CN101312561B - 无线通信系统及无线通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信领域，公开了一种无线通信系统及无线通信方法，使得移动终端能够通过非3GPP网络顺利接入3GPP网络。本发明中，将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络，3GPP网络的AAA服务器为移动终端提供认证、授权和计费功能，由第二AAA服务器作为AAA代理服务器，转发3GPP网络中的AAA服务器与该非3GPP网络之间的通信消息，并协助该3GPP网络中的AAA服务器完成该移动终端的认证、授权和计费功能。由3GPP网络中的PCRF生成PCC规则，并通过策略分发功能实体，将生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体。

Description

无线通信系统及无线通信方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及不同网络间的互通技术。

背景技术

微波接入全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access，简称“WiMAX”)是目前业界对基于电子和电气工程师协会(Institute ofElectrical and Electronics Engineers，简称“IEEE”)802.16系列标准的无线城域网技术的约定俗成的称呼，其基本目标是提供一种在城域网一点对多点的多厂商环境下，可有效互操作的宽带无线接入手段，具有传输距离远、传输速率高等优点。

WiMAX的网络结构如图1所示，主要由三个部分组成，即移动终端(Mobile Station，简称“MS”)、接入服务网(Access Service Network，简称“ASN”)和连接服务网(Connectivity Service Network，简称“CSN”)。其中，ASN包括基站(Base Station，简称“BS”)和接入服务网络网关(AccessService Network GateWay，简称“ASN-GW”)，CSN包括预付费服务器(PrepaidService，简称“PPS”)，和认证、授权和计费(Authentication Authorizationand Accounting，简称“AAA”)服务器等逻辑实体。WiMAX网络中各实体间由从R1到R6的接口来连接，各个接口具体的位置如图1中所示。

WiMAX网络与第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)策略与计费控制(Policy and Charging Control，简称“PCC”)架构融合的框架如图2所示。包括位于应用服务提供商(Application ServiceProvider，简称“ASP”)网络的应用功能实体(Application Function，简称“AF”)、位于CSN内的策略与计费规则功能实体(Policy Charging RuleFunction，简称“PCRF”)、用于分发PCC规则的策略分发功能实体(PolicyDistribution Function，简称“PDF”)、家乡代理(Home Agent，简称“HA”)，和位于ASN内的策略计费执行功能实体(Policy Charging EnforcementFunction，简称“PCEF”)分布实体(如业务流授权实体(Service FlowAuthorization，简称“SFA”)，Accounting Client(计费客户端)，AccountingAgent(计费代理)，锚定数据通路功能实体/外地代理(Anchor Data PathFunction/Foreign Agent，简称“Anchor DPF/FA”)等)。

WiMAX网络是一种非3GPP网络，而目前非3GPP网络与3GPP系统构架演进(System Architecture Evolution，简称“SAE”)网络的互通构架如图3和图4所示。图3为非漫游情况下的非3GPP网络与SAE网络的互通构架，图4为漫游情况下的非3GPP网络与SAE网络的互通构架。其中，SAE网络是3GPP标准组织定义的Release8版本的网络体系结构，它允许非3GPP网络接入到3GPP SAE网络中，并定义了可信任的非3GPP IP接入网与SAE网络的连接体系结构。

其中，涉及的功能实体有：网关(Gateway，简称“GW”)、3GPP AAA服务器、归属签约用户服务器(Home Subscriber Server，简称“HSS”)、PCRF、用户终端设备(User Equipment，简称“UE”)即上文中的移动终端。其中，SAE网络的网关，有两种不同的逻辑上的SAE网关，分别为SAE服务网关(Serving GW)和分组数据网络网关(PDN GW)。

涉及的接口有：非3GPP IP接入网与GW之间的S2a接口、用户终端与GW之间的S2c接口、Serving GW和PDN GW之间的S5接口、家乡(Home，简称“h”)公共陆地移动网络(Public Land Mobility Network，简称“PLMN”)中的GW和3GPP AAA服务器之间的S6c接口、拜访地(Visited，简称“v”)PLMN中的GW和3GPP AAA代理服务器之间的S6d接口、PCRF与策略与计费执行实体(Policy and Charging Enforcement Point，简称“PCEF”)之间的S7接口、漫游情况下家乡路由业务的漫游接口S8b、v PCRF与h PCRF之间的S9接口、AF与PCRF之间的Rx+接口、非3GPP接入网与3GPP AAA服务器/代理服务器之间的Ta*接口、3GPP AAA服务器与HSS之间的Wx*接口、和3GPP AAA代理服务器与3GPP AAA服务器之间的Wd*接口。

然而，本发明的发明人发现，根据目前的方案，移动终端可能无法顺利地通过非3GPP网络接入3GPP网络。这是因为，3GPP网络中的AAA服务器能够满足3GPP网络的特性，但未必能够满足非3GPP网络的特性，因此，可能会导致移动终端无法顺利地通过非3GPP网络接入3GPP网络的问题。而且，目前的方案中尚未提供如何生成PCC规则，并将生成的PCC规则发送到PCC策略执行实体中的具体方案。

