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CN1898933A - 用于网络发起数据服务的方法和设备 - Google Patents

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CN1898933A
CN1898933A CNA2004800382087A CN200480038208A CN1898933A CN 1898933 A CN1898933 A CN 1898933A CN A2004800382087 A CNA2004800382087 A CN A2004800382087A CN 200480038208 A CN200480038208 A CN 200480038208A CN 1898933 A CN1898933 A CN 1898933A
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Abstract

提供用于节约网络中的网络资源的技术，该网络通过向休眠终端传送推送数据发起数据服务。释放选定的与休眠终端相关联的网络资源，并且当休眠终端的网络连接点改变时，更新用于到达休眠终端的保留信息。

Description

用于网络发起数据服务的方法和设备
按照35U.S.C.§199的优先权要求
本专利申请要求2003年10月21日提交的编号为60/513,249、题为“Methods and Apparatus for Network Initiated Data Session andShort Message Delivery”和2003年11月14号提交的编号为60/520,544、题为“Null-State Registration For Network-Initiated DataService”的临时申请的优先权，以上两个临时申请已转让给本专利申请的受让人，明确地将它们结合于此作为参考。
发明领域
本发明一般涉及无线通信，更具体而言，涉及网络发起的数据服务(NIDS)。
首字母缩写
以下各术语，在下文的描述中用以下的首字母缩写词表示：
验证，授权和计费(AAA)
接入网ID(ANID)
基站(BS)
当前接入网ID(CANID)
挑战握手验证协议(CHAP)
域名系统(DNS)
外地代理(FA)
外地代理挑战(FAC)
归属代理(HA)
归属验证，授权和计费(HAAA)
归属应用网关(HAGW)
归属位置寄存器(HLR)
网际协议控制协议(IPCP)
网际协议可达性服务(IRS)
链路控制协议(LCP)
消息中心(MC)
移动台(MS)
移动交换中心(MSC)
移动台ID(MSID)
网络接入标识符(NAI)
网络接入服务器(NAS)
网络发起数据会话(NIDS)
NIDS可达性信息(NRI)
先前接入网络ID(PANID)
PPP验证协议(PAP)
推送内容应用(PCA，Push Content Application)
分组控制功能(PCF)
分组数据服务节点(PDSN)
推送网关(PGW，Push Gateway)
点对点协议(PPP)
无线电接入网络(RAN)
短消息应用(SMA)
受访验证，授权和计费(VAAA)
受访应用网关(VAGW)
受访位置寄存器(VLR)
应用cdma2000的无线IP网络正被广泛配置。当今的许多无线数据应用采取由移动台的最初动作建立与网络的数据会话，并且使该网络可到达的该移动台发送IP分组。
始终保持服务
具备“始终保持(Always-On)”能力的无线终端可以在电源开启时自动地建立数据会话，并且保持会话直到电源关闭。例如，用于cdma2000无线IP网络的IS-835-C标准支持始终保持连通性。另外，3GPP2开发了一种全IP(all IP)网络，需要移动台具备与IP网络的始终保持连通性。
理想的始终保持服务，无论何处，在任何时间，都允许用户使用IP推送服务，推送数据进入无线终端。网络可以针对各种服务向用户发送分组，这些服务包括电子邮件通知，如即时消息的短消息传送、交互游戏、多媒体消息传送、移动终端VoIP呼叫、IOTA数据传送等。
与始终保持服务相关的一个缺点是，即使当无线终端没有任何数据活动时，网络仍然为无线终端保留资源。
例如，为了使网络向移动台“推送”数据，当没有数据活动时，网络这时必须和给定的移动台保持休眠的数据会话。这需要诸如存储器空间、信令流量、PDSN资源、空中接口资源和IP地址空间的资源的保留。例如，为无线终端保持在PCF中的休眠会话，需要在PCF中的存储器空间。另外，周期性地更新PCF和PDSN之间的R-P隧道会周期性地增加不必要的信令。需要PDSN资源来保持PDSN中的PPP状态。因为移动终端每次进入一个新的分组区时，必须离开休眠状态以通知基站它的位置，所以需要与分组数据移动性相关联的空中接口资源。如果这导致PDSN间切换(handoff)，则通常新的PPP和移动IP注册是必要的，该注册需要使用业务信道资源。最后，需要IP地址空间为移动台保留IP地址，并且如果使用的是IPv4，则对可用的地址数有实际限制。
cdma2000运营商希望有效率地运用PDSN和HA资源，由于PDSN和HA资源是昂贵的，所以cdma2000运营商可能不提供始终保持服务。因此，在IS-835-C标准中，3GPP2开发了PDSN和HA资源管理的解决方案。然而，如果运营商不提供始终保持服务，由于在PDSN和HA中的用于MS的连通性资源可能已经被移除，所以MS可能不能够接收到IP推送服务。
网络发起数据服务
网络发起数据服务(NIDS)寻址与始终保持服务相关联的网络资源发布。NIDS有利于花费大部分时间在分组数据休眠状态上的MS。当具有分组数据功能的设备，如MS，处于“分组数据未连接状态”，并且CN希望与移动台建立数据会话(即，向移动台“推送”数据)时，NIDS是有用的。例如，在设备偶尔需要建立有时由核心网决定的分组数据通信会话的应用中，NIDS是有用的。这样的应用可能包括，例如，电子邮件通知、基于特定位置的应用、如PRL下载的维护操作，等。例如，关于即时消息传送(Immediate Messaging)或多媒体消息传送(Multi-media Messaging)这类需要向MS“推送”数据的服务，NIDS也是有用的。
