CN108112043A - 在WiMAX网络中的移动性事件期间重定位接入服务网络功能实体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在WiMAX网络中的移动性事件期间重定位接入服务网络功能实体的方法和装置。一个实施例包括，在目标接入服务网网关ASN‑GW处接收用于空闲模式中的接入终端的位置更新请求；从所述目标ASN‑GW向源ASN‑GW传送重新定位通知消息以请求与所述接入终端相关联的至少两个功能实体的组合重新定位，其中所述至少两个功能实体包括接入认证器与锚定数据路径功能中的至少一个以及寻呼控制器；在所述目标ASN‑GW处从所述源ASN‑GW接收包括用于所述至少两个功能实体的上下文信息的重新定位通知响应消息；以及使用所述重新定位通知响应消息中包括的上下文信息来将所述至少两个功能实体重新定位到所述目标ASN‑GW。

Description

在WiMAX网络中的移动性事件期间重定位接入服务网络功能 实体的方法
本申请是2011年3月24日提交的申请号为201180015704.0、发明名称为“在WiMAX网络中的移动性事件期间重定位接入服务网络功能实体的方法”的专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请主张2010年3月25日提交的美国临时专利申请61/317,519的优先权。
技术领域
本发明一般地涉及通信系统，具体地涉及通信系统中的移动性过程。
背景技术
传统的通信系统使用接入节点网络来向使用无线和/或有线连接的一个或多个接入终端提供网络连通性。网络结构一般落在两个宽泛的种类中：分层的和分布式的。分层的网络结构使用集中式实体来处理移动性管理和无线资源控制。例如，在传统的分层通信中，服务器向例如无线网络控制器(RNC)的中央单元发送去往目标接入终端的语音和/或数据信令。RNC然后可以经由一个或多个接入节点发送寻呼消息至目标接入终端以定位目标接入终端。该目标接入终端可以响应于接收来自网络的寻呼而建立至一个或多个接入节点的通信链路。RNC内的无线资源管理功能接收语音和/或数据信令并且协调由接入节点组使用的无线和时间资源以发送信息至该目标接入终端。无线资源管理功能能够执行精细粒度的控制以分配并释放资源用于在一组接入节点上进行广播传输。
相反，分布式网络包括实现分布式通信网络功能性的接入点。例如，每个分布式接入点可以在单个实体中组合部分或全部的RNC和/或分组数据服务节点(PDSN)功能，该单个实体管理一个或多个接入终端与例如互联网的外部网络之间的无线链路。分布式接入点可以实现利用支持同等IP功能的核心网单元的代理功能性。例如，可以通过基站路由器通过等效移动IP信令而代理的网关GPRS支持节点(GGSN)和移动IP家乡代理(HA)锚定功能来提供UMTS基站路由器中的IP锚定。与分层网络相比，分布式结构具有减少部署网络的成本和/或复杂性以及增加附加接入点以扩张现有网络覆盖范围的成本和/或复杂性的潜力。分布式网络也可以减少(相对分层网络而言)用户所体验的延迟，因为在分层网络的RNC和PDSN的分组排队延迟可以被减少或消除。
至少部分上由于这些优势，许多针对WiMAX通信系统而提出的标准和/或协议假定WiMAX系统能够实现接入节点的分布式结构。因此，在所提出的标准中阐明的许多移动性相关的过程被设计成支持和/或增强分布式功能性。例如，WiMAX网络中的接入服务网络实现如下功能实体：寻呼控制器、锚定认证器以及用于支持与每个接入终端的通信链路的锚定数据路径功能。当接入终端跨WiMAX网络移动时，功能实体在属于同一运营商的接入服务网络之间独立地迁移。然而，关于不同实体的迁移的最佳准则和/或条件针对每个实体可能是不同的。所提出的标准利用分布式网络的灵活性，通过指定用于每个实体在属于同一运营商的接入服务网络之间迁移的不同过程来补偿这些差异。然而，多个独立的迁移过程可能意味着大量的附加开销，特别是在分层系统中。
发明内容
所公开的主题涉及解决上述一个或多个问题的效应。下文介绍了对所公开的主题的简要总结以提供对所公开主题的一些方面的基本理解。该总结不是所公开的主题的详尽概览。它并不旨在标识所公开主题的关键或重要元素或者限定所公开主题的范围。它唯一的目的是以简要的形式介绍一些概念来作为后文所讨论的详细描述的前导。
在一个实施例中，提供了一种用于在移动性事件期间重新定位接入服务网络中的功能实体的方法。该方法的一个实施例包括从源接入服务网络(ASN)向目标ASN提供代表两个或更多功能实体的上下文信息。该方法的另一个实施例包括在目标ASN接收来自源ASN的代表两个或更多功能实体的上下文信息。关于功能实体的上下文信息关联于接入终端，并且作为切换请求或位置更新消息的结果，响应于源ASN从目标ASN接收重新定位通知或切换请求而被提供。
附图说明
参考附图，通过阅读下面的描述将更好地理解所公开的主题，附图中相似的参考号码指示相似的单元，其中：
图1概念性地示出了无线通信系统的第一示例性实施例；
图2概念性地示出了无线通信系统的第二示例性实施例；
图3概念性地示出了用于在移动性事件期间在无线通信系统内重新定位源ASN与目标ASN之间的功能实体的方法的第一示例性实施例；
图4概念性地示出了用于在移动性事件期间在无线通信系统内重新定位源ASN与目标ASN之间的功能实体的方法的第二示例性实施例；
图5概念性地示出了用于在移动性事件期间在无线通信系统内重新定位源ASN与目标ASN之间的功能实体的方法的第三示例性实施例；
图6概念性地示出了用于在移动性事件期间在无线通信系统内重新定位源ASN与目标ASN之间的功能实体的方法的第四示例性实施例；
