专利名称：一种支持r6链路热备份的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及微波接入全球互通(WiMAX)技术领域，特别涉及一种R6链路热备份方法及系统。
背景技术：
WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)艮口全球微波互联接入，作为一项基于IEEE 802. 16标准的宽带无线接入技术，为了提高频谱资源利用率以适应各类宽带多媒体应用，采用了代表未来通信技术发展方向的0FDM/0FDMA、AAS、MIM0等先进技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km，同时还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。如图1所示，在WiMAX无线网络中，整个系统架构主要由3部分组成移动终端 MS (Mobile Station)、接入网 ASN(Access Service Network)禾口核心网 CSN(Connectivity Service Network),其中1.接入网 ASNASN是WiMAX系统的接入网，为WiMAX用户提供无线接入。ASN包含了基站BS和接入网关ASN_GW，MS通过Rl接口连接到BS，BS之间通过R8接口连接，BS和ASN-GW之间通过R6接口连接，ASN-GW之间通过R4接口连接，ASN-Gff通过R3接口连接CSN。MS接入使用的基站BS称为服务基站SERVING BS。对于使用某个krving BS接入的MS来说，与该BS之间有R6接口的ASN-GW称为当前服务接入网关(SERVINGASN-GW)。ASN内与CSN存在R3接口的ASN-GW被称为固定接入网关(ANCHOR ASN-GW)。当ANCH0RASN-GW和krving ASN-GW存在于相同的物理实体中时，两者间的接口属于设备内部接口，不一定要使用标准 R4 接口。BS提供BS和MS的L2连接、无线资源管理、测量与功率控制以及空口数据的压缩和加密等功能。ASN-GW为MS认证、授权和计费功能提供代理，并支持NSP的网络发现和选择，为MS提供L3信息的RELAY功能。除此之外，还包括接入网内的移动性管理。2.核心网 CSNCSN用于为WiMAX用户提供IP连接服务。CSN主要包含以下功能IP地址分配、 Internet接入、AAA代理服务器或者服务器、基于用户属性的能力控制和管理、接入网和核心网隧道建立和维护、WiMAX用户计费、满足漫游需要的CSN之间隧道建立和维护、接入网之间移动性管理、为用户提供WiMAX业务(例如基于位置的服务、点对点服务、多媒体多播组播业务、IP多媒体业务、紧急呼叫服务)。3.移动终端MS移动终端MS可以使用户通过该设备接入WiMAX网络。WiMAX作为一项新兴的无线宽带技术，受到很多运营商的青睐，其中一个很重要的原因就是其对移动性的良好支持。WiMAX移动性功能包括了对处于空闲/休眠模式和连接模式下终端跨小区移动时的业务处理。空闲/休眠模式下的移动性处理包括如寻呼、位置
3更新、省电模式等功能。切换功能专指连接模式下的终端在不同层次的移动后，系统通过一定的处理来保证业务连接的连续性。根据切换过程中涉及到的网元和归属情况，可将切换分成以下几类1.系统内切换系统内切换指MS从一个BS移动到另一个BS的过程中，不需要跨ASN-GW。MS或BS主要根据CINR来决定切换。为了获得准确可靠的CINR值，MS应该连续测量邻区BS信号并在一个给定的时间内计算出CINR平均值。在各种切换类型中，这种连续的CINR测量都是必须的。根据802. 16e协议规定，可以通过扫描请求和扫描响应消息使 MS周期扫描邻区BS。通过扫描测量，MS得到邻区BS的CINR和当前服务BS的CINR值进行比较从而决定是否发起切换。无论发起方是BS还是MS，目标BS的决策方既可以是BS也可以是MS :MS经过扫描可能作出决定选取目标BS ；MS将测量结果反馈给当前服务的BS，然后由当前服务的BS作决策选取哪个目标BS。