CN1960567A - 一种终端进入和退出空闲模式的通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端进入和退出空闲模式的通信方法。终端进入空闲模式的技术方案是：服务基站接收到终端进入空闲模式请求消息后，服务接入服务网络网关将服务于该终端的锚鉴权者标识、和/或锚外部代理标识、和/或锚代理移动节点标识信息发送到锚寻呼控制器去保存。采用本发明所述的技术方案，当服务于终端的锚鉴权者、锚外部代理、锚寻呼控制器、锚代理移动节点不在同一个物理实体上的时候，仍然可以快速正确的寻址，保证了流程的畅通。

Description

一种终端进入和退出空闲模式的通信方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信技术，尤其涉及一种移动通信系统中的终端进入和退出空闲模式的通信方法。

背景技术

空闲模式是IEEE 802.16e标准定义的移动宽带无线接入系统中的一种终端工作模式。在空闲模式下，终端可以在设定的一个区域内移动，每隔一定的周期接收下行广播业务消息，通过广播消息通知终端是否有下行业务发送，终端在这个区域内漫游过程中不必向这个小区的基站进行注册。同时，终端漫游到不同小区时，不必进行切换等操作流程，从而有利于节省终端的功率和空口资源。

多个基站组成一个寻呼组，该寻呼组的目的是构成一个连续的区域，在这个区域内终端没有必要发送上行业务，但是可以通过下行寻呼通道来判断是否有发送给它的下行业务，寻呼组必须足够大以保证大多数终端在较长时间内保持在同一个寻呼组范围内，寻呼组又要足够小，以保证在一个寻呼组对终端进行寻呼的开销是合理的。

在与某个服务基站的正常操作过程中，终端可以通过发送消息请求进入空闲模式，同样，服务基站也可以通过发送消息主动要求终端进入空闲模式。无论是终端主动发出请求进入空闲模式，还是服务基站通过发送消息主动要求终端进入空闲模式，终端都要在规定的时间内完成注册和进入到空闲模式的过程。

目前制定的微波接入全球互通(WiMAX)标准定义了空闲模式下的寻呼参考模型，寻呼控制器是一个控制终端空闲模式活动的网络实体，该实体在目前的WiMAX的网络构架中是一个逻辑实体，与另一个逻辑实体鉴权者关系密切(有可能作为鉴权者的一部分逻辑功能在同一个物理网元内实现)。其物理地址可能位于WiMAX网络的物理网元接入服务网络网关中，也可能位于另一个独立的物理网元中。此外，由于寻呼控制器需要根据当前终端所在的寻呼组发起寻呼消息，因此，需要一个位置寄存器保存终端的状态信息、寻呼信息和服务流相关信息。一般来说，一个寻呼控制器逻辑实体会对应一个位置寄存器逻辑实体，并且两个逻辑实体在同一个物理网元内实现。

在终端所处的模式发生变化或者进行网络切换时，终端所对应的当前的各种功能实体成为锚定实体，如锚鉴权者、锚寻呼控制器、锚外部代理等。

在WiMAX网络架构中，目前提到的鉴权者以及寻呼控制器以及位置寄存器都是一个逻辑功能实体，属于接入服务网络网关的一个功能部分。在目前的寻呼解决方案里，是认为终端在空闲模式下，鉴权者以及寻呼控制器都是不变的，认为终端进入空闲模式后，保存终端密钥信息的锚鉴权者和锚寻呼控制器都是不变的；虽然在物理上，在空闲模式下，终端可能移动到别的寻呼控制器以及鉴权者的物理管辖范围内；同时假设寻呼控制器和鉴权者在同一个物理实体上，此时终端进入空闲模式或者退出空闲模式，以及做位置更新的时候，终端只要向该物理实体交互，同时能够得到寻呼控制器和鉴权者里保存或者取得消息，从而完成空闲模式下的相关管理过程。

