CN1852196A - 一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种WiMAX系统中释放空闲资源的方法，包括：移动站将业务请求消息发送给服务基站、服务入网络网关及相关网元设备；所述网元设备返回业务响应消息至该服务接入网络网关、服务基站及移动站；当服务基站接收到该业务响应消息后，启动第一定时器，并在该第一定时器超时后，释放其中的空闲资源；服务接入网络网关根据触发条件，释放其中的空闲资源。本发明通过设定触发条件(包括定时触发和消息触发)，可以克服现有的WiMAX系统中由于没有明晰定义如何释放空闲资源，而引起的诸如资源耗尽和网元设备之间出现混乱的情形发生。
Description
技术领域
本发明涉及微波接入全球互通(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，简称WiMAX)领域，更具体地说，涉及一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法。
背景技术
微波接入全球互通是基于IEEE 802.16标准的无线城域网接入技术。随着因特网业务的蓬勃发展和无线网络的广泛应用，WiMAX系统以其良好的无线接入特性得到了大量的应用和关注。
图1是WiMAX应用于移动通信的网络架构示意图。该WiMAX系统至少包括接入服务网络(Access Service Network，简称ASN)、连接服务网络(Connectivity Service Network，简称CSN)和移动站(Mobile Station，简称MS)。其中MS为移动用户设备，用户使用该设备接入WiMAX系统，故其也可被称为WiMAX终端；ASN用于为WiMAX终端提供无线接入服务的网络功能集合，包括基站(Base Station，简称BS)和接入服务网络网关(AccessService Network GateWay，ASN-GW)；CSN用于为WiMAX终端提供因特网协议(Internet Protocol，简称IP)连接服务，包括家乡代理(Home Agent，简称HA)。
如图1所示，MS经R1接口接入的BS为服务基站(Serving BS，简称SBS)；对于该MS而言，与该SBS经R6接口连接的ASN-GW，是为其服务的接入服务网络网关(Serving ASN-GW，简称SGW)，例如图1中ASN-GW1就是使用BS1或BS2接入的MS的SGW；提供从ASN到CSN的HA之间的R3接口的ASN-GW为锚接入服务网络网关(Anchor ASN-GW，简称AGW)。AGW与SGW可以设于相同或不同的设备中。
在下行方向，数据从CSN的HA经R3接口，传送到ASN内的AGW中，再经R4接口传送到SGW，并由该SGW经过其与SBS之间的R6接口、SBS以及SBS与MS之间的R1接口发送到MS上。上行方向数据则沿着相反的路径从MS传递到CSN中并达到对端用户。
对于MS的每个业务流，在上述数据传递的过程中，在ASN内部的接口中都有相应的上、下行的数据路径(Data Path)，这些路径在每个业务流建立时根据每个业务流的服务质量(Quality of Service，简称QoS)要求和数据通路采用的方式而建立。当业务结束，也就是业务流中止的时候，一般就释放相应的数据路径，此时MS可以进入空闲模式。
当MS在移动过程中，可能从一个BS的覆盖区移动到另一个BS的覆盖区(如从图1中的BS2移动到BS1，或者从BS2移动到BS4)，无论服务BS和目标BS是否同属于同一个SGW，均要发生切换过程(Handoff)。
而在网络工作组第二阶段(NWG Stage2)规定中，尚没有说明当上下文信息(MS/Session Info Context)进入空闲时态(即无用状态)时，如何释放上下文资源。此处，上下文信息包括MS标识、MS的MAC地址、锚接入服务网关地址、会话上下文及安全信息等，保存这些上下文信息需要占用资源，如内存资源或硬盘资源等等，我们称为保存上下文信息而使用的资源为上下文资源。但在一个系统中内存资源或硬盘资源是有限，必须回收空闲的资源给其他MS使用，例如，不能让已经迁入其他网关的MS(一段时间内没有切换回来)的上下文信息仍保存在资源中，原网关上关于该MS的上下文信息则变成了此MS的空闲上下文信息，此时可以释放这些空闲上下文信息对应的空闲上下文资源，此处所说的空闲上下文资源指保存该空闲上下文信息的内存或硬盘资源。
