一種r3重錨定過程中實現數據無損傳輸的方法

專利名稱：一種r3重錨定過程中實現數據無損傳輸的方法
技術領域：
本發明涉及WiMAX技術，特別涉及一種R3重錨定(R3Re-anchor)過程中實現數據無損傳輸的方法。
背景技術：
現有WiMAX網絡架構體系如圖1所示，包括MS(Mobile Station，移動臺)、ASN(Access Service Network，接入服務網絡)和CSN(Connectivity ServiceNetwork，連接服務網絡)，其中MS為移動用戶終端設備，用戶使用該設備接入WiMAX網絡；ASN包括BS(Base Station，基站)和ASN-GW(Access Service Network GateWay，接入服務網絡網關)等，用于為WiMAX終端設備提供無線接入服務的網絡功能集合。如基于所述BS提供BS和MS的連接、無線資源管理、測量與功率控制、空中接口數據的壓縮與加密等功能；基于所述ASN-GW，為MS認證、授權和計費功能提供代理(Proxy)功能、支持NSP的網絡發現和選擇、為MSS提供L3信息的Relay功能(如IP地址分配消息的中繼)、無線資源管理等功能。為完成上述功能，BS和ASN-GW包括如下功能實體(Functional Entity)物理/媒體訪問控制功能實體(PHY/MAC Function)、數據通道控制功能實體(DP Function，簡寫為DP Function)、切換控制功能實體(HO Function)和外部代理HA(Foreign Agent)功能實體等。
CSN用于為WiMAX終端提供IP連接服務，如為MS分配IP地址、提供互聯網接入、提供AAA Proxy或者服務、提供基于用戶的授權控制、提供ASN到CSN的隧道，相當于移動IP技術中的家鄉代理(Home Agent，HA)、提供WiMAX用戶的計費以及運營商之間的結算、漫游情況下CSN之間的隧道、不同ASN之間的切換，以及各種WiMAX服務(如基于位置的業務、多媒體多播和廣播業務、IP多媒體子系統業務)等。
其中，終端的移動性所涉及到的不同功能實體之間的接口包括基站之間的R8接口，基站與ASN-GW(Access Service Network Gateway)之間的R6接口，ASN-GW之間的R4接口，ASN-GW與CSN之間的R3接口。
MS在兩個基站之間移動時，涉及的接口切換可能是R8切換移動臺在連接到同一個ASN-GW上的兩個基站之間進行切換。切換結束后，服務基站仍為拋錨點(Anchor)基站，切換前的數據通路不改變，在兩個基站之間增加了一個R8的數據通路；R6切換移動臺在連接到同一個ASN-GW上的兩個基站之間進行切換。切換結束后，目標基站成為了拋錨點基站，并且切換前的服務基站與ASN-GW之間的R6數據通路斷開，建立新的目標基站與ASN GW之間的R6數據通路；R4切換移動臺在連接到不同ASN-GW上的兩個基站之間進行切換。切換結束后，服務ASN-GW仍為拋錨點ASN-GW，切換前的數據通路不改變，在兩個ASN-GW之間增加了一個R4的數據通路，如圖2所示，切換前的ServingASN-GW1同時為AnchorASN-GW，切換前的數據通路為粗黑點劃線，切換后的數據通路為粗黑實線，切換前后的Anchor ASN-GW沒有改變；ServingASN-GW1和Target ASN-GW2可能位于同一個ASN網絡，也可能位于不同的ASN網絡；R3切換移動臺在連接到不同ASN-GW上的兩個基站之間進行切換。切換結束后，目標ASN-GW成為拋錨點(Anchor)ASN-GW，并且切換前的服務ASN-GW與HA之間的R3數據通路斷開，建立新的目標ASN-GW與HA之間的R3數據通路，如圖3所示，切換前的Serving ASN-GW1為AnchorASN-GW，切換后的Target ASN-GW2為Anchor ASN-GW，切換前的數據通路為粗黑點劃線，切換后的數據通路為粗黑實線，切換前后的Anchor ASN-GW發生改變；ServingASN-GW1和TargetASN-GW2可能位于同一個ASN網絡，也可能位于不同的ASN網絡。
在當前的WiMAX通信系統中，在MS完成了R4切換后，ASN網絡可能根據一些條件決定把Target ASN-GW重定位(Relocate)為Anchor ASN GW，同時斷開Serving ASN-GW和Target(Anchor)ASN GW之間的R4數據通路以及Serving ASN GW與HA之間的R3數據通路，并建立Target ASN-GW與HA之間的R3數據通路，該過程被稱為R3Re-anchor過程，在這個過程中，MS的客戶端需要提取該Target/Anchor ASN-GW的轉交地址(Care ofAddress，CoA，該地址可以是AnchorASN-GW的FA地址，也可以是MS的地址，如果是第二種情況，那么FA這個功能就被包含在MS中)并登記到HA，HA根據更新后的轉交地址CoA發送MS的數據流，如圖4所示，R3Re-anchor前的數據通路為粗黑點劃線，Serving ASN-GW1為Anchor ASN-GW，R3Re-anchor后的數據通路為粗黑實線，Target ASN-GW2變為Serving ASN-GW和AnchorASN-GW。
在當前的WiMAX系統中，無論是基于IPv4協議下的PMIP(Proxy MobileInternet Protocol，代理移動網絡協議)和CMIP(Client Mobile Internet Protocol，客戶端移動網絡協議)協議，還是基于IPv6協議下的CMIP協議，R3Re-anchor過程的觸發都包括兩種情況其一為MS移動性事件觸發的網絡初始化R3Re-anchor過程；其二為網絡資源優化事件觸發的網絡初始化R3 Re-anchor過程，因此，現有R3 Re-anchor的過程一般包括六種情況，下面舉例進行說明。
一、基于PMIPv4協議的MS移動性事件觸發的網絡初始化R3 Re-anchor過程如圖5所示，需要說明的是，Serving DP Function和Serving FA可能同時位于Serving ASN-GW1上，也可能位于不同的網絡實體中，同樣，Target DPFunction和Target FA可能同時位于TargetASN-GW2上，也可能位于不同的網絡實體中，Serving DP Function和Target DP Function之間的數據通路可能建立在一個ASN網絡中(Inter-ASN)，也可能建立在不同的ASN之間(Intra-ASN)。R3 Re-anchor包括如下步驟1-3、新的intra-ASN數據通路和MIP上下文的交互過程；
