专利名称：用于从交换中心发送下行业务的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于经过至少两条路径从交换中心向L2网络的移动节点发送下行业务的方法。本发明也涉及一种用于执行该方法的交换中心。
背景技术：
在移动性上下文中，切换(hand-over)处理是一个重要的问题。取决于移动终端的实际位置，由无线电网络中的不同基站向该移动终端提供服务。与总是被发送到最近的基站并且然后在网络内部转发的上行帧(从移动终端到网络)相比，下行帧(从网络到移动终端)遇到以下问题即在切换期间或者在紧接着切换之后，未必确定了可以通过其到达移动终端的基站。不同的基站对于到移动终端和来自移动终端的不同路径是等效的，移动终端是网络中的一个节点。
按照L2(OSI模型的层2)网络，或者换句话说，在数据链路层级上的网络，一个标准是定义构成数据链路层的逻辑数据控制层和媒体访问控制(MAC)层的IEEE 802。L2网络的每个节点由永久分配给该节点并与链路或者路径无关的MAC地址来识别。
在IEEE 802.1d(IEEE 802.1D-2004局域网和城域网、媒体访问控制(MAC)桥)中，标准化了802MAC层中入帧(ingress frame)的转发。该转发处理的一个特征是仅仅能够缓冲已经知道目的地地址的单播帧，用以在任何一个时刻在一个端口发送，而不能复制该单播帧。
在移动终端的情况下，通过例如“MAC in MAC”、VLAN(虚拟局域网)、或者MPLS(多协议层交换)，来处理切换。这些是在L2网络中隧道传输(tunnel)业务的所有手段。隧道的设置和管理增加了与L2网络的控制平面操作相关的资金和操作花费，并且也引起了开销负担。
本发明的目的在于提供引起较少花费和开销的转发帧的进一步可能性。
发明内容
在本发明的第一方面中，该目的是通过一种用于经过至少两条不同路径从交换中心向L2网络的移动节点发送下行业务的方法来实现，所述方法包括以下步骤-检查来自移动节点的上行业务的路径是否已经与移动节点相关联地输入到了交换中心的转发信息数据库中；-当检测到仍然没有与移动节点相关联地输入到转发信息数据库中的路径时，将该路径添加到转发信息数据库；-将和与移动节点相关联地输入到转发信息数据库中的路径一样多的下行帧转发到移动节点。
大体上，本发明允许对移动节点的两条或者多条路径，即经由旧的路径和经由新的路径。下行业务不仅被自动发送到旧的位置，而且也被自动发送到新的位置。
只要在上行业务中检测到路径变化，就通过添加与移动节点及其相关路径有关的新的一个或者多个条目，即附加新的一个或者多个条目，而不立即删除与该移动节点及其相关路径有关的旧的一个或者多个条目，由此来相应地更新转发信息。然后，转发处理转发和在转发信息数据库中存在的与相应的移动节点对应的条目一样多的下行帧的副本。
根据本发明的方法允许在路径变化(即由于切换引起)情况下的最佳分组流完整性和最小抖动(jitter)。因为根据本发明不需要建立和维持任何隧道，所以控制平面简单得多，并且这样可以减少操作花费。因为最小化了所需的协议栈，所以减少了资本花费，这也是由于较便宜的网元，例如基站、网关。
进一步的优势是数据平面性能也是较好的。因为在数据平面上有较少的花销同时不需要封装和解封装帧，所以吞吐量较高。这对于提供实时服务是非常重要的。
优选地，根据IEEE 802.1d，通过MAC地址来识别移动节点。
根据本发明的方法有利地应用在无线电网络中，其中，移动节点是无线电网络的移动终端，以及至少两条不同路径对应于每个对移动终端提供服务的基站。
在本发明的优选实施例中，该方法进一步包括以下步骤-检查是否激活了移动性增强交换参数；-当检测到激活了移动性增强交换参数时，将与移动节点相关联的新的路径添加到转发信息数据库。
