CN1697551A - 用于在分组模式移动通信系统中改进移动性管理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于在分组模式移动通信系统中改进移动性管理的方法,在所述方法中,如果相应于移动台的无效性的准则,有至少一个准则被验证,则被连接到所述网络的所述移动台就隐式地从所述网络中被分离。
Description
相关申请的交叉参考
本申请是基于2004年5月10日提交的法国专利申请0405041的,所述申请的公开在此全部引入作为参考,并根据35U.S.C.§119要求其优先权。
技术领域
本发明一般涉及移动通信系统。
背景技术
移动通信系统通常由标准所覆盖,对于这些系统的完整描述可以参考由相应标准组织所出版的相应标准。
参考图1概要地描述了移动通信系统的一般结构。所述系统包括移动通信网络或者PLMN(公共陆地移动网络),所述网络自身包括:
-无线接入网络(RAN),主要负责为移动台(MS)提供对移动通信服务的无线访问,以及
-核心网络(CN),主要负责管理和路由通信,特别是通过外部网络(该图中未示出)来进行。
在所述系统中,在两种模式之间产生区别,所述两种模式即电路模式(该图中未示出)和分组模式。与电路模式不同,分组模式的特征在于,在会话期间用户之间动态地共享资源,从而更有效地使用可用的资源。
图1概括了用于支持分组模式服务的系统的核心网络结构,所述系统例如特别是GPRS(通用分组无线业务)系统,图1中特别示出了:
-SGSN(服务GPRS支持节点)网络元素,其主要作为分组模式移动通信服务的接入服务器用于移动台MS。
-GGSN(网关GPRS支持节点)网络元素,其主要负责与外部网络或分组数据网络(PDN)的路由和连接,所述网络例如特别是网际协议(IP)网络。
对于能够以分组模式访问业务的移动台来说,例如在所述GPRS类型的系统中,其必须预先执行“GPRS连接(GPRS Attach)”过程,结果,在所述移动台和其服务器SGSN之间产生逻辑连接,并且在所述移动台中以及在其服务器SGSN中建立移动性上下文,所述移动性上下文也被称作MM(移动性管理)上下文,所述上下文包括用于管理所述移动台的移动性所需的全部信息(包括关于用户身份、位置、证明等的信息)。
对于将被发送和接收用于分组模式连接会话的数据,还有必要执行PDP(分组数据协议)上下文激活过程,结果,特别在所述移动台中以及在其服务器SGSN中建立PDP上下文,所述上下文包括用于路由和管理所述分组模式连接的服务质量所需的全部信息。
以下所公开的内容尤其涉及所述系统中所实现的移动性管理功能。首先,简要回顾这些功能中的一些;例如,在所述GPRS类型的系统情况下,对于更完整的描述请参见由3GPP(第3代合伙项目)所出版的技术规范3GPP TS23.060和3GPP TS24.008。
尤其是为了用户移动性管理的目的,给定网络的小区通常被分成子网,例如,在GPRS的情况下所述子网被称作路由区域(RA)。
移动性管理协议特别包括小区或路由区域更新过程,通过所述过程,当移动台改变小区或路由区域时,所述移动台会通知其服务器SGSN。
在移动性管理的上下文中,定义了三个移动性管理状态: “空闲(Idle)”、“就绪(Ready)”和“等待(Standby)”。图2中概述了在移动台和SGSN中的所述各种状态以及这些状态之间的转换机制,图2引自上述技术规范3GPP TS0.360。
在“空闲”状态下,在SGSN中所存储的MM上下文不包括用于移动台的有效位置信息。
在“等待”状态下,在SGSN中所存储的MM上下文包括用于移动台的有效位置信息,并且所述信息仅包括移动台所处的路由区域的标识。
在“就绪”状态下,在SGSN中所存储的MM上下文包括用于移动台的有效位置信息,并且所述信息包括移动台所处的小区的标识。
所述“GPRS连接”过程被用于从所述“空闲”状态改变到“就绪”状态。相反地,“GPRS分离(GPRS Detach)”过程被用于从所述“就绪”状态改变到所述“空闲”状态。
