CN101938731B - WiMAX离线计费中用户终端位置信息的上报方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种WiMAX离线计费中用户终端位置信息的上报方法，涉及用户终端位置信息的上报技术，为解决WiMAX系统中用户终端位置信息的及时上报而提出，所采用的技术方案包括：接入业务网络ASN网关确定用户终端位置信息变化时，将所述用户终端当前的位置信息通过计费消息上报至连接业务网络CSN。本发明同时公开了一种WiMAX离线计费中用户终端位置信息的上报装置，包括：确定单元，用于确定用户终端位置信息是否变化，变化时触发上报单元；上报单元，用于将所述用户终端当前的位置信息通过计费消息上报至CSN。本发明能实现用户终端位置信息的准确及时上报，实现简单且实用。

Description

WiMAX离线计费中用户终端位置信息的上报方法与装置
技术领域
本发明涉及离线计费中用户终端位置信息上报技术，尤其涉及一种全球微波接入互操作性(WiMAX，World Interoperability for Microwave Access)系统中离线计费中用户终端位置信息的上报方法与装置。
背景技术
图1为WiMAX系统的组成结构示意图，如图1所示，现有技术的WiMAX系统一般由三部分组成：用户终端、接入业务网络(ASN，Access ServiceNetwork)和连接业务网络(CSN，Connect Service Network)。用户终端包括固定台或移动台，如手机、个人计算机、笔记本电脑或个人数字助理等各种终端。ASN主要执行如下的功能：完成WiMAX终端的层二(L2)连接、传递认证授权计费(AAA，Authentication、Authorization、Accounting)消息到归属连接业务网络(H-CSN，Home-Connect Service Network)、网络服务运营商(NSP，Network Access Provider)的网络选择与发现、为WiMAX终端的层三(L3)连接提供中继、无线资源管理、ASN与CSN之间隧道维护等。在用户终端移动的场景下，ASN还需要支持如下的功能：ASN锚定的移动性管理(ASN AnchoredMM)、CSN锚定的移动性管理(CSN Anchored MM)、寻呼和空闲模式(IdleMode)操作。
ASN还用于管理IEEE 802.16空中接口，为WiMAX系统中的用户提供无线接入。图2为ASN的组成结构示意图，如图2所示，ASN至少由一个基站(BS，Base Station)和一个ASN网关(ASN-GW或AGW，Access ServiceNetwork-Gate Way)组成，可以包含单个ASN-GW或多个ASN-GW，其中，ASN在R1参考点与用户终端互通，在R3参考点与CSN互通，在R4参考点与另一个ASN互通。管理CSN的运营商称为NSP。
CSN是一套网络功能的组合，CSN可以由移动IP的家乡代理、AAA代理(AAA Proxy)或AAA服务器(AAA Server)、计费服务器、互连网关设备等组成。
CSN主要提供如下的功能：用户会话连接、用户终端的IP地址分配、Internet接入、提供AAA服务、用户终端的策略及许可控制、ASN与CSN之间的隧道维护、用户终端的计费和结算、CSN间的漫游、CSN间的移动性管理和WiMAX业务。
用户终端总是位于某个特定的基站的无线信号的覆盖范围之下，ASN内的ASN网关负责用户的移动性管理，当用户移动时，通过切换流程或者位置更新流程，AGW忠实的将用户最新的位置信息保存起来。
在正常状态下，用户终端与基站有专门的数据信道和信令信道连接，此时用户终端的位置信息在此场景下可细化到一个基站的信号覆盖范围内，每一个基站都通过一个基站标识(BSID，Base Identifier)来标识，因此，可通过BSID来标识该用户终端的位置信息。
用户终端为了节电，可能会进入空闲状态，此时用户终端与基站之间没有直接的信道连接，用户终端会周期性的从休眠中醒来并侦听基站的广播信号，在WiMAX系统中，用户终端空闲时是通过寻呼组标识(Paging Identifier，PGID)来识别用户终端所处的位置，一般一个寻呼组根据组网的需要在物理上对应一个基站或者多个基站。当用户终端醒来发现所在的寻呼组发生改变时，会立即通过位置更新告知AGW其最新的位置信息，并再次进入休眠状态，等待下次醒来。
当用户终端的位置发生改变，能够及时感知到用户终端位置改变的是AGW，而CSN对此一无所知，而一个用户签约运营商一般是CSN网络运营商，当用户的位置改变，运营商可能期望知道这种情况，有如下几种场景：
1)获取用户终端位置实时改变信息，分析用户的行为，进行信息挖掘，寻找其商用价值；
2)不同的基站可能分属不同的接入网络运营商，或者基站本身就支持不同的工作模式，例如新兴的家庭基站等，因为移动终端位置的改变可能会导致资费的改变，与接入网运营商分摊费用的策略也随之改变；