如图2所示，为网络工作组第二阶段(NWG Stage2)规定的切换功能进行传输的流程。当MS在移动过程中，可能需要从一个正在为其服务的基站(SBS)的覆盖区移动到另一个BS的覆盖区，则此时，SBS需要向为其服务的网关(SGW)发送一个切换请求消息，且该SBS将该切换请求消息传送至目标侧的SGW，且该目标侧GW将该切换请求消息传至其所管辖的目标BS1和目标BS2。目标BS1和目标BS2对该切换请求进行响应，并将切换响应消息发回给目标侧的SGW。而目标侧的SGW将该响应消息回复至SGW和SBS。则MS根据该回复的切换响应消息，以确定将要切换至哪一个目标BS，并将一切换确认消息发送给SGW、目标侧GW直至该MS所要切换到的目标BS。
如图3所示，是网络工作组第二阶段(NWG Stage2)规定MS进入空闲模式的流程图。当MS发送去注册请求(DREG_REG)消息至其SBS，SBS通过在其与SGW、AGW以及寻呼控制器或位置寄存器认证者(PC/LR/Authenticator)之间进行数据路径释放过程，释放MS的连接路径并获取MS进入空闲模式必需的信息，而后再发送去注册命令(DREG_CMD)消息至MS以响应MS的去注册请求。IEEE 802.16标准中规定：(1)在MS进入空闲模式的过程，当SBS发送去注册命令(DREG-CMD)使MS进入空闲模式时，如果MS不响应，则SBS不再继续流程，MS仍应该保持在激活状态；(2)当MS进入空闲模式后，SBS在资源保留定时器超时前保留MS的连接信息，以便于快速从空闲模式激活MS。
在上述的两个流程中，当MS切换到新的设备后(图2中指切换到目标GW时，图3中指MS漫游至其他的GW中)，而SGW中的上下文资源没有明确的释放方式，如果此时SGW中的上下文资源不释放，或者立即释放的话，都会产生不可预知的问题，例如，SGW中的上下文资源如果一直不释放，则有可能导致资源耗尽的状况发生；或者如果此时SGW中的上下文资源立即释放的话，则当用户短时间内切换回来时，在SBS上有上下文信息，而在SGW上又没有上下文信息，故会出现这两个网元设备间的不一致现象，从而会出现无序状态。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法，能够减少存储资源的浪费。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法，包括：(a)移动站向服务基站发送业务请求消息；(b)所述服务基站将该业务请求消息发送给服务接入网络网关，且该服务接入网络网关会将该业务请求消息发送至与该业务相关的网元设备；(c)所述网元设备向该服务接入网络网关返回业务响应消息；(d)所服务接入网络网关将该业务响应消息传送给服务基站；(e)服务基站将该业务响应消息传送给移动站；进一步包括：所述服务基站接收到该业务响应消息后，启动第一定时器，并在该第一定时器超时后，释放所述服务基站中的空闲资源，所述第一定时器设在该服务基站中所述服务接入网络网关根据触发条件，释放所述服务接入网络网关中的空闲资源。
在本发明的一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法中，所述触发条件为定时触发条件，所述服务接入网络网关中设有第二定时器，所述释放服务接入网络网关中的空闲资源的步骤进一步包括：所述接入网关将业务响应消息传送给服务基站时，启动该第二定时器，在该第二定时器超时后，释放所述服务接入网络网关中的空闲资源。
在本发明的一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法中，所述第二定时器的定时长度大于或等于第一定时器的定时长度。
在本发明的一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法中，所述触发条件为消息触发条件，所述释放服务接入网络网关中的空闲资源的步骤进一步包括：所述服务接入网络网关接收来自移动台或与该业务相关的网设备的指示所述空闲资源不再使用的触发消息，释放所述服务接入网络网关中的空闲资源。
