允许移动设备ip地址的越区切换的系统和方法

专利名称：允许移动设备ip地址的越区切换的系统和方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统，且更具体地涉及使用用于数据通信的IP地 址的这种系统，以及更进一步具体地涉及在动态性基础上处理IP地址的情
况下用于实现快ii^区切换的系统和方法。
背景技术：
无线通信目前已经充分发展，其中任意数目的设备都通过空中接口 彼此之间进行通信.许多这些通信使用设备的地址、如ip地址，以使 通信正确地得到传送。在其中将设备、例如计算机接线进网络(如因特 网)的情况下，设备被永久性地指派ip地址(静态ip地址)或者更常 见地在临时性基础上经由ip地址的动态分配来被指派ip地址(动态ip
地址)。在这,存、上,动态主机西己置协i义(Dynamic Host Configuration Protocol ), (DHCP)典型地用于将动态IP地址指派给网络上的设备。利 用动态编址，每当设备连接到网络时，它就会具有一个不同的IP地址。 DHCP支持静态和动态IP地址的混合。
当i殳备变成便携式时，则通常经由位于固定物理位置的接入点，在 设备和网络之间建立空中接口。在一些情形下，在通信会话期间，接入 点通过使用DHCP将IP地址指派给便携式设备，然而，当便携式设备 移动到新位置时则存在问题。在简单的情形下，用户简单地关断设备(或 离开由空中接口所服务的区域)，将设备移动到新位置且经由新的空中 接口连接到新的接入点且接收新的IP地址。
当设备用户希望在设备正从一个空中接口移动到另一个空中接口 之际使用该设备时，则出现更难的境况。例如，假设用户正在他/她的 家中(或办公室内)使用设备且随后拿上该设备且步行几个街区去喝咖 啡。还假设当该用户在这几个街区步行的同时，希望连续地使用此设备。 还假设在用户家中的原始空中接口并不一路延伸到咖啡屋。仅当存在跨 越在家与咖啡屋的相应空中接口的边界的空中接口时，这个最后的境况 才有可能。然而，即使存在这样的跨越空中接口，维持到网络的连续通
信连接充其量也是困难的。

发明内容
本发明涉及如此系统和方法，其中在通信会话期间通过允许设备保 留其所指派的IP地址，可以将移动设备从一个接入点交给另一接入点， 而与此同时维持与网络的连续通信.在一个实施例中，当设备正在离开 其住宅的空中接口范围时，它建立起到中间(邻接)网络接入点的新的 (临时的)空中接口连接，并且给该接入点提供其现有的IP地址。然 后中间接入点使用现有的IP地址来使用指派给那个设备的原始IP地址 路由往返于该设备的通信。在一个实施例中，来自网络的通信被导引到 原始的接入点且从此转播到中间接入点，而来自设备的通信由中间接入 点接收且直接发送到网络。这个IP地址的越区切换在中间接入点之间 重复，直至将设备连接到最终的目的接入点，而始终保持着其原始的IP 地址。
前面所述一直相当广泛地概述了本发明的特点和技术优点，以便于 可以更好地理解以下的本发明的详细说明。此后将说明本发明的附加特 点和优点，其组成本发明权利要求的主题。本领域的普通技术人员应该 理解，所公开的概念和具体实施例可以轻易地作为修改或设计用于执行 与本发明相同目的的其它结构的基础。本领域的普通技术人员还应意识 到这样的等效结构并不偏离所附权利要求所阐明的本发明的实质和范 围.从联系所附附图所考虑的下述描述中，被视为本发明特征的新颖特 点(从其组织和搮作方法两者而言)，连同其它目的和优点将得到更好 的理解。然而，要清楚地理解，每个图仅出于示例和说明的目的而提供， 且并不旨在限定本发明的范围。
附困说明
为了更加完整地理解本发明，现在参考结合所附附图的下述说明，其中


图1示出根据现有技术的IP地址指派；
图2A、 2B、 3A和3B示出用于传送接入点同时保持IP地址的设置 的实施例；
图4A、 4B和4C示出用于将移动设备返回到起始接入点的设置的 实施例；以及
图5示出用于实现本发明目的的方法的一个实施例。
具体实施例方式
图1示出根据现有技术的IP地址指派，使得接入点12经由双向通 信倌道14连接到网络100。典型地，这个信道将是可以是无线或有线的 高速信道，其允许接入点12获得例如到互联网的接入，并且交换来自 与网络100或连接到网络100的其它网络有关的其它接入点的信息。