在人们仅仅在某时希望或者使用根据本发明的特定转发来例如临时性地修改IEEE 802.1d标准的情况下，引入移动性增强交换参数。如果激活该参数，则根据本发明处理转发。如果没有激活该参数，则根据现有技术，例如根据IEEE 802.1d，以及如果必要，使用上述隧道传输机制之一，来处理转发。
优选地，根据本发明的方法包括进一步的步骤为转发信息数据库中以前的基站条目设置时效(age)。其优势在于在切换之后的某一时间，“清理”转发信息数据库，并且仅仅留下与实际情况对应的条目。在IEEE 802.1d中，将该时间流逝(lapse)称为“时效到期(agetime-out)”。这样，仅仅在切换期间以及最终在切换之后很短的时间，提供多路径转发，并且然后恢复仅仅经过实际路径或者与实际基站对应的路径来转发。这避免了不必要地使用组播资源。
在本发明的第二方面中，该目的是通过一种用于经过至少两条不同路径将下行业务发送到L2网络的移动节点的交换中心来实现的，该交换中心具有-处理装置，用于处理对路径和移动节点进行联编(binding)的转发信息数据库，以及在出现仍然没有与移动节点相关联地输入到转发信息数据库中的路径的情况下，将其作为新的条目添加到转发信息数据库；-转发装置，用于将和输入到转发信息数据库中的与移动节点相关联的路径一样多的下行帧转发到移动节点。
在路径变化的情况下，处理装置通过附加新的条目而不是重写它们来更新转发信息数据库。因而，转发装置不仅经由新的路径而且经由旧的路径转发下行帧。
优选地，处理装置被设置为通过MAC地址识别移动节点。
在优选实施例中，转发装置被设置为经过每个对应于不同路径的基站将下行帧转发到无线电网络的移动终端。
优选地，交换中心还具有变化检测装置，用于检测通过交换中心本身向移动终端提供服务的基站的变化。通过接收来自在转发信数据库中仍然没有与移动终端相关联的至少一个基站的上行业务来检测基站的变化已经显示出了优势。然后，可以通过交换中心进行检测。其它的可能性可以是将专用信号从一些网络控制实体提供到交换中心。这也适应于通常经过各种路径将帧转发到移动节点。
在本发明的优选实施例中，交换中心还具有状态检测装置，用于检测移动性增强交换参数的状态。当在IEEE 802.1d环境中利用该交换中心时，这特别有用。
下面提供本发明的详细说明。借助于将参考附图阅读的非限定实例来提供所述说明，其中图1显示了根据本发明的方法的实施例的流程图；图2a示出了由第一基站所服务的移动终端的情况；图2b示出了在紧接着基站变化之后由第二基站所服务的移动终端的情况；图2c示出了在基站变化之后的某一时间由第二基站所服务的移动终端的情况；图3显示了根据本发明的交换中心的实施例的示意图；以及图4示意性地显示了转发信息数据库的结构。
具体实施例方式
关于具有由一个或者多个基站所服务的移动终端的无线电网络，来示例性地解释本发明。
图1显示了根据本发明的方法的实施例的示意性流程图。在本实例中，作为第一步骤101，检查是否已经知道MAC地址，即相应地由该MAC地址所识别的移动终端。如果否，则交换按照传统方式继续。
如果已经知道MAC地址，则检测向移动终端提供服务的基站的变化(步骤103)。通过将经由特定基站(即经由特定路径)来自移动终端的上行业务与转发信息数据库中的条目进行比较，来在具有转发信息数据库的交换中心内部检测基站的变化，其中该转发信息数据库将移动终端的MAC地址与对应于基站的特定路径进行联编。这具有到交换中心的出接口(egress interface)的功能。如果在转发信息数据库中没有发现移动终端(即MAC地址)与基站(即经过基站的路径或者出接口)的真实组合，则向移动终端提供服务的基站发生了变化。
如果已经检测到该变化，则检查移动性增强交换(MES)参数的状态(步骤105)。MES参数表示是否允许到多个基站的转发。可以通过L2网络控制实体来设置该参数，并且该参数可以例如对于具有不同类硬件的异构网络中的各种移动终端或者各种基站而不同。