參閱圖4，其中箭頭1代表R3，箭頭2代表inter/intra-ASN數據通路，箭頭3代表intra-ASN在一個inter/intra-ASN切換完成后建立的intra-ASN數據通路。為了最小化切換延遲和減少R3切換過程中的包丟失，需要建立一個臨時的R4數據前向通路。
4a-4c、ASN移動觸發流程；在基于MS移動事件的無線資源管理(RRM)的情況下，R3重定位請求(R3 Relocate Request)不會直接從RRM控制器(Controller)發送給PMIP移動性管理器，而是必須通過一個執行網絡資源管理的ASN功能實體(ASNFunctional Entity)發送給PMIP客戶端(PMIP Client)，PMIP Client接收到R3移動性切換觸發(包含MSS ID和目標FA的地址)后，將初始化一個FARe-anchoring的過程。當PMIP Client成功的接收到了R3 Relocate Request后，將返回給ASN Functional Entity一個R3 Relocate Confirm。當R3切換完成后，另外一個狀態域為Successful的R3 Relocate Response將在第9步被發送。
5-8、MIP上下文更新過程；目標FA的地址作為R3 Relocate Response的一部分被提供。PMIP Client向目標FA發送MIP注冊請求(MIP registration request)，該FA將MIP注冊請求轉發給HA來更新MS綁定的轉交地址。在成功的注冊后，生成新的R3MIP上下文，并且所有相應的數據流根據MS綁定的轉交地址被直接發送到目標FA。如果一個MS被分配了多個IP地址，那么所有的R3會話將通過在每個R3會話中發送MIP注冊更新被重定位。
9-10、Intra-NAP上下文更新過程；由R3 Relocate Response消息向ASN Functional Entity告知R3重定位成功。在不成功的切換情況下，ASN Functional Entity也被告知，這樣才能恢復到舊的狀態。成功的R3 Relocate Response通知ASN Functional EntityR4前向隧道可以被刪除了。
二、基于CMIPv4協議的MS移動性事件觸發的網絡初始化R3Re-anchor過程如圖6所示，包括如下步驟1-2、舊的ASN和MIP上下文的交互過程；其中，箭頭1代表intra-ASN數據通路；箭頭2代表FA到HA的MIP上下文，該上下文在切換前就已建立好；3、Inter-ASN移動性觸發R3切換由ASN Functional Entity初始化；4、接收到R3移動性切換觸發后，目標FA將發送移動廣播(MobilityAdvertisement)給MS；5-6、MIP上下文更新HA上將產生新的MS綁定的FA地址；7、R3切換成功后目標FA將相應發送給ASN Functional Entity一個R3Relocate Response；在切換不成功的情況下，ASN Functional Entity也被告知，以恢復舊的狀態。
8-10、建立新的Intra-ASN隧道伴隨著R3Re-anchoring，新的inta-ASN數據通路將被建立起來。
Intra-ASN-GW在接收了R3 Relocate Response后，舊的intra-ASN Data Path資源將被釋放/更新，新的R3鏈路移動性上下文將被獲得。
三、基于CMIPv6協議的MS移動性事件觸發的網絡初始化R3 Re-anchor過程如圖7所示，其中，接入路由器(Access Router，AR)承擔數據路由功能，包括如下步驟1-2、舊的接入路由器和MIPv6上下文箭頭1和2分別代表舊的intra-ASN數據通路和在切換前建立的接入路由器到HA MIPv6的上下文；3、Inter/Intra-ASN移動性觸發R3切換由ASN Functional Entity觸發。為了表示成功的接收了重定位請求，一個R3 Relocate confirm被返回到intra-ASN functional entity；4、在接收了R3移動性重定位觸發后，目標Access Router發送路由器廣播(Router Advertisement)給MS；5-7、MIP上下文更新產生新的在HA上的綁定表；
8、AR接收到綁定更新確認消息(注意，該步驟的細節還需要被確定)9、Inter-ASN上下文更新當R3切換成功后，Intra-ASN Functional entity被R3 Relocate Response告知。在切換不成功的情況下，Intra-ASN FunctionalEntity也被告知，以恢復舊的狀態；10-11、建立新的Intra-ASN隧道與R3Re-anchoring一起，新的intra-ASNData Path需要被建立起來；12、在成功的R3 Relocate后，舊的在服務和目標Access Router之間的ASNData Path可以被釋放。
當ASN Functional Entity(或者intra-ASN Functional Entity)收到R3Relocate Response后，如果此時R3 Relocate Response中的狀態域(status field)為Successful，則表示R3 Re-anchor成功，于是舊的R4數據通路將被釋放；如果此時狀態域是Unsuccessful，那么舊的R4數據通路將被保持。
但是，在R3 Re-anchor成功的情況下，如果在Anchor Data Path Function還沒有把它緩存的數據全部發送給Target Data Path Function之前，ASNFunction Entity就接收到了R3 Relocate Response消息，這時候R4數據通路將被斷開，于是Anchor Data Path Function中的數據就丟失了。
