终端和网络侧商议媒体无关切换协议支持情况的方法

摘要

本发明提供了一种终端和网络侧商议媒体无关切换协议MIH支持情况的方法，包括：移动终端MS和基站BS告知对方自身是否支持MIH功能；在确定所述MS和所述BS所在网络均支持MIH功能后，所述MS和所述BS协商双方均支持的MIH能力项参数值；当终端在切换过程中需要与所述服务网络通信时，使用协商后的MIH能力项参数值进行切换过程的通信。使用本发明，可实现切换过程中终端和网络使用均支持的MIH能力项参数通信，避免终端和网络交互信息的解析发生混乱。

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是指一种终端和网络侧商议媒体无关切换协议(MIH)支持情况的方法。

背景技术

微波接入全球互通(WiMAX，World Interoperability for MicrowaveAccess)是一项无线城域网接入技术，其最大传输速度75Mbit/秒，信号传输半径达到50公里，基本上能覆盖到城郊。由于这种远距离传输特性，WiMAX将不仅仅是解决无线接入的技术，还能作为有线网络接入(Cable、DSL)的无线扩展，方便地实现边远地区的网络连接。

WiMAX为了支持用户移动过程中的业务连续性，在IEEE 802.21标准中定义了不同类型媒体之间的切换过程。如图1示出的移动性管理协议栈，IEEE 802.21标准在终端和网络的移动性管理协议栈中引入了一个新的协议功能层—媒体无关切换(MIH，Media Independent Handover)层，以实现切换的无缝性和连续性。

MIH在切换决定中起着助手和助推器的功能。MIH提供给移动性管理协议栈上层(MIH应用层，如MIH-user)需要做切换决定和如何有效做切换决定的一些必要信息。MIH为移动性管理协议栈上层提供统一的服务接口，统一接口的业务原语独立于下面不同接入技术的特定的协议栈，也就是说屏蔽了移动性管理协议栈下层(媒体接入层，Media Access)的接入技术。

要实现移动终端在两个不同类型移动网络之间的切换，若通过802.21定义的MIH来实现的话，必须要求终端和网络侧都具备MIH功能，但在实际网络中，终端进行跨不同类型网络系统的切换时，由于网络和终端可能来自不同的厂商，可能出现服务网络系统和终端之间，以及服务网络和目标网络之间对MIH功能支持不同，以及所能够支持的MIH能力项参数可能不同。从而导致在切换过程中终端在与网络交互信息的解析时就会发生混乱，从而影响系统的互通性。

目前，MIH正处于标准的草案制定阶段，尚未提供解决该问题的技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供了一种终端和网络侧商议MIH支持情况的方法，以实现切换过程中终端和基站使用均支持的MIH能力项参数通信，避免切换交互信息的解析发生混乱。

本发明提供的终端和网络侧商议媒体无关切换协议MIH支持情况的方法包括：

A、移动终端MS和一基站BS告知对方自身是否支持MIH功能；

B、在确定所述MS和所述BS所在网络均支持MIH功能后，所述MS和所述BS协商双方均支持的MIH能力项参数值；

C、当MS在切换过程中需要与所述BS所在网络通信时，使用所述协商后的MIH能力项参数值进行切换过程中的通信。

其中，步骤A所述告知对方自身是否支持MIH功能的步骤包括：BS发送包含该BS所在网络是否支持MIH功能的广播消息；MS根据所述广播消息确定该BS所在网络是否支持MIH功能。

其中，所述广播消息为以下之一：下行链路映射消息DL_MAP、周期性广播的下行链路信道描述消息DCD、下行链路映射消息DL_MAP中周期性携带的下行链路映射信元。

其中，步骤A所述告知对方自身是否支持MIH功能的步骤包括：BS发送包括上行链路映射消息UL_MAP的广播消息；所述上行链路映射消息中包含指定特定的资源区的上行链路映射消息信元；接收到所述广播消息的MS在所述特定资源区向所述BS反馈MS是否支持MIH能力的消息。