在已经发生基站变化和激活了MES参数的情况下，通过附加新的移动终端地址和出接口对(pair)(步骤107)而不覆盖与该特定移动终端相关的以前的对，来更新转发信息数据库。这样，在紧接着基站变化之后，即在切换期间或者在切换之后的很短时间，在转发信息数据库中有与同一移动终端相关的至少两个条目，一个使用以前的基站，以及一个使用后来的基站。
如果具有随后到移动终端的下行业务，则根据转发信息数据库中的条目转发下行帧(步骤109)。在本实例中，转发两个副本，一个经由以前的基站，以及一个经由后来的基站。这使得确保下行业务真正到达移动终端，而不会因为仅仅发送到在当前时刻没有向该移动终端提供服务的基站而丢失。
根据本发明在终端移动性情况下的转发允许在切换情况下的最佳分组流完整性和最小抖动。因为根据本发明不需要建立和维护任何隧道，所以控制平面简单得多，并且这样减少了操作花费。因为最小化了所需要的协议栈，所以减少了资金花费，这也是由于较便宜的网元，例如基站、网关。
进一步的优势是数据平面性能也是较好的。因为在数据平面上有较少的开销同时不需要封装和解封装帧，所以吞吐量较高。这对于提供实时服务是非常重要的。
图2a至图2c示出了在切换之前、紧接着切换之后以及在切换之后的某一时间的情况。在图2a中，移动终端4经由基站3a和交换中心2发送上行业务5a、5b、5c到基站控制器1，其中基站控制器1将根据业务的种类处理该业务。下行业务6a、6b、6c从基站控制器1发送到交换中心2。在此，在交换中心2的转发信息数据库中，查寻入帧将经由哪个基站被发送到特定移动终端4。对于移动终端4被准固定的时刻，转发信息数据库包括仅仅一个条目，它显示移动终端4被基站3a所服务，以及按照传统方式，例如根据IEEE 802.1d，通过交换中心将入帧转发到基站3a。
在图2b中，移动终端4已经移动到基站3b的服务区。经由基站3b发送第一时间上行业务5a、5b、5c，最终仅仅在检查是否激活了MES参数之后，更新交换中心2的转发信息数据库，而不删除与基站3a相关的旧的条目。因而，到达交换中心2的下行业务6a、6b、6c、6d的入帧被转发到基站3a(箭头6d)以及基站3b(箭头6b)，以避免丢失入帧。通过利用虚线连接到以前的基站3a的虚线终端4来代表交换中心2的级(level)的不确定性，在该级上基站3a、3b正在向移动终端4提供服务。
为了节省资源，为转发信息数据库中旧的条目设置时效，即在预定时间之后，从数据库中删除该条目。预定义时效时间，使得确保完成切换并且移动终端4从那时起仅仅被新的基站所服务。时效也是IEEE802.1d标准操作的一部分。这样，对于将根据本发明的转发嵌入到IEEE802.1d环境中，时效不是障碍。
图3更详细地显示了交换中心2。当入帧61到达交换中心2时，第一检测装置21检查是否基站已经发生变化，以及第二检测装置22检查是否激活了MES参数。如果例如将如上所述检测基站变化，则检测装置21、22都可以被设计为仅仅检查上行业务。在配置上，其中用于更新转发信息数据库25的信息来自控制平面，实际信息可以是交换中心2处下行业务或者上行业务的一部分。
取决于包含在下行业务中的信息，处理装置23按照传统方式或者根据本发明来更新转发信息数据库25，或者仅仅读取转发信息数据库25，并且将关于转发入帧61到哪的信息提供给转发装置24。在激活了MES并且移动终端涉及切换的情况中，即在由于时效而仍然没有删除以前的条目的情况中，转发装置接收两条路径，其中通过这两条路径来到达移动终端。这样，转发装置24产生入帧61的两个副本，并且将一个转发到以前的基站(出帧62a)以及将一个转发到后来的基站(出帧62b)。
