用于建立在发送器节点和接收器节点的代理之间的直接路由的方法、设备和系统

摘要

在有关通信系统(100)的本技术中，检测链接到接收器节点(112)的转发代理(114)的地址，以提供发现地址。然后，发现地址被用于为在发送器节点(104)与接收器节点之间的后续通信建立与接收器节点的转发代理的直接路由。

说明书

相关申请

本申请涉及于与其同日提交的以下专利申请(其中，这些专利申 请的内容通过该引用被包括在这里)：

Method and apparatus to facilitate communications using surrogate and care-of intemet protocol addresses(代理人卷号CE14029R)；

Address resolution protocol-based wireless access point method and apparatus(代理人卷号CE14078R)；

Method and apparatus to facilitate mobile station communications using internet protocol-based communications(代理人卷号CE14115R)；

System and method for providing a distributed virtual mobility agent (代理人卷号CE14028R)；

System and method for paging and location update in a network(代 理人卷号CE14114R)；

Method，apparatus，and system for establishing a direct route between agents of a sender node and a receiver node(代理人卷号 CE14008R)。

技术领域

本发明大体涉及用于建立在发送器节点和接收器节点的代理之间 的直接路由的方法。

背景技术

在通常的蜂窝通信系统中，通过多个代理来路由在两个移动节点 之间的通信。每个移动节点典型地被连接到转发代理。举例来说，移 动节点1(“MN1”)典型地使用转发代理1(“FA1”)以使得数据 从所述移动节点1的归属代理(“HA1”)转发到所述移动节点1。类 似地，移动节点2(“MN2”)典型地使用另一转发代理2(“FA2”) 以使得数据从其归属代理2(“HA2”)转发到所述移动节点2。因此， 如果移动节点1或转发代理1仅仅知道移动节点2的归属地址，则数 据需要通过移动节点2的归属代理2。特别地，当移动节点1要与移动 节点2通信时，来自移动节点1的数据被转发到转发代理1，然后到归 属代理2，然后到转发代理2，以及最终到移动节点2(也就是MN1 到FA1到HA2到FA2到MN2)。可选择地，使用用于由移动节点1 发送的数据的反向隧道，创建从移动节点1到转发代理1到归属代理1 到归属代理2到转发代理2和移动节点2(也就是MN1到FA1到HA1 到HA2到FA2到MN2)的路由。因为不必要地浪费网络资源并且产 生较长的端到端延迟，所以在移动节点1和移动节点2之间的多个转 发事件是分组的低效率路由。

附图说明

通过提供在以下的详细描述中示出的直接路由技术，尤其当结合 附图来学习时，至少部分地满足以上的需求，其中：

图1包括适于本发明多个实施例的无线通信系统；

图2包括根据本发明多个实施例的移动代理的概图；

图3包括根据本发明多个实施例的在发送器节点和接收器节点之 间的示例性呼叫流程图；

图4包括根据本发明多个实施例的建立过程的流程图；

图5包括根据本发明一个实施例的建立过程的流程图；

图6包括根据本发明一个实施例的终止过程的流程图。

本领域技术人员将知道，附图中的元件为了简单和清楚而图例性 地示出，而不一定按照比例绘制。例如，在附图中的一些元件的尺寸 可以相对于其他元件扩大，以帮助理解本发明的多个实施例。并且， 在商业可行实施例中有用或必需的常见和众所周知的元件经常不示 出，以便较少妨碍地观察本发明的这多个实施例。

具体实施方式

大体说来，根据这多个实施例，检测链接到接收器节点的转发代 理的地址以提供发现地址，该发现地址被用于建立与该接收器节点的 转发代理的直接路由，用以进行发送器节点和接收器节点之间的随后 通信。根据一个实施例，基于预定条件做出是否应该终止与转发代理 的通信的决定，以及如果是，则由此终止与转发代理的直接路由，该 终止调用终止通知的交换，用于提供直接路由终止的通知。在实施例 中，预定条件可以是发送器节点或接收器节点的断开。