图7概念性地示出了ASN功能实体的激活模式组合重新定位方法的一个示例性实施例，其中该ASN功能实体支持在PULL模式下由目标ASN或在PUSH模式下由源ASN对认证器和锚定数据路径功能重新定位。
尽管可以对所公开的主题实现各种不同的修改和替换形式，然而其指定实施例已经在这里作为例子示于附图中并且被详细描述。然而，应当理解，这里对指定实施例的描述并不旨在使得所公开的主题限于所公开的特定形式，而是相反，本发明涵盖了落于所附权利要求范围的所有的修改、等价物和替换形式。
具体实施方式
下面描述说明性实施例。为了清楚，本说明书中并没有描述实际实现的所有特征。当然，应当认识到，当开发任何这种实际实施例时，应当作出许多实现特定的判定以达到开发者的特定目的，例如符合系统相关的和商业相关的约束，其针对每个实现都是不同的。此外，应当认识到，这种开发工作可能相当复杂并且耗时，但却是受益于本公开的本领域技术人员的例行任务。
现在将参考附图描述所公开的主题。各种不同的结构、系统和设备仅出于说明的目的而在图中被示意性地显示从而不以本领域技术人员已知的细节而使得本发明变得晦涩。然而，所包含的附图用于描述和解释所公开主题的说明性实例。这里使用的词语和短语应当被理解和解释为具有与相关领域技术人员所理解的词语和短语一致的含义。通过在这里一致地使用术语或短语而不暗示术语或短语的特殊定义，即与本领域技术人员所理解的普通常用的含义不同的定义。至于具有特殊含义的术语或短语，即与本领域技术人员所理解的不同的含义，这种特殊定义将在说明书中以直接明确地提供术语或短语的特殊定义的确定性方式而被明确阐明。
通常，本申请描述了能够被用来重新定位接入服务网络网关(ASN-GW)之间的多个功能实体的组合重新定位过程的实施例。寻呼控制器、锚定认证器和锚定数据路径功能的组合能够在WiMAX中的ASN-GW之间利用优化的消息流而被重新定位，该优化消息流大大减少了重新定位这些功能实体所需要的消息数量。例如，当空闲移动单元从旧寻呼组移至包括新BS和ASN-GW的新寻呼组时，该空闲移动单元可以发送位置更新Location Update至新的BS和ASN-GW。新的ASN-GW接收该位置更新请求并且可以发送请求至旧的服务ASN-GW从而将该移动单元的锚定认证器和寻呼控制器上下文信息组合地重新定位至新的ASN-GW。旧的ASN-GW可以检查位置更新请求的有效性，并且如果该位置更新有效并且如果旧的ASN-GW支持组合重新定位过程，则旧的ASN-GW以上下文信息而积极地响应。如果出于任何原因拒绝了功能实体的重新定位，则旧的ASN-GW可以记录位置更新中指示的移动设备的位置。
图1概念性地示出了无线通信系统100的第一示例性实施例。在该说明性实施例中，无线通信系统100包括家乡核心服务网络105，该家乡核心服务网络包括IP移动性子系统服务器106、计费服务器107、家乡认证、授权和计费(AAA)服务器108和可用作系统100内的设备的共用IP移动性锚定点的家乡代理109。无线通信系统100还包括拜访核心网络110，该拜访核心网络可以包括拜访AAA服务器113。用于实现和操作网络105、110的各单元的技术在现有技术中是已知的，并且为了清楚，在这里将只讨论与主张其权利的主题有关的实现和/或操作网络105、110的各单元的那些方面。此外，受益于本公开的本领域技术人员应当认识到，无线通信系统100可以包括图1中为了清楚而未显示的其他单元。
无线通信系统100实现WiMAX标准和/或协议。WiMAX系统100包括控制与接入节点120通信的设备接入网络110的接入服务网络(ASN)115。ASN 115也可以用作WiMAX网关和/或外地代理。ASN 115典型地支持用于与ASN 115通信的接入终端125的如下功能实体：寻呼控制器、锚定认证器、外地代理、锚定数据路径功能等。在WiMAX结构中，外地代理和锚定数据路径功能典型地在ASN 115中共同定位。示例性接入终端125可以包括(但不限于)用户终端、客户端设备(CPE)、固定无线终端、移动无线终端、移动单元、和/或其他固定或移动的无线设备。尽管图1所示的无线通信系统100包括按照WiMAX操作的单元，然而受益于本公开的本领域技术人员应当认识到，无线通信系统100的其他部分可以按照不同的标准和/或协议来操作。例如，无线通信系统100可以是实现WiMAX、WiFi、EV-DO等的异构网络的一部分。用于实现和操作WiMAX、WiFi、EV-DO网络的标准和协议在现有技术中是已知的，并且为了清楚，这里将只讨论与主张其权利的主题有关的用于实现和操作这些网络的那些方面。
ASN 115内的功能实体可以响应于移动性事件而被迁移，例如当接入终端125移动或在ASN 115之间切换时。在所说明的实施例中，ASN 115被配置成支持在单个合并消息流中对多个功能实体的组合重新定位。例如，当接入终端125从AS 115(1)切换至ASN 115(2)时，源ASN 115(1)可以通过提供代表两个或更多功能实体的上下文信息而将功能实体转移至目标ASN 115(2)。目标ASN 115(2)接收该上下文信息并且使用它来配置或实例化接入终端125的功能实体。功能实体的上下文信息可以响应于源ASN 115(1)从目标ASN 115(2)接收了重新定位通知或切换请求而被提供。