选取了目标BS后，MS依次通过与目标BS间的R6链路，目标BS与当前服务接入网关SERVINGASN-GW的R4链路以及ANCH0RASN-GW与CSN之间的R3链路最终接入到CSN网2.系统间切换MS从一个BS移动到另一个BS的过程中，需要跨ASN-GW的切换是系统间切换。系统间切换可采用基于MIP (Mobile IP)方式的切换和基于代理MIP方式的切换。基于代理 MIP的切换是由ASN-GW承担代理MIP功能的方式。在这种方式下，MIP客户端驻留在ASN-GW 上，ASN-GW为MS代理实现MIP功能，而MS不需要实现MIP功能。其中，基于代理MIP的切换中，TARGET ASN与ANCH0RASN间的R4链路建立流程如图2所示TARGET ASN 向 ANCHOR ASN 发送 Path_Reg_Req (切换请求)消息； ANCHOR ASN 收到 TARGET ASN 的 Path_Reg_Req 消息后，向 TARGET ASN 发送 Path_ Reg_Req (切换响应)消息；TARGET ASN 根据 ANCHOR 的 Path_Reg_Req 消息，向 ANCHOR ASN 发送 Path_Reg_ Ack(切换应答)消息。随着WiMAX商用网络的全球部署，在大型或特大型城市，一个ASN-GW无法满足该城市下的所有WiMAX用户，同时出于冗余备份的考虑，在ASN中通常有多个ASN-GW能够提供服务。现有技术的缺点是，在ASN-GW冗余的情况下，当前服务的R6链路断链后，BS没有将R6链路切换到其他备份的ASN-GW上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种支持R6链路热备份的方法及系统，能更好地解决当前服务的R6链路断链之后移动终端掉线的问题。根据本发明的一个方面，提供了一种支持R6链路热备份的方法，包括以下步骤(A)基站BS检测到与当前服务接入网关SERVING ASN-Gff的第一 R6链路断链时， 选择目标接入网关TARGET ASN-GW,并向目标接入网关TARGET ASN-Gff发送建立与TARGET ASN-Gff的第二 R6链路的请求；(B) TARGET ASN-Gff响应BS建立第二 R6链路的请求，向固定接入网关ANCHORASN-Gff发送建立与ANCHOR ASN-Gff的R4链路的请求；(C) NCHOR ASN-Gff接收到TARGET ASN-Gff的建立R4链路的请求后，在判断可以建立所述R4链路时，向TARGET ASN-Gff发送建立R4链路的通知，使TARGET ASN-Gff先与BS 建立两者之间的第二 R6链路，再与ANCHOR ASN-Gff建立两者之间的R4链路。其中该方法的步骤(A)具体包括BS检测到与SERVING ASN-Gff的第一 R6链路断链时，BS在与其连接的备用的接入网关ASN-GW中选择一个ASN-GW作为TARGET ASN-Gff ；BS 向TARGET ASN-Gff发送建立与TARGET ASN-Gff的第二 R6链路的请求。该方法步骤(C)具体包括ANCH0R ASN-Gff响应TARGET ASN-Gff建立R4链路的请求，在判断可以建立R4链路时，向TARGET ASN-Gff返回建立R4链路的响应消息；TARGET ASN-Gff接收到ANCH0RASN-GW返回的建立R4链路的响应消息后，向BS发送建立第二 R6链路的响应消息；BS接收到TARGETASN-GW返回的建立第二 R6链路的响应消息后，向TARGET ASN-Gff发送建立第二 R6链路的应答消息，BS和TARGET ASN-Gff建立两者之间的第二 R6链路建立成功；TARGET ASN-GW接收到BS的建立第二 R6链路的应答消息后，向ANCH0RASN-GW 发送建立R4链路的应答消息，TARGET ASN-Gff和ANCHOR ASN-Gff建立两者之间的R4链路。该方法中ANCHOR ASN-Gff是当前服务接入网关SERVING ASN-Gff0该方法在步骤(C)之后还包括以下步骤所述BS将当前服务接入网关SERVING ASN-Gff 更新为 TARGET ASN-GW。该方法步骤A中的BS根据选择算法选择链路最优的ASN-GW作为TARGETASN-GW。