CN101310480A - 利用移动节点进行状态传递的方法和装置 - Google Patents

Abstract

描述了用于存储、操纵、检索、和转发用于支持与例如移动设备等的一个或多个端节点的通信会话的例如上下文和其它信息等的状态的方法和装置。各个特征针对由端节点在换手操作期间控制状态从第一接入节点向第二接入节点的传递，由此消除了任何在换手期间在第二接入节点与第一接入节点之间传送状态传递消息或者使用核心网络节点来支持状态传递的必要。作为换手的一部分，由端节点从当前接入节点获得加密形式的状态信息，随后将该其传达给要完成向其换手的操作的新接入节点。例如基站等的新接入节点解密该状态信息随后使用其来支持与该端节点的通信。虽然该信息是通过无线链路向和从端节点传达的，但是由于该信息是由第一接入节点加密了的，因此它是安全的并可被接收方接入节点——例如目标接入节点——信任。

Description

利用移动节点进行状态传递的方法和装置

发明背景

通信系统常常包括耦合到接入节点的多个网络节点，例如移动设备等的端节点通过这些接入节点耦合到网络。网络节点可被编排成分级结构。接入认证和授权(AAA)服务器是通常在此网络分级结构中被置于相对较高阶层的节点。它们通常提供用于安全性和接入控制目的的信息。在使用AAA服务器的情形中，接入节点常常具有与这种服务器的安全链路。安全链路可穿过此分级结构中的一个或多个节点。

运营商典型地使用RADIUS协议和相关联的RADIUS AAA服务器来管理IP网络中的接入会话。在将来，AAA服务器可能会基于诸如DIAMETER等的新协议。在使用RADIUS AAA服务器的系统中，当用户试图获得对运营商网络的接入时，在接入会话历时期间，本地接入路由器通常向认证服务器发出一个或多个RADIUS接入请求，认证服务器基于该用户的诸如网络接入标识符(NAI)等的身份来认证该用户。AAA数据库通常已将被允许接入其系统的那些用户的身份连同它们能够调用的服务特征一起存储。当用户被成功认证时，其在接入设备上的接入端口被配置成具有与该用户的服务授权相称的策略状态。该服务授权通常是由授权服务器经由RADIUS向接入路由器投递的。当被授权时，接入会话期间的服务使用由接入路由器记录，并使用RADIUS协议中的记账请求消息作为记账记录发送给记账服务器。记账服务器可以是AAA服务器的一部分，或者其可以是使用与授权服务器相同的协议的独立服务器。如果在单个会话期间用户被连接到多个接入路由器，则这多个会话在记账服务器中需要被聚集。

除授权和记账议题之外，支持移动设备的通信系统还需要包括用于通报位置信息以使得移动设备能改变其对网络的附着点而令例如IP分组等的信号被路由给自己的机制。

也称为MIPv4[MIPv4]和MIPv6[MIPv6]的移动IP(版本4和6)使得移动节点(MN)能够向其归属代理(HA)注册由转交地址(CoA)指示的临时地址。随后，HA保持该MN的永久地址——另外也称为归属地址(HoA)——与所注册的CoA之间的映射(也称为绑定)以使得给该MN的分组可使用IP封装技术(隧穿)重定向到其当前位置。当使用MIPv4时，MN所使用的CoA可以是接入路由器中属于外地代理(FA)的地址，或者它可以是从接入路由器前缀临时分配给该MN自己的地址，在此情形中它被称为配置转交地址(CCoA)。后一模型也可应用于MIPv4，虽然其在MIPv6中是唯一的工作模式。注意：就本文献的目的而言，术语CCoA与CoA以及注册与绑定更新(BU)是可互换的，因为它们是MIPv4和MIPv6的对应术语。本发明的方法和装置可应用于MIPv4和MIPv6两者，除非另外提及。

AAA系统通常与移动IP联用以管理IP地址分配(HoA)、动态分配HA、将MN概况分发给接入路由器、以及还分发安全密钥来认证MIP消息和保护空中链路。移动节点即能够改变其网络附着点的端节点典型地发送MIP消息获得对系统的接入，这触发认证和授权该移动节点的AAA请求。AAA MN概况和安全性状态随后从AAA系统被传递到接入路由器以控制由该MN消费的服务。

MN可改变其网络附着点，例如，随着它们从一个蜂窝小区移动到另一个蜂窝小区而作此改变。这涉及将MN的附着点从例如第一路由器等的第一接入节点改变到例如第二路由器等的第二接入节点。这个过程通常被称为换手。作为换手的一部分，MN的CoA/CCoA需要被更新并在随后使用MIP信令传递到HA中，以使得分组经由该新接入路由器被重定向到此MN。作为换手过程的一部分，需要将第一接入路由器的与该换手中所涉及的MN相对应的状态信息中的至少一些传递到该新接入路由器，以使得MN服务不被中断。这个过程称为状态传递。状态传递可包括例如先前原是经由RADIUS投递给该MN接入会话在其处开始的那个AR(接入路由器)的AAA概况状态信息的传递。它还可包括例如空中链路安全性向量、MN-NAI、MN IP地址、MN-EUI-64、MIP注册剩余生命期、MN多播群成员资格、准入控制状态、资源预留状态、差别服务状态、SP会话状态、压缩器状态、MN调度历史和/或因MN而异的AR状态信息许多其它潜在可能的项的传递。

在至少一种已知系统中，换手期间状态信息的传递是通过移动节点正在连接的新接入节点通过通信网络向该移动节点原来连接的旧接入节点发送状态传递消息来达成的。响应于此，旧接入节点将状态信息转发给新接入节点。这种技术虽然有效，但是具有要求在旧接入节点与新接入节点之间发送消息以发起状态信息的传递的缺点。接入节点之间用于这类消息的传输的链路会变得拥塞，或者如果能消除接入节点之间使用消息来发起状态信息传递的的需要，则这些链路原可用于通报其它信息和/或信号。

