选择性的休眠数据会话重新激活的方法

专利名称：选择性的休眠数据会话重新激活的方法
选择性的休眠数据会话重新激活的方法
背景技术：
在蜂窝网络系统中，特别是CDMA蜂窝网络，移动台可以处于休 眠状态，其中该蜂窝网络知道该移动台位于系统中，但是当前，该移 动台不活动。换句话说，移动台在蜂窝网络中注册，但是当没有活动 的通信会话发生时其处于休眠数据会话中。这样的一个例子是移动台 在蜂窝网络中注册并被激活，但当前其不活动且不关闭电源，例如移 动台处于一键通会话中，移动台等待传呼请求等等。
在先前技术的CDMA蜂窝网络中，因特网用户通过对在这样的休 眠移动台上终结的IP地址进行恶意的因特网协议(IP)扫描，可导致 反常的高寻呼率。这样的IP扫描能使得蜂窝网络系统超负荷。可以有 意地或无意地实现这些恶意IP扫描以搜索处于休眠数据会话的移动台 来重新激活它们。然而，无论有意地或无意地，处于休眠状态的移动 台IP扫描都以移动寻呼尝试加载了蜂窝网络的负荷。先前技术在从合 法用户中识别出这些蜂窝网络的恶意用户上存在缺陷。
需要一种先前技术中没有的、选择性的休眠数据会话重新激活的 方法。相应地，非常需要一种能克服上述先前技术的缺陷的装置和方 法。


本发明的典型组件、操作特征、应用和/或优势存在于以下更完全 地描述、记载和请求保护的详细的结构和操作等其他的事物——参考 此处形成其一部分的附图，其中相同标号指示各图中相同部分。其他 组件、操作特征、应用和/或优势在某些具体实施例的提示下也变得清 楚，其中图1典型地图示了依照本发明的一个示例实施例的无线通信系统 的框图。
图2典型地图示了依照本发明的一个示例实施例的无线通信系统 的更详细的框图；和
图3典型地图示了依照本发明的一个示例实施例的流程图。
为了简化和清楚起见图示了图中的组件，并且无需按比例来画。 例如，图中一些组件的直径可相对于其他组件被扩大以帮助改进对本 发明各个实施例的理解。进一步地，这里的术语"第一"、"第二"等等， 即便要用，用于和其他事物一起区分相似的组件和不需要描述前后或 时间的顺序。此外，说明书和/或权利要求书中的术语"前"、"后"、"顶"、 "底"、"之上"、"之下"等，即便要用，通常用于描述目的并且不需要全 面地描述唯一的相对位置。任何这样使用的上述术语可以在适当的环 境下交换，使得这里描述的本发明的各种实施例可以用不同于明确地 图示或描述的其他结构和/或方向来操作。
具体实施例
本发明以下代表性的说明一般涉及示例实施例和最佳模式的发明 人的概念，并不意图以任何形式限制本发明的结构或适用性。更确切 地，以下说明意图提供用于实现本发明的各种实施例的便利的图示。 由于意图明确，在所公开的示例实施例中任何组件的功能和/或配置上 所做的改变不背离本发明的精神和范围。
执行本发明的实施例的软件框图可以是包括计算机指令的计算机 程序模块的部分，这样的控制算法存储在例如存储器的计算机可读介 质中。计算机指令可以指示处理器执行以下描述的任何方法。在其他 实施例中，能在需要时提供附加模块。
示例应用的详细描述，即选择性的休眠数据会话重新激活的方法， 作为特殊的授权公开，可以概括成依照本发明的各种实施例所公开系统、设备和方法的任何应用。
无线通信系统是众所周知的并由许多类型组成，包括陆地移动无 线电设备、蜂窝无线电话(包括模拟蜂窝，数字蜂窝，个人通信系统 (PCS)和宽带数字蜂窝系统)，和其他通信系统类型。在蜂窝无线电 话通信系统中，例如许多通信小区典型地包括一个或多个基站收发信
台(BTS),其耦合到一个或多个基站控制器(BSC)或中央基站控制 器(CBSC)上，并形成无线接入网(RAN) 。 BSC或CBSC顺序耦合 到移动交换中心(MSC)，移动交换中心(MSC)提供RAN和外部网 络之间的连接，例如公众交换电话网络(PSTN)，以及和其他RAN 之间的互连。每个BTS经由通信资源向位于BTS所服务的覆盖区域内 的移动台(MS)提供通信服务，其中该通信资源包括向MS传送信号 的前向链路和从MS接收信号的反向链路。
