[发明专利]向使用多协议标签交换的移动网络中的移动主机提供移动性的方法和标签交换路由器

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种移动网络。具体而言，本发明考虑了一种移动网络的方案，其中将多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，MPLS)配置为移动网络的整个或部分有线部分(即，聚合网络和部分无线接入网络，RAN)上的传输技术。为了保证服务质量(QoS)的要求，配置MPLS信令的流量工程(TE)选项来建立基于MPLS的隧道(tunnel)。目的地为漫游端接收器(移动主机，MH)的数据分组通过一个或多个这样的基于MPLS的隧道进行隧道通信，所述基于MPLS的隧道也被称为标签交换路径(LSP)隧道。LSP隧道可以是点对点(P2P)或更多地是点对多点(P2MP)的。

背景技术

用于例如2G(GSM)和3G(UMTS)的蜂窝网络中的数据通信的移动性管理解决方案是技术上特定的和/或电路交换的。对于将来的第四代(4G)移动网络，需要基于分组交换传输技术的移动性解决方案。IETF已将用于被公知为移动IP(MIP)的基于IP的分组交换网络的移动性管理进行了标准化。在该标准中，IP路由使用分组的IP地址作为关于目的地点的信息，即，IP地址明确地确定附接的地理点(geographical point)。MIP利用移动主机将与两个IP地址相关的可能性来扩展经典的IP路由，其中两个IP地址为：静态“本地”地址和动态“转交地址”(Care-of-Address，CoA)，“转交地址”反映MH当前的附接点。在下述文献中可以找到关于MIP的功能的概述：C.Perkins等人的“IP Mobility Support for IPv4”，RFC 3344，2002年8月，pp.3-17。

此外，在这之后，假定这样的方案：其中，与MIP相反，当移动主机在相同运营商的网络内移动时其保持相同的IP地址。IP分组通过采用流量工程(TE)MPLS的移动网络进行隧道通信，其保证QoS和TE以及快速传输。下面将进一步描述MPLS概念和当前用于MPLS中的移动性的方法。

系统模型

本发明基于意欲覆盖第四代(4G)移动网络的系统架构。使用第三代(3G)架构作为基础。该网络被分成核心网络和无线接入网络(RAN)。对RAN的一个重要要求是必须支持各种接入技术，例如无线局域网(LAN)、3G RAN和将来的4G RAN。本发明采用其中在无线接入域中地域性组织每个不同的无线接入技术的系统模型。对这些域建议集中式架构，其中，控制和管理实体被称为无线接入控制器(RAC)。依赖于无线接入技术，RAC可以是接入桥(与IEEE802.1架构相关)、接入控制器(与在1ETF的CAPWAP工作组中假定的集中式WLAN接入架构有关)或无线网络控制器(RNC，如在3G中定义的)。RAC的主要功能是控制、管理和监视基站(BS)以及它们的无线资源。

可以在图1中看到所假定的系统模型。网络网关将移动网络连接到因特网和其它供应商的网络。核心网络保证网络网关和多个IP网关之间的连接。另一方面，IP网关是所有RAC的聚合点，因而将IP网关和RAC之间的网络名称叫做聚合网络。

IP网关是实现MPLS传输层中的入口LSR和IP层中的外地代理(FA)或接入路由器(AR)的功能的实体。我们使用术语FA和AR来表示本发明支持因特网协议IPv4和IPv6全部两个版本。通常，FA是移动IPv4协议中的元素，而AR的使用与移动IPv6协议有关。可以在上面引用的RFC 3344的1.5和3.7部分中找到对上述FA功能的详细描述。入口LSR和FA/AR不必物理地位于相同的实体中，更重要的是入口LSR和FA/AR经由图4中所示的普通L2技术进行通信。根据该图4，聚合网络和RAN提供IP网关和MH之间的L2连接。IP网关(以及FA/AR)向MH提供L3服务。这里不再进一步详细讨论MH和FA/AR之间的通信以及移动IP功能。本发明关注于聚合网络，其中LSP隧道(TE-LSP)在IP GW和RAC之间传输MH的数据。