CN101442507A - 一种WiMAX网络和3GPP网络融合的方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开了一种WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，包括：在WiMAX网络的家乡代理HA或接入业务网网关ASN－GW与3GPP网络的网关间建立隧道；使用所述隧道进行关于通过WiMAX网络接入3GPP网络的用户终端的数据传输。本发明的实施例还公开了一种WiMAX网络和3GPP网络融合的系统。通过使用本发明的实施例，不改变现有的WiMAX和3GPP网络架构，对WiMAX和3GPP网络实体的功能需求较小，不影响现有的WiMAX和I－WLAN网络协议，同时利用WiMAX网络自身完整的安全机制，保证通过WiMAX网络数据的安全性。

Description

一种WiMAX网络和3GPP网络融合的方法与系统

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其一种基于I-WLAN架构的WiMAX网络和3GPP网络融合的方法与系统。

背景技术

WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球接入微波互操作性)是一种基于IEEE802.16标准的无线城域网技术。WiMAX网络主要由三个部分组成即客户端、接入业务网(包括基站和接入业务网网关)和连接业务网(包括预付费服务器以及认证、授权和计费服务器等逻辑实体)。WiMAX网络无线侧是基于IEEE802.16d/e标准的无线城域网接入技术。现在主要遵循的是2004年7月制定的IEEE802.16-2004(802.16d)标准。IEEE802.16-2004(802.16d)标准工作频段是2GHz到11GHz，是授权和非授权的混合频段。采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)和OFDMA(OFDM Access，OFDM接入)的物理层，能有效的抗多径衰落。最佳信道衰落情况下，传输速率可以逼近75Mbps。IEEE802.16-2004(802.16d)标准用于城域网中的非视距点对多点技术，主要是固定和游牧网络的形式，正在讨论中的IEEE802.16e中会加入支持简单移动通信的技术。

WiMAX网络逻辑架构如图1所示，WiMAX整个网络主要由以下三部分组成：

(1)客户端：包括SS(Subscriber Station，用户台)或MS(Mobile Station，移动台)，用户使用该设备接入WiMAX网络。

(2)接入业务网：ASN(Access Service Network，接入业务网)定义为WiMAX终端提供无线接入服务的网络功能集合。ASN包含了BS(BaseStation，基站)和ASN-GW(ASN Gateway，ASN网关)网元。其中BS网元的主要功能为：提供BS和MS的L2连接、无线资源管理等等；ASN-GW网元的主要功能为：为MS认证、授权和计费功能提供客户端功能，为MS提供L3信息的Relay功能(如IP地址分配)、ASN内切换等。

(3)连接业务网：CSN(Connectivity Service Network，连接业务网)定义为WiMAX终端提供IP连接服务。CSN所提供的主要功能为：MS的IP地址分配、Internet接入、AAA proxy或者server、基于用户的授权控制等。

WiMAX中的各逻辑实体间通过从R1到R6的接口来进行通信，各网元及接口关系如图1所示。

ASN的作用主要包括以下几个方面：确保WiMAX终端与WiMAX基站之间二层连接的建立；无线资源管理；网络发现以及WiMAX用户网络业务供应商的最优选择；在代理移动IP模式下，充当代理服务器控制WiMAX用户的认证、授权以及计费消息；为WiMAX终端三层应用连接的建立提供中继。

CSN的作用主要包括以下几个方面：为WiMAX用户会话分配IP地址；提供互联网接入；充当认证授权计费代理服务器或者认证授权计费服务器；基于用户签约数据进行策略和访问控制；支持ASN与CSN之间隧道的建立；支持WiMAX用户话单的生成以及跨运营商之间的WiMAX业务结算；支持CSN之间漫游隧道的建立；支持ASN之间的移动性；支持多种WiMAX业务，例如基于位置的业务、端到端业务、多媒体广播与多播业务等等。

现有技术中的WiMAX标准组织在定义了WiMAX和3GPP(3rd GenerationPartnership Project，第三代合作伙伴计划)网络interworking(融合)系统，该系统最大程度的重用了3GPP组织定义的3GPP和WLAN(Wireless Local AreaNetwork，无线局域网)网络interworking的I-WLAN系统。该系统的架构如图2所示，各主要功能实体介绍如下：

3GPP AAA(Authentication Authorization Accounting，鉴权授权计费)Server：位于用户的家乡3GPP网络，为非3GPP接入的用户提供认证、授权、计费等功能。3GPP AAA Server主要完成以下功能：向存储用户家乡签约信息的实体如HSS(Home Subscriber Server，家乡用户服务器)/HLR(Home LocationRegister，家乡位置注册)查询用户的认证信息、签约资料、授权信息等；根据从HSS/HLR得到的认证信息对通过WiMAX接入网络接入到3GPP网络的用户进行认证。

