专利名称：宽带无线系统中加速寻呼接入的实现方法
技术领域：
本发明涉及一种宽带无线系统中寻呼接入实现方法，尤其是一种采用802.16e标准的宽带无线系统中加速寻呼接入的实现方法。
背景技术：
802.16e标准是IEEE标准组织制定的宽带无线接入标准，相比较于802.16标准，802.16e中增加了许多对于终端移动性的支持。比如切换和省电机制。
空闲(Idle)模式是802.16e系统中一种非常重要的省电机制。为了支持终端(MS)在Idle模式下的寻呼，协议提出了寻呼区的概念。多个基站(BS)被划分为一个寻呼区，寻呼区之间允许重叠。多个寻呼区由一个寻呼控制器(PC)进行管理。如图1所示，基站0和基站1属于寻呼组A，基站1和基站2属于寻呼组B，寻呼控制器0和寻呼控制器1管理着寻呼组A，寻呼控制器0和寻呼控制器1分别和位置寄存器(LR)相连以保存MS相关信息，寻呼控制器0和寻呼控制器1同时和基站0和基站1相连以便对寻呼组A中的MS发起寻呼。接入网关(ASN-GW)同时和寻呼控制器0以及寻呼控制器1相连。
802.16e系统网络结构图如图2所示，其中包括基站(BS)、中继接入网关(Relay ASN-GW)、当前服务接入网关(Anchor ASN-GW)、家乡代理(HA)、鉴权者(Authenticator)、中继寻呼控制器(Relay PC)及当前服务寻呼控制器(AnchorPC)等功能模块。
基站和Anchor接入网关相连(或通过中继接入网关)，Anchor接入网关负责整个接入网所在IP网段的出口路由，Anchor接入网关和鉴权者相连，鉴权者是EAP协议中的鉴权逻辑模块，负责处理终端的鉴权。对于移动IP，Anchor接入网关实现外地代理(FA)的功能，它和家乡代理通过IP网相连，发往终端的数据将由家乡代理通过移动IP隧道转发到Anchor接入网关。
Anchor寻呼控制器负责终端的寻呼控制、位置更新并保存终端的相关信息。中继寻呼控制器负责Anchor寻呼控制器和基站之间寻呼通知消息的转发。
家乡代理是移动IP机制中的一种功能实体，目的是维护终端的本地注册信息、位置信息并通过移动IP隧道向外地代理或者终端转发路由到终端的数据。
当MS处于Idle模式下，且有下行业务数据到达时，PC负责发起寻呼过程，MS所在寻呼组的所有BS都要发送寻呼广播消息，MS根据寻呼广播消息中的指示决定是否需要退出Idle模式并进行网络重接入。
当终端从正常模式进入到Idle模式时，需要将终端的当前信息(包括基本能力以及业务流信息)保存到PC中，一旦MS以后从Idle模式下唤醒，MS可以从PC中重新获取相关信息以加速网络接入过程。
在寻呼过程中如何缩短终端接入网络的时间是当前研究的一个热点。Wimax组织下的NWG工作组给出了寻呼的基本流程。该流程的缺点是终端MS开始接入流程后，基站BS是在Anchor PC(当前服务的寻呼控制器)的终端信息请求的响应消息中获取Authenticator ID的，之后才能开始和鉴权者(Authenticator)交互获取密钥用于测距请求(RNG-REQ)消息的HMAC/CMAC鉴权，从而使得终端的寻呼接入时间很长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种终端寻呼接入的实现方法，以缩短终端寻呼重接入网络的时间。
为解决上述技术问题，本发明宽带无线系统中加速终端寻呼接入的实现方法，包括以下步骤(a)当前服务接入网关Anchor ASN-GW收到寻址到终端的下行数据，且寻呼操作被授权通过时，当前服务的寻呼控制器Anchor PC向寻呼组内的所有基站发送寻呼通知消息，消息中至少包含终端标识MSID以及终端的鉴权者标识Authenticator ID；(b)所述基站接收到该消息后保留所述Authenticator ID和MS的对应关系，并向终端发送寻呼广播消息；(c)所述基站收到终端返回的测距请求消息后，利用所述MS对应的Authenticator ID参数和鉴权者交互获取鉴权密钥AK并对测距请求消息进行鉴权；在和鉴权者交互的同时，所述基站从所述Anchor PC获取所述终端的信息；(d)所述基站向所述Anchor ASN-GW请求创建数据通道并向终端发送测距响应消息；(e)Anchor ASN-GW收到基站发送的数据通道创建确认消息后，向Anchor PC发送终端信息释放通知消息通知Anchor PC删除终端在AnchorPC保存的信息。