鉴于以上讨论，应当领会，需要能实现在移动节点换手的情形中或在移动节点进入新蜂窝小区的其它情形中将状态信息传达给新接入节点的新方法。还应当领会，出于以上讨论的原因，避免在换手期间在接入节点之间使用消息来触发状态信息的传递是可取的。

发明概述

在无线网络中，移动端用户使用例如无线设备等的端节点经由接入节点来与例如其它端用户所使用的无线设备等的其它网络实体通信。接入节点可被实现为无线接入路由器。接入节点可以是例如基站。与每个端节点相关联的有例如包括与对应于该端节点的服务和/或应用有关的各种参数的信息集等的状态。此状态由充当端节点的网络附着点的接入路由器使用。每次端点改变到网络的附着点，该状态就应当被重建或传递给充当新的网络附着点的那个接入路由器，以使得该新接入节点可继续提供关于现有通信会话的通信服务或按例如端节点所请求地提供新的通信服务。本发明的方法和装置针对通过使用例如移动节点等的无线终端作为状态信息的管道在节点/路由器之间传递状态的新颖方法。

所传递的状态可以并且在某些实施例中确实包括以下一者或多者：接入密钥，其用于获得对所述第二接入节点的安全接入和经认证接入中的至少一者；主会话密钥，其用于获得对所述第二接入节点的安全接入和经认证接入中的至少一者；服务授权信息，其指示被授权提供给该端节点的至少一个服务；通信会话标识符，其标识进行中的通信会话；资源分配信息，其指示分配给进行中的通信会话的资源；空中链路资源信息；通信群成员资格信息；指派给所述端节点的IP地址；以及对应于所述IP地址的地址寿命。

根据本发明，给无线终端提供了对换手过程的大量控制，并且通过一个或多个核心网络元或者经由回程链路从一个基站向另一个传递状态的需要可得以避免。这是因为作为换手的一部分，移动节点从当前基站接收相关状态信息，然后作为换手过程的一部分将该状态传达给新基站。状态信息向移动节点的传达以及状态信息向例如目标基站等的新基站的传递可通过无线连接来提供。在传递之后，通过在目标基站处使用经传递的状态，原正与例如另一端节点等的另一节点进行中的通信会话可通过该目标基站来继续进行。

出于安全性的原因，在某些实施例中，状态信息在传输之前由第一基站加密。此系统中诸基站通过例如共同访问网络中一安全服务器来维护安全性关联。因此，在各个实施例中，目标基站能够使用当前基站和该目标基站可访问的共享机密来解码经加密的状态信息，而移动节点则不能。而且，虽然状态信息通过空中链路从旧基站向移动节点传达随后通过空中链路从该移动节点向新基站传达，但是安全性因所传送的信息的经加密本质而得以维持。

在状态信息成功解密之后，目标基站能够充当移动节点的新网络附着点。目标基站可在接收自移动节点的状态信息成功解密之后向网络中的各个节点发送一个或多个路由消息。这类消息可用于更新网络路由信息，以使得要送给该移动节点的IP分组将被定向到目标基站而非旧基站。

本发明的状态传递方法和装置可以在先合后断式换手和先断后合式换手两者中使用。在先断后合式换手情形中，与旧基站的连接是在将经签名并可任选地经加密的状态传递给移动节点之后并且在与目标基站的连接被建立之前终止的。因此，在此类实施例中，与旧基站的连接会在目标基站接收到状态信息之前被终止。

根据本发明，无需将目标基站告知旧基站。如果向第一目标基站的换手因例如通信问题或通信容量短缺而失败，则移动节点可完成向第二目标基站的换手。在这样的情形中，存储在移动节点中的状态信息将从该移动节点被传送到例如第二目标基站而不是第一目标基站。因此，应当领会，本发明的基于移动节点的状态传递方法提供了高度灵活的系统，在其中移动节点被允许对于换手有大量的灵活性和控制。具体而言，取决于实现，移动节点可控制以下一者或多者：1)确定何时执行换手；2)选择将完成向其换手的一个或多个目标基站；以及3)若向初始目标基站的换手失败或条件改变，则改变换手操作的目标。这类决策和操作可根据本发明来执行而无需首先通知通信网络中的主网络控制器或从位于网络核心中的主网络控制器接收对换手的授权。

根据本发明，所传输的状态的本质可纯粹受控制该状态的基站的控制。然而，移动节点可请求特定状态的传递。在本发明的某些而未必是所有实施例中，一个基站在任何时刻皆充当一给定终端的主基站，尽管终端同时链接到多个基站是可能的。在这样的实施例中，主基站是控制并负责维护支持该终端的例如语音或数据通信会话等的通信所要求的状态的现时性的基站。在一个这样的实施例中，该主基站可向终端发送状态作为该终端被更新的状态。该状态可被存储在移动节点中并且可在需要时——例如在换手之际——被传递给另一接入节点。存储在接入节点中的状态可使用接收自第一接入节点的附加状态来替换或更新。因此，在接收自接入节点的某个第一状态已被存储在端节点中之后发送给该端节点的经改变或更新的状态可用于替换或更改较旧的已存状态。作为更新已存状态的结果，当前状态将作为换手或其它状态更新操作的一部分地被提供给接入节点。应当领会，本发明的状态传递方法可用于同步由多个接入节点使用的状态而不仅仅只是作为换手过程的一部分。

在本发明的一个替换实施例中，主基站应终端的请求向该终端发送状态，例如在终端想要换手时，它向其主基站处请求所述状态。

通过以使得换手无需通过网络的核心传送状态信息亦可进行的方式来分布换手控制和状态传递功能集，就可实现大量的回弹性。此外，在某些实施例中，无需对通信网络的核心中的网络元作出改变亦可随时间推移实现对换手过程的更新和修改。这在基站和移动节点由服务供应商控制而另一实体负责例如路由器或基站之间的回程等的核心网络功能的系统中是尤为可取的。