发明内容

本发明实施方式要解决的技术问题是提供一种无线通信系统及无线通信方法，使得移动终端能够通过非3GPP网络顺利接入3GPP网络。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种无线通信系统，包含第三代合作伙伴项目3GPP网络和非3GPP网络，移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络；

3GPP网络包含第一认证、授权和计费AAA服务器，用于为移动终端提供认证、授权和计费功能；

无线通信系统包含第二AAA服务器，用于转发第一AAA服务器与该非3GPP网络之间的通信消息，并协助完成移动终端的认证、授权和计费功能。

本发明的实施方式还提供了一种无线通信方法，包含以下步骤：

将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络；

3GPP网络的第一AAA服务器对接入的移动终端进行认证、授权和计费；

第二AAA服务器转发所述第一AAA服务器与所述非3GPP网络之间的通信消息，并协助完成所述移动终端的认证、授权和计费功能。

本发明实施方式与现有技术相比，效果在于：即使3GPP网络中的AAA服务器不能满足非3GPP网络的特性，也能通过另一个AAA服务器完成3GPP网络中的AAA服务器不能满足的功能。从而保证了移动终端能够通过非3GPP网络顺利接入该3GPP网络，实现了更高的效率和效益。

附图说明

图1是现有技术中WiMAX网络结构示意图；

图2是现有技术中WiMAX网络融合PCC架构示意图；

图3是现有技术中非漫游情况下的非3GPP网络与SAE网络的互通构架示意图；

图4是现有技术中漫游情况下的非3GPP网络与SAE网络的互通构架示意图；

图5是根据本发明第一实施方式的通信系统结构示意图；

图6是根据本发明第一实施方式中HA位于PLMN中的PDN GW的结构示意图；

图7是根据本发明第二实施方式的通信系统结构示意图；

图8是根据本发明第三实施方式的通信系统结构示意图；

图9是根据本发明第三实施方式中LMA位于CSN内WiMAX HA中的结构示意图；

图10是根据本发明第四实施方式的通信系统结构示意图；

图11是根据本发明第四实施方式中HA和PDF在PLMN的PDN GW中实现的结构示意图；

图12是根据本发明第五实施方式的通信系统结构示意图；

图13是根据本发明第五实施方式中LMA位于PLMN内的服务网关中的结构示意图；

图14是根据本发明第六实施方式的通信系统结构示意图；

图15是根据本发明第七实施方式的通信系统结构示意图；

图16是根据本发明第八实施方式中LMA位于拜访地PLMN内的PDNGW中的结构示意图；

图17是根据本发明第八实施方式中LMA位于拜访地PLMN内的服务网关中的结构示意图；

图18是根据本发明第九实施方式的通信系统结构示意图；

图19是根据本发明第十实施方式的无线通信方法流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明的第一实施方式涉及一种通信系统，包含3GPP网络和非3GPP网络，在本实施方式中3GPP网络以SAE网络为例，非3GPP网络以WiMAX网络为例来说明。

该非3GPP网络将移动终端通过本网络的连接服务网CSN接入该3GPP网络，也就是说，对于移动终端而言，该移动终端附着的接入网和核心网均为非3GPP网络，接入的3GPP网络为该移动终端用户的家乡3GPP网络。

具体地说，如图5所示，接入的3GPP网络为SAE网络的PLMN，在该PLMN中包含3GPP AAA服务器，用于为移动终端提供认证、授权和计费功能。WiMAX网络的CSN中包含WiMAX AAA服务器，用于转发该3GPP AAA服务器与WiMAX ASN之间的通信消息(该WiMAX AAA服务器可称为WiMAX AAA代理服务器)，并协助该3GPP AAA服务器完成该移动终端的认证、授权和计费功能。也就是说，如果3GPP AAA服务器不能完全满足WiMAX网络需求时，WiMAX AAA代理服务器必须负责完成前者不能完成的AAA功能，包含但不限于以下之一或其任意组合：移动IP协议密钥生成功能、识别鉴权模式功能、设备认证功能、鉴权认证加密密钥的生成分发功能。WiMAX AAA通过Wd*接口转发该3GPP AAA服务器与WiMAX ASN之间的通信消息，如与鉴权相关的消息。PLMN网络中还包含移动终端的HA，该HA用于将该移动终端接入IP业务，使得移动终端的用户能够通过3GPP网络接入到分组数据网络PDN，使用IP业务。

值得一提的是，在用户或业务鉴权授权过程中，3GPP AAA服务器可能与签约信息数据库(如HSS)交互，来获取用户或业务相关信息。AAA服务器与签约信息数据库可能在同一物理实体实现，此时他们之间通过内部消息通信。

在SAE网络的PLMN和WiMAX网络的CSN中还分别包含PCRF。由于在本实施方式中，移动终端是通过WiMAX网络的CSN接入SAE网络的PLMN中的，因此，对该移动终端而言，该WiMAX网络的CSN可视为该移动终端用户的拜访地网络，也就是说，CSN中的PCRF为v PCRF(拜访地PCRF)，PLMN中的PCRF为h PCRF(家乡PCRF)。该h PCRF用于策略决策生成PCC规则，并通过S9接口发给CSN中的PCRF(即v PCRF)。其中，PCRF可能是一个单独的实体，可能与AAA服务器在一个实体中实现，也可能与别的实体在一起实现。

