[发明专利]异步转移模式网络的无线扩展中进行越区切换的方法

说明书

技术领域

发明一般涉及针对数据传输网中无线终端移动性的操作，这里数据是以分组、即信元形式发送的。发明更具体地涉及一种方法，其应用可减少ATM网的无线终端进行越区切换情况下数据传输的干扰。

背景技术

ATM(异步转移模式)网是一种数据传输系统，其中数据以53字节信元的数字形式通过交换机以及其间的快速传输连接从一个终端传递到另一个。每个信元包括48字节的有效负荷和5字节的字头。为了节省空间，每个信元的字头信息不包括描述从发送到接收设备所用的数据传输路由的完整地址信息，而只是包括承载所述数据传输连接的虚路径和信道信息。网络交换机或节点包括必要的路由选择信息，基于这些信息，虚路径和信道的所述标识被解释为一连串的各个节点的参考。

将来希望目前主要基于电缆连接的ATM网络也服务于无线终端，后者通过无线基站，即接入点与网络联系。这些无线终端可以相对于基站和它们的覆盖区移动，在这种情况下系统必须能够在必要时进行越区切换。每个ATM连接的特殊性质是终端和网络之间有关该连接所需的服务质量(QoS)的协议。这个协议特别包括连接中所允许的最大时延长度以及连接所需的容量，该容量以传输速率(例如信元/秒)为单位来度量。该连接经过协商的服务质量及其维护费是对越区切换时间点和分配给指定移动终端的新基站做判决时的重要因素。

图1说明ATM系统的简单无线扩展，包括移动终端1、三个基站——此后称为接入点(AP)2、3及4——、以及在接入点和网络的其余部分之间发送连接的交换机5。首先移动终端1和ATM网络之间的连接通过接入点2进行。在连接中，移动终端也可以具有接入点3和4存在的信息，信息记录在给定的替换接入点寄存器中。当到接入点2的连接减弱时，移动终端1就将该连接切换到接入点3或4。移动终端1也可以具有几个同时进行的ATM连接，它们的信元流彼此独立。

ATM系统的特点是给定信元流的信元一定不会丢失；在连接的不同阶段不允许使信元重复，也不允许改变其相对次序，这就产生了越区切换中困难的同步要求。一般出现在一些较高的协议层上的信元丢失或它们相对顺序的混乱，可以检测到不正确的校验和或其它指示，在这种情况下某些多信元数据结构PDU(Protocol Data Unit协议数据单元)要丢弃并被选择重发。从利用网络容量的观点来看这是不经济的。

无线ATM网中接入点的越区切换在现有技术出版物中已经有所讨论，但是这些出版物通常没有处理与服务质量有关的问题，或没有建议一种防止ATM信元丢失、重复或乱序的方法。在专利出版物EP426,269(British Telecommunications)中，已知一种将基站组成几个基站组的方法。为了有助于并加速越区切换，数据传输网向同组内的所有基站发射所有导向位于给定基站覆盖区内移动终端的信元。所述出版物引入一种系统，其中旧基站将其收到的所有信元发送，而新基站开始发送通过它传输的信元。该出版物也引入了一种预测器机制，连接到基站控制单元或控制基站的交换机，所述预测器的任务是观察移动终端从一个覆盖区向另一个的移动并估计移动终端随后将移动到哪个区域。这个系统的目的是减少向组内更远的基站无效发送的信元数。但是，这个申请不能维持信元的顺序，也不能防止某些信元的丢失，因为旧和新基站不可能准确知道哪些信元是越区切换之前及/或之后立即正确发送和接收的。

从专利出版物EP366,342(AT&T)中已知一种系统，其中数据作为信元在蜂窝无线网中发送，而且每个信元的字头包含不变部分，不管路由选择的变化而保持不变，加上改变的部分，其内容与越区切换或路由选择中的一些其它变化关联而改变。该出版物建议越区切换可以通过所述系统很容易地进行，但是只是涉及路由选择的定义。类似系统在EP专利出版物577,959(Roke Manor Research Ltd.)中描述，其焦点特别在ATM网络。现在信元字头的不变部分是所谓VCI(Virtual Channel Identifier虚信道标识符)域，改变部分是所谓VPI(Virtual Path Identifier虚路径标识符)域。所述出版物都没有描述能够在越区切换中保证维护信元次序及/或防止其丢失的方法。