鉴于以上讨论，应当领会，本申请描述用于传递状态以支持诸如端节点(EN)在接入节点(AN)之间的移动等的事件的方法。这些方法使用例如移动节点等的端节点作为换手或另一过程的一部分地来存储和/或在接入节点之间转发状态信息。除换手的情形之外，这些方法和装置可用于更新和维护多个接入节点中的状态，例如当端节点同时维护与多个接入节点的连接时作此更新和维护。本发明的方法亦可在其它状态更新应用中使用。

在以下详细描述中讨论本发明的更多特征和裨益。

附图简述

图1示出了可应用本发明的示例性通信系统的网络图。

图2示出了根据本发明实现的示例性端节点。

图3示出了根据本发明实现的示例性接入节点。

图4示出了根据本发明的在端节点执行从一个接入节点到另一接入节点的换手时执行的信令。

图5示出了根据本发明的另一换手实施例的信令。

详细描述

本发明的用于存储、操纵、检索、和转发用于支持与例如移动设备等的一个或多个端节点的通信的例如上下文和其它信息等的状态的方法和装置可与范围很广的通信系统联用。例如，本发明可与支持移动通信设备——诸如配备有调制解调器的笔记本计算机、PDA、和为设备移动性而支持无线接口的各种各样的其它设备的系统联用。这些方法和装置很适合在无线通信系统——例如使用通过无线通信信道传送的OFDM信号或其它类型的信号的系统中使用。

图1示出了例如蜂窝通信网络等的示例性通信系统100，该系统包括由通信链路互联的多个节点。该示例性通信系统100中的节点使用基于例如网际协议(IP)等的通信协议的例如消息等的信号来交换信息。该系统100的通信链路可使用例如导线、光纤电缆、和/或无线通信技术来实现。该示例性通信系统100包括多个端节点144、146、144’、146’、144”、146”，它们经由多个接入节点140、140’、140”接入该通信系统。端节点144、146、144’、146’、144”、146”可以是例如无线通信设备或终端，而接入节点140、140’、140”可以是例如无线接入路由器或基站。示例性通信系统100还包括数个用于提供互连性或用于提供特定服务或功能的其它节点104、106、108、110和112。具体地，该示例性通信系统100包括用于提供安全性和记账服务的AAA服务器104。该AAA服务器104是可任选的，但是在某些实施例中，其被用于给接入节点提供例如“共享机密”等的安全密钥，它们可用于签名和加密使用例如移动节点等的端节点作为与用于通报信息的该移动节点有关的状态信息的管道按需从例如基站等的一个接入节点向另一接入节点传达的状态信息。图1的节点106是可任选的，但是在存在节点106的实施例中，该节点106可担当端节点144、146、144’、146’、144”、146”可与之通信的节点。图1的服务器节点108也是可任选的。在使用服务器节点108的实施例中，该服务器节点108可担当向端节点144、146、144’、146’、144”、146”提供应用服务的应用服务器。

图1的示例性系统100描绘了包括AAA服务器104和节点106的网络102，该服务器104和该节点106两者分别藉由相应的网络链路105和107连接到中间网络节点110。网络102中的中间网络节点110还经由网络链路111提供从该网络102的角度来看是外部节点的网络节点的互连性。网络链路111连接到另一中间网络节点112，后者分别经由网络链路141、141’、141”提供到多个接入节点140、140’、140”的进一步的连通性。

每个接入节点140、140’、140”被描绘成分别经由相应的接入链路(145，147)、(145’，147’)、(145”，147”)提供分别到多个即N个端节点(144，146)、(144’，146’)、(144”，146”)的连通性。在该示例性通信系统100中，每个接入节点140、140’、140”被绘制成使用例如无线接入链路等的无线技术来提供接入。每个接入节点140、140’、140”的例如通信蜂窝小区148、148’、148”等的无线电覆盖区域分别被示为围绕相应接入节点的圆。

实现本发明的示例性通信系统100继而被用作描述本发明的各个实施例的基础。本发明的替换实施例包括各种网络拓扑，在其中网络节点的数目和类型、接入节点的数目和类型、端节点的数目和类型、链路的数目和类型、以及节点之间的互连性可与图1中所描绘的示例性通信系统100的不同。

在本发明的各个实施例中，可省略或组合图1中所描绘的功能实体中的一些。这些功能实体在网络中的位置或布置也可变换。例如，在某些实施例中，不使用AAA服务器104。在此类不使用AAA服务器的实施例中，基站可由系统管理员编程为具有共享机密。这类实施例尤其适用于由一个或少数个人管理的网络，例如在其中个体的网络接入节点可被例如一次一个或少数几个地来部署和配置的公司或家庭网。

图2提供了对根据本发明实现的示例性端节点200的详细图解。在图2中描绘的示例性端节点200是可用作图1中所描绘的端节点144、146、144’、146’、144”、146”中的任何一个的装置的详细表示。在图2的实施例中，端节点200包括由总线206耦合在一起的处理器204、无线通信接口230、用户输入/输出接口240和存储器210。相应地，经由总线206，端节点200的各个组件被耦合在一起并且可交换信息、信号和数据。端节点200的组件204、206、210、230、240位于机架202内部。

无线通信接口230提供了端节点200的内部组件借助于其可向/从例如接入节点等的外部设备和网络节点发送和接收信号的机制。举例而言，无线通信接口230包括用于经由例如无线通信信道将端节点200耦合到其它网络节点的具有相应的接收天线236的接收机模块232和具有相应的发射天线238的发射机模块234。在本发明的各个实施例中，接收机和发射机模块232、234可接收和传送OFDM信号，并且可在换手控制模块213的控制下操作以传送和接收各种换手相关信号。

示例性端节点200还包括例如按键板等的用户输入设备242、和例如显示器等的用户输出设备244，它们经由用户输入/输出接口240耦合到总线206。由此，用户输入/输出设备242、244可经由用户输入/输出接口240和总线206与端节点200的其它组件交换信息、信号和数据。用户输入/输出接口240以及相关联设备242、244提供了用户借助于其可操作端节点200来完成各种任务的机制。具体地，用户输入设备242和用户输入设备244提供了允许用户控制端节点200以及在该端节点200的存储器210中执行的例如模块、程序、例程和/或函数等的应用的功能集。

