TCP/UDP頭505與IP頭507，變為SCTP消息，并放置在單獨的SCTP塊509中。單個SCTP分組可傳輸多塊。此SCTP特性可用于將多個分組包裝到具有SCTP頭511的單個SCTP隧道分組中。產生的SCTP分組具有添加的IP頭514，其標識端點A與B 514。有可能將TCP與UDP分組包裝到同一SCTP分組中。原始TCP或UDP分組的源與目的(這里為端點X與Y，303、317)處的應用不知曉隧穿，也不需要知道SCTP。這指向(point to)SCTP隧穿的獨特優點，即可獲得SCTP的優點，并將這些優點施行于舊有的(TCP/UDP)應用。SCTP隧穿的另一優點是其提供針對TCPSYN洪水(flooding)形式的拒絕服務攻擊的保護。
SCTP隧道端點也可在應用端點的同一設備上。圖6中給出其一個示例，其中SCTP隧道端點B 622在第一站604上，該站可以是有線或無線設備。在此配置中，圖4中的標記為“Y”與“B”的協議棧可選地可以是單個棧，或者有效地折疊到單個棧中，該站類似棧407。圖中的網關613可與最左邊的主機的網絡相關聯，或者與最右邊的主機的網絡相關聯，且網關與第一站604之間的連接可以是有線與無線連接的任何組合。
SCTP隧穿是違反直覺的，這是因為SCTP向分組添加大量的開銷。SCTP隧穿在傳輸層進行。如可從圖5看到的那樣，這增加了開銷。包裝包括IP頭513、12字節的SCTP公共傳輸層頭511和16字節的SCTP塊頭509。在有線域中，這是可接受的。然而，當本發明用于在無線(網絡)上傳輸實時話音時，該開銷可變得顯著。基于IP的話音典型地包括非常小的話音編碼分組的規律流，每一分組前有IP頭、UDP頭與RTP(實時傳輸協議)頭。本發明將添加IP頭、SCTP頭與塊頭。然而，已知用于IP頭壓縮的技術。例如，RFC 1332，如RFC3241更新的那樣，描述Van Jacobson TCP/IP頭壓縮。Van JacobsonTCP/IP頭壓縮將TCP/IP頭的大小減小為三個字節。它使用這樣的特性，即流中的大多數域是恒定的或以可預測的方式變化。如RFC 2509所規定的類似方案施行于RTP/UDP/IP頭壓縮。塊/SCTP/IP的壓縮正在討論中(draft-schmidt-rohc-sctp-requirements-00.txt)。使用類似的技術，有可能有效率地壓縮在SCTP上隧穿的話音流。SCTP隧穿的清晰優點是進行實時的無縫切換，從而在各種網絡與服務提供商之間支持移動性的可能性，只要它們使用IP分組數據連接。
參照圖6與圖7，下面將討論和描述在兩IP連接之間提供通信的無縫切換的另一實施例的系統級圖表。圖6與圖7描述使用SCTP隧穿來實現目標。基本地，圖6顯示設備或站602，其具有IP地址IP X1607，且為應用端點X 603。站602正與站604傳輸分組數據，站604作為IP地址IP Y1609上的另一應用端點Y 605。更具體地，站602正經由網絡1611與網關613通信，且該網關正經由網絡2615以及有線或無線連接617與站604以及應用端點605通信。網關613為具有IP地址IP A1621的SCTP端點A 620，其使用SCTP隧穿619來與位于站604內的具有IP地址IP B 1623的另一SCTP端點B 622建立IP連接或SCTP聯系。描述了SCTP端點A與B 620與622之間的經由有線或無線連接627的穿過網絡3625的第二IP連接。這里，網關使用IP地址IP A2631來與使用IP地址633的端點B 622建立SCTP隧道629。
