一种基于路由状态的WiMAX网络切换方法技术

本发明专利技术公开一种基于路由状态的WiMAX网络切换方案，包括如下步骤：ASN-GW检测数据链路相关信息，判断其是否满足切换触发条件，若满足则通知切换执行点BS触发网络切换；MS根据扫描参数对邻居BS列表中的BS进行扫描，并将符合指标阈值要求的邻近基站的相关测量值发送至执行点BS，组成候选基站集合；执行点BS对候选BS进行路由状态预判断后，使用目标基站选择算法对各候选BS打分排序，并给MS发送一个推荐切换基站列表，若候选BS优于当前服务BS，则MS切入目标基站中，建立新的连接，数据包续传。与现有技术相比，本发明专利技术能提高移动终端在网络中的切换性能，通过切换主动促成通信过程的本地路由化，从而提高整个网络的传输效率，有效节省网络资源。

【技术实现步骤摘要】
一种基于路由状态的WiMAX网络切换方法
本专利技术涉及宽带无线网络
，具体是一种基于路由状态的WiMAX网络切换方法。
技术介绍
WiMAX网络的出现不仅满足了无线宽带接入的发展需要，也很好的解决了“最后一公里”接入问题。然而移动用户的增多，多媒体业务应用的日益普及都对WiMAX网络性能提出挑战。如何设计合理的切换方案，在用户通信过程中提高数据传输速率和链路资源利用率是值得研究的课题。⑴常见的小区切换方案研究没有考虑业务类型的影响，但事实上不同类型的业务对切换触发的条件是不一样的。譬如，移动用户使用语音业务时，实时性要求较高，一般以接收信号强度为切换触发条件，尽量减少切换次数，以防出现掉话现象影响用户通信质量；而使用数据业务时，系统容量要求较高，一般以小区当前流量等作为切换触发条件，引导用户及时并智能的进行切换，实现小区间负载均衡。针对这点不足，本文在设计WiMAX切换方案时，将业务类型作为重要的切换触发策略之一，做到不同业务不同切换方案。⑵常见的小区切换方案研究没有基于本地路由技术。在基于常规路由的WiMAX网络中，用户通信路径是固定的，如图1所示，数据报文发出后，经过主叫用户服务基站、服务网关、锚定网关，到达CSN后将又被送回到锚定网关，服务网关，被叫用户服务基站，最终被被叫用户接收。而在基于本地路由的WiMAX网络中，移动用户通信路由路径可分为了四种：BS本地路由、服务ASN-GW本地路由、锚定ASN-GW本地路由和常规路由，如通信双方处于同一BS下，即可建立基于BS的本地路由路径，这样不仅节省了网络资源，还大大提高了数据传输速率。本地路由技术导致路由状态的不同，对数据传输速率和链路资源利用率也有很大的影响。本文在设计WiMAX切换方案时，将路由状态值作为重要的切换触发策略之一，引导用户选择建立更短的数据传输链路，有效的节省链路资源。
技术实现思路
本专利技术针对现有切换方案中存在的不足和各点的解决方案，提供了一种基于路由状态的WiMAX网络切换方案，以本专利技术提出的触发条件来触发切换，并将路由状态值(I)作为目标策略函数的属性因子之一，提高整个网络的传输效率，节省网络资源。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：本专利技术基于本地路由技术，通过引入业务类型、路由状态值作为重要的切换触发值，将路由状态值、信号质量（载波干扰噪声比CINR）测量值和基站有效空闲容量的估计值作为目标基站选择算法的考虑因素，提出一种路由优化的切换方法，所述方法包括如下步骤：步骤1）：服务接入网关（ASN-GW）检测本地通信路由记录表中某条数据链路（LRIDi）的相关信息，查看业务流（SFID）和路由状态值（I），若符合切换触发条件则执行步骤2），否则继续检测LRIDi+1；步骤2）：ASN-GW检测用户相关数据表格（context表格）以获得数据链路LRIDi的相关信息，并向切换执行点BS（主叫MS的当前服务BS）发送切换触发消息；切换执行点BS接收切换触发消息后反馈响应消息；步骤3）：切换执行点BS主动向MS发送MOB_SCNRSP消息，触发切换，该消息中包含扫描参数；步骤4）：MS根据扫描参数扫描邻近BS列表中的基站，并将符合指标阈值要求的邻近基站的相关测量值发送至切换执行点BS；步骤5）：切换执行点BS与候选基站集合中的候选BS交互信息，进行路由状态预判断；步骤6）：切换执行点BS使用目标基站选择算法对各候选BS评分排序，并给MS发送推荐切换基站列表（列表中候选BS按优劣排序，优者在前）；步骤7）：MS确定切换目标基站，若存在候选BS优于当前服务BS，则到步骤9），若当前服务BS最佳，则取消切换操作；步骤8）：切换执行点BS通知目标基站，MS即切换进来。