在R3 Re-anchor的過程中，當新的R3數據通路建立起來后，一旦ASN功能實體收到R3 Relocate Response原語，那么R4數據通路就會立即被斷開，這時候原來的Serving(Anchor)ASN GW中的緩存的數據可能還沒有全部被發給Target ASN-GW，在這種情況下，原來的Serving(Anchor)ASN-GW中緩存的數據就丟失了，不能保證在R3 Re-anchor過程中數據的完整性。

發明內容
本發明提供一種WiMAX系統中實現移動臺無損切換的方法，以解決現有WiMAX系統中發生R3 Re-anchor時，無法完全避免移動臺數據丟失的問題。
一種R3重錨定過程中實現數據無損傳輸的方法，包括如下步驟
A、家鄉代理HA提取通過新建的R3鏈路發送給目標數據通道控制功能實體Target DP Function的第一個數據包的序列號，并將該序列號發送給TargetDP Function；B、Target DP Function通過R4鏈路從錨定數據通道控制功能實體AnchorDP Function接收完所述序列號之前的數據包后觸發斷開所述R4鏈路。
所述步驟B中具體包括如下步驟Target DP Function確定應該從Anchor DP Function接收的最后一個數據包的序列號為所述序列號減1；Target DP Function通過所述R4鏈路從Anchor DP Function接收到對應所述序列號減1的數據包后觸發斷開所述R4鏈路。
或者，所述步驟B中具體包括如下步驟Target DP Function將所述序列號發送給Anchor DP Function進行數據傳輸查詢；Anchor DP Function確認通過所述R4鏈路向Target DP Function發送完對應該序列號減1的數據包后，向Target DP Function返回查詢響應；Target DP Function收到查詢響應后觸發斷開所述R4鏈路。
當采用IPv4協議時，所述步驟A具體包括如下步驟HA將攜帶所述序列號的注冊響應消息發送給目標外地代理Target FA；Target FA將所述序列號攜帶在觸發斷開所述R4鏈路的消息中發送給Target DP Function。
當采用PMIPv4協議時，所述步驟B中所述的觸發斷開所述R4鏈路具體包括B1-1、Target DP Function向Target FA返回斷開所述R4鏈路的觸發響應；B1-2、Target FA向客戶端發送注冊響應消息；B1-3、客戶端向執行網絡資源管理的接入服務網絡功能實體ASNFunctional Entity發送重定位成功響應；
B1-4、ASN Functional Entity斷開所述R4鏈路。
當采用CMIPv4協議時，所述步驟B中所述的觸發斷開所述R4鏈路具體包括B2-1、Target DP Function向Target FA返回斷開所述R4鏈路的觸發響應；B2-2、Target FA向ASN Functional Entity發送重定位成功響應；B2-3、ASN Functional Entity斷開所述R4鏈路。
當采用IPv6協議時，所述步驟A具體包括如下步驟HA將攜帶所述序列號的綁定更新確認消息發送給目標接入路由TargetAR；Target AR將所述序列號攜帶在一個觸發消息中發送給Target DP Function。
當采用CMIPv6協議時，所述步驟B中所述的觸發斷開所述R4鏈路具體包括如下步驟B3-1、Target DP Function向Target AR返回斷開所述R4鏈路的觸發響應；B3-2、Target AR向ASN Functional Entity發送重定位成功響應；B3-3、ASN Functional Entity斷開所述R4鏈路。
本發明所述再一種R3重錨定過程中的數據無損傳輸實現方法，包括如下步驟a、Target DP Function通過新建的R3鏈路接收到來自HA的第一個數據包后，提取該第一個數據包的序列號；b、Target DP Function通過R4鏈路從錨定數據通道控制功能實體AnchorDP Function接收完所述序列號之前的數據包后觸發斷開所述R4鏈路。
所述步驟b中具體包括如下步驟Target DP Function確定應該從Anchor DP Function接收的最后一個數據包的序列號為所述序列號減1；Target DP Function通過所述R4鏈路從Anchor DP Function接收到對應所述序列號減1的數據包后觸發斷開所述R4鏈路。
或者，所述步驟b中具體包括如下步驟Target DP Function將所述序列號發送給Anchor DP Function進行數據傳輸查詢；Anchor DP Function確認通過所述R4鏈路向Target DP Function發送完對應該序列號減1的數據包后，向Target DP Function返回查詢響應；Target DP Function收到查詢響應后觸發斷開所述R4鏈路。
當采用IPv4協議時，所述方法還包括Target FA收到HA的注冊響應消息后，向Target DP Function發送觸發斷開所述R4鏈路的消息。
當采用PMIPv4協議時，所述步驟b中所述的觸發斷開所述R4鏈路具體包括如下步驟b1-1、Target DP Function向Target FA返回斷開所述R4鏈路的觸發響應；b1-2、Target FA向客戶端發送成功注冊響應消息；b1-3、客戶端向ASN Functional Entity發送重定位成功響應；b1-4、ASN Functional Entity斷開所述R4鏈路。
當采用CMIPv4協議時，所述步驟b中所述的觸發斷開所述R4鏈路具體包括如下步驟b2-1、Target DP Function向Target FA返回斷開所述R4鏈路的觸發響應；b2-2、Target FA向ASN Functional Entity發送重定位成功響應；b2-3、ASN Functional Entity斷開所述R4鏈路。
當采用IPv6協議時，所述方法還包括Target AR收到HA發送的綁定更新確認消息后向Target DP Function發送斷開所述R4鏈路的觸發消息。
當采用CMIPv6協議時，所述步驟b中所述的觸發斷開所述R4鏈路具體包括如下步驟b3-1、Target DP Function向Target AR返回斷開所述R4鏈路的觸發響應；b3-2、Target AR ASN Functional Entity發送重定位成功響應；b3-3、ASN Functional Entity斷開所述R4鏈路。