特别是当与“就绪”状态相关联的定时器(“就绪定时器”)终止时,可以实现从“就绪”状态向“等待”状态的改变。相反地,如果移动台有数据要发送或接收时,则实现从“等待”状态向“就绪”状态的改变。
当移动台隐含地从所述网络分离(“隐式分离(Implicit Detach)”)时,或者在SGSN从例如本地位置寄存器(HLR)的用户数据库中接收到“MAP取消定位(MAP Cancel Location)”消息的情况下,可以由所述网络主动从“等待”状态进行到“空闲”状态的改变。在SGSN中所存储的MM上下文在第二种情况下被删除,并且在第一种情况下可能被删除。通常在与“等待”状态相关联的定时器终止时,在由无线传输问题所引起的不可恢复的错误的情况下,实现所述“隐式分离”。
上述系统中的一般问题是对于同时被连接的大量移动台来说在所述网络中存储上下文所需的存储容量,特别是在SGSN中存储移动性上下文所需的存储容量。由于在实际中可获得的存储容量是有限的,所以所述系统的能力可能会受限。
申请人注意到:这个问题在以低有效载荷业务量和被链接到移动性管理功能的高信令业务量为特征的传输模式中特别尖锐,这种情况特别是在系统首次进入服务时发生。于是,系统能力可能会受限,只是为了能够支持这样的用户,所述用户不产生任何有效载荷业务量,而仅产生被链接到移动性管理功能的信令业务量。
显然,这种能力限制对操作者来说是不令人满意的,对于操作者来说,在不超出网络的额定值(特别是不超出在SGSN中存储移动性上下文所需的存储容量)的情况下,能够接受更多的有效载荷业务量是重要的。
另外一个问题是业务模型会随时间而演变,特别是有效载荷业务量部分会逐渐地增长。
申请人注意到,现有的技术没有提供上述问题的解决方法和/或没有对上述需求作出优选的响应。
如上所述,所述标准包括某些情况(特别是在隐式分离的情况下),在所述情况下,在SGSN中所存储的MM上下文可能被删除,并且其中,因此可以更好地使用存储资源。但是,申请人注意到,特别是由于对所有的移动台都做统一地处理而没有考虑它们的实际需求,因此,目前,所述隐式分离的情况优选地没有被处理。
还有另外一个管理方式的问题,在所述方式下,隐式分离的移动台应该被重新连接到所述网络上。申请人注意到,现有的技术没有提供这个问题的优选解决方法。
在当前的标准下,通过响应路由区域更新请求(“RAU请求”)所接收的相应“拒绝原因”,通知移动台其已从网络被隐式分离开来。在现有标准下,此时移动台必须执行新的“GPRS连接”过程。
申请人已注意到,这种重新连接准则并非是优选的,特别是因为对所有移动台都做统一地处理而没有考虑它们的实际需求,这样会导致不必要地重新建立移动性上下文用于无效的(inactive)移动台(或者不会产生有效载荷业务量的移动台),从而不必要地在网络中使用存储和/或处理资源。
本发明的一个特别目的就是避免部分或全部的上述缺点和/或解决部分或全部的上述问题。本发明的一般目的是改进所述系统的移动性管理。
发明内容
本发明的一个方面是一种用于在分组模式移动通信系统中改进移动性管理的方法,在所述方法中,如果相应于移动台的无效性的准则,有至少一个准则被验证,则被连接到所述网络的所述移动台就隐式地从所述网络中被分离。
根据本发明的另一个特征,如果相应于在所述网络中缺乏用于存储移动性管理上下文的存储资源,有另一个准则也被验证,则被连接到所述网络的移动台就隐式地从所述网络被分离。
根据本发明的另一个特征,如果移动台不倾向于产生有效载荷业务量,则对于所述移动台所述无效性准则被验证。
根据本发明的另一个特征,如果对于所述移动台没有PDP上下文是有效的(active),则所述无效性准则被验证。
根据本发明的另一个特征,如果对于移动台有效的PDP上下文是IMS(IP多媒体子系统)信令类型的,则对于所述移动台所述无效性准则不能被验证。
根据本发明的另一个特征,如果相应于进入与“等待”状态相对应的移动性管理状态,有另一个准则也被验证,则被连接到所述网络的移动台隐式地从所述网络被分离。