图2概念性地示出了无线通信系统200的示例性实施例。在所说明的实施例中，无线通信系统200包括接入服务网络205，该接入服务网络包括用于通过空中接口220提供至接入终端215的无线连通性的基站210。接入服务网络205还包括用作移动节点215与ASN205之外的更大网络之间的网关的网关(ASN-GW)225。每个ASN-GW 225都提供各种不同的功能单元用来支持与移动节点215的通信。功能单元可以基于关联于接入终端215的上下文信息而被定义、配置和/或实例化。在所说明的实施例中，功能实体包括寻呼控制器230、锚定认证器235和锚定数据路径功能240。尽管图2中仅示出了单个的功能实体230、235、240，然而受益于本公开的本领域技术人员应当认识到，ASN-GW 225典型地基于每用户而实例化所述功能实体230、235、240并且因此可以根据当前由ASN 225服务的用户设备的数目而在每个ASN-GW 225上提供多个实例。
寻呼控制器230管理有关接入终端215的空闲状态和寻呼过程。当接入终端215处于空闲模式时，寻呼控制器230保持该接入终端的状态和操作参数。寻呼控制器230能够通过标识符来标识，例如称为寻呼控制器ID的唯一48比特标识符。接入终端215能够在网络重新进入和位置更新过程期间信号通知该寻呼控制器ID。代表寻呼控制器230的上下文信息可以包括状态信息、操作参数、寻呼控制器ID等。当接入终端215进入空闲模式时寻呼控制器230典型地被实例化，并且因此当接入终端215处于激活模式时寻呼控制器230不在AS-GW225中出现或被实例化。在可选的实施例中，附加的功能性可以被实现于寻呼控制器230中，例如WiMAX标准中所指明的。
锚定认证器235协商用户和设备的认证、授权网络进入并且控制进入网络的用户(例如在接入终端215)的身份，并且生成用于对穿过空中接口220的消息加密的密钥。锚定认证器235也可以用作AAA服务器(未在图2中显示)的客户端。锚定认证器235是以认证器ID而被唯一地标识的，该认证器ID可以从可路由的IPv4或IPv6地址中或从48比特媒体访问控制地址中构成。代表锚定认证器235的上下文信息可以包括用户身份、密钥、AAA客户端信息、认证器ID等。在可选的实施例中，附加的功能性可以实现于锚定认证器235中，如WiMAX标准中所指明的。
锚定数据路径功能240用作至用户(例如接入终端215)的数据路径的锚定器。核心服务网络可以发送下行链路分组至数据路径的锚定器，并且锚定数据路径功能然后转发该下行链路分组至接入终端215。在空闲状态下，当锚定数据路径功能240从核心网接收了去往和/或寻址到空闲的接入终端215的下行链路分组时，锚定数据路径功能240首先寻呼该接入终端215、等待接入终端215重新进入网络并且然后通过服务基站210将该下行链路分组递送至接入终端215。锚定数据路径功能240可以用锚定数据路径功能ID而被唯一地标识，该ID可以从可路由的IPv4或IPv6地址中或从48比特媒体访问控制(MAC)地址中被构成。代表锚定数据路径功能240的上下文信息可以包括数据路径的路由信息、锚定数据路径功能ID等。在可选的实施例中，附加的功能性可以被实现于锚定数据路径功能240中，如WiMAX标准中所指明的。
在所说明的实施例中，接入终端215最初具有通过空中接口220(1)的与ASN 205(1)的无线通信连接。接入终端215因而可以更改其从源ASN205(1)到目标AS205(2)的关联并且建立与目标ASN 205(2)的无线通信连接。例如，接入终端215可以从由ASN 205(1)服务的区域移至由ASN 205(2)服务的区域。然而，接入终端215也可以响应于其他移动性事件而更改其关联，例如更改环境条件、空中接口220的衰退、负载均衡操作等。如果接入终端215处于空闲模式，则接入终端215可以例如在预定的时间间隙中通过发送位置更新消息至目标ASN 205(2)来信号通知更改关联。可选地，如果接入终端215处于激活模式，则该接入终端可以执行至目标ASN 205(2)的切换。该切换可以由接入终端215或网络200来发起。功能实体230、235、240可以从源ASN-GW 225(1)至目标ASN-GW 225(2)移动、转移或迁移。例如，功能实体230、235、240可以通过从源ASN-GW 225(1)至目标ASN-GW 225(2)发送代表功能实体230、235、240的上下文信息而移动。
图3概念性地示出了用于在无线通信系统中在移动性事件期间重新定位源ASN305与目标ASN 310之间的功能实体的方法的第一示例性实施例。在所示出的实施例中，源ASN 305包括源ASN-GW(S-GW)而目标ASN 310包括基站(BS)和目标ASN-GW(T-GW)。无线通信系统还包括支持用于接入终端(AT)的家乡代理(HA)和AAA服务器的核心服务网315，该AAA服务器包括用户和接入终端的配置文件信息。在所示出的实施例中，无线通信系统中的单元按照WiMAX标准和/或协议来操作。所示出实施例中的接入终端最初处于空闲模式并且响应于移动性事件而从源ASN至目标ASN更改其关联。功能实体(例如锚定认证器和锚定数据路径功能)的迁移以四个阶段进行。
在第一阶段320期间，空闲的接入终端和无线通信系统执行传统的位置更新过程，其包括接入终端发送范围请求(RNG-REQ)消息至目标ASN中的基站，其然后经由目标ASN-GW将位置更新请求传送至源ASN。该位置更新请求发起了在基站、目标ASN和源ASN之间被处理/协商的传统位置更新过程。在所示出的实施例中，该位置更新过程是在不将寻呼控制器从源ASN移开的情况下被执行的。第一阶段320的实施例典型地需要与交换八个或更多消息相对应的开销。