本發明的有益效果如下本發明所述技術方案可以保證在WiMAX系統中R3 Re-anchor過程中的數據完整性，避免了切換分組數據丟失的情況，提高了業務性能，并且簡單實用。


圖1為現有WiMAX網絡架構體系圖；圖2為R4切換過程示意圖；圖3為R3切換過程示意圖；圖4為R3 Re-anchor過程示意圖；圖5為基于PMIPv4協議的MS移動性時間觸發的網絡初始化Re-anchor流程示意圖；圖6為基于CMIPv4協議的MS移動性時間觸發的網絡初始化Re-anchor流程示意圖；圖7為基于CMIPv6協議的MS移動性時間觸發的網絡初始化Re-anchor流程示意圖；圖8為本發明所述方法基于PMIPv4協議的實施例一流程圖；圖9為本發明所述方法基于CMIPv4協議的實施例二流程圖；圖10為本發明所述方法基于CMIPv6協議的實施例三流程圖；圖11為本發明所述方法基于PMIPv4協議的實施例四流程圖；圖12為本發明所述方法基于CMIPv6協議的實施例五流程圖。
具體實施例方式
本發明為保證R3Re-anchor過程中數據的完整性，提出如下技術構思在斷開R4數據通路之前，詢問原來的Anchor DP Function是否已發完緩存的數據，如果沒有發送完，則等待它發送完緩存的數據后再斷開原來的R4數據通路；如果已發送完，則立即斷開原來的R4數據通路，其中
在IPv4協議下，當Target FA接收到MIP registration Reply之后觸發TargetData Path Function詢問Anchor Data Path Function數據是否已發完，如果已發完，則再開始后面的流程，如果沒有發完，則等待Anchor Data Path Function把緩存的數據發完后再進行后面的流程；在IPv6協議下，當Target AR接收到綁定更新確認(BU Confirmation)之后觸發Target Data Path Function詢問Anchor Data Path Function數據是否已發完，如果已發完，則再開始后面的流程，如果沒有發完，則等待Anchor Data PathFunction把緩存的數據發完后再進行后面的流程。
為了實現上述技術構思，Anchor Data Path Function必須確認自己已經傳完所有HA發給它的數據和緩存的數據，基于IPv4協議有如下實現方法在HA發送給Target FA的MIP Registration Reply消息中增加HA將要發送給Target DP Function的第一個數據包的序列號(假設為X)，然后HA成功發送MIP Registration Reply消息后，停止發送數據給Anchor DP Function，開始將數據發送給Target DP Function；當Target FA接收到MIP Registration Reply后，在8a步驟中的觸發(Trigger)消息中攜帶該序列號X，以通知Target DP Function該序列號X，然后Target DPFunction再通過DP Status Request原語通知Anchor DP Function該序列號X，Anchor DP Function則確認需要發送給移動臺的最后一個數據包的序列號為X-1；當Anchor DP Function成功發送了序列號為X-1的數據包后，Anchor DPFunction發送DP Status Response原語通知Target DP Function緩存的數據已發送完成。
上述方法的思路同樣使用于基于IPv6協議下的流程，該方法僅是一個實施例，其他使Anchor Data Path Function確認傳完所有HA發送的數據和緩存數據的方法都屬于本發明的范圍。
下面以具體實施例并結合附圖詳細說明
實施例一、基于PMIPv4協議的MS移動性事件觸發的網絡初始化R3Re-anchor優化方法如圖8所示，步驟1-6與現有技術相同，詳細描述參見背景技術部分對圖5的描述，這里不再贅述，對比圖5可見，本發明在現有PMIPv4協議的MS移動性事件觸發的網絡初始化R3 Re-anchor過程進行了如下優化7、HA向Target FA發送MIP Registration Reply消息，其中攜帶HA將要通過新建的R3鏈路發送給Target DP Function的第一個數據包的序列號X；8a、Target FA收到MIP Registration Reply后，向Target Data Path Function發送Trigger消息，其中攜帶序列號X；8b、當Target Data Path Function向Anchor Data Path Function發送DP StatusRequest原語，詢問當前Anchor Data Path中緩存(Buffer)的數據是否已經發送完，其中攜帶序列號X；Anchor DP Function則確認需要發送給移動臺的最后一個數據包的序列號為X-1，當前Anchor Data Path Function如果沒有成功發送完序列號為X-1的數據包，則通過R4鏈路繼續傳輸緩存的數據(Buffer Data Transfer)，并在發送完序列號為X-1的數據包后執行步驟8c；反之如果當前Anchor Data PathFunction如已經成功發送完序列號為X-1的數據包則直接執行步驟8c。
8c、當前Anchor Data Path Function給Target Data Path Function發送DPStatus Response原語，表示在Anchor Data Path中的數據已全部發送；8d、Target Data Path Function向Target FA發送Trigger消息，觸發Target FA發送MIP Registration Reply消息；9、Target FA收到Target Data Path Function觸發響應后，向Authenticator+PMIP Client發送攜帶注冊成功信息的MIP Registration Reply消息；10、Authenticator+PMIP Client收到MIP Registration Reply消息后，向ASNFunction Entity發送Status Field域為Successful的R3 Relocate Response消息，通知緩存數據傳輸過程結束；
