CN101330740A - 一种无线网络中的网关选择方法 - Google Patents

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Abstract

一种无线网络中的网关选择方法，包括步骤：移动终端UE漫游时，从非第三代合作伙伴计划3GPP IP接入网接入3GPP演进的分组系统EPS；在接入认证过程中，漫游地3GPP AAA代理根据漫游协议决定UE数据链路是否必须经漫游地网络转发，并将其作为指示2信息加入认证结果中转发给非3GPP IP接入网，该认证结果中还包含归属地3GPP AAA服务器加入的分组数据网络网关PDN GW选择信息；非3GPP IP接入网根据PDN GW选择信息为UE选择PDN GW，若所选PDN GW位于归属地，非3GPP IP接入网根据指示2决定建立用户数据链路时是否需经过漫游地的服务网关S－GW接入到归属地的该PDN GW。本发明的网关选择方法解决了移动终端UE漫游时从非3GPP IP接入网接入3GPP演进的分组系统EPS中选择PDN GW的问题。

Description

一种无线网络中的网关选择方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，更具体地，涉及一种无线网络中的网关选择方法。
背景技术
在第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称3GPP)组织提出的演进的分组系统(EPS，Evolved Packet System)中，分组数据网络网关PDN GW(Packet Data Network GateWay)是连接PDN与3GPP分组域的边界网关。在3GPP演进的分组系统中可能有多个PDN GW，分别连接到不同的PDN。如图一所示。
3GPP演进的分组系统由E-UTRAN(演进的通用移动通信系统无线接入网，Evolved-UMTS Territorial Radio Access Network)、MME(移动管理单元，Mobility Management Entity)、S-GW(服务网关，Serving Gateway)、PDN GW、HSS(归属签约用户服务器，Home Subscriber Server)、3GPP AAA服务器(3GPP认证授权计费服务器)等节点组成。其中MME负责移动性管理、非接入层信令的处理、用户的移动管理上下文的管理等控制面相关工作；S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关设备，在E-UTRAN和PDN GW之间转发数据，并且负责对寻呼等待数据进行缓存。PDN GW则是3GPP演进的分组系统(EPS)与PDN网络的边界网关，负责PDN的接入、在EPS与PDN间转发数据等功能。
在图1中，3GPP演进的分组系统提供到两种PDN的连接服务，分别为企业私有网络和因特网。PDN GW 1提供与企业私有网络的连接服务；PDNGW 2提供与因特网的连接服务。在移动终端接入网络时，PDN GW选择模块为移动终端选择适当的PDN GW。在移动终端的接入认证过程中，HSS/AAA为PDN GW选择模块提供必要的信息。在3GPP演进的分组系统中，对HSS/AAA提供的信息有如下规定：
HSS/AAA给PDN GW选择模块提供的信息或者为PDN GW的IP地址列表和接入点名(APN，Access Point Name)；或者为APN和是否可选择拜访地陆地移动网络(VPLMN，visited PLMN)的PDN GW的指示。
当HSS/AAA为PDN GW选择模块提供的是APN和是否可选择VPLMN的PDN GW的指示时，若该指示表示可在VPLMN选择PDN GW，则PDNGW选择模块先尝试根据APN从VPLMN中选择PDN GW，若失败，PDN GW选择模块再从归属地陆地移动网络(HPLMN)中根据APN选择PDN GW。
如图1所示，在非漫游时，非3GPP IP接入网直接通过S2a或S2b与PDN GW相连；而在漫游时，非3GPP IP接入网与3GPP的互通有三种场景，分别为：