根据实施例，所述发现地址是因特网协议地址。根据实施例，将 具有路由跟踪选项的发现分组发送到接收器节点，以检测所述发现地 址。特别地，识别所述发现分组的路由的地址被添加到路由跟踪选项。 在一个实施例中，该发现分组是具有因特网协议记录路由选项的因特 网控制消息协议(“ICMP“)Echo分组，其使用所述发送器节点的地 址作为源地址并且使用所述接收器节点的地址作为目标地址。跟随该 ICMP Echo分组，从ICMP Echo应答分组检测转发代理的因特网协议 地址，该ICMP Echo应答分组具有由因特网协议记录路由选项跟踪的 多个地址。此外，根据实施例并且在使用发现地址建立与转发代理的 直接路由之前，首先发送通知消息到转发代理以指示直接路由的使用， 接着决定是否已经从该转发代理直接地接收到响应。如果接收到响应， 则建立与转发代理的直接路由。

根据多个实施例，还提供一种设备，该设备设有地址检测电路以 检测所述发现地址，并且设有通信代理电路以建立与所述转发代理的 直接路由。在一个实施例中，所述地址检测电路将具有所述路由跟踪 选项的所述发现分组发送到所述接收器节点。在利用所述ICMP Echo 分组的实施例中，所述地址检测电路进一步从ICMP Echo应答分组中 检测所述转发代理的因特网协议地址。另一方面，所述通信代理电路 负责基于预定条件决定是否应该终止所述直接路由，并且如果决定应 该终止的话则终止所述直接路由，其可能引起终止通知的交换用于提 供所述直接路由的终止的通知。根据一个实施例，所述通信代理电路 还确认所述转发代理实际上是否能够在所述直接路由上通信。特别地， 在一个实施例中，所述通信代理电路发送确认请求到所述转发代理， 其中，利用来自所述转发代理的对于所述确认请求的回答，建立所述 转发代理能够在所述直接路由上通信的确认。

根据多个实施例，提供了一个系统，该系统包括多个能够进行无 线通信的节点。进一步包括第一移动代理，该第一移动代理链接到请 求与接收器节点通信的多个节点中的发送器节点，其中，该移动代理 为所述发送器节点路由数据分组。链接到所述接收器节点的第二移动 代理也为所述接收器节点路由数据分组。所述第一移动代理检测第二 移动代理的地址以提供发现地址，并使用该发现地址建立与第二移动 代理的直接路由，以进行在所述发送器节点与接收器节点之间的后续 通信。

通过这些指导，提供了一种技术以建立与充分直接地连接到发送 器节点和接收器节点的代理的直接路由，以进行在这两个节点之间的 通信。作为结果，因为在通信路由上需要较少的转发，所以提供了在 发送器节点和接收器节点之间的优化了的路由。特别地，从路由中摘 除(drop)了所述节点的归属代理。由该较短路由的使用，将使用更少 的网络资源，由此创建更有效率的系统。此外，在所述发送器节点和 接收器节点之间还发生更少的端到端延迟。

因为在充分直接地连接到所述移动节点的代理处、而不是在归属 代理处优化路由，所以现在保持跟踪多个移动到移动的连接更加容易， 导致了效率更高的负载分布。此外，所提供的多个实施例可以被容易 地实现到现有的系统中而无需改变所述归属代理和移动节点。因此， 多个实施例的集成可以被无缝地实现到现有系统中，而同时提供成本 较低的解决方案。此外，所述指导甚至在如下情况下也是起作用的： 直接连接到发送器或接收器节点的代理自主地管理到移动节点的归属 代理的路径的建立和更新，而不需要来自移动节点的任何明确请求(诸 如移动因特网协议注册请求)。实际上，甚至当所述移动节点不支持 移动因特网协议时也可以使用所提供的多种指导。