图1典型地图示了依照本发明的一个示例实施例的无线通信系统 100的框图。无线通信系统100包括RAN 104， RAN 104包括多个BTS 106-108，每个BTS都耦合到CBSC 110上。RAN 104耦合到MSC 114 上，并且MSC 114接着耦合到外部网络116上，并提供外部网络、或 其他RAN和RAN 104之间的通信链路。在一个实施例中，RAN 104 是CDMA网络。
无线通信系统IOO进一步包括可处于休眠数据会话的移动台102、 103、 105，和BTS 106、 107、 108。也就是说，移动台102如果处于休 眠数据会话，例如，不处于和BTS 106的活动通信会话中，但其是开 机的、已注册的并可以马上处于和BTS 106的活动通信会话中。RAN 104知道移动台102的存在，但是当前没有活动通信在移动台102和 RAN 104之间发生。在休眠数据会话中，移劫台102是休眠移动台， 它注册到RAN 104上并且经由无线链路120发送和接收数据。每个通 信链路120、 130、 140包括独立的前向链路用于向移动台102发送信 号，以及独立的反向链路用于从移动台102接收信号。移动台102经由RAN 104接收数据分组，或者移动台102的用户发送数据分组，都 可重新激活休眠数据会话。移动台102、 103、 105中的任何一个都可 耦合到RAN 104上并处于休眠数据会话中。
CBSC IIO还可包括分组控制功能(PCF) 118。在一个实施例中， PCF118被耦合以用于在移动台102和分组数据服务节点(PDSN) 139 之间经由接口传输分组数据，特别是IP分组数据，其中该接口在CDMA 网络的情况下是A10/A11接口。分组控制功能118可以用于保持RAN 104和移动台102之间的可达状态，保证用于数据分组的稳定链路，当 无线链路资源没有到位或者不足以支持来自PDSN 139的数据流时缓 存来自PDSN139处的数据分组，并且在移动台102和PDSN139之间 中继数据分组。PCF 118不限于CDMA网络中的PCF，并可以包括在 其他无线接入网络，例如GSM、 TDMA等中的一个或多个节点，这些 节点执行重要的类似功能。
PDSN 139可被耦合以用作从RAN 104进入公众和/或专用分组网 络(例如但不限于，因特网113)的网关。在一个实施例中，PDSN139 可用作网络接入服务器、本地代理、外地代理等。PDSN139可以管理 RAN 104和因特网113之间的无线分组接口，为用户移动台102、 103、 105提供IP地址，执行分组路由，基于配置信息积极地管理用户服务、 鉴权用户等等。
在一个实施例中，PCF 118可被耦合以接收寻址(addressed)到休 眠移动台102的到来的数据分组。换句话说，PCF118可被耦合以用于 接收到来的数据分组，该到来的数据分组寻址(addressed)以重新激 活和移动台102的休眠数据会话。这样的到来的数据分组可以源于 RAN 104之外的分组数据网络，例如连接到因特网113的用户等。作 为一个例子，到来的数据分组可以是和一键通会话(push-to-talk session)、寻呼请求等相结合的到来数据。例如，移动台102可以注册 到RAN 104但是当前没有进行中的活动数据会话，即移动台102处于休眠数据会话。数据分组的到达，例如作为寻呼请求的一部分，可以 操作以通过重新激活休眠移动台102来重新激活休眠数据会话。
在一个实施例中，PCF 118被耦合以检查到来的数据分组并确定 是否允许重新激活休眠移动台的休眠数据会话。在一个示例实施例中， PCF可以扫描到来的数据分组，包括源IP地址和目的IP地址，来确定 到来的数据分组是否是恶意IP扫描的产物或者来自于合法用户。
