专利名称：将gps技术用于移动远程信息处理技术的快速切换的制作方法
技术领域：
本发明一般而言涉及一种用于减小移动远程信息处理技术应用的切换延迟。特定而言，本发明提供一种使用GPS技术在一移动环境中规定IP地址从而减小因从一个网 络切换到另外一个网络而引起的延迟及瞬时数据损失。
背景技术：
移动远程信息处理技术是一种进步快速的技术，原因在于越来越多的用户希望在 行动状态中能够存取并使用应用程序。例如，以UMb/s操作的IEEE 802.11b无线LAN、 及以54 Mb/s操作的IEEE 802.11a在很大程度上已得到市场的认可并且已在私人及公共 空间内快速发展。新型膝上型计算机、笔记本型计算机、及PDA己开始嵌入802.11 LAN 卡且无线存取点可能变得与电话插孔一样普遍。3G移动无线数据服务是一种刚出现的 技术，且人们认为具有相对高度带宽能力及低设备成本(没有光谱许可费用)的WLAN 是3G移动无线数据服务的一个竞争对手或是对3G移动无线数据服务的一种互补。但是，为了在移动环境中使用，就需要在属于不同网络的存取点之间进行快速切 换。在一移动环境中有几个元素会引起总体的切换延迟。例如，当移动用户从一个覆 盖区域行动到另外一个覆盖区域时，则必须决定是否连接至一个不同的存取点，这样可 能会导致层2的探测延迟。在某些提供软切换技术的技术(例如，CDMA)中基本上已 经克服了层2的探测延迟，但是来自一存取点的信标间隔通常将引起由于层2探测所导 致的延迟。 一般而言，2级延迟良好性能的度量标准是大约100毫秒。一旦完成层2的切换，移动装置就必须决定它是否在一不同的子网中。这通常是 通过收听来自一 ICMP路由器、 一外地代理或其它服务器的广告来实现。在所述进程 中，移动装置必须用一新的地址或外地代理转交地址(COA)来对自身进行重新配置。 这同样会引起总体切换延迟并且其特征为IP地址发现相位。在重新配置所述移动装置并分配新的IP地址之后，可能会发生特征为媒体重定 向延迟的进一步延迟。特定而言，根据所使用的移动管理方案，所述移动装置将发送 一SIP再邀请(SIPRe-iiwite)、 MIP注册或MIP更新消息以便所述媒体能重定向到新 的IP地址。重定向延迟可根据所需信号传输消息的数量、及移动装置与通信主机之间 的距离而改变。尽管现有技术已通过处理引起切换延迟的各个元素考虑了各种减小总体切换延迟 的方式，但仍然需要对所述领域作出改善
发明内容
本发明提供一种用于减小与IP地址发现及配置相关的切换延迟的方法。特定而言，通过使用规定IP地址的GPS技术，可以更快的速度来完成IP地址的发现及切换元素的 配置。
具体实施方式
本发明提供一种用于在移动环境中于IP地址发现及切换配置进程期间减小延迟的 方法及系统。特定而言，本发明的方法及系统使用规定IP地址的GPS技术来减小IP地 址发现及重新配置进程所耗费的时间。此也可导致减小总体的切换延迟且因此改善移 动远程信息处理技术的应用。可将有关IP地址发现及重新配置的切换延迟分解为几个元素。特定而言，指配IP 地址所耗费的时间(亦即，移动单元在发送一请求后接收到IP地址所耗费的时间)将 根据所使用的获取方法而改变。据观测，使用DHCP (动态主机配置协议)或PPP (点 对点协议)来获得一新的IP地址可需要长达30秒。据进一步观测，通过使用DRCP (动态注册及配置协议)，所述IP地址指配处理时间可减小至约70毫秒。进一步，使用 DRCP来重新配置或建立节点的时间(亦即，在移动单元接收到新IP地址之后配置接 口所耗费的时间)需要额外的时间。据观测，所述节点建立时间需大约38毫秒。应注 意，DRCP并不提供任何用于IP地址冲突解析的方法。在IP地址发现及重新配置期间会发生显著延迟的进一步原因是因为需要实施一确 保正发往所述移动单元的IP地址已经不处于使用状态的地址冲突解析进程。可使用各 种ARP (地址解析协议)进程来执行所述地址冲突解析，但此会导致据观测多达15 秒的显著延迟。例如，代理-ARP、逆向ARP、反向ARP、及DHCP ARP都是用来提 供地址冲突解析的机制。如下文将更加完整地阐述，可根据本发明使用GPS技术来减小在IP地址发现、 重新配置及地址冲突解析期间的所有延迟。本发明提供一包括一重叠网络的系统，所述重叠网络具有包括可减小因地址发现、 重新配置及地址冲突解析而引起的延迟的功能性的信息网关(IG)组件。特定而言，IG 连接于主干移动电信网络中，但其是由期望向客户提供快速切换服务的服务提供商来控 制。可认为所述信息网关是所述客户的存取点，且每一IG都配备有一向邻近IG既发 送其位置又发送其它信息的GPS装置。进一步，每一期望存取IG的移动单元都需配 备有一 GPS接收器以便可在任一特定时间点通知IG所述移动单元所驻留的位置。所述IG可各自包括多个包含可在一切换期间使用的信息的数据库。特定而言，由 于知道邻近IG的位置及移动单元的当前位置，所以每一 IG都可决定一由所述移动单元 可能移动到的可能区域所构成的列表、及位于那个区域中的IG。 一旦决定了所述进一步