否則Target FA向Authenticator+PMIP Client發送攜帶注冊失敗信息的MIP Registration Reply消息，Authenticator+PMIP Client向ASN FunctionalEntity發送Status Field域為Unsuccessful的R3 Relocate Response消息，那么原來的R4數據通路將被保持。
ASN Function Entity收到Status Field域為Successful的R3 RelocateResponse消息后，再斷開R4鏈路，之前的目標接入網關變為拋錨點接入網關，并繼續步驟11和12，HA繼續將該移動臺的數據流通過新建的R3鏈路發送到Anchor ASN-GW的FA上，FA通過BS轉發到移動臺。如果R3 Relocate Response中的Status Field域為Unsuccessful，ASN Function Entity保留原來的R4數據通路。
上述優化步驟避免了R4鏈路在Anchor Data Path Function發送完緩存數據之前被斷開，保證了在R3 Re-anchor的過程后，Target Data Path Function從Anchor Data Path Function獲得該移動臺的序列號X之前的數據包，從HA獲得序列號X以及之后的數據包，保證了移動臺接收數據的完整性。
實施例二、CMIPv4協議的MS移動性觸發的網絡初始化R3 Re-anchor優化方法如圖9所示，步驟1-5與現有技術相同，詳細描述參見背景技術部分對圖5的描述，這里不再贅述，對比圖6可見，本發明在現有CMIPv4協議的MS移動性時間觸發的網絡初始化R3 Re-anchor過程的基礎上，增加或優化了如下步驟6、HA向Target FA發送MIP Registration Reply消息，其中攜帶HA將要通過新建的R3鏈路發送給Target DP Function的第一個數據包的序列號X；7a、Target FA收到MIP Registration Reply后，向Target Data Path Function發送Trigger消息，其中攜帶序列號X；7b、當Target Data Path Function向Anchor Data Path Function發送DP StatusRequest原語，詢問當前Anchor Data Path中緩存(Buffer)的數據是否已經發送完，其中攜帶序列號X；Anchor DP Function則確認需要發送給移動臺的最后一個數據包的序列號為X-1，當前Anchor Data Path Function如果沒有成功發送完序列號為X-1的數據包，則通過R4鏈路繼續傳輸緩存的數據(Buffer Data Transfer)，并在發送完序列號為X-1的數據包后執行步驟7c；反之如果當前Anchor Data PathFunction如已經成功發送完序列號為X-1的數據包則直接執行步驟7c。
7c、當前Anchor Data Path Function給Target Data Path Function發送DPStatus Response原語，表示在Anchor Data Path中的數據已全部發送；7d、Target Data Path Function向Target FA發送Trigger消息，觸發Target FA發送MIP Registration Reply消息；8、Target FA收到Target Data Path Function觸發響應后，向Authenticator+PMIP Client發送MIP Registration Reply消息；9、Authenticator+PMIP Client收到MIP Registration Reply消息后，向ASNFunction Entity發送Status Field域為Successful的R3 Relocate Response消息，通知緩存數據傳輸過程結束；ASN Function Entity收到Status Field域為Successful的R3 RelocateResponse消息后，再斷開R4鏈路，之前的目標接入網關變為拋錨點接入網關，并繼續步驟10-12，HA繼續將該移動臺的數據流通過新建的R3鏈路發送到Anchor ASN-GW的FA上，FA通過BS轉發到移動臺。如果R3 Relocate Response中的Status Field域為Unsuccessful，ASN Function Entity保留原來的R4數據通路。
實施例三、CMIPv6協議的MS移動性觸發的網絡初始化R3 Re-anchor優化方法在IPv6的情況下，當Target AR接收到綁定更新確認(BU Confirmation)之后觸發Target Data Path Function詢問Anchor Data Path Function數據是否已發完，如果已發完，則再開始后面的流程，如果沒有發完，則等待Anchor DataPath Function把緩存的數據發完后再進行后面的流程。
如圖10所示，步驟1-7與現有技術相同，詳細描述參見背景技術部分對圖7的描述，這里不再贅述，對比圖7可見，本發明在現有CMIPv6協議的MS移動性時間觸發的網絡初始化R3 Re-anchor過程基礎上，增加或優化了如下步驟8、HA向MS發送綁定通知(Binding Acknowledgement)的同時或之后，直接向Target AR、或通過其他網絡實體向Target AR發送綁定更新確認(BUConfirmation)消息，其中攜帶序列號X；9a、Target AR收到MIP Registration Reply后，向Target Data Path Function發送Trigger消息，其中攜帶序列號X；9b、當Target Data Path Function向Anchor Data Path Function發送DP StatusRequest原語，詢問當前Anchor Data Path中緩存的數據是否已經發送完，其中攜帶序列號X；Anchor DP Function則確認需要發送給移動臺的最后一個數據包的序列號為X-1，當前Anchor Data Path Function如果沒有成功發送完序列號為X-1的數據包，則通過R4鏈路繼續傳輸緩存的數據(Buffer Data Transfer)，并在發送完序列號為X-1的數據包后執行步驟9c；反之如果當前Anchor Data PathFunction如已經成功發送完序列號為X-1的數據包則直接執行步驟9c。