NIDS的目标是通过向移动台传送IP分组来优化网络资源，这些资源中的一些已经被回收利用于移动台。没有NIDS的话，到达无线终端需要在网络和无线终端之间的分组数据连接，或者通过“始终保持”服务，或者通过移动台发起的连接。
出于多方面的管理原因，网络可以清除简单IP和移动IP的PPP会话，或者清除HA中的绑定记录。通过向无线终端发送清除消息，如链路控制协议项请求(link control protocol term request)或代理通告(Agent Advertisement)，网络能够显示此清除。通过接收此清除消息，无线终端知道网络终止了IP连通性。
然而，如果无线终端暂时脱离了覆盖区，无线终端无法接收到清除消息。当无线终端回到覆盖区时，无线终端假定仍然被提供IP连通性，直到计时器终止。例如，该计时器可能是移动IP注册寿命计时器或最大PPP休止计时器。另外，当PPP会话被管理地清除，或在RAN中的分组数据会话已经终止时，通过向无线终端发送链路控制协议项请求或释放命令，网络可以通知无线终端分组数据会话结束。
依据该实现，无线终端可以保留移动IP的归属地址(homeaddress)，但进入零状态(null-state)，而HA保持对MS的移动IP绑定。因此，HA可以接收去往已注册MS的分组。然而，因为网络已经终止了IP连通性，所以分组不能通过PDSN被传送到无线终端。
因此需要在该领域内解决这些问题。
发明内容
提供技术用于节约网络中的网络资源，该网络可以提供推送数据服务并通过向休眠终端传送推送数据，发起此类推送数据服务。根据一方面，提供网络发起数据服务，其支持推送服务，同时节约诸如PPP状态和A10连接的网络资源。因为休眠终端必须有IP地址以便接收推送数据，所以不需要节约IP地址。向休眠终端推送数据的实体需要知道休眠无线终端的IP地址。
根据一个实施例，网络包括无线终端、第一分组数据服务节点、和第一无线电接入网络。该无线终端有与其相关联的IP地址。该第一分组数据服务节点，响应诸如NIDS或IP可达性服务(IRS)的无线终端轮廓信息，创建无线终端的可达性信息。该第一无线电接入网络当检测到无线终端休眠时，生成休眠指示。
根据本发明的一个方面，当接收休眠指示时，第一分组数据服务节点移除PPP状态，并请求第一无线电接入网络释放A10连接。同样地，释放与休眠终端相关联的所选网络资源，如PPP状态和A10连接。
根据另一方面，当休眠终端的网络连接点变化时，保留的用于到达休眠终端的信息被更新。在一个实施例中，第一分组数据服务节点能保留对休眠终端的可达性信息。
附图说明
图1是无线IP网络参考模型的简化框图；
图2是用于节省网络中的网络资源的方法的一个实施例的流程图，该网络向被授权了NIDS的休眠无线终端传送推送数据；
图3是用于节省网络中的网络资源的方法的另一实施例的流程图，该网络向被授权了NIDS的休眠无线终端传送推送数据；
图4A是网络发起分组数据会话过程中的网络的框图；
图4B是PDSN内切换过程中的图4A中的网络的框图；
图4C是PDSN间切换过程中的图4B中的网络的框图；
图4D是当数据被推送到无线终端时，图4C中的网络的框图；
图4E是应用于简单IP的本发明实施例的呼叫流程图
图5A是网络发起分组数据会话过程中的另一网络的框图；
图5B是PDSN内切换过程中的图5A中的网络的框图；
图5C是PDSN间切换过程中的图5B中的网络的框图；
图5D是当数据被推送到无线终端时，图5C的网络的框图；以及
图5E是应用于移动IPv4的本发明实施例的呼叫流程图。
详细说明
术语“分组数据会话”指在其过程中用户请求并使用分组数据服务的会话。
术语“分组数据未连接状态”指一种分组数据连接状态，在该状态中，还没有分配网络资源以允许IP分组被发送到无线终端。
术语“通信节点(CN)”指推送IP分组到MS的发起者。
术语“无线终端”指被CN推送的IP分组的接收者。术语“无线终端”可以和术语“移动台”、“目的站”、“用户站”、“用户单元”、“终端”和“用户设备(UE)”互换使用，其指与接入网络通信的硬件。例如，在UMTS系统中，用户设备(UE)是一种允许用户接入UMTS网络服务的设备，还优选地包括含用户的所有预约(subscription)信息的USIM。无线终端可以是移动的或固定的，通常包括任何的通信装置、数据设备或终端，其通过无线信道或通过有线信道，例如，用光纤或同轴电缆，进行通信。在包含但不局限于PC卡、紧凑式闪存卡、外置或内置调制解调器、无线或有线线路电话的设备中，无线终端可能被具体实现。
术语“休眠终端”指处于休眠状态的无线终端。“休眠状态”指一种还没有给无线终端分配空中信道，但无线终端和网络都有在无线终端和网络之间快速建立连通性所需的信息的一种状态。
术语“终端轮廓(Profile)信息”指每个无线终端的预约信息。此类预约信息的例子包括NIDS、IRS等。
术语“推送”指在CN的发起下向无线终端发送主动提供的数据。
术语“示例性”意味着充当一个例子、实例或举例说明。任何描述为“示例性”的实施例不是必需地被解释为优选的或优于其他实施例。
无线IP网络
可以在如3GPP2X.S0011，Wireless IP Network Standard(无线IP网络标准)中定义的无线IP网络参考模型基础上构建NIDS。为了描述NIDS服务的需要，在图1示出了一个简化的无线IP网络参考模型。
图1是一个无线IP网络参考模型4的简图，该无线IP网络参考模型4包括接入提供者网络(access provider network)6和归属网络8。其中接入供应商网络6包括无线终端10、无线电接入网络20、分组数据服务节点(PDSN)30和外地代理(FA)32、RADIUS服务器40、以及移动交换中心(MSC)50；归属网络8包括IP网络60、CN 70、归属代理(HA)80、RADIUS服务器90、100、SS7网络110和归属位置寄存器(HLR)120。