Interworking AAA Proxy/Server：位于WiMAX接入网络部分的CSN域内，通过Wa接口和3GPP AAA Server相连。协助3GPP AAA Server对通过WiMAX-3GPP interworking系统接入到3GPP网络的用户进行认证、授权、计费等操作。主要实现以下功能：转发WiMAX接入网和3GPP AAA Server之间的AAA信息；完成PMIP(Proxy Mobile IP，代理移动IP)相关功能，如与PMIP相关的密钥生成与分发等；

WAG(WLAN Access Gateway，WLAN接入网关)：是WiMAX接入网络部分和3GPP网络之间的一个网关。来自WiMAX接入网络的数据要经过WAG进行路由，WAG负责将数据路由到正确的PDG；反之，来自3GPP网络部分的数据要经过WAG路由到正确的MS；除此之外WAG还要执行以下功能：在MS和PDG(Packet Data Gateway，分组数据网关)之间的隧道建立之前，WAG需要实现在初始接入认证过程中3GPP AAA Server下发的控制策略，控制数据在WiMAX接入网络和3GPP网络部分之间的传输；比如，阻止未被授权的MS向PLMN(Public Land Mobility Network，公共陆地移动网络)发送数据等；在MS和PDG之间的隧道建立之后，WAG要实现3GPP AAA Server下发的和隧道相关的控制策略，保证已被授权的用户数据在MS和与之对应的PDG之间传输。

PDG：同I-WLAN在WiMAX 3GPP IP Access网络中，基于3GPP PS(PacketService，分组业务)域的服务要通过PDG接入。MS和PDG之间的隧道用来传送基于PS域的业务数据，当接入3GPP网络业务时，可以建立一个或多个隧道以传输3GPP业务数据。PDG主要执行以下功能：将来自PDN的数据包路由到MS，或将来自MS的数据路由到PDN；对未被授权或未被请求的数据进行过滤；生成和用户数据流量相关的计费信息，用于在线或离线计费；执行MS Local IP地址的注册，执行MS Local IP地址和Remote IP地址的绑定；

以上架构中涉及到的参考点主要有：

Wa：是3GPP AAA Server和Interworking AAA Proxy/Server之间的接口，Wa参考点用来传递WiMAX-3GPP interworking系统中WiMAX接入网络部分和3GPP AAA Server部分之间的认证、授权、密钥等AAA消息。

Wn：是WiMAX接入网络部分和WAG之间的接口；如果WiMAX接入网络部分使用MIP，WAG应该是HA和WAG的接口，如果采用Simple IP，Wn可以是ASN-GW和WAG之间的接口；

Wu：指MS和PDG之间的接口，该接口主要用户MS和PDG之间建立或拆除由MS发起的隧道，用户的数据在MS和PDG之间的隧道内传输；在MS和PDG之间建立隧道主要是为了保证MS和PDG之间数据传输的数据安全；

Wi：是PDG和PDN之间的接口，适用于WiMAX 3GPP IP Access的场景；

Wg：是3GPP AAA Server和WAG之间的接口，主要用来3GPP AAA Server向WAG发送执行策略控制信息；

Wp：是WAG和PDG之间的接口，该接口适用于WiMAX 3GPP IP Access场景；

Wm：是3GPP AAA Server和PDG之间的接口，该接口适用于WiMAX3GPP IP Access场景，主要用来3GPP AAA Server和PDG之间传递隧道建立相关属性，隧道建立的认证消息、隧道加密信息和IP配置信息等

上述WiMAX和3GPP的融合系统主要是在基于I-WLAN系统的架构之上提出的。I-WLAN系统主要是针对持有具备WLAN网络接入能力终端的3GPP用户从WLAN接入系统接入到3GPP网络而制定，为了保证尽量不对原有架构和协议的修改，现有技术中定义的WiMAX和3GPP网络interworking(融合)系统保留了很多I-WLAN系统的功能实体和协议内容。在I-WLAN系统中3GPP网络将WLAN接入网络视为一种非信任的接入网络，因此在MS和PDG之间引入了IPsec隧道，并在PLMN网络引入了WAG实体，以实现3GPP用户从WLAN网络接入到PLMN网络时的安全。现有的WiMAX和3GPP网络的interworking系统最大程度的重用了I-WLAN系统的架构和协议，MS和PDG之间的IPsec隧道使得数据在传输的过程中，两者之间的中间节点对数据包的内容不可见。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：