在第二阶段325期间，网络判定寻呼接入终端并且接入终端退出空闲模式并变成激活以便能够参与被用来将功能实体移至目标ASN-GW的消息交换。网络寻呼在源ASN中发起并且经由目标ASN被传送至接入终端。如果接入终端响应该寻呼消息，则接入终端、源ASN和目标ASN能够建立/协商通过网络的数据路径。第二阶段325的实施例典型地需要与交换16个或更多消息相对应的开销。
在第三阶段330，激活的接入终端参与从源ASN至目标ASN重新定位锚定认证器和锚定数据路径功能。发送关于这些功能实体的上下文信息典型地包括将接入终端的安全历史记录、安全密钥、授权上下文、移动性联系等移至目标ASN。接入终端也可以被AAA服务器重新认证并且可以执行对安全密钥的任何必要的更新或更改。对至源ASN的连接的计费可以停止，而对目标ASN的计费可以开始。第三阶段330的实施例典型地需要与交换18个或更多消息相对应的开销。
在第四阶段335期间，上下文信息的迁移完成并且锚定数据路径功能从S-GW迁移到T-GW并且从核心网315中的家乡代理撤销(在340)对之前数据路径的注册。第四阶段335的实施例典型地需要与交换3个或更多消息相对应的开销。因此，方法300的第一示例性实施例可能需要与交换至少45个消息相对应的开销。
图4概念性地示出了用于在无线通信系统中在移动性事件期间重新定位源ASN410与目标ASN 405之间的功能实体的方法400的第二示例性实施例。在所示出的实施例中，源ASN 410包括源ASN-GW(S-GW)而目标ASN 405包括基站(BS)和目标ASN-GW(T-GW)。无线通信系统还包括支持用于接入终端(AT)的家乡代理(HA)和AAA服务器的核心服务网415，该AAA服务器包括用户和接入终端的配置文件信息。在所示出的实施例中，无线通信系统中的单元按照WiMAX标准和/或协议来操作。所示出实施例中的接入终端最初处于空闲模式并且响应于移动性事件而从源ASN至目标ASN更改其关联。
在所示出的实施例中，接入终端通过发送(在420)例如RNG-REQ消息的用于请求位置更新的消息来发起位置更新过程。基站(BS)转发(在422)位置更新请求至目标ASN。位置更新请求可以包括例如寻呼信息、基站标识符、寻呼控制器标识符等的信息。目标ASN通过接口将位置更新消息传送(在424)至源ASN。位置更新消息还包括请求组合的重新定位过程的信息以使得寻呼控制器能够作为位置更新过程的一部分而被重新定位，并且锚定认证器和锚定数据路径功能能够在单个消息流中一起被重新定位。源ASN可以确定该位置更新请求是否有效以及是否支持组合的重新定位过程。如果是，则源ASN通过返回位置更新响应至目标ASN来做出响应(在426)。在所示出的实施例中，位置更新响应包括寻呼控制器的上下文信息，其可以包括接入终端标识符、安全性上下文、新的寻呼控制器标识符、旧的寻呼控制器标识符、寻呼信息等等。位置更新响应也可以包括指示源ASN是否支持组合的重新定位的信息以便目标ASN能够在不支持组合的重新定位的情况下被通知。
目标ASN能够使用上下文信息来配置或实例化接入终端的寻呼控制器。由于代表寻呼控制器的上下文信息目前在目标ASN可用，因此接入终端能够在剩余的重新定位过程中发生错误或故障的情况下被定位。在所示出的实施例中，目标ASN-GW提供(在428)位置更新响应给基站。所提供的响应可以包括例如接入终端标识符、安全性上下文、新寻呼控制器标识符、旧寻呼控制器标识符、寻呼信息等的上下文信息。例如RNG-RSP的确认消息能够通过空中接口被发送(在430)给接入终端，而另一个位置更新确认能够被返回(在432)给目标ASN-GW。目标ASN因而能够发送(在434)位置更新确认给源ASN。在所示出的实施例中，位置更新确认包括可以被用来按照有关标准进行消息验证的计数器值，例如CMAC_Key_Count(CKC)。
在所示出的实施例中，锚定认证器和锚定数据路径功能的组合的重新定位是在寻呼控制器已经被重新定位到目标ASN之后被执行的。组合的重新定位可以开始于目标ASN发送(在436)重新定位通知消息给源ASN。在一个实施例中，重新定位通知消息包括指示重新定位的原因的信息(例如位置更新或切换)、CPI比特(计费属性)、寻呼信息、新寻呼控制器ID、新锚定认证器的标识符、寻呼控制器重新定位目的地、基站标识符、CKC等等。源ASN判定是接受还是拒绝所请求的组合的重新定位并且然后提供(在438)重新定位通知响应给目标ASN。重新定位通知响应的实施例可以包括关于是接受还是拒绝请求的指示、接入终端的安全历史、接入终端的授权上下文、接入终端的移动性锚定上下文、基站信息、寻呼信息、当前认证器验证码(PA_VC)、从当前计数器值(CMAC_Key_Count)中导出的用于验证的现时(nonce)(PA_NONCE)、用于计算新认证器验证码的随机值现时(NA_NONCE)、安全性上下文等等。
