专利名称：积极切换策略的制作方法
积极切换策略
背景技术：
移动通信设备依赖于切换以确保在由该设备已发起的通信期间的连续服务，例如，当移动设备诸如在汽车、火车中移动时，在走路时所进行的电话呼叫。通常，移动电话将通过例如通信塔台之类的初始通信链路传送通信信号，直至它确定设备和塔台之间的信号强度与其它可用通信链路相比相对较弱，诸如当移动设备随时间移动而进一步远离所述塔台的时候。所述设备或塔台接着向例如与所述移动设备更为接近的通信塔台或者可以向所述设备提供更强的信号强度的另一个通信链路发起通信信号的切换。切换通常在保持移动设备的持续连接的同时将移动设备的连接从一个位置自动转换到另一个位置。因此，已知的切换方法通常唯一依赖于信号强度来确定何时何地开始切换。采用信号强度作为确定何时何地开始切换的唯一因素可能在其对于给定移动设备并非最优时强制进行切换。例如，如果移动设备和初始塔台之间的通信正在减弱，并且识别出两个其它的可用塔台，通常将开始到具有最强信号的塔台的切换。然而，如果可用塔台之间的信号强度差异并不明显，但是所述塔台其它特性的差别很大，诸如使用各自塔台的成本、塔台所采用的技术类型等，则具有最强信号强度的塔台可能在这些其它特性方面反而具有明显缺陷。结果，可能会对特定移动设备强制进行到更贵塔台的切换，而并非提供理想的连接类型，或者尽管信号强度具有优势但是却受到一些与其它可用塔台相关的缺陷的影响。考虑到仅在支持移动通信的可用技术的增长，其中每种技术对于给定移动设备和服务提供商而言具有不同性能和成本，这已经尤其成为一个问题。因此，需要一种考虑到与通信链路相关联的强度之外的可用通信链路特性的改进切换处理。
图IA图示了包括切换服务器的通信系统的示例性体系结构；图IB图示了如图IA所示的示例性通信系统的另一部分的示例性体系结构；图IC图示了如图IA和IB所示的示例性通信系统的另一部分的示例性体系结构； 和图2图示了用于创建、存储和检索与已发起通信相关联的记录的示例性处理。
具体实施例方式公开了用于确定移动设备的切换的系统和方法的各种实施例。一种示例性方法可以包括检测移动设备和第一通信链路之间的已发起通信，确定与多个可用通信链路中的每一个相关联的多个因素中每一个的值，并且基于所述多个因素的总体上同时评估从所述多个可用通信链路中指定所需通信链路。一种示例性系统总体上可以包括与通信网络通信的切换服务器，所述通信网络被配置为支持从移动设备所发起的通信。所述切换服务器被配置为检测所述移动设备和第一通信链路之间的已发起通信，确定与多个可用通信链路中的每一个相关联的多个因素中每一个的值，并且使用所述多个因素的总体上同时评估从所述多个可用通信链路中向所述移动设备指定所需通信链路。在一些示例中，可以总体上同时或者以并行方式使用多个因素来确定移动设备的适当切换。因此，所述示例性系统和方法可以在加重各种因素时提供更高的灵活性，而并没有完全忽视比其它因素优先级更低的影响。例如，在系统基于可用量度的所需优先级而以连续方式对量度或因素进行估算的情况下，即通过首先查看最高优先级的因素并且仅在较高优先级的因素不确定的情况下接着考虑较低优先级的因素，如果像以前那样，则所述较低优先级的因素将很少用于切换确定的因素。通常，较低优先级的因素可能在这些情况下的影响非常小，原因在于它们仅在所有较高优先级的因素不确定时才被采用，这可能是非常罕见的。可替换地，这里所描述的示例性方法和系统可以利用采用多种因素的总体上同时的确定结果来确定切换。现在参见图1A-1C，每幅示了示例性电信系统100的总体体系和操作的一部分。系统100通常包括经由移动网络102与电信网络108进行通信的移动设备104，所述移动网络102诸如被配置为传送并交换跨网络102发送的分组的互联网协议(IP)分组核心网络。图1A、1B和IC分别图示了移动网络102a、102b和102c的三个不同示例，并且均将关于针对其中每一种的一般IP协议进行进一步的详细描述。用户诸如可以利用电话呼叫或数据连接通过电信网络108向任意的各种其它电信设备105发起通信，例如另一个移动设备105a、陆上线路电话105b、专用分组交换机(PBX)电话105c、计算机设备105d或者任意其它已知的通信设备。电信网络例如可以例如为IP核心网络，或者公共交换电话网 (PSTN)。如以下将进一步所描述的，切换服务器122通常确定与移动设备104相关联的切换。虽然在各种方法中可以包括其它类型的电信设备，但是移动设备104可以是无线电话。