WiMAX网络和WLAN网络在网络架构、安全保障、QoS机制等方面存在着很大的不同，如果完全照搬I-WLAN系统，会使得WiMAX网络系统的很多特性无法得以应用，同时带来很多问题。如：3GPP与WiMAX网络间在QoS的传递和保证上无法结合，PDG与终端间的IPSec隧道使得WiMAX网络无法对通过的数据包进行分类，不能利用WiMAX网络的QoS(Quality of Service，服务质量)机制，只能使用IP网络上的DiffServ机制；计费粒度较粗，只能做到基于用户或IP Session(IP会话)粒度的计费，不能实现基于流的计费；数据被多重隧道和IP封装，使得协议头开销很大；MS和PDG之间的IPsec隧道使得无法利用MS的IDLE(空闲)机制；不支持WiMAX与3GPP网络间的移动性。

发明内容

本发明的实施例提供一种基于I-WLAN架构的WiMAX网络和3GPP网络融合的方法与系统，以实现WiMAX网络和3GPP网络在QoS保证、计费、系统间切换、数据传输等方面更好的融合。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，包括：

在WiMAX网络的网关与3GPP网络的网关间建立隧道；

使用所述隧道进行关于通过WiMAX网络接入3GPP网络的用户终端的数据传输。

本发明的实施例还提供一种WiMAX网络和3GPP网络融合的系统，所述WiMAX网络的网关与所述3GPP网络的网关间存在隧道，用于进行关于通过WiMAX网络接入3GPP网络的用户终端的数据传输。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

不改变现有的WiMAX和3GPP网络架构，对WiMAX和3GPP网络实体的功能需求较小，不影响现有的WiMAX和I-WLAN网络协议，同时利用WiMAX网络自身完整的安全机制，保证通过WiMAX网络数据的安全性。

附图说明

图1是背景技术中WiMAX网络逻辑架构图；

图2是现有技术中3GPP网络和WiMAX网络融合的基于I-WLAN系统的架构图；

图3是本发明实施例一的WiMAX网络和3GPP网络融合方法与系统架构图；

图4是本发明实施例一的WiMAX网络和3GPP网络融合方法与系统架构图；

图5是本发明实施例一中用户的家乡3GPP网络将QoS执行策略下发到WiMAX网络的流程图；

图6是本发明实施例一中对用户进行在线计费或离线计费的流程图；

图7A和图7B是本发明优化实施例一的WiMAX网络和3GPP网络融合方法与系统架构图；

图8是本发明优化实施例一的另一WiMAX网络和3GPP网络融合方法与系统架构图。

具体实施方式

本发明的实施例提供一种基于I-WLAN架构的WiMAX网络和3GPP网络融合的方法与系统。本发明的实施例基于I-WLAN架构提出了一种新的WiMAX网络和3GPP网络融合方法与系统，不改变现有的WiMAX和3GPP网络架构，而且对WiMAX和3GPP网络实体的功能需求较小，不影响现有的WiMAX和I-WLAN网络协议。利用WiMAX系统自身的安全保障机制实现融合系统下数据在接入网和空口传输的安全性；利用WiMAX的QoS保证机制和业务流的分类与控制功能提高网络资源的利用效率和计费精度；实现WiMAX网络和3GPP网络在QoS保证、计费、系统间切换、数据传输等方面更好的融合。

需要说明的是，本发明的实施例针对的是3GPP用户，并持有具备WiMAX网络接入能力或可以同时接入到WiMAX网络和3GPP网络的终端，使该用户通过WiMAX网络接入到3GPP网络中。

本发明的实施例一中所采用的网络架构如图3所示：

在该架构中取消了原方案MS和PDG之间的IPsec隧道以及Wu接口。而在WiMAX HA和WAG之间建立隧道，如果在WiMAX网络不使用MIP只使用Simple IP，则隧道可以建立在ASN-GW和WAG之间。隧道可以是普通隧道，也可以是安全隧道(如IPsec隧道)。取决于WiMAX网络和3GPP网络之间的信任关系，如果两者之间是信任关系则采用普通的隧道即可；如果两者之间是非信任关系则应该采用安全隧道。

本发明的实施例一中所采用的另一网络架构如图4所示：

在该架构中同样取消了原方案MS和PDG之间的IPsec隧道以及Wu接口。而在WiMAX HA和PDG之间建立隧道，如果在WiMAX网络不使用MIP只使用Simple IP，则隧道可以建立在ASN-GW和WAG之间。隧道可以是普通隧道，也可以是安全隧道(如IPsec隧道)。取决于WiMAX网络和3GPP网络之间的信任关系，如果两者之间是信任关系则采用普通的隧道即可；如果两者之间是非信任关系则应该采用安全隧道。

3GPP网络和WiMAX网络各自拥有完善的安全保证机制，可以保证数据分别在两种网络中传输的安全性。WiMAX网络不同于WLAN网络，具有较强的安全保障机制。这样既可以保证数据传输的安全性，又可以使得WiMAX网络的很多特性可以被使用，比如QoS管理，业务流分类与控制等。

为了使用WiMAX网络的QoS管理功能，用户的家乡3GPP网络需要将QoS执行策略和计费信息同时下发到WiMAX网络和3GPP网络。该下发过程如图5所示，包括以下步骤：