根据本发明的另一个方面，提供了一种支持R6链路热备份的系统，包括固定接入网关ANCHOR ASN-Gff 用于判断是否可以建立R4链路；目标接入网关TARGET ASN-Gff 用于在ANCHOR ASN-GW判断可以建立与该TARGET ASN-GW的R4链路时，与ANCHOR ASN-GW建立两者之间的R4链路；基站BS 用于在检测到与当前服务接入网关SERVING ASN-Gff的第一 R6链路断链时，选择目标接入网关TARGET ASN-GW，并在TARGET ASN-GW判断可以建立与 BS的第二 R6链路时，与TARGET ASN-Gff建立两者之间的第二 R6链路。该系统中的ANCHOR ASN-Gff 是 SERVING ASN-GW。该系统中，在第二 R6链路建立后，BS将SERVING ASN-Gff更新为TARGETASN-GW。该系统中的BS根据选择算法在与其连接的一个或多个接入网关ASN-GW中选择链路最优的 ASN-GW 作为 TARGET ASN-GW。与现有技术相比较，本发明的有益效果在于一、提高了 R6链路的可靠性。二、有效的利用了冗余的ASN-GW。
图1是现有技术提供的WiMAX网络架构；图2是现有技术提供的R4链路建立流程；图3是本发明实施例提供的更新SERVINGASN-GW消息流程；图4是本发明实施例提供的一种支持R6链路热备份的系统；图5是本发明实施例提供的另一种支持R6链路热备份的系统。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。在具备多条R6链路、多个ASN-GW之间R4链路正常且支持R4链路的场景下，基站 BS在检测到当前服务的R6链路断链时可以通过更新SERVINGASN-GW使用户重新接入网络。 目前R6链路的传输分为有线传输和无线承载，为了提高链路的可靠性，通常通过在ASN内设置多台冗余的ASN-GW来降低因设备故障或宕机导致的用户掉线风险。如果基站BS检测到当前服务的R6链路断链，表示当前的ANCHOR ASN-Gff不可达，此时，BS可从冗余的ASN-GW 中选择链路最优的 ASN-GW 作为 TARGET ASN-GW,并在 TARGET ASN-Gff 与 ANCHOR ASN-Gff 的之间可以建立R4链路的前提下，在BS和TARGETASN-GW两者之间建立R6链路，在TARGET ASN-Gff 和 ANCHOR ASN-GW 之间建立 R4 链路，同时将 SERVINGASN-GW 更新为 TARGETASN-GW， 从而使用户依次通过新建的R6链路、R4链路以及ANCHOR ASN-Gff与CSN之间的R3链路继续保持在线。图3是本发明实施例提供的更新SERVINGASN-GW消息流程，如图3所示，具体的通过更新SERVINGASN-GW以实现R6链路热备份的方法如下1. MS网络接入完成。以初始接入为例，当前的SERVING ASN-Gff就是Anchor ASN-GW。2. BS的链路检测机制检测到BS与当前的SERVING ASN-Gff的R6链路断链时，BS 根据选择算法在连接的多个ASN-GW中重新选择链路最优的ASN-GW作为后续的SERVING ASN-GW,在此选择的ASN-GW为TARGETASN-GW。如果没有可用的备份ASN-GW，则对该MS发起退网。3. BS 向 TARGET ASN-Gff 发送 R6_Path_Reg_Req (R6 建立请求)消息(Registration Type 为 Handoff)，消息中携带 ANCHOR ASN-Gff ID。4. TARGET ASN-Gff 收到 R6_Path_Reg_Req 消息(Registration Type 为 Handoff) 后，检查到消息中携带的Anchor ASN-GffID不是本身，则向ANCH0RASN-GW发送R4_Path_ Reg_Req(R4建立请求)消息。5. ANCHORASN-Gff收到R4_Path_Reg_Req消息后，判断其是否支持R4链路，若支持， 则回复成功的R4_Path_Reg_Rsp (R4建立响应)，否则回复失败的R4_Path_Reg_Rsp。