3)对于漫游用户，归属地运营商和拜访地运营商的对账更精确。
因此，可以根据运营商的需要将用户终端的实时位置信息上报给CSN，而目前最方便的方法就是通过离线计费的中间计费消息来实现用户终端位置信息上报的，其中，计费消息上报给CSN网络中的计费服务器，在离线计费中，这个计费服务器一般就是AAA服务器。在现有的WiMAX离线计费系统中，开始计费始于用户初始接入网络后，中间计费持续于用户驻留在WiMAX网络中使用网络资源的过程中，终于用户的退网行为。因为中间计费消息贯穿于一个用户的会话的生成、消亡的始终，可以用于实时上报用户的位置信息。
在目前的中间计费消息中，已经包含了用户的位置信息，但是这个位置信息并不是实时的。目前中间计费消息的触发是基于中间计费的时长间隔，在该时长间隔到时时上报中间计费消息。目前通过计费消息上报用户终端位置信息的弊端也很明显，如果用户终端的位置改变发生在中间计费时长间隔的中间，那么所上报的用户终端的位置信息就不准确了，而且绝大部分情况下是不准确的，除非位置改变时恰好中间计费时长间隔超时。这将导致系统端不能准确确定用户终端的位置信息，从而导致离线计费的不准确。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种WiMAX离线计费中用户终端位置信息的上报方法与装置，以通过计费消息上报更准确的用户终端的位置信息。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种WiMAX离线计费中用户终端位置信息的上报方法，包括：
接入业务网络ASN网关确定用户终端位置信息变化时，将所述用户终端当前的位置信息通过计费消息上报至连接业务网络CSN。
优选地，所述用户终端位置信息包括基站标识BSID信息或寻呼组标识PGID信息。
优选地，ASN网关确定用户终端位置信息变化，具体为：
所述ASN网关获取所述用户终端的BSID信息或PGID信息，与所存储的BSID信息或PGID信息进行比较，BSID信息或PGID信息变化则确定所述用户终端的位置信息变化；
或者，所述ASN网关接收到所述用户终端的位置更新消息时，确定所述用户终端的位置信息变化。
优选地，所述ASN网关获取所述用户终端的BSID信息或PGID信息，包括：
所述ASN网关在所述用户终端位置更新时，所述位置更新消息中携带的BSID信息或PGID信息即为所述用户终端当前的BSID信息或PGID信息。
优选地，所述ASN网关获取所述用户终端的BSID信息或PGID信息，包括：
所述ASN网关接收到基站上报的控制移动台衰减码CMAC键值更新消息时，从所述CMAC键值更新消息中提取所述用户终端的BSID信息。
优选地，所述计费消息包括远程用户拨号认证RADIUS计费请求消息或DIAMETER计费请求消息。
一种WiMAX离线计费中用户终端位置信息的上报装置，包括：
确定单元，用于确定用户终端位置信息是否变化，变化时触发上报单元；以及
上报单元，用于将所述用户终端当前的位置信息通过计费消息上报至CSN。
优选地，所述用户终端位置信息包括基站标识BSID信息或寻呼组标识PGID信息。
优选地，所述确定单元包括：
获取模块，用于获取所述用户终端的BSID信息或PGID信息；
比较模块，用于将所获取所述用户终端的BSID信息或PGID信息与当前存储的BSID信息或PGID信息进行比较；以及
确定模块，用于在所述用户终端的BSID信息或PGID信息变化时确定所述用户终端的位置信息变化。
优选地，所述确定单元包括：
接收模块，用于接收所述用户终端的位置更新消息；以及
确定模块，用于在所述接收模块接收到所述用户终端的位置更新消息时确定所述用户终端的位置信息变化，所述位置更新消息中携带的BSID信息或PGID信息即为所述用户终端的当前位置信息。
优选地，所述获取模块通过基站上报的CMAC键值更新消息获取所述用户终端的BSID信息。
优选地，所述计费消息包括RADIUS计费请求消息或DIAMETER计费请求消息。
本发明中，ASN网关获知用户终端的位置信息变更时，即通过计费消息将新变更的位置信息通知CSN，以使CSN及时地获知用户终端当前的位置信息，方便了CSN及时更新用户终端的计费策略、根据用户终端的行为制定新策略等。本发明能实现用户终端位置信息的准确及时上报，实现简单且实用。
附图说明
图1为WiMAX系统的组成结构示意图；
图2为ASN的组成结构示意图；
图3为本发明AGW与AAA协商用户终端位置信息上报方式的流程图；
图4为本发明用户终端位置信息的上报方法实施例一的流程图；
图5为本发明用户终端位置信息的上报方法实施例二的流程图；
图6为本发明用户终端位置信息的上报方法实施例三的流程图；
图7为本发明用户终端位置信息的上报方法实施例四的流程图；
图8为本发明用户终端位置信息的上报装置的组成结构示意图；
图9为本发明确定单元的一种组成结构示意图；