步骤s101、3GPP AAA Server将用户签约信息提供给同一3GPP网络中的策略决策功能。

步骤s102、策略决策功能根据用户的QoS profile和业务信息生成QoS策略，并将QoS策略同时下发到3GPP网络和WiMAX网络。3GPP网络中的策略决策功能可位于3GPP AAA Server，或在单独的网络实体上实现。下发到3GPP网络的过程见步骤s103～步骤s104，下发到WiMAX网络的过程见步骤s105～步骤s106。

步骤s103、3GPP网络中的策略决策功能将策略并下发到3GPP网络中的策略执行功能。

具体的，3GPP网络的策略执行功能可能位于WAG、PDG、GGSN等实体上；或者策略决策功能先将执行策略下发到3GPP网络的策略分发功能，再由策略分发功能下发到3GPP网络的策略执行功能。

步骤s104、3GPP网络的策略执行功能执行策略决策功能或策略分发功能下发的QoS执行策略。

步骤s105、WiMAX网络中的策略决策功能根据接收的QoS策略生成新的在WiMAX网络可以执行的策略并下发到WiMAX网络中的策略执行功能。

具体的，WiMAX网络中的策略决策功能可能会根据WiMAX网络自身的策略和融合协议，对用户的家乡网络下发的QoS策略进行裁减，生成新的在WiMAX网络可以执行的策略并下发到WiMAX网络中的策略执行功能，例如ASN-GW、HA等；或者策略决策功能将执行策略下发到策略分发功能，再由策略分发功能下发到策略执行功能。

步骤s106、WiMAX策略执行功能执行策略决策功能或策略分发功能下发的QoS执行策略。

该方案可实现对通过WiMAX、UTRAN或GERAN等不同系统接入3GPP网络的3GPP用户进行共同计费，计费中心位于3GPP的核心网。对于同一个用户而言，网络要为用户维护同一个计费中心。

本发明的实施例同时支持对用户进行在线计费或离线计费。

对于WiMAX Direct IP Access(即通过WiMAX HA接入Internet)的场景，实现对用户进行在线计费或离线计费的流程如图6所示，包括以下步骤：

步骤s201、位于WiMAX网络的计费客户端需要根据用户的家乡3GPP网络下发的计费策略信息，触发计费信息收集功能进行计费信息的收集，计费信息的收集可以基于服务流，IP session或用户，取决于用户家乡网络的计费策略。该计费信息收集功能可以位于BS、ASN GW和/或HA。

步骤s202、计费信息收集功能将收集到的计费信息上报给WiMAX网络的计费客户端，计费客户端将收集到的计费信息生成计费数据记录并上报给Interworking AAA Server/Proxy。

步骤s203、Interworking AAA Server/Proxy对计费数据记录进行转化生成3GPP网络规定格式的计费数据记录，并将计费数据记录转发给用户的家乡3GPP AAA Server。计费信息的格式转化也可以在3GPPAAA Server中完成。

步骤s204、根据用户的签约信息中用户计费类型的不同，3GPP AAAServer将计费信息发给在线计费系统或离线计费系统。

步骤s205、3GPP AAA Server根据用户的签约信息中用户计费类型的不同将此消息发给在线计费系统或离线计费系统。

另外，Interworking AAA Server/Proxy在收到Accounting Client/Agent发起的计费管理消息后，比如计费请求，在线计费方式下的Credit Request等，对消息格式按照3GPP网络规范进行转换，并转发给3GPP AAA Server。

对于WiMAX 3GPP IPAccess(即通过3GPP PS域接入IP业务)的场景，PDG负责进行3GPP域内的计费信息收集和管理。根据用户的签约信息中用户计费类型的不同，将计费信息或计费管理消息(比如计费请求，在线计费方式下的Credit Request等)发给在线计费系统或离线计费系统。

无论是WiMAX Direct IP Access场景，还是WiMAX 3GPP IP Access场景，如果WiMAX网络和3GPP网络不是由同一个网络运营商部署，则WiMAX网络可以进行单独的计费作为对账的目的，以解决可能出现的计费争端。此时在WiMAX和3GPP网络的计费是彼此独立的，但计费应该基于相同的计费粒度。

为了节省终端资源，MS可以在空闲时进入IDLE状态，何时进入IDLE状态可以由终端或网络触发。IDLE机制的操作和流程与WiMAX系统相同。

PDG负责为MS分配Remote IP(远端IP)地址，Remote IP地址的分配可以是静态的或动态的。如果是静态的，在接入认证完成后，由用户的家乡3GPP AAA Server向HSS为用户请求一个静态的Remote IP地址。WiMAX网络部分负责为MS分配Local IP(本地IP)地址，分配Local IP地址的实体可以Interworking AAA Proxy/Server，HA或DHCP Server。PDG对MS的LocalIP地址和Remote IP地址进行绑定和映射。MS在WiMAX网络内使用MIP，MIP注册采用PMIP方式，PMIP Client位于WiMAX ASN-GW，MIP所需密钥由WiMAX AAA生成。

