CN101448289A - 用于状态传递的利用基于核心节点的方法和装置 - Google Patents

Abstract

描述了用于保存、处理、检索和转发用于支持与一个或多个终端节点(例如移动设备)的通信会话的状态(例如内容及其它信息)的万法和装置。各种特征针对一个移动节点，其控制在切换操作期间，状态从一个第一接入节点传递到一个第二接入节点，从而排除了在切换期间在第二接入节点和第一接入节点之间发送状态传递报文的任何需要。本发明的其它特征针对使用一种核心网络节点来保存状态信息。在移动节点在切换期间并不发送状态传递报文，例如，因为与第一接入节点的通信丢失或者因为并不支持这种报文的情况下，保存在核心节点中的状态信息可以由接入节点接入和使用。

Description

用于状态传递的利用基于核心节点的方法和装置

本申请是申请日为2004年1月26日、申请号为200480008722.6、发明名称为“用于状态传递的利用基于核心节点的方法和装置”的申请的分案申请。

背景技术

通信系统通常包括多个连接到接入节点的网络节点，通过所述接入节点可将终端节点例如移动设备连接到网络。可以将网络节点安排在层次结构中。接入验证和授权(AAA)服务器是通常安放在网络层次中相对较高位置的节点。它们通常提供用于安全和接入控制目的的信息。在使用AAA服务器的情况下，接入节点通常有一个到AAA服务器的安全链接。所述安全链路可以通过层次结构中的一个或多个节点。

运营商通常使用RADIUS协议及相关的RADIUS AAA服务器来管理IP网络中的接入会话。将来，AAA系统可以基于新的协议例如DIAMETER。在使用RADIUS AAA服务器的系统中，当用户试图进入运营商网络时，在接入会话期间，本地接入路由器通常向验证服务器发出一个或多个RADIUS接入请求以根据该用户的身份例如网络接入标识符(NAT)对其进行验证。AAA数据库通常保存着被允许接入它的系统的那些用户的身份以及他们能够请求的服务特性。当成功地验证用户时，在接入设备上以与该用户的服务授权相当的策略状态来配置它的接入口。通常由授权服务器经由RADIUS向接入路由器传递服务授权。当被授权时，由接入路由器记录在接入会话期间使用的服务，并将其作为计费记录使用RADIUS协议中的计费请求报文发往计费服务器。计费服务器可以是AAA服务器的一部分，或者它也可以是一个使用与授权服务器相同协议的独立的服务器。如果在单个会话期间用户被连接到多个接入路由器，那么在计费服务器中需要合计多个会话。

除了授权和计费问题，支持移动设备的通信系统需要包括用于传递位置信息的机制，以便移动设备可以改变它的网络连接点且仍有发往它的信号，例如IP分组。

移动IP，(版本4和6)也称为MIPv4[MIPv4]和MIPv6[MIPv6]，使移动节点(MN)能够向其归属代理(HA)登记由转交地址(CoA)指出的它的临时位置。然后，HA在MN的永久地址也称为归属地址(HoA)和登记的CoA之间保持映射(也称为绑定)，以便使用IP封装技术(隧道)可以将所述MN的分组重新定向到它的当前位置。当使用MIPv4时由MN使用的CoA可以是一个属于接入路由器中的外地代理(FA)的地址，或者它可以是一个从接入路由器前缀临时分配给MN本身的地址，在此情况下它被称为配置转交地址(CCoA)。后者的模型也适用于MIPv4，而它是MIPv6中的唯一的运行方式。注意对本文档来说，术语CCoA和CoA以及登记和绑定更新(BU)是可互换的，因为它们是MIPv4和MIPv6的对应术语。除非另有说明，否则本发明的方法和装置均适用于MIPv4和MIPv6。

通常结合移动IP来使用AAA系统以管理IP地址分配(HoA)、动态地分配HA、向接入路由器分配MN概况以及分配安全密钥以验证MIP报文并保障空中链路的安全。移动节点，一个能够改变其网络连接点的终端节点，通常为了进入系统而发送MIP报文，这触发了AAA请求以验证并授权该移动节点。然后，将AAA MN概况和安全状态从AAA系统传递给接入路由器以控制由MN使用的服务。

MN可以改变它们的网络连接点，例如，当它们从一个小区移动到另一小区的时候。这包括将MN的连接点从第一接入节点例如第一路由器改变到第二接入节点例如第二路由器。这一过程通常被称为切换。作为切换的一部分，需要更新MN的CoA/CCoA，然后使用MIP信令将其传递到HA中，以便经由新的接入路由器将分组重新定向到MN。作为切换过程的一部分，必须向新的接入路由器传递至少一些对应于切换中涉及的MN的第一接入路由器的状态信息，以便不中断MN的服务。这一过程被称为状态传递。状态传递可以包括，例如先前经由RADIUS传递给AR(MN接入会话开始于此)的AAA概况状态信息的传递。它也可以包括，例如传递空中链路安全引导、MN-NAI、MN IP地址、MN-EUI-64、剩余MIP登记使用期限、MN组播组成员、准入控制状态、资源预定状态、区分服务状态、SIP会话状态、压缩机状态、MN安排调度历史和/或许多其它潜在的MN特有的AR状态信息的项目。

在至少一个已知的系统中，在切换期间状态信息的传递是通过移动节点正连接的新接入节点通过通信网络向移动节点此前连接的旧接入节点发送状态传递报文而实现的。作为响应，旧接入节点向新接入节点转发状态信息。该技术虽然有效，但是有要求在新旧接入节点之间发送报文以初始化状态信息的传递的劣势。在接入节点之间用于传输这种报文的链路可能变得拥挤，或者如果可以不需要在接入节点之间用于初始化状态信息的传递的报文，则所述链路可用于传递其它信息和/或信令。

鉴于上述的讨论，应当意识到在移动节点切换的情况下或在移动节点进入新小区的其它情况下，需要有新方法来实现与新接入节点传递状态信息。还应当意识到，出于上述讨论的原因，在切换期间避免使用接入节点之间的报文来触发状态信息的传递是合乎需要的。