现在参考附图，具体地参考图1，为了提供说明性但是非穷举的 例子以便利描述，使用无线通信系统的特定操作范例被示出并通常表 示为100。然而，本领域技术人员将知道，该说明性例子的细节不是对 于本发明自身的限制，并且这里阐明的指导适用于多种可选择设置。 例如，因为所述的指导是不依赖于平台的，它们可以被应用于多种系 统，诸如(但是不限制于)：码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA) 系统、全球移动电信系统(“UMTS”)、通用分组无线业务(“GPRS”) 系统、基于因特网协议(“IP”)的系统以及非蜂窝网络系统。列举的 这些系统的每一个可以包括任何子系统。例如，基于IP的系统可以包 括(但是不局限于)：基于IP版本4(“IPv4”)或IP版本6(“IPv6”) 的通信系统。由此，任何包括代理的用于与移动节点通信的特征的通 信网络是预期到的并且处于本发明的范围内。

现在参考图1所示的示例性无线通信系统100，移动代理(“MA”) 102经由接入点基站1 106充分直接地连接到发送器节点(“SN”)104。 如典型所做的，移动代理102经由IP网络110被连接到发送器节点104 的归属代理1(“HA1”)108。在所示的系统中，所述发送器节点104 正尝试与接收器节点112通信，该接收器节点112经由接入点基站2 116 也充分直接地连接到转发代理114。所述转发代理114则经由所述IP 网络110连接到所述接收器节点112的归属代理2(“HA2”)118。

根据提供的多种指导，在所述发送器节点104与所述接收器节点 112之间的通信是通过经由所述IP网络110在移动代理102和所述转 发代理114之间的直接路由而实现的。因此，从所述路由中删除到所 述HA1 108和HA2 118的路由，除了来自移动代理102的第一数据分 组以检测所述转发代理114的地址用于建立所述直接路由。该优化的 直接路由将提供网络资源的更有效率的使用，以及减少在发送器节点 104与接收器节点112之间的端到端延迟的。为了澄清，这里所述移动 代理102被表示为利用提供的多种实施例的指导的一些或全部而执行 的代理。

然而，注意，虽然优选，但不是必需让接收器节点112连接到移 动代理。因为可以容易地将多种指导集成到现有通信系统中，所以所 述转发代理114可以是可以或不可以在经由所述IP网络的直接路由上 通信的系统上的任何类型的代理。因此，所述转发代理114可以是具 有或不具有基于IP的容量的移动代理和/或现有外部代理。为了强调这 点，这里使用所述转发代理表示链接到所述接收器节点的任何类型的 代理，其包括移动代理、外部代理、现有代理等。

如所示，可以通过多种指导提供所述的系统100的许多不同实现， 并且使用所述系统的所有或部分的任何部件的其它实现，虽然没有具 体示出，也是预期到的并由此处于本发明范围内。此外，因为当前的 手机具有很多与计算机装置相似的功能，个别术语“移动节点”、“发 送器节点”或“接收器节点”将被用来描述可以与其他多个网络(诸 如因特网)一起工作的多种装置。特别地，移动节点、发送器节点、 和/或接收器节点将被用来表示任何移动装置，其包括(但是不局限于) 台式计算机、膝上型计算机、个人数字助理、和/或使用诸如蜂窝网络 的专用网络来接入到其他网络的手机。

参考图2，根据本发明多个实施例的移动代理被示出并且通常表 示为200。这多种指导预期调整通信系统中的任何部件以完全或部分地 实现所述的多个实施例。结果，当前的移动代理被出作为可用的很多 配置和电路拓扑之一，并且这多个可选择实施例(虽然未示出)可以 容易地被本领域技术人员理解。由此，它们在所述多种指导的范围内 被描述。此外，所显示的移动代理200是移动节点的代理的电路拓扑 的部分视图。这样，应知道，所述多种指导可以包括本领域技术人员 公知的但是可能未示出的其他电路部件。此外，电路表示可以实现为 硬件、固件和/或软件的任何类型的可执行指令，其都在所述多种指导 的范围内。