图10为本发明确定单元的另一种组成结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：WiMAX系统中，ASN网关支持通过计费消息上报用户终端的位置信息，但计费消息上报是有一定的时间间隔的，ASN网关所上报的用户终端的位置信息仅在上报当时是准确的，之后用户终端再发生位置变更，CSN将无法获知用户终端的当前位置信息，只有在下一计费消息上报时刻，用户终端的位置信息才会上报给CSN，计费消息间隔期间移动终端的位置更新状况，CSN将一无所知，这非常不利于对用户终端的控制。本发明中，在ASN网关获知用户终端的位置信息变更时，即通过计费消息将新变更的位置信息通知CSN，以使CSN及时地获知用户终端当前的位置信息，方便了CSN及时更新用户终端的计费策略、根据用户终端的行为制定新策略等。本发明方案实现简单且实用。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。
以下实施例以用户终端与计费服务器之间基于远程用户拨号认证(RADIUS，Remote Authentication Dial In User Service)协议为例说明本发明的技术方案。本发明同样适用基于其他类型的协议的计费通信方式，如基于RADIUS协议升级版本的可用于计费消息的上报，如基于DIAMETER协议的计费通信方式，其实现实质是完全相同的。
图3为本发明AGW与AAA协商用户终端位置信息上报方式的流程图，如图3所示，网络侧接入网关AGW与AAA(位于CSN中)协商是否需要在用户终端位置信息改变时通过计费消息上报用户终端当前位置信息的过程，包括以下步骤：
步骤301：用户终端(MS，Mobile Station)接入WiMAX网络，发起初始接入鉴权过程。
步骤302：在初始接入鉴权时，AGW向AAA发送RADIUS接入请求(RADIUS Access Request)消息请求鉴权，根据本地策略(如通过网管配置要求支持用户终端位置改变上报计费)，该消息中携带“位置改变上报计费支持”字段(扩展字段)，表示本AGW支持通过计费消息实时上报用户终端位置信息的功能；所述“位置改变上报计费支持”可通过一比特字符来实现指示，例如“0”表示位置改变上报计费不支持，而“1”表示“位置改变上报计费支持”；通过扩展RADIUS Access Request消息即可实现，对于未包括扩展指示字符的RADIUS Access Request消息，则认为AGW不支持实时上报用户终端位置信息的能力。
步骤303：初始接入鉴权成功后，AAA向AGW发送RADIUS接入接受(RADIUS Access Accept)消息表明鉴权成功，并在该消息中携带“位置改变上报计费指示”字段(扩展字段)，指示AGW需要支持通过计费消息实时上报用户终端位置信息的功能，如果未下发本字段，则表明AGW不需要支持此功能。
本发明中，需要重新定义RADIUS Access Request消息和RADIUS AccessAccept消息，通过扩展上述二消息实现AGW是否支持用户终端位置信息实时上报能力，以及是否需要AGW实时上报用户终端位置信息。本领域技术人员应当理解，更改上述的消息格式是容易实现的。
步骤304：继续初始接入流程，直到初始接入成功完成。
上述步骤是实现本发明技术方案的前提，作为本发明的用户终端位置信息上报方法而言，是针对的是支持用户终端位置信息上报的AGW，以下进行详细说明。
实施例一
图4为本发明用户终端位置信息的上报方法实施例一的流程图，如图4所示，本示例用户终端位置信息的上报方法包括以下步骤：
步骤401：BS向AGW上报控制移动台衰减码(CMAC，Control MobileAttenuation Code)键值更新(CMAC_Key_Count_Update)消息，进行CMAC KeyCount值更新，该消息中总会携带用户终端当前所处基站的BSID。
步骤402：AGW向BS回复CMAC键值更新应答(CMAC_Key_Count_Update_Ack)消息，确认CMAC Key Count更新完成。
步骤403：AGW基于CMAC Key Count更新消息中的BSID，与AGW当前保存的该用户终端的BSID信息进行比较，如果BSID不一致，则更新AGW当前保存的BSID信息为CMAC Key Count更新消息中的BSID，执行步骤404，否则当前流程结束。
步骤404：AGW向AAA发送中间计费请求(RADIUS Accounting Req(Interim))消息，携带最新的BSID信息，及位置改变指示信息，通知AAA用户终端的位置信息发生改变。
步骤405：AAA向AGW响应中间计费响应(RADIUS Accounting Response(Interim))消息。确认接收到了RADIUS Accounting Req(Interim)消息，并获取到了用户终端当前的位置信息。