在以上的方案中，不论是从WiMAX还是3GPP接入，用户都可以接入到3GPP PS业务，同时可以实现对用户的共鉴权认证、计费。但是当用户在WiMAX接入网和3GPP接入网之间进行切换时，如果用户要经过另一种接入网接入到3GPP核心网，则需要中断现有的业务和连接，重新获得新的IP地址，相当于从另一种网络进行初始接入。在以上对基于I-WLAN架构进行优化的融合方案基础上可以进行进一步的优化。本发明的实施例二提出了两种优化方案：

对于本发明实施例一的一优化方案如图7A和7B所示，包括以下步骤：

该架构重用GGSN(Gateway GPRS Supporting Node，网关GPRS支持节点)，GGSN作为接入3GPP PS业务和Internet业务的接入点，和系统间切换的移动锚点。如果使用WAG和GGSN相连，需要扩展WAG功能，增加WAG和GGSN之间的接口。可以在HA和WAG之间建立隧道(如图7A所示)，或在HA和SGSN(Serving GPRS Supporting Node，服务GPRS支持节点)之间建立隧道(如图7B所示)，隧道可以是普通隧道或安全隧道。如果使用SimpleIP，则可以在ASN-GW和WAG之间建立隧道，或在ASN-GW和SGSN之间建立隧道，隧道可以是普通隧道或安全隧道。

从WiMAX网络接入到3GPP网络的用户，接入认证和鉴权由3GPP AAAServer进行控制，接入认证完成后3GPP网络需要将QoS策略和计费信息等下发给WiMAX网络。数据面通过GGSN连接到3GPP PS业务网络或Internet。对于WiMAX Direct IP Access的场景，GGSN负责进行3GPP域内的计费信息收集和管理，根据用户的签约信息中用户计费类型的不同，将计费信息或计费管理消息(比如计费请求，在线计费方式下的Credit Request等)发给在线计费系统或离线计费系统。当用户从3GPP网络的接入网如UTRAN/GERAN接入3GPP网络时，对用户的接入控制、鉴权、计费等操作按照现有的3GPP系统接入进行，WiMAX接入3GPP网络不对现有的3GPP网络接入产生影响。

无论MS从那种方式接入到3GPP网络，GGSN负责统一为MS分配IP地址，GGSN作为数据的锚定点，用户数据通过GGSN发送到3GPP PS业务网络或Internet。当MS在WiMAX接入网络和3GPP接入网络之间切换时，GGSN负责维护切换业务的连续性，切换过程保中持MS的IP地址不变。

对于本发明实施例一的另一优化方案如图8所示，包括以下步骤：

WiMAX HA和GGSN直接相连，HA和GGSN之间的接口可以使用隧道，隧道可以是普通隧道或安全隧道。增加3GPP AAA Server和GGSN之间的接口。

同样，不论MS从那种方式接入到3GPP网络，GGSN负责统一为MS分配IP地址，GGSN作为数据的锚定点，用户数据通过GGSN发送到3GPP PS业务网络或Internet。当MS在WiMAX接入网络和3GPP接入网络之间切换时，GGSN负责维护切换业务的连续性，切换过程保中持MS的IP地址不变。其它与上述图5所示的优化方案类似。

通过本发明的实施例提供的上述方法，不改变现有的WiMAX和3GPP网络架构，对WiMAX和3GPP网络实体的功能需求较小，不影响现有的WiMAX和I-WLAN网络协议；利用WiMAX网络自身完整的安全机制，保证通过WiMAX网络数据的安全性；利用WiMAX网络的QoS管理功能和对业务流的区分和控制机制，优化数据的传输与控制，提高网络资源利用效率；提高对用户的计费粒度，可以实现基于流的计费；保留WiMAX网络中终端的IDLE机制，节省终端资源；同时实现了终端在3GPP和WiMAX网络之间移动时业务的连续性。

上述各实施例介绍了使用MIP时，WiMAX网络的HA与3GPP网络中网关设备间隧道的建立方法和使用方法。在使用Simple IP时，WiMAX网络的ASN-GW与3GPP网络中网关设备间建立隧道时，隧道的建立方法和使用方法与上述MIP中的情况相似，在此不进行重复描述。

本发明的实施例二中，提供一种WiMAX网络和3GPP网络融合的系统。

其中，WiMAX网关与3GPP网络的网关间存在隧道，用于进行关于通过WiMAX网络接入3GPP网络的用户终端的数据传输。

该WiMAX网关可以是：家乡代理HA，用于当WiMAX网络使用移动因特网协议MIP时，与3GPP网络的网关间建立隧道；接入业务网网关ASN-GW，用于当WiMAX网络使用简单因特网协议Simple IP时，与3GPP网络的网关间建立隧道。