在所显示的示例性移动代理200中，所述发送器节点104被链接 到该移动代理，并且地址检测电路202被包括以检测链接到所述接收 器节点112的所述转发代理114的地址，从而提供发现地址。然后， 使用通信代理电路204来使用发现地址建立与所述转发代理114的直 接路由，用于在所述发送器节点104和接收器节点之间的后续通信。 根据实施例，在建立所述直接路由之前，所述通信代理电路204确认 所述转发代理能够在所述直接路由上通信。特别地，在一个实施例中， 所述通信代理电路204发送确认请求到所述转发代理，其中，所述转 发代理响应该确认请求，其可以是对于确认消息的响应或所述给接收 器节点的数据，则确认建立。根据一个实施例，所述通信代理电路204 还基于可能由于所述发送器节点或所述接收器节点的任一的断开而激 发的特定条件来决定是否应该终止所述直接路由。如果应该终止所述 直接路由，由此则所述通信代理电路204终止所述直接路由，其可能 包括终止通知的交换以通知所述直接路由的终止。

根据一个实施例，所述地址检测电路202发送具有路由跟踪选项 的发现分组到所述接收器节点。特别地，在一个实施例中，该发现分 组是因特网控制消息协议(“ICMP”)Echo分组，其具有因特网协 议(“IP”)记录路由选项，该IP记录路由选项使用所述发送器节点 的地址作为源地址，并且使用所述接收器节点的地址作为目标地址。 在这种情况下，所述地址检测电路从ICMP Echo应答分组检测所述转 发代理的IP地址的所述因特网协议地址，该ICMP Echo应答分组具有 多个被因特网协议记录路由选项跟踪的地址。如典型所做的，从所述 移动代理200到其他节点的通信经由收发器电路206来实现，该收发 器电路206还包括发送器电路208和接收器电路210用于发送和接收 可能被存储在存储器电路212中的数据。所述存储器电路212包括临 时存储器电路214和长期存储器电路216。

转到图3，根据本发明多个实施例的在发送器节点和接收器节点 之间的示例性呼叫流程图被示出，并通常被表示为300。所述呼叫流程 图示出在所述发送器节点104和所述接收器节点112之间的呼叫流， 但是多种指导并不局限于该所示的示例性呼叫流程图。所述发送器节 点104的移动代理102可以被很多行为调用，而不仅仅必需由所述发 送器节点的用户请求发送数据到所述接收器节点的行为调用。例如， 所述移动代理102可以被来自系统100中所示的任何部件的其他逻辑 流和/或过程触发。

在所示的该特定呼叫流300中，所述发送器节点104正在发送302 数据到所述接收器节点112。为了与所述接收器节点112通信，所述发 送器节点104特别地发送数据302到移动代理102用于转发。在尝试 发现到所述接收器节点的直接路由时，所述移动代理102发送304具 有所述接收器节点的目标地址的发现分组。在该特定呼叫流中，为了 跟踪306归属代理1的地址，所述发现分组被发送到所述归属代理1108 (使用例如反向隧道)。所述归属代理1108然后将其自己的地址添加 到所述发现分组中，并转发308该发现分组到归属代理2118。类似地， 所述归属代理2118做了相同的事情，将其地址添加到所述发现分组并 转发310该分组到链接到所述接收器节点112的所述转发代理114。利 用该对于发现分组的添加，所述归属代理2的地址被跟踪312。

所述转发代理114，响应于来自所述归属代理2118的所述发现分 组，类似地将其自身的地址添加到所述发现分组并转发314该分组到 所述接收器节点。再次，所述转发代理的地址的添加导致所述转发代 理的地址被所述移动代理102跟踪316。响应于所述发现分组，所述接 收器节点发送318具有所述接收器节点的地址的发现应答分组。该发 现分组可以被用于记录所述接收器节点地址的添加，其生成所述发现 应答分组。换句话说，所述发现应答分组除了现在已经添加了所述接 收器节点的地址之外可以与所述发现分组相同。一旦接收到所述发现 应答分组，所述转发代理再次添加其自身的地址以指示路由，并将其 转发320到所述归属代理2 118，该归属代理2 118接着完成相同的事 情并转发322该发现应答分组到所述归属代理1 108。类似地，响应于 所述发现应答分组，所述归属代理1 108添加其自身的地址并转发324 该分组到所述移动代理102。

