CN1801759A

CN1801759A - 加快终端切换的方法

Info

Publication number: CN1801759A
Application number: CN 200510117476
Authority: CN
Inventors: 吴建军
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2006-07-12

Abstract

本发明提供了一种加快终端切换的方法，该方法主要包括：服务BS(基站)收到终端发送的空口切换指示消息后，将该终端的session(会话)信息传递给该终端选定的目标BS。利用本发明所述方法，可以保证终端切换过程的快速性，终端业务的连续性。

Description

加快终端切换的方法

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种加快终端切换的方法。

背景技术

IEEE(电子电气工程师协会)802.16定义了BWA(固定宽带无线接入)的无线城域网标准。该标准针对不同频段定义了不同的物理层技术。标准的应用范围主要面向住宅、小办公室/家庭办公室、远程工作者以及SME(小企业用户)市场。

IEEE 802.16MAC(媒质接入控制层)对用户环境的适应性比较强，能够应付在每个信道上可能有成百上千个用户的应用环境，支持连续式和突发式等不同的业务量。它具有ATM(异步传输模式)汇聚子层和分组汇聚子层，通过将多个高层数据单元经过汇聚子层处理后封装成一个MAC PDU(媒体接入控制层协议数据单元)进行发送，可以实现对ATM、IP(因特网协议)和以太网业务的协议透明性。

IEEE 802.16e空口协议可以支持终端的移动性，由于终端的移动性和网络结构的连接关系多样性，终端的切换场景具有多样化的特点。集中控制方式的终端的切换过程示意图如图1所示。

如图1所示切换过程需要如下的3个步骤：

1、MS(移动台)通过空口与服务BS(基站)通信，服务BS与服务ASN-GW(接入服务网络网关)1通信，ASN-GW。为一个逻辑实体，通常包括Authenticator(鉴权者)、移动IP客户端、FA(外部代理)、PC(寻呼控制器)和SFA(服务流授权)等功能模块，对应到物理实体，这些功能逻辑实体可能存在于一个或者多个物理实体里。

2、MS发生切换以后，MS与目标BS通信，当目标BS和服务BS都是和同一个ASN-GW1通信时，则只迁移R6接口，R3接口不用迁移。当目标BS和服务BS不和同一个ASN-GW1通信时，比如，目标BS与目标ASN-GW2通信，则原来的R6和R3接口都要迁移。

3、MS切换完成以后，与核心网的信令接口完全迁移到目标BS与目标ASN-GW下。

现有技术中一种加快终端切换的方法为：根据NWG(Wimax论坛的网络工作组)标准草稿给出的切换流程如图2所示，包括如下步骤：

步骤2-1、MS周期性地在扫描间隔内扫描、测量相邻BS，获得相邻BS的信号质量，与相邻BS进行初始搜索、同步等处理。

步骤2-2、在终端发现当前服务BS的信号质量不如相邻BS的信号质量，或者终端当前接收的信号误码率非常高时，则终端向服务BS发送MOB_MSHO_REQ(切换请求消息)，触发切换流程。

步骤2-3、服务BS接收到MS的切换请求消息后，服务BS向服务ASN-GW发送HO_Request(切换请求)消息，请求获得目标BS列表。

步骤2-4、服务ASN-GW判断此次切换是否跨ASN-GW，如果是跨ASN-GW，则服务ASN-GW将通过HO_Request消息通知目标ASN-GW；

步骤2-5、目标ASN-GW发送HO_Response(切换响应)消息到服务ASN-GW，在该消息中携带一个推荐的目标BS列表。

步骤2-6、服务ASN-GW将接收到的HO_Response消息发送给服务BS。

步骤2-7、服务BS发送MOB_MSHO_RSP(终端切换响应)消息给MS，在该消息中携带建议的目标BS列表。

步骤2-8、MS从服务BS下发的建议的目标BS列表里选取一个目标BS，然后启动切换过程，并发送MOB_HO_IND(移动终端切换指示)消息给服务BS，表示切换开始，消息中会携带MS最终选择的切换目标BS信息。

步骤2-9、服务BS发送骨干网消息HO_Indication(切换指示)给ASN-GW，表示MS正式进行切换，同时发送消息给目标BS，通知目标BS做好准备，对目标BS进行确认，表示终端最终选择了该BS作为目标BS。

步骤2-10、MS开始网络重入过程。如果目标BS在接收到MS的网络重入请求的时候，目标BS没有获得MS的相关Session(会话)信息，目标BS将通过session information request/response(会话信息请求/回应)消息与目标ASN-GW进行交互，如果目标ASN-GW也没有获得这些信息，那么目标ASN-GW会进一步通过服务ASN-GW或者服务BS索取。