场景一：移动终端经过非3GPP IP接入网络从VPLMN的PDN GW直接接入PDN。
场景二：移动终端经过非3GPP IP接入网络不能从VPLMN的PDN GW接入PDN，但非3GPP运营商与移动终端的HPLMN运营商签有协议，可以由非3GPP接入网络直接接入到HPLMN的PDN GW。
场景三：移动终端经过非3GPP IP接入网络不能从VPLMN的PDN GW接入PDN，且VPLMN不允许该移动终端经过非3GPP接入网络直接接入到HPLMN的PDN GW，VPLMN与HPLMN间的漫游协议规定非3GPP接入网络必须经过VPLMN的服务网关(S-GW)接入到HPLMN的PDN GW。
下面以非信任非3GPP IP接入网络为例对上述场景加以说明。非信任非3GPP的接入网元为增强型分组数据网关ePDG，在漫游时的场景如图2所示。图中编号1对应上述场景1，移动终端经过位于VPLMN的PDN GW直接接入到PDN；编号2对应上述场景2，移动终端经过位于HPLMN的PDNGW接入到PDN；编号3对应上述场景3，移动终端经过位于VPLMN的S-GW再经过位于HPLMN的PDN GW接入到PDN。
目前3GPP演进的分组系统中定义的PDN GW的选择方法在漫游时只能选择场景1，对场景2和场景3不能加以区分。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无线网络中的网关选择方法，可以为移动终端解决在漫游时从3GPP演进的分组系统EPS中选择PDN GW的问题。
为解决上述问题，本发明提供的无线网络中的网关选择方法，包括以下步骤：
(a)移动终端UE漫游时，从非第三代合作伙伴计划3GPP IP接入网接入3GPP演进的分组系统EPS；
(b)在接入认证过程中，漫游地3GPP AAA代理根据漫游协议决定UE数据链路是否必须经漫游地网络转发，并将其作为指示2信息加入认证结果中转发给非3GPP IP接入网，该认证结果中还包含归属地3GPP AAA服务器加入的分组数据网络网关PDN GW选择信息；
(c)非3GPP IP接入网根据所述PDN GW选择信息为所述UE选择PDNGW，若所选PDN GW位于归属地，非3GPP IP接入网根据所述指示2决定建立用户数据链路时是否需经过漫游地的服务网关S-GW接入到归属地的该PDN GW。
进一步地，本发明提供的无线网络中的网关选择方法，还可以具有如下特点：
步骤(b)中的所述选择信息包括接入点名和第一指示信息，该第一指示信息代表是否允许为该移动终端选择漫游地网络的PDN GW。
进一步地，本发明提供的无线网络中的网关选择方法，还可以具有如下特点：
步骤(c)进一步分为以下步骤：
若第一指示信息表示允许为该移动终端选择漫游地网络的PDN GW，则非3GPP IP接入网尝试为该移动终端根据接入点名在漫游地3GPP网络选择PDN GW；
若第一指示信息表示不允许选择漫游地3GPP网络的PDN GW，或者非3GPP IP接入网尝试从漫游地3GPP网络选择PDN GW失败，则非3GPP IP接入网根据无线局域网接入点名W-APN在移动终端的归属地3GPP网络为其选择PDN GW；
若所选PDN GW位于归属地，且第二指示信息表示该移动终端的数据必须经过漫游地3GPP网络转发，则非3GPP IP接入网尝试为该移动终端在漫游地3GPP网络选择S-GW。
进一步地，本发明提供的无线网络中的网关选择方法，还可以具有如下特点：当移动终端从可信任非3GPP IP接入网中接入3GPP网络时，由该非3GPP IP接入网中的网关设备为移动终端选择3GPP网络的PDN GW；当移动终端从非信任非3GPP IP接入网中接入3GPP网络时，由增强型分组数据网关ePDG为移动终端选择3GPP网络的PDN GW。
进一步地，本发明提供的无线网络中的网关选择方法，还可以具有如下特点：步骤(b)中的漫游协议为漫游地网络运营商与归属地网络运营商间的漫游协议。
进一步地，本发明提供的无线网络中的网关选择方法，还可以具有如下特点：非3GPP IP接入网中的网关设备和ePDG是根据W-APN与第一指示信息和第二指示信息为移动终端选择3GPP网络的PDN GW和S-GW。