但实际情况是，在一个网络接入提供商范围内，当终端进入空闲模式以后，即使以上提到的锚寻呼控制器，锚鉴权者，锚外部代理，以及锚代理移动节点等逻辑功能实体在同一个物理实体里实现，但随着终端的移动，在移动过程中以上功能实体变更时的触发因素和时机的不同，因此就存在终端在空闲模式下，由于终端的移动，在某个特别的基站下，从物理上该基站是与新的鉴权者以及新的寻呼控制器和外部代理相连接，但锚寻呼控制器，锚鉴权者，锚外部代理，以及锚代理移动节点往往不在同一个网络物理实体内。

如说明书附图1所示，为不考虑WiMAX网络中的其他物理网元和逻辑实体情况下的WiMAX寻呼参考模型。图中所示的接入服务网络网关3是终端当前的接入服务网络网关，而接入服务网络网关2是该终端的锚外部代理，而接入服务网络网关1则是该终端的锚寻呼控制器以及锚鉴权者所在的接入服务网络网关。

当终端在进入空闲模式的时候需要将这些信息送到锚寻呼控制器，然后锚寻呼控制器找到与之相关联的位置寄存器去保存这些信息，这样终端在空闲模式下，在某个基站下做位置更新，或者退出空闲模式的时候，需要知道具体为该终端服务的锚寻呼控制器、锚鉴权者以及锚外部代理的消息，从而到相应的实体里面去完成相应的功能。例如做位置更新时需要到锚鉴权者里取得密钥信息；用于验证当前的位置更新消息的合法性；退出空闲模式的时候需要到锚寻呼控制器/位置寄存器里取得相应的会话信息，包括锚外部代理、锚代理移动节点的信息，从而完成终端对应的数据通路的建立。

发明内容

本发明提供一种当终端所属的锚寻呼控制器、锚位置寄存器、锚鉴权者、锚外部代理以及锚代理移动节点不在同一个物理实体时对终端空闲模式的处理方法。

本发明中终端进入空闲模式的通信方法步骤包括：

服务基站接收到终端进入空闲模式请求消息后，服务接入服务网络网关将服务于该终端的锚鉴权者标识、和/或锚外部代理标识、和/或锚代理移动节点标识信息发送到锚寻呼控制器去保存。

在实现上述方法之前，还包括：服务基站接收到终端进入空闲模式请求消息后，在验证完该请求消息的合法性后，将针对该终端的鉴权密钥及其上下文发送给该终端的锚鉴权者。

上述方法中，锚鉴权者标识、和/或锚外部代理、和/或锚代理移动节点标识信息由锚位置寄存器保存。

本发明还提供了一种终端退出空闲模式的通信方法，步骤包括：

步骤一，终端发送接入请求消息给服务基站，要求退出空闲模式，进行网络重入；

步骤二，服务基站收到该接入请求消息以后，校验该消息为合法；

步骤三，服务基站请求该终端的会话信息；

步骤四，服务基站准许终端接入后，建立终端到家乡代理的业务传输通道。

采用本发明所述的技术方案，当服务于终端的锚鉴权者、锚外部代理、锚寻呼控制器、锚代理移动节点不在同一个物理实体上的时候，依然可以正确的寻址，保证了网络服务流程的畅通。