发明内容

在无线网络中，移动终端用户使用终端节点例如无线设备，以经由接入节点与其它网络实体例如由其它终端用户使用的无线设备进行通信。接入节点可以作为无线接入路由器来实施。与每个终端节点相关的是状态，例如一组包括涉及对应于终端节点的服务和/或应用的不同参数的信息。该状态由作为终端节点的网络连接点的接入路由器使用。终端节点每次改变其网络连接点，都需要重新建立所述状态或将其传递到作为新的网络连接点的接入路由器，以便新的接入节点可以继续提供与现有通信会话有关的通信服务或者提供新的例如由终端节点所要求的通信服务。本文档描述了在接入点/路由器之间状态传递的概念，以及一种收集所需状态并将其从一个点传递到下一个的新颖的万法。

本申请描述了用于传递状态以支持其事件例如在接入节点(AN)之间的终端节点(EN)的移动的方法。该方法使用位于网络核心的核心状态管理节点(CSMN)，来保存、处理和转发终端节点的状态信息。依照本发明用于保存和传递状态信息的CSMN可以作为与在许多系统中可看到的类型相似的验证授权和计费(AAA)服务器的一部分来实施。

依照本发明的一个特征，接入节点可以在CSMN中保存状态信息，并且还可以从用于保存所述信息的CSMN中检索(例如取得)对应于终端节点的状态。当终端节点发出结束与接入节点通信的意图或者通信停止，例如因为在切换操作完成之前与接入节点的通信被中断或终止时，接入节点通常更新它们为之作为网络连接点的终端节点的保存状态。

当初始化与终端节点的通信时，例如当终端节点进入对应于所述接入节点的小区时，接入节点通常从CSMN中检索状态信息。然而，在切换的情况下，在一些实施例中，状态信息是从先前服务于该终端节点的接入节点转发的，从而不需要从CSMN中检索状态信息。

依照本发明的一个特征，在切换期间，移动节点控制着从由终端节点使用的第一到第二接入节点的状态转发。这是通过终端节点向第一接入节点发送报文以向第二接入节点转发状态信息而实现的。该方法避免需要第二节点向第一节点发送报文来请求传递状态信息，从而与采用接入节点之间的这种状态传递报文的系统相比，减少了在接入节点之间的信令量。

在终端节点能够发射状态传递信号之前与第一接入节点的通信丢失的情况下，第二接入节点将从CSMN检索状态信息。使用传递报文是可选的，但有减少需要由核心节点支持的信息检索操作的数量的优势。此外，使用从终端节点发往第一接入节点的传递报文有减少关于在终端节点开始与第二接入节点通信的时间和第二接入节点获得用于向终端节点提供服务的状态信息的时间之间的时间量的延迟的优势。除了向第二接入节点传递状态信息，状态传递报文可以触发在核心节点中的状态信息的更新。

由接入节点在CSMN中保存的和/或传递到另一接入节点的状态信息通常将反映该状态的任意局部变化，例如在从CSMN或另一接入节点接收状态信息之后，在保存或传递状态的接入节点发生的变化。还可以由CSMN本身来处理和修改保存的状态，例如，当在终端节点接入会话或其它通信操作期间系统或会话要求改变的时候。

在随后的详细描述中，将讨论本发明的额外的特征和好处。

附图说明

图1表示一种本发明适用的典型通信系统的网络图。

图2表示一种依照本发明实施的典型终端节点。

图3表示一种依照本发明实施的典型接入节点。

图4表示一种依照本发明实施的典型核心状态管理节点。

图5表示当终端节点从一个接入节点转移到另一接入节点时，依照本发明执行的信令。

图6表示当接入节点使用不同的CSMN节点时，当终端节点从一个接入节点转移到另一接入节点时，依照本发明执行的信令。

图7表示与图6执行的替代的信令。

图8表示当在一个层次结构中安排CSMN时，与图6和7执行的替代的信令。

图9表示用于CSMN从接入节点轮询集合的状态的机制。

图10表示一个根据AAA系统的本发明实施例。

具体实施方式

用于保存、处理、检索和转发用来支持与一个或多个终端节点(例如移动设备)的通信会话的状态(例如内容及其它信息)的本发明的方法和装置，可以使用在广泛的通信系统中。例如，本发明可以用于支持移动通信设备例如配备有调制解调器的笔记本电脑、PDA以及各种各样的为了设备的移动性而支持无线接口的其它设备的系统中。

图1表示一种包括多个通过通信链路互相连接的节点的典型通信系统100，例如蜂窝通信网络。在该典型的通信系统100中的节点根据通信协议例如网间协议(IP)，使用信号例如报文来交换信息。可以例如使用导线、光缆和/或无线通信技术，来实现系统100的通信链路。典型的通信系统100包括多个经由多个接入节点140、140′、140＂接入通信系统的终端节点144、146、144′、146′、144＂、146＂。终端节点144、146、144′、146′、144＂、146＂可以是例如无线通信设备或终端，接入节点140、140′、140＂可以是例如无线接入路由器或基站。典型的通信系统100还包括大量用于提供互连或者提供特定服务或功能的其它节点104、106、110和112。特别地，典型的通信系统100包括一个用于支持与终端节点有关的状态的传递和存储的核心状态管理节点(CSMN)104。该CSMN节点可以是AAA服务器的一部分。

图1的典型系统100描绘了一个网络102，其包括分别通过对应的网络链路105和107连接到中间网络节点110的CSMN104和节点106。网络102中的中间网络节点110还提供了经由网络链路111与来自网络102透视图外部的网络节点的互连。将网络链路111连接到另一中间网络节点112，其提供了分别经由网络链路141、141′、141＂与多个接入节点140、140′、140＂的进一步连接。

每个接入节点140、140′、140＂被描绘成分别经由对应的接入链路(145、147)、(145′、147′)、(145＂、147＂)，提供与N个终端节点(144、146)、(144′、146′)、(144＂、146＂)的连接。在典型的通信系统100中，每个接入节点140、140′、140＂被描绘成使用无线技术(例如无线接入链路)来提供接入。将每个接入节点140、140′、140＂的无线覆盖区域，例如通信单元148、148′、148＂，分别表示为一个围绕着对应接入节点的圆。

接着将典型的通信系统100当作用于描述本发明不同实施例的基础。本发明的替代实施例包括各种网络拓扑，其中网络节点的数量和类型、接入节点的数量和类型、终端节点的数量和类型、CSMN的数量和类型、链路的数量和类型以及节点之间的互连可以与图1中所描绘的典型通信系统100的不尽相同。

