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CN100405780C - 分组数据服务节点发起的对移动通信系统的更新 - Google Patents

分组数据服务节点发起的对移动通信系统的更新 Download PDF

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CN100405780C
CN100405780C CNB028269462A CN02826946A CN100405780C CN 100405780 C CN100405780 C CN 100405780C CN B028269462 A CNB028269462 A CN B028269462A CN 02826946 A CN02826946 A CN 02826946A CN 100405780 C CN100405780 C CN 100405780C
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Abstract

本申请涉及分组数据服务节点发起的对移动通信系统的更新。通过向可以作为无线接入网(110)的部件的分组控制功能(111)发送包含与至少一个分组数据服务相关联的分组数据会话参数的会话更新消息，分组数据服务节点(106)可以用RAN发起分组数据会话更新过程。会话参数可以包括一个分组数据服务不活动计时器、QoS参数、用户信息或者其它与会话相关的参数。分组控制功能(111)检查PSDN码，禁止中断PCF(111)和PDSN(106)之间的链路(A10/A11)。另外，如果发生越区切换，则BS向MSC传送与每一个服务实例相关联的分组数据会话参数，MSC再将所述参数传递给越区切换的目标BS。

Description

分组数据服务节点发起的对移动通信系统的更新
技术领域
本发明涉及移动通信，更具体地涉及在分组数据通信会话中，分组数据参数的传送。
背景技术
移动站(MS)通过无线接入网(RAN)和用于接入的分组数据服务节点连接到分组数据应用比如电子邮件、流式视频或者网页浏览分组数据服务。一个分组数据不活动计时器与各种分组数据服务相关联，由网络支持。当与其中一个活动服务实例相关联的分组数据不活动计时器届满时，通过释放与该呼叫相关联的所有通信信道，BS将分组数据服务状态从活动/连接状态转换到睡眠状态。
3GPP2/TSG-S标准开发组织最近同意使用区域配置的分组数据会话睡眠计时器(RC-PDSDT，realm configu red packet data sessiondormancy timer)功能。这允许分组数据不活动计时器可以由使用中的分组应用的类型、分配给该服务的服务质量、用户简档信息或者其它与会话相关的参数加以配置。该不活动计时器被存储在分组数据网络中的AAA(Authentication，Authorization and Accounting，鉴权、授权与计费)服务器上。
为了支持基于AAA的不活动计时器功能，一旦确定了服务类型，基站控制器就需要分组数据服务不活动计时器。所述AAA服务器使用在分组数据呼叫建立期间接收到的信息，以从AAAL数据库获得相关的分组数据不活动计时器。
在当前的IS-2001(IOS)规范中，在活动或者睡眠分组数据会话期间，不可能由分组数据服务节点来发起任何分组数据参数或者信息向无线接入网的传输。IOS标准当前不支持任何能够支持这种功能的方法或者任何其它要求向RAN传输分组数据会话参数的功能。PDSN目前唯一的操作是启动活动或者睡眠分组数据服务的释放。PDSN通过向分组控制功能(PCF，packet control function)发送一个更新消息来启动该释放程序。这是IOS标准当前认可的唯一一个对更新消息的使用。
因此，如果PDSN能够启动支持从呼叫到无线接入网的分组数据所需的任何分组数据参数的传输而不需要完全破坏在当前的IS2001IOS标准下在分组数据服务节点(PDSN，packet data serving node)和无线接入网之间的连接，则是非常有利的。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种在移动通信系统中用于从分组数据服务节点向无线接入网传输系统参数的方法，包括下述步骤：对于移动站建立到所述分组数据服务节点的睡眠/活动会话；通过所述分组数据服务节点获得A11登记更新消息；以及将所述A11登记更新消息从所述分组数据服务节点传输到所述无线接入网，而不丢失所述分组数据服务节点和所述无线接入网之间的链路。
根据本发明的另一个方面，提供一种从分组数据服务节点向无线接入网传输分组数据会话参数的方法，该无线接入网包括基站，该方法包括下述步骤：通过无线接入网建立从移动站到分组数据服务节点的分组数据会话用于至少一个分组数据服务；对于所述至少一个分组数据服务，由所述分组数据服务节点获取A11登记更新消息；以及由所述分组数据服务节点产生会话更新消息，该消息包括所述A11登记更新消息；将所述A11登记更新消息从所述分组数据服务节点传输到所述无线接入网，而不丢失所述分组数据服务节点和所述无线接入网之间的链路。