无线终端10连接到无线电接入网络20，无线电接入网络20通过含A10接口和A11接口的R-P接口连接到分组数据服务节点(PDSN)30和外地代理(FA)32。无线电接入网络(RAN)20包括分组控制功能(PCF)，其控制作为RAN 20一部分的基站(BS)(未示出)与PDSN 30之间的分组传输。A10接口承载PCF和PDSN之间的用户业务(user traffic)，而A11接口承载PCF和PDSN之间的信令信息。
PDSN 30负责与移动台(MS)的点对点协议(PPP)会话的建立、维持和终止。设计点对点协议通过同步和异步电路提供路由器对路由器和主机对网络的连接。除支持MIP功能性之外，PDSN 30也可以分配动态IP地址。PDSN提供了与GSM和UMTS网络中的GPRS支持节点(GSN)相似的功能。
FA是在外地网络上的移动代理，其能协助移动节点接收传送到转交地址(care-of address)的数据报。FA 32是在移动IP(MIP)网络中的节点，其使漫游IP用户能够在外地网络上注册。FA 32和归属代理(HA)80通信，使能够在归属IP网络80和外地网络6上的漫游IP用户之间传递IP数据报。
分组数据服务节点(PDSN)30和外地代理(FA)32连接到RADIUS服务器40和IP网络60。RADIUS服务器40还连接到IP网络60。
IP网络60连接到CN 70、归属代理(HA)80、和RADIUS服务器90、100。RADIUS服务器90可以是代理网络(broker network)，而RADIUS服务器100可以是归属IP网络。
CN 70可以是专用网络(private network)，指的是向无线终端发送或从无线终端接收分组的节点；通信节点可以是另一个移动节点或非移动互联网节点。NIDS假定CN 70能够寻址在指定IP地址处的无线终端10并向其发送IP分组。
归属代理(HA)80可以是归属IP网络、专用网络、或归属接入供应商网络。HA指在归属网络8上的一个节点，其使得即使当移动节点未连到其归属网络8上时，该移动节点在其归属地址处也是可到达的。通过隧道过程，HA向当前连接到外地网络的移动节点路由数据，在该隧道过程中，使用转交地址(CoA)向移动节点传送数据。也就是说，当移动节点未连接到归属网络时，CoA指在移动节点连接到因特网的当前点处的IP地址。CoA可能与FA 32相关联，在该种情况下，被称为FA CoA；或者，可能是配置转交地址(CCoA，co-located CoA)，意味着移动节点在外地网络中被分配了一个IP地址。因而，CCoA指分配给移动节点的网络接口之一的转交地址，而不是由FA 32提供的转交地址。
RAN 20还通过A1接口连接到移动交换中心(MSC)50。MSC是在能够和位置数据库(location database)相互作用的蜂窝网络结构内的电信转换器或交换机。移动交换中心(MSC)50经SS7网络110连接到HLR 120。归属位置寄存器(HLR)120可以是归属接入供应商网络，并且是归属公用陆地移动通信网络(HPLMN)内的数据库，为移动终止(MT，Mobile Terminated)呼叫和短消息服务(SMS)提供路由信息。通过诸如位置区和路由区更新的连接过程和移动性管理过程，HLR还保留了被分配给相关VLR或服务于GPRS支持节点(SGSN)的用户预约信息。
在NIDS中，无线终端10执行与网络的空中接口注册，并且被分配IP地址，以便能够用静态或动态IP地址接收NIDS数据。然后在无线终端处于分组数据未连接状态时(例如，没有PPP会话存在)，可以到达无线终端。当无线IP网络60接收到从CN 70向无线终端10寻址的IP分组时，无线IP网络能够重新建立资源并且向无线终端10传送分组。该网络提供信息，允许无线终端10过滤正在被下载的数据，并且接受或拒绝NIDS数据。在无线终端用户轮廓中，该网络保留关于网络发起数据容量的无线终端的预约状态，还保留关于用户的NIDS服务的激活身份。NIDS可以支持用户漫游，并且可以使用现存的安全机制。无线终端可以拒绝从网络接收到的NIDS请求。预约管理员可以为用户激活或撤销NIDS服务。
图2是节约网络中的网络资源的方法的一个实施例的流程图，该网络通过向休眠终端传送推送数据发起数据服务。在步骤410，释放选定的与休眠终端相关联的网络资源。在步骤430，保留用于到达休眠终端的信息。在步骤450，当休眠终端的网络连接点改变时，更新用于到达休眠终端的信息。
图3是节约网络中的网络资源的方法的另一实施例的流程图，该网络通过向休眠终端传送推送数据发起数据服务。休眠终端可能包括例如被授权了网络发起数据服务的休眠移动台的休眠无线设备。起初，休眠终端在最终改变的第一个连接点连接到网络。例如，这些方法可以被应用于多种多样的系统，诸如简单IPv4、简单IPv6、移动IPv4、移动IPv6、1xRTT和1xEV-DO。
在步骤510之前，当终端电源打开时，可以建立A10连接，并且如果终端验证成功，传送终端轮廓信息并且给终端分配IP地址。创建用于到达休眠终端的终端轮廓信息。终端轮廓信息可能包括NIDS可达性信息(NRI)，该NRI包括无线终端网络接入标识符(NAI)、无线终端IP地址、PCF地址、接入网络ID(ANID)和无线终端ID(MSID)中至少之一。无线终端(MS)网络接入标识符(NAI)唯一地识别用户。网络接入标识符的格式与电子邮件地址相似。PCF地址是分组控制功能(PCF)的IP地址，其唯一地识别PCF。接入网络ID(ANID)唯一地识别PCF服务区。无线终端ID(MSID)唯一地识别设备。MSID的一个例子是IMSI。在一些实施例中，NRI少于100字节每MS。例如，在一个实施例中，无线终端的网络接入标识符(数十字节)，无线终端的IP地址(IPv4为4字节，IPv6为16字节)，PCF的IP地址(4字节)，IMSI(60比特)，和当前接入网络ID(47比特)。发送包括终端网络接入标识符、终端IP地址、PCF地址、接入网络ID(ANID)和终端ID的消息，并且更新终端IP地址。在终端网络接入标识符、终端IP地址和网络接入标识符IP地址之间的映射被保留。