9c、當前Anchor Data Path Function給Target Data Path Function發送DPStatus Response原語，表示在Anchor Data Path中的數據已全部發送；9d、Target Data Path Function向Target AR發送Trigger消息，觸發Target AR發送R3 Relocate Response消息；10、Target AR收到Target Data Path Function觸發響應后，向ASN FunctionEntity發送Status Field域為Successful的R3 Relocate Response消息，通知緩存數據傳輸過程結束；ASN Function Entity收到Status Field域為Successful的R3 RelocateResponse消息后，再斷開R4鏈路，之前的目標接入網關變為拋錨點接入網關，并繼續步驟11-13，HA繼續將該移動臺的數據流通過新建的R3鏈路發送到AnchorASN-GW的FA上，FA通過BS轉發到移動臺。如果R3 Relocate Response中的Status Field域為Unsuccessful，ASN Function Entity保留原來的R4數據通路。
綜上所述三個實施例中，需要在基于IPv4和IPv6協議的WiMAX通信系統的R3 Re-anchor的過程中，增加詢問Anchor Data Path Function是否已發送完所有數據的原語Data Path Status Request、和該查詢的響應原語Data PathStatus Response，以及相應的Trigger消息，擴展現有MIP Registration Reply消息攜帶序列號X，并優化相關功能實體的處理流程。
這樣，當目標FA(或者AR)收到MIP Registration Reply(或者BUConfirmation)后，觸發目標Data Path Function給Anchor Data Path Function發送DP Status Request原語，詢問Anchor Data Path中緩存的數據是否已經發送完，如果沒有發送完，則繼續傳輸緩存的數據，當發送完所有緩存的數據后，Anchor Data Path Function就給目標Data Path Function發送一個DP StatusResponse原語，表示在Anchor Data Path中的數據已全部發送，然后服務DataPath Function就給Target FA(或者Target AR)一個觸發響應，Target FA(或者Target AR)收到這個響應后才發送MIP registration Reply(或者直接發送R3Relocate Response)。
通過在MIP Registration Reply中增加HA將要發送給Target DP Function的第一個數據包的序列號，使Target DP Function獲得HA傳來的第一個數據包的序列號。Target DP Function在獲得了HA傳來的第一個數據包的序列號的情況下，等待由Anchor Data Path Function傳來的序列號為X-1的數據包(即由Anchor Data Path Function發送的最后一個數據包)，從而保證數據的完整性。
數據傳輸完整性的確認過程還可以進一步簡化為如下兩個步驟第一步Target DP Function確認從Anchor DP Function接收的最后一個數據包的序列X-1，有兩種實現方法1、仍然在MIP Registration Reply(或BU Confirmation)消息中增加攜帶HA將要發給Target DP Function的第一個數據包的序列號X，當Target FA收到該消息后，在發送給Target DP Function的觸發消息中攜帶該序列號X，則確認從Anchor DP Function接收的最后一個數據包的序列X-1；2、在R3 Re-anchor的過程中，當Target DP Function接收到從HA傳來的第一個數據包后，記錄下該數據包的序列號X。
第二步Target DP Function從Anchor DP Function中接收到序列號為X-1的數據包后，再觸發Target FA發送MIP Registration Reply消息給Authenticator+PMIP Client。
下面仍以具體實施例并結合附圖詳細說明實施例四、基于PMIPv4協議的MS移動性事件觸發的網絡初始化R3Re-anchor第二種優化方法如圖11所示，步驟1-6與現有技術相同，詳細描述參見背景技術部分對圖5的描述，這里不再贅述，對比圖5可見，本發明在現有PMIPv4協議的MS移動性事件觸發的網絡初始化R3 Re-anchor過程，利用MIP Registration Reply消息傳遞HA將要發給Target DP Function的第一個數據包序列號的優化方法包括如下步驟7、HA向Target FA發送MIP Registration Reply消息，其中攜帶HA將要通過新建的R3鏈路發送給Target DP Function的第一個數據包的序列號X；8a、Target FA收到MIP Registration Reply后，向Target Data Path Function發送Trigger消息，其中攜帶序列號X；Target Data Path Function根據序列號X確定從Anchor Data Path Function接收的最后一個數據包的序列號應該是X-1，則Target Data Path Function在接收到序列號X-1的數據包后執行步驟8b。