在本发明的不同实施例中，可以省略或组合图1中所描绘的一些功能实体。还可以改变这些功能实体在网络中的位置或布局。

图2提供了依照本发明实施的典型终端节点200的详细说明。在图2中描绘的典型终端节点200，是可被用作图1中描绘的终端节点144、146、144′、146′、144＂、146＂中任意一个的装置的详细表示。在图2的实施例中，终端节点200包括通过总线206连接在一起的一个处理器204、一个无线通信接口230、一个用户输入/输出接口240及存储器210。因此，经由总线206，终端节点200的各个元件可以交换信息、信号和数据。终端节点200的元件204、206、210、230、240位于外壳202之内。

无线通信接口230提供了终端节点200的内部元件可以从/向外部设备和网络节点(例如接入节点)接收和发送信号的机制。无线通信接口230包括例如一个有对应接收天线236的接收机电路232和一个有对应发射天线238的发射机电路234，用于例如经由无线通信信道将终端节点200连接到其它网络节点。

典型终端节点200还包括经由用户输入/输出接口240连接到总线206的一个用户输入设备242，例如键区，和一个用户输出设备244，例如显示器。这样，用户输入/输出设备242、244可以经由用户输入/输出接口240和总线206，与终端节点200的其它元件交换信息、信号和数据。用户输入/输出接口240和相关的设备242、244提供了用户可以操作终端节点200以完成各种任务的机制。特别地，用户输入设备242和用户输出设备244提供了允许用户控制终端节点200以及在终端节点200的存储器210中执行的应用例如模块、程序、例行程序和/或功能的功能。

在包含在存储器210之内的各个模块(例如例行程序)控制之下的处理器204控制着终端节点200的操作以执行如下所述的各种信令和处理任务。在启动时或者当被其它模块访问时，执行包括在存储器210之内的模块。当模块被执行时，可以交换数据、信息和信号。当模块被执行时，还可以共享数据与信息。在图2的实施例中，本发明的终端节点200的存储器210包括一个信令/控制模块212和信令/控制数据214。

信令/控制模块212控制着与接收和发送用于管理状态信息的存储、检索和处理的信号(例如报文)有关的处理。信令/控制数据214包括状态信息例如与终端节点的操作有关的参数、状态和/或其它信息。特别地，信令/控制数据214可以包括配置信息216，例如终端节点识别信息，和运转信息218，例如关于当前的处理状态、待定响应的状态等的信息。模块212可以访问和/或修改数据214，例如更新配置信息216和/或运转信息218。

图3提供了依照本发明实施的典型接入节点300的详细说明。在图3中描绘的典型接入节点300，是可被用作图1中描绘的接入节点140、140′、140＂中任意一个的装置的详细表示。在图3的实施例中，接入节点300包括通过总线306连接在一起的一个处理器304、存储器310、一个网络/互联网络接口320和一个无线通信接口330。因此，经由总线306，接入节点300的各个元件可以交换信息、信号和数据。接入节点300的元件304、306、310、320、330位于外壳302之内。

网络/互联网络接口320提供了接入节点300的内部元件可以从/向外部设备和网络节点接收和发送信号的机制。网络/互联网络接口320包括用于，例如经由铜线或光纤线路，将节点300连接到其它网络节点的一个接收机电路322和一个发射机电路324。无线通信接口330还提供了接入节点300的内部元件可以从/向外部设备和网络节点例如终端节点接收和发送信号的机制。无线通信接口330包括例如一个具有对应接收天线336的接收机电路332和一个具有对应发射天线338的发射机电路334。接口330用于例如经由无线通信信道，将接入节点300连接到其它网络节点。

在包含在存储器310之内的各个模块(例如例行程序)控制之下的处理器304控制着接入节点300的操作以执行各种信令和处理。在启动时或者当被可能出现在存储器310中的其它模块调用时，执行包括在存储器310之内的模块。当模块被执行时，可以交换数据、信息和信号。当模块被执行时，还可以共享数据与信息。在图3的实施例中，本发明的接入节点300的存储器310包括一个状态管理模块312和一个信令/控制模块314。对应于这些模块中的每一个，存储器310还包括状态管理数据313和信令/控制数据315。

状态管理模块312控制着从终端节点或其它网络节点接收的关于状态存储与检索的信号的处理。状态管理数据313包括例如终端节点相关信息，像状态或部分状态，或者在保存在其它网络节点中的情况下，当前终端节点状态的位置。状态管理模块312可以接入和/或修改状态管理数据313。

信令/控制模块314控制着在无线通信接口330中来自/去往终端节点以及在网络/互联网络接口320中来自/去往其它网络节点的信号的处理，作为其它操作例如基本的无线功能、网络管理等的必需。信令/控制数据315包括，例如关于用于基本操作的无线信道分配的终端节点相关数据，及其它网络相关数据，像支持/管理服务器的地址、用于基本的网络通信的配置信息。信令/控制模块314可以接入和/或修改信令/控制数据315。

图4提供了一种依照本发明实施的典型核心状态管理节点400的详细说明。在图4中描绘的典型CSMN 400，是可被用作图1中描绘的CSMN 104的装置的详细表示。在图4的实施例中，CSMN 400包括通过总线406连接在一起的一个处理器404、存储器410、一个网络/互联网络接口420。因此，经由总线406，接入节点400的各个元件可以交换信息、信号和数据。接入节点400的元件404、406、410、420位于外壳402之内。

网络/互联网络接口420提供了CSMN 400的内部元件可以从/向外部设备和网络节点接收和发送信号的机制。网络/互联网络接口420包括用于，例如经由铜线或光纤线路，将节点400连接到其它网络节点的一个接收机电路422和一个发射机电路424。

在包含在存储器410之内的各个模块(例如例行程序)控制之下的处理器404控制着CSMN 400的操作以执行各种信令和处理。在启动时或者当被可能出现在存储器410中的其它模块调用时，执行包括在存储器410之内的模块。在图4的实施例中，本发明的CSMN 400的存储器410包括一个核心状态管理模块412和一个核心状态管理数据413。

核心状态管理模块412控制着从其它CSMN、接入节点或网络节点接收的关于状态存储与检索的信号的处理。核心状态管理数据413包括，例如，终端节点状态信息。核心状态管理模块412可以访问和/或修改核心状态管理数据413。