此系統適宜于實現從第一網際協議(IP)連接617到第二IP連接627的無縫切換，其中所述方法包括使用第一IP連接與第一站的第一IP地址IP B 1623，在第一站604與網關613之間傳輸分組數據通信，其中網關613中繼與第二站602的分組數據通信；以第一站的第二IP地址IP B2633建立第二IP連接629，在第一站與網關之間，第一IP連接為主要連接，而第二IP連接為次要連接，第一與第二IP連接同時存在；確定第二IP連接應為第一站與網關之間的主要連接；以及通過使用流控傳輸協議(SCTP)消息通知網關，第二IP地址是主要地址，來將第二IP連接變為主要連接，其中分組數據通信立即切換到第二IP連接。
此系統適宜于進行上面參照圖2討論的所有功能或流程，以及提供切換，其中兩個站均運行舊有的TCP/UDP應用。進行切換的過程與動因是類似的。由于第一IP連接使用由網關促進的SCTP隧穿來與第一站傳輸分組數據通信，當每一站運行基于傳輸通信協議(TCP)或通用數據報協議(UDP)的應用時，第一站可與第二站交互。類似地，第二IP連接使用由網關促進的SCTP隧穿。此系統的優點是網關無需網絡地址翻譯或應用層網關功能。對于優選實施例而言，SCTP端點B 622位于站604上。該站必須獲取至少一個IP地址(IP Y1609)，該站用該地址來與外部設備(例如第二站602上的應用端點X 603)通信。該地址可以以已知方式(通過DHCP，通過UMTS蜂窩系統中的PDP上下文激活，或者通過靜態分配，如在移動IP中那樣)獲得。必須這樣選擇地址，使得該移動站的地址Y1上的所有流量將被首先路由到特定網關613。該網關其后將把流量轉發給該移動站。這種類型的安排是常見的；其用于將移動站的流量路由到UMTS系統的GGSN網關，或者路由到移動IP架構中的本地代理。移動端點B可以或可以不使用具有同樣屬性的額外的外部地址(Y2、Y3)。移動站或站604也必須獲得至少一個可由網關使用的IP地址。這里，我們稱其為IP地址B1623。地址B1可以全局地唯一。它甚至可以等于地址Y1，在此情形中，移動站僅需要獲取一個地址。然而，優選地，站604獲取私有IP地址IP B1，其對于連接網關與站的網絡而言是局部的。站也必須知道網關的地址(IP A1 621)。網關與站上的SCTP端點B 622建立SCTP聯系，其使用地址A1與B作為主要地址。網關與站上的SCTP端點使用SCTP隧穿來在站(使用IP地址Y1)與外部設備(具有IP地址X1)之間傳輸數據報。
為準備轉換(switchover)或切換到另一可供選擇的連接，站604(下面稱為移動站、設備等)必須進行以下的工作。移動站與網關建立新連接。新連接可以是有線或無線的。盡管建立新連接，原始連接必須保持工作。這個建立可涉及注冊到蜂窩式網絡，聯系802.11接入點，或將電纜連接到LAN連接器。移動站必須獲得至少一個可由網關在新連接上使用的IP地址(B2)。地址IP B2可以全局地唯一。然而，優選地，移動站獲取私有IP地址B2，其對于連接網關與移動設備的網絡而言是局部的。移動站也必須知道網關的IP地址，其可在新連接上達到。優選地其為不同的地址(A2)。移動站現在使用SCTP擴展來指令網關將第二IP地址(B2)作為另一可供選擇的目的地址添加。在此過程期間，移動站上的應用繼續使用原始網關地址(A1)作為主要SCTP地址，而網關繼續使用原始移動站地址(B1)作為主要目的地址(圖6中的黑體)。這樣，隧穿在原始連接上繼續。
注意，在這里與在圖2的系統中一樣，第二IP地址A2的獲取不是由應用進行的。移動站內的無線/移動性軟件進行此任務。該無線/移動性軟件也與SCTP層交互，以將新地址通知給另一SCTP端點。如果第二IP地址A2先前與原始連接相關聯，移動站必須將第二IP地址從該連接去關聯。在該情形中，它必須首先通知另一SCTP端點刪除地址A2。如果原始連接現在碰巧失敗，另一SCTP端點將自動地切換到新連接。移動站優選地應將新連接保持在“活動”模式。甚至在此錯誤情形未實時處理的情形下，其已經提供了比現有系統更可靠的連接。移動SCTP端點可使用第一或第二IP地址(B1或B2)來指令另一SCTP端點(網關)添加第二IP地址。優選地，其使用第二地址B2，這是因為這將在SCTP端點之間的網絡中建立適當的設置(其初始化新路由)。
