专利名称：宽带无线接入通信系统中用于快速网络重入的移动站和基站的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于宽带无线接入(BWA)通信的系统和方法，更具体地说，涉及一种系统和方法，通过所述系统和方法，在BWA通信系统中，处于空闲状态(idle state) 的移动站(MS)利用之前的激活状态(active state)的最后的会话信息来执行快速网络重入(re-entry)0
背景技术：
在下一代通信系统中，开展了积极的研究，以便为用户提供具有各种服务质量 (QoS)并支持高传输速度的业务。更明确地说，对下一代通信系统，积极开展研究以开发一种新型的通信系统，其能够确保BWA通信系统的移动性和QoS，所述BWA通信系统例如能够支持相对高传输速度的无线局域网(LAN)系统和无线城域网(MAN)系统。例如，已经开发了电气和电子工程师协会(IEEE) 802. 16e通信系统。IEEE 802. 16e通信系统是IEEE 802. 16d通信系统的一种改进，其改进之处在于，IEEE 802. 16e通信系统除了具有为固定用户站(SS)提供宽带因特网服务的IEEE 802. 16d通信系统的结构之外，还具有移动性。如上所述，由于IEEE 802. 16d通信系统是用于向固定SS提供宽带因特网服务的通信系统，因此其根本不提供移动性。而IEEE 802. 16e通信系统尽管对移动性进行处理， 但是其在支持例如安全功能的各种服务功能方面仍然很差。在IEEE 802. 16e通信系统中，经常执行到空闲状态的转换(transition)，以便最小化移动站(MS)的功率消耗。另外，IEEE 802. 16e通信系统支持MS的切换(handover)， 并且在执行切换时，MS必须执行网络重入(re-entry)或者位置登记(registration)。这种情况下，必须在基站(BQ和MS之间重新执行呼叫建立，并重新生成MS激活状态的会话信息。也就是说，对于处于空闲状态的MS的切换，为了从空闲状态转换到激活状态，MS必须或者执行位置登记，或者执行网络重入处理。位置登记或者网络重入处理导致处理延迟并且增加了消息信令负载。
发明内容
因此，设计本发明以解决现有技术中的上述及其他问题。本发明的目的之一是提供一种BWA通信系统中快速网络重入的系统和方法。本发明的另外一个目的是提供系统和一种方法，通过该系统和方法，在BWA通信系统中，处于空闲状态的MS利用最后的会话信息来执行快速网络重入。
为了实现上述和其他目的，提供一种用于宽带无线接入通信系统中移动站的快速网络重入的方法。该方法包括步骤当移动站检测到需要在空闲状态中执行到基站的网络重入时，向该基站发送请求快速网络重入的第一消息，其中，移动站在所述空闲状态中存储了之前的激活状态的最后的会话信息；从所述基站接收批准(approve)快速网络重入的第二消息；以及与基站执行快速网络重入。根据本发明的另外一方面，提供了一种用于宽带无线接入通信系统中的移动站的快速网络重入的方法，所述宽带无线接入通信系统包括移动站、向移动站提供服务的服务基站、与服务基站不同的目标基站、以及连接到目标基站的ASA (认证和服务授权)服务器。 所述方法包括步骤当转换到空闲状态时，由移动站存储最后的会话信息；在移动站存储了最后的会话信息之后，当移动站检测到需要从服务基站切换到目标基站时，向目标基站发送最后的会话信息，以便目标基站和ASA服务器存储最后的会话信息；向目标基站发送要求快速网络重入的第一消息；从目标基站接收批准快速网络重入的第二消息；以及与目标基站执行快速网络重入。根据本发明的另外一方面，提供了一种用于在宽带无线接入通信系统中基站的快速网络重入的方法。该方法包括步骤从处于空闲状态的移动站接收要求快速网络重入的第一消息，其中，在所述空闲状态中移动站存储了之前的激活状态的最后的会话信息；利用之前存储在基站中的移动站的最后的会话信息认证第一消息；在认证了第一消息之后，向移动站发送批准快速网络重入的第二消息；以及与移动站执行快速网络重入。根据本发明的另外一方面，提供了一种用于宽带无线接入通信系统中的快速网络重入的方法。该方法包括步骤当移动站检测到需要在空闲状态中执行到基站的网络重入时，从移动站向该基站发送要求快速网络重入的第一消息，其中，在所述空闲状态中，移动站存储了之前的激活状态的最后的会话信息；由基站接收该第一消息；由基站利用之前存储在基站中的移动站的最后的会话信息认证第一消息；在认证了第一消息之后，向移动站发送批准快速网络重入的第二消息；以及由移动站和基站执行快速网络重入。根据本发明的另外一方面，提供了一种用于宽带无线接入通信系统中的快速网络重入的方法，所述宽带无线接入通信系统包括移动站、向移动站提供服务的服务基站、与服务基站不同的目标基站、以及连接到目标基站的ASA(认证和服务授权)服务器。所述方法包括步骤在移动站转换到空闲状态时存储了最后的会话信息之后，当移动站检测到需要从服务基站切换到目标基站时，从移动站向目标基站发送最后的会话信息，以便使目标基站和ASA服务器存储该最后的会话信息；在目标基站接收最后的会话信息；将最后的会话信息存储在目标基站中；向目标基站发送要求快速网络重入的第一消息；目标基站接收该第一消息；目标基站利用预先存储在该目标基站中的移动站的最后的会话信息来认证该第一消息；在认证了第一消息之后，向移动站发送批准快速网络重入的第二消息；以及由移动站和目标基站执行快速网络重入。