该3GPP网络包括：网关设备，用于与WiMAX网络的HA或ASN-GW建立隧道，网关为WLAN接入网关WAG、GGSN、或分组数据网关PDG。

需要进行关于QoS策略的传输时，该3GPP网络还包括：

3GPP鉴权授权计费服务器，用于将用户终端的信息提供给3GPP网络中的策略决策功能；

策略决策功能，用于根据用户终端的QoS profile和信息生成QoS策略并向WiMAX和3GPP网络下发；

策略分发功能，用于接收3GPP网络的策略决策功能下发的策略信息，并分发到3GPP网络的策略执行功能；

策略执行功能，用于执行接收到的所述策略；该策略执行功能为分布式结构，可能位于WAG、PDG、GGSN中的一种或多种实体。

WiMAX网络还包括：

策略决策功能，用于接收3GPP网络中的策略决策功能下发的QoS策略；并根据WiMAX网络自身的策略和融合协议，对QoS策略进行处理生成新的在WiMAX网络可以执行的策略后将策略直接下发、或通过WiMAX网络的策略分发功能分发到WiMAX网络中的策略执行功能；

策略分发功能，用于接收WiMAX网络的策略决策功能下发的策略信息，并分发到WiMAX网络的策略执行功能；该策略分发功能可能位于WiMAX

AAA或单独实现；

策略执行功能，用于执行接收到的策略，该策略执行功能可能位于ASN-GW、HA等实体

需要进行关于计费信息的传输时，该WiMAX网络还包括：

计费客户端，根据用户终端的家乡3GPP网络下发的计费信息，触发计费信息收集功能进行计费信息的收集并接收计费信息收集功能收集并上报的计费信息，根据计费信息生成计费数据记录并上报Interworking鉴权授权计费服务器；

计费信息收集功能，用于根据计费客户端的通知进行计费信息的收集，并将收集的计费信息上报计费客户端；

Interworking鉴权授权计费服务器，用于接收计费客户端上报的计费数据记录，并转发给用户终端的家乡3GPP鉴权授权计费服务器；

3GPP网络还包括：

鉴权授权计费服务器，用于接收WiMAX网络中的Interworking鉴权授权计费服务器通过隧道转发的用户终端的计费数据记录，并将计费数据记录发给计费系统；

计费系统，包括在线计费系统和离线计费系统，用于接收鉴权授权计费服务器转发的用户终端的计费数据记录。

优选的，该3GPP网络还包括：

GGSN，在重用GGSN对上述系统结构进行优化时，用于作为通过WiMAX网络接入3GPP网络的用户终端的接入点，为用户终端分配IP、将以WiMAX接入的用户终端的数据向3GPP网络发送，并作为用户终端在系统间切换的移动锚点。在使用MIP的情况下，将WiMAX网络中的HA与GGSN通过隧道连接，在使用Simple IP的情况下，将ASN-GW和GGSN通过隧道连接；同时增加3GPP鉴权授权计费服务器和GGSN之间的接口。另外，增加3GPP网络中的WAG和GGSN之间的接口；增加WiMAX网络中的HA与3GPP网络中的WAG或SGSN的接口；在所述增加WiMAX网络中的HA与3GPP网络中的SGSN的接口时，同时增加3GPP网络中的SGSN与3GPP鉴权授权计费服务器的接口。

通过本发明的实施例提供的上述系统和设备，不改变现有的WiMAX和3GPP网络架构，对WiMAX和3GPP网络实体的功能需求较小，不影响现有的WiMAX和I-WLAN网络协议；利用WiMAX网络自身完整的安全机制，保证数据在WiMAX网络传输的安全性；利用WiMAX网络的QoS管理功能和对业务流的区分和控制机制，优化数据的传输与控制，提高网络资源利用效率；提高对用户的计费粒度，可以实现基于流的计费；保留WiMAX网络中终端的IDLE机制，节省终端资源；同时实现了终端在3GPP和WiMAX网络之间移动时业务的连续性。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台网络设备执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (27)

1、一种WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，包括：

在WiMAX网络的网关与3GPP网络的网关间建立隧道；

使用所述隧道进行关于通过WiMAX网络接入3GPP网络的用户终端的数据传输。

2、如权利要求1所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，所述在WiMAX网络的网关与3GPP网络的网关间建立隧道具体为：

取消终端MS与3GPP网络分组数据网关PDG间的隧道；

所述WiMAX网络使用移动因特网协议MIP时，在WiMAX网络的家乡代理HA与3GPP网络的网关间建立隧道；所述WiMAX网络使用简单因特网协议Simple IP时，在WiMAX网络的接入业务网网关ASN-GW与3GPP网络的网关间建立隧道。