的IG位置，则当前IG可在行动即将发生时抢先将进一步信息转发至所述进一步IG。以 此方式，所述GPS信息可扩大切换过程且可减小总体切换延迟。换言之，通过提前开 始所述进程(亦即，在实际需要所述切换之前)，可提前开始所述IP发现进程从而导致 更短的延迟。进一步，每一IG都可包括一由其位置区域内的可用IP地址所构成的数据库。可 通过决定其它移动单元正在使用什么IP地址来定期更新所述数据库。以此方式，可显 著地縮短所述地址冲突解析的进程，因为大多所需的信息可自所述IG获得。特定而言， 通过保持所述IP地址的动态列表，所述IG可几乎不需要地址冲突解析。但注意，仍然 需要从所述服务区域内的并非移动用户或并没有正在使用服务提供商IG网络的用户那 里搜集地址信息。例如，所述IG可能够从DHCP服务器接收IP地址信息。另一种方式 为，所述IG可使用所述数据库中的IP地址来运行标准ARP进程从而确保没有任何地址 冲突。作为进一步的方式，所述IG可使用SNMP监视代理(例如，HPOpen-view)从 IG各个子网中的路由器提取ARP高速缓存信息，且因此在任何时间点都具有所述子网 中所有移动单元的瞬时ARP高速缓存信息。以此方式，所述IG可动态地保持所述可用 IP地址列表。进一步，所述IG可在一本地化多址发送地址上发送一正使用于具体区域 中的IP地址列表。因此， 一即将行动到一邻近覆盖区域的移动单元将通过收听本地化 多址发送地址来获得关于已在使用中的IP地址的信息。此也会帮助加速所述冲突解析 进程。为利用切换延迟减小，本发明中重要的是所述移动单元能够得到从IG获得的IP地 址信息。因此，本发明提供一种其中所述移动单元根据引导来发现一本地IG的方法。 此可通过预先准备(例如)DHCP服务器选项或DNS"srv"选项来实现。特定而言，本 发明一实施例可阐述如下。步骤1-初始化过程-在所述步骤期间，所述移动单元通过一可用机制对其本身进行 配置，所述可用机制(例如)如果在一LAN环境中则是DHCP、如果在一WAN环境 中则是PPP，如果使用一IPv6环境中的无状态自动配置则是IPv6路由器。在所述自动 配置期间，所述移动单元也会发现本地服务的IG并从所述本地IG下载IP地址信息。 此外，可从所述区域中的相关路由器下载ARP高速缓存条目从而有助于实施地址冲突 解析。步骤2 -新IP地址的触发-所述本地IG将收集来自所述移动单元的GPS信息并跟 踪所述移动单元所处的位置及将去向哪里。当所述移动单元马上将行动进入一个需要切 换的新覆盖区域时，所述本地IG会联系邻近适合的IG并接收所述新覆盖区域内的可用 IP地址。因为在触发时所述本地IG与所述移动单元是在同一个区域内，所以发现新IP 地址的过程会经历很短的延迟(如果有)。进一步，因为所述IP地址信息可在每一 IG 处动态地更新，所以可大大地减少实施地址冲突解析的需要且在某些情况下没有这种需 要。进一步，IG从所述数据库将可用的IP地址信息提供至所述移动单元以便可开始对 所述移动单元的配置。
本发明也可用于在任何两个不同子网之间行动，即使所述子网使用不同的基础技术(例如，WLAN、 LAN、 IPv4及IPv6网络)。所述服务提供商不必要具有对所述基 础网络的控制，而是，所述服务提供商可仅控制所述重叠网络中的IG。每一IG可像 一服务器那样实施并分割所述连接以便保持当前的对话且仅在所述移动单元行动进入 一新覆盖区域且已获得一新IP地址之后才开始一新的对话。总而言之，本发明提供一种可减小与新IP地址发现、配置及地址冲突解析相关的 切换延迟的系统及方法。通过使用根据本发明的IG重叠网络，可在所述移动单元已实 际行动进入新覆盖区域之前就抢先开始所述切换进程。进一步，所述IG可动态地实施 所述地址冲突解析并保持一可用IP地址列表，以便当所述移动单元行动进入新覆盖区 域时所述地址冲突解析及可用IP地址列表可瞬时准备好。鉴于上文的说明，可预料所属技术的技术人员将明了本发明其它实施例及变化。所 述实施例及变化打算同样包含于随附权利要求中所述的本发明范围内。