根据本发明的另外一方面，提供了一种用于宽带无线接入通信系统的快速网络重入的系统。该系统包括基站；以及移动站，当移动站检测到需要在空闲状态中执行到基站的网络重入时，其向该基站发送要求快速网络重入的第一消息，其中，移动站在所述空闲状态中存储了之前的激活状态的最后的会话信息；当从基站接收到批准快速网络重入的第二消息时，移动站与基站一起执行快速网络重入，其中，所述基站接收第一消息，利用之前存储在基站中的移动站的最后的会话信息来认证第一消息，在认证了第一消息之后向移动站发送第二消息，并且与移动站执行快速网络重入。根据本发明的另外一方面，提供了一种用于宽带无线接入通信系统中的快速网络重入的系统，该系统包括目标基站；以及移动站，其在转换到空闲状态时存储最后的会话信息；在该移动站存储了最后的会话信息之后，当该移动站检测到需要从服务基站切换到目标基站时，向目标基站发送该最后的会话信息，以便目标基站和ASA(认证和服务授权) 服务器存储该最后的会话信息；向目标基站发送要求快速网络重入的第一消息；当从目标基站接收到批准快速网络重入的第二消息时，与目标基站执行快速网络重入；其中，所述目标基站接收并存储最后的会话信息，利用预先存储在该目标基站中的移动站的最后的会话信息来认证第一消息，在认证了第一消息之后，向移动站发送第二消息，并且与移动站一起执行快速网络重入。根据本发明的另外一个方面，提供一种用于宽带无线接入通信系统中的基站的快速网络重入的方法，该方法包括步骤向处于激活状态的移动站发送解除登记命令消息，以请求移动站转换到空闲状态，其中，所述解除登记命令消息包括用于快速网络重入的会话信息；在移动站转换到激活状态之后，从移动站接收测距请求消息以执行网络重入；向移动站发送测距响应消息，其包括会话信息，该会话信息表示在网络重入过程中的每个网络重入处理是被省略还是被要求。根据本发明的另一方面，提供一种宽带无线接入通信系统中的移动站的网络重入的方法，该方法包括步骤向该基站发送请求网络重入的第一消息，以便在空闲状态中执行到基站的网络重入；从所述基站接收响应于该网络重入请求的第二消息，其中，该第二消息包括指示是否可以省略网络重入过程中的至少一个处理的信息；以及与基站执行网络重入。根据本发明的另一方面，提供一种宽带无线接入通信系统中的基站的网络重入的方法，该方法包括步骤从处于空闲状态的移动站接收请求网络重入的第一消息；利用之前存储在基站中的移动站的最后的会话信息认证该第一消息；向移动站发送响应于所述网络重入请求的第二消息，其中，该第二消息包括指示是否可以省略网络重入过程中的至少一个处理的信息；以及与移动站执行网络重入。根据本发明的另一方面，提供一种用于宽带无线接入通信系统中的网络重入的系统，该系统包括基站；以及移动站，其向该基站发送请求网络重入的第一消息，以便在空闲状态中执行到基站的网络重入，从基站接收响应于该网络重入请求的第二消息，以及与基站执行网络重入，其中，所述第二消息包括指示是否可以省略网络重入过程中的至少一个处理的信息。根据本发明的另一方面，提供一种宽带无线接入通信系统中的移动站的网络重入的方法，该方法包括步骤由第一基站向处于激活状态的移动站发送解除登记命令消息，以请求转换到空闲状态，其中，所述解除登记命令消息包括用于网络重入的至少一个会话信息是被省略还是被保留；在移动站转换到激活状态之后，由第二基站从移动站接收测距请求消息以执行网络重入；由第二基站向移动站发送测距响应消息，其包括会话信息，该会话信息表示在网络重入过程中的至少一个网络重入处理是被省略还是被保留。根据本发明的另一方面，提供一种通信系统中的服务基站的快速网络重入的方法，该方法包括步骤向移动站发送包括信息的解除登记命令消息，其中，所述信息包括请求启动空闲状态，以及指示网络重入过程中的至少一个操作信息是被保留还是被省略的会 lSfn 息。根据本发明的另一方面，提供一种通信系统中的移动站的快速网络重入的方法， 该方法包括步骤从服务基站接收包括信息的解除登记命令消息；其中，该信息包括请求启动空闲状态，以及指示网络重入过程中的至少一个操作信息是被保留还是被省略的会话 fn息ο根据本发明的另一方面，提供一种用于通信系统中的快速网络重入的系统，该系统包括移动站，和基站，其向该移动站发送包括信息的解除登记命令消息，其中，该信息包括请求转换到空闲状态，以及指示网络重入过程中的至少一个操作信息是被保留还是被省略的会话信息。根据本发明的另一方面，提供一种用于通信系统中的快速网络重入的系统，该系统包括基站，以及移动站，其从该基站接收包括信息的解除登记命令消息，其中，所述信息包括请求转换到空闲状态，以及指示网络重入过程中的至少一个操作信息是被保留还是被省略的会话信息。根据本发明的另一方面，提供一种宽带无线接入通信系统中用于网络重入的移动站，该移动站包括用于向基站发送请求网络重入的第一消息、以便在空闲状态中执行到基站的网络重入的装置，该第一消息包括指示将要执行的网络重入是快速网络重入的信息； 用于从所述基站接收响应于该网络重入请求的第二消息的装置，其中，该第二消息包括指示是否可以省略网络重入过程中的至少一个处理的信息；以及用于与基站执行网络重入的
直ο根据本发明的另一方面，提供一种宽带无线接入通信系统中用于网络重入的基站，该基站包括用于从处于空闲状态的移动站接收请求网络重入的第一消息的装置，该第一消息包括指示网络重入是快速网络重入的信息；用于向移动站发送响应于所述网络重入请求的第二消息的装置，其中，该第二消息包括指示是否可以省略网络重入过程中的至少一个处理的信息；以及用于与移动站执行网络重入的装置。