附图说明

图1为本发明中WiMAX寻呼模型图；

图2为本发明所述的网络终端进入空闲模式的处理方法流程图；

图3为本发明所述的网络终端退出空闲模式的处理方法流程图。

具体实施方式

如说明书附图1所示，WiMAX寻呼参考模型中，在接入业务网中有接入服务网络网关1、接入服务网络网关2、接入服务网络网关3网元，每个网元有对应着若干个基站，当终端向基站1上主动请求进入空闲模式，或者基站1指示终端进入空闲模式时，通过终端与基站1，基站1与后端网元接入服务网络网关2之间的消息交互，通知接入服务网络网关1网元上的寻呼控制器，终端进入空闲模式，并在接入服务网络网关1网元的位置寄存器中保存终端的状态信息、寻呼信息和服务流信息。终端可以在发给基站1的空闲模式请求消息中携带它进入空闲模式时请求需要保留的信息，基站1在空闲模式请求响应消息中也可以设置类似的信息，用来通知终端在位置寄存器中所保留的相关信息，并将寻呼控制器的标识通知终端。此外，在终端进入空闲模式后，需要释放相应的接入服务网络网关网元之间的R4和基站与接入服务网络网关网元之间的R6接口，但需保留家乡代理与接入服务网络网关网元之间的R3接口。

终端在移动或者所处模式发生变换时，对其发生作用的各种信息是唯一的，因此，只要能够正确的找到这些信息，就可以做到正确的寻址，进而完成相应操作。所述信息包括了锚鉴权者、锚外部代理、锚位置寄存器、锚寻呼控制器以及锚代理移动节点信息。

为进一步了解本发明对于终端所处空闲模式的处理方法，以终端进入空闲模式和退出空闲模式的情况分别做以说明。

终端在移动过程中，其当前的服务基站总是知道终端的锚鉴权者标识信息，因为，终端在特定网络服务区进入正常的业务通信，其与当前的服务基站发生了消息的交换，所以，当前的服务基站知道锚鉴权者标识等信息，而在终端移动过程中，发生切换时，这些信息会作为终端的会话信息的一部分进行传递到新的基站，因此在进入空闲模式之前，终端当前的服务基站总是知道服务该终端的锚鉴权者标识信息。

如说明书附图2所示，是终端进入空闲模式的处理方法流程图，其步骤具体包括：

步骤101，终端在需要进入空闲模式时，通过发送注册请求消息给服务基站；

步骤102，服务基站根据已知的该终端的锚鉴权者标识信息，将鉴权密钥以及上下文发送给该锚鉴权者，同时将它所维护的终端的会话信息通过服务接入服务网络网关保存到锚寻呼控制器里去，如CID，SAID，SFID等信息；

步骤103，服务接入服务网络网关将服务于该终端的锚鉴权者标识、和/或锚外部代理标识、和/或锚代理移动节点标识信息发送到锚寻呼控制器去保存。

所述锚鉴权者的标识、锚外部代理的标识、锚代理移动节点的标识分别指锚鉴权者、锚外部代理、锚代理移动节点所在的物理网元的IP地址，或MAC地址。

在上述方法中，锚寻呼控制器保存信息的过程是这样的：服务接入服务网络网关通过锚外部代理进行存储，由锚外部代理所在的接入服务网络网关向锚寻呼控制器所在的接入服务网络网关转发，最终存储在锚寻呼控制器内。在存储的过程中，锚外部代理记录了锚寻呼控制器的标识信息，和/或记录终端进入空闲模式的状态信息，以便能够正确的寻址。

上述步骤102中，鉴权密钥以及其上下文也属于终端的会话信息，在终端进入空闲模式后需要保存到锚鉴权者里，以便后续终端在空闲状态下做位置更新或者后续退出空闲模式时，需要到这里取得这些鉴权密钥以及上下文信息用来校验相关管理消息的合法性。

上述步骤103中，锚鉴权者标识、和/或锚外部代理、和/或锚代理移动节点标识信息也可以锚寻呼控制器找到对应的锚位置寄存器，将上述信息由锚位置寄存器保存。

如果锚鉴权者和锚寻呼控制器位于同一个物理网元内，则服务基站接收到终端进入空闲模式请求消息以后，在验证完该请求消息的合法性后，将针对该终端的鉴权密钥以及上下文、和/或锚鉴权者标识、和/或锚外部代理标识、和/或锚代理移动节点标识信息发送到锚鉴权者和锚寻呼控制器所在的物理网元内保存。

