向活动集中的网络功能体传送会话状态变化

摘要

将网络功能体配置为维持接入终端的会话状态的副本。进一步将该网络功能体配置为查询会话主控以确定会话状态是否已经改变。将会话主控配置为生成对查询的响应，如果会话状态改变，该响应使得网络功能体能够对会话状态的副本进行更新。可以将接入终端配置为改变在第一个网络功能体上的所述会话状态，并且将消息发送到第二个网络功能体，以指示会话状态已经改变。

说明书

相关申请

本申请要求2006年6月7日提交的题目为“A METHOD ANDAPPARATUS FOR UPDATING THE SESSION STATE”美国临时专利申请S.N.60/811,876的权益，通过引用将该临时专利申请清楚地合并在本文中。

技术领域

本公开一般涉及无线通信网络，并且更具体地，涉及用于向活动集中的网络功能体传送会话状态变化的各种概念和技术。

背景技术

广泛部署无线通信系统来提供诸如电话、视频、数据、消息、广播等的各种通信服务。这些系统通常采用能够通过共享可用网络资源将多个接入终端连接到广域网(WAN)的接入网络。一般，通过分布在地理覆盖区域中的多个接入点来实现接入网络。一般将地理覆盖区域分割成多个小区，，每个小区内具有一个接入点。可以将小区进一步分割成多个扇区。接入点一般对于小区内的每个扇区包括一个收发机功能体。收发机功能体为扇区内的接入终端提供空中接口附着点。

接入网络还可以包括一个或多个网络功能体。在典型配置中，网络功能体作为对任意数目收发机功能体的控制器，并且执行包括为接入终端分配、管理并且释放资源在内的各种任务。网络功能体还为接入终端提供互联网协议(IP)层附着点(IAP)。经由IAP发送所有去往接入终端的IP分组。接入网络可以具有集中式网络结构，该集中式网络结构在这里定义为支持多个接入点的多个网络功能体，即，每个网络功能体支持多个接入点并且每个接入点由多个网络功能体支持，或者接入网络可以具有分布式网络结构，该分布式网络结构在这里定义为用于每个接入点的专用网络功能体，即，每个网络功能体支持单独一个接入点并且每个接入点由单独一个网络功能体支持。

除了提供IP层附着点之外，IAP还可以负责维持任何数目接入终端的会话状态。接入终端的会话状态是当连接结束时所保持的在接入终端和IAP之间的控制路径上的接入网络状态。会话状态包括在接入终端和接入网络之间协商的属性的值。这些属性影响连接的特性以及接入终端所接收的服务的特性。通过举例的方式，接入终端可以为一个新的应用协商服务质量(QoS)配置，并且将新的过滤和流规范提供给接入网络，以指示该应用的QoS服务需求。作为另一个例子，接入终端可以与接入网络协商在通信中使用的报头的大小和类型。

在一些无线通信系统中，给定扇区内的接入终端通过在对该扇区服务的收发机功能体的接入信道上进行接入尝试，与接入点建立连接。与接收该接入尝试的收发机功能体相关联的网络功能体联系该接入终端的会话主控，并且取得该接入终端的会话状态的副本。会话主控可以是集中式或者分布式的实体，并且可以与或者可以不与IAP处于相同地点。当接入尝试成功时，为接入终端分配诸如MAC ID和数据信道的空中接口资源，以与对该扇区进行服务的收发机功能体进行通信。另外，将IAP移动到服务网络功能体，或者可替换地，使用IP隧道协议在IAP和服务网络功能体之间发送IP分组。

在一些无线通信系统中，一旦接入终端与接入点建立连接，它就发送指示它可以侦听到的其它扇区以及这些其它扇区的信号强度的报告。收发机功能体接收该报告，并且将该报告转发到网络功能体中基于集中式网络的控制器，该控制器然后为该接入点提供一个活动集。该活动集是具有为该接入终端保留的空中接口资源的扇区集合。该接入终端将继续发送定期报告，并且随着该接入终端在接入网络中移动，该基于网络的控制器可以向活动集中添加或者从活动集中去除扇区。

