CN100571435C - 一种空闲模式下寻呼失败后的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空闲模式下寻呼失败后的处理方法，包括：当网络实体对处于空闲模式的移动签约终端(MSS)发起寻呼失败后，执行下列步骤：A1、所述网络实体向鉴权者发起释放通知消息/原语；B1、所述鉴权者转发所述释放通知消息/原语到认证、鉴权和授权(AAA)服务器；C1、AAA服务器向家乡代理(Home Agent)发起去注册请求消息/原语，请求终止家乡代理和外地代理(Foreign Agent)之间建立的与所述MSS相对应的数据通道；D1、所述家乡代理终止与所述外地代理之间的所述数据通道。采用本发明方法能节约了网络资源，提高了网络资源的有效利用率。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及移动宽带无线接入系统中，对处于空闲模式的移动终端呼叫失败后，释放其占用的网络资源的处理方法。
背景技术
空闲模式是IEEE 802.16e标准定义的移动宽带无线接入系统中的一种终端工作模式。空闲模式下，移动签约终端(Mobile Subscriber Station，MSS)可以在很大的一个区域内移动，每隔一定的周期接收下行广播业务消息，通过广播消息通知MSS是否有下行业务发送，MSS在这个区域内漫游时不必向漫游小区基站(BS)进行注册；同时，MSS漫游到该区域内的不同小区时，不必进行切换等正常操作流程，从而有利于节省MSS功率和空口资源。
多个BS可以组成一个组，称为寻呼组(Paging Group)。寻呼组的目的是构成一个连续的区域，在这个区域内MSS没有必要发送上行业务，但是可以通过下行寻呼信道来判断是否有发送给它的下行业务。寻呼组的覆盖范围必须合适，既要保证大多数MSS在较长时间内保持在同一个寻呼组范围内；又要保证在一个寻呼组对MSS进行寻呼的开销是合理的。
在与某个服务基站(Serving BS，SBS)的正常操作过程中，MSS可以通过发送消息请求进入空闲模式。类似的，SBS也可以通过发送消息主动要求MSS进入空闲模式。无论是MSS主动发起请求进入空闲模式，还是SBS通过发送消息主动要求MSS进入空闲模式，MSS都要在规定的时间内完成去注册、进入空闲模式的过程。
目前正在制定中的WiMAX(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess；微波存取全球互通)标准定义了空闲模式下的寻呼参考模型，寻呼控制器(Paging Controller，PC)是一个控制MSS空闲模式活动的网络实体，该实体在目前的WiMAX的网络架构中是一个逻辑实体，与另一个逻辑实体鉴权者(Authenticator)关系密切(可能作为Authenticator的一部分逻辑功能在同一个物理网元内实现)。其物理位置可能位于WiMAX网络的物理网元接入服务网络网关(ASN GW)中，也可能位于另一个独立的物理网元中。此外，由于寻呼控制器需要根据当前MSS所在的寻呼组发起寻呼消息，因此，需要一个位置寄存器(LR)保存MSS的状态信息、寻呼信息和服务流相关信息。一般来说，一个寻呼控制器逻辑实体会对应一个LR逻辑实体，并且两个逻辑实体在同一个物理网元内实现。
参见图1，为现有技术中WiMAX网络中的寻呼参考模型图。其中，R3是家乡代理(Home Agent，HA)和外地代理(Foreign Agent，FA)之间的接口；R4是ASN GW(接入服务网络网关)之间的接口；R6是BS(基站)和ASN GW之间的接口。根据图1的寻呼参考模型，当MSS1在其服务基站BS1上主动请求进入空闲模式，或者BS1指示MSS1进入空闲模式时，通过MSS1与BS1，BS1与后端网元ASN GW2之间的消息交互，通知寻呼控制器(在ASN GW1中实现)MSS1进入空闲模式，并在对应的LR中保存MSS1的状态信息、寻呼信息和服务流信息。MSS1可以在发给BS1的空闲模式请求消息中携带它进入空闲模式时请求需要保留的信息(Idle Mode Retain Information)，例如包含MSS1退出空闲模式回复与BS1正常操作所需要的所有服务和操作信息；BS1在空闲模式请求响应消息中也可以设置类似的信息，用来通知MSS1在LR中所保留的相关信息，并将寻呼控制器的标识(ID)通知MSS1。此外，在MSS1进入空闲模式后，需要释放相应的R4、R6接口，但是需要保留HA与FA之间的R3接口的连接。
