寬帶無線系統中加速尋呼接入的實現方法
2023-06-07 04:19:01 3
專利名稱：寬帶無線系統中加速尋呼接入的實現方法
技術領域：
本發明涉及一種寬帶無線系統中尋呼接入實現方法，尤其是一種採用802.16e標準的寬帶無線系統中加速尋呼接入的實現方法。
背景技術：
802.16e標準是IEEE標準組織制定的寬帶無線接入標準，相比較於802.16標準，802.16e中增加了許多對於終端移動性的支持。比如切換和省電機制。
空閒(Idle)模式是802.16e系統中一種非常重要的省電機制。為了支持終端(MS)在Idle模式下的尋呼，協議提出了尋呼區的概念。多個基站(BS)被劃分為一個尋呼區，尋呼區之間允許重疊。多個尋呼區由一個尋呼控制器(PC)進行管理。如圖1所示，基站0和基站1屬於尋呼組A，基站1和基站2屬於尋呼組B，尋呼控制器0和尋呼控制器1管理著尋呼組A，尋呼控制器0和尋呼控制器1分別和位置寄存器(LR)相連以保存MS相關信息，尋呼控制器0和尋呼控制器1同時和基站0和基站1相連以便對尋呼組A中的MS發起尋呼。接入網關(ASN-GW)同時和尋呼控制器0以及尋呼控制器1相連。
802.16e系統網絡結構圖如圖2所示，其中包括基站(BS)、中繼接入網關(Relay ASN-GW)、當前服務接入網關(Anchor ASN-GW)、家鄉代理(HA)、鑑權者(Authenticator)、中繼尋呼控制器(Relay PC)及當前服務尋呼控制器(AnchorPC)等功能模塊。
基站和Anchor接入網關相連(或通過中繼接入網關)，Anchor接入網關負責整個接入網所在IP網段的出口路由，Anchor接入網關和鑑權者相連，鑑權者是EAP協議中的鑑權邏輯模塊，負責處理終端的鑑權。對於移動IP，Anchor接入網關實現外地代理(FA)的功能，它和家鄉代理通過IP網相連，發往終端的數據將由家鄉代理通過移動IP隧道轉發到Anchor接入網關。
Anchor尋呼控制器負責終端的尋呼控制、位置更新並保存終端的相關信息。中繼尋呼控制器負責Anchor尋呼控制器和基站之間尋呼通知消息的轉發。
家鄉代理是移動IP機制中的一種功能實體，目的是維護終端的本地註冊信息、位置信息並通過移動IP隧道向外地代理或者終端轉發路由到終端的數據。
當MS處於Idle模式下，且有下行業務數據到達時，PC負責發起尋呼過程，MS所在尋呼組的所有BS都要發送尋呼廣播消息，MS根據尋呼廣播消息中的指示決定是否需要退出Idle模式並進行網絡重接入。
當終端從正常模式進入到Idle模式時，需要將終端的當前信息(包括基本能力以及業務流信息)保存到PC中，一旦MS以後從Idle模式下喚醒，MS可以從PC中重新獲取相關信息以加速網絡接入過程。
在尋呼過程中如何縮短終端接入網絡的時間是當前研究的一個熱點。Wimax組織下的NWG工作組給出了尋呼的基本流程。該流程的缺點是終端MS開始接入流程後，基站BS是在Anchor PC(當前服務的尋呼控制器)的終端信息請求的響應消息中獲取Authenticator ID的，之後才能開始和鑑權者(Authenticator)交互獲取密鑰用於測距請求(RNG-REQ)消息的HMAC/CMAC鑑權，從而使得終端的尋呼接入時間很長。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提出一種終端尋呼接入的實現方法，以縮短終端尋呼重接入網絡的時間。