例如，无线设备104可以包括用于发出和接收呼叫并且传送或接收其它数据通信的各种设备，诸如个人计算机、膝上计算机、手持计算机、个人数字助理、无线电子邮件设备，或者包括计算机和电话的某种组合的设备。移动设备104通常可以使用例如信令系统 #7(SS7)信令或者另外例如会话发起协议(SIP)通过电信网络108进行通信。此外，可以在系统100中实现其它已知的电信设备。例如，可以在系统100中实现互联网协议语音电话 (VoIP)设备，并且如通常已知的，可以通过系统100与各种电信设备进行通信。虽然示出了单个移动设备104，但是在任意给定时刻可以存在与系统100通信或者通过系统100通信的大量移动设备104。移动设备104和/或切换服务器122可以在大量通信链路之间发起切换，例如蜂窝基站、无线网络控制器(RNC)、WiFi接入点(APS)、WiMax 基站等。这些通信链路在图1A、1B和IC中被一般地示出为塔台llh、112b、112c、112d、 ll&、112f. .. 112n(统称112)。多个塔台112允许移动设备104与系统100进行通信，并且所要理解的是，系统100将可能包括数百个要不数千个诸如塔台112的其它通信链路。 图1A、1B和IC不应当被解释为建议存在针对系统100的任何必要地理限制。实际上，系统 100可以促进不同地点、州甚至国家之间的通信。例如，如通常已知的，可以在移动设备104的用户向例如任意设备105的另一设备进行呼叫时发起通过系统100的通信。移动设备104通常与设备104的范围之内的通信链路进行通信，诸如塔台112。塔台112可以向移动网络102传送来自设备104的通信信号。
5每个移动设备102与一个或多个塔台112相关联，并且每个塔台通常同时或者接近同时处理多个无线设备104的通信，包括至少监视例如呼叫的所有通信，并且追踪每个设备104的位置。移动网络均可以包括分配到一个或多个塔台112以便促成由移动设备104所进行的通信的设备，例如外地代理110、接入路由器116和/或移动接入网关(MAG) 118。每个移动设备的本地代理130，例如移动电话交换局(MTSO)，与外地代理110、接入路由器116和MAG 118中的每一个进行通信。移动设备104在已发起通信期间的切换可以由移动设备104、切换服务器122或者移动网络102其它便利的组件来确定。虽然系统100和处理200在以下总体上被描述为依赖于切换服务器122所确定并发起的切换，但是除非另外明确指出，否则移动设备104自身或者移动网络102的其它组件也可以提供移动设备104的切换。服务器网络120可以将切换服务器122链接到电信网络108，并最终连接到移动设备104，并且通常可以检测诸如移动设备104所发起的电话呼叫的通信。服务器网络120 随后可以向切换服务器122通知已发起呼叫。如以下进一步描述的，切换服务器122接着可以确定各个塔台112之间的切换。被用于确定并发起移动设备104的切换的切换服务器122、移动设备104以及移动网络102的其它组件可以包括多种已知计算设备中的任意一个，包括计算机工作站、台式机、笔记本、膝上电脑或手持计算机，或者本领域技术人员所知的其它一些计算设备，但是并不局限于此。诸如上述的计算设备可以采用多种已知计算机操作系统中的任何一种，所述多种已知计算机操作系统包括微软Windows 操作系统、Unix操作系统(例如，加利福尼亚Menlo Park的Sun微系统公司所发布的Solaris 操作系统)、纽约Armonk的国际商业机器公司所发布的AIX UNIX操作系统、以及Linux操作系统的已知版本和/或变化形式， 但是并不局限于此。各个实施例中诸如切换服务器122和/或移动设备104的计算设备均可以包括可由诸如以上所列举的一个或多个计算设备所执行的指令。这样的指令可以从计算机程序进行编译或解释，所述计算机程序使用本领域技术人员已知的各种编程语言和/或技术所创建，包括单独或相结合的Java 、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl等，但是并不局限于此。通常，处理器(例如，微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令并且执行这些指令，由此执行包括这里所描述的一个或多个处理的一个或多个处理。这样的指令和其它数据可以使用各种已知的计算机可读介质进行存储和传送。计算机可读介质包括参与提供可由计算机所读取的数据(例如，指令)任意实际介质。