移动设备ll经由空中接口 13与接入点12通信，所述空中接口例如 可以是众多协议中的任何一个，如802.16e协议。然后接入点12指派 IP地址，其可以是或可以不是与接入点12的IP地址相关联的子网的一 部分。因而，假设接入点12的IP地址为IP 123-120，则例如接入点12 可将123-121的IP地址指派给移动设备11。
例如利用DHCP协议可以指派这个IP地址，或这个IP地址可是静 态的。它如此搮作，使得关于每个通信，简单地通过使用IP地址123-121 将来自网络IOO中任何用户的通信导引到设备11。网络知道经过通信链 路14将带有地址123-121的包发送到接入点12,并且接入点12知道使 用其本身与设备11之间的空中接口 13用于数据包发送。来自设备ll 的数据经由空中接口 13、接入点12和通信链路14,反向传送到网络100， 并且经由网络100传送到和与来自设备11的数据有关的任何IP地址相 联系的目的地。
图2A示出实施例20，其示出设备11的、从一个接入点到下一个接 入点的传送中的第一步骤。因而，正如关于图1中所讨论的那样，我们 可以假设设备11经由空中接口 13连接到接入点12。现在假设设备11 开始移出接入点12的范围且进入接入点22的范围。接入点22通过使 用IP地址234-220，经由链路24而被从网络IOO接入。虽然设备ll仍 然在两个接入点的范围中，但是设备11经由空中接口 23与接入点22 相联系。然后设备11开始与接入点22通信，接入点22认识到设备11 已经具有有效的IP地址123-121。然后接入点22请求接入点l2利用链
路25建立其本身与接入点12之间的通道。当切换完成时，接入点22 向接入点12发送消息，即接入点22是设备11的主机(host)。然后这 允许接入点12中断连接13，正如将要讨论的那样。
图2B示出完成的连接，其中将被定址到地址123-121的来自网络 100的数据包经由链路14路由到接入点12,通过通道26到接入点22， 然后经由空中接口 23到设备11。设备ll仅经由空中接口 23连接到设 备22,而与此同时仍然保持由接入点12所指派的IP地址123-121。注 意虽然具有地址123-121的包以前由网络100通过通信链路14导引到 接入点12，并且然后经由空中接口 13到设备11，但是它们现在转发到 接入点22，以经由空中接口 23发送到设备11。
从设备11到网络100的输出数据包可通过通道26从接入点22路由 到接入点12，且然后通过链路14到网络100，或可通过链路24从接入 点22直接路由到网络100。
图3A示出设备11以与从接入点12移动到接入点22相类似方式， 从接入点22移动到接入点32。经过链路34，利用IP地址345-320，接 入点32得以从网络100接入。必须通知接入点12和22:现在应该将计 划发送给设备11的包转发到接入点32，而不是到接入点22。接入点32 可利用链路35通知接入点12和22两者这一变化，或者接入点32可通 知接入点22，而接入点22可能利用通道26依次通知接入点12。在接 入点12和32之间建立起通道之后，接入点22然后不再是从设备11到 网络100的连接中的一个链路。
图3B示出完成的连接，其中被定址到地址123-121的来自网络IOO 的数据包经由链路14被路由到接入点12，通过通道36到接入点32， 然后经由空中接口 33到设备11。设备ll仅经由空中接口 33连接到设 备32，而与此同时仍然保持由接入点12所指派的IP地址123-121。注 意虽然具有地址123-121的包从前由网络100通过通信链路14导引到 接入点12，并且然后经由空中接口 13到设备11,但是现在被转发到接 入点32，以便经由空中接口 33发送到设备11。以类似于上述就接入点 22所讨论的方式，处理输出的数据包。即，输出的包可路由通过通道 36和接入点12，或者直接通过链路34发送到网络100。图4A和4B示出了这样的情况，其中设备11从接入点32移动到接 入点42且从接入点42返回到接入点12。注意中间接入点42经由双向 信道44与网络100通信，且通过空中接口 43通信到i殳备11。接入点 42并不一定与围3A中所示的接入点22相同。设备11并不局限于以与 当从接入点12移动到接入点32时所采用的路线相反的路线移回到接入 点12。