通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述及其他目的、特征及优点将更加明显，附图中图1示意性地示出了根据本发明实施例的DREG-CMD消息的消息格式；图2是示出根据本发明实施例的认证MS的LU-REQ消息的处理的信号流图；图3示出了根据本发明实施例的LU-REQ消息的表；图4是示出根据本发明实施例的快速网络重入处理的信号流图；
图5示出了根据本发明实施例的RNG-REG消息的表；图6示出了根据本发明实施例的RNG-RSP消息的表；图7示出了根据本发明实施例的M0B-PAG-ADV消息的表；图8是示出根据本发明实施例的对于每个业务流的SAID/TCID映射及动态业务的处理的信号流图9是示出根据本发明实施例的快速网络重入处理的信号流图；图10是根据本发明实施例，在BS寻呼(page)处于空闲状态的MS时的网络重入处理的信号流图；图11示出了根据本发明实施例的RNG-REQ消息的表；图12示出了根据本发明实施例的RNG-RSP消息的表；图13示出了根据本发明实施例的M0B-PAG-ADV消息的表；
具体实施例方式这里将参考附图详细描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，将使用相同的参考标记指示相同的元素，尽管它们被显示在不同的图中。另外，在下面对本发明的描述中，当对已知功能和配置的详细描述可能使本发明的主题不明确时，会将其省略。本发明提出一种系统和方法，通过所述系统和方法，在宽带无线接入(BWA)通信系统中，处于空闲状态的移动站(MS)利用之前最后的激活状态的会话信息来执行快速网络重入。在下面的描述中，将电气和电子工程师协会(IEEE)802. 16e通信系统作为BWA通信系统的例子来讨论。但是，应该注意到，本发明提出的快速网络重入系统和方法也能够应用到其他通信系统。在描述本发明之前，首先定义会话信息记录(SIR)。当MS从激活状态转换到空闲状态时，MS释放所有的媒体接入控制(MAC)连接，例如处于激活状态的基本连接和主连接(primary connection)，并删除在MS本身的存储器中存储的安全相关信息。SIR是指为了支持简化呼叫建立(Reduced Call Setup,RCS)而必须由MS或诸如 BS或认证服务器的系统存储的最少信息，其定义了从空闲状态到激活状态的快速转换或 MS执行空闲切换时的位置更新。下面将详细描述SIR。SIR包括MS的MAC地址、SIR标识符(SIR ID)、MAC版本/因特网协议(IP)版本 /IP地址，基站(BS)标识符(BS ID)或认证和服务ASA服务器ID(ASID)、认证信息、以及类型、长度、值(TLV)格式的用户站呼叫会话信息。MAC地址和SIR ID是用于识别S^的标识符，从而即使当存储在BS中的MS的连接信息由于MS转换到空闲状态而被丢弃时，仍然能够通过MAC地址和SIR ID来识别SIR。认证信息包括在MS和BS之间的认证完成时提供的认证密钥(AK)、AK的可用周期(available period)、由MS和BS利用HMAC算法和AK生成的消息认证码(HMAC)元组(tuple)的密钥散列(Keyed-Hashing)、以及HMAC元组的可用周期。SS呼叫会话信息包括最小物理层(PHY)业务流信息、MAC和每个业务实例，它们是处于空闲状态的MS接收或发送分组数据所必需的。当在MS和BS之间执行RCS时，或者当执行空闲切换中的位置登记时，SS呼叫会话信息被使用。SS呼叫会话信息包括由MS上载的SS基本能力、MS的实际基本能力、由MS上载的自动重传请求(ARQ)参数，MS的准许(granted)ARQ参数、MS上载的汇聚(convergence) 能力、MS的准许汇聚能力和业务流信息、除业务相关ID(SAID)和传输连接ID(TCID)之外的每个业务流的安全相关信息、用户站的基本能力协商请求(SBC-REQ)消息，以及响应于 SBC-REQ消息，通过用户站的基本能力协商响应(SBC-RSP)消息协商的MS的基本能力协商参数。MS和BS确定是否存储SIR。当转换到空闲状态时，MS或者BS无需向对方请求或者报告SIR的存储。另外，可以通过SIR_ID_INCL信息元素anformation Element, IE)向MS报告有关是否生成SIR的消息，SIR_ID_INCL信息元素指示在解除登记命令 (DeRegistration-Command) (DREG-CMD)消息中包含还是不包含 S^fe识符，DREG-CMD 消息是响应于从MS发送到BS的MS转换到空闲状态的请求而从BS向MS发送的MAC管理消息。S^基本使用最后的会话信息。这里，由本发明新提出的DREG-CMD消息是通过修改典型的IEEE 802. 16e通信系统的DREG-CMD消息的格式而产生的。或者，根据本发明实施例的DREG-CMD消息可以使用全新的格式来产生，而不是通过改变典型的IEEE 802. 16e通信系统的DREG-CMD消息的格式来产生。图1示意性地示出了根据本发明实施例的DREG-CMD消息的消息格式。参考图1， DREG-CMD 消息包括多个 IE,例如 SIR_ID_INCL 和 SIR_ID。SIR_ID_INCL 指示 DREG-CMD 消息是否包括SIR ID,当SIR_ID_INCL指示DREG-CMD消息包括SIR ID时，SIR_ID指示该S^ ID。SIR ID用于在MS利用WR执行位置更新或者RCS时，确定存储在MS中的SIR是否与存储在BS中的WR—致。