在空闲模式下，MSS需要周期性的向当前所在的BS发起位置更新请求空口消息。BS收到该消息后根据消息中携带的寻呼控制器的ID向相应的寻呼控制器发送后端网络的位置更新消息。寻呼控制器根据该消息判断MSS是否进入新的寻呼组，如果是，则更新LR中存储的相应信息。
由于在LR中保存了MSS的寻呼信息，所以当另一个MSS请求与进入空闲模式的MSS进行通信时，就会触发对该空闲模式的MSS的寻呼过程，具体寻呼流程如图2所示：
(1)HA通过R3接口向FA发送MSS的数据，FA判断MSS处于空闲模式，所以先将数据缓存起来，然后发起对MSS的寻呼过程；
(2)FA向作为PC/Authentictor/LR的ASN GW(简称APC/LR)发送MSS信息请求消息，消息中包含MSS的标识(MSS_ID)、寻呼指示信息；
(3)APC/L R向FA发送MSS信息响应消息，消息中包含MSS_ID、服务授权指示；
(4)PC获取MSS的位置信息(PGID)并向属于该寻呼组的所有ASN GW发送寻呼请求消息，消息中包含MSS_ID，PGID；
(5)收到寻呼请求消息的ASN GW将收到的寻呼请求消息发送给所有与该ASN GW相连的BS；
(6)BS在空口上广播寻呼消息，要求MSS退出空闲模式。如果BS在广播寻呼消息后没有收到MSS的响应，BS就会按照IEEE 802.16e协议中规定的机制进行空口寻呼广播消息的重发。
如果处于空闲模式下的MSS在当前所在BS上收到寻呼广播消息，指示有对它的下行业务数据，或者MSS主动要求退出空闲模式进入与BS的正常操作，MSS就会进行退出空闲模式的流程。
如图3所示，MSS退出空闲模式的流程主要分为两个阶段，第一个阶段包括图3中的步骤1～5，主要是SBS向APC/LR(ASN GW acting asPC/Authentictor/LR)请求MSS回复与BS正常操作所需要的业务和操作信息，这些信息在MSS进入空闲模式时保存在APC/LR中；第二个阶段包括图3中的步骤6～13，主要是SBS，服务网关和接入网关(Anchor GW)之间建立R6、R4接口数据通道的过程，具体流程包括：
(1)处于空闲模式下的MSS收到SBS的寻呼广播后，向SBS发送退出空闲模式、回复正常操作的请求消息，该消息中包含寻呼控制器的ID信息和消息认证码；
(2)SBS收到请求后，向服务接入网网关发送获取该MSS的保留信息的请求；
(3)服务接入网网关发送该请求消息到ACP/LR；
(4)ACP/LR查询到该MSS的保留信息后，通过MSS信息响应消息将该MSS的保留信息返回给服务接入网网关；
(5)服务接入网网关通过MSS信息响应消息将MSS的保留信息发送给SBS；
(6)SBS向服务接入网网关发送建立数据通道R6的请求消息；
(7)服务接入网网关向锚接入网网关/外地代理发送建立数据通道R4的请求消息；
(8)锚接入网关/外地代理建立R4通道后，向服务接入网网关返回建立数据通道的响应消息；
(9)服务接入网网关建立R6通道后，向SBS返回建立数据通道的响应消息；
(10)SBS向MSS返回退出空闲模式的响应消息，携带消息认证码；
(11)MSS和SBS之间完成空口的网络接入过程(Network Entry)；
(12)SBS向服务接入网网关发送数据通道建立确认消息，确认R6通道建立；
(13)服务接入网网关向锚接入网网关/外地代理发送数据通道建立确认消息，确认R4通道建立。
IEEE 802.16e标准中规定了在对MSS的寻呼过程中，如果出现多次寻呼没有响应的情况，在超过一个限定的次数后就会通知寻呼控制器删除MSS的相关信息，并通过后端网络消息释放该MSS占用的相应网络资源。但现有技术中，WiMAX没有提供对处于空闲模式的MSS寻呼失败时，如何进行资源释放的具体处理方法。
发明内容
本发明提供一种空闲模式下寻呼失败后的处理方法，用以解决对处于空闲模式下的移动终端寻呼失败后如何释放相关网络资源的问题。
本发明方法应用于移动宽带无线接入系统中的微波存取全球互通WiMAX网络，当网络实体对处于空闲模式的移动签约终端MSS发起寻呼失败后，执行下列步骤：
