[發(fā)明專利]一種整合的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)及其通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810057535.7
• 申請(qǐng)日: 2008-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN101232454A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒童;劉敏;宋翊麟;周安福;吉?jiǎng)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H04L12/56
• 分類號(hào): H04L12/56;H04L12/46;H04L12/28
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 高存秀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種整合的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)及其通信方法。

背景技術(shù)

目前，全球通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，無線通信技術(shù)的發(fā)展速度與應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)超過固定通信技術(shù)。隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種無線通信網(wǎng)絡(luò)突顯出自身優(yōu)勢(shì)，但無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展所要求的覆蓋無縫化與寬帶化，目前還沒有一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)能夠承擔(dān)。同時(shí)，也沒有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠單獨(dú)滿足移動(dòng)用戶對(duì)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)和任何服務(wù)的無線訪問需求，并提供較高的數(shù)據(jù)傳輸率。

無線廣域網(wǎng)(WWAN)以較低的數(shù)據(jù)傳輸率可以保證移動(dòng)終端任意時(shí)刻和無處不在的連通性，經(jīng)過運(yùn)營(yíng)商們的長(zhǎng)期推廣，WWAN在網(wǎng)絡(luò)部署和安全控制方面已經(jīng)相對(duì)完善，擁有巨大的用戶群體。無線局域網(wǎng)(WLAN)一般部署在機(jī)場(chǎng)、飯店、學(xué)校等位置，尤其是WWAN信號(hào)不易穿透的建筑物內(nèi)部，提供較高的數(shù)據(jù)傳輸率，較好地支持實(shí)時(shí)音、視頻傳輸業(yè)務(wù)，得到眾多移動(dòng)用戶的青睞，但是WLAN只能覆蓋較小的范圍。由于各種無線網(wǎng)絡(luò)之間存在互補(bǔ)性，如果將各種無線網(wǎng)絡(luò)整合起來，就可以動(dòng)態(tài)地改善無線數(shù)據(jù)服務(wù)的適應(yīng)性，更好地滿足移動(dòng)用戶的各種需求。

為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)真正的無縫移動(dòng)環(huán)境，需要整合各種無線網(wǎng)絡(luò)，支持多模移動(dòng)設(shè)備的垂直切換，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(MN)可以在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(基于不同鏈路層技術(shù)的網(wǎng)絡(luò))之間切換。WWAN和WLAN在無線接口層面上互不兼容，所以只能在網(wǎng)絡(luò)層上將其整合，形成統(tǒng)一的框架。

目前異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的整合方案主要包括緊密集成和松散集成。

緊密集成的主要思想是讓無線網(wǎng)絡(luò)1模擬無線網(wǎng)絡(luò)2的功能，把無線網(wǎng)絡(luò)1作為無線網(wǎng)絡(luò)2的一個(gè)虛擬接入網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)1的出口網(wǎng)關(guān)直接連向無線網(wǎng)絡(luò)2的核心網(wǎng)絡(luò)元素。無線網(wǎng)絡(luò)1的流量直接注入無線網(wǎng)絡(luò)2，不僅增加無線網(wǎng)絡(luò)2的負(fù)載，而且使無線網(wǎng)絡(luò)2成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。更重要的是，無線網(wǎng)絡(luò)2將其接口暴露給了無線網(wǎng)絡(luò)1，因此，需要無線網(wǎng)絡(luò)1和無線網(wǎng)絡(luò)2屬于同一運(yùn)營(yíng)商。事實(shí)上，在這種情況下，獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的無線網(wǎng)絡(luò)1難以集成到無線網(wǎng)絡(luò)2中。

松散集成雖然也需要在無線網(wǎng)絡(luò)中部署代理或網(wǎng)關(guān)這樣的網(wǎng)絡(luò)元素，但是松散集成的代理或網(wǎng)關(guān)是和Internet相連的，而不會(huì)直接連向其它無線網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)絡(luò)元素。因此，該方案無需修改任何無線網(wǎng)絡(luò)的底層協(xié)議棧，也無需將一種無線網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)暴露給其它類型的無線網(wǎng)絡(luò)。而且，各種無線網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行獨(dú)立的配置及流量管理。由于以上諸多優(yōu)勢(shì)，松散集成方案得到廣泛的認(rèn)可，而移動(dòng)IP技術(shù)正是目前主流的松散集成方案。

目前運(yùn)行的WWAN在網(wǎng)絡(luò)層上只支持IPv4通信，但是，基于IPv4的互聯(lián)網(wǎng)地址空間不足，無法滿足眾多移動(dòng)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)接入的需求，尤其對(duì)于網(wǎng)絡(luò)需求較大、地址分配不足的國(guó)家，諸如我國(guó)。而且，所述網(wǎng)絡(luò)采用了網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)技術(shù)，使得移動(dòng)終端只能獲得私有的基于IPv4的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)地址，移動(dòng)IPv4協(xié)議又要求移動(dòng)終端擁有公有的基于IPv4的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)地址，因此，使用移動(dòng)IPv4協(xié)議來整合WWAN和WLAN難以滿足未來移動(dòng)環(huán)境的發(fā)展要求。

相對(duì)于IPv4，基于IPv6的互聯(lián)網(wǎng)具有龐大的地址空間和可擴(kuò)展性好的優(yōu)點(diǎn)，滿足移動(dòng)終端無論位于何處都可以獲得全局唯一地址的需求，已用于許多WLAN，并且在未來技術(shù)的發(fā)展中可能逐步取代IPv4在WWAN中得以實(shí)施。同時(shí)，國(guó)際組織Internet工程任務(wù)組(IETF)又提出了移動(dòng)IPv6(MIPv6)技術(shù)(RFC3775)，在一定程度上支持互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)性問題，使得MIPv6成為整合各種WWAN和WLAN的一種方案。但是，標(biāo)準(zhǔn)的MIPv6協(xié)議卻沒有考慮接入網(wǎng)絡(luò)不支持IPv6的情況。

為了解決WWAN不支持IPv6與意圖采用MIPv6整合異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)兩者之間的矛盾，隧道技術(shù)成為目前廣為采用的一種解決辦法。隧道技術(shù)(Tunneling)是一種通過使用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施在網(wǎng)絡(luò)之間傳遞數(shù)據(jù)的方式。使用隧道傳遞的數(shù)據(jù)(或負(fù)載)可以是不同協(xié)議的數(shù)據(jù)幀或包。隧道協(xié)議將其它協(xié)議的數(shù)據(jù)幀或包重新封裝，然后通過隧道發(fā)送。新的幀頭(包頭)提供路由信息，以便通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞被封裝的負(fù)載數(shù)據(jù)。因此，隧道技術(shù)將IPv6數(shù)據(jù)包封裝在IPv4數(shù)據(jù)包的載荷中，利用WWAN中已有的IPv4路由體系進(jìn)行傳輸，來解決接入WWAN的移動(dòng)終端與IPv6節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信的問題。