步骤2-11、在网络重入过程完成后，目标BS开始建立与目标ASN-GW的针对该MS的一个或者多个数据通路；目标ASN-GW也将开始建立与锚ASN-GW的一个或者多个针对该MS的数据通路。

步骤2-12、锚ASN-GW向目标ASN-GW发送数据通路建立响应消息，表示该MS的业务现在可以开始转发到新的基站了。

上述加快终端切换的方法的缺点为：当终端与目标BS进行网络重入的时候，如果目标BS没有获得MS的相关session信息，则目标BS需要主动向目标ASN-GW请求这些信息。同时，目标ASN-GW也可能向服务ASN-GW以及服务BS索取这些信息。该过程将大大延缓切换进程。同时该方法中也没有明确描述session信息传递的具体过程。

现有技术中另一种加快终端切换的方法为：在目标ASN-GW或者服务ASN-GW为终端选取目标BS列表时，发送携带上述sassion信息的切换预通知消息给相关相邻BS。

上述加快终端切换的方法的缺点为：因为最终选取哪个目标BS进行切换是由MS决定的，并在切换指示消息里通知服务BS。因此，该方法在此之前就将MS的session信息传递到相邻BS，当这些相邻BS后来又没有被MS最终选取为目标BS时，则该方法不仅浪费了带宽资源，也没有保证信息传递的针对性。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种加快终端切换的方法，从而可以保证终端切换过程的快速性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种加快终端切换的方法，包括：

服务基站BS收到终端发送的空口切换指示消息后，将该终端的会话信息传递给该终端选定的目标BS。

所述终端的会话信息包括：

终端的网络接入标识符NAI信息；

和/或，

终端的IP地址信息；

和/或，

终端的媒体接入控制层MAC地址信息；

和/或，

终端的锚服务接入服务网络网关Anchor ASN GW信息，其中包括锚寻呼控制器、和/或锚鉴权者、和/或锚代理移动节点、和/或锚外部代理信息；

和/或，

终端的相关服务流信息，其中包括服务流分类器、服务流服务质量参数、服务流CID和服务流对应的数据通路信息；

和/或，

终端的相关R3链路信息，其中包括家乡代理的IP地址、CoA、动态主机配置协议服务器、AAA服务器和R3链路状态信息；

和/或，

终端的相关安全信息，其中包括AK以及AK上下文、和/或SAID、和/或TEK、和/或代理移动节点和家乡代理之间的信任状信息。

所述方法具体包括：

A、服务BS收到终端发送的空口切换指示消息后，将该终端的会话信息传递给服务接入服务网络网关ASN-GW；

B、所述服务ASN-GW采取直接或间接的方式，将所述终端的会话信息传递给目标BS。

所述的步骤A具体包括：

服务BS收到终端发送的空口切换指示消息后，向服务ASN-GW发送携带由该服务BS维护的所述终端的会话信息的切换指示消息。

所述的步骤B具体包括：

B1、服务ASN-GW接收到服务BS传递过来的终端的会话信息后，判断目标BS和服务BS是否属于同一个ASN-GW管辖范围内，如果是，执行步骤B2；否则，执行步骤B3；

B2、服务ASN-GW直接将服务BS传递过来的终端的会话信息转发给目标BS；

B3、服务ASN-GW通过目标ASN-GW将终端的会话信息传递给目标BS。

所述的步骤B3具体包括：

B31、服务ASN-GW在接收到的服务BS传递过来的终端的会话信息中增加它所维护的会话信息，将处理后的会话信息传递给目标ASN-GW；

B32、目标ASN-GW收到服务ASN-GW传递的会话信息后，保留该消息中属于它维护的会话信息，将剩下的属于目标BS维护的会话信息传递给目标BS。

所述的方法具体包括：

C、服务BS收到终端发送的空口切换指示消息后，目标BS也收到终端发送的接入请求消息，如果目标BS已经获得了该终端的会话信息，则通过空口管理消息将获得的会话信息传递给终端；否则，执行步骤D；

D、目标BS向目标ASN-GW发送请求消息，通过目标ASN-GW获得该终端的会话信息，将获得的会话信息传递给目标BS。

所述的步骤D具体包括：

D1、目标ASN-GW接收到目标BS发送的请求消息后，如果目标ASN-GW已经获得了所述终端的会话信息，则向目标BS传递该会话信息，否则，执行步骤D2；

D2、目标ASN-GW向服务ASN-GW发送请求消息，如果服务ASN-GW已经获得了终端的会话信息，则向目标ASN-GW传递该会话信息，目标ASN-GW保留该消息中属于它维护的会话信息，将剩余的属于目标BS维护的会话信息传递给目标BS；否则，执行步骤D3；

