专利名称：一种无线通信系统切换时的信息处理方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统的切换技术，尤其涉及基站控制器在切换过程中重新锚定用户会话时的信息处理方法。
背景技术：
全球微波接入互操作性(WiMAX)网络是一种为无线城域网接入技术或广域无线网提供的解决方案。图1为WiMAX接入服务网络(ASN，AccessService Network)的结构图。参见图1，在ASN中，主要存在两个网元，一个是接入基站(BS，Base Station)；一个是基站控制器，即图1中的接入服务网络网关(ASN-GW，Access Service Network GateWay)，ASN-GW包括了决定点(Decision Point)单元和执行点(Enforcement point)单元。所述BS通过R1接口与用户终端通讯，通过R6接口与ASN-GW通讯，BS之间通过R8接口通讯；ASN-GW之间通过R4接口通讯，通过R3接口与连接服务网络(CSN，Connectivity Service Network)通讯。
图2为现有WiMAX网络的Qos架构体系图。参见图2，该WiMAX的Qos架构体系结构包括用户终端(SS)。
业务流管理器(SFM，A Service Flow Management)，负责建立用户业务流及为此业务流分配无线资源等，此功能体存在于WiMAX的ASN中。
业务流授权者(SFA，A Service Flow Authorization)，负责给相应的业务流授权，此功能体存在于ASN中。
策略功能模块(PF，policy function)，为某个用户业务流提供Qos策略，此功能体存在于WiMAX网络的CSN中。
应用服务功能模块(AF，Application functions)，用户终端直接通过应用层协议连接访问AF，AF将会通知PF主动为用户创建业务流，此功能体存在于CSN中。
SFA与PF之间传递Qos策略的接口是基于Via R3和R5接口之上的WiMax接口。
当用户终端进行跨网移动时，需要对用户会话的接入网元进行切换，即将用户会话从原来的BS和ASN-GW切换到用户终端当前所属小区的BS和ASN-GW，用户会话的传输通过新的ASN-GW传输到所述CSN。这种切换又称为ASN-GW间的切换(Inter-ASN-GW)本文中将切换前的原ASN-GW称为服务(Serving)ASN-GW，切换后的新ASN-GW称为目标(target)ASN-GW。在现有技术中，当一个用户终端在两个ASN-GW之间切换时，用户会话的传输从目标ASN-GW到CSN将会存在两个可能的场景，以下参照图3分别进行说明。
图3A为在目标ASN-GW与锚ASN-GW之间建立R4数据通道进行用户会话的场景示意图。参见图3A，粗点划线30为切换前用户会话的路径，粗实线31为切换后用户会话的路径。当用户终端对ASN-GW进行切换时，在目标ASN-GW到锚(anchor)ASN-GW(此处假设锚ASN-GW与服务ASN-GW为同一个ASN-WG)之间建立一条R4数据通道，用户数据由目标ASN-GW先传输到锚ASN-GW，然后由锚ASN-GW再转发到CSN。
图3B为目标ASN-GW作为新的锚ASN-GW进行用户会话的场景示意图。参见图3B，粗点划线30为切换前用户会话的路径，粗实线31为切换后用户会话的路径。当用户终端对ASN-GW进行切换时，目标ASN-GW重新锚定用户会话，作为用户会话的新锚ASN-GW，直接将用户会话连接到CSN。
上述两种场景在Inter-ASN-GW切换时都会发生，一般情况下，用户会话将经过目标ASN-GW到锚ASN-GW，再由锚ASN-GW到CSN，即图3A所示场景；但是当原来的锚ASN-GW在某些情况下会主动向目标ASN-GW要求由目标ASN-GW充当新的锚ASN-GW，又或者当目标ASN-GW认为原锚ASN-GW响应过慢，资源不足等情况下，会主动向原锚ASN-GW发起请求，要求自身充当新的锚ASN-GW，即图3B所示场景。
图4为现有技术中，锚ASN-GW主动要求在目标ASN-GW重新锚定用户会话情况下的切换流程图。详细切换流程请参考现有WiMAX的标准文档。此处只做简要的描述。参见图4，该流程包括步骤401、扫描过程，主要从相邻的ASN中扫描出候选切换对象，即目标BS列表。
步骤402、服务BS和/或目标BS通过各自的ASN-GW进行交互，从所述BS列表中选出可取的切换对象，即需切换到的目标BS，用户终端通知目标BS将要进行切换过程(HO procedure)。
步骤403、用户终端进行重新接入目标ASN的过程(re-entry procedure)；在该过程中，如果目标BS中没有用户终端的会话上下文，则目标BS获取用户终端的会话上下文，具体获取过程可以发送会话信息请求，通过目标ASN-GW从原服务ASN-GW中获取，原服务ASN-GW通过会话信息响应将用户会话上下文返回给目标ASN-GW，再返回给目标BS。