进一步地，步骤(d)中，基站在确认数据通道创建成功且消息鉴权通过后，向终端发送带有“成功”指示的测距响应消息。
进一步地，步骤(d)中，基站在消息鉴权通过后向终端发送带有“成功”指示的测距响应消息，再向Anchor ASN-GW请求创建数据通道。
进一步地，步骤(c)中，若测距请求消息流程鉴权没有通过，则基站直接向终端反馈带有失败指示的测距响应消息，中止执行后续步骤。
进一步地，步骤(a)中，所述AnchorASN-GW收到的寻址到终端的下行数据是由家乡代理HA通过移动IP隧道转发的。
进一步地，步骤(a)进一步包括(a1)Anchor ASN-GW收到寻址到终端的下行数据后，若根据终端标识识别出终端处于空闲模式，则AnchorASN-GW向终端所属的Anchor PC发送终端信息请求消息，该消息中包括终端标识以及寻呼指示参数；(a2)Anchor PC向Anchor ASN-GW发送终端信息响应消息，该消息包括终端标识及业务授权指示参数，指示寻呼操作是否被授权通过。
进一步地，步骤(c)中，终端信息响应消息中包括以下参数MSID、AnchorASN-GW标识、终端空闲模式预留信息、终端信息(包括业务流标识、业务连接标识以及Qos参数)。
进一步地，步骤(d)中，数据通道创建响应消息中包括MSID、承载隧道参数、业务流标识、Qos参数。
进一步地，所述基站和所述Anchor ASN-GW通过中继接入网关RelayASN-GW实现连接，所述基站和所述Anchor ASN-GW之间所有的交互消息通过该Relay ASN-GW向对方发送。
进一步地，基站和Anchor PC之间通过中继寻呼控制器Relay PC实现连接，基站和Anchor PC之间所有的交互消息通过Relay PC向对方发送。
与现有技术相比，本发明加速寻呼接入的方法仅仅在PC到基站之间的寻呼通知消息中增加了Authenticator ID的参数，不会引起基站处理和存储开销显著增加，且本发明方法中，消息的鉴权流程被大大提前，消息的HMAC/CMAC鉴权流程可以和基站与Anchor PC的终端信息交互并行进行，缩短了整个寻呼接入的流程，当HMAC/CMAC鉴权不通过时，基站可以直接向终端反馈空口的测距响应消息，并中止剩余流程，从而避免无谓的消息开销。
图1是802.16e系统寻呼功能逻辑实体构成示意图。
图2是802.16e系统组网结构示意图。
图3是本发明实施例加速终端寻呼接入实现方法的流程示意图。
具体实施例方式
本发明对处于Idle模式下终端MS的寻呼和接入流程如图3所示，其包括以下步骤步骤1家乡代理HA在拦截发往终端的数据后通过移动IP隧道向作为外地代理FA的Anchor ASN-GW发送寻址到终端的下行数据；步骤2Anchor ASN-GW根据MS的标识识别出该MS处于Idle模式后，Anchor ASN-GW向终端所属的Anchor PC发送终端信息请求消息请求获取终端的相关信息。