D3、服务ASN-GW向服务BS转发接收到的请求消息，服务BS向服务ASN-GW传递服务BS所维护的终端的会话信息，服务ASN-GW在该会话信息中增加它所维护的会话信息，将处理后的会话信息传递给目标ASN-GW，目标ASN-GW保留其中属于自己维护的会话信息，将剩余的属于目标BS维护的会话信息转发到目标BS。

所述方法具体包括：

当服务BS和目标BS之间有接口时，则服务BS将其所维护的会话信息直接通过该接口传递给目标BS，服务ASN-GW将其所维护的会话信息通过ASN-GW之间的接口传递给目标ASN-GW，目标ASN-GW保留应该保存的信息以后再将目标BS应该知道的该终端的会话信息传递给目标BS。

所述的方法还包括：

如果鉴权者位于服务ASN-GW里面，则服务ASN-GW在传递它所维护的会话信息之前，根据目标BS的信息和终端的信息，为该终端产生新的密钥信息。

所述的方法还包括：

如果鉴权者位于锚ASN-GW里面，则服务ASN-GW在传递它所维护的会话信息之前，通知锚ASN-GW根据目标BS的信息和终端的信息，为该终端产生新的密钥信息，通过直接或间接的方式，将该密钥信息传递给目标BS。

所述的方法还包括：

目标BS和目标ASN-GW接收到各自应该维护的终端的会话信息后，根据其本身策略和算法，对该会话信息进行更新，然后，在终端与目标BS网络的重入过程中，将更新后的会话信息通过空口消息传递给终端。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明明确描述了终端切换过程中切换MS的session信息的传递过程，从而可以保证终端切换过程的快速性，终端业务的连续性。本发明还考虑到多种场景，定义了清晰的切换流程以及切换过程中涉及到的骨干网交互过程和相关消息格式。

附图说明

图1为集中控制方式的终端的切换过程示意图；

图2为现有技术中NWG标准草稿给出的切换流程图；

图3为本发明所述方法的实施1的具体处理流程图；

图4为本发明所述方法的实施2的具体处理流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种加快终端切换的方法，本发明的核心为：在终端发送MOB_HO_IND消息给服务BS表示切换正式开始以后，服务BS即将MS的session信息传递给切换过程中被选定的目标BS。

下面结合附图来详细描述本发明，本发明提供了本发明所述方法的3个实施例，其中实施例1的具体处理流程如图3所示，包括如下步骤：

步骤3-1、服务BS收到终端发送的MOB_HO_IND消息以后，向服务ASN-GW发送携带MS的session信息的切换指示消息。

本发明主要对图2所示的流程进行改进。在服务BS收到终端发送的MOB_HO_IND消息以后，服务BS获取该MS的session信息。该session信息主要内容如下：

1、MS的NAI(网络接入标识)信息；

2、MS的MAC地址信息；

3、MS的Anchor ASN GW(锚服务接入服务网络网关)信息，其中包括Anchor PC(锚寻呼控制器)、Anchor Authenticator(锚鉴权者)和AnchorFA(锚外部代理信息)；

4、MS相关的服务流信息：其中包括SFID(服务流分类器)、服务流QOS(服务质量)参数、CID(连接标识)，以及对应的数据通路信息，如Data path(数据路径)类型，data path ID等；

5、MS相关的R3链路信息：其中包括HA(家乡代理)的IP地址、CoA(转交地址)、DHCP(动态主机配置协议)服务器，AAA(鉴权认证授权)服务器，R3链路状态(正常、断开)信息；

6、MS相关的安全信息：其中包括AK(鉴权密钥)以及AK上下文、SAID(安全联盟身份标识)、TEK(业务加密密钥)，以及代理移动节点和HA之间的信任状等信息。

在具体实现上，可以在当前协议草案中定义的在骨干网上传递的切换指示消息中增加消息元：MS Session Information，该MS Session Information中包括Session信息，如表1所示，Session信息可以以TLV(类型长度值)的方式存在MS Session Information中。

表1：

Primitives	From-＞To	Message Content
Primitives	From-＞To	Message Content	HO Indication	ASN GW-＞ASN GWBS-＞ASN GWASN-GW-＞BS	MS ID，Target BS ID，MSSession Information

