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【专利说明】用于移动切换的动态分组缓冲系统
[0001]本申请是分案申请，原申请的申请号为200680000640.6，申请日为2006年7月13日，发明名称为“用于移动切换的动态分组缓冲系统”。
技术领域
[0002]本申请涉及无线网络，在一些优选实施例中，涉及改进在邻近的网络等之间的移动设备切换的方法。
【背景技术】
[0003]1.网络和互联网协议
[0004]存在多种类型的计算机网络，最出名的是互联网。互联网是计算机网络的世界范围的网络。当今，互联网是对几百万用户可用的公共和自支持网络。互联网使用被称为TCP/IP(即传输控制协议/互联网协议)的一组通信协议以连接主机。互联网具有公知作为互联网骨干网的通信架构。对互联网骨干网的接入主要由对公司和个人转售接入的互联网服务提供商(ISP)控制。
[0005]IP (互联网协议)是可在网络上将数据从一个设备(例如电话、PDA[个人数字助理]、计算机等)发送到另一设备的协议。IP是无连接协议。现今，存在各种版本的IP，包括例如IPv4、IPv6等。在网络上的每一主机设备具有至少一个IP地址，其标识所述主机设备到IP网络的附着点。在通信期间在端点之间的连接是不连续的。当用户发送或接收数据或消息时，数据或消息被划分为称为分组的成分。每一分组被看作独立的数据单元。
[0006]为了标准化在互联网或类似网络上的点之间的传输，建立了 OSI (开放系统互连)模型。OSI模型将网络中的两个点之间的通信过程划分为七个堆叠层，每一层添加其自身的功能组。每一设备处理消息，从而在发送端点处存在通过每一层的向下的流，并在接收端点处存在通过多个层的向上的流。提供七层功能的程序和/或硬件通常是设备操作系统、应用软件、TCP/IP和/或其它传送和网络协议以及其它软件和硬件的合并。
[0007]通常，当消息从用户传递或传递到用户时使用最上面的四层，当通过设备(IP主机设备)传递消息时使用最下面的三层。IP主机是能够发送和接收IP分组的在网络上的任意设备，例如服务器、路由器或工作站。目的地为其它一些主机的消息不是被向上传递到较高的层，而是被转发到其它主机。在OSI和其它类似的模型中，IP处于第三层，也就是网络层。OSI模型的层列出如下。层7即应用层，在该层例如识别通信方、识别服务质量、考虑用户鉴权和隐私、识别对数据句法的约束，等等。层6(即表示层)是例如将到来的和外出的数据从一种表示格式转换为另一表示格式等的层。层5(即会话层)是例如对会话进行设置、协调和终止，在应用之间进行交换和对话的层。层4(即传输层)是例如管理端到端控制和错误校验等的层。层3(即网络层)是例如处理路由和转发等的层。层2(即数据链路层)是例如提供用于物理级的同步、进行比特填充并提供传输协议知识和管理等的层。电气和电子工程师协会(IEEE)将数据链路层再划分为两个进一步的子层:MAC(媒体接入控制)层，对到物理层和来自物理层的数据传输进行控制；以及LLC (逻辑链路控制)层，与网络层进行接口，解释命令，并执行错误恢复。层1(即物理层)是例如在物理级通过网络传送数据流的层。IEEE将物理层再划分为PLCP (物理层会聚过程)子层和PMD (物理介质相关)子层。
[0008]通常，比层2高的层(诸如包括OSI模型中的网络层或层3等的那些层)被称为较高层。
[0009]2.无线网络
[0010]无线网络可以包括多种类型的移动设备，例如蜂窝和无线电话、PC (个人计算机)、膝上型计算机、可佩戴的计算机、无绳电话、寻呼机、手机、打印机、PDA等。例如，移动设备可以包括用于确保语音和/或数据的快速无线传输的数字系统。典型的移动设备包括以下组件中的一些或全部:收发机(即发射机和接收机，包括例如具有集成的发射机、接收机以及其它所希望的其它功能单元的单芯片收发机)；天线；处理器；一个或多个音频传感器(例如用于音频通信中的扬声器或麦克风)；电磁数据存储器(例如在提供数据处理的设备中的ROM、RAM、数字数据存储器等)；闪速存储器；完整芯片或集成电路；接口(例如USB、CODEC、UART, PCM 等)；和 / 或其它组件。