终端信息请求消息中至少包括终端标识(MSID)以及寻呼指示参数；步骤3Anchor PC向Anchor ASN-GW发送终端信息响应(MS InfoResponse)消息，该消息可以指示是否寻呼操作被授权通过，该消息中至少包括以下参数MSID及业务授权指示；步骤4及步骤5Anchor PC通过Relay PC向寻呼组内的所有基站发送寻呼通知消息(Paging Announce)，消息中包含了MSID、寻呼组标识及MS的鉴权者标识Authenticator ID，由于Anchor PC可以根据MS的相关信息查询到MS对应的Authenticator ID，因此Anchor PC可以在该消息中包含该参数；步骤6基站接收到该消息后保留所述Authenticator ID和MS的对应关系，向终端发送MOB-PAG-ADV寻呼广播消息；步骤7终端根据寻呼广播消息中的指示得知有寻呼到自己的数据需要进行寻呼重接入，终端向基站发送测距请求RNG-REQ消息；步骤8基站接收到测距请求RNG-REQ消息的同时利用上次寻呼通知消息中的MS对应的Authenticator ID参数和鉴权者(Authenticator)交互获取鉴权密钥(AK)并对测距请求消息中的HMAC/CMAC进行鉴权；如果消息鉴权失败，基站直接向终端发送带有“失败”指示的测距响应消息，MS将重新进行完整的初始接入，即重新向基站发送测距请求消息；步骤9及步骤10基站在和Authenticator交互的同时通过中继寻址控制器(Relay PC)向Anchor PC发送终端信息请求消息请求终端的相关信息；步骤11及步骤12Anchor PC首先对终端信息请求消息中的MS标识进行校验，通过Relay PC向基站反馈终端信息响应消息，消息中包括以下参数MSID，Anchor ASN-GW标识，终端空闲模式预留信息、终端信息(包括业务流标识、业务连接标识以及Qos参数)；步骤13及步骤14BS通过Relay ASN-GW向Anchor ASN-GW发送数据通道创建请求消息请求创建R4/R6承载隧道；步骤15及步骤16Anchor ASN-GW通过Relay ASN-GW向基站反馈数据通道创建响应消息，消息中至少包括MSID、业务流信息(包括承载隧道参数、业务流标识、Qos参数等)。
步骤17基站在确认承载创建成功后向终端发送带有“成功”指示的测距响应消息；该步骤也可以在步骤13前完成，即基站在消息鉴权通过后向终端发送带有“成功”指示的测距响应消息，再向Anchor ASN-GW请求创建数据通道。
步骤18及步骤19当终端完成寻呼网络重接入后，基站通过RelayASN-GW向Anchor ASGW发送数据通道创建确认消息，消息中包含MSID等参数；步骤20Anchor ASN-GW向Anchor PC发送终端信息释放通知消息通知PC删除MS在PC保存的信息。
通过以上寻呼流程，MS可以成功从Idle模式下退出。
本系统中，Relay ASN-GW实现基站和Anchor ASN-GW之间的中继功能，如果基站和Anchor ASN-GW有直接接口，BS和Anchor ASN-GW之间所有的交互消息可以不通过Relay ASN-GW直接向对方发送。Relay PC实现基站和Anchor PC之间的中继功能，如果基站和Anchor PC有直接接口，基站和Anchor PC之间所有的交互消息可以不通过Relay PC直接向对方发送。
采用本发明提供的加速寻呼流程的优化方法，由于仅仅在PC到基站之间的寻呼通知消息中增加了Authenticator ID的参数，不会引起基站处理和存储开销显著增加。本发明方法中，消息的鉴权流程被大大提前，且消息的HMAC/CMAC鉴权流程可以和基站与Anchor PC的终端信息交互并行进行，缩短了整个寻呼接入的流程，且当HMAC/CMAC鉴权没有通过时，基站可以直接向终端反馈空口的测距响应消息，并中止剩余流程，从而避免无谓的消息开销。
权利要求