对于AAA授权，目标ASN发送(在440)关于重新定位的认证器会话的接入请求给AAA服务器。在一个实施例中，接入请求是RADIUS接入请求或Diameter WiMAX Diameter扩展认证协议(EAP)请求(WDER)，其包括新的锚定认证器标识符、PA_VC、PA_NONCE和接入终端的网络接入标识符(NAI)。AAA服务器能够判定是否接受该请求并且然后可以发送(在442)包括例如由AAA服务器生成的主会话密钥的密钥素材的响应，例如针对Diameter WiMAXDiameter EAP Accept(WDEA)的RADIUS Access-Accept。目标ASN中的锚定数据路径功能也注册(在444)到接入终端的家乡代理，其发送(在446)注册应答以验证该注册。在该过程中的这一点，锚定认证器和锚定数据路径功能的组合的重新定位已经被执行并且目标ASN发送(在448)重新定位完成请求至源ASN。示例性重新定位完成请求包括指示认证结果的信息、新认证验证码(NA_VC)和关于锚定数据路径功能重新定位至目标ASN的指示。当接收重新定位完成请求时，源ASN发送(在450)计费停止消息至AAA服务器以指示它不再是用于该接入终端的正服务的锚定认证器和数据路径功能，并且发送(在452)重新定位完成响应给目标ASN。示例性重新定位完成响应包括接入终端的计费上下文、预付费计费客户端(PPAC)等等。目标ASN因而能够发送(在454)重新定位完成确认至源ASN并且也可以发送(在456)计费开始消息给AAA服务器。该计费开始消息指示新的锚定认证器和锚定数据路径功能分别是用于该接入终端的新的正服务的锚定认证器和锚定数据路径功能。
图5概念性地示出了用于在无线通信系统中在移动性事件期间重新定位源ASN510与目标ASN 505之间的功能实体的方法500的第三示例性实施例。在所示出的实施例中，源ASN 510包括源ASN-GW(S-GW)而目标ASN 505包括基站(BS)和目标ASN-GW(T-GW)。无线通信系统还包括支持用于接入终端(AT)的家乡代理(HA)和AAA服务器的核心服务网515，该AAA服务器包括接入终端的配置文件信息。在所示出的实施例中，无线通信系统中的单元按照WiMAX标准和/或协议来操作。所示出实施例中的接入终端最初处于空闲模式并且响应于移动性事件而从源ASN至目标ASN更改其关联。
方法500的第三示例性实施例与图4所示的第二示例性实施例的不同之处在于，响应于由接入终端发送的位置更新而执行寻呼控制器、锚定认证器和锚定数据路径功能的组合的重新定位。在所示出的实施例中，接入终端通过发送(在520)例如RNG-REQ消息的用于请求位置更新的消息来发起位置更新过程。基站(BS)转发(在522)位置更新请求至目标ASN。位置更新请求可以包括例如寻呼信息、基站标识符、寻呼控制器标识符等的信息。目标ASN通过接口传送(在524)重新定位通知消息至源ASN。重新定位通知消息还包括请求组合的重新定位过程的信息以使得寻呼控制器、锚定认证器和锚定数据路径功能能够作为位置更新过程的一部分而被重新定位。在一个实施例中，重新定位通知消息包括指示关于重新定位的理由的信息(例如位置更新或切换)、CPI比特、寻呼信息、新寻呼控制器ID、新锚定认证器标识符、锚定寻呼控制器(APC)重新定位目的地、基站标识符、CMAC_Key_Count等等。
源ASN判定是接受还是拒绝所请求的组合的重新定位。在一个实施例中，源ASN可以确定该位置更新请求是否有效以及是否支持组合的重新定位过程。如果是，则源ASN通过提供重新定位通知响应给目标ASN以指示该请求已经被接受来做出响应(在526)。重新定位通知响应的实施例可以包括指示该请求是被接受还是被拒绝的上下文信息、接入终端的安全历史、接入终端的授权上下文、接入终端的移动性锚定上下文、基站信息、寻呼信息、当前的认证器验证码(PA_VC)、从当前计数器值(CMAC_Key_Count)中导出的用于验证的现时(PA_NONCE)、随机值现时、安全性上下文、新寻呼控制器标识符、旧寻呼控制器标识符、寻呼信息等等。
目标ASN可以使用上下文信息来配置或实例化该接入终端的寻呼控制器、锚定认证器和/或锚定数据路径功能。由于代表寻呼控制器的上下文信息目前在目标ASN可用，因此该接入终端能够在剩余的重新定位过程中发生错误或故障的情况下被网络定位。在所示出的实施例中，目标ASN-GW提供(在528)位置更新响应给基站。所提供的响应可以包括例如接入终端标识符、安全性上下文、新寻呼控制器标识符、旧寻呼控制器标识符、寻呼信息等的上下文信息。例如RNG-RSP的位置更新确认消息可以通过空中接口被发送(在530)给接入终端，而另一个位置更新确认可以被返回(在532)给目标ASN-GW。
对于AAA授权而言，目标ASN发送(在534)关于重新定位的认证器会话的接入请求给AAA服务器。在一个实施例中，接入请求是RADIUS接入请求或Diameter WiMAX Diameter扩展认证协议(EAP)请求(WDER)，其包括新锚定认证器标识符、PA_VC、PA_NONCE和接入终端的网络接入标识符。AAA服务器能够判定是否接受该请求并且然后可以发送包括由AAA服务器生成的例如主会话密钥的密钥素材的响应(在536)，例如针对Diameter WiMAX DiameterEAP Accept(WDEA)的RADIUS Access-Accept。目标ASN中的锚定数据路径功能也可以注册到(在538)接入终端的家乡代理，其发送(在540)注册应答以验证该注册。在该过程中的这一点，锚定认证器、寻呼控制器和锚定数据路径功能的组合的重新定位已经被执行并且目标ASN发送(在542)重新定位完成请求至源ASN。示例性重新定位完成请求包括指示认证结果的信息、NA_VC和关于锚定数据路径功能重新定位至目标ASN的指示。当接收重新定位完成请求时，源ASN发送(在554)计费停止消息至AAA服务器并且发送(在546)重新定位完成响应给目标ASN。示例性重新定位完成响应包括接入终端的计费上下文、预付费计费客户端(PPAC)等等。目标ASN因而能够发送(在548)重新定位完成确认至源ASN并且也可以发送(在550)计费开始消息给AAA服务器。该计费开始消息指示新的锚定认证器和锚定数据路径功能是用于该接入终端的新的正服务的锚定认证器和锚定数据路径功能。