S^在预定时间间隔内被维护，即使MS的位置已经改变，或者MS由于网络重入而移动到另一个BS或SIR管理服务器的区域中，等等。此后，当MS在维护间隔内处于空闲状态并且未转换到激活状态时，删除SIR。但是，如果在维护间隔内MS从空闲状态转换到激活状态，或者SIR的上下文(context)改变，则再次设置维护时间间隔，以便SIR能够在重新设置的维护间隔内被维护。此外，当MS的电源被中断时，从MS删除SIR，并且通过位置更新向系统报告电源中断。此外，当MS和BS改变了包括在SIR中的信息时，立即更新存储的 SIR。当MS在空闲状态中执行切换时，所有MAC连接都被释放并且安全相关信息被删除，因此无法根据MS的切换来认证位置更新请求(LU-REQ)消息。所以，为了认证从MS发送的LU-REQ消息，要求MS的切换所指向的目标BS从该MS的服务BS或认证及服务授权 (ASA)服务器请求该MS的SIR，并且从所述服务BS或ASA服务器接收与所述请求相对应的 MS 的 SIR。下面将简要地描述MS的LU-REQ消息的认证。首先，MS利用HMAC元组认证LU-REQ消息，并将认证过的LU-REQ消息发送到切换指向的目标BS，其中，所述HMAC元组是利用MS本身存储的SIR中包括的授权密钥产生的。 然后，目标BS接收从MS发送的LU-REQ消息，根据对LU-REQ消息的接收向MS的服务BS或 ASA服务器请求MS的SIR，然后，从MS的服务BS或ASA服务器接收MS的SIR。在以这种方式接收MS的S^之后，目标BS利用接收到的MS的S^来认证LU-REQ消息。图2是示出根据本发明实施例认证MS的LU-REQ消息的处理的信号流图。参考图 2，在步骤211中，MS 200搜索(scan)相邻的BS，并确定执行从MS 200当前正在从其接收服务的服务BS到目标BS 240的切换，该目标BS 240是搜索到的相邻BS之一。这里，涉及搜索和切换确定的操作与本发明没有直接联系。因此，这里省略对它们的详细描述。在决定切换到目标BS 240之后，在步骤213，MS 200向目标BS 240发送LU-REQ 消息。但是，在发送LU-REQ消息之前，MS 200根据在MS中预先存储的SIR中的认证信息来认证该LU-REQ消息。该LU-REQ消息包括连接到MS 200的ASA服务器沈0的ASID。图3示出了根据本发明实施例的LU-REQ消息的表。参考图3，LU-REQ消息包括符合TLV格式的多个IE，例如ASID、AK、AK生存时间(life time)、HMAC元组、HMAC元组生存时间、以及RCS请求，其中，RCS请求指示相应的MS是否请求RCS。图3中的LU-REQ消息是由本发明新提出来的消息，其是通过修改典型IEEE 802. 16e通信系统的LU-REQ消息的格式而产生的。或者，根据本发明实施例的LU-REQ消息也可以不通过修改典型IEEE802. 16e 通信系统的LU-REQ消息格式来产生，而是利用全新的格式来产生。再次参考图2，目标BS 240从MS 200接收LU-REQ消息，并且从接收到的LU-REQ 消息检测ASID。然后，在步骤215中，目标BS 240向ASA服务器260发送请求MS 200的 SIR的会话信息记录请求(SIR-REQ)消息。SIR-REQ消息包括作为MS 200的标识符的MAC 地址。当从目标BS 240接收到SIR-REQ消息时，ASA服务器260从在ASA服务器沈0中构建的数据库中检测与包括在SIR-REQ消息中的MAC地址相对应的MS 200的SIR。此外，在步骤217中，ASA服务器260将检测到的MS 200的S^插入到会话信息记录响应(SIR-RSP) 消息中，并将该SIR-RSP消息发送到目标BS M0，以以作为对SIR-REQ消息的响应。在步骤250中，目标BS 240从ASA服务器260接收SIR-RSP消息，从接收到的 SIR-RSP消息中检测MS 200的SIR，并且利用检测到的SIR中的HMAC元组认证LU-REQ消息。在步骤221中，在成功认证LU-REQ消息之后，目标BS 240向MS 200发送LU-RSP消息以响应LU-REQ消息。当如上所述执行根据MS的空闲切换的位置更新时，将由MS的服务BS或者更高级别的服务器，即认证和服务授权(ASA)服务器控制的MS的S^传输到新的服务BS，即目标 BS或者新的ASA服务器。之后，在网络重入处理中，BS无需执行诸如获取WR或认证消息的一些操作，从而使MS能够实现快速网络重入。图4是示出根据本发明实施例的快速网路重入处理的信号流图。更具体地说，图4 示出的快速网络重入处理对应于在如上所述执行了根据MS的空闲切换的位置更新之后的快速网络重入处理。参考图4，MS 400在步骤411中处于空闲状态，然后在步骤413中向作为目标BS 的BS发送测距(ranging)请求(RNG-REQ)消息。该RNG-REQ消息是本发明新提出的消息， 其是通过修改典型IEEE 802. 16e通信系统的RNG-REQ消息的格式而产生的。或者，也可以不通过修改典型IEEE 802. 16e通信系统的RNG-REQ消息格式来产生根据本发明实施例的 RNG-REQ消息，而是利用全新的格式来产生。图5示出了根据本发明实施例的RNG-REQ消息的表。参考图5，该RNG-REQ消息包括符合TLV格式的多个IE，例如RCS请求、请求类型、S^标识符、以及ASID。这里，请求类型具有一字节的长度，即8比特。