本示例介绍了用户位置信息改变时，如何由AGW(实质上是AGW的鉴权器(Authenticator)，属于AGW的功能实体之一)触发用户终端位置信息的上报。
实施例二
图5为本发明用户终端位置信息的上报方法实施例二的流程图，如图5所示，本示例用户终端位置信息的上报方法包括以下步骤：
步骤501：用户终端或者基站触发用户终端进入空闲模式流程。
步骤502：用户终端进入Idle成功后，AGW向AAA发送RADIUS AccountingReq(Interim)消息，并携带用户终端当前的PGID信息，以及进入Idle的指示信息，通知AAA用户终端进入空闲模式，以及进入Idle后最新的位置信息(PGID信息)。
步骤503：AAA向AGW响应RADIUS Accounting Response(Interim)消息。确认接收到了RADIUS Accounting Req(Interim)消息，并获取到了用户终端当前的位置信息(PGID信息)。
本示例介绍了用户终端进入空闲模式时，AAA获得用户终端位置信息的形式发生了改变，从BSID信息变为了PGID信息，如何触发用户终端位置信息的上报。
实施例三：
图6为本发明用户终端位置信息的上报方法实施例三的流程图，如图6所示，本示例用户终端位置信息的上报方法包括以下步骤：
步骤601：用户终端在空闲模式下，感知到用户终端所在的寻呼组标识信息发生改变，立即触发位置更新流程。
步骤602：位置更新成功后，AGW将位置更新过程中最新的PGID信息与AGW当前保存的PGID信息比较，如果PGID信息发生改变，AGW向AAA发送RADIUS Accounting Req消息，并携带最新的PGID信息，以及位置改变指示信息，通知AAA用户的位置发生改变。
步骤603：AAA向AGW响应RADIUS Accounting Response消息。确认接收到了RADIUS Accounting Req(Interim)消息，并获取到了用户终端当前的位置信息(PGID信息)。
本示例介绍了在空闲状态用户终端的位置信息改变时，如何由AGW(实质上是AGW的寻呼控制器(Paging Controller)，属于的一个功能实体)触发用户终端位置信息的上报。
施例四
图7为本发明用户终端位置信息的上报方法实施例四的流程图，如图7所示，本示例用户终端位置信息的上报方法包括以下步骤：
步骤701：用户终端或者基站触发退出空闲模式流程。
步骤702：用户终端退出Idle成功后，AGW向AAA发送RADIUS AccountingReq(Interim)消息，并携带了最新的基站的BSID信息，以及退出Idle的指示信道，通知AAA该用户终端退出了空闲模式，以及退出Idle后最新的位置信息。
步骤703：AAA向AGW响应RADIUS Accounting Response(Interim)消息。确认接收到了RADIUS Accounting Req(Interim)消息，并获取到了用户终端当前的位置信息(PGID信息)。
本示例介绍了用户终端退出空闲模式时，此时描述位置信息的方式发生了改变，从PGID变为了BSID，如何触发用户终端位置信息的上报。
图8为本发明用户终端位置信息的上报装置的组成结构示意图，如图8所示，本发明用户终端位置信息的上报装置包括确定单元80和上报单元81，其中，确定单元80用于确定用户终端位置信息是否变化，变化时触发上报单元81；上报单元81用于将所述用户终端当前的位置信息通过计费消息上报至CSN。
图9为本发明确定单元的一种组成结构示意图，如图9所示，本发明确定单元包括获取模块801、比较模块802和确定模块803，其中，获取模块801用于获取所述用户终端的BSID信息或PGID信息；比较模块802用于将所获取所述用户终端的BSID信息或PGID信息与当前存储的BSID信息或PGID信息进行比较；确定模块803用于在所述用户终端的BSID信息或PGID信息变化时确定所述用户终端的位置信息变化。
获取模块801通过基站上报的CMAC键值更新消息获取所述用户终端的BSID信息。
图10为本发明确定单元的另一种组成结构示意图，如图10所示，本发明确定单元包括接收模块804和确定模块805，其中，接收模块804用于接收所述用户终端的位置更新消息；确定模块805用于在接收模块804接收到所述用户终端的位置更新消息时确定所述用户终端的位置信息变化，所述位置更新消息中携带的BSID信息或PGID信息即为所述用户终端的当前位置信息。
上述计费消息包括RADIUS计费请求消息或DIAMETER计费请求消息。
本领域技术人员应当理解，图8所示的用户终端位置信息的上报装置是为实现前述的用户终端位置信息的上报方法而设置的，图中的各处理单元及处理模块的实现功能可参照前述实施例一至实施例四中的相关描述而理解。图8所示的装置中各单元及各模块的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种WiMAX离线计费中用户终端位置信息的上报方法，其特征在于，包括：