图6概念性地示出了用于在无线通信系统中在移动性事件期间重新定位源ASN610与目标ASN 605之间的功能实体的方法600的第四示例性实施例。在所示出的实施例中，源ASN 610包括源ASN-GW(S-GW)而目标ASN 605包括基站(BS)和目标ASN-GW(T-GW)。无线通信系统还包括支持用于接入终端(AT)的家乡代理(HA)和AAA服务器的核心服务网615，该AAA服务器包括接入终端的配置文件信息。在所示出的实施例中，无线通信系统中的单元按照WiMAX标准和/或协议来操作。所示出实施例中的接入终端最初处于空闲模式并且响应于移动性事件而从源ASN至目标ASN更改其关联。方法600的第四示例性实施例利用与图5所示的第三示例性实施例不同的消息序列而实现了响应于由接入终端发送的位置更新的寻呼控制器、锚定认证器和锚定数据路径功能的组合的重新定位。
在该第四示例性实施例中，接入终端通过发送(在620)例如RNG-REQ消息的用于请求位置更新的消息来发起位置更新过程。基站(BS)转发(在622)位置更新请求至目标ASN。位置更新请求可以包括例如寻呼信息、基站标识符、寻呼控制器标识符等的信息。目标ASN传送(在624)重新定位通知消息至源ASN 610。该消息包括请求组合的重新定位过程的信息以使得寻呼控制器、锚定认证器和锚定数据路径功能能够作为位置更新过程的一部分而被重新定位。在一个实施例中，重新定位通知消息包括指示关于重新定位的理由的信息(例如位置更新或切换)、指示计费属性的CPI比特、寻呼信息、新寻呼控制器ID、新锚定认证器标识符、寻呼控制器重新定位目的地、基站标识符、CMAC_Key_Count等等。
源ASN判定是接受还是拒绝所请求的组合的重新定位。在一个实施例中，源ASN可以确定该位置更新请求是否有效以及是否支持组合的重新定位过程。如果是，则源ASN通过提供重新定位通知响应给目标ASN以指示该请求已经被接受来做出响应(在626)。重新定位通知响应的实施例可以包括指示该请求是被接受还是被拒绝的上下文信息、接入终端的安全历史、接入终端的授权上下文、接入终端的移动性锚定上下文、基站信息、寻呼信息、当前的认证器验证码(PA_VC)、从当前计数器值(CMAC_Key_Count)中导出的现时(PA_NONCE)、随机值现时(NA_NONCE)、安全性上下文、新寻呼控制器标识符、旧寻呼控制器标识符、寻呼信息等等。
目标ASN能够使用上下文信息来配置或实例化接入终端的寻呼控制器、锚定认证器和/或锚定数据路径功能。由于代表寻呼控制器的上下文信息目前在目标ASN可用，因此接入终端能够在剩余的重新定位过程中发生错误或故障的情况下被网络定位。在所示出的实施例中，目标ASN-GW提供(在628)位置更新响应给基站。所提供的响应可以包括例如接入终端标识符、安全性上下文、新寻呼控制器标识符、旧寻呼控制器标识符、寻呼信息等的上下文信息。例如RNG-RSP的位置更新确认消息能够通过空中接口被发送(在630)给接入终端。
对于AAA授权，目标ASN发送(在632)关于重新定位的认证器会话的接入请求给AAA服务器。在一个实施例中，接入请求是RADIUS接入请求或Diameter WiMAX Diameter扩展认证协议(EAP)请求(WDER)，其包括新的锚定认证器标识符、PA_VC、PA_NONCE和接入终端的网络接入标识符。AAA服务器能够判定是否接受该请求并且然后可以发送(在634)包括例如由AAA服务器生成的主会话密钥的密钥素材的响应，例如针对Diameter WiMAX Diameter EAPAccept(WDEA)的RADIUS Access-Accept。与T-ASN 605与核心服务网615之间的消息交换同时地，T-ASN中的BS发送(在636)位置更新确认(包括CMAC_Key_Count)至目标ASN-GW。目标网关发送(在638)重新定位完成消息至源网关(当前的认证器)以完成该组合的重新定位。重新定位完成请求消息可以包括由新认证器生成的NA_VC。源网关中的认证器发送(在640)计费停止消息至AAA服务器以使得该AAA服务器获知源网关中的认证器不再服务于该接入终端。
目标ASN中的锚定数据路径功能注册(在642)到接入终端的家乡代理，其发送(在644)注册应答以验证该注册。在该过程中的这一点，锚定认证器、寻呼控制器和锚定数据路径功能的组合的重新定位已经被执行并且目标ASN发送(在648)重新定位完成请求至源ASN。示例性重新定位完成请求包括指示认证结果的信息、NA_VC和关于锚定数据路径功能重新定位至目标ASN的指示。当接收重新定位完成请求时，源ASN发送(在640)计费停止消息至AAA服务器，并且发送(在646)重新定位完成响应给目标ASN。示例性重新定位完成响应包括接入终端的计费上下文、PPAC等等。目标ASN因而能够发送(在648)重新定位完成确认至源ASN并且也可以发送(在650)计费开始消息给AAA服务器。该计费开始消息指示新的锚定认证器是用于该接入终端的正服务的锚定认证器。
多个功能实体的组合的重新定位也可以在不同ASN之间的激活移动单元的切换期间被使用。例如，当移动单元执行ASN间切换时，锚定数据路径功能和锚定认证器二者都可以被重新定位到新的ASN-GW。在一个实施例中，二阶段过程可以被用来重新定位上下文信息以减少或避免激活呼叫的服务中断。首选，锚定数据路径功能和锚定认证器功能可以利用从服务的ASN-GW发送到目标ASN-GW的例如Anchor_DPF_HO_Req消息的消息而一起被重新定位到新的ASN-GW。消息的一个实施例包含优化的重新定位类型值以指示关于对这两个功能的组合重新定位的请求。从服务的ASN-GW发送的消息可以包括用于定义/配置与移动单元有关的锚定数据路径功能和认证器功能上下文的上下文信息(其可以称作锚定MM上下文)。在第二阶段，在完成对锚定认证器和锚定数据路径功能至新目标ASN-GW的组合重新定位之后，向认证、授权和计费(AAA)服务器通知已经被重新定位到新目标ASN-GW的新的认证器功能。AAA服务器通过验证由新认证器提交给AAA服务器的一个或多个密钥来验证该重新定位。一旦认证器重新定位完成，锚定数据路径功能与HA之间的绑定就被更新。