处理器204在包括在存储器210中的例如例程等的各种模块的控制下控制端节点200的操作以执行如下所讨论的各种信令和处理。包括在存储器210中的模块在启动时执行或在被其它模块调用时执行。模块在被执行时可交换数据、信息、和信号。模块在被执行时还可共享数据和信息。在图2的实施例中，本发明的端节点200的存储器210包括信令/控制模块212和信令/控制数据214。该信令/控制模块212包括用于控制换手操作的换手控制模块213。存储器210还包括已存状态信息215，该状态信息是与端节点200相对应的、接收自接入节点的旨在作为换手或同步操作的一部分被传送给目标接入节点的状态信息。由此作为换手的一部分，存储器210可任选地以加密形式临时存储状态信息215。虽然被示为存储器中的模块，但是换手控制模块可以并且在某些实施例中确实被实现为硬件模块。

信令/控制模块212控制与接收和发送用于管理状态信息存储、检索和处理的例如消息等的信号有关的处理。信令/控制数据214包括状态信息，例如参数、状态和/或与端节点的操作有关的其它信息。具体地，信令/控制数据214可包括例如端节点标识信息等的配置信息216、以及例如关于当前操作状态、未决响应的状况等的信息等的操作信息218。模块212可访问和/或修改数据214，例如更新配置信息216和/或操作信息218。

图3提供了根据本发明实现的示例性接入节点300的详细图解。该接入节点300可担当当前网络附着点或换手过程中的目标。图3中所描绘的示例性接入节点300是可用作图1和4中所描绘的接入节点140、140’、140”中的任一个的装置的详细表示。在图3的实施例中，接入节点300包括由总线306耦合在一起的处理器304、存储器310、网络/网间接口320和无线通信接口330。相应地，经由总线306，接入节点300的各个组件可交换信息、信号和数据。接入节点300的组件304、306、310、320、330位于机架302内部。

网络/网间接口320提供了接入节点300的内部组件借助于其可向/从外部设备和网络节点发送和接收信号的机制。网络/网间接口320包括用于经由例如铜线或光纤线路等将节点300耦合到其它网络节点的接收机电路322和发射机电路324。无线通信接口330还提供了接入节点300的内部组件借助于其可向/从例如端节点等的外部设备和网络节点发送和接收信号的机制。无线通信接口330包括例如具有相应的接收天线336的接收机电路332和具有相应的发射天线338的发射机电路334。该接口330用于经由例如无线通信信道将接入节点300耦合到其它网络节点。

处理器304在包括在存储器310中的例如例程等的各个模块的控制下控制接入节点300的操作以执行各种信令和处理。包括在存储器310中的模块在启动时执行或在被可能存在于存储器310中的其它模块调用时被执行。模块在被执行时可交换数据、信息、和信号。模块在被执行时还可共享数据和信息。在图3的实施例中，本发明的接入节点300的存储器310包括状态管理模块312和信令/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、信令/控制模块314和信令/控制数据315。

状态管理模块312控制对接收自端节点或其它网络节点的关于状态存储和检索的信号——例如可以是换手操作和/或支持正常通信会话并作为网络附着点操作的过程的一部分的信号——的处理。状态管理数据313包括例如端节点相关信息，诸如状态或状态的一部分，或者在当前端节点状态被存储在其它某个网络节点中的情况下包括该状态的位置。状态管理模块312可访问和/修改状态管理数据313。

信令/控制模块314控制诸如基本无线功能、网络管理等的其它操作所需的对通过无线通信接口330去往/来自端节点的、以及通过网络/网间接口320去往/来自其它网络节点的信号的处理。信令/控制数据315包括例如涉及对基本操作的无线信道指派的端节点相关数据、以及其它网络相关数据，诸如支持/管理服务器的地址、用于基本网络通信的配置信息等。信令/控制模块314可访问和/或修改信令/控制数据315。

根据本发明的经由端节点在接入节点之间传递的端节点状态信息在传送给一端节点之前被签名并可任选地加密，而在从一端节点接收到之际被认证和解密。存储器310包括用于执行签名和加密功能的认证和加密模块391、以及用于执行认证和解密功能的认证和解密模块393。在某些实施例中，不进行加密地使用认证，而在其它实施例中，不进行认证地使用加密。相应地，模块391、393被实现为执行给定系统中所使用的功能，并且在特定实施例中可从该模块391、393省略不使用的或不要求的特征。如本发明中所定义的，签名功能可包括防止第三方对已被签名且完好性受保护的消息的任何部分进行修改的完好性保护功能。与被实现为软件模块相反，这些模块391和393可以并且有时候确实被实现为硬件模块。为了支持签名/认证以及加密/解密功能，接入节点包括对其它接入节点可用并可用于对在接入节点之间传递的状态信息进行签名/认证和加密/解密的共享机密395。取决于具体实施例，这些共享机密可由AAA服务器104供给或由系统管理员输入。该共享机密395在系统中的也可访问该共享机密395的接入节点之间提供了安全性关联。在大多数但未必是所有实施例中，拒绝端节点访问允许解密和/或修改要被传递的状态信息的共享机密。这样，接入节点就可信任接收自移动节点的状态信息，因为该信息是被签名、完好性受保护且可任选地由另一受信节点(例如，接入节点)加密的。

涉及与作为系统的一部分操作并使用接入节点302作为网络附着点的端节点的通信——例如用于支持此通信——的状态信息397被存储在存储器中，每端节点存储一状态信息集。在本发明的一个实施例中，所传递的状态信息将典型地包括静态、长寿命、和短寿命组元。然而，在其它实施例中，通过移动节点传递的状态可以是这些不同类型的状态的子集。静态组元包括在长时期和多个通信会话上不改变的参数。静态状态的示例有诸如通用服务质量参数(例如，允许的峰值速率)和普适授权状态(例如，允许的数据呼叫类型)等的端节点概况信息。长寿命状态如的示例有在通信会话历时期间不改变的参数(例如：动态指派的因特网地址或某种长寿命安全性信息等)。短寿命状态的示例有本质上甚为动态且在通信会话期间改变多次的参数(例如：动态服务质量状态、多播群成员资格等)。