图5、6、7和8表示依照本发明的典型实施例执行的信令。在由图1所示的系统100修改而来的典型系统500的环境中表示所述信令。图5、6、7和8中所示的每个接入节点140、140′是图3中所描绘的典型接入节点300的简化表示。此外，出于解释本发明的目的，在典型的系统500中，来自系统100的终端节点144、146、144′、146′、144＂、146＂(以及对应的接入链路145、147、145′、147′、145＂、147＂)已经被依照本发明实施的单个终端节点X 146所替换。图5、6、7和8中所示的终端节点X 146是图2中所描绘的终端节点200的简化表示，并且通过一个或多个无线通信链路，被连接到所描绘的接入节点。

依照本发明，在接入节点和核心状态管理节点之间传递的终端节点状态信息是与，例如，用于支持与作为本系统一部分而工作的终端节点的通信有关的状态信息。在本发明的一个实施例中，传递的状态信息通常将包括静态的、长期的和短期的分量。静态的分量可以包括在较长时间和多个通信会话中并不改变的参数。静止状态的例子是终端节点概况信息，像一般的服务质量参数(例如：允许的峰值速度)和普通的授权状态(例如：允许的数据呼叫类型)。长期状态的例子是在通信会话持续的期间并不改变的参数(例如：动态地分配的因特网地址或一些长期的安全信息)。短期状态的例子是本质上不断变化并且在通信会话期间多次改变的参数(例如：动态的服务质量状态、组播组成员等)。

在本发明的一个实施例中，依照在本发明中描述的方法一起移动状态信息(静态的、短期和长期的)。在一个替代实施例中，静止状态永久地存在于CSMN中。在此情况下，静止和动态状态均可以在位于不同区域上的CSMN之间传递，或者从CSMN传递到接入节点。然而，尽管动态状态的信息通常是从接入节点传递到CSMN的，但不必向CSMN传递静止状态信息，因为CSMN已经包含该信息。在一个替代实施例中，所有状态存在于一个或多个CSMN中，并且接入节点和/或CSMN可以随着状态变化的发生而更新所述状态。

CSMN操作

现在将参照图5描述依照本发明的一个特征的CSMN操作。图5表示在图1描绘和上文描述的典型系统的简化版本中的核心状态管理信令。所描绘的信令可以作为切换操作的一部分而发生。图5包括依照图3实施的接入节点140、140′，依照图2实施的终端节点X 146和一个依照图4实施的核心状态管理节点(CSMN)104。在图5的节点之间的线表示依照本发明发送和接收的状态管理相关的报文，并在下文中进行解释。在图5的节点之间的虚线表示可选的报文。

在图5中，终端节点X 146，例如在切换开始时，向接入节点140发送一个包括终端节点X 146标识符的保存状态请求(SSRQ)报文510。终端节点标识符可以是一个网络地址、机器地址或者与终端节点相关的用户或设备所特有的其它标志。在收到SSRQ报文510时，接入节点140在其状态管理数据313(图3)中搜索与所述终端节点相关的状态信息，并向核心状态管理节点(CSMN)104发送一个接入节点状态传递更新(AN-STU)报文520。所述AN-STU报文520包括终端节点X146标识符和与所述终端节点相关的接入节点140现有的状态。

在收到AN-STU报文520时，CSMN节点104的核心状态管理模块412(图4)处理该报文并在其CSM数据413(图4)中保存包括在所述报文中的状态，以便所述状态与同样包括在所述报文中的终端节点标识符相关。CSMN节点104可选地向接入节点140返回一个状态传递更新确认(STUAck)报文530，以表示正确地接收并存储了所述状态。接入节点140在收到STUAck报文530时，可选地向终端节点X146发送一个保存状态答复(SSRP)报文540，以表示在核心中成功地存储了所述状态。

终端节点X146向接入节点140′发送一个包含终端节点X146标识符的检索状态请求(RSRQ)报文550。在收到所述RSRQ报文550时，接入节点140′向CSMN节点104发送一个包含终端节点X 146的标识符的状态传递请求(STRQ)报文560。在收到所述STRQ报文560时，CSMN节点104的核心状态管理模块412(图4)处理所述报文并在其核心状态管理数据413中搜索与表示在所述STRQ报文中的终端节点X 146相关的状态。找到了先前保存的与终端节点X 146相关的状态，并且向接入节点140′发送一个包括所述状态和终端节点X 146的标识符的CSMN状态传递更新(CSMN-STU)报文570。在收到CSMN-STU报文570时，接入节点140′在其状态管理数据313(图3)中保存包括在所述报文中的状态。接入节点140′可选地向终端节点X 146发送一个检索状态答复(RSRP)报文580，以表示从核心节点中正确地检索了与所述终端节点相关的状态。

在本发明的一个替代实施例中，SSRQ报文510额外地包括终端节点X

146希望与其交换数据的接入节点140′的标识符。在此情况下，接入节点140向接入节点140′发送一个由AN-STU报文521表示的AN-STU报文520的额外的拷贝。接入节点140′接收所述报文并保存包括在所述报文中的且与所述终端节点相关的状态。在本发明的这个实施例中，当接入节点140′接收RSRQ报文550时，它首先在其状态管理数据313(图3)中核对与所述终端节点相关的状态，并且仅当如果没有找到所述状态，才发送STRQ报文560。在同一实施例中，在收到AN-STU报文521时，接入节点140′可以可选地向接入节点140发送一个STUAck报文531。

在上文描述的关于图5的各种实施例中，在将状态信息传递到第二接入节点140′之后，更新对应于终端节点X 146的网络路由选择信息，以便到终端节点X 146的IP分组及其它信号将被引导向第二接入节点140′，而不是第一接入节点140。这是通过第一和第二接入节点140、140′之一向一个或多个网络路由选择设备发送一个路由选择报文而实现的。在图5的例子中，节点120用于表示一个路由选择设备，例如路由器，而报文590和590′分别表示由第一和第二接入节点140、140′发送的路由选择更新报文。通常，只有一个接入节点将负责发送路由选择更新报文。在大多数实施例中，一旦成功地接收了对应于终端节点X 146的状态，将由第二接入节点140′来发送报文590′。