根据本发明的另一个方面，提供一种在无线接入网中用于从分组数据服务节点向分组控制功能传输A11登记更新消息的方法，无线接入网包括基站，该方法包括下述步骤：通过无线接入网和分组控制功能建立从移动站到分组数据服务节点的睡眠/活动会话；对于至少一个分组数据服务，由所述分组数据服务节点获取所述A11登记更新消息；由所述分组数据服务节点向所述分组控制功能传输包括所述A11登记更新消息的会话更新消息；由所述基站判断需要进行切换；以及由所述基站向移动交换中心发送要求切换消息，该消息包括用于该移动站支持的每一个分组数据服务的所述A11登记更新消息。
附图说明
图1是本发明的移动通信系统的框图；
图2是本发明一个优选实施例的消息流图；
图3是本发明一个优选实施例的A11登记更新消息的数据分布图；
图4是本发明另一个实施例的消息流图；
图5是根据本发明的一个优选实施例，一条A9更新A8消息的一个原因值部分的数据分布图。
具体实施方式
所述分组数据不活动计时器是这样一个计时器：用来测量一个分组数据服务实例的不活动的持续时间。对延迟敏感的应用比如流式视频，例如可能需要相对较小的不活动计时器值。其它对延迟不那么敏感的应用比如电子邮件接入或者网络浏览可能需要相对较长的分组数据不活动计时器。对于分组数据会话在给定时间支持多个服务实例的情况。
图1的框图描绘了根据本发明一个优选实施例的移动通信系统100。最好，该通信系统100是符合公知的通信工业协会/电子工业协会临时标准2001A(TIA/EIA IS-2001IOS)的系统。
系统100包括移动网络设备和移动通信单元。移动网络设备或者通信基础设施包括基站(BS)120和130、移动交换中心(MSC)115、分组控制功能(PCF)111和分组数据服务节点(PDSN)106，PCF111和基站130包括无线接入网(RAN)110。
现有技术中公知，基站包括基站控制器BSC131和一个或者多个基站收发系统(BTS)132、133。移动交换中心(MSC)115包括交换机116和呼叫控制器/移动性管理器(mobility manager)117。通信基础设施最好还通过PDSN106网络连接到因特网101，或者连接到其它的互联网或者内部网(未图示)。
AAAL服务器(鉴权、授权和计费本地服务器，AuthenticationAuthorization Accounting Local server)连接到PDSN106，为各种参数包括不活动计时器以及其它分组数据会话参数以及系统支持分组数据呼叫所需的用户简档信息提供存储空间。移动站140最好包括具有CDMA能力的移动设备，通过CDMA2000(TIA/EIA/IS-2000)或者HRPD无线自由空间接口(air interface)(TIA/EIA/IS-856：CDMA2000High Rate Packet Data Air Interface Specification，高速分组数据自由空间接口规范)与BS120和130通信。
该移动设备可以是移动电话、寻呼机和具有互联网功能的设备或者这些功能的任意组合。为了简明起见，在图1中仅图示了两个BS和一个MS。
本发明最好用软件技术以及本领域公知的技术实现。在优选实施例中，本发明是用存储在存储设备中、由MSC115、BSC131、PDSN106和PCF111的处理器执行的软件实现的。例如，结合图2所描述的方法最好实现在PSDN、PCF和BS软件中。
一般，移动站或者设备140通过基站130、PCF111、PDSN106连接到互联网101。在完成这些链路时，信令信息通过A9和A11链路在基站控制器131之间传输。另外，在基站130和PCF111之间建立链路A8，用于承载(承载层)通信(bearer traffic)。基站130和PCF111之间的链路A9用于信令信息。还在PCF111和PDSN106之间建立另外的链路。在PCF111和PDSN之间建立链路A10用于承载层通信，类似地，在PDSN106和PCF111之间建立链路A11用于信令信息。这样，承载层通信可以在移动站140和互联网101之间流动。
在目前的IS-2001IOS标准中，在现存的分组数据连接(睡眠的或者活动的)期间，从PDSN到PCF的当前信令消息的发送会导致A8和A10承载层连接的释放。在一个优选实施例中，PDSN106将获得与分组数据服务实例相关联的不活动计时器，并将其传送给基站130。如果有不止一个服务实例是活动的，则在BS130的分组数据会话将在最后一个不活动计时器届满时转换到睡眠状态。如果是在当前的标准下，则当发送所述消息时，链路A10会立即被中断。
因此，在一个优选实施例中，将修改一个A11登记更新消息，以传送会话参数比如不活动计时器、服务质量参数(QoS)或者其它需要从PDSN向PCF111和基站130传送的与会话相关的参数，该A11登记更新消息能够指示该消息是用来释放还是更新分组数据会话。