该活动集的一个功能是允许接入终端在扇区之间进行快速切换，并且在不必进行新的接入尝试的情况下维持服务，这通过以下操作来实现：(1)在活动集内的每个扇区中为该接入终端保留空中接口资源，以及(2)将会话状态的副本从会话主控提供给对活动集内的扇区进行服务的每个网络功能体。采用这种方法，可以实现扇区之间的切换，同时最小化对于活动应用的QoS服务的影响。

当在会话主控处会话状态发生改变时，需要及时地将新的属性分发给对活动集内的扇区进行服务的每个网络功能体，以确保来自每个扇区的最优服务。在一些情况下，例如，如果报头的类型改变，或者协商了新的安全密钥，那么在将这些变化传送给扇区之前，接入终端根本不能与该扇区进行通信。因此，无论何时发生对会话状态的改变，基于网络的控制器都需要将该变化传送给对活动集内的扇区进行服务的每个网络功能体。

作为对传统的基于网络的控制器的替换，接入终端可以负责维持活动集。当接入终端执行该功能时，在接入网络中没有一个单独的实体知道活动集内扇区的所有网络功能体。因此，在本领域中需要一种机制，用于当会话改变发生时，在对活动集内的扇区进行服务的每个网络功能体处更新会话状态的副本。

发明内容

根据本公开的一个方面，一种在接入网络中运行的装置包括处理系统，将所述处理系统配置为维持接入终端的会话状态的副本，进一步将所述处理系统配置为对会话主控进行查询以确定所述会话状态是否已经改变，并且如果所述会话状态已经改变，则更新所述会话状态的副本。

根据本公开的另一个方面，一种在接入网络中运行的装置包括处理系统，将所述处理系统配置为作为会话主控维持接入终端的会话状态，进一步将所述处理系统配置为生成对来自网络功能体的查询的响应，所述响应使得所述网络功能体能够对所述网络功能体为所述接入终端维持的所述会话状态的副本进行更新。

根据本公开的另一个方面，一种在接入网络中运行的装置包括处理系统，将所述处理系统配置为维持包含由第一个和第二个网络功能体进行服务的扇区的活动集，每个网络功能体维持所述装置的会话状态的副本，并且其中，进一步将所述处理系统配置为改变在所述第一个网络功能体处的所述会话状态，并且将消息发送到所述第二个网络功能体，以指示所述会话状态已经改变。

根据本公开的另一个方面，一种在接入网络中运行的方法包括：维持接入终端的会话状态的副本；对会话主控进行查询，以确定所述会话状态是否已经改变；以及如果所述会话状态已经改变，则更新所述会话状态的副本。

根据本公开的另一个方面，一种在接入网络中运行的方法包括：作为会话主控维持接入终端的会话状态；生成对来自网络功能体的查询的响应，所述响应使得所述网络功能体能够对所述网络功能体为所述接入终端维持的所述会话状态的副本进行更新。

根据本公开的另一个方面，一种在装置上与接入网络进行通信的方法包括：维持包含由第一个和第二个网络功能体进行服务的扇区的活动集，每个网络功能体维持所述装置的会话状态的副本；改变在所述第一个网络功能体处的所述会话状态；以及将消息发送到所述第二个网络功能体，以指示所述会话状态已经改变。

根据本公开的另一个方面，一种机器可读介质包括由装置中的一个或多个处理器可执行的指令，所述指令包括：用于维持接入终端的会话状态的副本的代码；用于对会话主控进行查询以确定所述会话状态是否已经改变的代码；以及用于如果所述会话状态已经改变则更新所述会话状态的副本的代码。