图4示意性地显示了转发信息数据库25的结构。移动终端通过MAC地址(栏251)来识别并且与经过不同基站的不同路径(栏252)相关联。例如，对于与地址MAC 1相对应的移动终端，存在两个条目，经过基站A的路径和经由基站B的路径。这能够反映出基站A和基站B之间的真实切换情况。或者它能够反映出更复杂的情况，其中移动终端MAC 1被基站A、B两者连续地服务。
关于通过MAC n识别的移动终端，存在甚至四个条目。这也能够反映出连续地和/或由于切换为移动终端MAC n提供服务的多个基站T、U、V、W的情况。具体地，当设置了时效时间并且时效时间太长而没有对基站的快速变化做出反应时，这能够反映出与所期望的相比移动终端移动得更快的情况。
虽然已经说明了本发明的若干优选实施例，但是本领域技术人员会意识到可以做出各种变化、变更和替换，而不偏离本发明的精神和原理。因此，按照具有所附权利要求合适范围的任何本发明形式或者修改，来要求本发明。例如，与独立权利要求的特征一起，可以做出所附从属权利要求的特征的各种组合，而不偏离本发明的范围。而且，权利要求中的任何参考数字不应该被解释为对范围的限制。
权利要求
1.一种用于经过至少两条不同路径从交换中心向L2(OSI模型的层2)网络的移动节点发送下行业务的方法，所述方法包括以下步骤检查来自所述移动节点的上行业务的路径是否已经作为与所述移动节点相关联的条目存在于所述交换中心的转发信息数据库中；检查是否激活了移动性增强交换参数；当检测到仍然没有作为与所述移动节点相关联的条目存在于所述转发信息数据库中的路径时并且当检测到激活了所述移动性增强交换参数时，将与所述移动节点相关联的新的路径添加到所述转发信息数据库；将和与所述移动节点相关联地输入到所述转发信息数据库中的路径一样多的下行帧转发到所述移动节点。
2.根据权利要求1的方法，其中，通过媒体访问控制地址来识别所述移动节点。
3.根据权利要求1的方法，其中，所述移动节点是无线电网络的移动终端，以及所述至少两条不同路径对应于每个对所述移动终端提供服务的基站。
4.根据权利要求1的方法，进一步包括以下步骤为所述转发信息数据库中以前的路径条目设置时效。
5.一种用于经过至少两条不同路径将下行业务发送到L2(OSI模型的层2)网络的移动节点的交换中心，具有状态检测装置，用于检测移动性增强交换参数的状态；与所述检测装置协作的处理装置，用于处理对路径和移动节点进行联编的转发信息数据库，以及在出现仍然没有作为与所述移动节点相关联的条目存在于所述转发信息数据库中的路径的情况下，取决于所述移动性增强交换参数的检测状态，将所述路径作为新的条目添加到所述转发信息数据库；以及转发装置，用于将和输入到所述转发信息数据库中的与所述移动节点相关联的路径一样多的下行帧转发到所述移动节点。
6.根据权利要求5的交换中心，其中，所述处理装置被设置为通过媒体访问控制地址来识别所述移动节点。
7.根据权利要求5的交换中心，其中，所述转发装置被设置为经过每个与不同路径相对应的基站将所述下行帧转发到无线电网络的移动终端。
8.根据权利要求5的交换中心，还具有变化检测装置，用于检测在来自所述移动节点的上行业务中路径的变化。
全文摘要
为了改善在切换期间的数据流，提出了通过以下步骤经过至少两条经由基站(3a、3b)的路径从交换中心(2)向移动终端(4)发送下行业务(6a、6b、6c、6d)检查向移动终端(4)提供服务的基站(3a、3b)的变化；在检测到基站变化时，将借助于不同路径与移动终端(4)相关联的新基站(3b)添加到交换中心(2)的转发信息数据库中；以及将和转发信息数据库中相符的条目一样多的下行帧(6b、6d)转发到移动终端(4)。
文档编号H04B7/26GK1881942SQ20061008794
公开日2006年12月20日 申请日期2006年6月8日 优先权日2005年6月14日
发明者费德里科·德胡安·哈阿特 申请人:阿尔卡特公司