这样的介质可以采取许多形式，包括非易失性介质、易失性介质和传输介质，但是并不局限于此。非易失性介质例如包括光盘或磁盘以及其它持久性存储器。易失性介质包括动态随机访问存储器(DRAM)，其通常构成主存储器。传输介质包括同轴线缆、铜线和光纤， 其包含包括耦合到处理器的系统总线在内的线路。传输介质可以包括或传送诸如在射频 (RF)和红外(IR)数据通信期间所生成的声波、光波和电磁发射。实际计算机可读介质的一般形式例如包括软盘、软磁盘(flexible disk)、硬盘、磁带、任意其它磁介质、⑶_R0M、DVD、 任意其它光学介质、打孔卡、纸带、任意其它具有孔洞图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、 FLASH-EEPR0M，随后所描述的任意其它存储器芯片或卡带，或者计算机能够从其进行读取的任意其它介质。
切换服务器122可以包括用于确定移动设备104在塔台112之间的切换的逻辑或启发算法(heuristic)，并且还可以被配置为在切换服务器122所确定之时发起切换。 通常，移动设备104可以跨系统100中所出现的不同接入技术以及各个移动网络102进行无缝漫游，仅作为示例要求WiFI (802. 11)、WiMax、飞蜂窝型基站(femtocell)、码分多址 (CDMA)和全球移动通信系统(GSM)网络之间的切换。给定移动网络102通常具有其自己的技术和要求，诸如链路类型、链路带宽、链路质量、安全要求、服务质量(QoS)要求、漫游模式等。因此切换服务器122被配置为对这些来自例如塔台112或其它链接设备的可用接口的变量进行估算来找出可以向其引导切换的最佳通信链路，例如塔台112。切换服务器122 采用如以下关于处理200进一步描述的通常积极的切换方法，由此允许移动设备104跨任意的异类接入网络利用互联网协议(IP)会话连续性进行无缝漫游，所述任意异类接入网络即移动设备104能够进行跨越通信的任意接入网络。移动设备104的IP移动性例如可以使用客户端移动互联网协议(CMIP)或者代理移动互联网协议(PMIP)来确定。在CMIP中，移动网络102或客户端通常可以控制移动管理，而在PMIP中，网络通常控制移动管理。作为“层2 (L2) ”切换的一部分，设备信息交换可以由移动网络102和例如塔台112 的无线接入网络(RAN)来执行。层2切换的典型设备信息示例包括带宽(或者与链路相关联的速度)、信号强度(SNR)、链路代价(例如，给定用户利用链路类型的代价)、网络代价 (例如，网络类型)、漫游代价(例如，根据与漫游网络相关联的给定漫游伙伴的代价)、安全代价(安全要求)、服务质量(QoS)要求、响应时间等。此外，例如在“层3(L3)”切换中，可以采用CMIP或PMIP以用于网络信息的切换和交换。作为层3切换的一部分所交换的网络信息例如可以包括请求消息、本地网络前缀、转交地址信息等。因此，以下所描述的示例性方法例如可以针对采用CMIP和PMIP的移动网络采用层2和层3切换。图1A、1B和IC分别图示了对互联网工程任务组(IETF)所定义的当前可用的三种 IP移动协议使用采用L2信息和L3信息的积极切换的系统100，所述IP移动协议即CMIP 版本4 (CMIPv4) ,CMIP版本6 (CMIPv6)和PMIP版本6 (ΡΜΙΡνθ)。切换服务器122和/或移动设备104可以依赖于任意用于确定切换的L2信息或量度。用于确定切换的信息或量度可以有所改变以适应特定供应商或服务提供商的偏好。对于每个示例而言，切换服务器122 和/或移动设备104可以为移动设备104确定切换。现在参见图1A，图示了使用CMIPv4协议并且采用L2和L3信息切换的系统100 的概观。移动设备104最初与塔台11 以及外地代理IlOa相链接。切换服务器122从移动设备的给定临近区域内的多个相邻塔台接收信息。如图IA所示，切换服务器122从塔台 11 和112b接收链路状态信息，但是还从图IA中没有特别示出的大量其它塔台112接收链路状态信息。切换服务器122使用积极切换方法评估该L2信息，诸如以下进一步描述的， 并且决定发起向新塔台112b的切换。利用所做出的该切换决定，切换服务器122向与所需塔台112b相关联的外地代理IlOb发送征求(solicitation)消息并且请求响应。一旦接收到来自切换服务器122的征求，外地代理IlOb就可以发送具有用于移动设备104的本地网络前缀和转交地址(CoA)信息的确认消息。