專利名稱：空閑模式位置更新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于移動(dòng)服務(wù)區(qū)覆蓋的安排，特別是指一種空閑模式位置更新方法。
背景技術(shù)：
802.16e標(biāo)準(zhǔn)是IEEE標(biāo)準(zhǔn)組織制定的固定和移動(dòng)寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)，相對于802.16d標(biāo)準(zhǔn)，由于增加了對移動(dòng)性的支持，需要采用一些能使終端省電的技術(shù)，例如休眠模式(Sleep Mode)和空閑模式(Idle Mode)，其中空閑模式比休眠模式更能節(jié)省終端的能耗，增加其待機(jī)和使用時(shí)間。在進(jìn)入空閑模式后，終端只是在離散的間隔，周期性的接收下行廣播數(shù)據(jù)(包括尋呼消息和廣播多播業(yè)務(wù))，并且在穿越多個(gè)基站的移動(dòng)過程中，不需要進(jìn)行切換和網(wǎng)絡(luò)重接入的過程。
在現(xiàn)有技術(shù)中，多個(gè)基站被劃分為一個(gè)尋呼區(qū)，多個(gè)尋呼區(qū)由一個(gè)尋呼控制器(Paging Controller，簡稱PC)統(tǒng)一管理。當(dāng)終端有下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，尋呼控制器負(fù)責(zé)發(fā)起尋呼過程，終端所在尋呼區(qū)的所有基站都要發(fā)送尋呼廣播消息，終端收到尋呼消息后退出空閑模式，重新進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)并接收下行數(shù)據(jù)。因此，平時(shí)終端需要完成多種位置更新(Location Update)過程，以便向?qū)ず艨刂破鞯怯浧洚?dāng)前所在的尋呼區(qū)位置和尋呼參數(shù)等信息。
在空閑模式時(shí)，通過協(xié)商，基站可以將終端當(dāng)前的部分或全部業(yè)務(wù)和運(yùn)行信息，包括安全上下文信息保留到尋呼控制器，以便在重新入網(wǎng)時(shí)加速入網(wǎng)過程。
為了避免消息在空中口傳播時(shí)被干擾或假冒，802.16e系統(tǒng)規(guī)定了相應(yīng)的安全機(jī)制用于保護(hù)數(shù)據(jù)和消息的傳送，其中消息鑒權(quán)碼(HMAC/CMAC)可以證明消息的有效性。為了驗(yàn)證消息鑒權(quán)碼，需要獲得終端和基站共享的安全上下文信息，如授權(quán)密鑰(Authorization Key，簡稱AK)等。位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)的鑒權(quán)者(Authenticator)負(fù)責(zé)產(chǎn)生上述安全上下文信息。
基站可以從尋呼控制器或鑒權(quán)者(Authenticator)獲得屬于該終端的安全上下文信息，驗(yàn)證測距請求消息(RNG-REQ)的有效性并返回應(yīng)答，同時(shí)繼續(xù)保留這些安全上下文信息以便終端在下一次位置更新時(shí)使用。當(dāng)終端移動(dòng)到其它尋呼區(qū)所屬基站并進(jìn)行新的位置更新后，尋呼控制器會(huì)發(fā)送backbone消息通知原來的基站刪除保留的該終端的安全上下文信息，以免浪費(fèi)基站的存儲(chǔ)資源。
但這種方式無法避免終端在移動(dòng)過程中產(chǎn)生的“乒乓效應(yīng)”，即終端在離開某個(gè)基站所屬的尋呼區(qū)后又再次回來，這時(shí)基站已刪除了保留的該終端的安全上下文信息，因此需要再次向網(wǎng)絡(luò)側(cè)的尋呼控制器或鑒權(quán)者(Authenticator)請求該終端的安全上下文信息。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的是提出一種802.16e系統(tǒng)空閑模式位置更新方法，能夠有效的減少基站和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的消息交互，加速空閑模式位置更新過程，同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致基站的存儲(chǔ)開銷顯著增加。