8b、Target Data Path Function向Target FA發送Trigger消息，觸發Target FA發送MIP Registration Reply消息；9、Target FA收到Target Data Path Function觸發響應后，向Authenticator+PMIP Client發送MIP Registration Reply消息；10、Authenticator+PMIP Client收到MIP Registration Reply消息后，向ASNFunction Entity發送Status Field域為Successful的R3 Relocate Response消息，通知緩存數據傳輸過程結束；ASN Function Entity收到Status Field域為Successful的R3 RelocateResponse消息后，再斷開R4鏈路，之前的目標接入網關變為拋錨點接入網關，并繼續步驟11和12，HA繼續將該移動臺的數據流通過新建的R3鏈路發送到Anchor ASN-GW的FA上，FA通過BS轉發到移動臺。如果R3 Relocate Response中的Status Field域為Unsuccessful，ASN Function Entity保留原來的R4數據通路。
實施例五、基于PMIPv4協議的MS移動性事件觸發的網絡初始化R3Re-anchor第三種優化方法仍如圖11所示，步驟1-6與現有技術相同，詳細描述參見背景技術部分對圖5的描述，這里不再贅述，對比圖5可見，本發明在現有PMIPv4協議的MS移動性事件觸發的網絡初始化R3 Re-anchor過程，由Target DP Function自己確定序列號X-1，具體優化包括如下步驟7、HA向Target FA發送MIP Registration Reply消息；8a、Target FA收到MIP Registration Reply后，向Target Data Path Function發送Trigger消息；Target Data Path Function從HA接收該移動臺的數據包，從接收到的第一個該移動臺的數據包中提取序列號X并記錄，根據X確定應該從Anchor DataPath Function接收的最后一個數據包的序列號為X-1，則Target Data PathFunction在接收到序列號X-1的數據包，執行步驟8b8b、Target Data Path Function向Target FA發送Trigger消息，觸發TargetFA發送MIP Registration Reply消息；9、Target FA收到Target Data Path Function觸發響應后，向Authenticator+PMIP Client發送MIP Registration Reply消息；10、Authenticator+PMIP Client收到MIP Registration Reply消息后，向ASNFunction Entity發送Status Field域為Successful的R3 Relocate Response消息，通知緩存數據傳輸過程結束；ASN Function Entity收到Status Field域為Successful的R3 RelocateResponse消息后，再斷開R4鏈路，之前的目標接入網關變為拋錨點接入網關，并繼續步驟11和12，HA繼續將該移動臺的數據流通過新建的R3鏈路發送到Anchor ASN-GW的FA上，FA通過BS轉發到移動臺。如果R3 Relocate Response中的Status Field域為Unsuccessful，ASN Function Entity保留原來的R4數據通路。
實施例五、基于PMIPv6協議的MS移動性事件觸發的網絡初始化R3Re-anchor第二種優化方法基于PMIPv6協議的優化方法也可以進行簡化，參閱圖12，將數據傳輸確認步驟簡化為兩步。
上述實施例四、實施例五和實施例六中，需要在基于IPv4和IPv6協議的WiMAX通信系統的R3 Re-anchor的過程中，增加相應的Trigger消息，擴展MIP Registration Reply消息攜帶序列號X，并優化相關功能實體的處理流程以完成本發明技術方案。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種R3重錨定過程中實現數據無損傳輸的方法，其特征在于，包括如下步驟A、家鄉代理HA提取通過新建的R3鏈路發送給目標數據通道控制功能實體Target DP Function的第一個數據包的序列號，并將該序列號發送給TargetDP Function；B、Target DP Function通過R4鏈路從錨定數據通道控制功能實體AnchorDP Function接收完所述序列號之前的數據包后觸發斷開所述R4鏈路。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B中具體包括如下步驟Target DP Function確定應該從Anchor DP Function接收的最后一個數據包的序列號為所述序列號減1；Target DP Function通過所述R4鏈路從Anchor DP Function接收到對應所述序列號減1的數據包后觸發斷開所述R4鏈路。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B中具體包括如下步驟Target DP Function將所述序列號發送給Anchor DP Function進行數據傳輸查詢；Anchor DP Function確認通過所述R4鏈路向Target DP Function發送完對應該序列號減1的數據包后，向Target DP Function返回查詢響應；Target DP Function收到查詢響應后觸發斷開所述R4鏈路。