当请求类型的8比特中的第一比特(比特#0)的值为 1时，其表示请求RCS。BS 420接收RNG-REQ消息并从接收到的RNG-REQ消息检测SIR ID。BS 420确定在 BS 420的数据库中是否存在与检测到的SIR ID相对应的SIR。在步骤415中，当在BS 420 的数据库中不存在与检测到的SIR ID相对应的S^时，BS向ASA服务器440发送SIR-REQ 消息，该ASA服务器440是与在接收到的RNG-REQ消息中包括的ASID相对应的ASA服务器。SIR-REQ消息包括SIR ID和作为MS 400的标识符的MAC地址。在从BS 420接收到SIR-REQ消息之后，ASA服务器440从ASA服务器440的数据库中检测与SIR-REQ消息中包括的SIR ID和MAC地址相对应的MS 400的SIR。然后，在步骤417中，ASA服务器440将检测到的MS 400的SIR插入到SIR-RSP消息中，并向BS 420发送该SIR-RSP消息，以作为对SIR-REQ消息的响应。当在BS 420的数据库中存在与检测到的SIR ID相对应的S^时，省略SIR-REQ消息的发送和SIR-RSP消息的接收。BS 420从SIR-RSP消息检测SIR，并根据检测到的S^的HAMC元组认证该RNG-REQ消息。在认证RNG-REQ消息时，在步骤419中，BS 420响应于RNG-REQ消息而向MS 400发送测距响应(RNG-RSP)消息。该RNG-RSP消息是本发明新提出的消息，其是通过修改典型IEEE 802. 16e通信系统的RNG-RSP消息的格式而产生的。或者，根据本发明实施例的RNG-RSP消息也可以不通过修改典型IEEE 802. 16e通信系统的RNG-RSP消息的格式来产生，而是利用全新的格式来产生。图6示出了根据本发明实施例的RNG-RSP消息的表。参考图6，该RNG-RSP消息包括符合TLV格式的多个IE，例如RCS响应、响应类型以及ASID。响应类型具有一字节的长度，即8比特。当响应类型的8比特中的第一比特(比特#0)的值为1时，其表示RCS已经被完全接受(‘简化呼叫建立被完全接受’)。当响应类型的8比特中的第二比特(比特#1)的值为1时，其表示已经RSC被拒绝，并且MS被强制执行正常的网络进入过程(‘简化呼叫建立被拒绝并且SS被强制执行正常网络进入过程’)。当第三比特(比特#2)的值为1时，其表示要求进行SS基本能力(SBC)重新协商(‘要求重新协商SS基本能力(SBC)’)。当第四比特(比特#3)的值为1时，其表示要求进行私有密钥管理(PKM)重新协商(‘要求重新协商私有密钥管理(PKM)，)。当第五比特(比特#4)的值为1时，其表示要求进行登记(REG)重新协商(‘要求重新协商登记(REG)，)。当第六比特(比特#5)的值为1时，其表示要求进行因特网协议(IP)重新协商(‘要求重新协商因特网协议(IP)’)。此外，虽然在图6中未示出，但是RNG-RSP消息包括ASID、分配给MS 400的基本CID、以及主CID。当MS 400从BS 420接收到RNG-RSP消息时，在现有的网络重入处理中，可以省略包括SBC-REQ消息发送和SBC-RSP接收的SBC协商过程、包括私有密钥管理请求(PKM-REQ)消息发送和私有密钥管理响应(PKM-REQ)消息接收的私有密钥管理(PKM)过程、以及包括登记请求(REG-REQ)消息发送和登记响应(REG-RSP)消息接收的登记过程。但是，为了刷新私有密钥值，执行一次PKM-REQ消息发送和PKM-RSP消息接收，而不是像典型的网络重入处理那样执行至少三次PKM-REQ消息发送和PKM-RSP消息接收。即，在步骤421中MS 400向BS 420发送PKM-REQ消息。当从MS 400接收到PKM-REQ消息时，在步骤423中BS 420向ASA服务器440发送PKM-REQ消息。在步骤425中，ASA服务器440向BS 420发送PKM-RSP消息，以作为对PKM-REQ消息的响应。当从ASA服务器440接收到PKM-RSP消息时，在步骤427中BS 420向MS 400发送PKM-RSP消息。虽然图4示出了通过RNG-REQ消息发送和RNG-RSP消息接收实现快速网络重入，但是也可以通过SBC-REQ消息发送和SBC-RSP消息接收来实现快速网络重入。当在BS的SIR中存储的最后的会话信息中存在BS想要改变的信息时，BS使能MS仅仅执行于相应信息相关的协商。例如，可以仅仅重新执行MS认证，同时维持物理层、MAC层以及汇聚子层(⑶)的设置值，或者仅重新协商CS的设置值。当存在将要从BS发送到MS的分组数据时，BS利用插入了 SIR ID的寻呼消息寻呼MS。下面，将参考图7描述用于寻呼MS的移动寻呼广告(Mobile PagingAdvertisement, M0B-PAG-ADV)消息的格式。请注意，M0B-PAG-ADV消息是本发明新提出的消息，其是通过修改典型IEEE 802. 16e通信系统的M0B-PAG-ADV消息的格式而产生的。或者，根据本发明实施例的M0B-PAG-ADV消息也可以利用全新的格式产生，而不是通过修改典型IEEE802. 16e通信系统的M0B-PAG-ADV消息格式产生。图7示出了根据本发明实施例的M0B-PAG-ADV消息的表。参考图7，M0B-PAG-ADV消息包括多个IE,例如SIR_ID_INCL和SIR_ID。