如果 ANCHOR ASN-Gff不存在或者宕机，则无法回复R4_Path_Reg_Rsp。6. TARGET ASN-Gff 收到 R4_Path_Reg_Rsp 后向 B S 发送 R6_Path_Reg_Rsp (R6 建立响应)，消息携带成功或者失败字段。如果TARGET ASN-GW等待R4_Path_Reg_RSp超时，回复失败的 R6_Path_Reg_Rsp。7. BS 收到 R6_Path_Reg_Rsp 消息后，向 TARGET ASN-Gff 发送 R6_Path_Reg_ Ack(R6建立应答)。如果收到失败的R6_Path_Reg_Rsp，并且与当前的SERVINGASN-GW的 R6链路依然是断开的，则释放用户。如果收到成功的R6_Path_Reg_RSp，并且与当前的 SERVINGASN-GW的R6链路恢复正常，则还是回复成功的R6_Path_Reg_Ack，仍把Target AGff 作为 SERVINGASN-GW，同时将 SERVING ASN-Gff 更新为 Target ASN-GW。8. TARGET ASN-Gff 收到 R6_Path_Reg_Ack，向 ANCHOR ASN-Gff 发送 R4_Path_Reg_ Ack(R4建立应答)。如果收到失败的R6_Path_Reg_Ack，并且之前没有收到R4_Path_Reg_ Rsp,则不用向 ANCHOR ASN-Gff 回 R4_Path_Reg_Ack。如果收到失败的 R6_Path_Reg_Ack，并且之前收到成功的R4_Path_Reg_RSp，则要删除之前建立的R4链路。如果收到成功的R6_ Path_Reg_Ack，则向 ANCHOR ASN-GW 发送成功的 R4_Path_Reg_Ack。在图3所示的实施例中，当前的SERVING ASN-GW可以不是ANCH0RASN-GW，而是单独的一个ASN-GW。图4是本发明实施例提供的支持R6链路热备份的系统，如图4所示，该系统包括固定接入网关ANCHOR ASN-GW3、目标接入网关TARGET ASN_GW4、基站BS2。基站BS2检测到与当前服务接入网关SERVING ASN-Gff的第一 R6链路断链时，选择目标接入网关TARGET ASN-GW4，并向TARGET ASN-GW4发送建立第二 R6链路的请求；TARGET ASN-GW4响应BS建立第二 R6链路的请求，向固定接入网关ANCH0RASN-GW3发送建立R4链路的请求；ANCHOR ASN-GW接收到TARGET ASN-Gff的建立R4链路的请求后，在判断可以建立R4链路时，由BS和 TARGET ASN-GW建立两者之间的第二R6链路，由TARGET ASN-GW和ANCHOR ASN-GW建立两者之间的R4链路。在图4的实施例中，当前服务接入网关SERVING ASN-Gff是ANCH0RASN-GW3。该实施例的具体工作过程是MS1接入网络后，BS2检测到其与SERVINGASN-GW之间的R6链路断链时，BS2 根据选择算法在连接的多个接入网关ASN-GW中选择链路最优的ASN-GW作为后续的 SERVINGASN-GW，在此为TARGET ASN-GW4。如果没有可用的备份ASN-GW，则对该MSl发起退网。ANCHOR ASN-GW3 判断是否可以建立 ANCHOR ASN-Gff 与 TARGETASN-GW 之间的 R4链路。BS2向TARGET ASN-GW4发送R6_Path_Reg_Req(R6建立请求)消息，该消息的 Registration Type 为 Handoff，并携带 ANCH0RASN-GW ID。TARGET ASN-GW4 收到 BS2 的 R6_Path_Reg_Req消息后，检查该消息携带的ANCHOR ASN-Gff ID不是本身，则向ANCHOR ASN-GW3 发送 R4_Path_Reg_Req(R4 建立请求)消息。ANCHOR ASN-GW3 收到 R4_Path_Reg_ Req消息后，判断其是否支持与TARGET ASN-GW4的R4链路，若支持，则回复成功的R4_Path_ Reg_Rsp (R4建立响应)，否则回复失败的R4_Path_Reg_Rsp。