在本发明的一个实施例中，状态信息(静态、短寿命、和长寿命的)根据本发明中所描述的方法通过从一个接入节点到另一接入节点的换手中所涉及的移动节点被一起移动，例如作为状态信息集来作此移动。

图4示出了本发明的换手方法。图4的箭头表示根据本发明生成和传送的信号。信号的传送对应于根据本发明执行的方法的各个步骤。

在图4的示例中，端节点1144与端节点2407之间有正在进行的例如语音呼叫等的通信会话。这些节点中的每一个最初通过至少第一接入节点140通信，该通信路径可任选地包括其它核心网络节点，例如网络节点120。由此，在图4中所示的示例开始时，第一接入节点140担当端节点1和端节点2双方的网络附着点。接入节点140存储包括涉及进行中的通信会话的会话标识符、在与这些移动节点中的每一个通信时使用的安全性信息、移动节点标识、移动节点概况信息——包括第一和第二移动节点144、407中的每一个的服务授权信息等的状态信息。随着移动节点如箭头411所表示地从第一接入节点移开并移向第二和第三接入节点140’、140”时，该移动节点决定发起从当前网络附着点，即第一接入节点140到例如第二接入节点140’等的另一接入节点的换手。换手决策可在移动节点中基于该移动节点对从接入节点140、140’、140”中的每一个接收到的信号进行的信号强度测量而作出。在本发明的替换实施例中，换手决策由网络作出，例如，由监视例如其自身与端节点144之间的信号强度等的各种参数的接入节点140作出。在本发明的此实施例中，接入节点140还经由来自端节点144的报告监视端节点144与接入节点140’以及140”之间的通信参数。在本发明的另一个实施例中，所述报告是从接入节点140’和140”接收到的。将本发明的此示例性实施例中，端节点发起的换手的情形在以下进一步说明。

在已经作出发起换手的决策的情况下，第一端节点144向担当端节点的当前网络附着点的第一接入节点140发送可以是状态传递请求消息形式的换手发起消息404。该第一接入节点通过对第一接入节点140中可用的与第一端节点144相对应的当前状态进行签名及可任选地加密并将该状态信息传送给该端节点144来响应此换手发起消息。信号406表示状态信息向第一端节点144的传送。在本发明的一个替换实施例中，信号406是独立于信号404地被发送给端节点144的。在本发明的此实施例中，随着端节点144与例如端节点407等的节点之间通信的进展并改变接入节点140所持有的参数以支持所述通信，由接入节点140持有的状态被更新。然后，此状态在其获更新时在消息406中被发送给端节点144，以使得其在需要时对端节点144可用。在本发明的换手由网络控制的实施例中，信号406除上述信号之外还包括标识端节点144需要向其换手的接入节点(例如，接入节点140’或140”)的标识符。由第一接入节点140执行的签名和可任选的加密是使用因接入节点之间的安全性关联而可对其它接入节点可用的例如共享机密等的安全性信息来进行的。取决于具体实施例，该共享机密可例如由系统管理员编程到接入节点中，或者由网络中的安全服务器供给。

通常，端节点144不能访问解密和重新签名状态信息所需的共享机密，从而使得第一端节点144担当经加密状态信息的管道，但在大多数实施例中将不更改该经加密的信息。移动节点可作为换手的一部分将附加信息连同该状态信息一起发送给目标基站，但是通常不更改该状态信息。然而，在其它实施例中，移动节点被允许在向目标基站传送之前用此信息更改该状态信息。

在图4的示例中，端节点144选择了第二接入节点140’作为第一目标接入节点。第一端节点将尝试并完成向第一目标接入节点140’的换手，但是在不能完成向第一目标接入节点140’的换手的情况下将选择一不同的目标140”。

在选定第一目标接入节点140’之后，端节点向第一目标节点140’发送指示该第一端节点144正寻求完成向该接入节点140’的换手的换手请求信号410。该第一目标接入节点140’以指示其或者将接受该第一端节点144进入蜂窝小区或者拒绝该换手的信号412来作响应。

如果响应信号412指示第一目标接入节点将允许完成第一端节点144的向该第一目标接入节点140’的换手，则该第一端节点144在信号414中向该第一接入节点140’发送与该第一端节点144相对应的状态信息。第一目标接入节点140’解密该状态信息并使用该信息来建立与端节点144的通信链路，藉此使该第一接入节点140’成为端节点144的新的网络附着点。在成功解密状态信息之后，该第一目标接入节点140’向一个或多个网络节点120传送路由更新信号417，并可任选地向旧的网络附着点140传送指示定向到第一端节点144的分组应当被路由至所述第一目标接入节点140’的信号417’。该信号417’作为向该旧的接入节点指示换手已成功的换手完成消息。该第一接入节点还向第一端节点144发送指示成功换手的信号416。

在本发明的一个替换实施例中，发送给接入节点140’的状态信息被包括在换手请求信号410中。第一目标接入节点140’解密该状态信息并使用该信息来建立与端节点144的通信链路，藉此使得该第一接入节点140’成为端节点144的新的网络附着点。在成功解密该状态信息之后，该第一目标接入节点140’向一个或多个网络节点120传送路由更新信号417，并可任选地向旧的网络附着点140传送指示定向到第一端节点144的分组应当被路由至所述第一目标接入节点140’的信号417’。该信号417’作为向该旧的接入节点指示换手已成功的换手完成消息。该第一接入节点还向第一端节点144发送指示成功换手的信号416。在本发明的此实施例中，消息412和414是不要求的。

在换手已完成之后，一旦接收到具有与第一端节点144相对应的地址的分组，第一目标接入节点140’就将通过空中链路将它们传达给第一端节点144。在换手已完成的情况下，第一与第二端节点144、407之间的由包括在供给第一目标接入节点140’的状态信息中的会话标识符标识的现有通信会话在第一和第二接入节点140、140’服务于将该第一和第二端节点144、407耦合在一起的情况下被许可继续进行。换手之后与通信会话有关的信号交换——包括含例如语音数据等的IP分组的通信——在图4中由箭头401、418、419来表示。