為解決上述技術問題，本發明寬帶無線系統中加速終端尋呼接入的實現方法，包括以下步驟(a)當前服務接入網關Anchor ASN-GW收到尋址到終端的下行數據，且尋呼操作被授權通過時，當前服務的尋呼控制器Anchor PC向尋呼組內的所有基站發送尋呼通知消息，消息中至少包含終端標識MSID以及終端的鑑權者標識Authenticator ID；(b)所述基站接收到該消息後保留所述Authenticator ID和MS的對應關係，並向終端發送尋呼廣播消息；(c)所述基站收到終端返回的測距請求消息後，利用所述MS對應的Authenticator ID參數和鑑權者交互獲取鑑權密鑰AK並對測距請求消息進行鑑權；在和鑑權者交互的同時，所述基站從所述Anchor PC獲取所述終端的信息；(d)所述基站向所述Anchor ASN-GW請求創建數據通道並向終端發送測距響應消息；(e)Anchor ASN-GW收到基站發送的數據通道創建確認消息後，向Anchor PC發送終端信息釋放通知消息通知Anchor PC刪除終端在AnchorPC保存的信息。
進一步地，步驟(d)中，基站在確認數據通道創建成功且消息鑑權通過後，向終端發送帶有「成功」指示的測距響應消息。
進一步地，步驟(d)中，基站在消息鑑權通過後向終端發送帶有「成功」指示的測距響應消息，再向Anchor ASN-GW請求創建數據通道。
進一步地，步驟(c)中，若測距請求消息流程鑑權沒有通過，則基站直接向終端反饋帶有失敗指示的測距響應消息，中止執行後續步驟。
進一步地，步驟(a)中，所述AnchorASN-GW收到的尋址到終端的下行數據是由家鄉代理HA通過移動IP隧道轉發的。
進一步地，步驟(a)進一步包括(a1)Anchor ASN-GW收到尋址到終端的下行數據後，若根據終端標識識別出終端處於空閒模式，則AnchorASN-GW向終端所屬的Anchor PC發送終端信息請求消息，該消息中包括終端標識以及尋呼指示參數；(a2)Anchor PC向Anchor ASN-GW發送終端信息響應消息，該消息包括終端標識及業務授權指示參數，指示尋呼操作是否被授權通過。
進一步地，步驟(c)中，終端信息響應消息中包括以下參數MSID、AnchorASN-GW標識、終端空閒模式預留信息、終端信息(包括業務流標識、業務連接標識以及Qos參數)。
進一步地，步驟(d)中，數據通道創建響應消息中包括MSID、承載隧道參數、業務流標識、Qos參數。
進一步地，所述基站和所述Anchor ASN-GW通過中繼接入網關RelayASN-GW實現連接，所述基站和所述Anchor ASN-GW之間所有的交互消息通過該Relay ASN-GW向對方發送。
進一步地，基站和Anchor PC之間通過中繼尋呼控制器Relay PC實現連接，基站和Anchor PC之間所有的交互消息通過Relay PC向對方發送。
與現有技術相比，本發明加速尋呼接入的方法僅僅在PC到基站之間的尋呼通知消息中增加了Authenticator ID的參數，不會引起基站處理和存儲開銷顯著增加，且本發明方法中，消息的鑑權流程被大大提前，消息的HMAC/CMAC鑑權流程可以和基站與Anchor PC的終端信息交互並行進行，縮短了整個尋呼接入的流程，當HMAC/CMAC鑑權不通過時，基站可以直接向終端反饋空口的測距響應消息，並中止剩餘流程，從而避免無謂的消息開銷。
圖1是802.16e系統尋呼功能邏輯實體構成示意圖。
圖2是802.16e系統組網結構示意圖。
圖3是本發明實施例加速終端尋呼接入實現方法的流程示意圖。
具體實施例方式
本發明對處於Idle模式下終端MS的尋呼和接入流程如圖3所示，其包括以下步驟步驟1家鄉代理HA在攔截發往終端的數據後通過移動IP隧道向作為外地代理FA的Anchor ASN-GW發送尋址到終端的下行數據；步驟2Anchor ASN-GW根據MS的標識識別出該MS處於Idle模式後，Anchor ASN-GW向終端所屬的Anchor PC發送終端信息請求消息請求獲取終端的相關信息。