因为所述路由上的每个地址都被添加到所述分组中，所以在所述 发送器节点102与所述接收器节点112之间的通信的路由被跟踪。换 句话说，所述移动代理102可以从所述发现应答分组中获得所述转发 代理的地址。根据一个实施例，所述移动代理提取在所述接收器节点 的地址之前和之后的地址，其指示该地址最可能是充分直接地链接到 所述接收器节点的转发代理。一旦获得所述转发代理的该地址，所述 移动代理直接地发送326使用所述直接路由的通知消息到所述转发代 理，以确认所述转发代理能够在所述直接路由上通信。并且，如果所 述转发代理实际上可以在所述直接路由上通信，从所述转发代理发送 328响应作为确认。该确认建立330在所述转发代理与所述移动代理之 间的所述直接路由被用于在所述发送器节点和接收器节点之间的后续 通信以交换数据。

现在转到图4，根据多个实施例的建立过程的流程图被示出并且 通常用400表示。虽然示出的过程优选在所述移动代理102处执行， 但是根据所述系统的配置，可以具有示出的每个过程的其他执行，这 些其他执行更好地适用于该通信系统中的其他部件。由此，这些所示 的过程可以完全地或部分地在所述系统内的任何部件处执行。此外， 本领域技术人员容易知道，所示过程的任何一个可以以多种方式改变 以获得所述多种指导的相同功能和结果。结果，这些过程表示可能未 具体示出的多个变体实施例的一个示例性实施例。由此，所示的过程 的目的是得到系统，并且它们的每一个可以被稍微改变以适应所述通 信系统中的任何部件。然而，这些其他实施例处于所述多种指导的范 围内。

该特定的建立过程通过所述发送器节点发送数据到所述接收器节 点来启动402。虽然如所示，所述发送器节点起动所述过程，但是预期 到其他的激发行为。例如，执行可以被配置为包括在系统100中所示 的部件的任何一个的任何适合逻辑或行为。建立过程的触发行为的特 异性将取决于系统的配置，这是本领域技术人员容易理解的。

在起动后，所述建立过程发送404发现分组，用于检测所述接收 器节点的转发代理的地址以提供发现地址。接着，决定406实际上是 否已经接收到该转发代理的这样一个发现地址，以及如果没有接收到， 则所述过程保持对所述转发代理的所述发现地址的接收检查。另一方 面，如果已经接收到所述转发代理的发现地址，使用所述直接路由的 通知消息被发送408到使用所述发现地址的所述转发代理。所述通知 消息的目的是让所述移动代理确认所述转发代理实际上可以在所述直 接路由上通信。然而，预期所述确认的其他实施例，并且由此它们在 提供的多种指导的范围内。对于该特定的实施例，接着决定410是否 已经接收到来自所述转发代理的响应，以及如果没有接收到，则过程 在该点结束412。否则，该响应可以是特别地确认所述直接路由的使用 的响应和/或该响应可以包括给所述接收器节点的数据，作为所述转发 代理正在所述直接路由上通信的指示。一旦接收到来自所述转发代理 的响应，该响应指示确认所述转发代理在所述直接路由上通信的能力， 则由此所述过程建立414与所述转发代理的直接路由。由此，经由该 直接路由交换416在所述发送器节点和所述接收器节点之间的任何后 续数据通信。所述过程412在该点处结束。