在WiMAX网络的CSN中还包含策略分发功能实体(即PDF)，用于将生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体，如WiMAX网络的ASN和该移动终端的HA，该策略分发功能实体从v PCRF处接收生成的PCC规则。具体地说，该v PCRF通过S9接口从h PCRF接收生成的PCC规则，并将该PCC规则直接转发给该PDF，或者，该v PCRF在通过S9接口从h PCRF接收到生成的PCC规则后，根据本地网络策略和/或网络签约策略对该PCC规则做相应的修改，将修改后的PCC规则发送给该PDF。由PDF将收到的PCC规则分发给各PCC策略执行实体，保证了各PCC策略执行实体(如ASN、HA、3GPP网络中的PDN GW与服务网关等)能够顺利地对该移动终端进行服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)策略控制和计费。其中，PDF可以独立实现，或与所在网络中的PCRF一起实现(此时即由PCRF直接下发PCC规则到PCC策略执行实体)，或在ASN-GW中实现(此时即由ASN-GW完成分发)，或与HA一起实现(此时即由HA完成分发)。

当本实施方式中的路由为家乡路由，则HA分配在PLMN中(如图5所示)，PCC规则由PLMN中的h PCRF生成，通过CSN中的v PCRF发送到CSN中的PDF，再由该PDF发送给ASN和HA。需要说明的是，由于HA在PLMN中，因此在实际应用中，h PCRF生成的PCC规则也可以通过PLMN网络中的策略分发功能实体PDF发送给该HA。HA可以位于PLMN中的PDNGW，则本实施方式的系统结构则如图6所示，该移动终端通过该PDN GW接入IP业务。另外，需要说明的是，如果HA不作为PCC策略执行实体，则PDF无需将PCC规则发送给该HA。不难发现，在本实施方式中，即使3GPP网络中的AAA服务器不能满足非3GPP网络的特性，也能通过非3GPP网络的AAA代理服务器完成3GPP网络中的AAA服务器不能满足的功能。从而保证了移动终端能够通过非3GPP网络顺利接入该3GPP网络，实现了更高的效率和效益。

本发明的第二实施方式与第一实施方式大致相同，其区别在于，在第一实施方式中，业务家乡路由，HA分配在PLMN中；而在本实施方式中，业务拜访地路由，HA分配在WiMAX网络的CSN中，如图7所示。PCC规则由PLMN中的h PCRF生成，通过CSN中的v PCRF发送到CSN中的PDF，再由该PDF发送给ASN和HA。

本发明的第三实施方式与第一实施方式大致相同，其区别在于，在第一实施方式中，未使用层次化移动管理将该移动终端接入网络；而在本实施方式中，使用了层次化移动管理，如层次化移动IP协议(Hiearachical MIP，简称“HMIP”)将该移动终端接入网络。

因此，WiMAX网络原有的HA可作为本地移动代理(Local MobilityAgent，简称“LMA”)，实现本地移动锚点的功能，用于管理本地移动的锚定。3GPP AAA服务器和/或WiMAX AAA代理服务器还需要生成和下发HMIP密钥到HA和LMA。另外，PCC规则由PLMN中的h PCRF生成，通过CSN中的v PCRF发送到CSN中的PDF后，该PDF还需要将收到的PCC规则发送给该LMA，如图8所示。

该LMA可以位于CSN内的WiMAX HA中，则本实施方式的系统结构如图9所示，其中，移动终端的HA仍位于PLMN中的PDN GW。

需要说明的是，在上述第一至第三实施方式中，均以WiMAX网络中部署有PCC架构为例进行说明，如果WiMAX网络中没有部署PCC架构，则仍沿用现有的WiMAX网络的QoS和计费框架，PLMN内生成的PCC规则下发给CSN内的策略功能实体(policy function，简称“PF”)，由PF完成WiMAX网络内的策略计费信息下发，PF可能会根据本地策略对PCC规则做相应的修改。

本发明的第四实施方式涉及一种通信系统，包含3GPP网络和非3GPP网络，该非3GPP网络将移动终端通过本网络的接入服务网ASN接入该3GPP网络，接入的该3GPP网络为该移动终端用户的家乡3GPP网络，第一AAA服务器与第二AAA服务器在同一个物理设备中实现。也就是说，对于移动终端而言，该移动终端通过非3GPP网络的ASN直接接入3GPP的家乡3GPP网络，该第一AAA服务器与第二AAA服务器所处的物理设备位于该移动终端用户的家乡3GPP网络中。

