CN101448280B - WiMAX系统中监听切换事件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种WiMAX系统中监听切换事件的方法，包括：当移动台(MS)发生切换时，在切换准备阶段，收到正在服务的BS转发的切换请求消息并根据切换请求消息中携带的参数判断出目的基站(BS)属于其管辖的AGW将切换请求消息发送给目的BS，并判断切换的用户是否为被监听用户，根据判断结果确定是否向LIS上报切换开始事件。根据本发明的方法，通过增强ASN-GW在切换过程中的功能，由被动转发消息改为主动分析感知消息，在切换过程的不同时机，由相应的ASN-GW分析相应的消息，并根据分析结果上报被监听用户的切换事件，从而达到监听切换事件的目的。

Description

WiMAX系统中监听切换事件的方法 

技术领域

本发明涉及一种微波接入全球互通(Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access，WiMAX)网络中监听用户切换事件的方法。 

背景技术

WiMAX是基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入技术，能够有效地利用有限的无线频谱资源而提供较大的空口带宽(最高70Mbps的数据传输能力)。其网络参考模型如图1所示，由SS/MS、接入业务网络(ASN)和连接业务网络(CSN)三个逻辑实体组成，每个逻辑实体代表了一组功能实体，每个功能可以在单个物理或者分布在多个物理设备中实现。 

归属网络服务提供商(H-NSP)：本地网络业务提供商。H-NSP是一个运营商或者商业团体，它有与WiMAX用户相关的业务等级协议，鉴权和授权用户的会话(网内和漫游场景)，用户业务的计费(计费和帐单)。为了支持漫游业务，一个H-NSP可以与其它NSP有漫游关系。H-NSP网络中主要包含存储用户签约业务的鉴权、授权及计费服务器(AAA)和归属代理(HA)网元。 

拜访网络服务提供商(V-NSP)：拜访网络业务提供商。V-NSP从漫游用户的角度来定义，漫游用户使用V-NSP的无线覆盖访问WiMAX服务。V-NSP可与用户的H-NSP有漫游协议，V-NSP提供到H-NSP的AAA业务路由。基于用户WiMAX业务请求和H-NSP 与V-NSP之间的漫游协议，V-NSP可提供部分或者全部WiMAX业务给漫游用户，或者提供数据/控制业务路由给H-NSP。V-NSP网络中主要包含提供代理转发功能的鉴权、授权及计费服务器(AAA)和归属代理(HA)网元。 

网络接入提供商(NAP)：网络接入提供商。网络接入提供商是为一个或多个WiMAX网络服务提供商(NSP)提供WiMAX无线接入架构的商务单元。NAP中包含一个或者多个接入服务网络(ASN)，WiMAX NWG标准规定，ASN有两种架构：模型C(ProfileC)ASN由基站(BS)和接入服务网关(AGW)两个独立网元组成；模型B(Profile B)ASN仅包含综合基站(IBS)，其功能等同于模型C中的BS+AGW。 

ASN主要为WiMAX用户提供相应的无线接入和控制，ASN由基站(BS)和接入网关(ASN-GW)组成。 

CSN为MS提供IP连接服务，包含了鉴权、授权、计费功能(AAA)和家乡代理(HA)。 

WiMAX定义了两种类型的切换：ASN锚定的切换和CSN锚定的切换。Anchor DP没有发生变化的切换称之为ASN锚定的切换，反之，Anchor DP发生改变的切换称之为CSN锚定的切换。通常用户会先发生ASN锚定的切换，然后如果Anchor DP需要改变，再发起CSN锚定的切换。 

切换期间，当前正在为用户服务的BS称为Serving BS，目的BS称为Target BS。接入网关(ASN-GW)根据用户的位置，用户的状态，和处理流程可以分为不同的功能实体。在本发明中主要涉及到的功能实体包括Target AGW，Serving AGW，Relay AGW和Anchor DP。当前正在为用户服务的ASN-GW称为Serving AGW。 切换时目的ASN-GW称为Target AGW，切换成功完成后，TargetAGW转变为Serving AGW。切换时，中继Serving BS和Target BS之间切换消息的AGW称为Relay AGW，将切换消息停止中继转发给Target BS的Relay AGW称为Last Relay AGW。用户的锚定数据通道处理功能所在的ASN-GW称为Anchor DP。原Anchor DP是指CSN锚定的切换前为用户服务的Anchor DP，Target Anchor DP是指CSN锚定的切换时的目的Anchor DP。 