在步骤510，一旦接收到表示终端休眠的休眠指示，就释放与休眠终端相关联的PPP状态和A10连接。PPP状态和A10连接是为被授权了分组数据连通性的用户分配的网络资源。PPP状态包含用于在无线终端和PDSN之间维持(PPP)连接的信息。A10连接承载在PCF和PDSN之间的用户流量。PCF是在无线电接入网络中控制在基站(BS)和分组数据服务节点(PDSN)之间的分组传输的一个实体。可能不向终端发送终止请求而移除PPP状态。
在步骤530，用于到达休眠终端以向休眠终端传送推送数据的信息，如NRI，被保留在分组数据服务节点。推送数据可能包括，例如，终端IP地址和终端移动性绑定(mobility binding)。在一些实施例中，PDSN 30仅仅保留最少信息，称作NIDS可达性信息(NRI)，其关于怎样到达无线终端以传送推送数据。
在步骤550，当休眠终端的网络连接点改变时，更新用于到达休眠终端的信息。例如，当终端经历了PDSN内切换或PDSN间切换时，休眠终端的网络连接点改变。当终端经历PDSN内切换时，当休眠终端移动到不同的无线电接入网络时，检测到改变。通过A11信令建立A10连接，其中A11信令包括先前接入网络ID、当前接入网络ID、终端ID和终端休眠指示。基于终端ID，确定终端的NRI存在。基于接收到的先前接入网络ID，可以确定正在进行PDSN内切换。在终端经历PDSN间切换时，当休眠终端移动到另一无线电接入网络时，检测到改变。通过A11信令建立A10连接，其中A11信令也包括先前接入网络ID、当前接入网络ID、终端ID和终端休眠指示。当终端IP地址已经改变时，休眠终端的NRI被移除，并且终端IP地址被释放用于未来的分配。当休眠无线终端10改变其网络连接点时，更新关于怎样到达无线终端的网络知识。在一个实施例中，经历PDSN内切换时，用当前接入网络ID更新NRI中的接入网络ID，并且请求对终端的A10连接的释放。支持NIDS的PDSN 30不需要维持PPP状态、压缩状态(信息头和/或PPP有效载荷压缩)、A10连接等。
步骤550之后，网络通过向休眠终端传送推送数据发起推送数据服务。推送数据可能包括，例如，终端IP地址和终端移动性绑定中至少其一。根据一个实施例，获得终端IP地址并将寻址到终端的分组路由到管理终端IP地址的节点。然后缓存分组，并基于分组的目的地IP地址，从NRI获得终端ID和PCF地址。此后，通过A11信令，请求对终端的A10连接的建立，并且在建立A10连接后，发起与终端的PPP协商。在网际协议控制协议中，指定来自于NRI的相同的终端IP地址，并通过另一个无线电接入网络向休眠终端传送分组。在保留终端NRI的同时，A10连接和PPP状态可以被释放。
因此，如果休眠无线终端10被授权NIDS，网络通过释放与无线终端10相关联的PPP状态和A10连接来节约资源，同时保留关于如何到达无线终端以传送推送数据的知识，诸如MS的IP地址和移动性绑定信息。在IS-835-D中，新的PDSN行为被指定用于支持NIDS，而新的3GPP2-VSA被指定用于传送NIDS。这些实施例不影响空中接口和无线终端行为，并且对IOS的影响最小，仅需要在A11信令和关联PCF行为中的休眠指示符的支持。
示例性的呼叫流程
现在将描述示例性的呼叫流程，其中本发明的各方面被应用于简单IP、移动IPv4和移动IPv6。在以下示例中，假定无线终端已经预约了NIDS和IP可达性服务(IRS)。
A.简单IP
图4A-4D是向终端推送数据的NIDS过程中网络的结构图。图4E是应用于简单IP的本发明实施例的呼叫流程图。图4E描述了简单IP的NIDS过程，以及网络如何提供推送服务，同时节约包括PPP状态和A10连接的网络资源。
分组数据会话的发起
图4A是网络发起分组数据会话的过程中的网络的框图。图4A示出了无线终端10、第一无线电接入网络(RAN1)22、第一PDSN(PDSN1)32、验证、授权和计费(AAA)实体72、和域名服务器(DNS)74。
在无线终端10上电后，无线终端10发出SO 33或SO 59，并且RAN1 22选择PDSN1 32并建立到PDSN1 32的A10连接。(步骤1)无线终端10和PDSN1 32协商链路控制协议。(步骤2)AAA 72服务器通过挑战握手验证协议或PPP验证协议来验证无线终端10。(步骤3)如果验证成功，AAA 72服务器通过RADIUS接入-接受(Access-Accept)，向PDSN1 32传送无线终端10轮廓信息(例如，NIDS，IRS)。(步骤3)通过网际协议控制协议(或路由器通告)为无线终端10分配IPv4地址(或IPv6地址前缀)。(步骤4)因为无线终端10轮廓指示NIDS，所以PDSN1 32创建关于无线终端10的NIDS可达性信息(NRI)。(步骤5)NRI是在无线终端10网络接入标识符、无线终端10IP地址、PCF地址、接入网络ID(ANID)和无线终端ID之间的映射。通过用于建立A10连接的A11信令，使PDSN可获得无线终端ID(例如，IMSI)和PCF地址。本过程对于1xRTT和1xEV-DO是相同的。在1xEV-DO中，如果接入网络挑战握手验证协议的验证成功，接入网络AAA 72服务器指定临时IMSI，并且通过RADIUS接入-接受传送它到PCF，以便PCF可以包括发送到PDSN的A11信令中的IMSI。
PDSN1 32发送RADIUS计费开始(Account-Start)，包含无线终端10网络接入标识符、地址等。因为无线终端10轮廓指示IRS，所以AAA 72服务器更新DNS 74服务器的无线终端10IP地址。(步骤6)AAA 72服务器还保留在无线终端10网络接入标识符、无线终端10IP地址和网络接入标识符IP地址之间的映射。在建立PPP之后，无线终端10可以发送/接收数据，否则，无线终端10将休眠。当RAN122检测到无线终端10休眠时，RAN1 22通过A11信令向PDSN1 32发送休眠指示。(步骤7)因为无线终端10轮廓指示NIDS，当接收到休眠指示时，PDSN1 32移除PPP状态，而不向无线终端10发送终止请求，并请求RAN1 22释放A10连接。(步骤8)但是，PDSN132保留无线终端10的NRI；因此，PDSN1 32不是必须返还无线终端10地址到可用地址池。PDSN1 32发送RADIUS计费停止(Account-Stop)，指示AAA 72服务器不更新DNS 74服务器。(步骤9)该指示可能是，例如，在IS-835中所定义的会话继续(Session-Continue)属性。