本实施方式中的3GPP网络为SAE网络，非3GPP网络为WiMAX网络。

具体地说，如图10所示，接入的3GPP网络为SAE网络的PLMN，在该PLMN中包含3GPP AAA服务器(即第一AAA服务器与第二AAA服务器的合成)，用于为移动终端提供认证、授权和计费功能，并完成该移动终端在该3GPP网络和非3GPP网络中所需的所有相关功能，即SAE网络和WiMAX网络中与认证、授权和计费相关的全部功能，包括但不限于用户和/或设备认证、空口/设备/移动IP密钥生成和分发、计费功能和预置流下发等。值得一提的是，在用户或业务鉴权授权过程中，3GPP AAA服务器可能与签约信息数据库，如HSS交互，来获取用户或业务相关信息。AAA服务器与签约信息数据库可能在同一物理实体实现，此时他们之间通过内部消息通信。

在该PLMN中还包含PCRF和策略分发功能实体(如PDF)，该PCRF用于为该移动终端生成PCC规则，该策略分发功能实体用于将生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体。也就是说，PLMN中的PCRF将生成的PCC规则发送给PDF，由该PDF将收到的PCC规则分发给各PCC策略执行实体，从而保证了各PCC策略执行实体能够顺利地对该移动终端进行计费。其中，PCC策略执行实体可以是以下之一或其任意组合：ASN、该移动终端的HA、PDN GW、服务网关，该HA需要能够满足WiMAX网络特性，和/或执行PLMN网络的策略计费，该移动终端通过该HA接入IP业务，使得移动终端的用户能够使用IP业务。另外，为了能够将在PLMN中生成的PCC规则发送到WiMAX的ASN中，PLMN网络与ASN之间的接口需要提供用于传递PCC规则的能力。

HA和PDF可以在PLMN的PDN GW中实现时，该移动终端通过该PDNGW接入IP业务，PDN GW与ASN之间的S2a接口除了支持移动IP协议外，还需要支持将PCC的规则下发到ASN网络中的对应实体上，如图11所示。

由于在本实施方式中，PLMN网络中的AAA服务器能够满足WiMAX网络的特性，从而保证了移动终端能够通过WiMAX网络的ASN顺利接入该3GPP网络，实现了更高的效率和效益。

本发明的第五实施方式涉及一种通信系统，本实施方式与第四实施方式大致相同，其区别在于，在第四实施方式中，未使用层次化移动管理将该移动终端接入网络；而在本实施方式中，使用了层次化移动管理，如HMIP将该移动终端接入网络。

因此，如图12所示，在PLMN中还包含本地移动锚点，在HMIP中称为LMA，用于管理本地移动的锚定。3GPP AAA服务器还需要生成HMIP密钥。另外，PCC规则由PCRF生成，发送给PDF后，该PDF还需要将收到的PCC规则发送给该LMA。

该LMA可以位于PLMN内的服务网关中，则本实施方式的系统结构如图13所示，其中，移动终端的HA和PDF仍位于PLMN中的PDN GW，移动终端通过PDN GW接入到IP业务中。

本发明的第六实施方式涉及一种通信系统，本实施方式与第四实施方式大致相同，其区别在于，在第四实施方式中，移动终端通过WiMAX网络的ASN直接接入该移动终端用户的家乡3GPP网络，第一AAA服务器与第二AAA服务器在同一个物理设备中实现；而在本实施方式中，移动终端通过WiMAX网络的ASN接入该移动终端用户的拜访地3GPP网络，再通过该拜访地3GPP网络接入该移动终端的家乡3GPP网络，第一AAA服务器位于该移动终端用户的家乡3GPP网络，第二AAA服务器位于该移动终端用户的拜访地3GPP网络，该移动终端接入的拜访地3GPP网络和家乡3GPP网络均为3GPP的PLMN。

具体地说，如图14所示，移动终端通过ASN、拜访地PLMN网络接入到家乡PLMN。该家乡PLMN网络中包含的3GPP AAA服务器，用于为移动终端提供认证、授权和计费功能，并完成该移动终端在该3GPP网络和非3GPP网络中所需的所有相关功能，即SAE网络和WiMAX网络中与认证、授权和计费相关的全部功能

该拜访地PLMN网络中包含的AAA服务器，用于转发家乡PLMN网络中的AAA服务器与该WiMAX网络的ASN之间的通信消息，因此，该拜访地PLMN网络中的AAA服务器可称为AAA代理服务器。

在家乡PLMN网络和拜访地PLMN网络中还分别包含PCRF(即家乡PCRF(h PCRF)和拜访地PCRF(v PCRF))。该h PCRF用于为该移动终端生成PCC规则，并通过S9接口发给v PCRF。

在拜访地PLMN网络中还需包含策略分发功能实体(即PDF)，用于将生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体，如WiMAX网络的ASN和该移动终端的HA，该策略分发功能实体从v PCRF处接收生成的PCC规则。具体地说，该v PCRF通过S9接口从h PCRF接收生成的PCC规则，并将该PCC规则直接转发给该PDF，或者，该v PCRF在通过S9接口从h PCRF接收到生成的PCC规则后，根据本地网络策略和/或网络签约策略对该PCC规则做相应的修改，将修改后的PCC规则发送给该PDF。由该PDF将收到的PCC规则分发给各PCC策略执行实体，保证了各PCC策略执行实体能够顺利地对该移动终端进行计费。考虑到HA可能分配在家乡网络或拜访地网络，负责分发给HA的策略分发功能实体也可位于家乡网络，该策略分发功能实体从h PCRF接收PCC规则，然后将PCC规则信息下发给HA。值得一提的是，移动终端通过该HA接入IP业务，使得移动终端的用户能够使用IP业务。