根据本公开的另一个方面，一种机器可读介质包括由装置中的一个或多个处理器可执行的指令，所述指令包括：用于作为会话主控维持接入终端的会话状态的代码；用于生成对来自网络功能体的查询的响应的代码，所述响应使得所述网络功能体能够对所述网络功能体为所述接入终端维持的所述会话状态的副本进行更新。

根据本公开的另一个方面，一种机器可读介质包括由装置中的一个或多个处理器可执行的指令，所述指令包括：用于维持包含由第一个和第二个网络功能体进行服务的扇区的活动集的代码，每个网络功能体维持所述装置的会话状态的副本；用于改变在所述第一个网络功能体处的所述会话状态的代码；以及用于将消息发送到所述第二个网络功能体，以指示所述会话状态已经改变的代码。

应该理解，对于本发明的技术人员来说，从下列详细说明中，本发明的其它方面将变得显而易见，其中，通过举例说明的方式对本发明的仅仅多个方面进行了说明和描述。应该意识到，本发明可以具有其它并且不同的配置，并且可以在多个其它方面中对其若干细节进行修改，而不脱离本发明的范围。因此，附图和详细说明本质上是举例说明性而不是限制性的。

附图说明

图1是对包括接入终端的分布式接入网络结构进行说明的概念方框图；

图2是对用于将扇区添加到活动集中的呼叫流程的例子进行说明的图；

图3是对用于改变会话状态的呼叫流程的例子进行说明的图；

图4是对接入点和接入终端的硬件配置的例子进行说明的概念方框图；

图5是对用于访问接入网络的装置中的处理系统的功能的例子进行说明的方框图；

图6A和6B是对用于在接入网络中运行的装置中的处理系统的功能的例子进行说明的方框图。

具体实施方式

下列结合附图给出的详细说明是想要作为本发明多个方面的说明，而不是想要代表本发明的仅仅多个方面。详细说明包括为了提供对本发明的彻底理解目的的特定细节。然而，对于本领域的技术人员来说，可以不采用这些特定细节实现本发明，这是显而易见的。在一些例子中，为了避免对本发明的概念造成模糊，以方框图的形式示出众所周知的结构和组件。

可以在大量通信系统中使用本公开中所提出的各种概念。例如，基于超移动宽带(UMB)的无线通信系统可以从这些概念中受益。UMB是3GPP2发布的作为CDMA2000标准族的组成部分的空中接口标准。典型地，使用UMB为移动用户提供互联网接入。可以从这些技术中受益的无线通信系统的另一个例子是基于IEEE 802.20的系统。IEEE 802.20是为基于互联网协议(IP)的服务所设计的基于分组的空中接口。为了表述清楚的目的，现在将参考分布式网络结构给出各种概念，然而，可以等效地将这些概念应用于集中式网络结构，并且可以容易地将这些概念扩展到其它无线通信系统。

图1是对包括接入终端的分布式接入网络结构进行说明的概念方框图。如图所示，接入终端102通过接入网络106连接到诸如互联网的基于分组的网络104。接入终端102可以是固定或者移动设备，用户可以利用该设备从接入网络106获得服务。例如，接入终端102可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、个人计算机、膝上型计算机、数码相机、数码录像机、游戏控制台、音频设备、视频设备、多媒体设备、或者能够从接入网络106接收服务的任何其它合适的设备。

接入网络106包括在蜂窝覆盖区域内分布的多个接入点107₁-107₃，其中在每个小区中具有一个接入点。接入点107对于它所服务的小区内的每个扇区包含一个单独的收发机功能体108。收发机功能体108用于为其扇区内的接入终端提供空中接口附着点。在该例子中，在图1中所示的用于接入终端102的空中接口附着点是收发机功能体108₁₂。将该收发机功能体108₁₂称为服务收发机功能体。