在切换执行点BS和MS事先商量好的L帧后，释放上下行连接；步骤9）：MS给目标BS发送测距消息，重新入网，建立数据连接，数据包续传；上述步骤1）中，所述切换触发条件是指同时满足以下两个条件：SFIDi≠0（1）Ii≠0且Ii≠3（2）业务流SFID值定义如下：会话业务，定义SFID值为00，后台型业务，定义SFID值为01，流媒体业务，定义SFID值为10，交互性业务，定义SFID值为11；路由状态值I定义如下：基于BS本地路由的路由状态值为11；基于服务ASN-GW本地路由的路由状态值为10；基于锚定ASN-GW本地路由的路由状态值为01；CSN常规路由的路由状态值为00；条件（1）定义了可能发生切换触发的业务流类型，即只有当路由链路LRIDi是非语音业务时才有可能触发切换。因为语音业务对实时性要求较高，以节省有限网络资源为目的的切换过程可能会造成通话中断，影响通话质量；条件（2）定义了可能发生切换触发的链路路由状态，即当前路由链路LRIDi的路由状态不是基于BS的本地路由和常规路由。如果当前链路是基于BS本地路由的，此时链路占用的资源已经是最少的，不需要尝试切换；如果当前链路是进行常规路由，若切换必然涉及R3参考点，属于CSN切换，本文中先不予考虑；上述步骤2）中，所述服务ASN-GW与主叫MS的服务BS之间的消息设计如下：和切换触发有关的消息原语主要是切换触发控制点ASN-GW和执行点BS之间的信令消息，主要是控制点告知执行点启动切换流程，以及执行点的反馈消息；ASN-GW和BS之间的信令消息在R6参考点传输，具体格式如图3所示；根据切换机制的需要，在现有信令格式的基础上，设计了一组切换触发信令消息，包含两种消息信令：HoTrigger_Req（切换触发请求），消息类型值为1，OPID值为001；HoTrigger_Ack（切换触发响应），消息类型值为3，OPID值为011；信令消息的具体功能和内容定义如下：⑴HoTrigger_Req：HoTriggerTLV包含可以实施切换操作的数据链路的相关信息，通知BS对哪些对数据链路的业务启动切换触发。该消息中包含以下内容：(a)路由编号ID：LocalRoutingID（LRID）。通信路由链路的唯一标识，在一个ASN-GW管辖范围内唯一，ASN-GW根据该标识记录管理通信链路；(a)切换执行点ID：执行网络切换触发的基站的标识；(b)切换控制点ID：控制切换触发的ASN-GW标识；(c)参考IP：被叫用户的IP地址值；(d)业务流相关标识（可能有多个业务流同时启动切换触发）：业务流标示：需要进行切换的业务流1标识SFID1；路径标识：需要停止转发数据业务流1的连接标识CID1；业务流标示：需要进行切换的业务流2标识SFID2；路径标识：需要停止转发数据业务流2的连接标识CID3；⑵HoTrigger_Ack：切换触发的确认消息。该消息中包含以下内容：(a)路由编号ID：LocalRoutingID（LRID）。通信路由链路的唯一标识，在一个ASN-GW管辖范围内唯一，ASN-GW根据该标识记录管理通信链路；(b)切换执行点ID：执行切换触发的BS标识；(c)切换控制点ID：控制切换触发的ASN-GW标识；(d)切换状态标识：0表示切换触发成功，否则为失败；上述步骤6）中，所述目标决策函数设计如下：选取CINR、路由状态值(I)和基站有效空闲容量作为目标选择算法的决策因子；其中CINR考量了候选基站的信号质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于路由状态的WiMAX的网络切换方法，所述方法包括如下步骤：步骤1）：服务接入网关（ASN‑GW）检测本地通信路由记录表中某条数据链路（LRIDi）的相关信息，查看业务流（SFID）和路由状态值（I），若符合切换触发条件则执行步骤2），否则继续检测LRIDi+1；步骤2）：ASN‑GW检测用户相关数据表格（context表格）以获得数据链路LRIDi的相关信息，并向切换执行点BS（主叫MS的当前服务BS）发送切换触发消息；切换执行点BS接收切换触发消息后反馈响应消息；步骤3）：切换执行点BS主动向MS发送MOB_SCN