移動站現在準備好進行切換。它可能想要切換，因為原始連接上的蜂窩式信號減弱，因為新連接更便宜，或者因為它被通知原始連接將斷開。移動站將把新連接設為“活動”模式，如果它還不是“活動的”的話，并使用SCTP擴展通知另一SCTP端點(網關)，第二IP地址B2必須被用作主要SCTP目的地址。結果，原始的主要地址(B1)變為次要地址。如果新連接在網關處使用新地址(A2)，移動站中的SCTP端點開始使用該新地址作為主要SCTP目的地址。SCTP隧道現在將運行在新連接上。注意，切換是快速的，并且對于應用是完全透明的。移動站(或網關)現在可以斷開原始隧道與原始連接。移動站通知另一SCTP端點(網關)，其必須刪除第一IP地址B1。移動站或基礎架構中止原始連接。注意，應用將繼續正常地操作。優選地，移動站選擇切換的時間，使得其在實時話音通話中的靜音時期期間開始。
移動站可推遲斷開第一連接，直到其不再具有服務為止，這是因為具有超過一個連接增加了可靠性。注意，原始與新連接均可為有線或無線的。SCTP隧穿原則與概念的典型應用允許實時切換從有線LAN到無線IP連接，從有線LAN到蜂窩式IP連接，從無線IP到有線LAN連接，從無線IP到蜂窩式IP連接，從一個接入點上的無線IP連接到另一接入點上的無線IP連接，從蜂窩式IP到有線LAN連接，以及從蜂窩式IP到無線IP連接。
參照圖7，描述了另一可供選擇的拓撲或網絡架構，其使用SCTP隧穿來實現IP連接之間的無縫切換。當SCTP端點不是在移動站內，而是在網絡架構內時，此架構施行。另一可供選擇的架構的切換的步驟以與圖6的拓撲中大致相同者執行。圖7將站602顯示為應用端點603，該應用端點具有IP地址607，與作為應用端點605的站604通信，該通信經由網絡1611與SCTP端點A 720穿過網絡2715，到SCTP端點B 722，其中SCTP端點A 720為具有IP地址IP A1721的網關，其定位SCTP隧道711的一端，而SCTP端點B 722為具有IP地址IP B1723的網關，其操作以解開SCTP分組并將通信經由網絡3轉發到站604。第二IP連接是從使用IP地址IP A2731的SCTP端點A 720，經由網絡4725與SCTP隧道729，到具有地址IP B2733的新的SCTP端點B 732，并且其后經由網絡5743到站604與應用端點Y 605。
此拓撲的一個障礙是新的SCTP端點B 732需要知道另一SCTP端點A 720。這可以以多種方式實現。移動站604在建立新連接之后，可將另一端點(A)確定為沿著新連接的實體，包括端點B 732。此解決方案的問題是它不能實現在舊有的移動站中，且移動站必須以某種方式獲得關于原始SCTP隧道的信息。另一解決方案是基礎架構調整SCTP端點的設置。移動站需要或值得隧穿的信息可保存在基礎架構數據庫(例如HLR)中。另一方法是使固定的SCTP端點(A)承擔建立新的SCTP端點的責任。此變形具有第二困難，即僅在允許移動站在移動到新連接時保持其原始IP地址Y1的系統中有用。這些困難將此配置限制到特定應用領域。一個這樣的領域是無線IP系統(802.11)中的擴展服務集。固定的SCTP端點A將駐留在到外部網絡的接口(圖2中的門戶)上，而SCTP端點B 722與732將駐留在802.11無線IP系統的接入點中。