图7概念性地示出了用于当激活的接入终端在源(旧)ASN-GW与目标(新)ASN-GW之间切换时对ASN功能实体进行激活模式组合重新定位的方法700的一个示例性实施例。在所示出的实施例中，每个ASN-GW都支持包括锚定认证器(AA)、外地代理(FA)和锚定数据路径功能(ADPF)的功能实体。所示出的实施例支持可由服务(旧)ASN-GW发起的推PUSH机制或可由目标(新)ASN-GW发起的拉PULL机制。该方法因而包括可以从旧ASN-GW被发送(在705)到新ASN-GW的可选重新定位发起消息。
在所示出的实施例中，目标(新)ASN-GW 701通过发送(在710)重新定位通知消息给旧ASN-GW 702来请求(在710)对锚定数据路径功能和锚定认证器的组合重新定位。对于推情形而言，该消息是响应于来自服务(旧)ASN-GW的可选重新定位发起消息(在705)而被发送(在710)的。对于拉情形而言，该消息被发送(在710)以发起推机制。该消息包括优化组合重新定位(OCR)原因、新认证器ID以及可能地包括其他信息。如果源(旧)ASN-GW确认由目标ASN-GW发送的参数，则它通过发送(在715)例如Relocation_Notify_Rsp的消息给目标ASN-GW来响应该目标ASN-GW。如果该请求被接受，则Relocation_Notify_Rsp消息包含接入终端至新认证器功能的安全性信息。示例性安全性信息可以包括接入终端的安全历史、授权上下文、锚定MM上下文、各种不同的现时、基站信息(BS Info)、CMAC_KEY_Count等等。新认证器功能发送(在720)例如Radius接入请求消息的消息至AAA服务器从而以新认证器和该新认证器从旧认证器接收的各种不同的密钥参数来更新该AAA服务器。如果AAA服务器同意重新定位并确认由新认证器提供的密钥参数，则该AAA服务器发回(在725)例如RadiusAccess-Accept消息的消息。
在该过程中的这一点，目标ASN发送(在730)重新定位完成请求至源ASN。示例性重新定位完成请求包括指示认证结果的信息、NA_VC和关于锚定数据路径重新定位至新目标ASN的请求。当接收该重新定位完成请求时，源ASN发送(在735)计费停止消息至AAA服务器以使得该AAA服务器获知源ASN不再服务于该接入终端。源ASN也发送(在740)重新定位完成响应至目标ASN。示例性重新定位完成响应包括接入终端的计费上下文、PPAC等等。在各种不同的可选实施例中，计费停止消息和重新定位响应可以被同时发送(在735、740)或以任何期望的顺序发送。
目标(新)ASN中的锚定数据路径功能和外地代理(FA)注册到(在745)接入终端在核心服务网中的家乡代理。与家乡代理的新绑定被执行，并且该家乡代理因而发送(在750)注册应答以验证该注册。在该过程中的这一点，锚定认证器和锚定数据路径功能的组合重新定位已经被执行并且目标ASN发送(在755)重新定位完成确认至源(旧)ASN并且也可以发送(在760)计费开始消息给AAA服务器。计费开始消息指示新的锚定认证器是该接入终端的服务锚定认证器。
这里描述的组合重新定位过程的实施例相比独立地和/或分别地重新定位ASN之间的功能实体的传统技术而言具有若干优势。例如，独立地重新定位寻呼控制器、锚定认证器和锚定数据路径功能需要唤醒接入终端以使其退出空闲模式从而参与重新定位过程。该方法具有非常大的开销并且需要至少45个消息来完成对三个功能实体的重新定位。相反，这里描述的组合重新定位过程也能够利用16个消息来重新定位寻呼控制器、锚定认证器和锚定数据路径功能。组合重新定位过程因而大大减少了重新定位过程所需要的开销。此外，减少消息数量可以降低了重新定位过程由于丢失或损坏的消息而失败或中断的可能性。这里描述的技术的实施例也可以在位置更新过程期间提供早期寻呼信息给目标ASN，这使得网络能够在重新定位过程失败或中断的情况下仍维持与接入终端的联系。
就对计算机存储器内的数据比特进行操作的符号表示和算法或软件而介绍了部分所公开的主题和相应的详细描述。所述描述和表示是本领域技术人员用来向其他本领域技术人员有效传达其工作实质的那些描述和表示。如这里使用且通用的术语算法被看作是导致期望结果的各步骤的首尾一致的序列。各步骤是需要对物理量进行物理操纵的步骤。通常，尽管非必要，这些量采取能够被存储、传送、组合、比较或其他操纵的光、电或磁信号的形式。已经证实将这些信号称作比特、值、元素、符号、字符、项、号码等有时是便利的，特别是出于通用的原因。
然而，应当认识到，所有所述和类似的术语都关联于合适的物理量并且仅仅是应用于这些量的方便的标签。除非特别指出，或从本说明书中可以明显看出，例如“处理”、“计算”、“确定”、“显示”等的术语是指计算机系统或类似电子计算设备的动作和进程，其将计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理、电子量的数据操纵和转换为计算机系统存储器或寄存器或其他这种信息存储、传输或显示设备内的类似地表示为物理量的其他数据。