本发明的无线网络中的网关选择方法，可以区分在漫游时非3GPP IP接入网与3GPP互通的场景二和场景三，解决了移动终端UE漫游时，为移动终端从非3GPP IP接入网接入3GPP演进的分组系统EPS中选择PDN GW的问题。
附图说明
图1是非漫游时3GPP演进的分组系统与非3GPP IP接入网络互通架构图；
图2是漫游时3GPP演进的分组系统与非3GPP IP接入网络互通的场景图；
图3是本发明实施例的流程图；
图4是图3中步骤306选择PDN GW的流程图。
具体实施方式
本发明在3GPP演进的分组系统中定义的PDN GW的选择方法的基础上提供了一种方法用来区分场景2和场景3。在接入认证过程中，位于VPLMN的3GPP AAA代理根据VPLMN和HPLMN间的漫游协议，决定当PDN GW位于HPLMN时是选择场景2还是场景3。3GPP AAA代理将该决定在认证结果中带给非3GPP IP接入网络。非3GPP IP接入网络根据认证过程中从HSS/3GPP AAA系统中获得的APN和标记来选择PDN GW。
下面结合附图和具体实施方式对发明的方法作进一步详细描述。
本实施例描述的是当移动终端UE首次通过非3GPP接入网访问3GPP业务时，3GPP AAA认证系统为非3GPP IP接入网提供所需的PDN GW的选择信息的流程。
在3GPP AAA认证系统对移动终端认证成功后，3GPP AAA认证系统将PDN GW选择信息在AAA认证接受消息中捎带给非3GPP IP接入网。其中，位于归属网络的3GPP AAA Server给PDN GW选择模块发送的是选择PDNGW所需的无线局域网接入点名(W-APN，WLAN APN)、以及是否可选择漫游地PDN GW的指示。当对移动终端的认证经过了漫游地的3GPP网络时，漫游地的3GPP AAA Proxy在收到从3GPP AAA Server来的AAA认证接受消息后，将根据漫游协议决定移动终端的数据链路是否必须经过漫游地3GPP网络转发。
本实施例以可信任非3GPP IP接入网为例加以说明。图3所示流程图的各步骤说明如下：
301、UE(User Equipment，移动终端)根据非3GPP IP接入网络特定技术与非3GPP接入网间建立二层链路；
302、非3GPP接入网对该UE进行接入认证，该认证涉及网元包括UE、非3GPP接入网、3GPP AAA Proxy、3GPP AAA server及HSS。其中3GPP AAAServer是认证执行者。HSS提供用户的认证向量及签约信息，3GPP AAAProxy和非3GPP接入网负责在UE与3GPP AAA Server间传递所需的认证信令；
303、3GPP AAA Server对UE认证成功后，根据HSS提供的签约信息给给3GPP AAA Proxy发送认证接受消息，并将用户W-APN和是否允许用户从漫游地PDN GW接入的第一指示信息(图中的指示1)作为选项插入到认证接受消息中；
304、当UE的认证经过了漫游地的3GPP AAA Proxy时，3GPP AAAProxy将截获303步消息。3GPP AAA Proxy根据漫游地网络运营商与归属地网络运营商间的漫游协议决定UE到PDN的数据链路是否必须经过漫游地网络转发，并根据该决定设置第二指示信息(图中的指示2)；
305、3GPP AAA Proxy将指示2追加到认证接受消息中，并将认证接受消息转发给非3GPP接入网；
306、非3GPP接入网根据认证接受消息中的W-APN、指示1和指示2选择PDN GW。
如图4所示，上述步骤306的选择过程进一步包括以下步骤：
401、PDN GW选择模块获得了PDN GW的选择信息，包括W-APN、指示1和指示2，开始PDN GW的选择流程；
本实施例是可信任非3GPP与3GPP互通时的情形，即UE从可信任非3GPP IP接入网中注册，PDN GW选择模块位于非3GPP接入网中的网关设备中。由该网关设备根据从3GPP AAA认证系统获得的PDN GW选择信息选择PDN GW和S-GW。
402、PDN GW选择模块先判断指示1，若指示1表示可从漫游地选择PDN GW，则执行步骤403，否则，执行步骤404；