3、如权利要求1或2所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，所述3GPP网络的网关为：3GPP网络中的WLAN接入网关WAG、网关GPRS支持节点GGSN、服务GPRS支持节点SGSN、或分组数据网关PDG中的一种。

4、如权利要求1或2所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，所述隧道为普通隧道、或IP安全IPSec隧道。

5、如权利要求1所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，还包括：将通过WiMAX网络接入3GPP网络的用户终端的服务质量QoS执行策略数据，由所述用户终端的家乡3GPP网络同时下发到WiMAX网络和3GPP网络。

6、如权利要求5所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，所述WiMAX网络中的下发步骤具体为：

3GPP鉴权授权计费服务器将所述用户终端的信息提供给所述3GPP网络中的策略决策功能；

所述3GPP网络中的策略决策功能根据所述用户终端的QoS profile和信息生成QoS策略并向WiMAX网络中的策略决策功能发送；

WiMAX网络中的策略决策功能接收3GPP网络中的策略决策功能下发的QoS策略；

所述WiMAX网络中的策略决策功能根据WiMAX网络自身的策略和融合协议，对所述QoS策略进行处理生成新的在WiMAX网络可以执行的策略；

所述策略决策功能将所述策略直接下发、或通过WiMAX网络的策略分发功能分发到WiMAX网络中的策略执行功能。

7、如权利要求5所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，所述3GPP网络中的下发步骤具体为：

3GPP鉴权授权计费服务器将所述用户终端的信息提供给所述3GPP网络中的策略决策功能；

所述3GPP网络中的策略决策功能根据所述用户终端的QoS profile和信息生成QoS策略；

所述3GPP网络中的策略决策功能将所述QoS策略直接下发、或通过3GPP网络的策略分发功能分发到3GPP网络中的策略执行功能。

8、如权利要求6所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，所述WiMAX网络中的策略执行功能位于ASN-GW或HA。

9、如权利要求6所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，所述WiMAX网络中的策略决策功能位于WiMAXAAA或单独实现。

10、如权利要求1所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，还包括：将通过WiMAX网络接入3GPP网络的用户终端的计费信息，从WiMAX网络传输到所述用户终端的3GPP网络；

所述传输步骤具体为：

WiMAX网络的计费客户端根据所述用户终端的家乡3GPP网络下发的计费信息，触发计费信息收集功能进行计费信息的收集，并接收所述计费信息收集功能收集并上报的计费信息；

所述计费客户端根据所述计费信息生成计费数据记录，并上报给Interworking鉴权授权计费服务器；

所述Interworking鉴权授权计费服务器将计费数据记录转发给所述用户终端的家乡3GPP鉴权授权计费服务器；

所述3GPP鉴权授权计费服务器根据所述用户终端的签约信息中用户计费类型的不同，将所述计费数据记录发给在线计费系统或离线计费系统。

11、如权利要求10所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，所述Interworking鉴权授权计费服务器将计费数据记录转发给所述用户终端的家乡3GPP鉴权授权计费服务器前，还包括：

所述Interworking鉴权授权计费服务器将所述计费数据记录进行转化生成3GPP网络规定格式的计费数据记录。

12、如权利要求10所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，所述计费信息收集功能位于基站、ASN-GW和/或HA。

13、如权利要求1所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，所述通过WiMAX网络接入3GPP网络的用户终端的IP地址由3GPP网络中作为接入点的GGSN分配，所述GGSN将所述以WiMAX接入的用户终端的数据向3GPP网络发送，并作为所述用户终端在系统间切换的移动锚点。

14、如权利要求13所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，使用GGSN作为3GPP网络的接入点和移动锚点时，增加3GPP网络中的WAG和GGSN之间的接口。

15、如权利要求13所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，使用GGSN作为3GPP网络的接入点和移动锚点时，增加WiMAX网络中的HA与3GPP网络中的WAG或SGSN的接口；在所述增加WiMAX网络中的HA与3GPP网络中的SGSN的接口时，同时增加3GPP网络中的SGSN与3GPP鉴权授权计费服务器的接口。

16、如权利要求13所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，使用GGSN作为3GPP网络的接入点和移动锚点时，在使用MIP的情况下，将WiMAX网络中的HA与GGSN通过隧道连接，在使用Simple IP的情况下，将ASN-GW和GGSN通过隧道连接；同时增加3GPP鉴权授权计费服务器和GGSN之间的接口。