參照圖8，下面將討論和描述無線通信單元800的優選實施例的功能框圖，該單元適宜于用作圖2到圖7的系統中的無線站(或第一站B)。無線通信單元800被安排和構造為為分組數據通信實現從第一網際協議(IP)連接到第二IP連接的切換，并且特別適宜于時間關鍵的通信的切換。無線通信單元包括傳統的無線收發器803，其連接到已知天線801，還包括控制器805，其被協作地安排，以便為無線通信單元使用第一IP連接與第一IP地址來與網關傳輸分組數據通信，所述網關用于將通信中繼到第二站。控制器進一步連接到傳統的用戶輸入輸出807，包括，比如說，顯示器、鍵盤、或音頻傳感器，并可操作以用于為無線通信單元以第二IP地址建立第二IP連接，其中第一IP連接為到網關的主要連接，而第二IP連接為到網關的次要連接，兩者同時存在；確定第二IP連接應為主要連接；并通過使用流控傳輸協議(SCTP)消息通知網關，第二IP地址是主要地址，來將第二IP連接變為主要連接，其中分組數據通信立即切換到第二IP連接。
為做到這一點，無線收發器803將需要無線IP收發器808，并且在第一與第二IP連接由無線網絡支持的示例性的情形中可能需要額外的蜂窩式或局域網收發器809。控制器805包括處理器811，優選地為微處理器或數字信號處理器，兩者均為已知并普遍地可獲得，該處理器連接到可選的端口813，其提供接口給一個或多個設備，例如便攜式電腦、個人數字助理、網絡接口卡、調制解調器、等等，其中的一個或多個可完全地集成到無線通信單元。例如，端口適宜于連接到外部設備，例如便攜式電腦，而無線通信單元支持或擔當SCTP端點，該SCTP端點支持基于到網關的IP連接的SCTP隧道。這樣，端口可與外部設備交換傳輸通信協議(TCP)與通用數據報協議(UDP)通信之一，從而在當外部設備與第二站均運行基于TCP/UDP的應用時，在外部設備與第二站之間提供TCP/UDP通信。處理器互連到存儲器815，其包括，如對于該特定單元適宜的那樣，RAM、ROM、PROM、EEPROM或磁性存儲器的某種組合，其用于存儲軟件程序或指令以及用于該程序與指令與該單元的數據與參數，當處理器執行其時，導致無線通信單元如所要求的那樣操作，以支持各種已知功能以及如這里所公開的切換過程。這些軟件指令或程序包括一個或多個應用817，例如電子郵件客戶端、瀏覽器、或者基于IP的話音或視頻，其支持與其它站或主機通信，并且除使用SCTP隧道時外，運行在SCTP傳輸層上，還包括移動管理程序819，其處理與漫游即從一接入點移至另一(接入點)，包括切換流程，相關聯的各種責任，還包括SCTP隧穿程序824，其用于支持上面參照圖6描述的隧穿活動。進一步包括基本的、已知的操作系統821，數據與參數信息823，以及本領域普通技術人員應該認識并熟悉的許多其它功能單元825。
注意，對于無線通信單元而言，為實現從(或到)經由蜂窩式基站的IP連接到(或從)經由局域無線IP網絡(例如802.11網絡)的IP連接的切換，將要求無線收發器803包括蜂窩式收發器以及在蜂窩系統上操作的能力。如果切換是從一無線IP網絡到另一這樣的網絡，在許多情形中無線收發器可僅要求無線IP收發器808，這是因為大多數這樣的網絡建立的方式使得一個收發器能夠維持多個IP連接。如上面所討論的那樣，無線通信單元將遵照SCTP協定進行操作，而與應用無關，以傳輸其自己的目的IP地址，并為該IP地址，從而為與其它端點或站的IP連接，建立適當的優先級，從而以基本實時的方式在IP連接之間實現通信的切換，如基于與先前討論類似的動因與環境而判斷為適宜的那樣。