PDSN内切换
图4B是PDSN内切换过程中的网络框图。图4B示出了无线终端10、第二无线电接入网络(RAN2)24和第一PDSN(PDSN1)32。休眠无线终端10移向RAN224并检测在PZID/SID/NID中的改变(或在1xEV-DO情况中子网的改变)。无线终端10发送始发消息(Origination Message)，其DRS位置零。RAN2 24和PDSN1 32是可到达的。在这种情况下，RAN2 24通过A11信令建立与PDSN1 32的A10连接，其中A11信令也包括先前接入网络ID、当前接入网络ID、无线终端ID和无线终端10休眠指示。(步骤10)基于无线终端ID，PDSN1 32确定它有无线终端10的NRI。基于接收到的先前接入网络ID，PDSN1 32确定它是PDSN内切换，用当前接入网络ID更新NRI中的接入网络ID，并请求RAN224移除无线终端10的A10连接。(步骤11)没有PPP协商。
PDSN间切换
图4C是PDSN间切换过程中的网络框图。图4C示出了无线终端10、第三无线电接入网络(RAN3)25、第二PDSN(PDSN2)34、第一PDSN(PDSN1)32、验证、授权和计费(AAA)实体72、和域名服务器(DNS)74。休眠无线终端10向RAN325运动，并检测PZID/SID/NID中的改变(或在1xEV-DO情况中子网的改变)。无线终端10发送DRS位置零的始发消息。假定RAN3 25和PDSN1 32不是可到达的。在这种情况下，RAN3 25选择PDSN2 34，并通过A11信令，建立与PDSN2 34的A10连接，其中A11信令也包括先前接入网络ID、当前接入网络ID、无线终端10ID和无线终端10休眠指示。(步骤12)之后，重复以上描述的步骤2到步骤9。接下来，AAA 72服务器发觉无线终端10IP地址已经改变。因此，AAA 72服务器向PDSN1 32发送RADIUS断开请求，以移除无线终端10的NRI，并释放无线终端10IP地址，用于未来的分配。(步骤14)
推送数据
图4D是当数据正在被推送到无线终端时的网络框图。图4D示出了无线终端10、第二PDSN(PDSN2)34、域名服务器(DNS)74和内容服务器(CS)76。内容服务器(CS)希望推送数据到无线终端10。通过DNS 74查询/响应，CS 76获得无线终端10 IP地址。(步骤15)CS 76发送寻址到无线终端10的分组。该分组被路由至管理无线终端10 IP地址的PDSN234。(步骤16)PDSN234缓存该分组。基于分组的目的地IP地址，PDSN234从NRI获得无线终端ID和PCF地址。通过A11信令，PDSN2 34请求RAN3 25建立对无线终端10的A10连接。在A10建立后，PDSN2 34发起与无线终端10的PPP协商(链路控制协议，挑战握手验证协议或PPP验证协议，网际协议控制协议)。在网际协议控制协议中，PDSN2 34分配与NRI相同的无线终端10IP地址。(步骤17)用于验证和计费开始的RADIUS消息交换在本图中未示出。PDSN2 34通过RAN3 25向无线终端10传送分组。(步骤18)当无线终端10变为休眠时，RAN3 25通知PDSN2 34。如前，释放PDSN2 34中的A10连接和PPP状态，但PDSN234保留无线终端10的NRI。用于计费停止的RADIUS消息交换在本图中未显示。
B.移动IPv4
图5A-5D是数据被推送到终端的NIDS过程中另一网络的框图。图5E是本发明应用于移动IPv4的实施例的呼叫流程图。图5E描述了移动IPv4的零状态注册过程，以及网络如何提供推送服务，同时保存网络资源(PPP状态和A10连接)。
发起分组数据会话
图5A是网络发起分组数据会话的过程中的网络的结构图。图5A示出了无线终端10、第一无线电接入网络(RAN1)22、第一PDSN(PDSN1)32、归属代理(HA)80、验证、授权和计费(AAA)实体72、和域名服务器(DNS)74。AAA 72安全地确定用户的身份和权限，并且跟踪用户的行为。为了使说明简单，本文档将验证、授权和计费(AAA)和推送网关(PGW)结合为单个实体，其执行AAA和推送网关的功能。然而，应该理解，能够将AAA/PGW作为单独的实体来实现。
在无线终端10上电后，无线终端10发出SO 33或SO 59。RAN122选择PDSN1 32，并建立到PDSN1 32的A10连接。(步骤1)无线终端10和PDSN1 32协商每个IS-835的链路控制协议和网际协议控制协议。(步骤2)在建立PPP后，PDSN1 32向无线终端10发送移动IP代理通告。(步骤3)无线终端10执行移动IP注册。如果外地代理挑战验证成功，AAA 72服务器通过RADIUS接入-接受向PDSN132传送无线终端10轮廓信息(例如，NIDS)。如果注册成功，HA 80传送在移动IP注册应答中的无线终端10归属地址。由于无线终端10轮廓指示IRS，AAA 72服务器或HA 80执行NDS 74更新。(步骤4)RADIUS计费的开始未示出。
因为无线终端10轮廓指示NIDS，所以PDSN1 32创建无线终端10的NIDS可达性信息(NRI)。(步骤5)NRI是在无线终端10网络接入标识符、无线终端10IP地址(即，归属地址)、PCF地址、接入网络ID(ANID)和无线终端ID之间的映射。无线终端10可能发送/接收数据，否则，无线终端10将休眠。当RAN1 22检测到无线终端10休眠时，RAN1 22通过A11信令向PDSN1 32发送休眠指示。(步骤6)因为无线终端10轮廓指示IRS，所以接收到休眠指示时，PDSN132移除无线终端10的PPP状态并请求RAN1 22释放A10连接。但是，PDSN1 32保留无线终端10的NRI和访问者列表项(visitor listentry)。RADIUS计费停止在本图中未示出。(步骤7)
PDSN内切换