終端信息請求消息中至少包括終端標識(MSID)以及尋呼指示參數；步驟3Anchor PC向Anchor ASN-GW發送終端信息響應(MS InfoResponse)消息，該消息可以指示是否尋呼操作被授權通過，該消息中至少包括以下參數MSID及業務授權指示；步驟4及步驟5Anchor PC通過Relay PC向尋呼組內的所有基站發送尋呼通知消息(Paging Announce)，消息中包含了MSID、尋呼組標識及MS的鑑權者標識Authenticator ID，由於Anchor PC可以根據MS的相關信息查詢到MS對應的Authenticator ID，因此Anchor PC可以在該消息中包含該參數；步驟6基站接收到該消息後保留所述Authenticator ID和MS的對應關係，向終端發送MOB-PAG-ADV尋呼廣播消息；步驟7終端根據尋呼廣播消息中的指示得知有尋呼到自己的數據需要進行尋呼重接入，終端向基站發送測距請求RNG-REQ消息；步驟8基站接收到測距請求RNG-REQ消息的同時利用上次尋呼通知消息中的MS對應的Authenticator ID參數和鑑權者(Authenticator)交互獲取鑑權密鑰(AK)並對測距請求消息中的HMAC/CMAC進行鑑權；如果消息鑑權失敗，基站直接向終端發送帶有「失敗」指示的測距響應消息，MS將重新進行完整的初始接入，即重新向基站發送測距請求消息；步驟9及步驟10基站在和Authenticator交互的同時通過中繼尋址控制器(Relay PC)向Anchor PC發送終端信息請求消息請求終端的相關信息；步驟11及步驟12Anchor PC首先對終端信息請求消息中的MS標識進行校驗，通過Relay PC向基站反饋終端信息響應消息，消息中包括以下參數MSID，Anchor ASN-GW標識，終端空閒模式預留信息、終端信息(包括業務流標識、業務連接標識以及Qos參數)；步驟13及步驟14BS通過Relay ASN-GW向Anchor ASN-GW發送數據通道創建請求消息請求創建R4/R6承載隧道；步驟15及步驟16Anchor ASN-GW通過Relay ASN-GW向基站反饋數據通道創建響應消息，消息中至少包括MSID、業務流信息(包括承載隧道參數、業務流標識、Qos參數等)。
步驟17基站在確認承載創建成功後向終端發送帶有「成功」指示的測距響應消息；該步驟也可以在步驟13前完成，即基站在消息鑑權通過後向終端發送帶有「成功」指示的測距響應消息，再向Anchor ASN-GW請求創建數據通道。
步驟18及步驟19當終端完成尋呼網絡重接入後，基站通過RelayASN-GW向Anchor ASGW發送數據通道創建確認消息，消息中包含MSID等參數；步驟20Anchor ASN-GW向Anchor PC發送終端信息釋放通知消息通知PC刪除MS在PC保存的信息。
通過以上尋呼流程，MS可以成功從Idle模式下退出。
本系統中，Relay ASN-GW實現基站和Anchor ASN-GW之間的中繼功能，如果基站和Anchor ASN-GW有直接接口，BS和Anchor ASN-GW之間所有的交互消息可以不通過Relay ASN-GW直接向對方發送。Relay PC實現基站和Anchor PC之間的中繼功能，如果基站和Anchor PC有直接接口，基站和Anchor PC之間所有的交互消息可以不通過Relay PC直接向對方發送。
採用本發明提供的加速尋呼流程的優化方法，由於僅僅在PC到基站之間的尋呼通知消息中增加了Authenticator ID的參數，不會引起基站處理和存儲開銷顯著增加。本發明方法中，消息的鑑權流程被大大提前，且消息的HMAC/CMAC鑑權流程可以和基站與Anchor PC的終端信息交互並行進行，縮短了整個尋呼接入的流程，且當HMAC/CMAC鑑權沒有通過時，基站可以直接向終端反饋空口的測距響應消息，並中止剩餘流程，從而避免無謂的消息開銷。
權利要求