403、PDN GW选择模块根据W-APN尝试从漫游地解析PDN GW，若解析成功，执行步骤405，否则，执行步骤404；
404、非3GPP接入网根据W-APN尝试从归属地网络为UE解析PDNGW，若解析成功，从归属地网络获得了PDN GW的IP地址，则执行步骤406，否则，执行步骤411；
405、非3GPP接入网向漫游地网络的PDN GW发起建链请求，若请求成功则建立到该位于漫游地网络的PDN GW的用户数据链路，否则，执行步骤410或者404；
406、判断指示2，若指示2表示必须经过漫游地网络转发，执行步骤408，否则，执行步骤407；
407、非3GPP接入网为该UE尝试在漫游地的3GPP网络中选择S-GW；若解析成功，执行步骤409，否则，执行步骤410；
408、非3GPP接入网尝试为UE建立到位于归属地网络的该PDN GW的用户数据链路，若请求成功，则
409、非3GPP接入网发起建立到S-GW的用户数据链路请求，并将所选PDN GW的IP地址和W-APN信息捎带给S-GW，若请求成功，S-GW建立从其到PDN GW的用户数据链路，并将两段链路映射，以便后续的数据转发，否则执行步骤410；
410、建立用户数据链路失败，此次UE接入失败，给UE发送接入失败信息。
在另一实施方式，如UE从非信任的非3GPP IP接入网中注册时，PDNGW选择模块位于ePDG中。由ePDG根据从3GPP AAA认证系统获得的PDN GW选择信息选择PDN GW和S-GW。上述实施例的流程同样适用于这种情形。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1、一种无线网络中的网关选择方法，包括以下步骤：
(a)移动终端UE漫游时，从非第三代合作伙伴计划3GPP IP接入网接入3GPP演进的分组系统EPS；
(b)在接入认证过程中，漫游地3GPP AAA代理根据漫游协议决定UE数据链路是否必须经漫游地网络转发，并将其作为第二指示信息加入认证结果中转发给非3GPP IP接入网，该认证结果中还包含归属地3GPP AAA服务器加入的分组数据网络网关PDN GW选择信息；
(c)非3GPPIP接入网根据所述PDN GW选择信息为所述UE选择PDNGW，若所选PDN GW位于归属地，非3GPP IP接入网根据所述第二指示决定建立用户数据链路时是否需经过漫游地的服务网关S-GW接入到归属地的该PDN GW。
2、如权利要求1所述的选择方法，其特征在于：
步骤(b)中的所述选择信息包括接入点名和第一指示信息，该第一指示信息代表是否允许为该移动终端选择漫游地网络的PDN GW。
3、如权利要求2所述的选择方法，其特征在于：
步骤(c)进一步分为以下步骤：
若第一指示信息表示允许为该移动终端选择漫游地网络的PDN GW，则非3GPP IP接入网尝试为该移动终端根据接入点名在漫游地3GPP网络选择PDN GW；
若第一指示信息表示不允许选择漫游地3GPP网络的PDN GW，或者非3GPP IP接入网尝试从漫游地3GPP网络选择PDN GW失败，则非3GPP IP接入网根据无线局域网接入点名W-APN在移动终端的归属地3GPP网络为其选择PDN GW；
若所选PDN GW位于归属地，且第二指示信息表示该移动终端的数据必须经过漫游地3GPP网络转发，则非3GPP IP接入网尝试为该移动终端在漫游地3GPP网络选择S-GW。
4、如权利要求2所述的选择方法，其特征在于：
当移动终端从可信任非3GPP IP接入网中接入3GPP网络时，由该非3GPP IP接入网中的网关设备为移动终端选择3GPP网络的PDN GW；当移动终端从非信任非3GPP IP接入网中接入3GPP网络时，由增强型分组数据网关ePDG为移动终端选择3GPP网络的PDN GW。
5、如权利要求1所述的选择方法，其特征在于：
步骤(b)中的漫游协议为漫游地网络运营商与归属地网络运营商间的漫游协议。
6、如权利要求4所述的选择方法，其特征在于：非3GPP IP接入网中的网关设备和ePDG是根据W-APN与第一指示信息和第二指示信息为移动终端选择3GPP网络的PDN GW和S-GW。
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