图5B是PDSN内切换过程中网络的框图。图5B示出了无线终端10、第二无线电接入网络(RAN2)24和第一PDSN(PDSN1)32。休眠无线终端10向RAN224运动，并检测在PZID/SID/NID中的改变(或在1xEV-DO情况中子网的改变)。无线终端10发送始发消息，其DRS位置零。假定RAN2 24和PDSN1 32是可到达的。在该情况下，RAN2 24通过A11信令建立与PDSN1 32的A10连接，其中A11信令也包括先前接入网络ID、当前接入网络ID、无线终端ID和无线终端10休眠指示。(步骤8)基于无线终端ID，PDSN1 32确定它具有无线终端10的NRI。基于接收到的先前接入网络ID，PDSN1 32确定它是PDSN内切换，用当前接入网络ID更新NRI中的接入网络ID，并且请求RAN2 24移除对无线终端10的A10连接。(步骤9)
PDSN间切换
图5C是PDSN间切换过程的网络的框图。图5C示出了无线终端10、第三无线电接入网络(RAN3)25、第二PDSN(PDSN2)34、归属代理(HA)80、第一PDSN(PDSN1)32、和验证、授权和计费(AAA)实体72。休眠无线终端10向RAN325运动，并检测在PZID/SID/NID中的改变(或在1xEV-DO情况中子网的改变)。无线终端10发送始发消息，其DRS位置零。假定RAN3 25和PDSN1 32不是可到达的。在该情况下，RAN3 25选择PDSN2 34，并通过A11信令建立与PDSN234的A10连接，其中A11信令也包括先前接入网络ID、当前接入网络ID、无线终端ID和无线终端10休眠指示。(步骤10)步骤11与以上的步骤2到步骤7相同，除了没有DNS 74更新，为简单起见将不在此重复说明。(步骤11)HA 80通知：无线终端10已经改变了PDSN/FA。因此，HA 80给PDSN1 32发送移动IP撤销，以移除无线终端10的访问者列表项和NRI。(步骤12)
推送数据
图5D是当数据正在被推送到无线终端时的网络框图。图5D示出了无线终端10、第二PDSN(PDSN2)34、归属代理(HA)80、域名服务器(DNS)74和内容服务器(CS)76。内容服务器(CS)希望向无线终端10推送数据。CS 76通过DNS 74查询/响应获得无线终端10IP地址。(步骤13)CS 76发送寻址到无线终端10的分组。经由HA路由分组到PDSN2 34。PDSN2 34缓存分组。(步骤14)基于分组的目的地IP地址，PDSN2 34从NRI获得无线终端ID和PCF地址。通过A11信令，PDSN2 34请求RAN3 25建立对无线终端10的A10连接。PDSN2 34发起与无线终端10的PPP协商(LCP和网际协议控制协议)。由于PDSN234已经具有无线终端10的访问者列表项和NRI，所以PDSN2 34不需要在建立PPP之后发送移动IP代理通告。(步骤15)PDSN2 34经由RAN3 25传送分组到无线终端10。(步骤16)当无线终端10休眠时，RAN3 25通知PDSN2 34。如前，释放PDSN2 34中的A10连接和PPP状态，但是PDSN2 34保留无线终端10的NRI和访问者列表项。
本领域内的技术人员将理解，信息和信号可以用多种不同的技术和方法中的任何一种表示。例如，贯穿以上整个说明所描述的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号、和码片可以通过电压、电流、电磁波、电磁场或粒子、光场或粒子、或其任何组合表示。
那些技术人员将进一步理解，结合这里公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件、或二者的结合。为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，各种说明性组件、方框、模块、电路和步骤在上文中通常是在他们的功能性方面描述的。依据施加在整个系统上的特定的应用和设计约束，将此类功能性作为硬件或软件实现。熟练的技术人员能够对每个特定的应用以不同的途径实现所描述的功能性，但是此类实现不能解释为脱离了本发明的范围。
结合这里公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、和电路可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件、或设计用于执行这里描述的功能的它们的结合来执行或实现。通用处理器可能是一个微处理器，但是或者，处理器可能是任何常规处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器也可以作为计算设备的结合来实现，例如，DSP和微处理器的结合，多个微处理器的结合，一个或多个与DSP内核结合的微处理器，或任何其他的类似配置。
结合这里公布的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接实施在硬件中、通过处理器执行的软件模块中、或二者的结合中。软件模块可以存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或本领域中已知的任何其他形式的存储介质内。示例性的存储介质连接到处理器，这样处理器能够从存储介质读信息，并写信息到存储介质。或者，存储介质以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以存在于ASIC内。ASIC可以存在于用户终端中。或者，处理器和存储介质可能作为离散组件存在于用户终端内。
提供所公开实施例的先前描述，使本领域任何技术人员能够制造或应用本发明。对这些实施例的各种修改对那些本领域技术人员来说将是显然的，并且这里定义的一般原理可以应用于其它实施例，而不脱离本发明精神或范围。例如，在移动IPv6中，呼叫流程将相似于图4E，有以下不同。在步骤4之后，无线终端10执行与HA 80(未示出)的移动IPv6注册。无线终端10发送包含新COA的绑定更新。通过附加IPv6地址前缀(在步骤4中由PDSN发送的路由器通告中)到无线终端10的接口ID，形成新COA。在步骤6中，不需要更新DNS 74，因为无线终端10的归属地址不变。在PDSN间切换(步骤13)的过程中，不需要DNS 74更新。在步骤16中，经由HA 80(未示出)将从CS 76发送的数据分组路由到PDSN234。