在WiMAX网络中ASN锚定的切换又被分为两个阶段：切换准备阶段和切换执行阶段。在切换准备阶段，Serving BS和多个Target BS之间进行切换消息的交互，完成资源预留等准备工作。在切换执行阶段，选定的Target BS进行数据通道的创建，用户的重入网等工作，完成用户的切换。 

WiMAX网络工作组(Network Work Group，简称NWG)是WiMAX组织下面致力于研究WiMAX系统定义网络架构和参考模型的工作组。目前，该工作组已经开始确定了WiMAX网络内的合法监听架构，如图2所示。根据目前WiMAX网络的合法监听架构，WiMAX网络的网元(ASN-GW，HA，AAA)均能够与警用监听服务器Lawful Interception Server(LIS)提供接口，每个网元需要负责监控和收集本网元上被控用户信息，并将该信息上报给LIS，由LIS统一提供执法机构(LEA)的接口。 

当执法机构对某个用户设置监控后，需要及时获取用户的活动事件和用户当前的位置。切换是由于用户的移动造成的，切换发生后说明用户的位置已经发生了变化，当前为用户服务的ServingAGW，Serving BS，Anchor DP都可能发生了变化。ASN锚定的切换完成后，为用户服务的Serving BS会发生改变，Serving AGW也有可能发生改变。CSN锚定的切换完成后，用户的Anchor DP会发生改变，Anchor DP是监听用户数据报文的一个重要功能实体，需 要及时向执法机构报告正在为用户服务的Anchor DP。因此切换(ASN锚定的切换和CSN锚定的切换)是标志性的事件，需要向执法机构报告。 

现有WiMAX协议中，切换的控制点在BS，流程的发起、控制、执行都在BS进行。对于BS之间没有接口的WiMAX网络，ASN-GW只作为Serving BS和Target BS之间切换消息的中继，被动转发消息，不主动感知切换事件。而对于BS之间存在接口的WiMAX网络，切换消息不会经过ASN-GW，直接在Target BS和Serving BS之间传递，ASN-GW更无法主动感知切换事件。因此根据现有协议，负责监控和收集被控用户信息的ASN-GW由于无法感知切换事件而不能监听切换事件，不能将该标志性事件上报。因此需要一种方法来解决如何在WiMAX系统中监听用户的切换事件，并及时上报给执法机构的问题。 

发明内容

综上所述本发明提供了一种方法，通过增强ASN-GW在切换过程中的功能，由被动转发消息改为主动分析感知消息，在切换过程的不同时机，由相应的ASN-GW分析相应的消息，并根据分析结果上报被监听用户的切换事件，从而达到监听切换事件的目的。 

根据本发明的一种WiMAX系统中监听切换事件的方法包括：当移动台(MS)发生切换时，在切换准备阶段，收到正在服务的BS转发的切换请求消息的接入网关根据切换请求消息中携带的参数判断出目的基站(BS)是否属于其管辖，如果判断结果为是，则所述接入网关(AGW)将切换请求消息发送给目的BS，并判断切换的用户是否为被监听用户，根据判断结果确定是否向警用监听服务器(LIS)上报切换开始事件。 

其中，AGW根据被控用户表来检测发生切换的用户是否为被监听用户。 

进一步地，当AGW判断出切换的用户是被监听用户时，包括：向LIS上报切换开始事件，并携带用户可能切换到的基站标识；以及LIS收到切换开始事件后，向执法机构(LEA)上报切换开始事件。 

进一步地，在接入业务网络(ASN)锚定的切换完成阶段，还包括：当目的AGW和锚定DP(Anchor DP)之间成功建立数据通道后，Anchor DP确定切换成功完成，并判断发生切换的用户是否为被监听用户；以及在判断结果为是被监听用户的情况下，向LIS上报切换完成事件，并将用户已经切换到的基站标识上报给LIS，以及LIS收到切换完成事件后，向LEA上报切换完成事件。 

进一步地，在发生连接业务网络(CSN)锚定的切换后，还包括：目的Anchor DP收到来自原Anchor DP的DPF切换请求消息后，判断用户是否为被监听用户；在判断结果为是被监听用户的情况下，向LIS上报CSN切换开始事件，并携带用户可能切换到的目的Anchor DP标识，以及LIS收到CSN切换开始事件后，向LEA上报CSN切换开始事件。 