本发明的另一个方面是一种用于在分组模式移动通信系统中改进移动性管理的方法,在所述方法中,如果相应于移动台的有效性的准则,有至少一个准则被验证,则执行用于将隐式地从所述网络被分离的所述移动台重新连接到所述网络的过程。
根据本发明的另一个特征,如果移动台倾向于产生有效载荷业务量,则对于所述移动台所述有效性准则被验证。
根据本发明的另一个特征,如果所述网络从所述移动台接收到服务访问请求,则所述有效性准则被验证。
本发明的另一个目的是一种用于在分组模式移动通信系统中改进移动性管理的方法,在所述方法中,执行用于将隐式地从所述网络被分离的移动台重新连接到所述网络的过程,在所述方法中,用于将所述移动台重新连接到所述网络的所述过程包括以下步骤:
-当接收到由移动台所发送的路由区域更新请求消息时,所述网路实体发送路由区域更新接受消息,
-如果所述移动台其后尝试与所述网络执行处理用于服务访问请求,则所述实体就发送这样的消息给所述移动台,所述消息包括用于重新连接到所述网络的请求,从而对于所述处理,强制所述移动台重新连接到所述网络。
根据本发明的另一个特征,包括用于重新连接到所述网络的请求的所述消息是“分离请求(Detach request)”消息,所述消息包括对应于“请求重新连接(Re-attach required)”的“分离类型(Detach type)”。
本发明的另一个方面是一种用于在分组模式移动通信系统中改进移动性管理的方法,在所述方法中,执行用于将隐式地从所述网络被分离的移动台重新连接到所述网络的过程,在所述过程中:
-当接收到由移动台所发送的路由区域更新请求时,所述网络实体发送路由区域更新拒绝消息,所述消息包括相应于隐式分离的拒绝的原因。
-然后,所述移动台不必尝试重新连接到所述网络,除非进行用于服务访问请求的处理。
本发明的另一个方面是包括用于实现上述方法的装置的移动台。
本发明的再一个方面是包括用于实现上述方法中的一种和/或另一种的装置的网络实体,特别是负责移动性管理的网络实体,例如一个SGSN型实体。
参考附图,通过阅读下面本发明具体实施例的描述,本发明的其它方面和特征将变得清楚。
附图说明
图1概括了分组模式移动通信系统的一般结构。
图2是在分组模式移动通信系统中各种移动性管理状态以及状态间转换的图。
图3到图6示出了本发明的方法的例子。
具体实施方式
本发明的一个方面提出了一种新的准则,用于隐式地将移动台从所述网络分离开来。
本发明的另一个方面提出了一种新的准则,用于在移动台隐式地从所述网络被分离值之后将其重新连接到所述网络。
本发明的再一个方面提出了一种规则机制,用于只在这样的情况下执行上述准则中一个和/或另一个,其中在所述情况下,存储资源和/或处理资源开始在网络中缺乏。
通过本发明的实施例来说明本发明的上述方面。
如果所述SGSN开始缺乏用于存储移动性上下文的存储资源,则会触发用于移动台的隐式分离的规则机制,其中所述移动台被连接到所述网络但却是无效的。为这些移动台所建立的移动性上下文有益地被删除,并且,相应的存储资源于是可以被用来存储用于有效移动台的移动性上下文,所述有效移动台倾向于产生有效载荷业务量。
例如,对于SGSN,所述规则机制可以是所连接的移动台的数量与SGSN的最大容量之比的函数。
例如,所述规则机制可以是:
-如果所存储的移动性上下文的总数超过对应于上限阈值的第一预定阈值,则触发所述机制。
-如果所存储的移动性上下文的总数低于对应于下限阈值的第二预定阈值,则停止所述机制。
特别是,如果移动台不倾向于产生有效载荷业务量,则其可以被认为是无效的。
例如,如果对于移动台没有至少一个有效的PDP上下文,则对于所述移动台可以认为无效性准则被验证。
例如,如果对于移动台有效的PDP上下文是IMS(IP多媒体子系统)信令类型的,所述信令类型例如在QoS(服务质量)信息元素中或者在“创建PDP上下文(Create PDP context)”消息的PCO(PDP配置选项)域中所指示的那样,则对于所述移动台可以认为所述无效性准则没有被验证。