在本发明的一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法中，所述空闲资源为存储与移动站相关的上下文信息的资源，该资源为内存资源或硬盘资源。
在本发明的一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法中，所述业务请求消息为切换请求消息，所述业务响应消息为切换响应消息，所述与该业务相关的网元设备包括：目标服务接入网络网关、锚服务接入网络网关及至少一个目标基站。
在本发明的一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法中，在步骤(e)之后进一步包括：服务基站向服务接入网络网关发送一个切换确认消息，服务接入网络网关将该切换确认消息发送给目标服务接入网络网关及目标基站。
在本发明的一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法中，所述触发消息为来自目标基站的切换确认响应消息。
在本发明的一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法中，所述业务请求消息为去注册请求消息、数据路径释放请求消息或移动站信息报告消息，所述业务响应消息为移动站信息响应消息、数据路径释放响应消息或去注册响应消息，所述与该业务相关的网元设备包括：锚服务接入网络网关、寻呼控制器或位置寄存器认证者。
在本发明的一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法中，其特征在于，所述触发消息为在所述服务基站的定时器超时后，向服务接入网络网关发送的一个时间超时通知消息。
实施本发明的在WiMAX系统中释放空闲上下文资源的方法，具有以下有益效果：通过确定释放服务基站和服务接入网络网关中空闲上下文资源的触发条件(包括定时触发和消息触发)，可以克服现有的WiMAX系统中由于没有明晰定义如何释放空闲上下文资源，而引起的诸如资源耗尽和网元设备之间出现混乱的情形发生。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是WiMAX应用于移动通信的网络架构图；
图2是网络工作组第二阶段规定的切换功能进行传输的流程；
图3是网络工作组第二阶段规定的MS进入空闲模式的流程图；
图4和图5是本发明中切换功能进行传输的流程图；
图6和图7是本发明中MS进入空闲模式的方法的流程图。
具体实施方式
本发明在WiMAX系统中释放空闲上下文资源的方法，是通过定时释放或消息触发来实现控制释放空闲上下文资源的。其中，通过定时触发来释放空闲上下文资源是指：在一些情况下，空闲的上下文资源需要配合其他网元设备保留一段时间，直到其他网元设备发生某个事件后才能释放，这时可以采用设置与事件对应的定时器，当定时器超时而空闲的上下文资源没有被使用时，释放此上下文资源。而通过消息触发来释放空闲上下文资源是指：当某个事件发生后，接到其他网元设备发送的对应的消息，表明此空闲上下文信息不可能再被利用，释放此上下文资源。
下面用不同的实施例来分别说明这两种控制释放上下文资源的方法。
结合图4和图5所示，是本发明切换功能进行传输的流程图。当MS在移动过程中，可能需要从一个正在为其服务的服务基站(SBS)的覆盖区移动到另一个BS(下称目标BS)的覆盖区，则此时，SBS需要向为其服务的服务接入网络网关(SGW)发送一个切换请求消息(HO Request)，该切换请求消息内携带有诸如移动站标识，候选目标基站的列表等的信息；且该SBS将该切换请求消息传送至目标网关(目标GW)，且该目标GW将该切换请求消息传至其所管辖的目标BS1和目标BS2。目标BS 1和目标BS2对该切换请求消息进行响应，并将切换响应消息(HO Response)发回给目标GW，该切换响应消息中携带有诸如是否允许标志的信息，如果为允许，还会携带有分配的切换标识、切入目标基站的时间等信息。而目标GW将该切换响应消息回复至SGW和SBS。