A1、所述网络实体向鉴权者发起释放通知消息/原语；B1、所述鉴权者转发所述释放通知消息/原语到认证、鉴权和授权AAA服务器；C1、AAA服务器向家乡代理Home Agent发起去注册请求消息/原语，请求终止家乡代理和外地代理Foreign Agent之间建立的与所述MSS相对应的数据通道；D1、所述家乡代理终止与所述外地代理之间的所述数据通道。
所述网络实体为寻呼控制器或外地代理。
所述对处于空闲模式的MSS发起寻呼失败，包括：寻呼控制器对处于空闲模式的MSS发起寻呼后，在规定的寻呼次数后或者规定的时间内没有收到对应的MSS发送的MSS信息请求消息；或
外地代理触发了对MSS的寻呼流程后，在规定的寻呼次数后或者规定的时间内没有收到对应的MSS的数据通道建立请求消息。
根据本发明的上述方法，所述步骤D1后还包括：
E1、所述家乡代理向所述AAA服务器返回释放通知消息/原语响应消息；
F1、所述AAA服务器向所述鉴权者转发所述释放通知消息/原语响应消息；
G1、所述鉴权者向所述寻呼控制器或所述外地代理发送释放确认消息/原语，确认家乡代理与外地代理间的数据通道已终止。
根据本发明的上述方法，还包括：所述寻呼控制器通过消息/原语通知位置寄存器删除其保存的本次寻呼失败的MSS信息，并通知接入服务网络中的相关接入网元释放该MSS占用的网络资源；或
外地代理删除其保存的本次寻呼失败的MSS缓冲数据，并通知接入服务网络中的相关接入网元释放该MSS占用的网络资源。
所述寻呼控制器或外地代理向鉴权者发送的所述释放通知消息/原语中至少包含所述寻呼失败的MSS的标识信息；所述鉴权者向所述寻呼控制器或外地代理发送的所述释放确认消息/原语中携带相同的MSS标识。
根据本发明的上述方法，所述寻呼控制器或外地代理向鉴权者发送的所述释放通知消息/原语中还包含本次寻呼失败的MSS所属家乡代理的标识信息。
所述鉴权者与AAA服务器之间以及AAA服务器与家乡代理之间的交互消息/原语中携带本次寻呼失败的MSS标识信息。
所述鉴权者与AAA服务器之间以及AAA服务器与家乡代理之间的交互消息/原语由远程认证拨入用户服务Radius协议承载。
根据本发明的上述方法，所述寻呼控制器和鉴权者位于同一个物理网元中，所述物理网元为一个独立的网络实体；或所述寻呼控制器和鉴权者位于现有接入服务网络网关中。
本发明的有益效果如下：
本发明提供了一种对处于空闲模式的MSS寻呼失败后，释放其占用的相关网络资源的方法，并删除其存储在网络实体中的相关信息，从而节约了网络资源，提高了网络资源的有效利用率。
附图说明
图1为现有技术中WiMAX网络中的寻呼参考模型图；
图2为现有技术中WiMAX网络中的MSS寻呼流程图；
图3为现有技术中WiMAX网络中的MSS退出空闲模式的流程图；
图4为本发明WiMAX网络中寻呼控制器检测到寻呼失败时的R3数据通道释放的流程图；
图5为本发明WiMAX网络中外地代理接入网关检测到寻呼失败时的R3数据通道释放的流程图。
具体实施方式
本发明方案利用了AAA服务器和Authenticaor以及HA服务器之间的安全通道实现了空闲模式下寻呼失败时R3数据通道的释放流程。当寻呼失败时，后端网络中的实体会检测到这种情况，并开始R3数据通道和其它资源的释放流程。
本发明的第一实施例，描述了WiMAX网络中，寻呼控制器检测到寻呼失败时的R3释放流程。如图2和图3所示，在对MSS的寻呼流程中，当寻呼控制器对处于空闲模式的MSS发起寻呼时，在发送了寻呼广播请求消息后，由于MSS异常掉网或者其他情况而不能正常退出空闲模式，因而在规定的寻呼次数后或者规定的时间内寻呼控制器没有收到MSS发送的MSS信息请求消息，则寻呼控制器认为MSS寻呼失败。此时，寻呼控制器执行R3数据通道和其他MSS相关资源的释放流程，如图4所示，具体流程包括：
1、PC向与其关联的鉴权者(Authenticator)发送一个R3数据通道释放通知消息/原语，如R3_Session_Release.Notify，该消息/原语中包含了MSS的标识(MSS_ID，用于唯一的标识该MSS)，以及可能的HA的标识(HA_ID，可能是HA的IP地址)等信息。该HA_ID是在该MSS进入空闲模式时保存在LR中的。