如果ANCHOR AGW3不存在或者宕机，则无法回复R4_Path_Reg_Rsp。BS和 TARGET ASN-GW建立两者之间的第二 R6 链路。TARGET ASN-GW4 收到 R4_Path_ Reg.Rsp后向BS2发送R6_Path_Reg_RSp (R6建立响应)，消息携带成功或者失败字段。如果 Target ASN-GW4 等待 R4_Path_Reg_Rsp 超时，回复失败的 R6_Path_Reg_Rsp。BS2 收至Ij R6_Path_Reg_Rsp消息后，根据消息中携带的成功或者失败字段，向TARGET ASN-GW4发送成功或者失败的R6_Path_Reg_Ack (R6建立应答)。如果BS2收到失败的R6_Path_Reg_Rsp， 并且与ANCHOR ASN-GW3的R6链路依然是断开的，则释放用户。如果BS2收到成功的R6_ Path_Reg_Rsp,并且与ANCHOR ASN-GW3的R6链路恢复正常，则还是回复成功的R6_Path_ Reg_Ack，仍把TARGET AGW4作为 SERVINGASN-GW，同时更新当前TARGET ASN-GW4为 Serving ASN-GW。TARGET ASN-GW4 禾口 ANCHOR ASN-GW3 建立两者之间的 R4 链路。TARGET ASN-GW4 收到 R6_Path_Reg_Ack 后，向 ANCHOR ASN-Gff 发送 R4_Path_Reg_Ack (R4 建立应答)。如果 TNCHOR ASN-GW4收到失败的R6_Path_Reg_Ack，并且之前没有收到R4_Path_Reg_Rsp，则不用向 ANCH0RASN-GW3 回 R4_Path_Reg_Ack。如果 TARGET ASN-GW4 收到失败的 R6_Path_Reg_ Ack,并且之前收到成功的R4_Path_Reg_RSp，则要删除之前建立的R4链路。如果TARGETASN-GW4 收到成功的 R6_Path_Reg_Ack，则向 ANCHOR ASN-GW3 发送成功的 R6_Path_Reg_ Ack。至 ANCHOR ASN-GW3 收到成功的 R6_Path_Reg_Ack 时，TARGET ASN-GW4 和 ANCHOR ASN-GW3之间建立起R4链路。此时，MS可以通过新建立的R6链路、R4链路、ANCHOR ASN-GW3和CSN间的R3链路继续保持在线。图5是本发明实施例提供的另一种支持R6链路热备份的系统。图 5 与图 4 的不同在于，SERVING ASN-GW 是 ASN-GW1，与 ANCH0RASN-GW3 不是同一个接入网关。图5所示系统的消息发送流程与图4相同。综上所述，在TARGET ASN-GW和ANCHOR ASN-GW间的R4链路正常时，本发明通过在 BS 和 TARGET ASN-GW 之间建立 R6 链路、在 TARGETASN-GW 和 ANCHOR ASN-GW 之间建立 R4 链路，使MS在当前R6链路断链时，能够依次通过新R6链路、R4链路以及ANCHOR ASN-Gff与 CSN之间的R3链路继续保持在线。综上所述，本发明具有以下技术效果一、提高了 R6链路的可靠性。二、利用了冗余的ASN-GW。尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种支持R6链路热备份的方法，其特征在于，包括以下步骤(A)基站BS检测到与当前服务接入网关SERVINGASN-Gff的第一 R6链路断链时，选择目标接入网关TARGET ASN-GW，并向所述TARGET ASN-GW发送建立与TARGET ASN-GW的第二 R6链路的请求；(B)TARGET ASN-Gff响应BS建立第二 R6链路的请求，向固定接入网关ANCHOR ASN-Gff 发送建立与ANCHOR ASN-Gff的R4链路的请求；(C)ANCHORASN-GW接收到TARGET ASN-GW的建立R4链路的请求后，在判断可以建立所述R4链路时，向TARGET ASN-GW发送建立R4链路的通知，使TARGET ASN-GW先与BS建立两者之间的第二 R6链路，再与ANCHOR ASN-Gff建立两者之间的R4链路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(A)具体包括BS检测到与SERVING ASN-Gff的第一 R6链路断链时，BS在与其连接的备用的接入网关 ASN-Gff 中选择一个 ASN-Gff 作为 TARGET ASN-Gff ；BS向所述TARGET ASN-Gff发送建立与TARGET ASN-Gff建立第二 R6链路的请求。