则MS根据该回复的切换响应消息，以确定将要切换至哪一个目标BS，并将一切换确认消息(HO Confirm)发送给SGW、目标GW直至该MS所要切换到的目标BS。当SBS发出切换确认消息后，启动其中的系统资源保留定时器(System Resource_Retain_Time，下称第一定时器)；在该第一定时器超时后(该第一定时器的定时长度可以是MS切换回来的最小周期)，表示MS不会切换回到该SBS上，则此时SBS上的上下文信息变成了空闲上下文信息，则可释放SBS上对应的空闲上下文资源。此时，SGW上也可能仍保留对应MS的上下文信息。
在本发明中，可采用定时触发或消息触发的方式来释放SGW上的空闲上下文资源。参见图4，在定时触发的方法中，需要在SGW上也设置一个系统资源保留定时器(System Resource_Retain_Time，下称第二定时器)，该第二定时器的定时长度要大于或等于SBS的第一定时器的定时长度。当SGW上收到切换确认消息时，启动该第二定时器，当第二定时器超时但未收到来自MS切换取消(该切换取消由MS向上发送的切换确认消息中所指示)，则系统重入(指MS从空闲模式回到原始状态或者切换取消)等待消息，则表示该SGW上对应该MS的上下文信息变成了空闲上下文信息，此时可释放SGW中对应的空闲上下文资源。
参见图5，在消息触发的方法中，当目标BS收到来自MS的切换确认消息时，其会返回一个切换确认响应消息(HO Confirm Response)，当所述SGW收到切换确认响应消息时，则表明MS已经在目标BS重入完成，则表示该SGW上对应该MS的上下文信息变成了空闲上下文信息，则释放SGW上对应的空闲上下文资源。
如图6和图7所示，是本发明中MS进入空闲模式的方法的流程图。移动站(MS)在欲进入空闲模式时，首先向其服务基站(SBS)发送去注册请求消息(DREG_REG)，触发数据路径释放处理流程：发送数据路径释放请求消息(Data Path Rel Req)给为其服务的服务接入网络网关(SGW)。数据路径释放请求包括诸如移动站标识(MSID)、空闲模式保留信息(Idle Mode RetainInformation)、移动站信息和基站标识(BSID)。空闲模式保留信息中包含有用来指示请求进入空闲模式的数据路径释放的消息。服务网关SGW接收该数据路径释放请求消息后，将其发送给锚服务接入网络网关(AGW)；AGW发送一个移动站信息报告消息(MS info Report)给寻呼控制器/位置寄存器认证者(PC/LR Authenticator，下称PC/LR认证者)，其中移动站信息包括业务流标识(SFID)、连接标识(CID)等。PC/LR认证者根据移动站信息报告消息中的BSID分配PG ID(Paging Group ID寻呼组标识)，以当前移动站位置信息更新位置寄存器，并发送一个移动站信息响应消息(MS Info Response)给AGW。AGW接收该移动站信息响应消息后，如果进入空闲模式，则发送数据路径释放响应消息给服务接入服务网关(SGW)。SGW发送该数据路径释放响应消息给SBS。接收到该数据路径释放响应消息，SBS会发送一个去注册命令(DREG-CMD)给MS。
在本发明中，可采用定时触发或消息触发的方式来释放SGW上的空闲上下文资源。参见图6，在采用定时触发的方法中，在SBS中需要设置一个系统资源保留定时器(下称第一定时器)，当SBS收到数据路径释放响应后，会启该第一定时器，在第一定时器超时后，则表示SBS中关于该MS的上下文信息变成了空闲上下文信息，可以释放与SBS中对应的空闲上下文资源。且在SWS上也设置一个系统资源保留定时器(下称第二定时器)，该第二定时器的定时长度要大于或等于SBS的第一定时器的定时长度，当SGW向MS发送数据路径释放响应消息后，会启动该第二定时器。在第二定时器超时，且未收到重新启用空闲上下文信息的消息或事件，则释放SGW中的空闲上下文资源。
参见图7，在消息触发的方法中，同样在SBS中设有第一定时器，但在SGW中不设第二定时器。当SBS收到数据路径释放响应消息后，会启动其中的第一定时器，当第一定时器超时后，则表示SBS中关于该MS的上下文信息变成了空闲上下文信息，释放与SBS中对应的上下文资源。并发送一个超时通知消息(Time out Notify)给SGW，SGW接收到该超时通知消息后，知道该SGW中的关于该MS的上下文信息变成了空闲上下文信息，且不会被使用，故释放SGW中对应的空闲上下文资源。