SIR_ID_INCL指示MOB-PAG-ADV消息是否包括 SIR ID，当 SIR_ID_INCL 指示 MOB-PAG-ADV 消息包括 SIR ID 时，SIR_ID 指示 SIR ID。如果BS存储的SIR具有与如上所述BS从MS接收到的SIR ID相同的SIR ID，或者如果可以从现有的认证服务器获取SIR，等等，则很自然地可以通过与MS请求快速网络重入的处理类似的处理来执行终止呼叫建立。图8是示出根据本发明实施例的对于每个业务流的SAID/TCID映射和动态业务的处理的信号流图。参考图8，在步骤811中，在MS 800与BS 820执行了 RCS过程之后，虽然图8中未显示，但是当S^存储业务流时，要求对每个业务流执行认证。在认证每个业务流之后，在步骤813中BS 820重新存储经过认证的业务流。在步骤815中，MS 800以主动提供(unsolicited)的方式向BS 820发送动态业务增加响应(DSA-RSP)消息。这里，发送DSA-RSP消息是为了通过重新映射SAID和TCID根据每个业务流重置MS800的动态业务。图9是示出根据本发明实施例的快速网络重入处理的信号流图。更具体地说，图9是基于这样的假设，即所显示的快速网络重入处理是是在之前的服务BS根据MS 900转换到空闲状态而在ASA服务器940中登记了 MS 900的SIR(之前的最后会话信息)之后的处理，或者是在之前的服务BS根据MS 900的切换在ASA服务器940中登记MS 900的SIR(之前的最后会话信息)之后的处理，或者是之前的服务BS根据MS 900切换之后的位置更新而在ASA服务器940中登记MS 900的SIR(之前的最后会话信息)之后的处理。参考图9，MS 900在步骤911中处于空闲状态，然后在步骤913中向BS 920发送RNG-REQ消息。该RNG-REQ消息是本发明新提出来的消息，其是通过修改典型IEEE 802. 16e通信系统的RNG-REQ消息的格式而产生的。或者，根据本发明实施例的RNG-REQ消息也可以利用全新的格式产生，而不是通过修改典型IEEE 802. 16e通信系统的RNG-REQ消息格式来产生。图11示出了根据本发明实施例的RNG-REQ消息的表。RNG-REQ消息包括符合TLV格式的多个IE，例如RCS请求和请求类型。这里，请求类型具有一字节的长度，即8比特，其中的每个比特具有下述的含义。当请求类型的8比特中的第一比特(比特#0)的值为1时，其表示在当前的网络重入过程中可以省略SBC-REQ消息发送和SBC-RSP消息接收(‘在当前的网络重入处理中省略SBC-REQ/RSP管理消息’)。当第二比特(比特#1)的值1时，它表示在当前的网络重入过程中可以省略PKM-REQ消息发送和PKM-RSP消息接收(‘在当前的网络重入处理中省略PKM-REQ/RSP管理消息’)。当第三比特(比特#2)的值为1时，它表示在当前的网络重入过程中可以省略REG-REQ消息发送和REG-RSP消息接收(‘在当前的网络重入处理中省略REG-REQ/RSP管理消息，)。当第四比特(比特#3)的值为1时，它表示在当前的网络重入过程中可以省略网络地址获取消息的发送/接收(‘在当前的网络重入处理中省略网络地址获取管理消息’)。当第五比特(比特#4)的值为1时，它表示在当前的网络重入过程中可以省略时间信息获取消息的发送/接收(‘在当前的网络重入处理中省略时间(Timeof Day)信息获取管理消息’)。当第六比特(比特#5)的值为1时，它表示在当前的网络重入过程中可以省略TFTP(Trivial File Transfer Protocol，小型文件传输协议)消息的发送/接收(‘在当前的网络重入处理中省略TFTP管理消息’)。此外，虽然在图11中未示出，但是RNG-REQ消息包括符合TLV格式的SIR ID和ASID。再次参考图9，BS 920检查在BS 920的数据库中是否存在与来自MS 900的RNG-REQ消息中包括的SIR ID相对应的SIR。当在BS 920的数据库中不存在与检测到的SIR ID相对应的WR时，在步骤915中，BS 920向ASA服务器940发送SIR-REQ消息，其中，ASA服务器940是与包含在接收到的RNG-REQ消息中的ASID相对应的ASA服务器。SIR-REQ消息包括SIR ID和作为MS 900的标识符的MAC地址。当从BS 920接收到SIR-REQ消息时，ASA服务器940从ASA服务器940的数据库中检测与包括在SIR-REQ消息中的SIR ID和MAC地址相对应的MS 900的SIR。然后，在步骤917中，ASA服务器940将检测到的MS 900的S^插入到SIR-RSP消息中，并且将该SIR-RSP消息发送给BS 920，以作为对SIR-REQ消息的响应。当在BS 920的数据库中存在与检测到的SIR ID相对应的S^时，省略SIR-REQ消息的发送和SIR-RSP消息的接收。BS 920从SIR-RSP消息中检测SIR，并根据检测到的SIR的HAMC元组来认证RNG-REQ消息。当RNG-REQ消息认证成功时，在步骤919中，BS 920向MS 900发送测距响应(RNG-RSP)消息，以作为对RNG-REQ消息的响应。这里，该RNG-RSP消息是本发明新提出来的消息，其是通过修改典型IEEE 802. 16e通信系统的RNG-RSP消息的格式而产生的。或者，根据本发明实施例的RNG-RSP消息也可以利用全新的格式来产生，而不是通过修改典型IEEE802. 16e通信系统的RNG-RSP消息的格式来产生。