最后參照圖9，將討論和描述用于在兩IP連接之間實現時間關鍵的通信的切換的優選方法的流程圖。由于大多數概念與原則已在上面討論，此討論將為總結的性質，從而處于概述的級別。可有利地實踐此方法，比如說，通過圖8的無線通信單元在適宜的系統(例如圖2、圖6、或圖7中顯示的那些)中操作。圖9描述用于實現從第一網際協議(IP)連接到第二IP連接的切換的方法900，圖9開始于903，其中通過使用SCTP消息將第一站的第一目的IP地址通知給網關來建立第一IP連接。依據SCTP協定，這將是主要IP地址，從而是兩SCTP端點之間的(主要)IP連接。其后，在905，方法描述用第一IP連接與第一站的第一IP地址經由有線或無線IP接入在網關與第一站之間通信，其中通信由網關中繼給第二站。如果網關為應用級網關，將由運行在SCTP傳輸層上的應用支持第一站與網關之間的通信，并且在協議與網絡地址翻譯到TCP或UDP分組之后，將為第二站中繼通信。作為可供選擇的另一種替代方案，網關可以是SCTP隧道的一端，在此情形中，其將解開SCTP分組并將它們中繼到第二站。
在907，方法顯示以第一站的第二IP地址建立第二IP連接，其中第一IP連接是主要連接，而第二IP連接是次要連接，兩者同時存在。第二IP連接可以是SCTP隧道，如上面說明的那樣。更詳細地，建立第二連接包括搜索適宜的連接909，聯系第二接入點911(例如無線IP接入點)，以及通過使用SCTP消息將第二IP地址通知給網關(優選地使用第二IP連接)，與網關建立連通。注意，優選地，909、911、與913的實現(undertake)獨立于并透明于支持通信的應用。搜索909適宜的無線IP連接可包括以下中的一個或多個確定可獲得的連接包括接入點與適宜的服務，第一站能夠成功地認證并接入接入點，到網關的連通是可獲得的。聯系無線IP接入點可包括聯系802.11接入點、藍牙接入點、HiperLAN接入點、局域網(LAN)接入點等等之一，其根據對每一這樣的接入點的供給。
其后，915顯示確定第二IP連接應為主要連接，其基于，比如說，以下中的一個或多個確定第一IP連接的QOS(服務質量)正在退化(例如信號減弱)，第二IP連接的價目合意，或者想要并可經由第二IP連接獲得服務(例如帶寬或安全性等)。接著，917顯示通過使用SCTP消息通知網關，第二IP地址是主要地址，將第二IP連接變為主要連接。這樣做導致立即將時間關鍵的通信切換到第二IP連接。其后，919指示，作為可選過程，當第二IP連接變為主要連接時，通過，比如說，使用SCTP消息指令網關刪除第一IP地址，來斷開第一IP連接，終止經由第一IP接入點的任何會話。
上面討論和描述的設備與方法，以及其發明原則與概念，意欲緩和由于現有技術的IP系統之內與之間缺少對移動性的考慮而導致的問題。使用這些原則，即使用SCTP命令與消息來在端點之間使用SCTP傳輸層建立與第一連接同時存在的次要IP連接，將允許通信設備按該通信設備的意愿實現時間關鍵的通信的切換，從而便利移動者的連通。例如，可使用這些原則與概念來實現完全不同的蜂窩式分組數據系統(例如UMTS與CDMA系統)之間的切換，這些系統否則不支持快速切換，如給定這里的教導后對于本領域普通技術人員而言將顯而易見的那樣。
本公開意欲解釋如何制造和使用遵照本發明的各種實施例，而非限制其真正的、意欲的、而且公平的范圍與實質。前面的描述不打算是窮舉的，或將本發明限制為公開的確切形式。根據上面的教導，有可能進行修改與變形。所述一個或多個實施例被選中和描述，以提供對本發明的原則及其實際應用的最佳闡釋，并允許本領域普通技術人員在各種實施例中以各種修改利用本發明，以適合于預期的特定用途。所有這樣的修改與變形均處于由所附權利要求書確定的本發明的范圍之內，其可在本專利申請及其所有等價物(當遵照公平、合法、公正地授予其的范圍來解釋時)的未決期(pendency)期間進行修正。
權利要求