其中，所述网络为非当前为MS提供服务的网络时，步骤B后进一步包括：MS将所述协商的MIH能力项参数值上报当前服务网络；当前服务网络根据接收的MS上报的不同的MIH能力项参数值确定该MS所能切换到的网络。

其中，所述网络为非当前为MS提供服务的网络，且所述MS与所述BS无法直接通信时，步骤B所述协商的步骤包括：MS所在当前服务网络的BS作为所述MS的代理，执行该MS与所述非当前为MS提供服务的网络BS的消息转发。

其中，所述网络为非当前为MS提供服务的网络，且MS所在当前服务网络存储了MS的MIH能力项参数值时；步骤B所述协商步骤包括：MS所在当前服务网络与所述非当前为MS提供服务的网络协商所述MS与所述非当前为MS提供服务的网络双方均支持的MIH能力项参数值；并将所述结果发送给MS。

其中，步骤B所述协商步骤包括：

BS/MS接收MS/BS发送的所支持的MIH能力项参数值；

BS/MS将获得的MS/BS所支持MIH能力项参数值与自身能够支持的MIH能力项参数值进行取交集，作为协商结果；

BS/MS将所述协商结果返回MS/BS。

其中，步骤B所述协商步骤包括：

BS/MS接收MS/BS发送的所支持的MIH能力项参数值；

BS/MS将获得的MS/BS所支持MIH能力项参数值与自身能够支持的MIH能力项参数值进行取交集，从所述交集中取出一子集作为协商结果；

BS/MS将所述协商结果返回MS/BS。

其中，所述MIH能力项参数值包括以下之一或任意组合：支持MIH功能的事件列表、支持MIH功能的命令列表、MIH消息传输方式列表。

其中，所述协商MIH能力项参数值携带在终端能力请求消息SBC-REQ中，对应的，所述协商结果携带在终端能力响应消息SBC-RSP中；或，

所述协商MIH能力项参数值携带在登记请求消息REG_REQ中，对应的，所述协商结果携带在登记响应消息REG_RSP中。

由上可以看出，本发明在终端发生切换前，终端和网络双方对各自能够支持的MIH能力进行能力商议，协商后选择两者都支持的的MIH能力项参数值、或者基于授权策略考虑从均支持的MIH能力项参数值中选取特定MIH能力项参数值作为后续的在切换过程中的基于MIH的信息交互，避免终端和网络因MIH能力不同而引起切换过程中交互信息的解析发生混乱。

附图说明

图1为移动性管理协议栈示意图；

图2为MIH功能实体示意图；

图3为本发明MIH协商的流程图；

图4为IEEE 802.16e中定义的MS的空口接入过程。

具体实施方式

本发明提供了一种基于媒体无关切换协议的终端和网络侧商议MIH支持情况的方法，以实现切换过程中终端和基站使用均支持的MIH能力项参数进行通信，避免切换过程中交互信息的解析发生混乱。本发明可以分为以下几个部分：

第一部分：移动终端MS和基站BS告知对方自身是否支持MIH功能；

第二部分：在确定所述网络对MIH功能的支持后，进入终端和基站之间协商双方均支持的MIH能力项参数值过程；

第三部分：当终端在切换过程中与该网络的基站进行通信时，双方使用均支持的MIH能力项参数值进行切换过程中的通信。

下面对本发明进行详细说明：

对于上面提到的第一部分，是终端在接入网络前，终端和基站各自MIH能力的彼此发现过程，或者说是知会彼此是否支持MIH功能(支持和不支持)的过程。

其中，可以采用IEEE 802.16x标准规定的下行链路映射消息(DL_MAP)来广播网络是否支持MIH功能，但由于DL_MAP消息广播很频繁，频繁的广播网络是否支持MIH功能信息会浪费较大的空口资源，因此还可以采用以下改进方案：

方案1：通过下行链路信道描述消息(DCD，Downlink ChannelDescription)周期性广播。在IEEE 802.16x协议里，DCD消息以一定周期广播下行信道的一些公共参数，本发明中对于是否支持MIH功能信息可以携带在DCD消息中进行广播。