每个接入点107还包括网络功能体110。网络功能体110负责控制接入点107内的收发机功能体108，并且执行诸如为接入终端分配、管理和释放资源的任务。在该例子中，因为网络功能体110₁控制作为接入终端102的空中接口附着点的收发机功能体108₁₂，所以网络功能体110₁是服务网络功能体。服务网络功能体110₁可以为接入终端102提供IAP。可替换地，IAP可以位于其它位置，并且可以使用IP隧道协议在IAP和服务网络功能体110₁之间发送分组。归属代理112负责维持在基于分组的网络104上的连接，该归属代理112通过IAP与接入终端102交换IP分组。

随着无线电条件的改变，接入终端102可以将其空中接口附着点改变到活动集内的新的扇区。因为改变空中接口附着点的过程构成接入终端102在链路层的切换，所以通常将该过程称为“L2切换”。接入终端102对活动集内所有扇区的前向和反向链路的无线电条件执行过滤测量。例如，在基于UMB的通信系统中，接入终端102可以对捕获导频、公共导频信道(如果存在)、以及在共享信令信道上的导频测量信号-干扰噪声比(SINR)，以选择前向链路扇区。对于反向链路，接入终端102可以基于从扇区到接入终端102的上行/下行功率控制命令，对活动集内的每个扇区的CQI擦除率(erasure rate)进行测量。

当接入终端102改变其空中接口附着点时，可以将IAP改变为对新的收发机功能体进行服务的网络功能体。因为改变IAP的过程构成接入终端102在网络层的切换，所以通常将该过程称为“L3切换”。L3切换需要归属代理与新IAP的绑定更新，并且需要将会话状态转移到新IAP。作为L3切换的替代，可以使用IP隧道协议在IAP和服务网络功能体之间发送分组。

如在本公开的背景部分所解释的，使用活动集允许接入终端在扇区之间进行快速切换，并且通过以下操作在不必进行新的接入尝试的情况下维持服务：(1)在活动集内的每个扇区中为接入终端保留空中接口资源，以及(2)将会话状态的副本提供给对活动集内的扇区进行服务的每个网络功能体。

现在将参考图1给出例子。当接入终端102与服务收发机功能体108₁₂建立活动连接时，该接入终端102开始创建活动集。在该例子中，来自服务接入点107₁内其它收发机功能体108₁₁以及邻近接入点107₂内收发机功能体108₂₁、108₂₂的信号强度应该足够将这些收发机功能体所服务的扇区添加到活动集中。接入终端102通过将连接请求发送到网络功能体110₁和110₂，将这些扇区添加到活动集。响应于该连接请求，网络功能体110₁和110₂在这些扇区内为该接入终端保留空中接口资源。邻近接入点107₂内的网络功能体110₂也从接入终端102的会话主控取得会话状态的副本。在该例子中，IAP是会话主控和服务网络功能体110₁。

图2是对用于将扇区添加到活动集中的呼叫流程的例子进行说明的呼叫流程图。在步骤202中，接入终端102将连接请求发送给网络功能体210，该网络功能体210控制被添加到活动集中的扇区。该连接请求包括该接入终端102的会话主控220的标识符。该标识符可以是单播接入终端标识符(UATI)，该UATI可以用作IP地址来直接对会话主控220进行寻址，或者可以使用其查找会话主控220的地址。在步骤204中，当网络功能体210加入活动集时，通过将“获取会话”消息发送到会话主控220，网络功能体210从会话主控220索取会话状态的副本。会话主控220以包括会话状态的属性在内的“获取会话响应”做出响应。

当接入终端102对会话主控处的会话状态进行重新配置或者改变时，需要更新由对活动集内的扇区进行服务的每个网络功能体所维持的会话状态的副本。可以使用若干技术。提供了两个例子来更新在各个网络功能体处的会话状态的副本，然而，本发明不限制于这些技术。对于本领域的技术人员来说，根据本公开的启示，其它技术将是显而易见。