权利要求
1、 一种用于向移动用户提供快速切换服务的电信网络，所述网络包括 一位于一第一移动覆盖区域内的第一信息网关，所述第一信息网关包括用于存储所述第一移动覆盖区域内的一可用IP地址列表的第一存储构件；一位于一第二移动覆盖区域内的第二信息网关，所述第二移动覆盖区域邻接所述第一移动覆盖区域，所述第二信息网关包括用于存储所述第二移动覆盖区域内的一可用IP地址列表的第二存储构件；一用于使所述第一信息网关与所述第二信息网关通信的第一通信构件；一具有GPS构件的移动用户单元，所述GPS构件识别所述移动用户单元的所述地理位置；及一用于使所述移动用户单元与所述第一信息网关或所述第二信息网关通信的第二 通信构件。
2、 根据权利要求1所述的电信网络，其进一步包括与所述第一信息网关及所述第 二信息网关中的每一个都相关联的地址冲突解析构件。
3、 根据权利要求2所述的电信网络，其中所述地址冲突解析构件包括一ARP机制。
4、 根据权利要求3所述的电信网络，其中所述ARP机制是选自由如下组成的群组: 代理ARP、逆向ARP、反向ARP及DHCPARP。
5、 根据权利要求1所述的电信网络，其中所述第一存储构件及第二存储构件由一 数据库组成。
6、 根据权利要求1所述的电信网络，其中所述第一移动覆盖区域是一 WLAN网络、 一 LAN网络、一 IPv4网络或一 IPv6网络。
7、 根据权利要求1所述的电信网络，其中所述第二移动覆盖区域是一 WLAN网络、 一 LAN网络、一 IPv4网络或一 IPv6网络。
8、 一种用于减小一移动用户从一第一移动覆盖区域移动到一第二移动覆盖区域的 切换延迟的方法，所述方法包括-建立一用于向移动用户提供快速切换服务的电信网络，所述电信网络包括-一位于所述第一移动覆盖区域内的第一信息网关，所述第一信息网关包括用 于存储所述第一移动覆盖区域内的一可用IP地址列表的第一存储构件；一位于所述第二移动覆盖区域内的第二信息网关，所述第二移动覆盖区域邻接所述第一移动覆盖区域，所述第二信息网关包括用于存储所述第二移动覆盖区域内的一可用IP地址列表的第二存储构件；一用于使所述第一信息网关与所述第二信息网关通信的第一通信构件； 一具有GPS构件的移动用户单元，所述GPS构件识别所述移动用户单元的所述地理位置；及一用于使所述移动用户单元与所述第一信息网关或所述第二信息网关通信的 第二通信构件；借助所述第二通信构件建立所述移动用户单元与所述第一信息网关之间的通信； 将所述移动用户单元的所述地理位置提供至所述第一信息网关；在所述移动用户单元移动出所述第一移动覆盖区域而进入所述第二移动覆盖区域 之前，借助所述第一通信构件建立所述第一信息网关与所述第二信息网关之间的通信；将至少一个存储于所述第二信息网关的所述第二存储构件中的可用IP地址发送到 所述第一信息网关；且将所述可用IP地址发送至所述移动用户单元；且在进入所述第二移动覆盖区域之后，对所述移动用户单元进行配置以使用所述可用 IP地址。
9、 根据权利要求8所述的方法，其进一步包括动态地更新所述第一存储构件及所 述第二存储构件上的所述可用IP地址列表的步骤。
10、 根据权利要求8所述的方法，其中建立所述移动用户单元与所述第一信息之 间的通信的所述步骤是根据所述移动用户单元的弓I导来实施。
11、 一种存储一移动覆盖区域中的一可用IP地址列表的方法，所述方法包括 提供一位于所述移动覆盖区域内的信息网关，所述信息网关包括用于存储所述移动覆盖区域内的一可用IP地址列表的存储构件；及 动态地更新所述可用IP地址列表。
12、 根据权利要求11所述的方法，其中动态地更新的所述步骤包括对所述可用IP 地址实施一地址冲突解析进程。
13、 根据权利要求12所述的电信网络，其中所述地址冲突解析进程包括一ARP机 制。
14、根据权利要求13所述的电信网络，其中所述ARP机制是选自由如下组成的群组代理ARP、逆向ARP、反向ARP及DHCPARP。
全文摘要
本发明涉及减小移动远程信息处理技术的切换延迟。特定而言，本发明提供一种使用GPS技术在一移动环境中规定IP地址从而减小因从一个网络切换到另一个网络所引起的延迟及瞬时数据损失的方法。
文档编号H04W36/14GK101124831SQ200580010128
公开日2008年2月13日 申请日期2005年3月24日 优先权日2004年3月29日
发明者奥努尔·阿尔汀塔斯, 苏尼尔·马达哈尼, 蔡升伟, 诹方吉久, 阿舒托什·杜塔, 崴 陈 申请人:泰克迪亚科技公司;丰田信息技术中心有限公司