在切换服务器122—接收到来自新的外地代理IlOb的确认时，移动设备104就能够利用其相关联的本地代理130进行注册。现在参见图1B，示出了用于CMIPv6协议的积极MIP切换。移动设备104最初与塔台112c以及接入路由器116a相链接。切换服务器122通常从可用塔台或其它通信链路接收链路状态信息，例如从所示出的塔台112c和112d。切换服务器122实际可以从没有连同塔台112d、112n —起示出的大量其它塔台接收信息。例如如以下进一步描述的，切换服务器122对与塔台112c、112d... 112η相关联的链路状态信息进行评估，并且决定发起到例如塔台112d的新链路的切换。在移动设备104联接到新的塔台112d之后，移动设备104通常可以使用自动配置协议获得所访问网络中新的互联网协议版本6(IPv6)地址。移动设备 104可以静态或动态获得其本地地址和本地代理130的地址，并且利用其本地代理130注册。注意。在图IB的CMIPv6示例中，对于移动设备104的IP移动性不需要例如外地代理 IlOaUlOb的外地代理。现在参见图1C，示出了用于PMIPv6协议的积极MIP切换。移动设备104最初经由塔台11 以及相关联的移动接入网关(MAG) 118a通过电信网络进行通信。切换服务器 122从例如塔台112f、112n的一个或多个相邻链路设备接收链路状态信息，诸如通过使用以下所描述的示例性方法对该信息进行评估，并且决定发起到新的塔台112f的切换。当移动设备104联接到新的访问网络时，新的塔台112f将识别出移动设备104，并且在移动设备104验证之后，将通知相关联的MAGllSb。作为切换处理的一部分，移动设备104可以向塔台112f发送请求消息。一旦监听到来自移动设备104的征求，MAG 118b就可以向与移动设备104相关联的本地移动锚(LMA) 132发送代理绑定更新(PBU)消息。一旦接收到PBU 消息，LMA 132就可以向新的MAG 118b发送具有移动设备104的本地网络前缀的代理绑定确认(PBA)。MAGllSb现在已经具有足够的信息来评估移动设备104的本地链路，并且向移动设备104发送路由器广告。一旦接收到路由器广告，移动设备104就可以利用新的MAG 118b配置接口。现在来到图2，描述了用于确定与移动设备104相关联的切换并且为移动设备104 积极识别所需通信链路的处理200。处理200可以在步骤201开始，其中检测到移动设备 104通过电信网络108与另一设备之间的发起通信，例如电话呼叫。例如，切换服务器122 可以检测移动设备104所接收或发起的电话呼叫。进行至步骤202，确定与移动设备104相关联的当前链路的平均信号强度，当前链路例如为如以上所描述的塔台112a。在一个已知示例中，可以确定加权的移动平均信号强度。更具体地，切换服务器122和/或移动设备104可以每T秒扫描移动设备104的给定临近范围内的塔台112的信号强度。可以定义仅包括具有大于例如移动设备104当前正在采用的历史平均值的信号强度的链路的活动链路集合。该平均或均值可以通过从之前时间窗所确定的信噪比(SNR)平均值的加权移动平均值来确定。切换服务器接着可以对属于该活动集合的链路进行评估以便进行切换决策，由此降低了算法或启发算法的计算时间和复杂度。因此，对于每个第i时间窗，切换服务器122通常从多个可用链路m计算SNR的加权移动平均值。如果Si为第i窗中所有链路的平均信号强度，则在该第i窗的时间，信号强度的加权移动平均值为
权利要求
1.一种方法，包括检测移动设备和第一通信链路之间的已发起通信；确定与多个可用通信链路中的每一个相关联的多个因素中每一个的值；并且基于所述多个因素的总体上同时评估从所述多个可用通信链路中指定所需通信链路。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括将每个因素归类为正面因素和负面因素之一；当与所述因素相关联的最大值提高了选择与其相关联的通信链路的概率时将所述因素建立为正面因素；并且当与所述因素相关联的最大值降低了选择与其相关联的通信链路的概率时将所述因素建立为负面因素。
3.如权利要求2所述的方法，将基于多个因素从多条可用通信链路中选择所述通信链路建立为确定每条可用通信链路的切换指标，并且将所述切换指标建立为每条通信链路的正面和负面因素的数字比较。