1.一种宽带无线系统中加速终端寻呼接入的实现方法，其包括以下步骤(a)当前服务接入网关Anchor ASN-GW收到寻址到终端的下行数据，且寻呼操作被授权通过时，当前服务的寻呼控制器Anchor PC向寻呼组内的所有基站发送寻呼通知消息，消息中至少包含终端标识MSID以及终端的鉴权者标识Authenticator ID；(b)所述基站接收到该消息后保留所述Authenticator ID和MS的对应关系，并向终端发送寻呼广播消息；(c)所述基站收到终端返回的测距请求消息后，利用所述MS对应的Authenticator ID参数和鉴权者交互获取鉴权密钥AK并对测距请求消息进行鉴权；在和鉴权者交互的同时，所述基站从所述Anchor PC获取所述终端的信息；(d)所述基站向所述Anchor ASN-GW请求创建数据通道并向终端发送测距响应消息；(e)Anchor ASN-GW收到基站发送的数据通道创建确认消息后，向Anchor PC发送终端信息释放通知消息通知Anchor PC删除终端在AnchorPC保存的信息。
2.如权利要求1所述的实现方法，其特征在于步骤(d)中，基站在确认数据通道创建成功且消息鉴权通过后，向终端发送带有“成功”指示的测距响应消息。
3.如权利要求1所述的实现方法，其特征在于步骤(d)中，基站在消息鉴权通过后向终端发送带有“成功”指示的测距响应消息，再向AnchorASN-GW请求创建数据通道。
4.如权利要求1至3中任一项所述的实现方法，其特征在于步骤(c)中，若测距请求消息流程鉴权没有通过，则基站直接向终端反馈带有失败指示的测距响应消息，中止执行后续步骤。
5.如权利要求4所述的实现方法，其特征在于步骤(a)中，所述AnchorASN-GW收到的寻址到终端的下行数据是由家乡代理HA通过移动IP隧道转发的。
6.如权利要求4所述的实现方法，其特征在于步骤(a)进一步包括(al)Anchor ASN-GW收到寻址到终端的下行数据后，若根据终端标识识别出终端处于空闲模式，则Anchor ASN-GW向终端所属的Anchor PC发送终端信息请求消息，该消息中包括终端标识以及寻呼指示参数；(a2)Anchor PC向Anchor ASN-GW发送终端信息响应消息，该消息包括终端标识及业务授权指示参数，指示寻呼操作是否被授权通过。
7.如权利要求4所述的实现方法，其特征在于步骤(c)中，终端信息响应消息中包括以下参数MSID、Anchor ASN-GW标识、终端空闲模式预留信息、终端信息(包括业务流标识、业务连接标识以及Qos参数)。
8.如权利要求4所述的实现方法，其特征在于步骤(d)中，数据通道创建响应消息中包括MSID、承载隧道参数、业务流标识、Qos参数。
9.如权利要求4所述的实现方法，其特征在于所述基站和所述Anchor ASN-GW通过中继接入网关Relay ASN-GW实现连接，所述基站和所述Anchor ASN-GW之间所有的交互消息通过该Relay ASN-GW向对方发送。
10.如权利要求4所述的实现方法，其特征在于基站和Anchor PC之间通过中继寻呼控制器Relay PC实现连接，基站和Anchor PC之间所有的交互消息通过Relay PC向对方发送。
全文摘要
本发明宽带无线系统中加速终端寻呼接入的实现方法，包括(a)AnchorPC向基站发送寻呼通知消息，消息中至少包含MSID以及终端的Authenticator ID；(b)所述基站保留收到的所述Authenticator ID和MS的对应关系，并向终端发送寻呼广播消息；(c)所述基站收到终端的测距请求消息后，利用Authenticator ID参数和鉴权者交互获取鉴权密钥并进行鉴权；在和鉴权者交互同时所述基站从所述Anchor PC获取终端信息；(d)所述基站向所述Anchor ASN－GW请求创建数据通道并向终端发送测距响应消息；(e)AnchorASN－GW收到数据通道创建确认消息后，向Anchor PC发送终端信息释放通知消息通知Anchor PC删除终端信息。本发明方法可加速终端的寻呼接入流程。
文档编号H04W68/00GK101026858SQ200610007838
公开日2007年8月29日 申请日期2006年2月17日 优先权日2006年2月17日
发明者王宁, 许玲, 陈宏 , 娄笃仕 申请人:中兴通讯股份有限公司