在一个图示实施例中，多个分组160可以由PCF 118经由PDSN 139来接收。在一个实施例中，多个分组160可以包括许多数据分组， 例如但不限于IP分组。多个分组160中的每一个可以具有源IP地址 142和目的IP地址141。源IP地址142是数据分组来源的指示，而目 的IP地址141可被耦合以重新激活一个或多个休眠移动台102、 103、 105。换句话说，多个分组160中的一个或多个可以被寻址以重新激活 一个或多个休眠移动台102、 103、 105的休眠数据会话。这个可以是， 例如，寻呼请求等。
图2典型地图示了依照本发明的一个示例实施例的无线通信系统 200的更详细框图。为了清楚起见只示出了一个BTS 107和一个移动台 103。然而，可以包括其他BTS和移动台，并且仍然在本发明的范围内。
如图2所示，到达RAN的多个分组160可以由PCF 118进行处理。 在一个实施例中，多个分组160可以包括许多数据分组，例如IP分组。 在一个实施例中，PCF 118建立在多个分组到达(packets arrival)的时 间间隔内取平均的滑动窗口，该多个分组到达请求重新激活休眠移动
台103的休眠数据会话。基于这个^J值，可以建立动态阈值使得在任 何单一时间间隔内请求重新激活的分组的到达速率超过该动态阈值，
PCF可以丢弃来自一个或多个源IP地址的大量分组，以使得到达速率
降低到动态阈值以下。在一个实施例中，可以缓存到来的分组，以使得PCF118检查在
先前时间间隔内的到来的多个分组，以确定在当前时间间隔内丢弃什
么分组。在通常的RAN 104的操作中，当在短时间段内取均值时，休 眠移动台的重新激活速率(每单位时间重新激活的数量)保持相当的 稳定。当重新激活速率相对于短期平均值的变化超过预定的限制时， 可以检测到重新激活速率的潮涌(surge)。在开始和潮涌期间，可以 分析这些与重新激活请求相关的数据分组的源地址，来确定与每个源 IP地址相关的每单位时间内重新激活请求的总量。
在一个实施例中，为了确定是否存在潮涌条件，请求重新激活的 分组的到达速率可以和先前时间间隔内重新激活请求的短期平均值的 倍数来比较。例如但不限于，如果在五秒的时间间隔内的重新激活速 率是每秒十个重新激活，那么可以定义重新激活请求的潮涌是这个数 字的倍数，比如五到六倍，或者说每秒时间间隔五十到六十个重新激 活。
如果检测到潮涌条件，PCF 118可以检查请求重新激活的分组并 标识对潮涌条件负最大责任的源地址，并且丢弃这些分组使得它们不 会被处理并且不重新激活休眠移动台。例如，分组可以基于他们的源 IP地址按从高数量分组到低数量分组分到组里。丢弃具有最高数量分 组、来自单一源IP地址的分组的组，并且如果需要，再次运行算法以 基于源IP地址丢弃具有下一最高数量分组的分组的组。可以这样继续 下去直到丢弃了足够的分组以减轻潮涌条件。没有被丢弃的分组可以 被正常处理并重新激活休眠移动台。
如图2所示，PCF'118可以在第一时间间隔151内接收第一多个 分组150。可以选择第一时间间隔151来适配给的应用。例如但不限于， 第一时间间隔151大约可以是5秒。第一多个分组150可以是数据分 组，其被耦合以用于请求休眠移动台103的重新激活。基于在第一时 间间隔151内接收到的请求重新激活的第一多个分组150的数量，可以计算在指定时间间隔内，例如一秒，接收的重新激活请求的平均数。
从这里，可以计算激活速率阈值149。在一个实施例中激活速率阈值 149可以是第一多个分组的到达速率的平均值的倍数(在第一时间间隔 151内接收的第一多个分组150)。换句话说，激活速率阈值149可以 是在指定时间间隔内接收的重新激活请求的平均数的倍数。可以选择 倍数(乘法器)使得激活速率阈值149代表濒临潮涌条件的点。换句 话说，可以计算第一时间间隔151内的平均到达速率，这个指定时间 段内的平均到达速率可以用乘法器来成倍增加到生成激活速率阈值 149。例如，如果在第一时间间隔151内的平均到达速率是在五秒的时 间间隔内(第一时间间隔151)每秒十个重新激活请求，那么激活速率 阈值可以是如上所述每秒十个重新激活请求的倍数。