例如,当由SGSN接收到由移动台所发送的正常的或周期性的位置更新请求(RAU请求)时,可以决定隐式地分离无效的移动台,并且所述分离可以被延迟直到进入”等待”状态。推迟隐式分离直到返回“等待”状态具有特别的优点,即,允许响应来自于MSC和SGSN之间的Gs接口上的MSC(移动交换中心)的请求,来处理“MS信息”或“MM信息”过程(如技术规范3GPP TS29.018中所具体描述的那样),并且所述SGSN需要了解MM上下文。
例如:
-当接收到用于被连接到网络但却无效的移动台的RAU请求时,SGSN以通常的方式处理所述RAU请求,并将与所述移动台相关联的标志设置为这样的值,所述值表示正在进行用于所述移动台隐式分离的处理。
-然后,当所述移动台进入“等待”状态时,所述SGSN隐式地分离所述移动台。
要注意的是,为了同所述Gs接口一起进行操作,被隐式分离的移动接口被“本地”地分离,换句话说,所述SGSN的动作并不通过所述Gs接口被指示给所述MSC。因此,可以处理随后的呼叫请求用于电路模式下的服务或CS(电路交换)服务。在这种情况下,建议MSC提供与所述位置区域LA相对应的信息元素,通过所述Gs接口提供可选的信息元素,以避免在整个SGSN中发送呼叫消息。
本发明方法的一个例子包括如图3所示的步骤。
图3所示的方法包括步骤1,所述步骤1检测:相应于在网络中缺乏用于存储移动性上下文的存储资源,第一准则是否被验证。
如果所述第一准则没有被验证,则不执行图3中所示的后续步骤,并且移动性管理可以通过通常的方式被实现。
如果所述第一准则被验证,则下一步是步骤2,所述步骤2检测:对于至少一个移动台来说,相应于所述移动台的无效性的准则,第二准则是否被验证。
如果所述第二准则没有被验证,则不再执行图3中所示的后续步骤,并且移动性管理可以通过通常的方式被实现。
如果所述第二准则被验证,则在步骤3中准备移动台的隐式分离,之后,步骤4检测:相应于所述移动台进入“等待”状态,第三准则是否得到验证。
如果所述第三准则被验证,则所述移动台就在步骤5中隐式的被分离。
在网络实体中实现所述步骤1到5,所述实体特别是负责移动性管理的实体,特别例如是SGSN类型的实体。
本发明的一个方面是包括用于实现上述类型的方法的装置的上述类型的网络实体,所述方法例如是图3所示的步骤。
被隐式分离的移动网络可以用通常的方式被重新连接到所述网络,即,根据所述标准的当前版本,即,通过这样的处理,所述处理包括以下步骤:
-当接收到由移动台所发送的RAU请求时,SGSN发送路由区域更新拒绝(“RAU拒绝(RAU reject)”)消息,所述消息包括“隐式分离”的拒绝原因,并且
-所述移动台于是执行连接到所述网络的强制性的新过程。
还可以其它方法来处理将被隐式分离的移动台重新连接到所述网络,如本发明所提出的那样,由此,只对至少有一个有效性准则被验证的移动台进行所述重新连接。
特别地,如果移动台倾向于产生有效载荷业务量,则所述移动台会被认为是有效的。
例如,如果移动台尝试与所述网络进行处理用于服务访问请求(即,与被链接到移动性管理的处理不同的处理),则对于所述移动台,有效性准则被认为得到验证。
因此,本发明的方法的一个例子可以包括图4所示的步骤。
图4所示的方法包括步骤6,所述步骤6检测:相应于隐式地与所述网络分离的至少一个移动台的有效性的准则,准则是否被验证。
如果所述准则没有被验证,则不执行图4所示的下一步,并且可以用通常的方式来实现所述处理过程。
如果所述准则被验证,则下一步是步骤7,在步骤7中,一过程被用于重新连接所述移动台。
所述步骤6和7可以在网络实体中被执行,所述实体特别是负责移动性管理的实体,例如SGSN类型的实体。
本发明的一个方面是上述类型的网络实体,所述网络实体包括用于实现上述类型的方法的装置,所述方法例如是图4所示的步骤。
考虑如图5所示的一个例子,例如可以在重新连接到所述网络的过程中提供以下步骤:
-当接收到由移动台MS在步骤8中所发送的RAU请求时,在步骤9中,SGSN发送路由区域更新接受(“RAU接受(RAU accept)”)消息给移动台MS,并且