将一种技术称为基于接入终端(AT)推送的机制。采用该技术，接入终端将消息发送给对活动集中的扇区进行服务的每个网络功能体，要求该网络功能体更新其会话状态的副本。响应于该消息，网络功能体查询会话主控，以确定会话状态是否已经改变。如果在会话主控处的会话状态已经改变，那么网络功能体相应地更新其会话状态。

图3是对基于AT推送的机制的例子进行说明的呼叫流程图。在该例子中，服务网络功能体320具有到该接入终端的会话主控340的IP隧道。第二个网络功能体360对接入终端102的活动集内的一个扇区进行服务。

参考图3，在步骤302中，接入终端102通过将配置消息发送到服务网络功能体320，对会话状态进行重新配置或者改变。在步骤304中，响应于该消息，服务网络功能体320将改变请求消息发送给会话主控340。在步骤306中，会话主控340改变会话状态，并且随后将响应发送回服务网络功能体320，指示会话状态已经改变。在步骤308中，服务网络功能体320将配置完成消息发送到接入终端102。一旦步骤308发生，在步骤310中，接入终端102将“同步会话”请求发送到对活动集内的扇区进行服务的每个网络功能体，要求该网络功能体更新会话状态的副本。在该例子中，将“同步会话”请求发送到第二个网络功能体360。在步骤314中，第二个网络功能体360使用它以前被添加到活动集时所获得的UATI，通过“获取会话”消息来查询会话主控340。在步骤316中，会话主控340用包括会话状态的属性的“获得会话响应”做出响应。

将用于更新各个网络功能体处的会话状态的副本的另一种技术称为基于定时器的机制。采用基于定时器的机制，对活动集内的扇区进行服务的每个网络功能体周期性地查询接入终端的会话主控，以确定会话状态是否已经改变。可以使用“获取会话请求”消息对会话主控进行查询，并且可以使用“获取会话响应”将会话状态的属性从会话主控传送到网络功能体。

除了基于AT推送的机制和基于定时器的机制之外，网络功能体还可以当其扇区之一变成该接入终端的服务扇区时对会话主控进行查询，以确定会话状态是否改变。

从网络功能体到会话主控的“获取会话请求”可以包括签名，该签名指示该网络功能体所接收到的会话状态的最新副本。该签名可以是在一个或多个属性值上计算的公共哈希函数。会话主控通过在当前会话状态的同一属性集合上计算哈希函数来生成它自己的签名，并且将该签名与它从网络功能体接收的每个“获取会话请求”的签名进行比较。仅仅当签名不匹配(即，网络功能体的签名与在会话主控处所计算的签名不同)时，作为对“获取会话请求”消息的响应，将会话状态的属性值发送到网络功能体。可替换地，可以使用每次对会话状态的副本进行更新时递增的时间戳或者计数器作为签名。无论签名产生的方式如何，还可以将签名与其它信令消息一起使用。在初始信令期间签名可以是空的。

存在可以在会话主控处对会话状态进行重新配置和改变的多种方式。可以将一个例子称为“默认锁定”方法。采用该方法，总是锁定在会话主控处的会话状态，并且需要解锁该会话状态来重新配置或者改变属性。利用用于启动处理过程的消息交换对会话状态进行解锁，并且利用用于结束处理过程的消息交换对会话状态进行锁定。例如，在基于AT推送的机制中，可以通过来自接入终端的“同步会话请求”来解锁在会话控制器处的会话状态，并且当从IAP发送“获取会话响应”时锁定该会话状态。

可以将另一个例子称为“默认解锁”方法。采用该方法，可以在任何时间对会话状态进行重新配置或者改变。然而，对于会话状态切换(即，将会话状态转移到新的会话主控)通常需要锁定会话状态。