在一个实施例中，PCF 118可以缓存并存储在第二时间间隔153 内接收的第二多个分组152,第二多个分组152中的每一个都具有目的 IP地址141 ，该目的IP地址被耦合以重新激活至少一个休眠移动台103 。 可以选择第二时间间隔153来适配一个给定应用。例如但不限于，第 二时间间隔153可以大约是一秒。在一个实施例中，如图2所示第二 时间间隔153接着第一时间间隔151。而且，第一时间间隔151可以比 第二时间间隔153长，以保持足够的重新激活请求样本以计算激活速 率阈值149。在图2没有示出的另一个实施例中，第二时间间隔153可 以是第一时间间隔151的一部分。
在一个实施例中，可以计算第二多个分组152的到达速率143。这 个可以是在第二时间间隔153内到达的第二多个分组152的数量。然 后第二多个分组152的到达速率143可以和上面计算的激活速率阈值 149相比较。如果到达速率143超过激活速率阈值149，那么第二多个 分组152可以依照它们各自的源IP地址分成多个源IP组145。例如， 第二多个分组152中的、具有来自一个源IP地址最大数量分组的部分 可以被归入下述源IP组，所述源IP组具有最大数量170的第二多个分 组。第二多个分组152中的、具有来自另一个源IP地址的下一个最大数量分组的部分可以被归入下述源IP组，所述源IP组具有下一个最大
数量171的下一第二多个分组，依此进行下一最大数量172、 173。可 以用多个源IP组145建立许多第二多个分组的组。进一步地，在每个 源IP组145中可以包括许多第二多个分组的部分。在一个实施例中， 如果第二多个分组152的到达速率143低于激活速率阈值149，那么第 二多个分组152可以由PCF进行处理并重新激活一个或多个移动台 103。
在一个实施例中，选择性的重新激活算法147可以按降序次序来 逐步地丢弃多个源IP组145中具有最大数量第二多个分组的一个源IP 组，直到到达速率143低于激活速率阈值149。在一个实施例中，按降 序次序逐步地丢弃可以包括一次丢弃具有最大数量170第二多个分组 152的全部一个或多个源IP组。在这个实施例中，选择性的重新激活 算法147可以评估多个源IP组145中的哪些将被丢弃以使得到达速率 143低于激活速率阈值149，并且然后一次丢弃全部该一个或多个源IP 组。
在另一个实施例中，按降序次序逐步地丢弃可以包括丢弃具有最 大数量170的第二多个分组152的源IP组，然后比较在第二时间间隔 153内第二多个分组152在不带有已丢弃源IP组情况下的到达速率143 和激活速率阈值149。如果在第二时间间隔153内第二多个分组152在 不带有已丢弃源IP组情况下的到达速率仍然超过激活速率阈值149， 那么可以丢弃具有下一最大数量171第二多个分组152的源IP组。基 于源IP组中第二多个分组152的数量，按降序次序比较并丢弃源IP组 可以重复进行直到到达速率143下降到激活速率阈值149以下。
在一个实施例中，在第三时间间隔155内，任何没有被丢弃的第 二多个分组152可以被处理并允许重新激活一个或多个休眠移动台 103。有效地，丢弃在一个或多个源IP组145中的任何第二多个分组 152能有效地阻止所丢弃的分组被处理并阻止重新激活休眠移动台103。
在一个实施例中，可以定义受保护的发送者使得来自受保护的发 送者的任何分组都被允许通过，并被PCF 118处理以允许休眠移动台 103的重新激活。来自受保护发送者的源IP地址的分组可以避免被归 入多个源IP组145中的一个以及随即被丢弃。这允许来自一个或多个 受保护发送者的分组不被分类成恶意分组，并激活一个或多个休眠移 动台103。
