[发明专利]实现无固定锚点切换的Wimax系统及其切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域的切换，尤其涉及一种实现无固定锚点切换的Wimax系统及其切换方法。

背景技术

在传统的传输控制协议/网络协议(Transmission Control Protocol/InternetProtocol，TCP/IP)网络环境中，IP为因特网(Internet)提供了路由功能，它给所有节点(包括主机和路由器)都分配了逻辑地址，即IP地址，且每台主机的各个端口都分配一个IP地址。IP地址包括网络前缀和主机部分，同一条链路上的所有主机的IP地址通常有相同的网络前缀和不同的主机部分。这使得IP可以依据目的节点的IP地址的网络前缀部分来进行路由选择，从而使路由器秩序保存一条简单的网络前缀路由，而不必为每台主机保存一条单独的路由。在这种情况下，由于采用了网络前缀路由，因此当节点从一条链路切换到另一条链路而没有改变其IP地址时，该节点则不可能在新链路上接收到数据报文，从而也就无法与其他节点进行通信。

现有应用TCP/IP协议的网络技术存在如下不足：

采用固定锚点的方式支持终端的移动性，如，长期演进(Long TermEvlution，LTE)网络中采用GPRS隧道协议(GPRS Tunnelling Protocol，GTP)，规定分组数据网络网关(Packet Data Network Gateway，简称为PGW或者PDNGW)作为终端的移动锚点；Wimax网络中采用Mobile IP协议，把家乡代理(Home Agent，HA)作为锚点。固定锚点的引入带来了数据包路径迂回的问题，加重了传输延时和带宽浪费。而MIPV6的路由优化过程需要参与通信的主机支持MIPV6协议，部署困难。

IP地址具有双重功能：既作为网络层的通信终端主机网络接口在网络拓扑中的位置标识，又作为传输层主机网络接口的接入标识。当主机的IP地址发生变化时，不仅路由要发生变化，通信终端主机的接入标识也会发生变化，这样会导致路由负载越来越重，而且主机标识的变化会导致应用和连接的中断。

身份标识和位置分离问题提出的目的是为了解决IP地址的语义过载和路由负载严重等问题，将IP地址的双重功能进行分离，实现对移动性、多家乡性、IP地址动态重分配、减轻路由负载及下一代互联网中不同网络区域之间的互访等问题的支持。现有的身份标识和位置分离框架HIP、LISP等是为了克服现有网络技术的这一不足而构建的一种网络框架。基于主机的HIP协议等需要对终端及上层业务做较大改动，部署困难；通信两端同时移动、位置更新阶段需要网络参与维护通信链路，否则将发生报文丢失问题。基于网络的LISP协议，对于移动性和多穴性是身份标识和位置分离后附带解决的问题，现在还没有具体的方案和实现方法。

图1是现有Wimax系统的网络架构，如图所示，现有技术的Wimax系统一般由三部分组成：终端、Wimax接入业务网络(Wimax Access ServiceNetwork，简称W-ASN)和Wimax连接业务网络(Wimax Connect ServiceNetwork，简称W-CSN)。

W-ASN主要执行如下的功能：完成WiMAX终端的二层(L2)连接、传递认证授权计费(Authentication、Authorization and Accounting，AAA)消息到H-CSN(归属CSN)、网络服务运营商(Network Service Provider，NSP)的网络选择与发现、为WiMAX终端的三层(L3)连接提供中继、无线资源管理、W-ASN与W-CSN之间隧道维护。在移动的场景下，W-ASN还需要支持如下的功能：W-CSN锚定的移动性管理(W-CSN Anchored MM)、寻呼和空闲模式(Idle Mode)操作；

W-ASN还用于管理IEEE 802.16空中接口，为WiMAX终端用户提供无线接入。W-ASN至少由一个基站(Base Station，BS)和一个接入网关(W-ASNGateway，AGW)组成，可以包含单个AGW或多个AGW。W-ASN在R1参考点与移动台(Mobile Station，MS)(文中统称为终端)互通，在R3参考点与W-CSN互通，在R4参考点与另一个W-ASN互通。其中，管理W-ASN的运营商称为NAP(Network Access Provider，网络接入运营商)。

W-CSN是一套网络功能的组合，W-CSN可以由HA、AAA代理或服务器(AAA Proxy/Server)、计费服务器、互连网关设备等组成。其中，管理W-CSN的运营商称为NSP。