终端在移动过程中，或者在进入空闲模式时，通过上述方法可以正确的寻找到锚鉴权者、锚外部代理、锚寻呼控制器以及锚代理移动节点信息，并根据上述信息完成相应的操作，从而保证了流程的通畅。

如说明书附图3所示，为终端退出空闲模式的处理方法流程图，其步骤具体包括：

步骤201，终端发送接入请求消息给服务基站，要求退出空闲模式，进行网络重入，所述消息中携带了锚寻呼控制器标识信息；同时该终端根据自己当前的主管理密钥以及当前的BSID重新生成鉴权密钥以及其上下文，从而在该接入请求消息中携带基于哈希的消息验证码；

步骤202，服务基站收到该接入请求消息以后，判断自己是否拥有该终端的鉴权密钥及其上下文信息可以用来校验接收到的接入请求消息的合法性，如果有，则执行步骤204；否则，执行步骤203；

步骤203，服务基站根据得到的服务于该终端的锚鉴权者的信息，通过服务接入服务网络网关向锚鉴权者请求该终端的鉴权密钥以及其上下文，用来校验接收到的接入请求消息的合法性；锚鉴权者收到鉴权密钥及其上下文请求以后，根据终端标识信息，找到该终端的主会话密钥以及成对主密钥信息，并根据当前的服务基站标识，为该终端生成鉴权密钥及其上下文，通过鉴权密钥传输消息发送给终端；

步骤204，服务基站根据该终端的鉴权密钥及其上下文信息校验接入请求消息的合法性，如合法，则执行步骤205；否则，直接回复判断为非法的应答信息；

步骤205，服务基站通过服务接入服务网络网关向锚寻呼控制器所在的接入服务网络网关发送该终端的会话信息请求消息；

步骤206，锚寻呼控制器接收到该终端的会话信息请求消息后，该锚寻呼控制器找到与之关联的位置寄存器信息，到位置寄存器里去取终端的会话信息；并通过终端会话信息请求的应答消息回复终端服务接入服务网络网关；应答消息里包括该终端的锚鉴权者标识、和/或锚外部代理标识、和/或锚代理移动节点标识，和/或终端的CID，SFID以及服务流的QoS信息；

步骤207，服务接入服务网络网关收到终端的上述会话信息后，保留相关信息，并将基站需要的相关信息发送到服务基站；所述服务接入服务网络网关保留锚外部代理标识、和/或锚代理移动节点标识、和/或锚鉴权者标识、和/或终端所拥有的CID、和/或终端所拥有的SFID、和/或终端所拥有的服务流的QoS信息，所述基站需要的信息包括锚鉴权者标识，和/或终端所拥有的CID、和/或终端所拥有的SFID、和/或终端所拥有的服务流的QoS信息；

步骤208，服务基站准许终端接入后，建立终端到家乡代理的业务传输通道；过程包括：服务基站与服务接入服务网络网关之间的数据承载通道和服务接入服务网络网关与锚接入服务网络网关之间的通道，其中

服务基站发送数据通道建立请求消息到服务接入服务网络网关，请求建立服务基站与服务接入服务网络之间的数据承载通道；消息中携带锚外部代理所在的接入服务网络网关的标识和/或锚代理移动节点标识；

服务接入服务网络网关向锚外部代理所在的接入服务网络网关发送数据通道建立请求消息，请求建立两者之间的针对该终端的数据承载通道；

锚外部代理所在的接入服务网络网关回复数据通道建立应答消息给服务接入服务网络网关，服务接入服务网络网关回复服务基站数据通道建立应答消息给服务基站；

服务基站回复终端退出空闲模式请求的应答消息，并携带基于哈希的消息验证码，按照IEEE 802.16e协议定义的格式，和终端通过交互完成空口的网络重入过程；然后服务基站回复数据通道建立确认消息给服务接入服务网络网关，同时接入服务网络网关回复数据通道建立确认消息给锚外部代理。