方案2：DL_MAP消息可以承载用以表述特定功能的下行链路映射信元(DL_MAP_IE，DL_MAP_IE有很多种，DL_MAP_IE是DL_MAP消息中的各种不同IE的统称)。本发明可以增加一个DL_MAP_IE，携带网络是否支持MIH的信息(记录为MIH_MAP_IE)，并使该MIH_MAP_IE以一定的周期出现在DL_MAP消息中，从而，让携带网络是否支持MIH能力的信息以一定的周期广播，相对于使用DL_MAP消息广播降低了广播频率，节省空口资源。

上面提供了基站通知终端网络对MIH能力支持的方法，对于终端通知基站终端对MIH能力支持的方法，可以是通过终端对网络侧信息的反馈信息进行上报，下面列举一例：基站在广播的上行链路映射消息(UL_MAP，用于基站广播给终端以通知上行子帧的资源分配情况)里增加携带一个上行链路映射的信元(UL_MAP_IE，本发明记为MIH_MAP_IE)，该消息指定了特定的资源区(指特定的空口资源，如特定时隙)，让终端在这个资源区反馈终端是否支持MIH能力信息。根据反馈信息，基站就可以了解终端是否支持MIH功能。这是因为考虑到当网络出于资源或者QoS保证等考虑需要将某个特定终端推(push)出去，它可能在push之前会为该终端选取一个特定的周围网络让终端切换过去，通过该方式，基站就可以了解要push出去切换到特定网络的终端是否支持MIH功能。

在介绍第二部分即终端和终端之间所支持的MIH功能参数协商过程前，首先对MIH功能项参数，即所要协商的内容进行介绍。

如果对图1的协议栈以功能进行区分的话，可以给出如图2所示的功能层，图1的MIH层对应图2的MIH功能层(MIH Function)，图1的MIH层以下对应图2的事件源实体(Event Source Entities)，图1的MIH层以上对应图2的上层实体(Upper Layer Entities)。各层之间的通信遵循下列的名称定义方法：

1)从底层向上的通信原语都称之为事件(event)，即原语后面都增加一个Event后缀；从高层向下的通信原语都称之为命令(Command)，即原语后面都增加一个Command后缀；

2)底层和MIH功能实体之间的通信原语称之为“链路”级的，即原语前面都增加Link前缀；MIH功能实体和高层协议实体(如MIH user)之间的通信原语称之为“MIH”级，即原语前面都增加MIH前缀。

从图2来看，若支持MIH功能，则必须支持链路级的事件和命令以及MIH级的事件和命令。而支持MIH功能的事件和命令有很多种，各个事件和命令可能单独存在或者同时存在。下面对涉及MIH功能的参数描述如下：

支持MIH功能的事件列表：MIH事件服务可以分为下面5种类型：

类型1、底层状态改变事件：这些事件与MAC和PHY状态改变相关，比如：Link Up和Link Down事件：

类型2、链路参数事件：比如链路的行为指标超过了给定的阈值；

类型3、预测性事件：基于过去和当前情况，可能发生状态属性变化的事件，预测事件可以携带时间范围和可信度的信息：

类型4、链路同步事件：提供与MAC和PHY状态改变事件无关的其它有助于上层进行移动性管理决策的链路层活动信息给上层：

类型5、链路传输事件：此类消息指示链路层上高层PDU的传输状态。

当前协议中所有的MIH事件都可以归类到上面这5种中，事件根据层次不同，分为下面表1-1示出的链路级事件和表1-2示出的MIH级事件(由于下述各个表所列内容为现有协议规定内容，非本发明重点，并且本发明不对具体消息进行描述，故未对下述各个表内的消息进行翻译)。