通过提供一种基于区域、应用或者QoS参数或者与服务实例相关联地静态配置分组数据会话不活动计时器值的机制，基于AAA的不活动计时器功能为通信系统运营商提供了增强无线接入网(RAN)110的无线电资源的效率的能力。服务BS130使用与分组数据连接相关联的不活动计时器，来在该计时器届满之后将相应的分组数据会话转换到睡眠状态。如果移动站140支持多个活动分组数据服务，则当最后一个不活动计时器届满时整个分组数据会话转换到睡眠状态。如果与分组数据连接相关联的不活动计时器不可用或者未由PDSN106传送过来，则在BS中使用预先准备的默认不活动计时器。
见图2，移动站140可以处于睡眠或者活动会话中。在本发明的一个优选实施例中，PDSN106将发送一个消息151(A11登记更新)到PCF111，指出一个分组数据不活动计时器的值、QoS参数以及其它与会话相关的参数，或者用户简档信息。一般，消息151从PDSN106到PCF111的传输导致A10承载层连接的释放。修改PDSN106，以发送一个A11登记更新消息151，该消息包括会话参数比如用于移动站10所访问的分组数据服务的不活动计时器。PDSN发送用于移动站所请求的每一个分组数据连接的不活动计时器。PDSN106还启动一个计时器TSESUPD。
PDSN105将产生该消息151并将其传送给PCF111。传送的参数可以包括一个不活动计时器、服务质量(QoS)参数和/或其它分组数据会话参数。所述不活动计时器和/或其它参数在一个普通的厂商/组织特有的扩展(NVSE，normal vendor/organization specific extension)部件中传送。见图3。
参见图3，NVSE具有一个应用数据字段205，其中将PDSN码设置为20H(十六进制)，表示该消息是要更新分组数据连接，而不是释放作为该消息的当前功能的连接。20H的PSDN CODE值是新的，表示分组数据连接更新。图中图示了NVSE200。应用子类型字段207表示所传送的分组数据会话参数是一个分组数据不活动计时器。应用数据字段指出该不活动计时器209的值。
现在再看图2。修改PCF111，使得当它接收到PDSN码为20H的A11登记更新消息151时，它不会中断它和PDSN106之间的连接。
一般，从基站130向PCF111传送A9更新A8消息。在本发明的优选实施例中，该消息152是一个双向消息，PCF111将把该消息152传送给基站130。然后将A9更新A8消息152用来从PCF111向基站130传送或者更新与分组会话相关的参数。这些参数包括不活动计时器和/或其它分组数据会话参数比如服务质量(QoS)参数。将一个新的会话参数元素添加到给A9更新A8消息，以携带新的或者被更新了的参数。还添加A9更新A8消息152的一个新的原因值(cause value)225，见图5，(会话参数更新＝7B(十六进制))表示消息152的目的。然后将该A9更新A8消息152从PCF111传送到基站130。PCF111还启动定时器TUPD9。不需要基站130和PCF111之间的A8承载层连接来支持该优选实施例。
A9更新A8确认消息一般从PCF111传送到基站130，确认收到A9更新A8消息。在本发明的优选实施例中，将所述A9更新A8确认消息153修改为双向消息。响应于反向发送的A9更新A8消息，将消息153从基站130传送到PCF111。所述A9更新A8确认消息将从基站130被传送到PCF111。PCF111然后停止计时器TUPD9。然后，PCF111发送一个A11登记确认消息154给PDSN106。
如果BS 130用A9更新A8确认消息中的指标回应PCF111，告知由于某些原因所述新的或者更新的会话参数不能被识别或者被拒绝，则PCF111在A11登记确认消息中向PDSN106指出这一点。
如果PCF111未能用A11登记确认消息回应PDSN106启动的分组建立，则PDSN106将认为会话更新过程失败。PDSN106可以尝试向该PCF111重发所述A11登记更新消息，这可以重复一个可配置的次数。
从上述说明可以看到，利用对PDSN106、PCF111和基站130的最少量的修改，可以从分组数据服务节点向无线接入网传输分组数据不活动计时器，或者其它分组数据会话参数比如服务质量参数等等。在作为本发明优选实施例的这些修改之前，进行这样的系统参数传输是不可能的。在实施时，基于AAA的不活动计时器功能可以按照现有的RAN和PDSN加以更新。通过向现有的消息添加新的字段，并使其它消息变为双向的，可以实现分组数据服务节点和移动无线接入网之间的参数通道这样一个巨大的好处。另一个好处是，现有的分组数据服务器服务节点和RAN的更新容易通过将PDSN码元素添加到以前的标准版本中的A11登记更新消息中而实现。
如果运行老版本的不支持如上所述由PDSN发起的会话更新的软件的PCF从PDSN接收到一个A11登记更新消息，该消息具有指示会话更新的码值，则PCF将忽略该消息而拒绝该会话更新尝试，但是不会释放分组数据会话。