如果终端在进入空闲模式的时候释放了锚外部代理与家乡代理之间的数据通道，那么所述建立终端到家乡代理的数据传输通道的过程还包括建立锚外部代理和家乡代理之间的数据通道：

锚外部代理根据得到的锚代理移动节点标识，向锚代理移动节点发送锚外部代理和家乡代理通道建立请求消息；

锚代理移动节点收到该请求消息以后，为该终端进行移动IP注册，建立锚外部代理和家乡代理之间的数据通道。

由此可见，由于终端在处于空闲模式时，在锚寻呼控制器或锚位置寄存器中保存了终端相关的锚鉴权者、锚外部代理以及锚代理移动节点信息，因此，当终端要求退出空闲模式，进入正常的服务网络时，可以快速准确的寻找到相关的信息，进行正确的操作。

Claims (15)

1.一种终端进入空闲模式的通信方法，其特征在于，包括：

服务基站接收到终端进入空闲模式请求消息后，服务接入服务网络网关将服务于该终端的锚鉴权者标识、和/或锚外部代理标识、和/或锚代理移动节点标识信息发送到锚寻呼控制器去保存。

2.如权利要求1所述的终端进入空闲模式的处理方法，其特征在于，服务接入服务网络网关将服务于该终端的锚鉴权者标识、和/或锚外部代理标识、和/或锚代理移动节点标识信息发送到锚寻呼控制器去保存之前，还包括：服务基站接收到终端进入空闲模式请求消息后，在验证完该请求消息的合法性后，将针对该终端的鉴权密钥及其上下文发送给该终端的锚鉴权者。

3.如权利要求1所述的终端进入空闲模式的处理方法，其特征在于，锚鉴权者标识、和/或锚外部代理、和/或锚代理移动节点标识信息由锚位置寄存器保存。

4.如权利要求1所述的终端进入空闲模式的处理方法，其特征在于，锚寻呼控制器保存消息的过程包括：服务接入服务网络网关通过锚外部代理进行存储，由锚外部代理所在的接入服务网络网关向锚寻呼控制器所在的接入服务网络网关转发，最终存储在锚寻呼控制器内。

5.如权利要求4所述的终端进入空闲模式的处理方法，其特征在于，在存储的过程中，锚外部代理记录了锚寻呼控制器的标识信息，和/或记录终端进入空闲模式的状态信息。

6.如权利要求1所述的终端进入空闲模式的处理方法，其特征在于，如果锚鉴权者和锚寻呼控制器位于同一个物理网元内，则服务基站接收到终端进入空闲模式请求消息以后，在验证完该请求消息的合法性后，将针对该终端的鉴权密钥以及上下文、和/或锚鉴权者标识、和/或锚外部代理标识、和/或锚代理移动节点标识信息发送到锚鉴权者和锚寻呼控制器所在的物理网元内保存。

7、如权利要求1所述的终端进入空闲模式的处理方法，其特征在于，所述锚鉴权者的标识、锚外部代理的标识、锚代理移动节点的标识分别指锚鉴权者、锚外部代理、锚代理移动节点所在的物理网元的IP地址，或MAC地址。

8.一种终端退出空闲模式的通信方法，其特征在于，步骤包括：

步骤一，终端发送接入请求消息给服务基站，要求退出空闲模式，进行网络重入；

步骤二，服务基站收到该接入请求消息以后，校验该消息为合法；

步骤三，服务基站请求该终端的会话信息；

步骤四，服务基站准许终端接入后，建立终端到家乡代理的业务传输通道。

9.如权利要求8所述的终端退出空闲模式的处理方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：

步骤201，服务基站收到该接入请求消息以后，判断自己是否拥有该终端的鉴权密钥及其上下文信息可以用来校验接收到的接入请求消息的合法性，如果有，则执行步骤203；否则，执行步骤202；