从CSMN删除状态

可以从CSMN删除状态，例如基于定时器的到期。在本发明的一个实施例中，在收到AN-STU报文520时，CSMN 104除了进行在上述两个部分中描述的处理，还以预定或协商的值来启动定时器并且使所述定时器与包含在接收的报文520中并保存在其核心状态管理数据413(图4)中的状态相关。当所述定时器到期时，从CSMN节点104的核心状态管理数据413(图4)删除与该定时器相关且对应于一个终端节点的状态。基于定时器的到期而删除终端节点状态，并不取决于当定时器有效时是否通过STRQ报文来请求该状态。而且，如果当定时器仍然有效时，CSMN从相同或不同的接入节点接收了包含同一终端节点X的状态的另一AN-STU报文，那么CSMN重新设置定时器至其初始值。重新设置定时器，而不管更新的状态实际上与现有保存的状态相同或不同。

无法获得状态

有时，在CSMN中可能无法获得被请求的状态信息。在本发明的一个实施例中，如果无法获得在接收的STRQ报文560中表示的终端节点的状态，则CSMN 104返回一个CSMN-STU报文570，其包括无法获得所述终端节点的状态的指示。在本发明的一个替代实施例中，如果无法获得在接收的STRQ报文560中表示的终端节点的状态，则CSMN 104启动预定或协商的定时器并使其与所述报文560相关。如果在定时器到期之前，比方说在一个AN-STU报文520中，接收了在报文560中识别的终端节点的状态，则CSMN按照先前的描述来处理报文520并且立即停止定时器并向接入节点140′发送一个CSMN-STU报文570。如果定时器到期了并且没有接收到适当的状态，那么CSMN节点104返回一个CSMN-STU报文570，其包括无法获得所述终端节点的状态的指示。在本发明的第三实施例中，如果无法获得在接收的STRQ报文560中表示的终端节点的状态，则CSMN104向请求所述终端节点X 146状态的上一个接入节点，即：接入节点140，发送一个可选的传递状态请求(TSRQ)报文561，其包含终端节点X 146的标识符和当前请求状态的接入节点140′的标识符。在此情况下，如图5所示，接入节点140向接入节点140′发送AN-STU报文521。在收到AN-STU报文521时，接入节点140′在其状态管理数据313(图3)中保存包括在所述报文中的状态，并可选地向接入节点140返回确认报文531。

状态更新

在本发明的一个实施例中，由CSMN节点104接收到的包括在AN-STU报文520中的状态信息，在CSMN 104的核心状态管理数据413(图4)中改写任何现有的状态信息。在本发明的一个替代实施例中，在CSMN 104中保存与单个终端节点相关的状态的多个版本，并且仅在相关定时器到期或其它触发(例如来自其它网络节点的明确的报文)时才将其删除。

在CSMN的状态处理

在本发明的一个实施例中，CSMN在将与一个终端节点相关的状态在CSMN-STU报文570中发送给一个正在请求的接入节点之前，根据本地策略对其进行修改。

从AN到EN的状态表示

在本发明的一个实施例中，来自接入节点140′的RSRP报文580包括由接入节点在对应的CSMN-STU报文570中接收到的状态的表示。在本发明的一个实施例中，所提供的表示是一个摘要，这允许终端节点比较接收的摘要与它在接入节点140的状态的摘要，并识别所述状态是否正确。在终端节点知道状态应当匹配或应当不同于通过接入节点140保存的状态的情况下，终端节点可以根据故障检测政策而采取进一步的行动。

链路丢失

在本发明的一个实施例中，接入节点140一检测到与终端节点X 146的连接的丢失，就发送AN-STU报文520。

区域之间的核心状态管理：被动的方法

图6描绘了本发明的一个替代实施例，其中接入节点140和140′属于不同的区域，因而分别从不同的CSMN节点104和104′保存和检索状态。在本发明中，术语“区域”用于识别众多用来从/向相同的CSMN节点保存和检索状态的接入节点。将一个大的网络拆分成多个CSMN区域，便于在本发明中描述的状态传递方法的绘制。

在图6中，报文510、520、530、540的处理和内容与图5中的相同，因而这里不再次描述。报文650、660、670和680是图5中对应报文550、560、570和580的变化，因而连同新的报文662、663一起描述如下。

以图5中描述的方法在CSMN节点104以及报文510、520、530和540中，保存与终端节点X 146相关的状态。接着，在本发明的这个实施例中，终端节点X 146向接入节点140′发送检索状态请求(RSRQ)报文650，其包括终端节点X 146标识符和接入节点140作为其中一员的区域的区域ID。在收到所述RSRQ报文650时，接入节点140′向CSMN节点104′发送状态传递请求(STRQ)报文660，其包括终端节点X 146的标识符和接入节点140的区域ID。在收到所述STRQ报文660时，CSMN节点104′的核心状态管理模块412(图4)处理所述报文并在其核心状态管理数据413中搜索与表示在所述报文中的终端节点X 146相关的状态。没有找到与终端节点X 146相关的状态，因而CSMN节点104′向CSMN节点104发送包含终端节点X146标识符的核心状态传递请求(Core-STRQ)报文663，其中所述CSMN节点104是报文660中所示的区域ID的CSMN节点。

在收到所述Core-STRQ报文663时，CSMN节点104的核心状态管理模块412(图4)处理所述报文并在其核心状态管理数据413中搜索与在所述报文中表示的终端节点X 146相关的状态。找到了先前保存的与终端节点X146相关的状态，并且向CSMN节点104′发送一个包括所述状态和终端节点X 146的标识符的核心状态传递更新(Core-STU)报文662。在收到Core-STU报文662时，CSMN节点104′在其核心状态管理数据413(图4)中保存包括在所述报文中的状态，并向正在请求的接入节点140′发送包括与终端节点X 146相关的状态的CSMN-STU报文670。在收到CSMN-STU报文670时，接入节点140′在其状态管理数据313(图3)中保存包括在所述报文中的状态。接入节点140′可选地发送检索状态答复(RSRP)报文680以表示从核心节点中正确地检索了与所述终端节点相关的状态。

区域ID到CSMN的映射

在本发明的一个实施例中，上文所称的区域ID识别同一区域的CSMN节点。在本发明的一个替代实施例中，区域ID具有这样的结构，其允许该ID分辨到一个识别该区域的CSMN节点的ID。