另外，如果PCF或者BS不认识新的或者更新的来自PDSN的会话参数，则PCF将这种情况在A11登记确认信息中告知PDSN。如果发生移动站140的越区切换，则基站130向MSC115的呼叫控制器/移动性管理器117传输一个要求越区切换(HO-REQ)消息(Hand-off requiredmessage)155。见图4，其中图示了该消息流的概要。对于步骤150到154，图4的消息流概要与图2的消息流概要相同。移动站140可以处于睡眠状态或者活动状态，修改的A11登记更新消息151被从PDSN106传输到PCF111。修改后的A9更新A8消息152被从PCF111送往基站130。修改后的A9更新A8确认消息153被从基站130传输到PCF111。A11登记确认消息154被从PCF11发送到PDSN106。
基站130将要求越区切换消息与包括分组数据不活动计时器和/或其它分组数据会话参数比如要求越区切换消息155中的QoS的新元素一起，传送到MSC115的呼叫控制器/移动性管理器117。基站130然后就成为源基站。源基站130将不活动参数或者与之一起的其它分组会话参数比如QoS传递给MSC。MSC管理器117然后产生越区切换请求(HO-REQUEST)消息156，该消息被传送给目标基站120。所述越区切换请求消息156包括所述不活动计时器或者其它系统参数比如服务质量信息。
可以看到，用对源基站130的最小修改来转发分组数据不活动计时器，用对MSC115的最小修改来转发该修改的要求越区切换消息，以及用对目标基站120的最小修改来接收和处理所述修改的越区切换请求消息15。这种修改对现有的无线接入部件和移动交换中心部件的影响最小。另外，修改现有的越区切换请求消息156以包括所述不活动计时器和/或任何更新的会话参数比如服务质量。
上述修改容易按照现有的RAN和移动交换设备加以更新，以进一步增强越区切换期间系统参数的传输。这些修改在上述各种部件中比较容易实现。另外，这样修改后的移动通信系统允许将系统参数包括不活动计时器被从分组数据服务节点传递到RAN，而不中断按照现有标准通常会中断的连接。
尽管上面说明了本发明的优选实施例，但对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，可以不脱离本发明的实质和所附权利要求的范围作出各种各样的修改。

Claims (32)

1.一种在移动通信系统中用于从分组数据服务节点向无线接入网传输系统参数的方法，包括下述步骤：
对于移动站建立到所述分组数据服务节点的睡眠/活动会话；
通过所述分组数据服务节点获得A11登记更新消息；以及
将所述A11登记更新消息从所述分组数据服务节点传输到所述无线接入网，而不丢失所述分组数据服务节点和所述无线接入网之间的链路.
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输A11登记更新消息的步骤包括传输包括所述A11登记更新消息的会话更新消息的步骤.
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括由所述无线接入网识别所述更新消息的步骤.
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括禁止所述分组数据服务节点从所述无线接入网断开的步骤.
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述识别步骤包括识别所述更新消息的被设置为等于预定值的特定字段的步骤.
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，建立至少一个分组数据服务.
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述A11登记更新消息包括服务质量参数.
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述A11登记更新消息包括与所述至少一个分组数据服务相关联的不活动计时器.
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述不活动计时器包括与所述至少一个分组数据服务相关联的分组数据不活动计时器，并且，
该方法还包括使分组数据不活动计时器保持工作的步骤，其中该分组数据不活动计时器与由呼叫支持的所述至少一个分组数据服务相关联.
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述无线接入网包括一个分组控制功能和与该分组控制功能相连的基站；
所述传输更新消息的步骤包括从所述分组数据服务节点向所述分组控制功能传输第一更新消息的步骤；以及
基于所述第一更新消息从所述分组控制功能向所述基站传输第二更新消息的步骤.
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于还包括下述步骤：
响应于传输所述第二更新消息的步骤，从所述基站向所述分组控制功能传输第二更新消息确认；以及
响应于传输第二更新消息确认的步骤，从所述分组控制功能向所述分组数据服务节点传输第一更新消息确认.