上述MS的session信息有的是BS维护的，有的是ASN-GW维护的。

服务BS随后向服务ASN-GW发送携带获取的MS的session信息的HO_Indication消息，该携带的MS的session信息包括服务BS所维护和知道的MS的session信息，如MS的NAI、MAC地址、IP地址以及与空口服务流相关的CID以及SFID，SAID，TEK等信息。

步骤3-2、目标BS和服务BS是否属于同一个ASN-GW管辖范围内。

服务ASN-GW接收到服务BS发送的携带MS的session信息的HO_Indication消息后，判断目标BS和服务BS是否属于同一个ASN-GW管辖范围内，如果是，执行步骤3-4；否则，执行步骤3-3。

步骤3-3、服务ASN-GW向目标ASN-GW发送携带MS的session信息的切换指示消息。

如果目标BS和服务BS不是属于同一个ASN-GW管辖范围内，则服务ASN-GW将向目标ASN-GW发送HO_Indication消息，该HO_Indication消息中除了携带服务BS传递过来的session信息外，还将携带服务ASN-GW所维护的MS的session信息。服务ASN-GW所维护的MS的session信息如下：

1、服务ASN-GW保留的MS的Anchor ASN-GW方面的信息，其中包括Anchor PC，Anchor Authenticator，Anchor FA等信息；

2、MS相关的R3链路信息，其中包括HA的IP地址、CoA、DHCP server和AAA server信息，以及R3链路状态信息(正常，断开)等信息；

3、MS相关的安全信息，比如，AK以及AK上下文信息，其中包括代理移动节点和HA之间的信任状信息；由于根据IEEE 802.16e协议定义，终端切换到不同的BS，AK以及AK上下文需要重新生成，因此这部分信息需要服务ASN-GW中的Authenticator重新生成并作为session信息的一部分进行传递到目标BS；如果切换过程中服务ASN-GW和Anchor ASN-GW不是同一个物理实体的话，则服务ASN-GW需要通知维护该MS的密钥信息的Authenticator所在的Anchor ASN-GW去重新生成，并发送给目标BS；

4、MS相关的服务流信息，其中包括SFID、服务流分类器、服务流QOS参数、CID，以及对应的数据通路信息，如Data path类型，data path ID等。

执行步骤3-5。

步骤3-4、服务ASN-GW将接收到的HO_Indication消息转发给目标BS。

如果目标BS和服务BS属于同一个ASN-GW管辖范围内，则服务ASN-GW直接将服务BS发送过来的携带MS的session信息的切换指示消息转发给目标BS。在转发过程中，对切换指示消息中携带的session消息不进行增加和删除等操作。

步骤3-5、目标ASN-GW向目标BS发送携带MS的session信息的切换指示消息。

目标ASN-GW收到服务ASN-GW发送的切换指示信息后，保留该消息中属于自己维护的session信息，根据自己的本地策略对保留的session信息的参数进行部分更新，然后，向目标BS发送携带剩下的目标BS应该维护的MS的session信息的切换指示消息。

目标BS根据接收到目标ASN-GW发送过来的切换指示消息后，保留该消息中属于自己维护的session信息，如RNG_RSP，SBC_RSP，REG-RSP消息。因为由于这些Session信息中的CID，SAID的数值在不同的BS范围内可能有重复，因此，目标BS需要根据自身的实际情况对保留的session信息进行适当的更新。

然后，在终端与目标BS进行网络重入的时候，目标BS通过空口管理消息将保留的session信息传递给终端，从而保证终端和基站的正常通信。

本实施例中所述BS和ASN-GW所维护的MS的session信息，如果BS和ASN-GW所具备的逻辑功能在实现的时候放在了同一个物理实体里，那么以上提到的MS的session信息则都由同一个物理实体来维护，因此上述MS的session信息的传递过程都归结到了BS或者ASN-GW之间的传递。

本实施例中所述BS和ASN-GW所维护的MS的session信息，如果BS和ASN-GW所具备的逻辑功能在实现的时候逻辑功能的映射发生变化，那么以上提到的BS和ASN-GW所维护的MS的session信息相应也发生变化。

本发明所述方法的实施例2的具体处理流程如图4所示，包括如下步骤：

步骤4-1、服务基站BS收到终端发送的空口切换指示消息，目标BS收到终端发送的接入请求消息。

当服务基站BS收到终端发送的空口切换指示消息后，终端很快就与目标BS进行了接入请求操作后，向目标BS发送接入请求消息。

步骤4-2、目标BS判断是否已经获得该终端的session信息。

目标BS收到终端发送的接入请求消息后，便判断自己是否已经获得该终端的session信息，如果是，执行步骤4-4；否则，执行步骤4-3。

步骤4-3、目标BS向目标ASN-GW发送MS的session信息请求消息。

如果目标BS还没有获得该终端的session信息，目标BS主动向目标ASN-GW索要MS的session信息，向目标ASN-GW发送MS-Session-information-Request(MS的session信息请求)消息。