当本实施方式中的路由为家乡路由，则HA分配在家乡PLMN中，本实施方式中的HA与家乡3GPP网络的PDF均在家乡PLMN网络的PDN GW中实现，如图14所示，PCC规则由家乡PLMN网络中的h PCRF生成，通过拜访地PLMN网络中的v PCRF发送到拜访地PLMN网络中的v PDF，再由该v PDF发送给HA(即图中的h PDN GW)；或者，由h PCRF将PCC规则通过家乡网络的PDF下发给HA，进一步，家乡网络的PDF可在PDN GW实现，则此时为h PCRF直接将PCC规则下发给家乡PLMN网络的PDN GW。另外，需要说明的是，如果HA不作为PCC策略执行实体，则无需将PCC规则发送给该HA。

本实施方式中拜访地PLMN网络的v PDF，也可以与v PDN GW和/或vServing GW(拜访地PLMN网络的服务网关)在一个实体中，或单独存在。如果该v PDF与v PDN GW和/或v Serving GW在一个实体中，并且该v PDF负责向HA分发PCC规则信息，则为了能够将生成的PCC规则从家乡网络中的GW发送到拜访地网络中的GW，则家乡网络中的GW和拜访地网络中的GW之间的S8b接口需要提供用于传递PCC规则的能力。

本发明的第七实施方式涉及一种通信系统，本实施方式与第六实施方式大致相同，其区别在于，在第六实施方式中，使用的路由为家乡路由，HA分配在家乡PLMN中；而在本实施方式中，使用的路由为拜访地路由，因此，该HA分配在拜访地PLMN网络中，如将该HA分配在拜访地PLMN网络中的v PDN GW中，如图15所示。PCC规则由PLMN中的h PCRF生成，通过拜访地PLMN网络中的v PCRF发送到拜访地PLMN网络中的PDF，该PDF也在v PDN GW中实现，再由该PDF发送给ASN和HA。由于此时PDF和HA在同一个实体实现，它们之间通过内部消息通信。

本发明的第八实施方式涉及一种通信系统，本实施方式与第六实施方式大致相同，其区别在于，在第六实施方式中，未使用层次化移动管理将该移动终端接入网络；而在本实施方式中，使用了层次化移动管理，如HMIP，将该移动终端接入网络。

因此，在拜访地PLMN网络中还包含本地移动锚点，在HMIP中称为LMA，用于管理本地移动的锚定。3GPP AAA服务器和/或3GPP AAA代理服务器还需要生成HMIP密钥。另外，PCC规则由家乡PLMN网络中的hPCRF生成，通过拜访地PLMN网络中的v PCRF发送到拜访地PLMN网络中的PDF后，该PDF还需要将收到的PCC规则发送给该LMA。

该LMA可以位于拜访地PLMN内的PDN GW中，HA仍位于家乡PLMN内的PDN GW中，拜访地PLMN内的PDF位于拜访地PLMN网络中的PDNGW，则本实施方式的系统结构如图16所示。

该LMA也可以位于拜访地PLMN内的服务网关中，HA仍位于家乡PLMN内的PDN GW中，拜访地PLMN内的PDF位于拜访地PLMN网络中的服务网关，则本实施方式的系统结构如图17所示。

本发明的第九实施方式涉及一种通信系统，本实施方式与第八实施方式大致相同，其区别在于，在第八实施方式中，使用的路由为家乡路由，HA分配在家乡PLMN网络中，而在本实施方式中，使用的路由为拜访地路由，HA分配在拜访地PLMN网络中。

如图18所示，HA位于拜访地PLMN网络中的v PDN GW，LMA位于拜访地PLMN网络中的v Serving GW，PDF位于拜访地PLMN网络中的PDNGW和/或拜访地PLMN网络中的v Serving GW。PCC规则由家乡PLMN网络中的h PCRF生成，通过拜访地PLMN网络中的v PCRF发送到拜访地PLMN网络中的v PDF，再由该PDF发送给ASN和HA。

在上述各实施方式中，还有以下几点需要说明：

(1)如果两个实体间需要传输PCC规则，如PDF需要将PCC规则发送给ASN的网关，则这两个实体间的接口需要提供用于传递PCC规则的能力。

(2)移动终端通过HA接入的IP业务，可以是外部的公共或私有的分组数据网络，也可以是运营商内部的分组数据网络，即运营商部署的各种IP业务(operator′s IP Service)，例如交互式多媒体系统(Interactive MultimediaSystem，简称“IMS”)、分组交换域流媒体业务(Packet Streaming Service，简称“PSS”)等。