步骤404、目标ASN-GW向锚ASN-GW发送数据通道建立请求(DataPath Est REQ)；步骤405、锚ASN-GW收到Data Path Est REQ后，决定由目标ASN-GW充当新的锚ASN-GW，向目标ASN-GW发送重新锚定请求(Relocate REQ)。
步骤406、目标ASN-GW收到Relocate REQ后，与家乡代理器(HomeAgent)进行交互以重新锚定用户会话。
步骤407、目标ASN-GW锚定用户会话后，向原锚ASN-GW返回重新锚定响应((Relocate RES)通知原锚ASN-GW成功锚定用户会话。
图5为现有技术中，目标ASN-GW主动要求在本身重新锚定用户会话情况下的切换流程图。详细切换流程请参考现有WiMAX的标准文档。此处只做简要的描述。参见图5，该流程包括
步骤501、扫描过程，主要从相邻的ASN中扫描出候选切换对象，即目标BS列表。
步骤502、服务BS和/或目标BS进行交互，从所述BS列表中选出可取的切换对象，即需切换到的目标BS，用户终端通知切换对象进行HOprocedure。
步骤503、用户终端进行重新接入目标ASN的过程(re-entry procedure)；在该过程中，如果目标BS中没有用户终端的会话上下文，则目标BS获取用户终端的会话上下文，具体获取过程可以发送会话信息请求，通过目标ASN-GW从原服务ASN-GW中获取。
步骤504、目标ASN-GW决定由自身充当新的锚ASN-GW，向原锚ASN-GW发送R3接口的重定向通知(R3Redirection Ind)。
步骤505、锚ASN-GW收到R3Redirection Ind后，得知目标ASN-GW希望充当锚ASN-GW，向目标ASN-GW发送重新锚定请求(Relocate REQ)。
步骤506、目标ASN-GW收到Relocate REQ后，与Home Agent进行交互以重新锚定用户会话。
步骤507、目标ASN-GW锚定用户会话后，向原锚ASN-GW返回重新锚定响应(Relocate RES)通知原锚ASN-GW成功锚定用户会话。
当目标ASN-GW要充当新的锚ASN-GW时，为了执行Qos策略，需要重新与所述用户会话的PF建立联系，并与PF进行Qos信令交互。但是，现有技术中，还没有给出目标ASN-GW充当新的锚ASN-GW时，如何与PF重新建立联系的技术方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线通信系统切换时的信息处理方法，实现当目标基站控制器充当新的锚基站控制器时，可与PF重新建立联系并进行交互。
为了实现上述发明目的，本发明的主要技术方案为
一种无线通信系统切换时的信息处理方法，适用于重新锚定用户会话的基站控制器切换过程，该方法包括在基站控制器的切换过程中，通过基站控制器间的切换信令，将所述用户会话对应的策略功能模块PF的连接相关信息传输到目标基站控制器；当目标基站控制器作为新的锚基站控制器重新锚定所述用户会话后，目标基站控制器根据收到的PF连接相关信息与所述用户会话的PF建立联系并与之交互。
所述将PF的连接相关信息传输到目标基站控制器具体包括在原锚基站控制器向目标基站控制器发送的重新锚定请求消息的特定字段中携带所述PF连接相关信息，目标基站控制器收到该重新锚定请求消息后，从所述的特定字段中解析出所述PF连接相关信息。
所述将PF的连接相关信息传输到目标基站控制器具体包括预先在所述用户会话的上下文信息中的特定字段设置PF连接相关信息，在切换过程中，所述PF连接相关信息随着该用户会话的上下文发送到目标基站控制器中，目的基站控制器从该用户会话上下文的所述特定字段中解析出所述PF信息。
所述将PF的连接相关信息传输到目标基站控制器具体包括目标基站控制器通过发送会话信息请求消息向原锚基站控制器请求PF连接相关信息，原锚基站控制器收到该请求后，将所述PF连接相关信息发送给目标基站控制器。
所述PF连接相关信息包括PF地址信息、应用层业务流标识符及其对应的服务质量信息。
所述需传输的PF连接相关信息为PF地址信息和应用层业务流标识符及其对应的服务质量信息。
所述PF地址信息静态配置在各个基站控制器中，所述需传输的PF连接相关信息为应用层业务流标识符及其对应的服务质量信息。
所述方法进一步包括目标基站控制器按照所述服务质量信息与所述PF进行服务质量信令的交互，保障用户会话的服务质量。
所述根据收到的PF连接相关信息与所述用户会话的PF建立联系并交互的具体方法为目的基站控制器根据所述PF地址信息向该PF发送本基站控制器的信息和所述应用层业务流标识及其对应的服务质量信息；PF收到后根据所述应用层业务流标识查找到该业务流对应的用户会话，将该用户会话的锚基站控制器信息更新为所述目的基站控制器的信息；所述PF和目的基站控制器根据所获得的对方信息建立联系并进行交互。