执行步骤4-5。

步骤4-4、目标BS通过空口管理消息将保留的session信息传递给终端。

如果目标BS已经获得该终端的session信息，则目标BS通过空口管理消息将保留的session信息传递给该终端。

步骤4-5、目标ASN-GW将获得的MS的session信息发送给目标BS。

目标ASN-GW接收到MS-Session-information-Request消息后，判断自身是否已经获得该MS的session信息，如果已经获得，则向目标BS返回携带该session信息的MS-Session-jnformation-Reposnse(MS的session信息回应)消息。

如果目标ASN-GW还没有获得MS的session信息，则向服务ASN-GW转发MS-Session-information-Request消息，服务ASN-GW判断自身是否已经获得该MS的session信息，如果已经获得，则向目标ASN-GW返回携带所获知的MS的session信息的MS-Session-information-Response消息。

如果服务ASN-GW还没有获得该MS的session信息，则服务ASN-GW向服务BS转发接收到的MS-Session-information-Request消息。服务BS接收到该消息后，向服务ASN-GW回应MS-Session-information-Response消息，在该消息中携带服务BS所熟知的MS的session信息。服务ASN-GW收到该消息后，在获得的MS的session信息中进一步增加上述属于它所维护的MS的session信息，

服务ASN-GW将处理后的MS-Session-information-Response消息转发到目标ASN-GW。目标ASN-GW收到该MS-Session-information-Response消息后，保留其中包含的它应该管辖维护的session信息，根据自己的本地策略对保留的session信息的参数进行部分更新，然后，将包含剩余的目标BS应该维护的session信息的MS-Session-information-Response消息转发到目标BS。

然后，目标BS通过空口管理消息将保留的session信息传递给终端，从而保证终端和基站的正常通信。

本发明所述方法的实施例3的具体处理流程为：服务BS收到终端发送的MOB_HO_IND消息以后，当服务BS和目标BS之间有接口时，则服务BS将其所维护的该MS的session信息直接通过该接口传递给目标BS，服务ASN-GW将其所维护的该MS的session信息通过ASN-GW之间的接口传递给目标ASN-GW，目标ASN-GW保留应该保存的信息以后，再将目标BS应该知道的该MS的会话信息传递给目标BS。

在上述实施例1、实施例2和实施例3的处理流程中，如果鉴权者位于服务ASN-GW里面，则服务ASN-GW在传递它所维护的session信息之前，根据目标BS的信息和终端的信息，为该终端产生新的密钥信息。

如果鉴权者位于锚ASN-GW里面，则服务ASN-GW在传递它所维护的session信息之前，通知锚ASN-GW根据目标BS的信息和终端的信息，为该终端产生新的密钥信息，通过直接或间接的方式，将该密钥信息传递给目标BS。

根据上述本发明所述流程，在终端切换到目标BS，向目标BS发送接入请求之前或之后，目标BS就可以获得该MS的相关session信息，从而可以保证终端业务的连续性以及终端切换过程的快速性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1、一种加快终端切换的方法，其特征在于，包括：

2、根据权利要求1所述加快终端切换的方法，其特征在于，所述终端的会话信息包括：

终端的网络接入标识符NAI信息；

和/或，

终端的IP地址信息；

和/或，

终端的媒体接入控制层MAC地址信息；

和/或，

3、根据权利要求2所述加快终端切换的方法，其特征在于，所述方法具体包括：

4、根据权利要求3所述加快终端切换的方法，其特征在于，所述的步骤A具体包括：

5、根据权利要求3或4所述加快终端切换的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：

B3、服务ASN-GW通过目标ASN-GW将终端的会话信息传递给目标BS。

6、根据权利要求5所述加快终端切换的方法，其特征在于，所述的步骤B3具体包括：

7、根据权利要求2所述加快终端切换的方法，其特征在于，所述的方法具体包括：

8、根据权利要求7所述加快终端切换的方法，其特征在于，所述的步骤D具体包括：

9、根据权利要求2所述加快终端切换的方法，其特征在于，所述方法具体包括：

10、根据权利要求3、7或9所述加快终端切换的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

11、根据权利要求3、7或9所述加快终端切换的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

12、根据权利要求3、7或9所述加快终端切换的方法，其特征在于，所述的方法还包括：