為解決上述問題，本發(fā)明提出一種空閑模式位置更新方法，包括以下步驟(1)終端向基站發(fā)起測距請求消息；(2)所述基站向?qū)ず艨刂破靼l(fā)送位置更新請求消息；(3)所述尋呼控制器根據(jù)所述位置更新請求信息，向所述基站返回位置更新響應(yīng)；(4)所述基站判斷是否有所述終端對應(yīng)的安全上下文信息，如果有則基站使用安全上下文信息驗(yàn)證所述測距請求消息，如果沒有則基站請求獲得所述終端對應(yīng)的安全上下文信息，并使用所述安全上下文信息驗(yàn)證所述測距請求消息；(5)所述基站向所述尋呼控制器返回位置更新確認(rèn)信息；還包括為基站設(shè)置定時(shí)器；當(dāng)基站收到所述終端對應(yīng)的安全上下文信息后，將所述的安全上下文信息緩存，并啟動(dòng)所述終端對應(yīng)的定時(shí)器；當(dāng)所述定時(shí)器到時(shí)的時(shí)候，刪除所述基站緩存的所述安全上下文信息。
其中，步驟(4)中，基站請求獲得安全上下文信息是指基站向位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)的鑒權(quán)者發(fā)起請求，獲取所述終端對應(yīng)的安全上下文信息。
其中，所述定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間小于所述安全上下文信息的生存期，所述安全上下文信息為授權(quán)密鑰。
本發(fā)明提出空閑模式位置更新方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在基站側(cè)增加了定時(shí)器，并根據(jù)基站的存儲(chǔ)能力設(shè)置定時(shí)器的時(shí)間，能夠較長時(shí)間的保存安全上下文信息；且當(dāng)定時(shí)器到時(shí)的時(shí)候，基站會(huì)刪除保存的安全上下文信息，不會(huì)導(dǎo)致基站的存儲(chǔ)開銷顯著增加。由于基站在一段時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)了終端對應(yīng)的安全上下文信息，能夠在終端發(fā)起位置更新請求后就立即驗(yàn)證測距請求消息的有效性，一旦驗(yàn)證失敗即可進(jìn)入非安全的位置更新過程，加速位置更新過程；同時(shí)能夠有效的減少基站和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的消息交互，節(jié)約消息帶寬。同時(shí)設(shè)置定時(shí)器并存儲(chǔ)安全上下文信息，能夠避免終端離開一個(gè)尋呼區(qū)域后短時(shí)間內(nèi)又回到該尋呼區(qū)域?qū)е碌摹捌古倚?yīng)”。


圖1為802.16e系統(tǒng)尋呼區(qū)劃分和空閑模式終端移動(dòng)過程示意；圖2為現(xiàn)有的針對802.16系統(tǒng)的空閑模式位置更新方法過程；圖3為本發(fā)明的空閑模式位置更新方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
一個(gè)現(xiàn)有的802.16e系統(tǒng)的尋呼區(qū)劃分和空閑模式終端移動(dòng)過程如圖1所示。其中1和2為基站，3為終端，5、6分別為基站1和2所在的尋呼區(qū)，4為處于空閑模式的終端的移動(dòng)路線。第一次和第二次位置更新發(fā)生在終端和基站1之間，然后終端可能離開基站1所在的尋呼區(qū)并進(jìn)入基站2所在的尋呼區(qū)，并與基站2完成第三次位置更新，隨后終端再次進(jìn)入基站1所在的尋呼區(qū)，并與基站1完成第四次位置更新過程。
現(xiàn)有的802.16e系統(tǒng)空閑模式位置更新流程如圖2所示，終端首先向基站1發(fā)送測距請求消息(RNG-REQ)請求進(jìn)行位置更新，基站1向?qū)ず艨刂破靼l(fā)送位置更新請求消息并得到應(yīng)答。應(yīng)答中包括更新后的尋呼信息，可能包括尋呼控制器保存的終端的安全上下文信息，但也可能不包括。如果不包括安全上下文信息，并且基站1原來也沒有存儲(chǔ)終端的安全上下文信息，就需要向網(wǎng)絡(luò)側(cè)的鑒權(quán)者(Authenticator)獲取終端的安全上下文信息，并且加以保存。隨后用上述安全上下文信息對RNG-REQ消息的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，通過后給終端返回測距應(yīng)答消息(RNG-RSP)，并向?qū)ず艨刂破靼l(fā)送位置更新確認(rèn)消息，完成第一次位置更新過程，流程如圖2中步驟1～10。