以上讨论假定第一目标接入节点140’接受了第一端节点144的换手。如果响应信号412指示第一目标接入节点将不允许完成该第一端节点144的向该第一目标接入节点140’的换手，则该第一端节点144选择第二目标接入节点140”来完成向其换手。然后，换手以如上所讨论的相同方式不过是与第二目标接入节点140”而非第一接入节点140’进行。这样的情况由示例性信号450、452、454、456、458示出。

在本发明的消息412和414是不要求的且状态被包括在消息410中的实施例中，接入节点140’将其是否接入端节点144的决策基于包括但不限于接入节点140’上的负载以及被包括在消息410中的状态中所包含的端节点144的凭证等的多个参数。如果响应信号416指示第一目标接入节点将不允许完成第一端节点144的向该第一目标接入节点140’的换手，则该第一端节点144选择第二目标接入节点140”来完成向其换手。然后，换手以如上所讨论的相同方式不过是与第二目标接入节点140”而非第一接入节点140’进行。这样的情况由示例性信号450、452、454、456、458示出。

在选定第二目标接入节点140”之后，端节点144向第二目标节点140”发送指示该第一端节点144正寻求完成向该接入节点140”的换手的换手请求信号450。该第二目标接入节点140”以指示其或者将接受该第一端节点144进入蜂窝小区或者拒绝该换手的信号452来作响应。

如果响应信号452指示第二目标接入节点140”将允许完成第一端节点144的向该第二目标接入节点140”的换手，则该第一端节点144在信号454中的形式向该第二目标接入节点140”发送与该第一端节点144相对应的状态信息。在本发明的一个替换实施例中，状态信息被包括在换手请求信号450中。第二目标接入节点140”解密该状态信息并使用该信息来建立与端节点144的通信链路，藉此使得该第二接入节点140”成为端节点144的新的网络附着点。在成功解密该状态信息之后，该第二目标接入节点140”向一个或多个网络节点120传送路由更新信号457，并可任选地向旧的网络附着点140传送指示定向到第一端节点144的分组应当被路由至所述第二目标接入节点140”的另一信号(未示出)。此去往第一接入节点140的信号作为向该旧的接入节点指示换手已成功的换手完成消息。该第二接入节点还向第一端节点144发送指示成功换手的信号456。

在换手已完成之后，一旦接收到具有与第一端节点144相对应的地址的分组，第二目标接入节点140’就通过空中链路将它们传达给第一端节点144。在换手已完成的情况下，第一与第二端节点144、407之间的由包括在供给第二目标接入节点140’的状态信息中的会话标识符标识的现有通信会话在第一和第三接入节点140、140”服务于将该第一和第二端节点144、407耦合在一起的情况下被许可继续进行。换手之后与通信会话有关的信号交换——包括含例如语音数据等的IP分组的通信——在图4中由箭头401、458、459来表示。

在本发明的另一实施例中，图4中所示的信令被用于在端节点144与接入节点140’和140”之间创建附加链路。在本发明的此实施例中，可省去信号417和457以及可任选信号417’，以不改变端节点144的路由。在本发明的同一实施例中，消息417、457和417’可由端节点144来触发，或者它们可藉由独立于图4中所给出其余信号但未在附图中示出的附加信令来由接入节点140、140’和140”来触发。

图5示出了本发明的另一种换手。图5的箭头表示根据本发明生成并传送的信号。信号的传送对应于根据本发明执行的方法的各个步骤。

在图5的示例中，在端节点144与节点106之间有进行中的例如语音呼叫等的通信会话。端节点144最初通过至少第一接入节点140通信，该通信路径可任选地包括其它核心网络节点，例如网络节点120。由此，在图5中所示的示例开始时，第一接入节点140担当至少端节144的网络附着点。接入节点140存储包括与此进行中的通信会话有关的会话标识符、在与这些移动节点中的每一个通信时使用的安全性信息、移动节点标识、移动节点概况信息——包括至少端节点144的服务授权信息等的状态信息。接入节点140通常为通过该接入节点140活跃地通信的多个端节点存储此类信息。

在图5中，根据本发明，作为端节点144与例如节点106等的其它节点之间的通信操作的一部分，与端节点144相关联的状态由接入节点140维护、修改、和更新。在本发明一个实施例中，状态改变是由例如在针对端节点144的认证和授权会话等期间AAA服务器104与接入节点104之间的通信510”’引起的。状态改变也由服务器节点108与接入节点104之间的通信510”引起。状态改变还可能由节点106与端节点144之间经由接入节点140的通信510’(例如，语音呼叫)引起。状态改变还可能由端节点144与接入节点140之间的通信510(例如，对资源的请求)引起。状态改变还可能由接入节点140的内部操作引起。状态改变还可能由其它通信信号引起和/或是响应于这些信号。根据本发明的一个实施例，接入节点140在状态更新发生时以例如响应于消息510、510’、510”、510”’的消息512等来向端节点144发送此类更新。在本发明的另一个实施例中，端节点144通过发送消息511来请求已更新的状态，而接入节点140在消息512中向端节点144发送该状态。替换地，已更新状态在特定时间——例如在可导致周期性更新的计划好的间隔上发送。可使用这些确定何时向端节点发送状态的方法中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，被包括在图5的消息512中的状态对于终端是不透明的，例如是不可读的。该状态可以是因使用移动节点不能解密或解码的加密或编码而不透明。在本发明的一个此类实施例中，当接入节点140发送包括与端节点144相关联的状态的消息512时，它发送所有可用状态，而端节点144用在消息512中接收到的新状态替换现有状态。在本发明的一个替换实施例中，状态被拆分成用从1到N的索引编号的数个部分。接入节点140向端节点144发送带索引的不透明状态对象的子集。在本发明的此实施例中，端节点144通常不用消息512中所包括的收到状态来替换已存状态的完整集合，而是替换与接收到的消息512中所包括的对象相对应的已存状态。这通常导致该状态的一部分被替换，但是作为消息512的结果，所有状态可被更新。替换是通过在存储器中搜索包括在消息512中的用于标识状态集合的索引中的每一个、并以消息512中的对象来替换存储器中相对应的已存对象来执行的。这样，表示不透明状态子集的对象可被替换，而无需替换通常将包括多个对象的整个状态集合。