4.如权利要求3所述的方法，将所述数字比较建立为正面因素对负面因素的比率以及负面因素对正面因素的比率之一。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括对所述多个因素进行归一化以创建多个归一化因素；将所述多个因素的归一化建立为在与所述多个因素中的每一个相关联的最小幅值和与所述多个因素中的每一个相关联的最大幅值之间对所述多个因素中的每一个进行缩放； 并且将确定所需通信链路建立为至少基于所述多个归一化因素来确定所需通信链路。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括根据每个因素预先确定的相对重要性对每个因素进行加权。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括确定多个可用通信链路。
8.如权利要求1所述的方法，将所述多个可用通信链路建立为具有与移动设备预先确定的链路信号强度。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括在所述第一通信链路接收信号传输。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括在所述所需通信链路接收信号传输。
11.如权利要求1所述的方法，进一步包括发起从所述第一通信链路到所述所需通信链路的信号传输的切换。
12.如权利要求1所述的方法，将所述已发起通信建立为电话呼叫。
13.一种通信系统，包括切换服务器，所述切换服务器存储用于确定移动设备的切换的启发式算法；其中所述切换服务器被配置为检测所述移动设备和第一通信链路之间的已发起通信， 所述切换服务器进一步被配置为确定与多个可用通信链路中的每一个相关联的多个因素中每一个的值，所述切换服务器进一步被配置为使用所述多个因素的同时评估从所述多个可用通信链路中对所述移动设备指定所需通信链路。
14.如权利要求13所述的通信系统，其中所述切换服务器被配置为将每个因素归类为正面因素和负面因素之一，所述切换服务器进一步被配置为当与所述因素相关联的最大值提高了选择与其相关联的通信链路的概率时将所述因素建立为正面因素，并且当与所述因素相关联的最大值降低了选择与其相关联的通信链路的概率时将所述因素建立为负面因ο
15.如权利要求14所述的通信系统，其中所述切换服务器被配置为基于每条可用通信链路的切换指标从多条可用通信链路中选择所需通信链路，所述切换指标包括每条通信链路的正面和负面因素的总体上同时的数字比较。
16.如权利要求13所述的通信系统，其中所述已发起通信为电话呼叫。
17.一种系统，包括与通信网络通信的切换服务器，所述通信网络被配置为支持从移动设备所发起的通其中所述切换服务器被配置为检测所述移动设备和第一通信链路之间的已发起通信， 所述切换服务器进一步被配置为确定与多个可用通信链路中的每一个相关联的多个因素中每一个的值，所述切换服务器进一步被配置为使用所述多个因素的同时评估从所述多个可用通信链路中向所述移动设备指定所需通信链路。
18.如权利要求17所述的系统，其中所述切换服务器被配置为将每个因素归类为正面因素和负面因素之一，所述切换服务器进一步被配置为当与所述因素相关联的最大值提高了选择与其相关联的通信链路的概率时将所述因素建立为正面因素，并且当与所述因素相关联的最大值降低了选择与其相关联的通信链路的概率时将所述因素建立为负面因素。
19.如权利要求18所述的通信系统，其中所述切换服务器被配置为基于每条可用通信链路的切换指标从多条可用通信链路中选择所需通信链路，所述切换指标包括每条通信链路的正面和负面因素的总体上同时的数字比较。
20.如权利要求17所述的通信系统，其中所述已发起通信为电话呼叫，并且所述主数据线路是主电话号码。
全文摘要
公开了一种用于确定移动设备的切换的示例性系统和方法。一种示例性系统总体上可以包括与通信网络通信的切换服务器，所述通信网络被配置为支持从移动设备所发起的通信。所述切换服务器被配置为检测移动设备和第一通信链路之间的已发起通信，确定与多个可用通信链路中的每一个相关联的多个因素中的每一个的值，并且使用所述多个因素的总体上同时评估从所述多个可用通信中向所述移动设备指定所需的通信链路。
文档编号H04W72/00GK102273294SQ200980153606
公开日2011年12月7日 申请日期2009年11月25日 优先权日2008年12月30日
发明者杰伊·J·李 申请人:维里逊专利及许可公司