步骤202，锚鉴权者生成鉴权密钥及其上下文，并发送给终端；

步骤203，服务基站根据该终端的鉴权密钥及其上下文信息校验接入请求消息的合法性，如合法，则执行步骤三；否则，直接回复判断为非法的应答信息。

10.如权利要求9所述的终端退出空闲模式的处理方法，其特征在于，所述步骤202中：锚鉴权者收到鉴权密钥及其上下文请求以后，根据终端标识信息，找到该终端的主会话密钥以及成对主密钥信息，并根据当前的服务基站标识，为该终端生成鉴权密钥及其上下文，通过鉴权密钥传输消息发送给终端。

11.如权利要求8所述的终端退出空闲模式的处理方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：

步骤301，服务基站通过服务接入服务网络网关向锚寻呼控制器所在的接入服务网络网关发送该终端的会话信息请求消息；

步骤302，锚寻呼控制器接收到该终端的会话信息请求消息后，该锚寻呼控制器找到与之关联的位置寄存器信息，到位置寄存器里去取终端的会话信息；并通过终端会话信息请求的应答消息回复终端服务接入服务网络网关；

步骤303，服务接入服务网络网关收到终端的上述会话信息后，保留相关信息，并将基站需要的相关信息发送到服务基站。

12.如权利要求8所述的终端退出空闲模式的处理方法，其特征在于，所述步骤302中终端会话信息请求的应答消息里包括该终端的锚鉴权者标识、和/或锚外部代理标识、和/或锚代理移动节点标识，和/或终端的CID，SFID以及服务流的QoS信息。

13.如权利要求8或12所述的终端退出空闲模式的处理方法，其特征在于，所述步骤303中：服务接入服务网络网关保留锚外部代理标识、和/或锚代理移动节点标识、和/或锚鉴权者标识、和/或终端所拥有的CID、和/或终端所拥有的SFID、和/或终端所拥有的服务流的QoS信息，所述基站需要的信息包括锚鉴权者标识，和/或终端所拥有的CID、和/或终端所拥有的SFID、和/或终端所拥有的服务流的QoS信息。

14.如权利要求8所述的终端退出空闲模式的处理方法，其特征在于，所述步骤四中，建立终端到家乡代理的数据传输通道的过程包括：

服务基站与服务接入服务网络网关之间的数据承载通道和服务接入服务网络网关与锚接入服务网络网关之间的通道，其中

服务基站发送数据通道建立请求消息到服务接入服务网络网关，请求建立服务基站与服务接入服务网络之间的数据承载通道；消息中携带锚外部代理所在的接入服务网络网关的标识和/或锚代理移动节点标识；

服务接入服务网络网关向锚外部代理所在的接入服务网络网关发送数据通道建立请求消息，请求建立两者之间的针对该终端的数据承载通道；

锚外部代理所在的接入服务网络网关回复数据通道建立应答消息给服务接入服务网络网关，服务接入服务网络网关回复服务基站数据通道建立应答消息给服务基站；

服务基站回复终端退出空闲模式请求的应答消息，并携带基于哈希的消息验证码，按照IEEE 802.16e协议定义的格式，和终端通过交互完成空口的网络重入过程；然后服务基站回复数据通道建立确认消息给服务接入服务网络网关，同时接入服务网络网关回复数据通道建立确认消息给锚外部代理。

15.如权利要求14所述的终端退出空闲模式的处理方法，其特征在于，如果终端在进入空闲模式的时候释放了锚外部代理与家乡代理之间的数据通道，那么所述建立终端到家乡代理的数据传输通道的过程还包括建立锚外部代理和家乡代理之间的数据通道：

锚外部代理根据得到的锚代理移动节点标识，向锚代理移动节点发送锚外部代理和家乡代理通道建立请求消息；

锚代理移动节点收到该请求消息以后，为该终端进行移动IP注册，建立锚外部代理和家乡代理之间的数据通道。

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