2、Authenticator收到R3数据通道释放通知消息/原语后，通过其与AAA服务器之间的安全通道，发送请求消息通知AAA服务器向相应的HA发起去注册指示。该请求消息由远程认证拨入用户服务(Remote Authentication Dial inUser Service，Radius)协议承载，并且在请求消息中携带所述MSS的MSS_ID。
3、AAA服务器收到该请求后，发送请求消息给HA，指示HA将其与FA之间的R3数据转发通道终止。该请求消息由Radius协议承载，并且在请求消息中携带所述MSS的MSS_ID。
4、HA收到请求消息后，终止其与FA之间的R3数据通道。
5、HA向AAA服务器返回响应消息，表明已经按照指示终止了R3数据通道。该响应消息由Radius协议承载，并且在响应消息中携带所述MSS的MSS_ID。
6、AAA服务器向Authenticator返回响应消息，表明已经按照指示终止了R3数据通道。该响应消息由Radius协议承载，并且在响应消息中携带所述MSS的MSS_ID。
7、Authenticator向寻呼控制器返回R3数据通道释放确认消息/原语，如R3_Session_Release.ACK，该消息/原语中包含所述MSS的MSS_ID。
上述流程是HA与FA之间的R3数据通道的释放流程，此外，在该流程中还包含MSS相关资源的释放过程，如，寻呼控制器收到R3数据通道释放确认消息/原语后，通过消息/原语通知LR删除其保存的MSS的相关信息，并通知接入服务网络(ASN)中的其它网元释放MSS相关的资源，如通知FA将其保存的MSS的缓冲数据删除等。
本发明的第二实施例，描述了WiMAX网络中，作为FA的ASN GW检测到寻呼失败时的R3数据通道释放流程。如图2和图3所示，在对MSS的寻呼流程中，当ASN GW/FA通过MSS信息请求消息触发了对MSS的寻呼流程后，由于MSS异常掉网或者其他情况，在规定的寻呼次数或者规定的时间内ASNGW/FA没有收到对应的MSS的数据通道建立请求消息，则ASN GW/FA认为MSS寻呼失败。此时，ASN GW/FA执行R3数据通道和其他MSS相关资源的释放流程，如图5所示，具体流程包括：
1、ASN GW/FA向与其关联的Authenticator发送一个R3数据通道释放通知消息/原语，如R3_Session_Relese.Notify，该消息/原语中包含了MSS的标识(MSS_ID，用于唯一的标识该MSS)，以及可能的HA的标识(HA_ID，可能是HA的IP地址)等信息。该HA_ID是在该MSS进入空闲模式时保存在LR中的。
2、Authenticator收到R3数据通道释放通知消息/原语后，通过其与AAA服务器之间的安全通道，发送请求消息通知AAA服务器向相应的HA发起去注册指示。该请求消息由远程认证拨入用户服务Radius协议承载，并且在请求消息中携带所述MSS的MSS_ID。
3、AAA服务器收到该通知后，发送请求消息给HA，指示HA将其与FA之间的R3数据转发通道终止。该请求消息由Radius协议承载，并且在请求消息中携带所述MSS的MSS_ID。
4、HA收到请求消息后，终止其与FA之间建立的与该MSS对应的R3数据通道。
5、HA向AAA服务器返回响应消息，表明已经按照指示终止了R3数据通道。该响应消息由Radius协议承载，并且在响应消息中携带所述MSS的MSS_ID。
6、AAA服务器向Authenticator返回响应消息，表明已经按照指示终止了R3数据通道。该响应消息由Radius协议承载，并且在响应消息中携带所述MSS的MSS_ID。
7、Authenticator向ASN GW/FA返回R3数据通道释放确认消息/原语，如R3_Session_Release.ACK，该消息/原语中包含所述MSS的MSS_ID。
上述流程是HA与FA之间的R3数据通道的释放流程，此外，在该流程中还包含MSS相关资源的释放过程，如，ASN GW/FA收到数据通道R3释放确认消息/原语后，删除FA为MSS保存的缓冲数据，并通知ASN中的其它网元释放MSS相关的资源，如通过消息/原语通知LR删除其保存的MSS相关信息等。