1.一種寬帶無線系統中加速終端尋呼接入的實現方法，其包括以下步驟(a)當前服務接入網關Anchor ASN-GW收到尋址到終端的下行數據，且尋呼操作被授權通過時，當前服務的尋呼控制器Anchor PC向尋呼組內的所有基站發送尋呼通知消息，消息中至少包含終端標識MSID以及終端的鑑權者標識Authenticator ID；(b)所述基站接收到該消息後保留所述Authenticator ID和MS的對應關係，並向終端發送尋呼廣播消息；(c)所述基站收到終端返回的測距請求消息後，利用所述MS對應的Authenticator ID參數和鑑權者交互獲取鑑權密鑰AK並對測距請求消息進行鑑權；在和鑑權者交互的同時，所述基站從所述Anchor PC獲取所述終端的信息；(d)所述基站向所述Anchor ASN-GW請求創建數據通道並向終端發送測距響應消息；(e)Anchor ASN-GW收到基站發送的數據通道創建確認消息後，向Anchor PC發送終端信息釋放通知消息通知Anchor PC刪除終端在AnchorPC保存的信息。
2.如權利要求1所述的實現方法，其特徵在於步驟(d)中，基站在確認數據通道創建成功且消息鑑權通過後，向終端發送帶有「成功」指示的測距響應消息。
3.如權利要求1所述的實現方法，其特徵在於步驟(d)中，基站在消息鑑權通過後向終端發送帶有「成功」指示的測距響應消息，再向AnchorASN-GW請求創建數據通道。
4.如權利要求1至3中任一項所述的實現方法，其特徵在於步驟(c)中，若測距請求消息流程鑑權沒有通過，則基站直接向終端反饋帶有失敗指示的測距響應消息，中止執行後續步驟。
5.如權利要求4所述的實現方法，其特徵在於步驟(a)中，所述AnchorASN-GW收到的尋址到終端的下行數據是由家鄉代理HA通過移動IP隧道轉發的。
6.如權利要求4所述的實現方法，其特徵在於步驟(a)進一步包括(al)Anchor ASN-GW收到尋址到終端的下行數據後，若根據終端標識識別出終端處於空閒模式，則Anchor ASN-GW向終端所屬的Anchor PC發送終端信息請求消息，該消息中包括終端標識以及尋呼指示參數；(a2)Anchor PC向Anchor ASN-GW發送終端信息響應消息，該消息包括終端標識及業務授權指示參數，指示尋呼操作是否被授權通過。
7.如權利要求4所述的實現方法，其特徵在於步驟(c)中，終端信息響應消息中包括以下參數MSID、Anchor ASN-GW標識、終端空閒模式預留信息、終端信息(包括業務流標識、業務連接標識以及Qos參數)。
8.如權利要求4所述的實現方法，其特徵在於步驟(d)中，數據通道創建響應消息中包括MSID、承載隧道參數、業務流標識、Qos參數。
9.如權利要求4所述的實現方法，其特徵在於所述基站和所述Anchor ASN-GW通過中繼接入網關Relay ASN-GW實現連接，所述基站和所述Anchor ASN-GW之間所有的交互消息通過該Relay ASN-GW向對方發送。
10.如權利要求4所述的實現方法，其特徵在於基站和Anchor PC之間通過中繼尋呼控制器Relay PC實現連接，基站和Anchor PC之間所有的交互消息通過Relay PC向對方發送。
全文摘要
本發明寬帶無線系統中加速終端尋呼接入的實現方法，包括(a)AnchorPC向基站發送尋呼通知消息，消息中至少包含MSID以及終端的Authenticator ID；(b)所述基站保留收到的所述Authenticator ID和MS的對應關係，並向終端發送尋呼廣播消息；(c)所述基站收到終端的測距請求消息後，利用Authenticator ID參數和鑑權者交互獲取鑑權密鑰並進行鑑權；在和鑑權者交互同時所述基站從所述Anchor PC獲取終端信息；(d)所述基站向所述Anchor ASN－GW請求創建數據通道並向終端發送測距響應消息；(e)AnchorASN－GW收到數據通道創建確認消息後，向Anchor PC發送終端信息釋放通知消息通知Anchor PC刪除終端信息。本發明方法可加速終端的尋呼接入流程。
文檔編號H04W68/00GK101026858SQ200610007838
公開日2007年8月29日 申請日期2006年2月17日 優先權日2006年2月17日
發明者王寧, 許玲, 陳宏 , 婁篤仕 申請人:中興通訊股份有限公司