因此，本发明不局限于这里示出的实施例，而是要求与这里公开的原理和新特性一致的最广范围。

Claims (51)

1、一种提供推送服务同时节约包括PPP状态和A10连接的网络资源的网络，包括：
无线终端，具有与之关联的IP地址；
第一分组数据服务节点，其响应无线终端轮廓信息，创建该无线终端的可达性信息；以及
第一无线电接入网络，其检测到该无线终端休眠时，生成休眠指示，以及
其中，当接收到该休眠指示时，该第一分组数据服务节点移除该PPP状态，并且请求该第一无线电接入网络释放该A10连接。
2、如权利要求1的网络，其中，该第一分组数据服务节点保留该无线终端的可达性信息。
3、如权利要求1的网络，还包括：
接入网络验证、授权和计费(AAA)服务器，其中，如果该无线终端经过验证，则该第一分组数据服务节点接收来自该接入网络验证、授权和计费(AAA)服务器的无线终端轮廓信息。
4、如权利要求1的网络，其中，该第一无线电接入网络最初具有与该第一分组数据服务节点的A10连接，并且其中，该第一无线电接入网络检测到该无线终端休眠，并经由A11信令发送休眠指示到该第一分组数据服务节点。
5、如权利要求4的网络，其中，通过A11信令，向该分组数据服务节点提供无线终端ID和PCF地址，用于建立该A10连接。
6、如权利要求1的网络，其中，如果该无线终端轮廓指示NIDS，该第一分组数据服务节点创建该无线终端的可达性信息，并且其中，该可达性信息包括该无线终端的网络接入标识符、无线终端IP地址、PCF地址、接入网络ID(ANID)和无线终端ID之间的映射。
7、如权利要求3的网络，还包括：
PCF，以及
其中，如果该接入网络的挑战握手验证协议的验证成功，则该接入网络AAA服务器分配一个临时IMSI，并且通过RADIUS接入-接受传送该临时IMSI给PCF，以便该PCF能够包括传送到该分组数据服务节点的A11信令中的该IMSI。
8、如权利要求7的网络，还包括：
域名服务器(DNS)，当该无线终端轮廓指示IRS时，该AAA服务器更新该DNS服务器的该无线终端IP地址，并且保留在该无线终端网络接入标识符、无线终端IP地址和网络接入标识符IP地址之间的映射。
9、如权利要求1的网络，还包括：
第二无线电接入网络，
当该休眠无线终端向该第二无线电接入网络运动时，该第二无线电接入网络通过A11信令建立与该第一分组数据服务节点的A10连接，其中该A11信令也包括先前接入网络ID、当前接入网络ID、无线终端ID和无线终端休眠指示。
10、如权利要求9的网络，其中，该第一分组数据服务节点基于该无线终端ID确定它具有该无线终端的可达性信息。
11、如权利要求10的网络，其中，基于该先前接入网络ID，该第一分组数据服务节点确定正在发生PDSN内切换，用该当前接入网络ID更新该可达性信息中的该接入网络ID，并且请求该第二无线电接入网络移除对该无线终端的A10连接。
12、如权利要求1的网络，还包括：
第三无线电接入网络；和
第二分组数据服务节点，
当该休眠无线终端向该第三无线电接入网络运动时，该第三无线电接入网络选择该第二分组数据服务节点，并通过A11信令建立向该第二分组数据服务节点的A10连接，其中，该A11信令包括先前接入网络ID、当前接入网络ID、无线终端ID和无线终端休眠指示。
13、如权利要求12的网络，当该AAA服务器发觉该无线终端IP地址已经改变时，该AAA服务器移除该无线终端的可达性信息，并释放该无线终端IP地址，用于未来的分配。
14、如权利要求1的网络，还包括：
向该无线终端推送数据的内容服务器，
其中，该内容服务器获得该无线终端IP地址，并将向寻址到该无线终端的分组路由到管理该无线终端的IP地址的第二分组数据服务节点，
其中，该第二分组数据服务节点基于该分组的目的地IP地址，从该可达性信息获得该无线终端ID和PCF地址。
15、如权利要求14的网络，还包括：
第三无线电接入网络，
其中，该第二分组数据服务节点通过A11信令，请求该第三无线电接入网络建立对该无线终端的A10连接，以及
在A10连接建立后，该第二分组数据服务节点发起与该无线终端的PPP协商，并且该第二分组数据服务节点分配来自该可达性信息的相同无线终端IP地址。
16、如权利要求15的网络，其中，该第二分组数据服务节点通过该第三无线电接入网络向该无线终端传送分组，以及
当该无线终端休眠时，该第三无线电接入网络通知该第二分组数据服务节点，并且其中，该第二分组数据服务节点释放该A10连接和PPP状态，并保留该无线终端的可达性信息。
17、如权利要求4的网络，还包括：
归属代理，
其中，该第一分组数据服务节点向该无线终端发送移动IP代理通告，并且该无线终端执行移动IP注册，以及
如果外地代理挑战验证成功，该AAA服务器向该第一分组数据服务节点传送无线终端轮廓信息，以及
如果该注册成功，该归属代理在移动IP注册应答中传送该无线终端的归属地址。
18、如权利要求1的网络，其中，因为该无线终端轮廓指示NIDS，所以该第一分组数据服务节点创建该无线终端的可达性信息，并且其中，该可达性信息包括该无线终端的网络接入标识符、无线终端归属地址、PCF地址、接入网络ID(ANID)和无线终端ID之间的映射。
19、如权利要求2的网络，其中，该第一分组数据服务节点保留该无线终端的可达性信息和访问者列表项。
20、如权利要求14的网络，还包括：
内容服务器；以及
归属代理，
当该归属代理发觉该无线终端已经改变PDSN/FA时，该归属代理向该第一分组数据服务节点发送移动IP撤销，以移除该无线终端的访问者列表项和可达性信息，以及
其中，该内容服务器获得该无线终端IP地址，并经由该归属代理，将寻址到该无线终端的分组路由到该第二分组数据服务节点。
21、如权利要求16的网络，当该无线终端休眠时，该第三无线电接入网络通知该第二分组数据服务节点，并且其中，该第二分组数据服务节点释放该A10连接和该PPP状态，并保留该无线终端的可达性信息和访问者列表项。