所述的无线通信系统为全球微波接入互操作性WiMAX网络，所述的基站控制器为WiMAX网络中的接入服务网络网关。
本发明所述的方法在基站控制器的切换过程中，将用户会话的PF连接相关信息由锚基站控制器或服务基站控制器发送给切换后的目的基站控制器，当目的基站控制器重新锚定用户会话时，就可以利用所收到的该用户会话的PF连接信息与该PF建立联系，并与之交互。因此，本发明可以使得在基站控制器切换和重新锚定后，新的锚基站控制器依然可以与用户会话的PF保持联系，不影响PF对用户会话的Qos服务，保障用户会话在切换时具有良好的服务质量，提高了用户满意度。本发明尤其适用于WiMax网络，可以吸引用户积极使用WiMax网络进行Qos保障，提高网络运营商的经济效益。
图1为WiMAX接入服务网络的结构图；图2为现有WiMAX网络的Qos架构体系图；图3A为在目标ASN-GW与锚ASN-GW之间建立R4数据通道进行用户会话的场景示意图；图3B为目标ASN-GW作为新的锚ASN-GW进行用户会话的场景示意图；
图4为现有技术中，锚ASN-GW主动要求在目标ASN-GW重新锚定用户会话情况下的切换流程图；图5为现有技术中，目标ASN-GW主动要求在本身重新锚定用户会话情况下的切换流程图；图6为本发明所述无线通信系统切换的信息处理方法的流程图；图7为本发明所述目标ASN-GW作为新的锚ASN-GW进行用户会话的场景示意图；图8为本发明所述方法的第一实施例的流程图；图9为本发明所述方法的第二实施例的流程图；图10为本发明所述方法的第三实施例的流程图。
具体实施例方式
下面通过具体实施例和附图对本发明做进一步详细说明。
图6为本发明所述无线通信系统切换的信息处理方法的流程图，参见图6，该流程包括步骤601、在基站控制器的切换过程中，通过基站控制器间的切换信令，将所述用户会话对应的策略功能模块PF的连接相关信息传输到目标基站控制器。
步骤602、当目标基站控制器作为新的锚基站控制器重新锚定所述用户会话后，目标基站控制器根据收到的PF连接相关信息与所述用户会话的PF建立联系并与之交互。
本发明适用于重新锚定用户会话的基站控制器切换过程，可应用在WiMAX网络中，也可以应用在其他无线通信系统。本文以WiMAX网络为例对本发明进行说明。在WiMAX网络中，所述基站控制器为ASN-GW。
图7为本发明所述目标ASN-GW作为新的锚ASN-GW进行用户会话的场景示意图。参见图7，粗点划线70为切换前用户会话的路径，粗实线71为切换后用户会话的路径。在切换过程中发生了重新锚定ASN-GW的场景，该场景包括由目标ASN-GW主动发起的重新锚定情况，或是锚ASN-GW主动发起的重新锚定情况，在该场景下，原来锚ASN-GW或者服务ASN-GW需向目标ASN-GW传递PF连接相关信息，目标ASN-GW作为新的锚ASN-GW，根据传递过来的PF连接相关信息建立与PF的连接。
所述的PF连接相关信息包括PF地址信息、应用层业务流标识符(FlowID，Service flow ID)信息以及Flow ID对应的Qos信息。所述Qos信息也称为Qos参数集(SF_Qos)，该SF_Qos中包括该业务流的所有Qos参数，包括带宽、速率等，该SF_Qos利用物理层业务流标识符(SFID)进行索引。SFID主要是MAC层对于业务流的标识，由ASN-GW自行生成的用于标识业务流的标识，用于标识每一条业务流，每一条业务流对应一条独立的、有Qos保证的单向连接，业务流可以是预先建立的也可以是动态建立的。
所述的Flow ID为在Qos系统中用来标识Qos业务流，主要是用于PF与SFA即ASN-GW之间的业务连接，是PF用来标识用户会话的标识符。Flow ID是在高层面(即应用层面)对一个单向连接的标识，它对应一个唯一的MAC层(即物理层)的业务流标识符(SFID)，Flow ID是由PF分配的。
具体的，所述PF连接相关信息由锚ASN-GW或服务ASN-GW传递到目标ASN-GW的方式有多种，通过以下实施例分别说明本发明的方法。
图8为本发明所述方法的第一实施例的流程图。参见图8，该流程包括步骤801～步骤803、切换过程中的扫描、通知HO过程、和重新接入目标ASN过程，与现有技术相同，此处不再赘述。
步骤804、目标ASN-GW向原锚ASN-GW发送数据通道建立请求(锚ASN-GW主动发起的重新锚定情况)或者发送R3接口的重定向通知(由目标ASN-GW主动发起的重新锚定情况)。
步骤805、原锚ASN-GW将所述PF连接相关信息(包括PF地址信息、Flow ID、Flow ID对应的Qos信息)添加到重新锚定请求(Relocate REQ)中的特定字段。
步骤806、原锚ASN-GW向目标ASN-GW发送携带PF连接相关信息的重新锚定请求。
步骤807、目标ASN-GW从重新锚定请求的特定字段中提取所述PF连接相关信息。
步骤808～步骤809、目标ASN-GW重新锚定所述用户会话，并返回重新锚定响应给原锚ASN-GW。