区域之间的核心状态管理：主动的

图7描绘了一种图6中所描述方法的替代的方法。在图7中，终端节点X 146向接入节点140发送包括终端节点X 146标识符和对应于接入节点140′的区域ID的保存状态请求(SSRQ)报文710。在收到SSRQ报文710时，接入节点140在其状态管理数据313(图3)中搜索与所述终端节点相关的状态，并向核心状态管理节点(CSMN)104发送一个接入节点状态传递更新(AN-STU)报文720。所述AN-STU报文720包括终端节点X 146标识符、与接入节点140可获得的所述终端节点相关的状态、以及包括在SSRQ报文710中的区域ID。

在收到AN-STU报文720时，CSMN节点104的核心状态管理模块412(图4)处理该报文，在其核心状态管理数据413(图4)中保存包括在所述报文中的状态，以便所述状态与同样包括在所述AN-STU报文720中的终端节点的标识符相关。CSMN节点104还观察报文720中的区域ID，并因而向CSMN节点104′发送一个Core-STU报文763，其中所述CSMN节点104′是与所述区域ID相关的区域的CSMN。CSMN节点104′可选地向CSMN节点104返回核心状态传递更新确认(Core-STUAck)报文762，以表示正确地接收并存储了所述状态。CSMN节点104还可选地向接入节点140返回状态传递更新确认(STUAck)报文730，以表示正确地接收并存储了所述状态。接入节点140在收到STUAck报文730时，可选地向终端节点X 146发送一个保存状态答复(SSRP)报文740，以表示在核心节点中成功地存储了所述状态。

现在以与图6中所描述的相同的方法，来产生、处理和交换报文650、660、670和680，其中差异是当CSMN节点104′从接入节点140′接收STRQ报文660时，在其核心状态管理数据413(图4)中有与终端节点X146相关的状态。出于该原因，CSMN-STU报文670被立即返回。

分层次的核心状态管理

图8描绘了本发明的一个替代实施例，其中将CSMN节点安排在一个分层次结构中，以便高层次的CSMN节点104＂保存所有或一部分由低层次的CSMN节点104和104′保存的状态的拷贝。在图8中，报文510、520、530、540、550、560、570和580与图5中描述的那些相同。差异是当CSMN104接收报文520时，除了进行图5中描述的处理之外，CSMN还向CSMN节点104＂发送一个状态传递更新(STU′)报文522。

在收到包括所述状态和终端节点X 146的标识符的所述STU′报文522时，CSMN节点104＂在其核心状态管理数据413(图4)中保存包括在所述报文中的状态，并可选地向CSMN节点104返回一个STUAck′报文524，以表示正确地接收和存储了状态。此外，在收到STRQ报文560时，CSMN节点104′的核心状态管理模块412(图4)处理所述报文并在其核心状态管理数据413中搜索与在所述报文中表示的终端节点X 146相关的状态。没有找到与终端节点X 146相关的状态，因而CSMN节点104′向CSMN节点104＂发送包括终端节点X 146的标识符的状态传递请求(STRQ＂)报文566。在收到所述STRQ＂报文566时，CSMN节点104＂的核心状态管理模块412(图4)处理所述报文并在其核心状态管理数据413中搜索与在所述报文中表示的终端节点X 146相关的状态。找到了先前保存的与终端节点X 146相关的状态，并且向CSMN节点104′发送一个包括所述状态和终端节点X 146的标识符的状态传递更新(STU＂)报文568。现在如前所述完成图5中描述的报文570和剩余的处理。

依照本发明的状态传递可以由于许多原因而发生。在本发明的一个实施例中，由一个终端节点在切换处理期间，发起状态传递。由于移动，终端节点试图终止与一个接入节点的连接并建立与另一接入节点的新连接，在此情况下状态传递作为移动性管理系统的一部分，能够有效且迅速地建立与新的接入节点的连接，同时尽可能短地中断终端节点的数据通信。在本发明的一个实施例中，所描述的状态传递方法之后有一个来自新的接入节点或终端节点的路由选择更新报文，以向终端节点的新位置重新定向任何数据流量。在本发明的一个典型实施例中，这种路由选择更新将是移动IP登记的形式，而在另一实施例中将是移动IPv6绑定更新。

在本发明的其它的实施例中，作为终端节点从活动状态转变到数据通信暂时停止的待用状态的一部分，发起状态传递。在此情况下，状态传递确保当终端节点在将来某个时间并且可能在一些不同的接入节点再次变成活动时，可以很快且有效地发起连接。

在本发明的另一实施例中，当在一个终端节点和一个接入节点之间的链路丢失时，启动状态传递，在此情况下状态传递机制是用于鲁棒性，因为终端节点可以试图在将来再次经由另一接入节点重新连接，使得重新连接处理快速而且有效。

图9表示一种通信系统800。图9表示在图5中描绘的典型系统的简化版本中的核心状态管理信令。图5包括与参照图3所描述的接入节点相同或相似的接入节点140、140′。终端节点X 146与图2的终端节点X 146相同或相似。此外，核心状态管理节点(CSMN)104与图4的CSMN相同或相似。在图9的节点之间的线表示依照本发明发送和接收的状态管理相关的报文，并在下文中进行解释。

在图9的本发明实施例中，CSMN节点104定期地，或响应于一些触发事件，分别向接入节点140、140′发送集聚的状态请求(ASR)报文801、803。这些请求报文801、803表示对状态信息的请求。在收到所述报文801、803时，接入节点140、140′聚集与所述接入节点相关的终端节点的当前状态信息并分别经由报文802、804将它返回给CSMN节点104。在收到报文802、804时，CSMN 104分解状态并按照终端节点标识符将它保存在其存储器中。这样，CSMN 104可以控制其状态信息的更新。这一更新技术可以与先前讨论的状态更新技术结合使用。在本发明的一个实施例中，返回给CSMN 104的并非是所有的状态，而仅仅是定期改变的动态状态。

在本发明的一个实施例中，以循环并且周期被预先配置的定期的方法，一次发送一个聚集的状态请求(ASR)报文801、803。在本发明的一个替代实施例中，以循环的方式且当服务器上的负载低于预先设置的阈值时，发送聚集的状态请求(ASR)报文801、803。作为替代地，可以使用用于安排和/或定时报文801、803的其它技术。