(3)如果移动终端需要使用多个网络的数据业务，可采用多MIP(移动IP)注册的机制，通过相应的多个PDN GW接入到多个IP业务网络中；此时要求WiMAX网络支持多HA注册。例如当处于漫游的场景时，移动终端既要使用家乡3GPP网络的数据业务，也要使用拜访地3GPP网络的数据业务，则可以将该移动终端分别注册到家乡3GPP网络的HA(该HA在h PDNGW中实现)和拜访地网络的HA(该HA可以在v服务网关、v PDN GW或WiMAX CSN中的HA中实现)，采用双MIP注册的机制。即等同于移动终端与多个IP数据网络通信，需要与这些IP数据网络对应的网关接入。3GPP和/或WiMAX AAA服务器需要为每个注册单独生成、分发和维护MIP密钥。

(4)同一PLMN网络中的服务网关和PDN GW可以位于同一个物理实体上，此时它们之间通过内部消息进行通信。SAE网络中的HA(或LMA)、PDF可能在同一网关上，此时他们之间使用内部消息通信。PDF也可与PCRF在同一物理实体中实现。

(5)PLMN网络中的网关也具有策略计费执行功能，当它们接收到PCC规则时，将应用这些规则，执行QoS策略控制和计费。

本发明的第十实施方式涉及一种无线通信方法，具体流程如图19所示。

在步骤1910中，将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络。具体地说，将该移动终端通过非3GPP网络的核心网接入3GPP网络，接入的3GPP网络为该移动终端的家乡3GPP网络。本实施方式中，非3GPP网络以WiMAX网络为例进行说明，因此，该核心网即为WiMAX网络的CSN。

接着，进入步骤1920，对该移动终端进行认证、授权和计费。具体地说，由该3GPP网络中的AAA服务器对该移动终端进行认证、授权和计费，该AAA服务器与非3GPP网络之间的通信消息，需要通过非3GPP网络的CSN中的AAA服务器转发，该CSN中的AAA服务器可称为AAA代理服务器，该AAA代理服务器。并且，该AAA代理服务器协助完成该移动终端的认证、授权和计费功能。由此可见，即使3GPP网络中的AAA服务器不能满足非3GPP网络的特性，也能通过非3GPP网络的AAA代理服务器完成3GPP网络中的AAA服务器不能满足的功能。从而保证了移动终端能够通过非3GPP网络顺利接入该3GPP网络，实现了更高的效率和效益。

接着，在步骤1930中，在3GPP网络中为该移动终端生成PCC规则，并将生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体。具体地说，由3GPP网络中的PCRF(即h PCRF)为该移动终端生成PCC规则，并将生成PCC规则发送给CSN中的PCRF(即v PCRF)，该v PCRF可以直接将收到的PCC规则发送给CSN中的策略分发功能实体(即v PDF)；该v PCRF也可以在收到PCC规则后，根据本地网络策略和/或网络签约策略，对收到的PCC规则做相应的修改，将修改后的PCC规则发送给v PDF。由v PDF将收到的PCC规则分发给各PCC策略执行实体，其中，PCC策略执行实体包含以下之一或其任意组合：非3GPP网络的ASN、该移动终端的HA、3GPP网络的PDN GW、服务网关。

需要说明的是，如果使用家乡路由，则该移动终端的HA分配在家乡3GPP网络中，v PDF可以将PCC规则分发给该HA；或者，由h PCRF通过h PDF将PCC规则发送给该HA。如果使用拜访地路由，则该移动终端的HA分配在CSN中，v PDF需将PCC规则分发给该HA。

在本实施方式中，步骤1920与步骤1930并没有明确的先后关系，并且，本实施方式中的3GPP网络为SAE网络。另外，值得一提的是，本实施方式中的移动终端通过HA接入IP业务，使得移动终端的用户能够使用IP业务。

本发明的第十一实施方式涉及一种无线通信方法，本实施方式与第十实施方式大致相同，其区别在于，在第十实施方式中，未使用层次化移动管理将该移动终端接入网络；而在本实施方式中，使用了层次化移动管理，如HMIP将该移动终端接入网络。因此，AAA服务器和/或AAA代理服务器还需要生成HMIP密钥。另外，PCC规则由h PCRF生成，并通过CSN中的vPCRF发送到v PDF后，该v PDF还需要将收到的PCC规则发送给用于管理本地移动的锚定的LMA。

本发明的第十二实施方式涉及一种无线通信方法，本实施方式与第十实施方式大致相同，其区别在于，在第十实施方式中，将移动终端通过非3GPP网络的核心网接入3GPP网络；而在本实施方式中，将该移动终端通过非3GPP网络的接入网接入该移动终端的拜访地3GPP网络，再通过该拜访地3GPP网络将该移动终端接入家乡3GPP网络。同样的，非3GPP网络以WiMAX网络为例进行说明，因此，该接入网即为WiMAX网络的ASN。

也就是说，由该家乡3GPP网络中的AAA服务器对该移动终端进行认证、授权和计费，该AAA服务器与非3GPP网络ASN之间的通信消息，需要通过拜访地3GPP网络中的AAA服务器转发，该拜访地3GPP网络中的AAA服务器可称为AAA代理服务器。