在图5的示例中，随着移动节点从第一接入节点移开并移向第二接入节点140’，端节点144决定发起从当前网络附着点即第一接入节点140向另一接入节点例如第二接入节点140’的换手。换手决策可在端节点144中基于由该端节点对从接入节点140和140’中的每一个接收到的信号进行的信号强度测量来作出。在本发明的一个替换实施例中，换手决策由网络作出，例如，由监视例如其自身与端节点144之间的信号强度等的各种参数的接入节点140或基于网络的控制节点作出。在本发明的这样一个实施例中，接入节点140还经由来自端节点144的报告监视端节点144与接入节点140’之间的通信参数。在本发明的另一个实施例中，所述报告是从接入节点140’接收的。

现在将参照图5以及其中所包括的信号来进一步讨论本发明的由端节点发起换手的示例性实施例。

端节点144向目标接入节点140’发送换手请求消息520。消息520包括在消息512中从接入节点140接收到的状态的最新版本。在本发明的一个替换实施例中，消息520是作为消息520’经由仅将消息520”向目标接入节点140’重放的接入节点140来发送的。在此示例性实施例中，接入节点140’使用包括在消息520/520”中的状态的至少一部分来建立其自身与端节点144之间的通信路径，该路径可支持端节点144的经由接入节点140的通信(例如，端节点144与节点106之间的语音呼叫)中的至少一些。可任选地，由双向箭头522表示的通信是在端节点144与接入节点140’之间执行。这样的通信522可包括例如用于实现相互认证过程的通信等。接入节点140’通过向端节点144传送指示换手过程的结果的消息525来答复端节点144。消息可指示所尝试的换手成功和/或失败。在本发明的另一个实施例中，答复消息525是以消息525’的形式经由接入节点140发送的，该消息525’由接入基点140作为消息525”向端节点144中继。

假定向接入节点140’的换手是成功的、看起来很可能会成功、或是与接入节点140的通信不太可能继续保持可行，则端节点144发送请求路由改变的消息530，以使得其当前经由接入节点140流动的所有通信现在经由接入节点140’流动。接入节点发送路由改变消息540以指出将端节点144的通信路由到该接入节点。在本发明的一个实施例中，路由改变消息530是在端节点144接收到换手答复消息525之后立即发送的。在本发明另一实施例中，引起消息530被发送的过程独立于消息525，例如它是由下行链路空中接口质量测量来驱动。

在各个实施例中，本文中所描述的节点是使用执行与本发明的一个或多个方法相对应的步骤——例如信号处理、消息生成和/或传送步骤——的一个或多个模块来实现的。因此，在某些实施例中，本发明的各个特征是使用模块来实现的。这类模块可使用软件、硬件、或软件与硬件的组合来实现。以上描述的方法或方法步骤中有许多可使用包括在诸如存储器设备等的机器可读介质——例如RAM、软盘等——中的诸如软件等的机器可执行指令来实现，以控制例如具备或不具备附加硬件的通用计算机等的机器来在例如一个或多个节点中实现上面描述的方法的所有或部分。相应地，本发明尤其针对包括用于使例如处理器及相关联硬件等的机器执行上面描述的方法的一个或多个步骤的机器可执行指令的机器可读介质。

鉴于本发明的以上描述，上面描述的本发明的方法和装置的众多其他的变体对于本领域技术人员将是显而易见的。这类变体应当被认为落在本发明的范围之内。本发明的方法和装置可以并且在各个实施例中确实与CDMA、正交频分复用(OFDM)、或可用于在接入节点与移动节点之间提供无线通信的各种其它类型的通信技术联用。在某些实施例中，接入节点被实现为使用OFDM和/或CDMA与移动节点建立通信链路的基站。在各个实施例中，移动节点被实现为笔记本计算机、个人数据助理(PDA)、或是包括接收机/发射机电路以及逻辑和/或例程的用于实现本发明的方法的其它便携式设备。

Claims (40)

1.一种可供在包括第一接入节点、第二接入节点和端节点的通信系统中使用的通信方法，所述方法包括：

操作所述端节点从所述第一接入节点接收与所述端节点相对应的状态信息；以及

操作所述端节点向所述第二接入节点传送状态信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收到的状态信息是经加密的状态信息，并且其中所述向第二接入节点传达状态信息包括向所述第二接入节点传送所述经加密的状态信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

在向所述第二接入节点发送所述经加密的状态信息之前，向所述第二接入节点发送换手信号，以信令通知其所述端节点正在发起向所述第二接入节点的换手。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

操作所述第二接入节点接收所述经加密的状态信息；

操作所述第二接入节点解密所述经加密的状态信息；以及

操作所述第二接入节点使用所述经解密的状态信息中的至少一些使所述端节点与另一节点之间的通信会话能够进行。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述经解密的状态信息包括至少一些与原正通过所述第一接入节点在所述端节点与所述另一节点之间进行的通信会话有关的信息，所述通信会话在所述换手之后是通过所述第二接入节点来继续进行的。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

所述操作第一接入节点向端节点传送状态信息包括，从在所述第一接入节点与所述无线终端之间建立的无线通信链路传送所述第一信息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一和第二接入节点彼此具有安全性关联，并且共享用于加密和解密通过端节点传达的状态信息的共同的共享机密。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括在所述状态信息被解密之后操作所述第二接入节点向另一节点传送路由更新信号的步骤。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作端节点从第一接入节点接收与该端节点相对应的状态信息包括，通过无线通信链路接收所述状态信息。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述端节点维护与所述第一接入节点以及所述第二接入节点的通信链路，并且其中所述操作端节点向第二接入节点传达状态信息的步骤是作为所述第一接入节点与所述第二接入节点之间用于同步状态信息而执行的状态同步操作的一部分来执行的，所述状态信息使得所述第一和第二接入节点能够支持所述端节点与另一节点之间的通信会话。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作端节点向第二接入节点传达状态信息的步骤是作为向所述第二接入节点的换手操作的一部分来执行的。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述状态信息包括以下至少一者：