RSP消息，触发切换，该消息中包含扫描参数；步骤4）：MS根据扫描参数扫描邻近BS列表中的基站，并将符合指标阈值要求的邻近基站的相关测量值发送至切换执行点BS；步骤5）：切换执行点BS与候选基站集合中的候选BS交互信息，进行路由状态预判断；步骤6）：切换执行点BS使用目标基站选择算法对各候选BS评分排序，并给MS发送推荐切换基站列表（列表中候选BS按优劣排序，优者在前）；步骤7）：MS确定切换目标基站，若存在候选BS优于当前服务BS，则到步骤9），若当前服务BS最佳，则取消切换操作；步骤8）：切换执行点BS通知目标基站，MS即切换进来。在切换执行点BS和MS事先商量好的L帧后，释放上下行连接；步骤9）：MS给目标BS发送测距消息，重新入网，建立数据连接，数据包续传。...

【技术特征摘要】
1.一种基于路由状态的WiMAX的网络切换方法，所述方法包括如下步骤：步骤1)：服务接入网关ASN-GW检测本地通信路由记录表中某条数据链路LRIDi的相关信息，查看业务流SFID和路由状态值(I)，若符合切换触发条件则执行步骤2)，否则继续检测LRIDi+1；步骤2)：ASN-GW检测用户相关数据表格即context表格以获得数据链路LRIDi的相关信息，并向切换执行点BS，即主叫MS的当前服务为BS，发送切换触发消息；切换执行点BS接收切换触发消息后反馈响应消息；步骤3)：切换执行点BS主动向MS发送MOB_SCNRSP消息，触发切换，该消息中包含扫描参数；步骤4)：MS根据扫描参数扫描邻近BS列表中的基站，并将符合指标阈值要求的邻近基站的相关测量值发送至切换执行点BS；步骤5)：切换执行点BS与候选基站集合中的候选BS交互信息，进行路由状态预判断；步骤6)：切换执行点BS使用目标基站选择算法对各候选BS评分排序，并给MS发送推荐切换基站列表，列表中候选BS按优劣排序，优者在前；步骤7)：MS确定切换目标基站，若存在候选BS优于当前服务BS，则到步骤9)，若当前服务BS最佳，则取消切换操作；步骤8)：切换执行点BS通知目标基站，MS即切换进来，在切换执行点BS和MS事先商量好的L帧后，释放上下行连接；步骤9)：MS给目标BS发送测距消息，重新入网，建立数据连接，数据包续传。2.如权利要求1所述的WiMAX网络切换方法，其特征在于：所述步骤1)中，切换触发条件是指同时满足以下两个条件：SFIDi≠0(1)Ii≠0且Ii≠3(2)业务流SFID值定义如下：会话业务，定义SFID值为00，后台型业务，定义SFID值为01，流媒体业务，定义SFID值为10，交互性业务，定义SFID值为11；路由状态值I定义如下：基于BS本地路由的路由状态值为11；基于服务ASN-GW本地路由的路由状态值为10；基于锚定ASN-GW本地路由的路由状态值为01；CSN常规路由的路由状态值为00；条件(1)定义了发生切换触发的业务流类型，即只有当路由链路LRIDi是非语音业务时才触发切换；条件(2)定义了发生切换触发的链路路由状态，即当前路由链路LRIDi的路由状态不是基于BS的本地路由和常规路由，如果当前链路是基于BS本地路由的，此时链路占用的资源已经是最少的，不需要尝试切换；如果当前链路是进行常规路由，若切换必然涉及R3参考点，属于CSN切换，则不予考虑。3.如权利要求1所述的WiMAX网络切换方法，其特征在于：所述步骤2)中，服务ASN-GW与主叫MS的服务BS之间的消息设计如下：和切换触发有关的消息原语主要是切换触发控制点AS...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘甦，缪秋实，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32