图4B示出设备11朝接入点12返回的连续进程，而图4C示出返回 到原始接入点12的设备11。注意设备11在接入点之间的所有移动过 程中，针对这个对话所原始地指派的IP地址一直是相同的。因而，来 自网络100的通信利用相同的IP地址双向来回地发送到设备11或从其 中发送出，而与哪个接入点正在服务于设备无关。
图5示出用于实现本发明目的的方法的一个实施例50。过程501以 归属地接入点建立初始IP地址，所述归属地接入点在从图1到4C的图 示中是接入点12。过程502确定设备是否正在向另一接入点移动，或归 属地接入点是否将继续服务于该设备。如果设备并不正在从归属地接入 点移开，则什么也不做。如果在移开，则经由过程503建立从新接入点 到归属地接入点的通道请求。
在过程504中，新的接入点通知归属地接入点新的接入点将服务 于该设备。归属地接入点建立通道，以将数据转发给新的接入点。在过 程505中，在新的接入点和归属地接入点之间进行任选的确认，以确认 已经成功地建立了通道。
在过程506中，与上面所讨论的相类似，确定当前的接入点是否将 保持继续服务于该设备，或该设备是否正在向另一接入点移动。如果设 备仍然属于当前接入点，则不做任何变化。如果设备正在移动，则过程 507确定设备是否正在返回归属地接入点。如果设备正在返回归属地接 入点，则在过程508中释放通道。归属地接入点变成服务接入点，其使 方法50返回到过程502。
然而，如果设备正在向并不是归属地接入点的新接入点移动，则会 需要把数据转发到新的接入点。然后方法50返回到过程503。然后方法 50返回到过程503。在这次以及以后向过程503返回时，过程503任选
地去除并不是归属地接入点的任何从前的接入点。
注意在任何行进期间，不管其接入点如何，设备11都将保持相同的 IP地址，并且不需要存在多个中间接入点以供系统操作。同样，注意虽 然在设备11移动的上下文中已经描述了从一个接入点到另一个接入点 的越区切换和传送，但是基于接入点的可用性仍可进行接入点控制的传 送。即，可将设备ll传送到新的接入点，而设备ll实际上没有移动， 而是因为服务接入点负担变得过重或遭受故障。
虽然已经详细描述了本发明和其优点，但是应该理解，在此可进行 各种变化、替代和变更，而不偏离如所附权利要求所限制的本发明的实 质和范围。此外，本申请的范围并不旨在局限于在这个技术说明书中所 说明的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法和步骤等特定的实施 例。由于本领域中的普通技术人员将从本发明的公开内容中方便地理解
到根据本发明，可利用现存的或随后即将研制的用来执行基本上与在 此所说明的对应实施例相同功能或获取基本上与在此所说明的对应实 施例相同结果的过程、机器、制造、物质的组成、手段、方法或步骤。 因而，所附的权利要求旨在将其范围覆盖如此的工艺、机器、制造、物 质组成、手段、方法或步骤。
权利要求
1.一种无线系统操作方法，所述方法包括在第一网络接入点和具有IP地址的移动设备之间建立空中接口，通过所述第一接入点，所述IP地址起作用以协助所述移动设备与所述网络之间的通信；在所述移动设备与第二网络接入点之间建立空中接口；以及利用在所述第一接入点处建立的所述IP地址，通过所述第二接入点在所述网络和所述移动设备之间路由至少一些所述通信。
2. 根据权利要求l所述的方法，进一步包括在所述移动设备和第三网络接入点之间建立空中接口；以及释放所述第二接入点，使得在所述移动设备和所述网络之间的通信 流过所述第三接入点，而不改变所述移动设备的所述IP地址。
3. 根据权利要求l所述的方法，其中所述释放步骤包括向所述笫二接入点发送消息，所述消息中已经包含如此信息，该信 息用于允许所述第二接入点释放对所述移动设备的控制，而不要求所述 移动设备改变IP地址。
4. 根据权利要求l所述的方法，其中所述释放步骤包括将消息发送给所述第一接入点，所述消息中已经包含如此信息，该 信息用于允许所述第一接入点将通信量导送到所述移动设备，而不要求 所述移动设备改变IP地址。
5. 根据权利要求2所述的方法，其中所述路由步骤包括在所述网络内改变通信的路由，使得将从所述网络到所述移动设备 的所述IP地址的通信导引到所述第二网络接入点。
6. 根据权利要求l所述的方法，进一步包括 使用DHCP指派所述移动设备的所述IP地址。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述移动设备的所述IP地 址是静态的.