接入密钥，其在获得对所述第二接入节点的安全接入和经认证接入中的至少一者时使用；

主会话密钥，其在获得对所述第二接入节点的安全接入和经认证接入中的至少一者时使用；

服务授权信息，其指示授权提供给所述端节点的至少一个服务；

通信会话标识符，其标识进行中的通信会话；资源分配信息，其指示分配给进行中的通信会话的资源；

空中链路资源信息；通信群成员资格信息；以及

指派给所述端节点的IP地址和对应于所述IP地址的地址寿命。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

在操作所述端节点传达至少一些从所述第一接入节点接收到的状态信息之前存储所述接收到的状态信息；

接收附加状态信息；

用所述附加状态信息中的至少一些来替换所述已存状态信息中的至少一些；并且

其中所述操作端节点向第二接入节点传达状态信息包括，传送所述附加状态信息中替换了所述已存状态信息的至少一些的至少一些。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述替换已存状态信息的至少一些包括，替换先前从所述第一接入节点接收到的已存状态信息的全集；并且

其中所述接收到的附加状态信息也是从所述第一接入节点接收的。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：

操作所述无线终端通过所述第二接入节点继续进行通信会话，所述通信会话是由包括在从所述无线终端向所述第二接入节点传送的所述状态信息中的会话标识符来标识的。

16.一种可供在包括第一接入节点和第二接入节点的通信系统中使用的无线终端，所述端节点包括：

换手控制模块，其用于控制所述端节点作为换手操作的一部分地来传送和接收换手相关信号；

耦合至所述换手控制模块的发射机模块，其用于在所述换手控制模块的控制下传送换手相关控制信号；

耦合至所述换手控制模块的接收机模块，其用于接收换手相关信号；并且

其中所述换手控制模块被配置成在所述端节点正在执行换手操作时从所述端节点向所述第一接入节点传送换手信号，以及在所述换手操作是从所述第一接入节点向所述第二接入节点的换手时向所述第二接入节点传送接收自所述第一接入节点的经加密的状态信息，所述经加密的状态信息与所述端节点相对应并包括先前在所述第一接入节点处维护的状态信息。

17.如权利要求16所述的无线终端，其特征在于，所述发射机模块是用于通过空中传送信号的无线发射机模块。

18.如权利要求17所述的无线终端，其特征在于，所述无线发射机模块是OFDM发射机。

19.如权利要求17所述的无线终端，其特征在于，还包括：

通信模块，其用于在换手至所述第二接入节点之后通过所述第二接入节点来继续进行原正通过所述第一接入节点进行的与另一节点的通信会话。

20.如权利要求19所述的无线终端，其特征在于，所述经加密的状态信息中的至少一些包括同与所述另一节点的所述通信会话相对应的通信会话标识符。

21.一种可供在包括第一接入节点、第二接入节点和端节点的通信系统中使用的通信方法，所述方法包括：

操作所述端节点从所述第一接入节点接收与所述端节点相对应的状态信息；以及

操作所述端节点向所述第二接入节点传达所述状态信息。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述向第二接入节点传达所述状态信息包括，向所述第二接入节点传送所述经加密的状态信息。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述状态信息是在请求建立链路的连接请求消息中传送的；以及

操作所述端节点接收指示所述链路的建立的连接建立响应消息。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述状态信息是经签名的状态信息。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括：

操作所述第二接入节点接收所述状态信息；

操作所述第二接入节点认证所述经签名的状态信息的签名；

操作所述第二接入节点使用所述经认证的状态信息中的至少一些以查实发送所述经签名的状态信息的端节点的身份；以及

在所述端节点身份有效的情况下操作所述第二接入节点准予建立所述第二接入节点与所述端节点之间的连接。

26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述经认证的状态信息包括至少一些与原正通过所述第一接入节点在所述端节点与所述另一节点之间进行的通信会话有关的信息，所述通信会话在所述换手之后是通过所述第二接入节点来继续进行的。

27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述第一和第二接入节点彼此具有安全性关联，并且共享用于对通过端节点传达的状态信息进行签名以及对经签名的状态信息进行认证的共同的共享机密。

28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述状态信息也是经加密的状态信息。

29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述第一和第二接入节点彼此具有安全性关联，并且共享用于对通过端节点传达的状态信息进行加密和解密的共同的共享机密。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，还包括在所述状态信息被解密之后操作所述第二接入节点向另一节点传送路由更新信号的步骤。

31.一种在包括至少第一接入节点、第二接入节点和端节点的通信系统中操作所述第一接入节点的方法，所述方法包括：

使用与所述端节点相对应的状态信息集来支持与所述端节点的通信会话；以及

向所述端节点传送所述状态信息中的至少一些。

32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述状态信息包括可用于支持换手操作的信息。

33.如权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括：

随被传送给所述端节点的所述状态信息包括认证信息。

34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述认证信息是所述被传达的状态信息的函数，并且可用于检测对所传送的状态的修改。

35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，所述认证信息是所述被传达的状态信息的函数以及所述第一和第二接入节点所知的密钥的函数。

36.如权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括：

在传送所述状态之前，从所述端节点接收到状态请求信号。

37.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述状态信息认证信息是所述被传达的状态信息的函数，并且可用于检测对所传送状态的修改。

38.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述状态请求信号是换手信号。

39.如权利要求33所述的方法，其特征在于，还包括：

检测与所述端节点相对应的状态的改变；并且

其中所述传送是响应于检测到所述改变而作的。

40.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所传送的状态包括所述已改变的状态的至少一些。

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