在間隔一定的時(shí)間后，終端仍然在基站1所在的范圍開始第二次位置更新，這次由于基站1還保存有終端的安全上下文信息，可以直接驗(yàn)證測距請求消息的有效性，因此只需要在本地的尋呼控制器獲得更新的尋呼信息后，立即向終端發(fā)送測距應(yīng)答消息，并向?qū)ず艨刂破靼l(fā)送位置更新確認(rèn)消息，完成第二次位置更新過程，流程如圖2中步驟11～18。
隨后終端離開基站1所在的尋呼區(qū)，并進(jìn)入基站2所在的尋呼區(qū)，與基站2開始第三次位置更新過程。與第一次位置更新過程類似，基站2以前也沒有存儲(chǔ)該終端的安全上下文信息，因此需要向鑒權(quán)者(Authenticator)獲取終端的安全上下文信息，并且加以保存。在驗(yàn)證測距請求消息有效性后給終端返回測距應(yīng)答消息(RNG-RSP)，并向?qū)ず艨刂破靼l(fā)送位置更新確認(rèn)消息，流程如圖2中步驟19～29。
尋呼控制器收到位置更新確認(rèn)消息后，需要通過Backbone消息(Delete Context)通知原來的基站1刪除保留的該終端的安全上下文信息，流程如圖2中步驟30～32。
隨后終端又離開基站2所在的尋呼區(qū)，再次進(jìn)入基站1所在的尋呼區(qū)，并與基站1完成第四次位置更新過程。由于已刪除了保存的終端安全上下文信息，基站1需要重新向?qū)ず艨刂破骰蜩b權(quán)者請求獲取終端的安全上下文信息，因此位置更新步驟與第一次位置更新過程一樣，流程如圖2中步驟1～10。
下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)特征和功能特色，目的是能夠更好地說明本發(fā)明，但不是用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖3所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例包括以下步驟終端首先向基站1發(fā)送測距請求消息(RNG-REQ)請求進(jìn)行位置更新，基站1向?qū)ず艨刂破靼l(fā)送位置更新請求消息并得到應(yīng)答。應(yīng)答中包括更新后的尋呼信息，可能包括尋呼控制器保存的終端的安全上下文信息，但也可能不包括。如果不包括安全上下文信息，并且基站1原來也沒有存儲(chǔ)終端的安全上下文信息，就需要向網(wǎng)絡(luò)側(cè)的鑒權(quán)者(Authenticator)請求獲取終端的安全上下文信息，基站1保存獲得的終端安全上下文信息，并設(shè)置一個(gè)定時(shí)器，同時(shí)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)。隨后用上述安全上下文信息對RNG-REQ消息的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，通過后給終端返回測距應(yīng)答消息(RNG-RSP)，并向?qū)ず艨刂破靼l(fā)送位置更新確認(rèn)消息，完成第一次位置更新過程，流程如圖3中步驟1～10。
在間隔一定的時(shí)間后，終端仍然在基站1所在的范圍開始第二次位置更新，這次由于基站1還保存有終端的安全上下文信息，可以直接驗(yàn)證測距請求消息的有效性，因此只需要在本地的尋呼控制器獲得更新的尋呼信息后，立即向終端發(fā)送測距應(yīng)答消息，并向?qū)ず艨刂破靼l(fā)送位置更新確認(rèn)消息，完成第二次位置更新過程，流程如圖3中步驟11～18。
隨后終端離開基站1所在的尋呼區(qū)，并進(jìn)入基站2所在的尋呼區(qū)，與基站2開始第三次位置更新過程。與第一次位置更新過程類似，基站2以前也沒有存儲(chǔ)該終端的安全上下文信息，因此需要向鑒權(quán)者(Authenticator)獲取終端的安全上下文信息，并且加以保存。在驗(yàn)證測距請求消息有效性后給終端返回測距應(yīng)答消息(RNG-RSP)，并向?qū)ず艨刂破靼l(fā)送位置更新確認(rèn)消息，流程如圖3中步驟19～29。
尋呼控制器收到位置更新確認(rèn)消息后，不再需要通過Backbone消息(DeleteContext)通知原來的基站1刪除保留的該終端的安全上下文信息。
隨后終端又離開基站2所在的尋呼區(qū)，再次進(jìn)入基站1所在的尋呼區(qū)，并與基站1完成第四次位置更新過程。由于基站1仍然保存有終端安全上下文信息，基站1可以直接驗(yàn)證測距請求消息的有效性，因此只需要在本地的尋呼控制器獲得更新的尋呼信息后，立即向終端發(fā)送測距應(yīng)答消息，并向?qū)ず艨刂破靼l(fā)送位置更新確認(rèn)消息，完成第四次位置更新過程。步驟與第二次位置更新過程一樣。
當(dāng)基站1的定時(shí)器到時(shí)的時(shí)候，基站1刪除保存的該終端的安全上下文信息。