1.一種用于實現從第一網際協議(IP)連接到第二IP連接的無縫切換的方法，所述方法包括在第一站與網關之間傳輸分組數據通信，其使用所述第一IP連接以及所述第一站的第一IP地址，所述網關將所述分組數據通信中繼到第二站；以所述第一站的第二IP地址建立所述第二IP連接，所述第一IP連接為所述第一站與所述網關之間的主要連接，而所述第二IP連接為所述第一站與所述網關之間的次要連接，所述第一與所述第二IP連接同時存在；確定所述第二IP連接應為所述第一站與所述網關之間的所述主要連接；和通過使用流控傳輸協議(SCTP)消息通知所述網關，所述第二IP地址是主要地址，將所述第二IP連接變為所述主要連接，其中，所述分組數據通信立即切換到所述第二IP連接。
2.如權利要求1所述的方法，其進一步包括通過在開始所述通信之前，使用SCTP消息將所述第一IP地址通知給所述網關，來發起所述第一IP連接。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述第一站與所述網關之間的所述通信在所述第一IP連接與所述第二IP連接上使用SCTP，且所述網關使用傳輸通信協議(TCP)與通用數據報協議(UDP)之一來將所述分組數據通信中繼到所述第二站。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述的建立所述第二IP連接進一步包括搜索適宜的IP連接，聯系IP接入點，以及通過使用SCTP將所述第二IP地址通知給所述網關，與所述網關建立連通。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述搜索、所述聯系、與所述建立的實現獨立于支持所述通信的應用。
6.如權利要求4所述的方法，其中所述的搜索所述適宜的IP連接進一步包括以下之一確定可獲得的連接包括接入點與適宜的服務，所述第一站能夠成功地認證所述接入點，到所述網關的連通是可獲得的。
7.如權利要求4所述的方法，其中所述的使用SCTP將所述第二IP地址通知給所述網關使用所述第二IP連接，從而初始化所述第二IP連接。
8.如權利要求1所述的方法，其中所述的確定所述第二IP連接應為所述主要連接進一步包括以下之一確定所述第一IP連接的服務質量正在退化，所述第二IP連接的價目合意，想要可經由所述第二IP連接獲得的服務。
9.如權利要求1所述的方法，其進一步包括，當所述第二IP連接變為所述主要連接時，通過使用SCTP消息指令所述網關刪除所述第一IP地址，并終止使用所述第一IP地址的任何聯系，來斷開所述第一IP連接。
10.如權利要求1所述的方法，其中所述中繼所述分組數據通信中的所述網關進一步在對應于所述第一站的外部IP地址與所述第一站的所述第一IP地址和所述第二IP地址之一之間進行翻譯。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述網關進一步在與所述第一站的第一和第二IP連接之一上的SCTP與傳輸通信協議(TCP)和通用數據報協議(UDP)之一之間進行翻譯，以將所述分組數據通信中繼到所述第二站。
12.如權利要求1所述的方法，其中所述第一IP連接使用由所述網關促進的SCTP隧穿來與所述第一站進行所述分組數據通信的所述傳輸，其中當每一站運行基于傳輸通信協議(TCP)與通用數據報協議(UDP)之一的應用時，所述第一站可與所述第二站交互。
13.如權利要求12所述的方法，其中所述第二IP連接使用由所述網關促進的SCTP隧穿。
14.如權利要求1所述的方法，其中第一與第二IP連接之一是無線IP連接。
15.如權利要求14所述的方法，其中所述無線IP連接包括802.11接入點、藍牙接入點、HiperLan接入點、無線局域網(LAN)接入點、蜂窩站、碼分多址站與通用移動電信服務站之一。