由家乡3GPP网络中的PCRF(即h PCRF)为该移动终端生成PCC规则，并将生成PCC规则发送给拜访地3GPP网络中的PCRF(即v PCRF)，该vPCRF可以直接将收到的PCC规则发送给拜访地3GPP网络中的策略分发功能实体(即v PDF)；该v PCRF也可以在收到PCC规则后，根据本地网络策略和/或网络签约策略，对收到的PCC规则做相应的修改，将修改后的PCC规则发送给v PDF。由v PDF将收到的PCC规则分发给各PCC策略执行实体，其中，PCC策略执行实体包含以下之一或其任意组合：非3GPP网络的ASN、该移动终端的HA、3GPP网络的PDN GW、服务网关。

类似地，如果业务家乡路由，则该移动终端的HA分配在家乡3GPP网络中，v PDF可以将PCC规则分发给该HA；或者，由h PCRF通过h PDF将PCC规则发送给该HA。如果业务拜访地路由，则该移动终端的HA分配在拜访地3GPP网络中，v PDF需将PCC规则分发给包含该HA的各PCC策略执行实体。

本发明的第十三实施方式涉及一种无线通信方法，本实施方式与第十二实施方式大致相同，其区别在于，在第十二实施方式中，将该移动终端通过非3GPP网络的ASN接入该移动终端的拜访地3GPP网络，再通过该拜访地3GPP网络将该移动终端接入该移动终端的家乡3GPP网络；而在本实施方式中，将该移动终端通过非3GPP网络的ASN直接接入该移动终端的家乡3GPP网络。此时，AAA服务器与AAA代理服务器在同一个物理设备中实现。

由3GPP网络中的PCRF为该移动终端生成PCC规则，并将生成的PCC规则通过PDF分发给各PCC策略执行实体，如非3GPP网络的ASN和/或该移动终端的HA。

综上所述，在本发明的实施方式中，将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络，3GPP网络的AAA服务器为移动终端提供认证、授权和计费功能，由第二AAA服务器作为AAA代理服务器，转发3GPP网络中的AAA服务器与该非3GPP网络之间的通信消息，并协助该3GPP网络中的AAA服务器完成该移动终端的认证、授权和计费功能。使得即使3GPP网络中的AAA服务器不能满足非3GPP网络的特性，也能通过另一个AAA服务器完成3GPP网络中的AAA服务器不能满足的功能。从而保证了移动终端能够通过非3GPP网络顺利接入该3GPP网络，实现了更高的效率和效益。

由3GPP网络中的PCRF为移动终端生成PCC规则，并通过策略分发功能实体，将生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体。保证了各PCC策略执行实体(如ASN、HA等)能够顺利地对该移动终端进行计费。

在使用层次化移动管理，如HMIP的情况下，认证、授权和计费功能还包含生成相关密钥，如HMIP密钥，可选的，策略分发功能实体还需要向LMA分发PCC规则。使得本发明方案具有更为广泛的应用范围。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种无线通信系统，包含第三代合作伙伴项目3GPP网络和非3GPP网络，其特征在于，移动终端通过所述非3GPP网络接入所述3GPP网络；

所述3GPP网络包含第一认证、授权和计费AAA服务器，用于为所述移动终端提供认证、授权和计费功能；

所述无线通信系统包含第二AAA服务器，用于转发所述第一AAA服务器与该非3GPP网络之间的通信消息，并协助完成所述移动终端的认证、授权和计费功能；

其中，所述移动终端的用户的家乡3GPP网络中还包含第一策略与计费规则功能实体PCRF，用于为所述移动终端生成计费策略控制PCC规则；

所述非3GPP网络和/或所述家乡3GPP网络中，或者，用户的拜访地3GPP网络和/或所述家乡3GPP网络中，还包含策略分发功能实体，用于将所述生成的PCC规则分发给各PCC策略执行实体；

所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中还包含第二PCRF，用于从所述第一PCRF接收生成的PCC规则，并将收到的PCC规则直接发送给所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中的策略分发功能实体；或者，

所述第二PCRF用于从所述第一PCRF接收生成的PCC规则，并根据本地网络策略和/或网络签约策略，对收到的PCC规则做相应的修改，将修改后的PCC规则发送给所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中的策略分发功能实体。

2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述认证、授权和计费功能包含以下之一或其任意组合：

移动IP协议密钥生成功能、识别鉴权模式功能、设备认证功能、鉴权认证加密密钥的生成分发功能、层次化移动管理相关密钥生成功能、为多注册移动终端的每个注册单独生成、分发和维护移动IP密钥的功能。

3.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，

所述无线通信系统还包含家乡代理HA和/或本地移动代理LMA；

所述HA用于将所述移动终端接入IP业务；

所述LMA用于在层次化移动管理中管理本地移动锚定。

4.根据权利要求3所述的无线通信系统，其特征在于，

所述HA位于所述3GPP网络的分组数据网络网关PDN GW或服务网关内，或者，位于所述非3GPP网络中；

所述LMA位于所述3GPP网络的分组数据网络网关PDN GW或服务网关内，或者，位于所述非3GPP网络中。

5.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述第一AAA服务器位于所述移动终端的用户的家乡3GPP网络中；