现在转到图5，根据一个实施例的建立过程的流程图被示出并通 常由500表示。如所示，该过程通过所述发送器节点发送数据到接收 器节点开始。在该实施例中，具有所述IP记录路由选项的ICMP Echo 分组被用作所述发现分组，该发现分组被发送504到所述转发代理。 特别地，在该实施例中，所述ICMP Echo分组使用所述发送器节点的 地址作为源地址，并且使用所述接收器节点的地址作为目标地址。然 后，该过程确定506接收器节点是否响应以ICMP Echo应答分组，该 ICMP Echo应答分组包含在路由期间添加的多个地址。如果没有响应 以ICMP Echo应答分组，则过程在该点处结束508。然而，如果接收 到ICMP Echo应答分组，则过程使用所述ICMP Echo应答分组来检测 510链接到所述接收器节点的所述转发代理的地址，特别地提供所述转 发代理的发现地址。

然后，使用所述转发代理的发现地址，将所述直接路由的使用的 通知消息直接地发送512到所述转发代理。所述过程然后确定514是 否已经从所述接收器节点的转发代理接收到所述确认消息的一个应 答，如果没有接收到应答，则所述过程在该点处结束508。否则，一旦 已经从所述转发代理接收到指示可以使用所述直接路由的应答，则所 述过程因此建立516与所述接收器节点的转发代理的所述直接路由。 使用所述被建立的直接路由，适当地交换518在所述发送器节点与接 收器节点之间的数据，并且建立过程到达508结束。

现在参考图6，根据一个实施例的终止过程的流程图被示出并通 常用600表示。一旦已经建立用于所述发送器节点和接收器节点的所 述直接路由，并且数据通信正在该直接路由上交换，则可以由无论来 自所述节点的请求和/或由所述网络的断开来调用终止。因此，所述终 止过程600被包括以跟踪这些可能影响所述直接路由的改变。在该实 施例中，所述终止过程600通过在所述直接路由上的通信期间内发生 的改变起动602。接着确定604，是否应该基于该改变来终止所述直接 路由，以及如果不应该终止所述直接路由，则所述终止过程600在该 点处结束606。

另一方面，如果该改变的确需要终止所述直接路由，则交换608 终止通知以提供所述直接路由的终止的通知。特别地，在一个实施例 中，包括所述发送器或接收器节点的断开的一组预定条件导致要终止 所述直接路由。在这种情况下，如果所述接收器节点断开，则所述转 发代理发送所述终止通知到所述移动代理，但是如果所述发送器节点 断开，则所述移动代理发送所述终止通知到所述转发代理。结果，呈 现终止通知的交换，其是可选特征。一旦已经建立对于终止所述直接 路由的需要，则由此所述直接路由终止610并且所述过程完成606。

利用所示的这多种指导，提供一种建立与充分直接地链接到所述 交换通信的节点的代理的直接路由的通信技术。结果，使用在所述节 点之间的较短路由，导致了所述系统中的更优化的通信路由。特别地， 因为从路由摘除了所述节点的归属代理，所以需要较少的转发来在所 述节点之间交换数据。由此，使用较少的网络资源来创建效率更高的 系统，同时提供在所述节点之间的较短的端到端延迟。

此外，因为是在充分直接地链接到所述移动节点的所述代理处、 而不是其归属代理处优化路由，所以现在保持对于多个移动到移动链 接的跟踪比以前更容易。因此，其中提供了更有效率的负载分布。此 外，所提供的多个实施例可以被容易地在现有系统中实现而不需要改 变所述归属代理和移动节点。因此，可以以最小的成本将提出的多种 指导无缝地集成到现有系统中。此外，即使无论直接连接到所述发送 器或接收器节点的代理自主地管理到所述移动节点的归属代理的路径 的建立和更新，而不需要来自所述移动节点的任何明确请求(诸如移 动因特网协议注册请求)，所述多个实施例也是起作用的。实际上， 即使当所述移动节点不支持移动因特网协议时也可以使用提供的多种 指导。

本领域技术人员将意识到，可以在不偏离本发明的精神和范围的 条件下做出关于上述实施例的广泛多种修改、改变和组合，并且这些 修改、改变和组合被视为在本发明概念的范围内。