进一步地，在CSN锚定切换结束时，还包括：原Anchor DP收到来自目的Anchor DP的DFP切换响应消息后，判断用户是否为被监听用户；以及在判断结果为是被监听用户的情况下，向LIS上报CSN切换完成事件，并携带用户已经切换到的Anchor DP标识，LIS收到CSN切换开始事件后，向LEA上报CSN切换完成事件。 

进一步地，在WiMAX网络为模型B时，上述AGW为ASN。 

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中： 

图1是WiMAX网络架构参考模型； 

图2是WiMAX网络合法监听架构参考模型； 

图3是根据本发明实施例的上报切换开始事件流程图； 

图4是根据本发明实施例的上报切换完成事件流程图； 

图5是根据本发明实施例的上报CSN切换开始事件流程图；以及 

图6是根据本发明实施例的上报CSN切换完成事件流程图。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。 

本发明提供了一种简单的方法来解决WiMAX网络中不能监听切换事件的问题。本发明通过增强ASN在切换过程中的功能，由被 动转发消息改为主动分析感知消息，在切换过程的不同时机，由相应的ASN分析相应的消息，并根据分析结果上报被监听用户的切换事件，从而达到监听切换事件的目的。 

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。 

图3是根据本发明实施例的上报切换开始事件流程图。该流程适用的网络是BS之间没有接口，不同BS之间的消息需要通过AGW中继的网络。在切换准备阶段，位于切换请求消息传输路径上的最后一个中继AGW截取切换请求消息，分析该消息，并根据分析结果给LIS上报被监听用户的切换开始事件，将用户可能切换到的目的BS标识报告给LIS。如图3所示，包括： 

步骤301：当MS发生切换时，在切换准备阶段，中继AGW收到serving BS转发切换请求消息； 

步骤302：中继AGW收到切换请求消息后，根据消息中携带的参数(目的BS标识)，判断Target BS不在该AGW的管辖范围内，需要继续将该请求消息转发给下一个中继AGW； 

步骤303：该中继AGW将切换请求消息转发给下一个中继AGW； 

步骤304：新的中继AGW收到该消息后，同步骤301判断出Target BS属于该AGW的管辖范围，需要将该切换请求消息转发给Target BS； 

步骤305：该中继AGW(Last Relay AGW)将切换请求消息转发给Target BS； 

步骤306：该中继AGW(Last Relay AGW)根据被控用户表检测发生切换的用户是否被监听用户，如果是被监听用户则执行步骤307，308，否则继续正常的切换流程； 

步骤307：该中继AGW(Last Relay AGW)向LIS上报发生切换的被监听用户的切换开始事件，消息中携带用户可能切换到的目的BS标识；以及 

步骤308：LIS收到切换开始事件后，向LEA上报该事件。 

在上述流程中，步骤305也可以在步骤307之后执行。 

图4是根据本发明实施例的上报切换完成事件流程图。该流程适用于所有的ASN锚定的切换。在切换完成阶段，Target AGW与Anchor DP之间需要建立数据通道，以便完成切换。当Target AGW与Anchor DP之间成功建立数据通道后，anchor DP认为此时切换成功完成，anchor DP判断正在切换的用户是否是被监听用户，如果是被监听用户则向LIS上报切换完成事件，将用户已经切换到的BS标识上报给LIS。如图4所示，包括： 

步骤401：切换完成阶段，Target AGW与Anchor DP之间建立数据通道，以便完成切换； 

步骤402：当数据通道成功建立后，Anchor DP根据被控用户表检测发生切换的用户是否是被监听用户。如果是被监听用户则执行步骤403，404，否则继续正常的切换完成流程； 

步骤403：Anchor DP向LIS上报发生切换的被监听用户的切换完成事件，消息中携带用户已经切换到的BS标识；以及 

步骤404：LIS收到切换完成事件后，向LEA上报该事件。 

图5是本发明实施例的上报CSN切换开始事件流程图。该流程适用于所有的CSN锚定的切换。当CSN锚定的切换开始后，Targetanchor DP会收到原anchor DP(old anchor DP)发送的DPF切换请求消息，Target anchor DP收到该消息后，判断用户是否是被监听用户，如果是被监听用户则向LIS上报CSN切换开始事件，将用户可能切换到的目的Anchor DP标识上报给LIS。如图5所示，包括： 