上述根据图4到图7的实施例，示出了在WiMAX系统中进行切换及MS进行空闲状态时，控制释放SBS及SGW中空闲上下文资源的过程。本发明不限于上述两种过程，在MS进行其他业务请求时，也可以采用定时触发和消息触发的方式来控制释放SBS和SGW中的空闲上下文资源。
本发明通过确定释放SBS和SGW中空闲上下文资源的触发条件，可以克服现有的WiMAX系统中由于没有明晰定义如何释放空闲上下文资源，而引起的诸如：资源耗尽和网元设备之间出现混乱的情形发生。
Claims (10)
1、一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法，包括：
(a)移动站向服务基站发送业务请求消息；
(b)所述服务基站将该业务请求消息发送给服务接入网络网关，且该服务接入网络网关会将该业务请求消息发送至与该业务相关的网元设备；
(c)所述网元设备向该服务接入网络网关返回业务响应消息；
(d)所服务接入网络网关将该业务响应消息传送给服务基站；
(e)服务基站将该业务响应消息传送给移动站；
其特征在于，进一步包括：
所述服务基站接收到该业务响应消息后，启动第一定时器，并在该第一定时器超时后，释放所述服务基站中的空闲资源，所述第一定时器设在该服务基站中；
所述服务接入网络网关根据触发条件，释放所述服务接入网络网关中的空闲资源。
2、根据权利要求1所述的一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法，其特征在于，所述触发条件为定时触发条件，所述服务接入网络网关中设有第二定时器，所述释放服务接入网络网关中的空闲资源的步骤进一步包括：
所述接入网关将业务响应消息传送给服务基站时，启动该第二定时器，在该第二定时器超时后，释放所述服务接入网络网关中的空闲资源。
3、根据权利要求2所述的一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法，其特征在于，所述第二定时器的定时长度大于或等于第一定时器的定时长度。
4、根据权利要求1所述的一种在WiMAX系统中释放空闲资源的方法，其特征在于，所述触发条件为消息触发条件，所述释放服务接入网络网关中的空闲资源的步骤进一步包括：
所述服务接入网络网关接收来自移动台或与该业务相关的网设备的指示所述空闲资源不再使用的触发消息，释放所述服务接入网络网关中的空闲资源。
5、根据权利要求1至4任一项所述的在WiMAX系统中释放空闲资源的方法，其特征在于，所述空闲资源为存储与移动站相关的上下文信息的资源，该资源为内存资源或硬盘资源。
6、根据权利要求5所述的在WiMAX系统中释放空闲资源的方法，其特征在于，所述业务请求消息为切换请求消息，所述业务响应消息为切换响应消息，所述与该业务相关的网元设备包括：目标服务接入网络网关、锚服务接入网络网关及至少一个目标基站。
7、根据权利要求6所述的在WiMAX系统中释放空闲资源的方法，其特征在于，在步骤(e)之后进一步包括：服务基站向服务接入网络网关发送一个切换确认消息，服务接入网络网关将该切换确认消息发送给目标服务接入网络网关及目标基站。
8、根据权利要求7所述的在WiMAX系统中释放空闲资源的方法，其特征在于，所述触发消息为来自目标基站的切换确认响应消息。
9、根据权利要求5所述的在WiMAX系统中释放空闲资源的方法，其特征在于，所述业务请求消息为去注册请求消息、数据路径释放请求消息或移动站信息报告消息，所述业务响应消息为移动站信息响应消息、数据路径释放响应消息或去注册响应消息，所述与该业务相关的网元设备包括：锚服务接入网络网关、寻呼控制器或位置寄存器认证者。
10、根据权利要求9所述的在WiMAX系统中释放空闲资源的方法，其特征在于，所述触发消息为在所述服务基站的定时器超时后，向服务接入网络网关发送的一个时间超时通知消息。
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