-如果,在步骤10中,所述移动台MS然后尝试与所述网络进行处理用于服务访问请求,则在步骤11中,所述SGSN发送这样的消息给所述移动台MS,所述消息包括用于重新连接到所述网络的请求,从而对于所述处理,强制所述移动台将其自己重新连接到所述网络。
此外,“RAU接受”消息可以在不加密的情况下被发送,采用这种方式以便能够有选择地“包括”随后的服务请求。
例如,包括用于重新连接到所述网络的请求的消息可以是“分离请求”消息,所述消息包括相应于“请求重新连接”的“分离类型”。
考虑图6所示的另一个例子,例如可以提供以下步骤用于重新连接到所述网络的过程:
-当接收到由移动台MS在步骤12中所发送的RAU请求时,在步骤13中,SGSN发送包括“隐式分离”的拒绝原因的路由区域更新拒绝(“RAU拒绝”)消息,以及
-所述移动台MS然后不必尝试重新连接所述网络,除非进行用于服务访问请求的处理,如步骤14所示。
本发明的一个方面是网络实体,所述实体特别是SGSN类型的,所述网络实体包括用于实现上述类型的方法的装置,所述方法例如是图5和图6所示的步骤。
根据本发明的一个方面,网络实体可以特别包括这样装置,如果相应于移动台的无效性的准则,有至少一个准则被验证,则所述装置用于将移动台隐式地从所述网络分离开来。
如果移动台不倾向于产生有效载荷业务量,则对于所述移动台,所述无效性准则可以被验证。
如果对于移动台没有PDP上下文是有效的,则所述无效性准则可以被验证。
如果对所述移动台有效的PDP上下文是IMS(IP多媒体子系统)信令类型的,则对于所述移动台,无效性准则不可以被验证。
网络实体同样可以包括这样的装置,如果相应于在网络中缺乏用于存储移动性管理上下文的存储资源,有另一个准则也被验证,则所述装置用于将移动台隐式地从所述网络分离开来。
网络实体还可以包括这样的装置,如果相应于进入与“等待”状态相对应的移动性管理状态,有另一个准则也被验证,则所述装置用于将移动台隐式地从所述网络分离开来。
根据本发明的另一个方面,网络实体可以特别包括这样的装置,如果相应于移动台的有效性的准则,有至少一个准则被验证,则所述装置用于执行将隐式地从所述网络被分离的移动台重新连接到所述网络的过程。
如果移动台倾向于产生有效载荷业务量,则对于所述移动台,所述有效性准则可以被验证。
如果所述网络从所述移动台接收到服务访问请求,则所述有效性准则可以被验证。
根据本发明的另一个方面,为了执行将隐式地从所述网络被分离的移动台重新连接到所述网络的过程,网络实体可以特别包括:
-这样的装置,当接收到由移动台所发送的路由区域更新请求时,所述装置用于发送路由更新接受消息给所述移动台,以及
-这样的装置,如果所述移动台然后尝试与所述网络进行处理用于服务访问请求,则所述装置用于发送这样的消息给所述移动台,所述消息包括用于重新连接到所述网络的请求,从而对于所述处理,强制所述移动台重新连接到所述网络。
包括用于重新连接到所述网络的请求的消息是“分离请求”消息,所述消息包括相应于“请求重新连接”的“分离类型”。
本发明的一个方面是移动台,所述移动台包括用于执行上述类型的方法的装置,所述方法例如是图5或图6所示的步骤。
根据本发明的一个方面,当接收到路由区域更新拒绝消息时,其中所述消息包括相应于隐式分离的拒绝原因,此时,移动台特别可以避免尝试重新连接网络,除非进行用于服务访问请求的处理。
对于本领域的普通技术人员来说,所述装置的具体实现没有特别的问题,因此,如上面那样,除了说明所述装置的功能之外,没有必要在此更加详细地描述所述装置。
Claims (18)
1.一种用于在分组模式移动通信系统中改进移动性管理的方法,在所述方法中,如果相应于移动台的无效性的准则,有至少一个准则被验证,则被连接到所述网络的所述移动台就隐式地从所述网络被分离。
2.根据权利要求1的方法,在所述方法中,如果相应于在网络中缺乏用于存储移动性管理上下文的存储资源,有另一个准则也被验证,则被连接到所述网络的移动台就隐式地从所述网络被分离。