所述第二AAA服务器位于所述非3GPP网络中。

6.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述第一AAA服务器位于所述移动终端的用户的家乡3GPP网络中；

所述第二AAA服务器位于所述移动终端的用户的拜访地3GPP网络中。

7.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述策略分发功能实体独立实现在物理设备中，或者，与本策略分发功能实体所在网络中的PCRF实现在同一个物理设备中，或者，与本策略分发功能实体所在网络中的PCC策略执行实体实现在同一个物理设备中，或者，位于PDN GW或服务网关内。

8.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述PCC策略执行实体包含以下之一或其任意组合：

所述非3GPP网络的接入服务网ASN、所述移动终端的HA、在层次化移动管理中的LMA、所述3GPP网络的PDN GW和服务网关。

9.根据权利要求8所述的无线通信系统，其特征在于，所述HA位于所述家乡3GPP网络中；

所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中的策略分发功能实体用于将收到的来自所述第二PCRF的PCC规则，发送给所述HA；或者，

所述家乡3GPP网络中的策略分发功能实体用于将收到的来自所述第一PCRF的PCC规则，发送给所述HA。

10.根据权利要求8所述的无线通信系统，其特征在于，所述HA位于所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中；

所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中的策略分发功能实体用于将收到的来自所述第二PCRF的PCC规则，发送给所述HA。

11.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，所述第一AAA服务器与所述第二AAA服务器在同一个物理设备中实现，该第一AAA服务器与该第二AAA服务器位于所述移动终端的用户的家乡3GPP网络中。

12.根据权利要求11所述的无线通信系统，其特征在于，所述家乡3GPP网络中还包含第三PCRF，用于为所述移动终端生成PCC规则；

所述家乡3GPP网络中还包含策略分发功能实体，用于接收所述第三PCRF生成的PCC规则，并将收到的PCC规则分发给各PCC策略执行实体。

13.根据权利要求12所述的无线通信系统，其特征在于，所述策略分发功能实体独立实现在物理设备中，或者，与本策略分发功能实体所在网络中的PCRF实现在同一个物理设备中，或者，与本策略分发功能实体所在网络中的PCC策略执行实体实现在同一个物理设备中，或者，位于PDN GW或服务网关内。

所述PCC策略执行实体包含以下之一或其任意组合：所述非3GPP网络的ASN、所述移动终端的HA、在层次化移动管理中的LMA、所述3GPP网络的PDN GW和服务网关。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的无线通信系统，其特征在于，所述非3GPP网络为微波接入全球互通WiMAX网络；

所述3GPP网络为系统构架演进SAE网络。

15.一种无线通信方法，其特征在于，包含以下步骤：

将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络；

所述3GPP网络的第一AAA服务器对接入的所述移动终端进行认证、授权和计费；

第二AAA服务器转发所述第一AAA服务器与所述非3GPP网络之间的通信消息，并协助完成所述移动终端的认证、授权和计费功能；

其中，在移动终端的用户的家乡3GPP网络中由第一策略与计费规则功能实体PCRF为所述移动终端生成计费策略控制PCC规则；

所述非3GPP网络或用户的拜访地3GPP网络中的第二PCRF从所述第一PCRF接收生成的PCC规则，并将收到的PCC规则直接发送给所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中的策略分发功能实体；或者，所述第二PCRF从所述第一PCRF接收生成的PCC规则，并根据本地网络策略和/或网络签约策略，对收到的PCC规则做相应的修改，将修改后的PCC规则发送给所述非3GPP网络或所述拜访地3GPP网络中的策略分发功能实体；

所述生成的PCC规则通过所述非3GPP网络和/或所述家乡3GPP网络中的策略分发功能实体，或者，通过所述拜访地3GPP网络和/或所述家乡3GPP网络中的策略分发功能实体，分发给各PCC策略执行实体。

16.根据权利要求15所述的无线通信方法，其特征在于，所述将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络的步骤中，包含以下子步骤：

将所述移动终端通过所述非3GPP网络的核心网接入所述3GPP网络；或者，

将所述移动终端通过所述非3GPP网络的接入网接入所述3GPP网络。

17.根据权利要求15或16所述的无线通信方法，其特征在于，所述非3GPP网络为WiMAX网络；

将所述移动终端通过所述WiMAX网络的连接服务网CSN接入所述3GPP网络；或者，

将所述移动终端通过所述WiMAX网络的接入服务网ASN接入所述3GPP网络。

18.根据权利要求15所述的无线通信方法，其特征在于，所述PCC策略执行实体包含以下之一或其任意组合：所述非3GPP网络的ASN、所述移动终端的HA、所述3GPP网络的PDN GW和服务网关。

19.根据权利要求15所述的无线通信方法，其特征在于，在所述将移动终端通过非3GPP网络接入3GPP网络时，使用层次化移动管理将所述移动终端通过所述非3GPP网络接入所述3GPP网络。

20.根据权利要求19所述的无线通信方法，其特征在于，

所述认证、授权和计费功能包含层次化移动管理相关密钥生成功能；和/或，

所述PCC策略执行实体还包含在层次化移动管理中的LMA。

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