在本发明的一个实施例中，在AAA系统中叠加地实施状态传递，在此情况下状态传递报文是早已存在的AAA报文(例如：RADIUS报文)的新的扩充，或者它们是新的AAA报文。在这种实施例中，CSMN节点可以作为一个AAA服务器来实施并且属于一个AAA层次结构。在本发明的一个替代实施例中，CSMN节点是一个移动归属代理，在此情况下，状态传递报文作为早已存在的移动IP报文的新的扩充、或者作为新的移动IP报文来实施。在本发明的一个实施例中，所述系统是一个蜂窝网络。在这种实施例中，接入节点可以作为接入路由器来实施。网络节点可以作为路由器来实施，并且终端节点可以对应于，例如，作为移动节点来实施。

图10表示一种通信系统900，其使用一个可由多个服务器，例如验证、授权和计费(AAA)服务器904、904′，接入的公共的状态信息数据库910。依照本发明，在数据库910中，可以由独立的服务器904、904′来检索和保存状态信息，例如作为切换操作的一部分。该操作可能包括一个终端节点946从第一接入节点940到第二接入节点940′的切换。

在所示的系统900中，终端节点X946有分别与第一和第二接入节点940、940′的通信链路510、550。该系统900包括一个或多个执行路由选择操作的其它节点120。图10的系统与先前参照图5描述的系统相似，并且可以使用相同或相似的元件例如接入节点和/或服务器电路来实施。图10中的系统显著不同于图5系统之处在于，在网络中何处保存状态信息以及服务器接入和更新状态信息的方法。在图10的实施例中，在AAA服务器904、904′之外的数据库910用于保存状态信息。这允许多个AAA服务器共用一个公共的状态信息数据库910，以避免需要在每个AAA服务器904、904′中保存独立的状态信息数据库。这也避免了作为现在将在典型切换操作背景下解释的切换操作的一部分，需要在AAA服务器904、904′之间传递报文。而且，它增加了系统的可靠性，因为个别的AAA服务器(例如AAA服务器904)的故障，并不影响状态传递过程，因为任意一个AAA服务器(例如AAA服务器904′)都可以检索由任何其它连接在同一个数据库910中的AAA服务器(例如AAA服务器904)放入数据库910中的状态。

AAA协议使用不同组的验证/授权(也称为AA)报文，例如：接入请求/答复，和不同的计费(也称为A)报文，例如：计费请求/答复。而且，AAA服务器的AA部分通常仅读取数据库来检索用户概况。也就是说，验证/授权部分通常并不向数据库中写入。然而，AAA服务器的计费部分通常向数据库中写入，以保存给定终端节点的积累的计费信息。通常，由计费服务器生成的记录与由AAA服务器的AA部分生成的那些相分隔。在逻辑上认为AAA系统的AA和A部分是一件事物(即：AAA)，然而有时AAA系统的AA和A部分可以是物理上独立的，例如在包含数据库910的一部分的不同服务器上。

在图5所描绘的本发明的一个实施例中，报文520′、530′、560′和570′是根据验证/授权报文的新近的和新的扩充来实施的。在图10中，终端节点X946，例如在切换开始时，向接入节点940发送一个包括终端节点X146标识符的保存状态请求(SSRQ)报文510。在图10实施例的一个这样的实施方式中，终端节点标识符是网络接入标识符(NAI)，其通常表现为如下形式：user_name@realm。在收到SSRQ报文510时，接入节点940在其状态管理数据313(图3)中搜索与所述终端节点相关的状态信息，并向AAA服务器904发送一个验证/授权接入请求报文520′，其相当于图5中的AN-STU报文520。所述接入请求报文520′包括终端节点X 146的标识符(例如：NAI)和与所述终端节点相关的、接入节点140′可用的状态。所述状态有时在接入请求报文的新近的和新的扩充中传输。在本发明的一个实施例中，所述扩充是属性-值对(AVP)，其中属性是状态的类型(例如：协议ID)，值是实际的状态信息。在一个替代实施例中，一个AVP被用作属性是表示常规状态，而值包括与现在作为不透明对象运送的所述终端节点946相关的所有状态。

在收到接入请求报文520′时，AAA服务器904处理该报文，并向数据库发送一个数据库写入报文905以保存包括在所述报文中的状态，以便所述状态与同样包括在所述报文中的终端节点的标识符相关。数据库910向AAA服务器904返回一个数据库写入确认报文906，以表示写入操作成功。AAA节点904还向接入节点940返回一个新版本的接入接受报文530′，以表示正确地接收并存储了所述状态，而不是接入一个终端节点的典型许可。

终端节点X 946向接入节点940′发送一个包含终端节点X 146标识符(例如：它的NAI)的检索状态请求(RSRQ)报文550。在收到所述RSRQ报文550时，接入节点940′向AAA服务器904′发送一个包括终端节点X 146标识符(例如：它的NAI)的验证/授权接入请求报文560′(相当于图5中的STRQ报文560)。注意，是将报文560′发送给一个不同于先前的报文520′被引导前往的服务器的AAA服务器，即：AAA服务器904′。这表示着不需要所有的接入节点(例如：940、940′)使用相同的AAA服务器(904或904′)，只要AAA服务器(904和904′)可以接入相同的数据库910即可。

在收到所述接入请求报文560′时，AAA服务器904′处理所述报文，并向数据库910发送包括终端节点946NAI的数据库读取报文907。在收到报文910时，数据库在其存储器中搜索与在所述数据库读取报文中表示的终端节点X 946相关的状态信息。找到了先前保存的与终端节点X 946相关的状态，并且数据库910在报文908中向AAA服务器904′返回所述状态。在收到所述报文908时，AAA服务器904′向接入节点940′发送包括所述状态和终端节点X 946的NAI的接入接受报文570′(相当于图5中的CSMN-STU报文570)。

在收到接入接受报文570′时，接入节点940′在其状态管理数据313(图3)中保存包括在所述报文中的状态，并允许接入终端节点946。

在本发明的一个实施例中，在收到报文907时，数据库910可能没有与所述终端节点946相关的动态。在此情况下，数据库910可能有表现为并非传递内容的用户概况形式的、与终端节点946相关的静止状态。在此情况下，将终端节点946的静止状态经由报文908返回给AAA服务器904′。在此情况下，在AAA服务器904′返回接入接受之前，可以在它本身和终端节点946之间启动正常的验证程序。本发明的特性在于将标准的终端节点验证与内容传递相结合，产生了一种用于在系统中首次或紧接着切换之后接受终端节点的一致和强壮方法。