图4是对接入点和接入终端的硬件配置的例子进行说明的概念方框图。在该例子中，如图所示，接入点107具有处理系统402、网络收发机404、以及用于小区中每个扇区的无线收发机406。每个无线收发机406通过对无线信号进行解调并且执行其它RF前端处理，实现收发机功能体的物理层的模拟部分。处理系统402用于实现收发机功能体的物理层的数字处理部分，以及实现链路层。处理系统402还提供接入点107中的网络功能体。网络收发机404在处理系统402中的网络功能体以及接入网络的回程(backhaul)之间提供接口。

如图所示，接入终端102具有处理系统412、用户接口414、以及无线收发机416。很像接入点107内的无线收发机406，无线收发机406通过对无线信号进行解调并且执行其它RF前端处理，实现接入终端102的物理层的模拟部分。处理系统412用于实现物理层的数据处理部分、链路层、网络层、以及所有上层功能体。提供用户接口414，以允许用户对接入终端102进行操作，并且例如，用户接口414可以包括显示器和键盘。

可以利用一个或多个处理器来实现接入点107和接入终端102内的处理系统402、412。处理器可以是诸如微处理器的通用处理器、诸如数字信号处理器(DSP)的专用处理器、或者能够支持软件的任何其它硬件平台。无论软件被称为软件、固件、中间件、微代码、或者其它任何术语，应该将软件广泛地解释为表示指令、数据结构或者程序代码的任何组合。可替换地，处理器可以是专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、状态机、或者分立硬件组件的组合、或者上述任何组合。处理系统402、412还可以包括用于存储由一个或多个处理器所执行的软件的机器可读介质。机器可读介质可以包括在处理系统402、412内整体或部分实现的一个或多个存储设备。机器可读介质还可以包括距处理系统402、412远程的一个或多个存储设备，或者机器可读介质可以通过传输线或者对数据信号进行编码的载波来实现。本领域的技术人员将意识到如何最佳地实现处理系统402、412的所描述的功能。

图5是对用于访问接入网络的装置中的处理系统的功能的例子进行说明的方框图。装置500可以是接入终端或者其它实体。装置500包括用于维持活动集的模块502。在该例子中，活动集包括由第一个和第二个网络功能体所服务的扇区，每个网络功能体维持该装置的会话状态的副本。装置500还包括用于改变在第一个网络功能体处的会话状态的模块504，以及用于将消息发送到第二个网络功能体以指示会话状态已经改变的模块506。

图6A和6B是对用于在接入网络中运行的装置内的处理系统的功能的例子进行说明的方框图。装置600可以是网络功能体或者其它实体。参考图6A，装置600包括用于维持接入终端的会话状态的副本的模块602，用于向会话主控进行查询以确定会话状态是否已经改变的模块606，以及用于如果会话状态已经改变就对会话状态的副本进行更新的模块604。

装置600还可以作为会话控制器。参考图6B，该装置包括作为会话主控维持接入终端的会话状态的模块608，以及用于生成对来自网络功能体的查询的响应的模块610，该响应使得网络功能体能够更新网络功能体为接入终端所维持的会话状态的副本。

提供了上述说明，以使本领域的任何技术人员都能够实现这里所描述的各个方面。对于本领域的技术人员来说，对这些方面的各种修改都将是显而易见的，并且可以将这里定义的一般原理应用到其它方面。因此，权利要求不是想要限制于这里所示的方面，而是要符合与所描述权利要求一致的全部范围，其中，除非特别声明，否则以单数提及的一个要素不是想要表示“一个并且仅仅一个”，而是表示“一个或多个”。将对于本领域的技术人员已知或者后来变得已知的本公开所描述的各个方面的要素的所有结构和功能等价物清楚地通过引用的方式合并在本文中，并且包括在权利要求中。此外，无论是否在权利要求中对公开内容进行明确陈述，这里所公开的所有内容都不是想要致力于公众。除非使用短语“用于……装置”清楚地陈述要素，或者在方法权利要求的情况下使用短语“用于……步骤”陈述要素，否则，不将权利要求的要素理解为在35U.S.C.§112第六段的规定下。