在一个实施例中，用于计算激活速率阈值149的第一时间间隔151 是在多个分组到达的时间间隔内取平均值的滑动窗口，该多个分组到 达请求重新激活休眠移动台的休眠数据会话。换句话说，第一时间间 隔不固定，但由最新数据持续更新。这允许更新在第一时间间隔151 内接收到的重新激活请求的平均数量。这允许激活速率阈值149是动 态的并随时间而改变。由于重新激活请求的平均数量能随时间而改变， 动态激活速率阈值149阻止了错误地丢弃可能是合法的重新激活请求。
图3典型地图示了依照本发明的一个示例实施例的流程图300。在 这个实施例中，对每个时间步骤来调用流程。在步骤302中，PCF将 激活速率阈值计算为在第一时间间隔内接收的第一多个分组的函数， 其中第一多个分组用于重新激活至少一个休眠移动台。
在步骤304中，缓存第二时间间隔内接收的第二多个分组，其中 第二多个分组中的每一个都有目的IP地址用于重新激活至少一个休眠 移动台。在步骤306中，将第二多个分组在第二时间间隔内的到达速 率和激活速率阈值进行比较。在步骤308，确定到达速率是否超过激活 速率阈值。如果步骤308中的到达速率没有超过激活速率阈值，随即 在步骤309中所有的第二多个分组可以被处理而不被丢弃，并允许重 新激活一个或多个处于休眠状态的移动设备。然后该过程调整到下一 个时间步骤320。如果步骤308中到达速率超过激活速率阈值，那么在步骤310中 第二多个分组基于它们各自的源IP地址被分成多个源IP组。然后这个 过程开始逐步按降序次序丢弃多个源IP组中具有最大数量第二多个分 组的一个源IP组，直到到达速率低于激活速率阈值。在步骤312，丢 弃具有最大数量第二多个分组的源IP组。随即，步骤314中，确定在 第二时间间隔内不带有己丢弃的源IP组(最大，下一个最大等)情况 下第二多个分组的到达速率是否在激活速率阈值之上。如果不在，那 么由步骤318处理没有被丢弃的第二多个分组并允许重新激活一个或 多个休眠移动台。
如果步骤314中到达速率仍然高于激活速率阈值，那么由步骤316 丢弃具有下一最大数量第二多个分组的源IP组。步骤314和316重复 进行，丢弃具有下一最大数量第二多个分组的源IP组，直到不带有已 丢弃分组情况下的到达速率低于激活速率阈值，该过程进行到步骤
318。在步骤318中，处理没有被丢弃的第二多个分组并允许重新激活 一个或多个处于休眠状态的移动台。随即对这个调用结束该过程，并 进入下一个时间间隔并在其中重复这个过程。
虽然图3中所示的实施例图示了在丢弃每个IP源组后再计算到达 速率，本发明并不受限于此。选择性的重新激活算法可以评估多个源 IP组中的哪些将被丢弃以使得到达速率低于激活速率阈值，然后一次 丢弃全部该一个或多个源IP组。
在先前的说明中，本发明参照特殊的示例实施例来描述；然而， 可以理解的是可以做出各种修正和改动而不背离本发明在权利要求中 阐明的范围。说明书和附图被认为是一种图示方式，而不是限制，并 且所有这样的修正都意欲包括在本发明的范围内。相应地，本发明的 范围由这里附带的权利要求及它们的合法等价物来确定，而不是仅由 上述的例子来确定。例如，在任意方法和过程权利要求中引用的步骤可以用任意顺序 来执行，并且不限于权利要求中呈现的特定顺序。此外，在任意装置 权利要求中引用的部件和/或组件可以用各种配置来组合或以其他方式 操作性地配置以产生和本发明基本相同的结果，并且相应地不受限于 权利要求中引用的特殊配置。
以上描述的利益、其他优势和问题的解决方法是对于特殊的实施 例；然而，任何利益、优势、问题的解决方法或可导致任何特殊利益、 优势或解决方法发生或使其变得明显的任意组件，不被解释成是任何 或所有权利要求的关键的、必需的或基本的特征或组件。