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(C)具体包括ANCHOR ASN-Gff响应TARGET ASN-Gff建立R4链路的请求，在判断可以建立所述R4链路时，向TARGET ASN-Gff返回建立R4链路的响应消息；TARGET ASN-GW接收到ANCHOR ASN-GW返回的所述建立R4链路的响应消息后，向BS发送建立第二 R6链路的响应消息；BS接收到TARGET ASN-Gff返回的所述建立第二 R6链路的响应消息后，向TARGET ASN-Gff发送建立第二 R6链路的应答消息，BS和TARGET ASN-Gff建立两者之间的第二 R6链路建立成功；TARGET ASN-Gff接收到BS的所述建立第二 R6链路的应答消息后，向ANCH0RASN-GW发送建立R4链路的应答消息，TARGET ASN-Gff和ANCHOR ASN-Gff建立两者之间的R4链路。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤(C)之后还包括以下步骤所述BS将当前服务接入网关SERVING ASN-Gff更新为TARGETASN-GW。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述BS根据选择算法选择链路最优的 ASN-Gff 作为 TARGET ASN-Gff0
6.一种支持R6链路热备份的系统，其特征在于，包括固定接入网关ANCHOR ASN-Gff 用于判断是否可以建立R4链路；目标接入网关TARGET ASN-GW 用于在ANCHOR ASN-GW判断可以建立与该TARGET ASN-Gff的R4链路时，与ANCHOR ASN-Gff建立两者之间的R4链路；基站BS 用于在检测到与当前服务接入网关SERVING ASN-Gff的第一 R6链路断链时， 选择目标接入网关TARGET ASN-GW,并在TARGET ASN-Gff判断可以建立与BS的第二 R6链路时，与TARGET ASN-Gff建立两者之间的第二 R6链路。
7.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，在所述第二R6链路建立后，BS将SERVING ASN-Gff 更新为 TARGET ASN-GW。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述BS根据选择算法在与其连接的一个或多个接入网关ASN-GW中选择链路最优的ASN-GW作为TARGETASN-GW。
全文摘要
本发明公开了一种支持R6链路热备份的方法及系统，包括基站BS检测到与当前服务接入网关SERVING ASN-GW的第一R6链路断链时，选择目标接入网关TARGET ASN-GW，并向所述TARGET ASN-GW发送建立第二R6链路的请求，TARGETASN-GW响应BS建立第二R6链路的请求，向固定接入网关ANCHOR ASN-GW发送建立R4链路的请求，ANCHOR ASN-GW接收到所述建立R4链路的请求后，在判断可以建立R4链路时，由BS和TARGET ASN-GW建立两者之间的第二R6链路，由TARGET ASN-GW和ANCHOR ASN-GW建立两者之间的R4链路。本发明在BS与备份的接入网关ASN-GW之间建立了一条新的R6链路，提高了R6链路的可靠性以及备份ASN-GW的利用率。
文档编号H04W24/04GK102480752SQ20101055646
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者昌彬 申请人:中兴通讯股份有限公司