16.一種無線通信單元，其被安排和構造為實現從第一網際協議(IP)連接到第二IP連接的切換，所述無線通信單元包括無線收發器與控制器，其被協作地安排，以便使用所述第一IP連接以及所述無線通信單元的第一IP地址來與網關傳輸分組數據通信，所述網關將所述分組數據通信中繼到第二站；所述控制器進一步用于以所述無線通信單元的第二IP地址建立所述第二IP連接，所述第一IP連接為所述無線通信單元與所述網關之間的主要連接，而所述第二IP連接為所述無線通信單元與所述網關之間的次要連接，所述第一與所述第二IP連接同時存在；確定所述第二IP連接應為所述主要連接；和通過使用流控傳輸協議(SCTP)消息通知所述網關，所述第二IP地址是所述主要地址，將所述第二IP連接變為所述主要連接，其中，所述分組數據通信立即切換到所述第二IP連接。
17.如權利要求16所述的無線通信單元，其中所述無線收發器與所述控制器通過在開始所述通信之前，使用SCTP消息將所述第一IP地址通知給所述網關，來發起所述第一IP連接。
18.如權利要求16所述的無線通信單元，其中與所述網關的所述通信在第一IP連接與第二IP連接上使用SCTP，而所述網關使用SCTP、傳輸通信協議(TCP)與通用數據報協議(UDP)之一來將所述分組數據通信中繼到所述第二站。
19.如權利要求16所述的無線通信單元，其中所述收發器進一步可與所述控制器協同操作，用于所述的建立第二IP連接，并進一步用于搜索適宜的無線IP連接，聯系無線IP接入點，以及通過使用SCTP將所述第二IP地址通知給所述網關，與所述網關建立連通。
20.如權利要求19所述的無線通信單元，其中所述搜索、所述聯系、與所述建立的實現獨立于支持所述通信的應用。
21.如權利要求19所述的無線通信單元，其中所述的搜索所述的適宜的無線IP連接進一步包括以下之一確定可獲得的連接包括接入點與適宜的服務，所述無線通信單元能夠成功地認證所述接入點，到所述網關的連通是可獲得的。
22.如權利要求19所述的無線通信單元，其中所述的使用SCTP將所述第二IP地址通知給所述網關使用所述第二IP連接，從而初始化所述第二IP連接。
23.如權利要求16所述的無線通信單元，其中所述的確定第二IP連接應為所述主要連接進一步包括以下之一確定所述第一IP連接的服務質量正在退化，第二IP連接的價目合意，想要可通過第二IP連接獲得的服務。
24.如權利要求16所述的無線通信單元，其進一步包括，當第二IP連接變為所述主要連接時，通過使用SCTP消息指令所述網關刪除所述第一IP地址，并終止使用所述第一IP地址的任何聯系，來斷開第一IP連接。
25.如權利要求16所述的無線通信單元，其中所述中繼所述分組數據通信中的所述網關進一步在對應于所述無線通信單元的外部IP地址與所述無線通信單元的所述第一IP地址和所述第二IP地址之一之間進行翻譯。
26.如權利要求25所述的無線通信單元，其中所述網關進一步在與所述無線通信單元的所述第一和所述第二IP連接之一上的SCTP與傳輸通信協議(TCP)和通用數據報協議(UDP)之一之間進行翻譯，以將所述分組數據通信中繼到所述第二站。
27.如權利要求16所述的無線通信單元，其中所述第一IP連接使用由所述網關促進的SCTP隧穿來與所述無線通信單元進行所述分組數據通信的所述傳輸，其中當每一站運行基于傳輸通信協議(TCP)與通用數據報協議(UDP)之一的應用時，所述無線通信單元與所述第二站交互。
28.如權利要求27所述的無線通信單元，其中所述第二IP連接使用由所述網關促進的SCTP隧穿。
29.如權利要求16所述的無線通信單元，其進一步包括端口，其用于連接到外部設備，其中所述第一IP連接使用由所述網關促進的SCTP隧穿來與所述無線通信單元進行所述分組數據通信的所述傳輸，所述端口用于與所述外部設備交換傳輸通信協議(TCP)與通用數據報協議(UDP)之一，從而在每一站運行基于TCP/UDP的應用時，提供所述外部設備與所述第二站之間的TCP/UDP通信。