8. 根据权利要求l所述的方法，进一步包括在所述移动设备和第三网络接入点之间建立空中接口；以及 利用所述移动设备的所述IP地址，将在所述网络和所述移动设备之间的至少 一些所述通信路由通过所述第三接入点。
9. 根据权利要求7所述的方法，其中当在所述移动站和所述第三 接入点之间建立所述空中接口时，所述移动设备处于所述移动设备和所 述笫一空中接入点之间的空中接口的范围之外。
10. 根据权利要求9所述的方法，进一步包括释放所述笫二接入点，使得在所述移动设备和所述网络之间的所有 通信都通过所述第三接入点流动，而不改变所述移动设备的所述从前所 指派的IP地址。
11. 根据权利要求IO所述的方法，其中所述释放步骤包括向所述笫一接入点发送消息，所述消息中已经包含如此信息，该信 息用于允许所述笫二接入点释放对所述移动设备的控制，而不要求所述 移动设备改变IP地址。
12. —种空中接口接入点，包括用于从移动设备接受请求的装置，所述移动设备从前已被指派通信 网络地址，并且经由另一接入点与所述通信网络进行通信，所述另一接 入点与所述接入点分离；以及通过使用所述从前所指派的通信网络地址，以协助从所述通信网络 到所述移动设备的通信的装置。
13. 根据权利要求12所述的接入点，其中所述请求通过在所述接 入点和所述移动设备之间所建立的空中接口而被接受.
14. 根据权利要求12所述的接入点，其中所述协助步骤包括从所述网络接受具有与所述网络关联的、所述从前所指派的网络地 址的通信。
15. 根据权利要求12所述的接入点，其中所述协助步骤包括用于将消息发送到所述另一接入点的装置，所述消息中已经包含如 此信息，该信息用于允许所述另 一接入点释放对所述移动设备的控制， 而不要求所述移动设备改变通信网络地址。
16. —种在用户设备共用的网络上的、用于控制所述用户设备的系 统，所述系统包括具有一个或更多个地址的用户设备；以及包括越区切换控制的两个或更多个接入点，所述越区切换控制允许 正在与所述接入点中的第一接入点通信的所述用户设备经由在所述用户设备与所述笫二接入点之间的空中接口来与所述接入点中的第二接入点通信；这样从所述网络到所述用户设备的通信经由所述笫一接入点 从所述网络发送到所述第二接入点，并且通过所述用户设备和所述第二接入点之间的空中接口发送到所述用户设备。
17. 根据权利要求16所述的系统，其中所述用户设备是移动的。
18. 根据权利要求16所述的系统，进一步包括用于致使所述第二接入点与所述用户设备解除关联，而仍然允许所述用户设备通过使用所述用户设备的所述地址从所述第 一接入点接收 通信的装置。
19. 根据权利要求18所述的系统，进一步包括用于通过空中接口与所述用户设备通信的所述接入点中的第三接入点；以及用于将从所述网络到所述用户设备的通信的控制传送到所述第三 接入点的装置。
20. 根据权利要求18所述的系统，其中所述用户设备的所述地址并不改变。
21. 根据权利要求16所述的系统，其中所述第一接入点指派所述用户设备地址。
22. 根据权利要求21所述的系统，其中所述地址是使用DHCP指派的IP地址。
23. 根据权利要求16所述的系统，进一步包括用于将通信从所述用户设备经过所述第 一接入点路由到所述网络的装置。
24. 根据权利要求16所述的系统，进一步包括用于将通信从所述用户设备路由到所述网络而不通过所述第一接点的装置.
全文摘要
本发明涉及如此系统和方法，其中可以将移动设备从一个接入点越区切换到另一个接入点，与此同时保持与网络的连续通信并且不改变设备的IP地址。在一个实施例中，当设备正在离开其归属地接入点的空中接口时，其建立了与中间接入点的连接。在一个实施例中，利用设备的原始IP地址，将来自网络的通信导引到原始的接入点，并且经由中间接入点转发到设备。来自设备的通信被路由通过中间接入点，且然后直接到网络，或者通过归属地接入点到网络。在中间接入点之间重复IP地址的越区切换，直至设备返回到归属地接入点，或者停止与网络的通信。
文档编号H04L29/12GK101202768SQ20061016236
公开日2008年6月18日 申请日期2006年12月14日 优先权日2006年12月14日
发明者刘树新, 方桂成, 恒 潘 申请人:昂达博思公司