步骤810、目标ASN-GW根据所述PF连接信息重新建立与所述PF的联系并与之交互。
本步骤具体包括目的ASN-GW根据所述PF地址信息向该PF发送本ASN-GW的信息(主要包括本ASN-GW的地址信息)、所述Flow ID和FlowID对应的Qos信息，例如可以在向PF发送的PD-Request消息中携带所述信息；PF收到后根据所述Flow ID查找到该业务流对应的用户会话，并得知该用户会话的Qos信息(即Flow ID对应的Qos信息)，将该用户会话的锚ASN-GW信息更新为所述目的ASN-GW的信息；所述PF和目的ASN-GW根据所获得的对方信息(主要是地址信息)建立联系并进行交互(Qos信令交互)，目标ASN-GW根据所述Qos信息与所述PF进行Qos信令交互，可以保障所述用户会话的服务质量。
图9为本发明所述方法的第二实施例的流程图。本实施例中，所述原锚ASN-GW预先在用户会话的上下文信息中的特定字段设置PF连接相关信息(包括PF地址信息、Flow ID及和Flow ID对应的Qos信息)。以下为设置了PF连接相关信息的用户会话上下文的具体信息1、用户终端接入网络标识(MS NAI)。
2、用户终端物理层地址(MS MAC Address)。
3、用户终端对应的锚ASN-GW地址(Anchor ASN-GW associated with theMS)。
4、PF连接相关信息(List of PF with associated)4.1PF IP地址(PF IP address)；
4.2Flow标识符(Flow ID)；4.3Flow ID对应的Qos信息；4.4SFID(也可包括在Qos信息内)；4.5其他PF连接相关信息。
5、业务流相关信息(List of Service Flow IDs with associated)5.1业务类型(SF Classifiers)；5.2业务质量(SF QoS)；5.3连接标识(CID(associated with the SFID))；5.4数据通道信息(Data Path tagging(ID)Information)；5.5其它业务流相关信息(Etc)。
6、R3信息(R3related information)6.1家乡代理IP地址(Home Agent IP address)；6.2CoA地址(IP address on the ASN-GW used as the end point of the tunnelwith the HA)；6.3DHCP服务器地址(DHCP Server)；6.4AAA服务器地址(AAA Server)；6.5其它R3状态信息(R3 status Details)；7、安全信息(Security Information)7.1PKMV2相关安全信息(Security information related to PKMv2)；7.2PMIP相关安全信息(Security information related to Proxy MIP(if used))；参见图9，该第二实施例的流程包括步骤901～步骤903、切换过程中的扫描、通知HO过程、和重新接入目标ASN过程；与现有技术不同的是在重新接入目标ASN过程中，进一步包括步骤9030、当携带有用户会话上下文的会话信息响应消息发送到目标ASN-GW时，目标ASN-GW从该会话信息响应消息携带的用户会话上下文的特定字段中提取所述PF连接相关信息。
步骤904、目标ASN-GW向原锚ASN-GW发送数据通道建立请求或者发送R3接口的重定向通知。
步骤905～步骤907、原锚ASN-GW向目标ASN-GW发送重新锚定请求；目标ASN-GW重新锚定所述用户会话；并返回重新锚定响应给原锚ASN-GW。
步骤908、目标ASN-GW根据所述PF连接信息重新建立与所述PF的联系并进行交互，本步骤的具体方法与步骤810相同。
图10为本发明所述方法的第三实施例的流程图。参见图10，该流程包括步骤101～步骤103、切换过程中的扫描、通知HO过程、和重新接入目标ASN过程。
步骤104、目标ASN-GW向原锚ASN-GW发送数据通道建立请求或者发送R3接口的重定向通知。
步骤105、原锚ASN-GW向目标ASN-GW发送重新锚定请求。
步骤106、目标ASN-GW发送用于请求PF连接相关信息的会话信息请求消息到原锚ASN-GW。
步骤107、原锚GS将所述PF连接相关信息(包括PF地址信息、FlowID和Flow ID对应的Qos信息)添加在会话信息响应消息中，发送给目标ASN-GW，目标ASN-GW从会话信息响应中提取PF连接相关信息。
步骤108～步骤109、目标ASN-GW重新锚定所述用户会话；并返回重新锚定响应给原锚ASN-GW。
步骤1010、目标ASN-GW根据所述PF连接信息重新建立与所述PF的联系并进行交互。本步骤的具体过程与步骤810相同。
