[发明专利]使用扩展的路由协议的蜂窝网络中的基于网络的宏移动

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2009年1月12日提交的美国临时申请第61/143,993号的的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及网络，更具体地，涉及蜂窝网络。

背景技术

蜂窝网络是多个蜂窝的集合，其中，每个蜂窝都包括能够向用户的移动设备传输和中继信号的至少一个基站。“蜂窝”通常表示使用特定频率或频率范围来传输数据的蜂窝网络的不同区域。典型基站是附有通过特定频率来传输和接收数据的多个天线的塔。诸如蜂窝或移动电话、智能电话、相机电话、个人数字助理(PDA)和膝上型计算机的移动设备，可以以指定的频率向基站发起或传输信号，以发起呼叫或数据会话并开始传输数据。

回程网络(backhaul network)将基站连接到网关设备。(从移动用户角度看)回程网络是提供从基站到网关设备的连接的第二层(L2)网络。许多蜂窝服务提供商正朝着基于二代(2G)、三代(3G)和其他无线技术移动回程网络的互联网协议(IP)/多协议标签交换(MPLS)的方向发展。微波接入(WiMax)和长期演进(LTE)技术也可能朝这个方向发展。例如，最近，蜂窝服务提供商已经开始升级蜂窝网络，以支持诸如高速接入到基于分组(packet-based)的网络(例如，因特网)、使用互联网协议的语音(VoIP)和互联网协议电视(IPTV)的业务。为了升级蜂窝网络，蜂窝服务提供商将在基站接收到的来自移动设备的蜂窝信号，例如，时分多址(TDMA)信号、正交频分复用(OFDM)信号或码分多址(CDMA)信号，转换成用于在基于分组的网络中传输的互联网协议(IP)包。为了便于从蜂窝信号到IP包的转换和传输，已经提出了多项标准，例如，由全球移动通信系统(GSM)协会提出的通用分组无线业务(GPRS)标准，由互联网工程任务组(IETF)提出的移动IP标准，以及由第三代伙伴计划(3GPP)、第三代伙伴计划2(3GPP/2)和WiMax论坛的全球互通提出的其他标准。

“微移动(micro mobility)”被定义为锚定(anchored)在固定IP网关设备的移动。即使移动设备可以与用于到达IP网关的不同的回程网络网关(BNG)和/或基站进行通信，只要移动设备的IP网关在移动设备移动位置时不改变，移动设备就位于微移动域内。WiMax的微移动方案需要涉及基站和接入业务网络(ASN)网关(在WiMax技术中，为“R2和R4接口”)的新的控制协议。“宏移动(macromobility)”被定义为使移动节点从一个IP网关移动到另一个IP网关而保留其IP地址的移动。现有的宏移动方案使用移动IP及对移动IP的扩展，这具有一些限制。一些现有的宏移动方案包括客户端移动IP、客户端移动IPv4、代理(Proxy)移动IPv4、移动IPv6以及客户端移动IPv6。

不管蜂窝服务提供商选择采用哪种标准，每种标准通常都限定蜂窝网络架构，在该架构中，特定的移动设备与特定的网关设备和锚定设备相关。即，在发起基于分组的数据通信会话时，移动设备被同时绑定到蜂窝网络架构中的网关设备和锚定设备。通常，每个网关设备都是与接近通信会话的起始点的一个或多个基站相关的IP网关或其它IP使能的接入路由器。借助于基站的传输和中继能力，每个网关设备都能处理由移动设备发起的数据会话，并将IP通信路由到基于分组的网络。即，网关设备将移动设备发起的任何数据通信均路由到锚定设备。这种包含移动设备、网关设备和锚定设备的路由配置称为“三角路由”。

锚定设备典型地是面向业务的IP使能的路由器，其存储针对特定移动设备的策略和其他信息(统称为“用户上下文”)。例如，用户上下文可以定义服务水平或质量、加密密钥、寻址信息、组播组会员资格以及用于对向特定移动设备提供的业务进行计费的计费信息。当相关的移动设备移动通过蜂窝网络时，锚定设备为持续接入基于分组的网络所需的用户特定的上下文信息(称为“用户上下文”)提供“锚点(anchor)”或基准位置(set location)。锚定设备可以根据用户上下文对数据通信做标记、加标签或进行处理，然后将数据通信路由到基于分组的网络内的期望的目的地。在一些蜂窝架构中，网关设备可以称为“外地代理”，而“锚定设备”可以称为“本地代理”。