还应当指出，所公开的主题的软件实现的方面典型地被编码在一些形式的程序存储介质上或通过一些类型的传输介质来实现。程序存储介质可以是磁的(例如软盘或硬驱)或光的(例如光盘只读存储器CD ROM)，并且可以是只读或随机访问的。类似地，传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤或现有技术中已知的一些其他合适的传输介质。所公开的主题不限于任何给定实现的那些方面。
上面公开的特定实施例只是说明性的，因为所公开的主题可以以对于受益于这里的教学的本领域技术人员显而易见的不同但等效的方式被修改或实践。此外，这里显示的构造或涉及的细节是不受限制的，除非是如下面权利要求中所描述的。因此，显然上面公开的特定实施例可以被改变或修改，并且所有这种变型都被认为是在所公开主题的范围内。因此，这里所寻求的保护在下面的权利要求中阐明。

Claims (12)

1.一种方法，包括：
在目标接入服务网网关ASN-GW处接收用于空闲模式中的接入终端的位置更新请求；
从所述目标ASN-GW向源ASN-GW传送重新定位通知消息以请求与所述接入终端相关联的至少两个功能实体的组合重新定位，其中所述至少两个功能实体包括接入认证器与锚定数据路径功能中的至少一个以及寻呼控制器；
在所述目标ASN-GW处从所述源ASN-GW接收包括用于所述至少两个功能实体的上下文信息的重新定位通知响应消息；以及
使用所述重新定位通知响应消息中包括的上下文信息来将所述至少两个功能实体重新定位到所述目标ASN-GW。
2.根据权利要求1所述的方法，其中接收所述重新定位通知响应消息包括接收包括代表用于所述接入终端的寻呼控制器和接入认证器的上下文信息的重新定位通知响应消息。
3.一种方法，包括：
在源接入服务网网关ASN-GW处接收来自目标ASN-GW的重新定位通知消息，所述重新定位通知消息用以根据对用于空闲模式中的接入终端的位置更新请求的接收来请求与接入终端相关联的至少两个功能实体的组合重新定位；
从所述源ASN-GW向所述目标ASN-GW传送包括上下文信息的重新定位通知响应消息，其中所述重新定位通知响应消息包括代表与所述接入终端相关联的至少两个功能实体的上下文信息，并且其中所述至少两个功能实体包括接入认证器与锚定数据路径功能中的至少一个以及寻呼控制器；以及
基于所述重新定位通知响应消息中包括的上下文信息来将所述至少两个功能实体从所述源ASN-GW重新定位到所述目标ASN-GW。
4.根据权利要求3所述的方法，其中传送所述重新定位通知响应消息包括：传送包括代表用于所述接入终端的寻呼控制器和锚定认证器的上下文信息的重新定位通知响应消息。
5.根据权利要求3所述的方法，其中传送所述重新定位通知响应消息包括：响应于所述源ASN-GW确定所述重新定位通知消息指示有效位置更新并且确定所述源ASN-GW支持所请求的组合重新定位，而传送所述重新定位通知响应消息。
6.根据权利要求3所述的方法，其中响应于所述源ASN-GW确定所述重新定位通知消息不指示有效位置更新或者确定所述源ASN-GW不支持所请求的组合重新定位，用于组合重新定位的请求被拒绝。
7.一种接入服务网络网关ASN-GW，被配置为：
在作为目标ASN-GW操作的所述ASN-GW处接收用于空闲模式中的接入终端的位置更新请求；
从所述目标ASN-GW向作为源ASN-GW操作的ASN-GW传送重新定位通知消息以请求与所述接入终端相关联的至少两个功能实体的组合重新定位，其中所述至少两个功能实体包括接入认证器与锚定数据路径功能中的至少一个以及寻呼控制器；
在所述目标ASN-GW处从所述源ASN-GW接收包括用于所述至少两个功能实体的上下文信息的重新定位通知响应消息；以及
使用所述重新定位通知响应消息中包括的上下文信息来将所述至少两个功能实体重新定位到所述目标ASN-GW。
8.根据权利要求7所述的ASN-GW，其中接收所述重新定位通知响应消息包括接收包括代表用于所述接入终端的寻呼控制器和接入认证器的上下文信息的重新定位通知响应消息。
9.一种接入服务网络网关ASN-GW，被配置为：
在作为源ASN-GW操作的所述ASN-GW处接收来自目标ASN-GW的重新定位通知消息，所述重新定位通知消息用以根据对用于空闲模式中的接入终端的位置更新请求的接收来请求与接入终端相关联的至少两个功能实体的组合重新定位；
从所述源ASN-GW向所述目标ASN-GW传送包括上下文信息的重新定位通知响应消息，其中所述重新定位通知响应消息包括代表与所述接入终端相关联的至少两个功能实体的上下文信息，并且其中所述至少两个功能实体包括接入认证器与锚定数据路径功能中的至少一个以及寻呼控制器；以及
基于所述重新定位通知响应消息中包括的上下文信息来将所述至少两个功能实体从所述源ASN-GW重新定位到所述目标ASN-GW。
10.根据权利要求9所述的ASN-GW，其中传送所述重新定位通知响应消息包括：传送包括代表用于所述接入终端的寻呼控制器和锚定认证器的上下文信息的重新定位通知响应消息。
11.根据权利要求9所述的ASN-GW，其中传送所述重新定位通知响应消息包括：响应于所述源ASN-GW确定所述重新定位通知消息指示有效位置更新并且确定所述源ASN-GW支持所请求的组合重新定位，而传送所述重新定位通知响应消息。
12.根据权利要求9所述的ASN-GW，其中响应于所述源ASN-GW确定所述重新定位通知消息不指示有效位置更新或者确定所述源ASN-GW不支持所请求的组合重新定位，用于组合重新定位的请求被拒绝。
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