[0011]可以将无线LAN用于无线通信，其中移动用户可以通过无线连接来连接到局域网(LAN)。无线通信可以包括例如经由电磁波(例如光、红外线、无线电、微波)进行传播的通信。当前存在各种WLAN标准，例如蓝牙、IEEE 802.11以及归属RF。
[0012]通过示例的方式，蓝牙产品可用于在移动计算机、移动电话、便携式手持设备、个人数字助理(PDA)以及其它移动设备之间提供链路，并提供到互联网的连接。蓝牙是计算和电信产业规范，其详细说明移动设备如何可以使用短距离无线连接容易地彼此互连以及与非移动设备进行互连。蓝牙创建了数字无线协议以解决由于各种移动设备激增引起的终端用户问题，其中需要保持从一个设备到另一设备的数据同步和一致，由此允许来自不同厂商的设备在一起无缝工作。可根据通用命名概念来对蓝牙设备命名。例如，蓝牙设备可具有蓝牙设备名称(BDN)或与唯一蓝牙设备地址(BDA)关联的名称。蓝牙设备还可加入互联网协议(IP)网络。如果蓝牙设备在IP网络上运行，则其可配备有IP地址和IP(网络)名称。因此，配置为加入IP网络的蓝牙设备可包含例如BDN、BDA、IP地址和IP名称。术语“IP名称”指的是与接口的IP地址对应的名称。
[0013]IEEE标准——IEEE 802.11规定了用于无线LAN和设备的技术。通过使用802.11，可完成与支持多个设备的每一单个基站的无线联网。在一些示例中，设备可预先装配无线硬件，或者用户可安装包括天线的分立硬件(诸如卡)。例如，不管是不是接入点(AP)、移动台(STA)、网桥、PCMCIA卡或其它设备，802.11中使用的设备通常都包括三个显著的元素:无线电收发机、天线和控制在网络中的点之间分组流的MAC(媒体接入控制)层。
[0014]此外，可在一些无线网络中使用多接口设备(MID)。MID可包含两个或多个独立的网络接口(例如蓝牙接口和802.11接口)，从而允许MID加入两个独立的网络，并与蓝牙设备进行接口。MID可具有IP地址以及与IP地址关联的通用IP(网络)名称。
[0015]无线网络设备可包括蓝牙设备、多接口设备(MID) >802.1Ix设备(包括例如802.1la,802.1lb和802.1lg设备的ffiEE 802.11设备)、归属RF(归属射频)设备、W1-Fi (无线保真)设备、GPRS (通用分组无线服务)设备、3G蜂窝设备、2.5G蜂窝设备、GSM (全球移动通信系统)、EDGE (GSM演进的增强数据)设备、TDMA类型(时分多址)设备或包括CDMA2000的CDMA类型(码分多址)设备，但不限于此。每一网络设备可包含类型不定的地址，其包括(但不限于此)IP地址、蓝牙设备地址、蓝牙通用名称、蓝牙IP地址、蓝牙IP通用名称、802.1lIP地址、802.1lIP通用名称或IEEE MAC地址。
[0016]无线网络还可以涉及在例如移动IP(互联网协议)系统、PCS系统以及其它移动网络系统中建立的方法和协议。就移动IP而言，其涉及由互联网工程任务组(IETF)创建的通信协议。通过移动IP，移动设备用户可以在维持其初始分配的IP地址的同时移动穿过网络。移动IP增强了互联网协议(IP)，并添加了当移动设备在其的归属网络外部进行连接时，用于将互联网流量转发到所述移动设备的装置。移动IP为每一移动节点分配在归属网络上的归属地址以及标识所述设备在网络及其子网中的当前位置的转交地址(CoA)。当将设备移动到不同的网络时，所述设备接收到新的转交地址。归属网络上的移动代理可以将每一归属地址与其转交地址关联。移动节点可以通过使用例如互联网控制消息协议(ICMP)，在每当其改变其转交地址时，将绑定更新发送给归属代理。