12.一种从分组数据服务节点向无线接入网传输分组数据会话参数的方法，该无线接入网包括基站，该方法包括下述步骤：
通过无线接入网建立从移动站到分组数据服务节点的分组数据会话用于至少一个分组数据服务；
对于所述至少一个分组数据服务，由所述分组数据服务节点获取A11登记更新消息；以及
由所述分组数据服务节点产生会话更新消息，该消息包括所述A11登记更新消息；
将所述A11登记更新消息从所述分组数据服务节点传输到所述无线接入网，而不丢失所述分组数据服务节点和所述无线接入网之间的链路.
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述A11登记更新消息包括分组数据不活动计时器.
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述A11登记更新消息包括下述参数中的至少一个：服务质量参数，用户简档信息，或者其它会话参数.
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述会话更新消息包括A11登记更新消息，该A11登记更新消息包括至少一个分组数据服务节点码.
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：
由所述分组数据服务节点发送会话更新消息给分组控制功能；以及
由所述分组数据服务节点启动会话更新计时器.
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括用所述会话更新消息的所述分组数据会话参数区分更新和断开连接的步骤.
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于还包括下述步骤：
由所述分组控制功能识别所述会话更新消息；以及
响应于对所述至少一个分组数据服务节点码的识别，由所述分组控制功能禁止所述分组数据服务节点断开连接。
19.如权利要求12所述的方法，其特征在于还包括下述步骤：
由分组控制功能向所述基站发送包括原因值和所述A11登记更新消息的A9更新A8消息；以及
由所述分组控制功能启动会话更新计时器.
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于还包括下述步骤：
响应于所述A9更新A8消息，由所述基站向所述分组控制功能发送A9更新A8确认消息；以及
由所述分组控制功能停止所述会话更新计时器.
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于还包括下述步骤：
响应于所述A9更新A8确认消息，由所述分组控制功能向所述分组数据服务节点发送会话更新确认消息.
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于还包括下述步骤：
如果所述分组控制功能未能用所述会话更新确认消息进行响应，则由所述分组数据服务节点向所述分组控制功能重新发送所述会话更新消息，重新发送的次数是可配置的；以及
由所述分组数据服务节点重启所述会话更新计时器.
23.如权利要求15所述的方法，其特征在于所述产生步骤包括在所述A11登记更新消息中设置等于用于连接更新的特定值的分组数据服务节点码的步骤.
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于所述产生步骤包括在所述A11登记更新消息中设置用于应用类型、应用子类型和分组数据服务节点码的应用数据字段的步骤.
25.如权利要求12所述的方法，其特征在于所述产生步骤包括下述步骤：在所述会话更新消息中包括应用类型字段、应用子类型字段以及应用数据字段，所述应用类型字段表示所述应用数据字段包括所述会话参数，所述应用子类型字段表示会话参数类型，所述应用数据字段包括所述至少一个会话参数.
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述应用子类型字段指示不活动计时器参数，所述应用数据字段包括不活动计时器.
27.一种在无线接入网中用于从分组数据服务节点向分组控制功能传输A11登记更新消息的方法，无线接入网包括基站，该方法包括下述步骤：
通过无线接入网和分组控制功能建立从移动站到分组数据服务节点的睡眠/活动会话；
对于至少一个分组数据服务，由所述分组数据服务节点获取所述A11登记更新消息；
由所述分组数据服务节点向所述分组控制功能传输包括所述A11登记更新消息的会话更新消息；
由所述基站判断需要进行切换；以及
由所述基站向移动交换中心发送要求切换消息，该消息包括用于该移动站支持的每一个分组数据服务的所述A11登记更新消息.
28.如权利要求27所述的方法，其中还包括下述步骤：由所述移动交换中心向第二基站发送切换请求消息，该消息包括与每一个服务相关联的所述A11登记更新消息.
29.如权利要求27所述的方法，其中，所述A11登记更新消息包括分组数据服务不活动计时器，其中还包括下述步骤：使与呼叫支持的所述至少一个分组数据服务相关联的分组数据服务不活动计时器保持工作.
30.如权利要求29所述的方法，还包括：
从所述分组数据服务节点向所述分组控制功能发送第一更新消息；以及
从所述分组控制功能向所述基站发送第二更新消息.
31.如权利要求30所述的方法，还包括：
响应于所述发送第二更新消息的步骤，从所述基站向所述分组控制功能发送第二更新消息确认；以及
响应于所述发送第二更新消息确认的步骤，从所述分组控制功能向所述分组数据服务节点发送第一更新消息确认.
32.如权利要求27所述的方法，其中，所述至少一个分组数据会话参数包括服务质量参数.
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