可以由任何本技术领域中的专家，根据AAA服务器的计费部分，来实施相同或相似的功能。

在不同的实施例中，使用一个或多个模块来实施在此描述的节点，以执行对应于本发明的一个或多个方法的步骤，例如信号处理、报文生成和/或传输步骤。这样，在一些实施例中，本发明的各个特性是使用模块来实施的。这种模块可以使用软件、硬件或者软件和硬件的组合来实施。上文描述的方法或方法步骤中的许多可以使用机器可执行指令，例如包括在机器可读介质例如存储设备如RAM、软盘等之内的软件，来实施，以控制机器，例如有或者没有额外硬件的通用计算机，从而，例如在一个或多个节点中，实施全部或一部分上文描述的方法。因此，其中需要说明的一点是，本发明针对一种包括机器可执行指令以引起机器，例如处理器及相关硬件，执行一个或多个上文所述方法的步骤的机器可读介质。

对于那些熟悉技术的人来说，鉴于本发明的上述描述，上文描述的本发明的方法和装置的许多额外的变化将是显而易见的。这种变化将被认为包括在本发明的范畴之内。本发明的方法和装置可以，并且在不同的实施例中，配合可用于提供接入节点和移动节点之间的无线通信链路的CDMA、正交频分复用(OFDM)或各种其它类型的通信技术来使用。在一些实施例中，将接入节点作为使用OFDM和/或CDMA与移动节点建立通信链接的基站来实施。在不同的实施例中，将移动节点作为笔记本电脑、个人数字助理(PDA)或其它便携式设备包括接收机/发射机电路和逻辑和/或例行程序来实施，以实现本发明的方法。

Claims (20)

1、一种用于包括第一接入节点、第二接入节点、核心状态管理节点和移动节点的通信系统中的通信方法，该方法包括：

操作所述核心管理节点来执行下述步骤：

从所述第一接入节点接收状态信息，所述状态信息已经响应于所述第一接入节点所接收的信号而被传递；

存储所述状态信息；

从所述第二接入节点接收信号；以及

响应于从所述第二接入节点接收的所述信号，将所述状态信息发送到所述第二接入节点。

2、如权利要求1所述的方法，其中所述第一接入节点和所述第二接入节点是基站。

3、如权利要求1所述的方法，其中从所述第二接入节点接收的所述信号包括移动节点标识符。

4、如权利要求3所述的方法，其中所述第一接入节点所接收的所述信号是来自所述移动节点的信号。

5、如权利要求2所述的方法，还包括步骤：

在所述状态信息被发送到所述第二接入节点后，操作所述第一和第二接入节点中的至少一个来将路由选择更新信号发送到路由选择设备。

6、如权利要求1所述的方法，其中所述第一接入节点在第一网络区域中，所述第二接入节点在第二网络区域中，所述状态管理节点用来存储供移动节点用来通过所述第一区域中的接入节点来访问所述系统的状态信息。

7、如权利要求5所述的方法，其中所述状态管理节点用来存储供移动节点用来通过所述第二区域中的接入节点来访问所述系统的状态信息。

8、如权利要求3所述的方法，还包括步骤：

操作所述第二接入节点来进行检查，以确定在生成所述核心状态管理节点所接收的所述信号之前，所述第二接入节点是否已经接收与所述移动节点对应的状态信息。

9、一种用于包括第一接入节点、第二接入节点、核心状态管理节点和移动节点的通信系统中的核心状态管理节点，该核心状态管理节点包括：

接收模块，用于从所述第一接入节点接收状态信息，所述状态信息已经响应于所述第一接入节点所接收的信号而被传递；

存储模块，用于存储所述状态信息；

其中所述接收模块还从所述第二接入节点接收信号；以及

发送模块，用于响应于从所述第二接入节点接收的所述信号，将所述状态信息发送到所述第二接入节点。

10、如权利要求9所述的核心状态管理节点，其中所述第一接入节点和所述第二接入节点是基站。

11、如权利要求9所述的核心状态管理节点，其中从所述第二接入节点接收的所述信号包括移动节点标识符。

12、一种用于包括第一接入节点、第二接入节点、核心状态管理节点和移动节点的通信系统中的核心状态管理节点，该核心状态管理节点包括：

接收器，用于从所述第一接入节点接收状态信息，所述状态信息已经响应于所述第一接入节点所接收的信号而被传递；

存储器，用于存储所述状态信息；

其中所述接收器还从所述第二接入节点接收信号；以及

发送器，用于响应于从所述第二接入节点接收的所述信号，将所述状态信息发送到所述第二接入节点。

13、如权利要求12所述的核心状态管理节点，其中所述第一接入节点和所述第二接入节点是基站。

14、如权利要求13所述的核心状态管理节点，其中从所述第二接入节点接收的所述信号包括移动节点标识符。

15、一种包含有机器可执行指令的机器可读介质，所述机器可执行指令用来控制包括第一接入节点、第二接入节点、核心状态管理节点和移动节点的通信系统中的核心状态管理节点，该机器可读介质包括：

用于使所述核心状态管理节点从所述第一接入节点接收状态信息的指令，所述状态信息已经响应于所述第一接入节点所接收的信号而被传递；

用于使所述核心状态管理节点存储所述状态信息的指令；

用于使所述核心状态管理节点从所述第二接入节点接收信号的指令；以及

用于使所述核心状态管理节点响应于从所述第二接入节点接收的所述信号，将所述状态信息发送到所述第二接入节点的指令。

16、如权利要求15所述的机器可读介质，其中所述第一接入节点和所述第二接入节点是基站。

17、如权利要求15所述的机器可读介质，其中从所述第二接入节点接收的所述信号包括移动节点标识符。

18、一种用于包括第一接入节点、第二接入节点、核心状态管理节点和移动节点的通信系统中的核心状态管理节点，该核心状态管理节点包括：

处理器，其被配置来操作所述核心管理节点来：

从所述第一接入节点接收状态信息，所述状态信息已经响应于所述第一接入节点所接收的信号而被传递；

存储所述状态信息；

从所述第二接入节点接收信号；以及

响应于从所述第二接入节点接收的所述信号，将所述状态信息发送到所述第二接入节点。

19、如权利要求18所述的核心状态管理节点，其中所述第一接入节点和所述第二接入节点是基站。

20、如权利要求18所述的核心状态管理节点，其中从所述第二接入节点接收的所述信号包括移动节点标识符。

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