3.根据权利要求1的方法,其中,如果移动台不倾向于产生有效载荷业务量,则对于所述移动台,所述无效性准则被验证。
4.根据权利要求1的方法,其中,如果对于所述移动台没有PDP上下文是有效的,则所述无效性准则被验证。
5.根据权利要求1的方法,其中,如果对于移动台有效的PDP上下文是IP多媒体子系统信令类型的,则对于所述移动台,所述无效性准则不被验证。
6.根据权利要求1的方法,在所述方法中,如果相应于进入与“等待”状态相对应的移动性管理状态,有另一个准则也被验证,则被连接到所述网络的移动台隐式地从所述网络被分离。
7.一种用于在分组模式移动通信系统中改进移动性管理的方法,在所述方法中,如果相应于移动台的有效性的准则,有至少一个准则被验证,则执行用于将隐式地从所述网络被分离的所述移动台重新连接到所述网络的过程。
8.根据权利要求7的方法,其中,如果移动台倾向于产生有效载荷业务量,则对于所述移动台,所述有效性准则被验证。
9.根据权利要求7的方法,其中,如果所述网络从所述移动台接收到服务访问请求,则所述有效性准则被验证。
10.用于在分组模式移动通信系统中改进移动性管理的方法,在所述方法中,执行用于将隐式地从所述网络被分离的移动台重新连接到所述网络的过程,在所述方法中,用于将所述移动台重新连接到所述网络的所述过程包括以下步骤:
-当接收到由移动台所发送的路由区域更新请求消息时,所述网络实体发送路由区域更新接受消息;
-如果所述移动台随后尝试与所述网络执行处理用于服务访问请求,则所述实体向移动台发送这样的消息,所述消息包括用于重新连接到所述网络的请求,从而对于所述处理,强制所述移动台重新连接到所述网络。
11.根据权利要求10的方法,其中,包括用于重新连接到所述网络的请求的所述消息是“分离请求”消息,所述消息包括对应于“请求重新连接”的“分离类型”。
12.一种用于在分组模式移动通信系统中改进移动性管理的方法,在所述方法中,执行用于将隐式地从所述网络被分离的移动台重新连接到所述网络的过程,在所述过程中:
-当接收到由移动台所发送的路由区域更新请求时,所述网络实体发送路由区域更新拒绝消息,所述消息包括相应于隐式分离的拒绝的原因;
-然后,所述移动台不必尝试重新连接到所述网络,除非进行用于服务访问请求的处理。
13.一种移动通信网络实体,所述实体特别是SGSN类型的,其包括这样的装置,如果相应于移动台的无效性的准则,有至少一个准则被验证,则所述装置用于隐式地将所述移动台从所述网络分离开来。
14.根据权利要求13的移动通信网络实体,其包括这样的装置,如果相应于在网络中缺乏用于存储移动性管理上下文的存储资源,有另一个准则被验证,则所述装置用于隐式地将移动台从所述网络中分离开来。
15.根据权利要求13的移动通信网络实体,其包括这样的装置,如果相应于进入与“等待”状态相对应的移动性管理状态,有另一个准则被验证,则所述装置用于隐式地将移动台从所述网络中分离开来。
16.一种移动通信网络实体,所述实体特别是SGSN类型的,其包括这样的装置,如果相应于移动台的有效性的准则,有至少一个准则被验证,则所述装置用于执行将隐式地从所述网络被分离的所述移动台重新连接到所述网络的过程。
17.一种移动通信网络实体,所述实体特别是SGSN类型的,为了执行用于将隐式地从所述网络被分离的移动台重新连接到所述网络的过程,所述实体包括:
-用于在接收到由移动台所发送的路由区域更新请求消息时向所述移动台发送路由区域更新接受消息的装置;以及
-这样的装置,如果所述移动台其后尝试与所述网络执行处理用于服务访问请求,则所述装置用于向所述移动台发送这样的消息,所述消息包括用于重新连接到所述网络的请求,从而对于所述处理,强制所述移动台重新连接到所述网络。
18.一种移动台,其包括这样的装置,当接收到路由区域更新拒绝消息时,其中所述消息包括相应于隐式分离的拒绝的原因,此时,所述装置用于避免尝试重新连接到所述网络,除非进行用于服务访问请求的处理。
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