  NO.  链路事件类型  Link Event Type  链路事件名称  Link Event Name  描述  Description  1  State Change  Link Up  L2 connection is established and link  is available for use  2  State Change  Link Down  L2 connection is broken and link is  not  available for use  3  Predictive  Link Going Down  Link conditions are degrading&  connection  loss is imminent  4  State Change  Link Detected  New link has been detected  5  Link Parameters  Link Parameters  Change  Link parameters have crossed  specified  threshold  6  Administrative  Link Event  Rollback  Previous link event needs to be  rolled  back  7  Link  Transmission  Link SDU  Transmit Status  Indicate transmission status of all  PDU  segments  8  Link  Synchronous  Link Handover  Imminent  L2 handover is imminent based on  changes in link conditions  9  Link  Synchronous  Link Handover  Complete  L2 link handover to a new PoA has been  completed

                                  表1-1

  NO.  MIH事件类型  MIH Event Type  MIH事件名称  MIH Event Name  描述  Description  1  State Change  MIH Link Up  L2 connection is established and  link is available for use

  2  State Change  MIH Link Down  L2 connection is broken and link is  not  available for use  3  Predictive  MIH Link Going  Down  Link conditions are degrading&  connection loss is imminent  4  State Change  MIH Link  Detected  New link has been detected  5  Link Parameters  MIH Link  Parameters  Change  Link parameters have crossed  specified  threshold  6  Administrative  MIH Link Event  Rollback  Previous link event needs to be  rolled  back  7  Link  Transmission  MIH Link SDU  Transmit Status  Indicate transmission status of all  PDU  segments  8  Link  Synchronous  MIH Link  Handover  Imminent  L2 handover is imminent based on  changes in link conditions  9  Link  Synchronous  MIH Link  Handover  Complete  L2 link handover to a new PoA has been  completed

                                             表1-2

支持MIH功能的命令列表，包括下面表2-1示出的链路级的命令列表、表2-2示出的MIH级的命令列表：

  NO.  链路命令  Link Command  注释  Comments  1  Link Configure  Thresholds  Configure the thresholds for various link layer events  such as Link Going Down

                                   表2-1

  NO.  MIH命令  MIH Command  注释  Comments  1  MIH Get Status  Get the tatus of links  2  MIH Switch  Switch the links as specified  3  MIH Configure  Configure a link  4  MIH Configure  Configures thresholds for link events  Link  Thresholds  5  MIH Scan  Scan a link  6  MIH Handover  Initiate  Network initiates handoverand sends a list of  suggested networks and associated Points of  Attachment  7  MIH Handover  Prepare  This command is sent by current MIHF entity  to target MIHF entity to allow for resource  query and handover preparation.  8  MIH Handover  Commit  In this case the client commits to do the handover  and sends it’s choice of selected network  and associated PoA.  9  MIH Handover  Complete  Notification from new serving MIHF to previous  serving MIHF indicating handover completion，  and any pending packets may now be  forwarded to the new MIHF.  10  MIH Network  Address  Information  Sent from current serving MIHF entity to target  MIHF entity to obtain reconfigured network  address on target network for the client.

                                     表2-2

支持MIH消息传输方式的列表，包括下面表3示出的传输方式列表：

  NO.  注释  1  支持在层2上传递MIH消息  2  支持在层3或者更高层上传递MIH消息

                     表3

上述列表列出来所有的信息，当发送的信息不包含某项内容，则表示不支持该项，例如表3中不包括第二条时，表示仅支持在层2上传递MIH消息，当包括第一条和第二条时，表示即支持在层2上传递MIH消息又支持在层3或者更高层上传递MIH消息。

当终端和网络知会彼此支持MIH功能后，双方进行MIH能力项参数值的协商过程，包括：BS/MS接收MS/BS发送的所支持的MIH能力参数项，从而获得MS/BS所支持的MIH能力参数项后，与自身能够支持的MIH能力参数项进行比较，得出协商后的结果，并将结果返回给MS/BS，完成协商过程以用于发生切换过程时，使用协商后的MIH进行通信。