接入业务网络ASN网关向连接业务网络CSN发送远程用户拨号认证RADIUS接入请求消息请求鉴权，所述RADIUS接入请求消息中携带“位置改变上报计费支持”字段；初始接入鉴权成功后，接收所述CSN发送的RADIUS接入接受消息以表明鉴权成功，所述RADIUS接入接受消息中携带“位置改变上报计费指示”字段；
所述ASN网关确定出用户终端位置信息变化时，将所述用户终端当前的位置信息通过计费消息上报至所述CSN；
所述“位置改变上报计费支持”字段表示网络侧接入网关AGW支持通过计费消息实时上报用户终端位置信息的功能；所述“位置改变上报计费指示”字段指示AGW需要支持通过计费消息实时上报用户终端位置信息的功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户终端位置信息包括基站标识BSID信息或寻呼组标识PGID信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，ASN网关确定用户终端位置信息变化，具体为：
所述ASN网关获取所述用户终端的基站标识BSID信息或寻呼组标识PGID信息，与所存储的BSID信息或PGID信息进行比较，BSID信息或PGID信息变化则确定所述用户终端的位置信息变化；
或者，所述ASN网关接收到所述用户终端的位置更新消息时，确定所述用户终端的位置信息变化。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述ASN网关获取所述用户终端的BSID信息或PGID信息，包括：
所述ASN网关在所述用户终端位置更新时，位置更新消息中携带的BSID信息或PGID信息即为所述用户终端当前的BSID信息或PGID信息。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述ASN网关获取所述用户终端的BSID信息或PGID信息，包括：
所述ASN网关接收到基站上报的控制移动台衰减码CMAC键值更新消息时，从所述CMAC键值更新消息中提取所述用户终端的BSID信息。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述计费消息包括远程用户拨号认证RADIUS计费请求消息或DIAMETER计费请求消息。
7.一种WiMAX离线计费中用户终端位置信息的上报装置，其特征在于，包括：
确定单元，用于向连接业务网络CSN发送远程用户拨号认证RADIUS接入请求消息请求鉴权，所述RADIUS接入请求消息中携带“位置改变上报计费支持”字段；初始接入鉴权成功后，接收所述CSN发送的RADIUS接入接受消息以表明鉴权成功，所述RADIUS接入接受消息中携带“位置改变上报计费指示”字段；确定用户终端位置信息是否变化，变化时触发上报单元；以及
上报单元，用于将所述用户终端当前的位置信息通过计费消息上报至CSN；
所述“位置改变上报计费支持”字段表示网络侧接入网关AGW支持通过计费消息实时上报用户终端位置信息的功能；所述“位置改变上报计费指示”字段指示AGW需要支持通过计费消息实时上报用户终端位置信息的功能。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述用户终端位置信息包括基站标识BSID信息或寻呼组标识PGID信息。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括：
获取模块，用于获取所述用户终端的基站标识BSID信息或寻呼组标识PGID信息；
比较模块，用于将所获取所述用户终端的BSID信息或PGID信息与当前存储的BSID信息或PGID信息进行比较；以及
确定模块，用于在所述用户终端的BSID信息或PGID信息变化时确定所述用户终端的位置信息变化。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括：
接收模块，用于接收所述用户终端的位置更新消息；以及
确定模块，用于在所述接收模块接收到所述用户终端的位置更新消息时确定所述用户终端的位置信息变化，所述位置更新消息中携带的基站标识BSID信息或寻呼组标识PGID信息即为所述用户终端的当前位置信息。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述获取模块通过基站上报的控制移动台衰减码CMAC键值更新消息获取所述用户终端的BSID信息。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述计费消息包括RADIUS计费请求消息或DIAMETER计费请求消息。
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