步骤501：当CSN锚定的切换开始后，Target anchor DP会收到来自原anchor DP的DPF切换请求消息； 

步骤502：Target Anchor DP收到该消息后，根据被控用户表检测发生切换的用户是否被监听用户。如果是被监听用户则执行步骤503，504，否则继续进行正常的CSN锚定切换流程； 

步骤503：Target Anchor DP向LIS上报发生切换的被监听用户的CSN切换开始事件，消息中携带用户可能切换到的目的Targetanchor DP标识；以及 

步骤504：LIS收到CSN切换开始事件后，向LEA上报该事件。 

图6是根据本发明实施例的上报CSN切换完成事件流程图。该流程适用于所有的CSN锚定的切换。当CSN锚定的切换结束时，原anchor DP(old anchor DP)会收到Target  anchor DP发送的DPF切换响应消息，当原anchor DP收到该消息后，判断用户是否是被监听用户，如果是被监听用户则向LIS上报CSN切换完成事件，将用户已经切换到的Anchor DP标识上报给LIS。如图6所示，包括： 

步骤601：当CSN锚定的切换结束时，原anchor DP会收到来自Target anchor DP的DPF切换响应消息； 

步骤602：原Anchor DP收到该消息后，根据被控用户表检测发生切换的用户是否被监听用户。如果是被监听用户则执行步骤603，604，否则继续完成正常的CSN锚定切换流程； 

步骤603：原Anchor DP向LIS上报发生切换的被监听用户的CSN切换完成事件，消息中携带用户已经切换到的Anchor DP标识；以及 

步骤604：LIS收到CSN切换完成事件后，向LEA上报该事件。 

当WiMAX网络为模型B时，上述流程中的AGW应该是ASN。 

综上所述，本发明提供了一种简单的方法来解决WiMAX网络中不能监听切换事件的问题。本发明通过增强ASN在切换过程中的功能，由被动转发消息改为主动分析感知消息，在切换过程的不同时机，由相应的ASN分析相应的消息，并根据分析结果上报被监听用户的切换事件，从而达到监听切换事件的目的。 

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种WiMAX系统中监听切换事件的方法，其特征在于，包括：

当移动台发生切换时，在切换准备阶段，收到正在服务的基站转发的切换请求消息的接入网关根据所述切换请求消息中携带的参数判断出目的基站是否属于其管辖，如果判断结果为是，则所述接入网关将所述切换请求消息发送给所述目的基站，并判断切换的用户是否为被监听用户，根据判断结果确定是否向警用监听服务器上报切换开始事件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入网关根据被控用户表来检测发生切换的用户是否为被监听用户。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述接入网关判断出所述切换的用户是被监听用户时，包括：

向所述警用监听服务器上报切换开始事件，并携带用户可能切换到的基站标识；以及

所述警用监听服务器收到所述切换开始事件后，向所述执法机构上报所述切换开始事件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括，在接入业务网络锚定的切换完成阶段时，

当目的接入网关和锚定数据通道DP之间成功建立数据通道后，所述锚定DP确定切换成功完成，并判断发生切换的用户是否为被监听用户；以及

在判断结果为是被监听用户的情况下，向所述警用监听服务器上报切换完成事件，并将所述用户已经切换到的基站标识上报给所述警用监听服务器，以及所述警用监听服务器收到所述切换完成事件后，向所述执法机构上报所述切换完成事件。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括，在发生连接业务网络锚定的切换后，

目的锚定DP收到来自原锚定DP的数据通道功能DPF切换请求消息后，判断用户是否为被监听用户；

在判断结果为是被监听用户的情况下，向所述警用监听服务器上报连接业务网络切换开始事件，并携带用户可能切换到的目的锚定DP标识，以及所述警用监听服务器收到所述连接业务网络切换开始事件后，向所述执法机构上报所述连接业务网络切换开始事件。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括，在连接业务网络锚定切换结束时，

所述原锚定DP收到来自所述目的锚定DP的DPF切换响应消息后，判断用户是否为被监听用户；以及

在判断结果为是被监听用户的情况下，向所述警用监听服务器上报连接业务网络切换完成事件，并携带用户已经切换到的锚定DP标识，所述警用监听服务器收到所述连接业务网络切换完成事件后，向所述执法机构上报所述连接业务网络切换完成事件。

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