下面参见图3，以BS侧进行确定双方均支持的MIH能力项为例，对本发明所述MIH能力项参数值协商过程进行详细说明：

步骤301：在由MS发送给BS消息中携带自己能够支持的MIH能力项参数值，包括MS的支持MIH功能的事件列表、支持MIH功能的命令列表和MIH消息传输方式列表。

不难理解，也可以是在MS收到BS下发的要求上报能够支持的MIH能力项参数值的查询命令时，再向BS上报其所支持的MIH能力项参数值，也可以是MS主动发送的。

步骤302：BS根据网络侧预先配置的该网络所能支持的MIH能力项参数(包括BS所在网络支持的MIH功能的事件列表，支持MIH功能的命令列表和MIH消息传输方式列表)，以及接收到的消息里携带的终端能够支持的MIH能力项参数值进行比较，协商确定双方交互均支持使用的MIH能力项参数值。

其中，一个基本的协商方法是取交集，也就是将终端支持的MIH能力项参数和BS所在网络支持的MIH能力项参数进行交集运算，结果就是协商后的事件列表。当然也可以根据某策略取出这个交集中的一个子集作为最后的结果。这个协商结果中应该包含双方均支持使用的MIH事件或/和者命令，以及传输模式。

特殊的，对于网络侧预先配置为支持所有MIH能力项参数时，BS接收的MS携带的终端所能支持MIH功能参数值，作为最终双方均支持的MIH能力项参数值。BS可能将最终协商结果存储在自身或者网络侧的其它实体中。

步骤303，BS将协商后的结果(包括双方所支持的MIH能力项参数值)发送给所述MS，MS需要存储最终的协商结果。

步骤304：之后，BS和MS之间通过协商好的双方均支持的MIH能力项参数值进行后续的交互过程。例如，MS需要从该BS连接到网络发起切换时，或者MS要切换到该BS连接到网络时，则以所协商好的MIH能力项参数与该BS进行切换过程中的通信。

特别地，在WiMAX网络中可以通过REG_REQ/RSP消息(或者SBC-REQ)/(或对应上面使用时SBC-REQ为SBC-RSP)消息完成这个过程。如图4示出了IEEE 802.16e中定义了空中接口规范，定义了MS的空口接入过程，包括：

第一步骤：扫描下行信道、建立MS与BS之间的同步；

第二步骤：获取MS的上行发送参数；

第三步骤：执行测距、调整功率和时延参数；

第四步骤：协商基本能力，包括MS与BS支持的IP协议版本的协商和确定；

第五步骤：对MS的鉴权、授权，MS IP地址分配/获取，IP连接的承载建立。

本发明利用这个过程实现支持MIH能力参数的协商时，以上提到的终端和网络侧进行MIH支持能力的协商可以发生在上面提到的第四步或者第五步过程中，实现方式即在IEEE 802.16x定义的空口管理消息SBC-REQ/RSP(终端能力请求/响应)或者REG_REQ/RSP(登记请求/响应)消息中增加携带MIH能力参数的协商信息。

以上描述的是MS与所服务的BS之间的MIH能力协商过程。MS和相邻服务网络的BS进行MIH能力协商(协商过程与上相同)后，在获得相邻网络的MIH能力协商结果后，可以上报给当前服务网络BS，以用于切换的决策和进行过程中。例如，当MS和相邻网络进行了MIH协商之后，在进行切换选择目标网络的时候，可以选择那些支持终端所允许的MIH能力的网络，从而在向服务网络上报目标网络列表的时候，可以缩小目标网络的范围，减少当前网络和目标网络之间的通讯和资源开销。

当MS与相邻网络BS不能直接进行MIH能力协商时，其当前服务网络BS作为终端的代理，和相邻网络BS进行关于该终端的MIH能力协商，可以认为当前网络BS执行MS与相邻网络BS的命令转发，执行步骤与上类似。

如果MS当前的服务网络的BS已经存储了之前MS在该网络注册阶段获得的MS的MIH能力支持项；则该BS可以利用这些信息通过骨干网通知相邻网络BS，由相邻网络BS根据这些信息对该终端进行MIH的支持能力协商过程，并将结果直接通过空口或者通过当前服务网络的BS转发给终端。也可以等到终端与相邻目标网络进行交互的时候，目标网络再告知所述协商结果给终端(因为目标网络通过这里的方案已经提前获知了终端MIH支持能力项)。不难理解，告知过程可以是终端主动请求方式也可以是网络主动发送方式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。