[0017]通常，在基础IP路由选择(即外部移动IP)中，路由选择机制基于以下假设:每一网络节点总是具有到例如互联网的恒定附着点，并且每一节点的IP地址标识其所附着的网络链路。在此使用的术语“节点”包括连接点，所述连接点可以包括例如重新分布点或用于数据传输的端点，并可以识别、处理通信和/或将通信转发给其它节点。例如，互联网路由器可以查看例如标识设备的网络的IP地址前缀等。于是，在网络级，路由器可以查看例如标识特定子网的一组比特。于是，在子网级，路由器可以查看例如标识特定设备的一组比特。在典型移动IP通信的情况下，如果用户从例如互联网断开与移动设备的连接并尝试在新的子网进行重新连接，则所述设备必须被配置以新的IP地址、正确的网络掩码以及默认路由器。否则，路由选择协议不能正确地递交分组。
[0018]3.移动设备的切换
[0019]在例如具有基于IP的无线网络接口(诸如IEEE 802.11或802.16接口)的移动设备的情况下，当所述移动设备从一个网络运动到另一网络时，它需要执行漫游或切换。在现有切换方法的情况下，通常通过执行以下一系列协议层特定的切换来完成切换:
[0020]第一，切换发生在物理层。在这点上，移动设备将其无线信道转换到例如目标网络中的无线基站或无线接入点。
[0021]第二，切换发生在层2。在这点上，移动设备将其层2 (即链路层)连接转换到目标网络。如上所述，链路层或层2指的是承载用户流量的紧接在IP层之下的协议。如果目标网络需要层2鉴权，则移动设备执行与目标网络的鉴权。
[0022]第三，切换发生在IP层。在这点上，移动设备从目标网络获得本地IP地址，如果所述目标网络需要IP层鉴权则执行所述鉴权，其后，执行IP层位置更新，从而使得去往所述移动设备的IP分组可以被IP网络经由所述目标网络传送到所述移动设备。在一些示例中，支持IP层的一种方式是使用由互联网工程任务组(IETF)定义的移动IP。
[0023]第四，切换发生在应用层。移动设备执行在应用层所需的步骤，以确保其应用流量将经由所述目标网络正确地流向所述移动设备上的应用。例如，当移动设备使用用于管理其应用层信号传送的由IETF定义的会话发起协议(SIP)时，可以通过移动设备以其归属SIP服务器更新其当前位置，来实现应用层切换。如果所述目标网络需要，则移动设备可能还需要进行与目标网络的应用层鉴权。这种情况例如，移动设备正使用所访问的3GPP(第三代合作伙伴项目)无线网络中的IP多媒体子系统(MS)，其中，MS是在3GPP网络上支持对于多媒体应用的应用层信号传送和管理的基于SIP的系统。
[0024]有时，IP层切换或应用层切换就足够。也就是说，可能无需都执行IP层和应用层切换两者。当将这些现有方法用于基于IP的无线网络时，会导致明显的切换延迟。例如，在存在许多无线局域网(WLAN)的地理区域(例如城市)中、在复杂建筑或住家的内部、或在存在多个无线LAN的其它公共场所中，移动设备可以同时从多个无线网络接收较强的无线电信号。然而，所述移动设备可能没有被授权使用这些无线网络中的某些网络。
[0025]在上述现有切换方法下，移动设备将基于例如无线电信号强度来选择目标网络，并将经历上述步骤以连接目标网络，其后，发现其是否被授权使用所述网络或者所述网络是否不提供移动设备所需的容量(例如充足可用的带宽)或服务。因此，移动设备必须尝试连接到另一网络，并重复该过程，直到其最终连接到向其提供并允许其使用其所需的容量或服务的网络(或者直到其已经试尽所有可能的网络)。因此，在现有系统的情况下，切换可能花费无法忍受的较长时间，并且可能延迟诸如直播语音和/或视频应用的敏感应用。虽然已知各种系统和方法，但仍然需要用于在无线网络中执行切换的改进型系统和方法。
【发明内容】
[0026]本发明的优选实施例的广泛方面是在沿着一系列邻近网络运动的移动设备