图12示出了根据本发明实施例的RNG-RSP消息的表。参考图12，该RNG-RSP消息包括符合TLV格式的多个IE，例如RCS响应和响应类型。此外，尽管在图12中未显示，RNG-RSP消息还包括ASID、分配给MS 900的基本CID以及主CID。响应类型具有一字节的长度，即8比特，下面将对其中的每个比特进行说明。当响应类型的8比特中的第一比特(比特#0)的值为1时，它表示在当前的网络重入过程中可以省略SBC-REQ消息发送和SBC-RSP消息接收(‘在当前的网络重入处理中省略SBC-REQ/RSP管理消息’)。当第二比特(比特#1)的值为1时，它表示在当前的网络重入过程中可以省略PKM-REQ消息发送和PKM-RSP消息接收(‘在当前的网络重入处理中省略PKM-REQ/RSP管理消息’)。当第三比特(比特#2)的值为1时，它表示在当前的网络重入过程中可以省略REG-REQ消息发送和REG-RSP消息接收(‘在当前的网络重入处理中省略REG-REQ/RSP管理消息，)。当第四比特(比特#3)的值为1时，它表示在当前的网络重入过程中可以省略网络地址获取消息的发送/接收(‘在当前的网络重入处理中省略网络地址获取管理消息’)。当第五比特(比特#4)的值为1时，它表示在当前的网络重入过程中可以省略时间信息获取消息的发送/接收(‘在当前的网络重入处理中省略时间信息获取管理消息’)。当第六比特(比特#5)的值为1时，它表示在当前的网络重入过程中可以省略TFTP消息的发送/接收(‘在当前的网络重入处理中省略TFTP管理消息，)。
当从BS 920接收到RNG-RSP消息时，MS 900根据RNG-RSP消息的响应类型的比特值来执行网络重入处理的下列步骤。例如，当响应类型的比特中的第一比特(比特#0)的值为1时，将省略步骤921的SBC-REQ消息发送和步骤923的SBC-RSP消息接收。当响应类型的比特中的第二比特(比特#1)的值为1时，将省略步骤925的PKM-REQ消息发送和步骤929的PKM-RSP消息接收。当响应类型的比特中的第三比特(比特#2)的值为1时，将省略步骤931的REG-REQ消息发送和步骤933的REG-RSP消息接收。当响应类型的比特中的第二比特(比特#1)的值为0时，必须执行步骤925的PKM-REQ消息发送和步骤929中的PKM-RSP消息接收，从而BS 920必须执行步骤927中的私有密钥重新发布的步骤，以便与ASA服务器940 —起刷新私有密钥值。这里，精简的网络重入处理是指当RNG-RSP消息的响应类型的第一比特(比特#0)到第三比特(比特#2)的值被设置成1时的处理，从而使所述网络重入过程仅包括测距过程，同时省略所有的SBC-REQ消息发送和SBC-RSP消息接收步骤、PKM-REQ消息发送和PKM-RSP消息接收步骤、以及REG-REQ消息发送和REG-RSP消息接收步骤，其中所述测距过程包括RNG-REQ消息发送步骤和RNG-RSP消息接收步骤。当出现未请求的将要从BS发送到MS的分组数据时，BS必须寻呼MS并且将该分组数据发送到MS，将参考图10描述该情况。图10是根据本发明实施例当BS寻呼处于空闲状态的MS时的网络重入处理的信号流图。参考图10，在步骤1011中MS 1000处于空闲状态。如果ASA服务器1040检测到发送给MS 1000的寻呼，则在步骤1013中ASA服务器1040向BS 1020发送移动寻呼请求(M0B-PAG-REQ)消息。当从ASA服务器1040接收到了 M0B-PAG-REQ消息时，在步骤1014中，BS 1020向MS 1000发送M0B-PAG-ADV消息。这里，该M0B-PAG-ADV消息是本发明新提出来的消息，其是通过修改典型IEEE 802. 16e通信系统的M0B-PAG-ADV消息的格式而产生的。另外，根据本发明实施例的M0B-PAG-ADV消息也可以不通过修改典型IEEE 802. 16e通信系统的M0B-PAG-ADV消息格式来产生，而是利用全新的格式产生。图13示出了根据本发明实施例的M0B-PAG-ADV消息的表。参考图13，该M0B-PAG-ADV消息包括名称为RCS_INDICAT0R的IE，其指示是否要求RCS。当RCS_INDICATOR具有比特值1时，其指示要求RCS。再次参考图10，当从BS 1020接收到了 M0B-PAG-ADV消息时，在步骤1015中，MS1000根据M0B-PAG-ADV消息中的RCS_INDICAT0R的比特值来设置RNG-REQ消息的RCS请求和请求类型，然后将该RNG-REQ消息发送到BS 1020。RNG-REQ消息的RCS请求和请求类型已经在上面描述过了，所以这里就省略对它们重复的描述。当从MS 1000接收到了 RNG-REQ消息时，在步骤1017中，BS 1020向ASA服务器1040发送移动寻呼响应(M0B-PAG-RSP)消息，以作为对M0B-PAG-REQ消息的响应。当从BS 1020接收到了 M0B-PAG-RSP消息时，在步骤1019中，ASA服务器1040以主动提供的方式向BS 1020发送携带有MS 1000的SIR的SIR-RSP消息。