通过以上流程描述可知，对处于空闲模式的MSS寻呼失败后，在网络中不需要再保留为寻呼该MSS而存在的数据通道R3，因此由网络中的后端网络实体，如寻呼控制器或ASN GW/FA发起释放资源的请求，并通过ASN GW和AAA服务器以及HA之间的安全通道释放数据通道R3，并在释放R3数据通道后，由寻呼控制器或ASN GW/FA通知LR删除MSS的相关信息，还可通知其他网元释放该MSS占用的相关资源。由此可见，通过本发明提供的方法，可有效地将处于空闲模式的MSS因寻呼失败而不再利用的数据通道和存储在网络实体中的相关信息释放，从而节约了网络资源，提高了网络资源的利用率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1、一种空闲模式下寻呼失败后的处理方法，应用于移动宽带无线接入系统中的微波存取全球互通WiMAX网络，当网络实体对处于空闲模式的移动签约终端MSS发起寻呼失败后，执行下列步骤：
A1、所述网络实体向鉴权者发起释放通知消息/原语；
B1、所述鉴权者转发所述释放通知消息/原语到认证、鉴权和授权AAA服务器；
C1、AAA服务器向家乡代理Home Agent发起去注册请求消息/原语，请求终止家乡代理和外地代理Foreign Agent之间建立的与所述MSS相对应的数据通道；
D1、所述家乡代理终止与所述外地代理之间的所述数据通道。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络实体为寻呼控制器或外地代理。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对处于空闲模式的MSS发起寻呼失败，包括：寻呼控制器对处于空闲模式的MSS发起寻呼后，在规定的寻呼次数后或者规定的时间内没有收到对应的MSS发送的MSS信息请求消息；或
外地代理触发了对MSS的寻呼流程后，在规定的寻呼次数后或者规定的时间内没有收到对应的MSS的数据通道建立请求消息。
4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤D1后还包括：
E1、所述家乡代理向所述AAA服务器返回释放通知消息/原语响应消息；
F1、所述AAA服务器向所述鉴权者转发所述释放通知消息/原语响应消息；
G1、所述鉴权者向所述寻呼控制器或所述外地代理发送释放确认消息/原语，确认家乡代理与外地代理间的数据通道已终止。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：所述寻呼控制器通过消息/原语通知位置寄存器删除其保存的本次寻呼失败的MSS信息，并通知接入服务网络中的相关接入网元释放该MSS占用的网络资源；或
外地代理删除其保存的本次寻呼失败的MSS缓冲数据，并通知接入服务网络中的相关接入网元释放该MSS占用的网络资源。
6、如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述寻呼控制器或外地代理向鉴权者发送的所述释放通知消息/原语中至少包含所述寻呼失败的MSS的标识信息；所述鉴权者向所述寻呼控制器或外地代理发送的所述释放确认消息/原语中携带相同的MSS标识。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述寻呼控制器或外地代理向鉴权者发送的所述释放通知消息/原语中还包含本次寻呼失败的MSS所属家乡代理的标识信息。
8、如权利要求2至5任一所述的方法，其特征在于，所述认证器与AAA服务器之间以及AAA服务器与家乡代理之间的交互消息/原语中携带本次寻呼失败的MSS标识信息。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述认证器与AAA服务器之间以及AAA服务器与家乡代理之间的交互消息/原语由远程认证拨入用户服务Radius协议承载。
10、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述寻呼控制器和鉴权者位于同一个物理网元中，所述物理网元为一个独立的网络实体；或所述寻呼控制器和鉴权者位于现有接入服务网络网关中。
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