在上述三个实施例中，所述需传输给目标ASN-GW的PF连接相关信息包括PF地址信息、Flow ID和Flow ID对应的Qos信息。如果PF地址信息静态配置在各个ASN-GW中，由于目标ASN-GW已经知道了PF地址信息，因此此时所述锚ASN-GW或服务ASN-GW传输给目标ASN-GW的PF连接相关信息只要Flow ID和Flow ID对应的Qos信息即可。
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，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，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。
权利要求
1.一种无线通信系统切换时的信息处理方法，适用于重新锚定用户会话的基站控制器切换过程，其特征在于，该方法包括在基站控制器的切换过程中，通过基站控制器间的切换信令，将所述用户会话对应的策略功能模块PF的连接相关信息传输到目标基站控制器；当目标基站控制器作为新的锚基站控制器重新锚定所述用户会话后，目标基站控制器根据收到的PF连接相关信息与所述用户会话的PF建立联系并与之交互。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将PF的连接相关信息传输到目标基站控制器具体包括在原锚基站控制器向目标基站控制器发送的重新锚定请求消息的特定字段中携带所述PF连接相关信息，目标基站控制器收到该重新锚定请求消息后，从所述的特定字段中解析出所述PF连接相关信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将PF的连接相关信息传输到目标基站控制器具体包括预先在所述用户会话的上下文信息中的特定字段设置PF连接相关信息，在切换过程中，所述PF连接相关信息随着该用户会话的上下文发送到目标基站控制器中，目的基站控制器从该用户会话上下文的所述特定字段中解析出所述PF信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将PF的连接相关信息传输到目标基站控制器具体包括目标基站控制器通过发送会话信息请求消息向原锚基站控制器请求PF连接相关信息，原锚基站控制器收到该请求后，将所述PF连接相关信息发送给目标基站控制器。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PF连接相关信息包括PF地址信息、应用层业务流标识符及其对应的服务质量信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述需传输的PF连接相关信息为PF地址信息和应用层业务流标识符及其对应的服务质量信息。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述PF地址信息静态配置在各个基站控制器中，所述需传输的PF连接相关信息为应用层业务流标识符及其对应的服务质量信息。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括目标基站控制器按照所述服务质量信息与所述PF进行服务质量信令的交互，保障用户会话的服务质量。
9.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，所述根据收到的PF连接相关信息与所述用户会话的PF建立联系并交互的具体方法为目的基站控制器根据所述PF地址信息向该PF发送本基站控制器的信息和所述应用层业务流标识及其对应的服务质量信息；PF收到后根据所述应用层业务流标识查找到该业务流对应的用户会话，将该用户会话的锚基站控制器信息更新为所述目的基站控制器的信息；所述PF和目的基站控制器根据所获得的对方信息建立联系并进行交互。
10.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述的无线通信系统为全球微波接入互操作性WiMAX网络，所述的基站控制器为WiMAX网络中的接入服务网络网关。
全文摘要
本发明公开了一种无线通信系统切换的信息处理方法，适用于重新锚定用户会话的基站控制器切换过程，该方法包括在基站控制器的切换过程中，通过基站控制器间的切换信令，将用户会话对应的策略功能模块PF的连接相关信息传输到目标基站控制器；当目标基站控制器作为新的锚基站控制器重新锚定所述用户会话后，目标基站控制器根据收到的PF连接相关信息与所述用户会话的PF建立连接。本发明可以实现当目标基站控制器充当新的锚基站控制器时，可与PF重新建立连接。
文档编号H04W36/12GK1992963SQ200510097468
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者莫君贤, 陈卫民 申请人:华为技术有限公司