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当从ASA服务器1040接收到SIR-RSP消息时，在步骤1021中，BS 1020向MS 1000发送包括RCS响应和响应类型的RNG-RSP消息，以作为对RNG-REQ消息的响应。RNG-RSP消息的RCS响应和响应类型已经在上面描述过了，所以这里省略对它们的重复描述。在接收到RNG-RSP消息之后的网络重入处理根据RNG-RSP消息的RCS响应和响应类型来进行。如上所述，根据本发明，当MS转换到空闲状态时，MS存储SIR，该WR是空闲状态之前的激活状态的最后的会话信息，然后MS执行网络重入处理，从而使MS能够利用WR来实现省略了不必要的步骤的快速网络重入。如上所述，这种省略了不必要的消息发送/接收步骤的快速网络重入减少了消息信令负载。因此，本发明能够改善整个系统的性能。尽管参考本发明的特定优选实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不偏离所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种形式和细节上的改变。
权利要求
1.一种宽带无线接入通信系统中用于网络重入的移动站，该移动站包括用于向基站发送请求网络重入的第一消息、以便在空闲状态中执行到基站的网络重入的装置，该第一消息包括指示将要执行的网络重入是快速网络重入的信息；用于从所述基站接收响应于该网络重入请求的第二消息的装置，其中，该第二消息包括指示是否可以省略网络重入过程中的至少一个处理的信息；以及用于与基站执行网络重入的装置。
2.如权利要求1所述的移动站，还包括用于在转换到空闲状态时存储有关与基站的会话的信息的装置。
3.如权利要求1所述的移动站，其中，所述第二消息包括指示批准网络重入的信息。
4.如权利要求1所述的移动站，其中，用于与基站执行网络重入的装置根据指示是否可以省略网络重入过程中的每个处理的信息，省略包括传统网络重入中执行的多个处理的网络重入过程中的处理；并且执行剩余的处理。
5.如权利要求1所述的移动站，其中，所述第一消息包括，指示在包括传统网络重入中执行的用户站基本能力协商处理、私有密钥管理处理、网络地址获取处理、时间信息获取处理以及小型文件传输协议TFTP处理的网络重入过程中，可以省略的处理的信息。
6.如权利要求1所述的移动站，其中，所述指示是否可以省略网络重入过程中的至少一个处理的信息指示在包括传统网络重入中执行的用户站基本能力协商处理、私有密钥管理处理、网络地址获取处理、时间信息获取处理以及小型文件传输协议TFTP处理的网络重入过程中，可以省略的每个处理。
7.如权利要求6所述的移动站，其中，用于与基站执行网络重入的装置根据指示是否可以省略网络重入过程中的至少一个处理的信息，从包括用户站基本能力协商处理、私有密钥管理处理、网络地址获取处理、时间信息获取处理和TFTP处理的网络重入过程中省略处理；以及执行剩余的处理。
8.如权利要求2所述的移动站，还包括用于在移动站存储了最后的会话信息之后，当移动站检测到需要从服务基站切换到所述基站时，向所述基站发送有关与基站的会话的信息，以便所述基站以及认证和服务授权 ASA服务器存储最后的会话信息的装置。
9.一种宽带无线接入通信系统中用于网络重入的基站，该基站包括用于从处于空闲状态的移动站接收请求网络重入的第一消息的装置，该第一消息包括指示网络重入是快速网络重入的信息；用于向移动站发送响应于所述网络重入请求的第二消息的装置，其中，该第二消息包括指示是否可以省略网络重入过程中的至少一个处理的信息；以及用于与移动站执行网络重入的装置。
10.如权利要求9所述的基站，还包括用于使用之前存储在基站中的有关与移动站的会话的信息认证所述第一消息的装置。
11.如权利要求9所述的基站，其中，所述第二消息包括指示批准网络重入的信息。
12.如权利要求9所述的基站，其中，用于与移动站执行网络重入的装置根据指示是否可以省略网络重入过程中的每个处理的信息，从包括传统网络重入中执行的多个处理的网络重入过程中省略处理，以及执行剩余的处理。
13.如权利要求9所述的基站，其中，所述第一消息包括指示在包括传统网络重入中执行的用户站基本能力协商处理、私有密钥管理处理、网络地址获取处理、时间信息获取处理以及小型文件传输协议TFTP处理的网络重入过程中，可以省略的处理的信息。
14.如权利要求9所述的基站，其中，所述指示是否可以省略网络重入过程中的至少一个处理的信息指示在包括传统网络重入中执行的用户站基本能力协商处理、私有密钥管理处理、网络地址获取处理、时间信息获取处理以及小型文件传输协议TFTP处理的网络重入过程中，可以省略的处理。
15.如权利要求14所述的基站，其中，用于与移动站一起执行网络重入的装置根据指示是否可以省略网络重入过程中的至少一个处理的信息，从包括传统网络重入中执行的用户站基本能力协商处理、私有密钥管理处理、网络地址获取处理、时间信息获取处理和TFTP处理的网络重入过程中省略处理；以及执行剩余的处理。
全文摘要
提供了在宽带无线接入通信系统中用于网络重入的移动站和基站。该移动站包括用于向基站发送请求网络重入的第一消息、以便在空闲状态中执行到基站的网络重入的装置，该第一消息包括指示将要执行的网络重入是快速网络重入的信息；用于从所述基站接收响应于该网络重入请求的第二消息的装置，其中，该第二消息包括指示是否可以省略网络重入过程中的至少一个处理的信息；以及用于与基站执行网络重入的装置。
文档编号H04W36/08GK102395166SQ201110406429
公开日2012年3月28日 申请日期2005年6月10日 优先权日2004年6月11日
发明者宋俊赫, 尹承一, 张容, 张洪成, 金泰源, 金泰镐 申请人:三星电子株式会社