如此处所使用的，术语"包含"、"具有"、"包括"或它们的任何变形， 意图涉及非排除的包含，使得包含一系列组件的过程、方法、技术、 成分或装置不仅只包括引用的这些组件，还可以包括这样的过程、方 法、技术、成分或装置中没有特别列出或其本身固有的其它组件。上 述在本发明的实践中使用的结构、配置、应用、比例、组件、材料或 部件的其他结合和/或修改，除了没有特别引用的那些之外，可以进行 改变或以其他方式特殊地适配于特定的环境，制造标准、设计参数或 其他操作需求，而不背离相同的通用原理。
权利要求
1.一种无线接入网中选择性的休眠数据会话重新激活的方法，包括将激活速率阈值计算为在第一时间间隔内接收的第一多个分组的函数，其中所述第一多个分组被耦合，以重新激活至少一个休眠移动台；缓存第二时间间隔内接收的第二多个分组，其中所述第二多个分组中的每一个都具有被耦合的目的IP地址，以重新激活所述至少一个休眠移动台；比较在所述第二时间间隔内所述第二多个分组的到达速率和所述激活速率阈值；如果所述到达速率超过所述激活速率阈值将所述第二多个分组依照它们各自的源IP地址分成多个源IP组；以及按降序次序逐步地丢弃所述多个源IP组中的具有最大数量所述第二多个分组的一个源IP组，直到所述到达速率低于所述激活速率阈值。
2. 如权利要求l所述的方法，进一步包括在第三时间间隔内，处 理没有被丢弃的所述第二多个分组，其中所述第三时间间隔跟随在所 述第一和第二时间间隔之后。
3. 如权利要求l所述的方法，其中所述第二时间间隔跟随在所述 第一时间间隔之后。
4. 如权利要求3所述的方法，其中所述第一时间间隔长于所述第 二时间间隔。
5. 如权利要求l所述的方法，其中所述第二时间间隔是所述第一 时间间隔的一部分。
6. 如权利要求l所述的方法，其中所述激活速率阈值是在所述第 一时间间隔内接收的所述第一多个分组的倍数。
7. 如权利要求l所述的方法，其中按降序次序逐步地丢弃包括 丢弃具有所述最高数量所述第二多个分组的源IP组； 重复执行以下步骤直到到达速率低于所述激活速率阈值 将在所述第二时间间隔内所述第二多个分组在不带有所述源IP组情况下的到达速率与所述激活速率阈值进行比较；以及如果在所述第二时间间隔内所述第二多个分组在不带有所述源IP 组情况下的到达速率超过所述激活速率阈值，则丢弃具有下一最大数 量所述第二多个分组的源IP组。
8. 如权利要求l所述的方法，其中丢弃所述多个源IP组中的一个源IP组包括阻止所述多个源IP组之一中的所述第二多个分组重新激 活所述休眠移动台。
9. 如权利要求l所述的方法，其中所述无线接入网是CDMA网络。
10. 如权利要求1所述的方法，进一步包括定义至少一个受保护发送者，其中防止从所述至少一个受保护发送者处接收到的任何所 述第二多个分组被丢弃。
全文摘要
一种无线接入网中选择性的休眠数据会话重新激活的方法，包括计算激活速率阈值(149)作为在第一时间间隔(151)内接收的第一多个分组(150)的函数，其中第一多个分组(150)用于重新激活至少一个休眠移动台(103)。缓存在第二时间间隔(153)内接收的第二多个分组(152)，其中第二多个分组(152)中的每一个都具有目的IP地址以重新激活所述至少一个休眠移动台(103)。将第二多个分组(152)在第二时间间隔(153)内的到达速率(143)和激活速率阈值(149)进行比较。如果到达速率(143)超过激活速率阈值(149)，那么第二多个分组(152)可以根据它们各自的源IP地址被分成多个源IP组(145)，并且以降序次序逐步地丢弃多个源IP组(145)中具有最大数量的第二多个数据分组(152)的一个，直到到达速率(143)低于激活速率阈值(149)。
文档编号H04L12/26GK101288265SQ200680035911
公开日2008年10月15日 申请日期2006年6月23日 优先权日2005年9月29日
发明者乔尔·L·格罗斯, 乔斯·A·拉博, 卡尔·E·米勒, 布赖恩·A·亨沙伊 申请人:摩托罗拉公司