22、如权利要求1的网络，还包括：
归属代理，其中，通过向该归属代理发送包括新转交地址的绑定更新，该无线终端执行向该归属代理的注册，其中该新转交地址包括IPv6地址前缀和无线终端接口ID。
23、如权利要求22的网络，还包括：
内容服务器，其将寻址到该无线终端的分组路由到该归属代理，然后将所述分组路由到管理该无线终端的IP地址的该第二分组数据服务节点。
24、一种在网络中提供推送数据服务到休眠终端同时节约网络资源的方法，包括：
释放与该休眠终端相关联的所选网络资源；
保留用于到达该休眠终端的终端轮廓信息；以及
当该休眠终端的网络连接点改变时，更新用于到达该休眠终端的该终端轮廓信息。
25、如权利要求24的方法，其中，释放与该休眠终端相关联的所选网络资源，包括：
移除PPP状态；以及
接收到指示该终端休眠的休眠指示时，释放A10连接。
26、如权利要求24的方法，其中，该终端轮廓信息包括该终端的NIDS可达性信息(NRI)，其包括接入网络ID(ANID)，并且其中，当该休眠终端的网络连接点改变时，更新用于到达该休眠终端的该终端轮廓信息，包括：
用当前接入网络ID更新该NRI中的该接入网络ID，并且，一旦经历了PDSN内切换，请求对该终端的A10连接的释放。
27、如权利要求26的方法，其中，保留用于到达该休眠终端的终端轮廓信息，包括：
保留用于到达该休眠终端的NRI。
28、如权利要求24的方法，其中，用于到达该休眠终端的该终端轮廓信息包括终端网络接入标识符、终端IP地址、PCF地址、接入网络ID(ANID)和终端ID中至少两个之间的映射。
29、如权利要求24的方法，其中，用于到达该休眠终端的该终端轮廓信息包括终端网络接入标识符、终端IP地址、PCF地址、接入网络ID(ANID)和终端ID中至少两个之间的映射。
(28，29一样)
30、如权利要求26的方法，其中，用于到达该休眠终端的该终端轮廓信息还包括该ANID和终端IP地址之间的映射。
31、如权利要求30中的方法，其中，用于到达该休眠终端的该终端轮廓信息还包括该ANID、该终端IP地址和终端网络接入标识符之间的映射。
32、如权利要求31中的方法，其中，用于到达该休眠终端的该终端轮廓信息还包括该ANID、该终端IP地址、该终端网络接入标识符和终端ID之间的映射。
33、如权利要求24的方法，还包括：
向该终端推送数据，
其中，该推送数据包括终端IP地址和终端移动性绑定中至少之一。
34、如权利要求24的方法，其中，该推送数据包括终端IP地址和终端移动性绑定。
35、如权利要求24的方法，其中，最初在变化的第一连接点将该休眠终端连接到该网络。
36、如权利要求24的方法，还包括：
当该终端上电时，建立A10连接；
验证该终端，并且如果该验证成功，则传送终端轮廓信息；以及
为该终端分配IP地址。
37、如权利要求36的方法，还包括：
创建用于到达该休眠终端的终端轮廓信息，以响应来自于该终端的该网络正在发起分组数据会话的指示。
38、如权利要求37的方法，其中，该终端轮廓信息包括该终端的NIDS可达性信息(NRI)，其包括终端网络接入标识符、终端IP地址、PCF地址、接入网络ID(ANID)和终端ID之间的映射，所述方法还包括：
发送包括该终端网络接入标识符、终端IP地址、PCF地址、接入网络ID(ANID)和该终端ID的消息；
更新该终端IP地址；以及
保留该终端网络接入标识符、终端IP地址和网络接入标识符IP地址之间的映射。
39、如权利要求25的方法，其中，移除PPP状态包括：
移除PPP状态，而不向该终端发送终止请求。
40、如权利要求26的方法，其中，保留用于到达该休眠终端的NRI，包括：
在分组数据服务节点上保留用于到达该休眠终端的NRI，以向该休眠终端传送该推送数据。
41、如权利要求26的方法，当该终端经历PDSN内切换时，还包括：
检测当该休眠终端向不同的无线电接入网络运动时的变化；
通过包括先前接入网络ID、当前接入网络ID、终端ID和终端休眠指示的A11信令，建立A10连接；
基于该终端ID，确定该终端的NRI存在；并且
基于该接收到的先前接入网络ID，确定正在发生PDSN内切换。
42、如权利要求41的方法，当该终端经历PDSN间切换时，还包括：
检测当该休眠终端向另一个无线电接入网络运动时的变化。
43、如权利要求42的方法，还包括：
通过也包括先前接入网络ID、当前接入网络ID、终端ID和终端休眠指示的A11信令，建立A10连接。
44、如权利要求43的方法，还包括：
当该终端IP地址已经改变时，移除该休眠终端的NRI，并释放该终端IP地址，用于未来的分配。
45、如权利要求44的方法，其中，向该终端推送数据还包括：
获得该终端IP地址，并发送寻址到该终端的分组；
将寻址到该终端的分组路由到管理该终端IP地址的节点；
缓存该分组；
基于该分组的目的地IP地址，从该NRI获得该终端ID和PCF地址；
通过A11信令，请求对该终端的A10连接的建立，并且在该A10连接建立后，发起与该终端的PPP协商；
在网际协议控制协议中，分配来自该NRI的相同终端IP地址；
通过另一个无线电接入网络，向该休眠终端传送分组；
释放该A10连接和PPP状态；以及
保留该终端的NRI。
46、如权利要求37的方法，还包括：
在PPP建立后，向该终端发送移动IP代理通告；以及
执行移动IP注册，其中，如果验证成功，则传送NRI。
47、如权利要求46的方法，还包括：
如果该注册成功，则在移动IP注册应答中传送该终端归属地址。
48、如权利要求27的方法，其中，保留用于到达该终端的NRI，包括：
保留用于到达该终端的该NRI和访问者列表项。
49、如权利要求40的方法，其中，保留用于到达该终端的该NRI，包括：
保留用于到达该终端的该NRI和访问者列表项。
50、如权利要求40的方法，当该终端经历PDSN间切换时，还包括：
发送移动IP撤销，以移除该终端的该访问者列表项和NRI。
51、如权利要求36的方法，还包括：
通过发送绑定更新，执行移动IP注册。
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