30.如權利要求16所述的無線通信單元，其中所述第一與所述第二IP連接分別是802.11接入點、藍牙接入點、HiperLan接入點、無線局域網(LAN)接入點、蜂窩站、碼分多址站與通用移動電信服務站之一。
31.一種網關，其被安排和配置為促進從第一網際協議(IP)連接到第二IP連接的無縫切換，所述網關可操作以用于與第一站進行分組數據通信的傳輸，其使用所述第一IP連接以及所述第一站的第一IP地址，并用于將所述分組數據通信中繼到第二站；以所述第一站的第二IP地址建立所述第二IP連接，所述第一IP連接為與所述第一站的主要連接，而所述第二IP連接為與所述第一站的次要連接，所述第一與所述第二IP連接同時存在；接收流控傳輸協議(SCTP)消息，其指示所述第二IP連接應為與所述第一站的所述主要連接；和通過使用所述第二IP地址作為所述分組數據通信的所述主要地址，將所述第二IP連接變為所述主要連接，其中，所述分組數據通信立即切換到所述第二IP連接。
32.如權利要求31所述的網關，其進一步包括，通過在開始所述通信之前，接收指示所述第一IP地址對應于所述第一站的SCTP消息，來發起所述第一IP連接。
33.如權利要求31所述的網關，其中與所述第一站的所述通信在第一IP連接與第二IP連接上使用SCTP，且所述的將所述分組數據通信中繼到第二站使用傳輸通信協議(TCP)與通用數據報協議(UDP)之一。
34.如權利要求31所述的網關，其中所述的建立第二IP連接進一步包括接收包括所述第一站的所述第二IP地址的SCTP消息。
35.如權利要求34所述的網關，其中所述的接收包括所述第二IP地址的所述SCTP消息使用所述第二IP連接，從而初始化所述第二IP連接。
36.如權利要求31所述的網關，其進一步包括，當所述第二IP連接變為所述主要連接時，通過接收SCTP消息，其指示所述網關刪除所述第一IP地址，并通過終止使用所述第一IP地址的任何聯系，來斷開所述第一IP連接。
37.如權利要求31所述的網關，其中所述分組數據通信的所述中繼進一步包括在對應于所述第一站的外部IP地址與所述第一站的所述第一IP地址和所述第二IP地址之一之間進行翻譯。
38.如權利要求37所述的網關，其中所述翻譯進一步包括當進行所述分組數據通信到所述第二站的所述中繼時，在與所述第一站的第一和第二IP連接之一上的SCTP與傳輸通信協議(TCP)和通用數據報協議(UDP)之一之間進行翻譯。
39.如權利要求31所述的網關，其進一步使用SCTP隧穿來支持第一IP連接，以便與所述第一站進行所述分組數據通信的所述傳輸，其中當每一站運行基于傳輸通信協議(TCP)與通用數據報協議(UDP)之一的應用時，所述第一站可與所述第二站交互。
40.如權利要求39所述的網關，其中所述網關使用SCTP隧穿來支持所述第二IP連接。
全文摘要
本發明公開一種方法(900)與設備，其用于實現從第一網際協議(IP)連接(221)到第二IP連接(331)的切換。方法包括使用第一IP連接以及第一站的第一IP地址，在第一站與網關之間傳輸分組數據通信，網關將分組數據通信中繼到第二站；以第一站的第二IP地址建立第二IP連接，第一IP連接為第一站與網關之間的主要連接，而第二IP連接為第一站與網關之間的次要連接，確定第二IP連接應為第一站與網關之間的主要連接；以及通過使用流控傳輸協議(SCTP)消息通知網關，第二IP地址是主要地址，將第二IP連接變為主要連接。
文檔編號H04J3/22GK1817007SQ03818750
公開日2006年8月9日 申請日期2003年7月29日 優先權日2002年8月6日
發明者耶林倫·P·多倫博什, 理查德·L·貝內特, 大衛·L·雷默 申請人:摩托羅拉公司