17、一种WiMAX网络和3GPP网络融合的系统，其特征在于，

所述WiMAX网络的网关与所述3GPP网络的网关间存在隧道，用于进行关于通过WiMAX网络接入3GPP网络的用户终端的数据传输。

18、如权利要求16所述WiMAX网络和3GPP网络融合的系统，其特征在于，所述WiMAX网关包括：

家乡代理HA，用于当所述WiMAX网络使用移动因特网协议MIP时，与所述3GPP网络的网关间建立隧道；

接入业务网网关ASN-GW，用于当所述WiMAX网络使用简单因特网协议Simple IP时，与所述3GPP网络的网关间建立隧道。

19、如权利要求17所述WiMAX网络和3GPP网络融合的系统，其特征在于，所述3GPP网络包括：

网关设备，用于与所述WiMAX网络的HA或ASN-GW建立隧道，所述网关为WAG、GGSN、SGSN、或PDG中的一种。

20、如权利要求17所述WiMAX网络和3GPP网络融合的系统，其特征在于，所述3GPP网络还包括：

3GPP鉴权授权计费服务器，用于将所述用户终端的信息提供给所述3GPP网络中的策略决策功能；

策略决策功能，用于根据所述用户终端的QoS profile和信息生成QoS策略并向3GPP网络和所述WiMAX网络下发；所述策略决策功能功能位于3GPP鉴权授权计费服务器或单独存在；

策略执行功能，用于执行接收到的由所述策略决策功能下发的策略；所述策略执行功能位于WAG、PDG、GGSN中的一种或多种实体。

所述WiMAX网络还包括：

策略决策功能，用于接收3GPP网络中的策略决策功能下发的QoS策略；并根据WiMAX网络自身的策略和融合协议，对所述QoS策略进行处理生成新的在WiMAX网络可以执行的策略后将所述策略直接下发、或通过WiMAX网络的策略分发功能分发到WiMAX网络中的策略执行功能；

策略执行功能，用于执行接收到的由所述策略决策功能下发的策略，所述策略执行功能位于ASN-GW、和/或HA。

21、如权利要求20所述WiMAX网络和3GPP网络融合的系统，其特征在于，所述3GPP网络还包括：

策略分发功能，用于接收3GPP网络中所述策略决策功能下发的策略信息，并分发到3GPP网络的策略执行功能。

22、如权利要求20所述WiMAX网络和3GPP网络融合的系统，其特征在于，所述WiMAX网络还包括：

策略分发功能，用于接收WiMAX网络中所述策略决策功能下发的策略信息，并分发到WiMAX网络的策略执行功能；所述策略分发功能位于WiMAX鉴权授权计费服务器或单独实现。

23、如权利要求17所述WiMAX网络和3GPP网络融合的系统，其特征在于，所述WiMAX网络还包括：

计费客户端，根据所述用户终端的家乡3GPP网络下发的计费信息，触发计费信息收集功能进行计费信息的收集并接收所述计费信息收集功能功能收集并上报的计费信息，根据所述计费信息生成计费数据记录并上报Interworking鉴权授权计费服务器；

计费信息收集功能，用于根据所述计费客户端的通知进行计费信息的收集，并将所述收集的计费信息上报所述计费客户端；

Interworking鉴权授权计费服务器，用于接收所述计费客户端上报的计费数据记录，并转发给所述用户终端的家乡3GPP鉴权授权计费服务器；

所述3GPP网络还包括：

鉴权授权计费服务器，用于接收所述WiMAX网络中的Interworking鉴权授权计费服务器转发的所述用户终端的计费数据记录，并将所述计费数据记录发给计费系统；

计费系统，包括在线计费系统和离线计费系统，用于接收所述鉴权授权计费服务器转发的用户终端的计费数据记录。

24、如权利要求17所述WiMAX网络和3GPP网络融合的系统，其特征在于，所述3GPP网络还包括：

GGSN，用于作为所述通过WiMAX网络接入3GPP网络的用户终端的接入点，为所述用户终端分配IP、将所述以WiMAX接入的用户终端的数据向3GPP网络发送，并作为所述用户终端在系统间切换的移动锚点。

25、如权利要求24所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，使用GGSN作为3GPP网络的接入点和移动锚点时，增加3GPP网络中的WAG和GGSN之间的接口。

26、如权利要求24所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，使用GGSN作为3GPP网络的接入点和移动锚点时，增加WiMAX网络中的HA与3GPP网络中的WAG或SGSN的接口；在所述增加WiMAX网络中的HA与3GPP网络中的SGSN的接口时，同时增加3GPP网络中的SGSN与3GPP鉴权授权计费服务器的接口。

27、如权利要求24所述WiMAX网络和3GPP网络融合的方法，其特征在于，使用GGSN作为3GPP网络的接入点和移动锚点时，在使用MIP的情况下，将WiMAX网络中的HA与GGSN通过隧道连接，在使用Simple IP的情况下，将ASN-GW和GGSN通过隧道连接；同时增加3GPP鉴权授权计费服务器和GGSN之间的接口。

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