采用本發(fā)明提供的空閑模式位置更新方法，可以有效的減少基站和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的消息交互，避免終端在新的尋呼區(qū)進(jìn)行位置更新后，尋呼控制器通知原有的基站刪除安全上下文信息。
采用本發(fā)明提供的空閑模式位置更新方法，由于采用了定時(shí)器，定時(shí)器到期后可刪除過期的安全上下文信息，不會(huì)導(dǎo)致基站的存儲(chǔ)開銷顯著增加。
采用本發(fā)明提供的空閑模式位置更新方法，避免終端在進(jìn)行移動(dòng)過程中產(chǎn)生的“乒乓效應(yīng)”，即終端在離開某個(gè)基站所在的尋呼區(qū)后一段時(shí)間又再次回來而導(dǎo)致的基站需要再次向網(wǎng)絡(luò)側(cè)請求該終端的安全上下文信息，加速了空閑模式位置更新過程。
采用本發(fā)明提供的空閑模式位置更新方法，可以長時(shí)間保存終端的安全上下文信息，直到定時(shí)器到期。根據(jù)系統(tǒng)存儲(chǔ)能力可以將定時(shí)器設(shè)置得比較長，在此期間，可以在終端發(fā)起位置更新請求后就立即驗(yàn)證測距請求消息的有效性，一旦驗(yàn)證失敗即可進(jìn)入非安全的位置更新過程，避免與本地尋呼控制器產(chǎn)生無效的消息交互，節(jié)約消息帶寬，同時(shí)加速位置更新過程。
權(quán)利要求
1.一種空閑模式位置更新方法，包括以下步驟(1)終端向基站發(fā)起測距請求消息；(2)所述基站向?qū)ず艨刂破靼l(fā)送位置更新請求消息；(3)所述尋呼控制器根據(jù)所述位置更新請求信息，向所述基站返回位置更新響應(yīng)；(4)所述基站判斷是否有所述終端對應(yīng)的安全上下文信息，如果有則基站使用安全上下文信息驗(yàn)證所述測距請求消息，如果沒有則基站請求獲得所述終端對應(yīng)的安全上下文信息，并使用所述安全上下文信息驗(yàn)證所述測距請求消息；(5)所述基站向所述尋呼控制器返回位置更新確認(rèn)信息；其特征在于，還包括為基站設(shè)置定時(shí)器；當(dāng)基站收到所述終端對應(yīng)的安全上下文信息后，將所述的安全上下文信息緩存，并啟動(dòng)所述終端對應(yīng)的定時(shí)器；當(dāng)所述定時(shí)器到時(shí)的時(shí)候，刪除所述基站緩存的所述安全上下文信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空閑模式位置更新方法，其特征在于，步驟(4)中，基站請求獲得安全上下文信息是指基站向位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)的鑒權(quán)者發(fā)起請求，獲取所述終端對應(yīng)的安全上下文信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空閑模式位置更新方法，其特征在于，所述定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間小于所述安全上下文信息的生存期。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空閑模式位置更新方法，其特征在于，所述安全上下文信息為授權(quán)密鑰。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空閑模式位置更新方法，涉及一種用于移動(dòng)服務(wù)區(qū)覆蓋的安排，是針對現(xiàn)有技術(shù)中會(huì)產(chǎn)生“乒乓效應(yīng)”導(dǎo)致基站和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的消息交互增多的問題而發(fā)明。本發(fā)明包括為基站設(shè)置定時(shí)器；當(dāng)基站收到終端對應(yīng)的安全上下文信息后，將所述的安全上下文信息緩存，并設(shè)置一個(gè)相應(yīng)的定時(shí)器；當(dāng)定時(shí)器到時(shí)的時(shí)候，刪除所述基站緩存的所述安全上下文信息。本發(fā)明提出空閑模式位置更新方法，能夠避免與本地尋呼控制器產(chǎn)生無效的消息交互，節(jié)約消息帶寬，同時(shí)加速位置更新過程，避免出現(xiàn)“乒乓效應(yīng)”。
文檔編號(hào)H04W60/00GK101035357SQ200610057239
公開日2007年9月12日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者陳宏 , 王寧, 許玲, 婁篤仕 申請人:中興通訊股份有限公司