4.如權利要求2或3所述的方法，其特征在于，當采用IPv4協議時，所述步驟A具體包括如下步驟HA將攜帶所述序列號的注冊響應消息發送給目標外地代理Target FA；Target FA將所述序列號攜帶在觸發斷開所述R4鏈路的消息中發送給Target DP Function。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，當采用PMIPv4協議時，所述步驟B中所述的觸發斷開所述R4鏈路具體包括B1-1、Target DP Function向Target FA返回斷開所述R4鏈路的觸發響應；B1-2、Target FA向客戶端發送注冊響應；B1-3、客戶端向執行網絡資源管理的接入服務網絡功能實體ASNFunctional Entity發送重定位成功響應；B1-4、ASN Functional Entity斷開所述R4鏈路。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，當采用CMIPv4協議時，所述步驟B中所述的觸發斷開所述R4鏈路具體包括B2-1、Target DP Function向Target FA返回斷開所述R4鏈路的觸發響應；B2-2、Target FA向ASN Functional Entity發送重定位成功的響應；B2-3、ASN Functional Entity斷開所述R4鏈路。
7.如權利要求2或3所述的方法，其特征在于，當采用IPv6協議時，所述步驟A具體包括如下步驟HA將攜帶所述序列號的綁定更新確認消息發送給目標接入路由TargetAR；Target AR將所述序列號攜帶在觸發斷開所述R4鏈路的消息中發送給Target DP Function。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，當采用CMIPv6協議時，所述步驟B中所述的觸發斷開所述R4鏈路具體包括如下步驟B3-1、Target DP Function向Target AR返回斷開所述R4鏈路的觸發響應；B3-2、Target AR向ASN Functional Entity發送重定位成功響應；B3-3、ASN Functional Entity斷開所述R4鏈路。
9.一種R3重錨定過程中的數據無損傳輸實現方法，其特征在于，包括如下步驟a、Target DP Function通過新建的R3鏈路接收到來自HA的第一個數據包后，提取該第一個數據包的序列號；b、Target DP Function通過R4鏈路從錨定數據通道控制功能實體AnchorDP Function接收完所述序列號之前的數據包后觸發斷開所述R4鏈路。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟b中具體包括如下步驟Target DP Function確定應該從Anchor DP Function接收的最后一個數據包的序列號為所述序列號減1；Target DP Function通過所述R4鏈路從Anchor DP Function接收到對應所述序列號減1的數據包后觸發斷開所述R4鏈路。
11.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟b中具體包括如下步驟Target DP Function將所述序列號發送給Anchor DP Function進行數據傳輸查詢；Anchor DP Function確認通過所述R4鏈路向Target DP Function發送完對應該序列號減1的數據包后，向Target DP Function返回查詢響應；Target DP Function收到查詢響應后觸發斷開所述R4鏈路。
12.如權利要求10或11所述的方法，其特征在于，當采用IPv4協議時，所述方法還包括Target FA收到HA的注冊響應消息后，向Target DP Function發送觸發斷開所述R4鏈路的消息。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，當采用PMIPv4協議時，所述步驟b中所述的觸發斷開所述R4鏈路具體包括如下步驟b1-1、Target DP Function向Target FA返回斷開所述R4鏈路的觸發響應；b1-2、Target FA向客戶端發送注冊響應消息；b1-3、客戶端向執行網絡資源管理的ASN Functional Entity發送重定位成功響應；b1-4、ASN Functional Entity斷開所述R4鏈路。
14.如權利要求12所述的方法，其特征在于，當采用CMIPv4協議時，所述步驟b中所述的觸發斷開所述R4鏈路具體包括如下步驟b2-1、Target DP Function向Target FA返回斷開所述R4鏈路的觸發響應；b2-2、Target FA向ASN Functional Entity發送重定位成功響應；b2-3、ASN Functional Entity斷開所述R4鏈路。
15.如權利要求10或11所述的方法，其特征在于，當采用IPv6協議時，所述方法還包括Target AR收到HA發送的綁定更新確認消息后向Target DPFunction發送斷開所述R4鏈路的觸發消息。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，當采用CMIPv6協議時，所述步驟b中所述的觸發斷開所述R4鏈路具體包括如下步驟b3-1、Target DP Function向Target AR返回斷開所述R4鏈路的觸發響應；b3-2、Target AR向ASN Functional Entity發送重定位成功響應；b3-3、ASN Functional Entity斷開所述R4鏈路。
全文摘要
本發明涉及WiMAX技術，特別涉及WiMAX系統的R3重錨定過程中一種數據無損傳輸實現方法，以解決現有WiMAX系統中發生R3 Re－anchor時，無法完全避免移動臺數據丟失的問題。本發明所述方法中，由家鄉代理將通過新建的R3鏈路向目標數據通道控制功能實體發送的第一個數據包的序列號發送給目標數據通道控制功能實體；或者，由目標數據通道控制功能實體記錄從新建的R3鏈路接收的第一個數據包的序列號；然后目標數據通道控制功能實體通過R4鏈路從錨定數據通道控制功能實體接收完所述序列號之前的數據包后觸發斷開R4鏈路。本發明所述方法保證了R3重錨定過程中的數據完整性，并且實現簡單。
文檔編號H04L12/56GK1992659SQ20051013542
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月28日 優先權日2005年12月28日
發明者宋毅, 莊宏成 申請人:華為技術有限公司