CN101478796A - 一种异构网络分级切换控制信令系统及其切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提供接入网间分级切换的控制信令系统和切换方法，包括：分层结构并且互连的业务平面、控制平面和用户平面；控制平面，用于控制用户设备在接入网间的切换和业务平面和用户平面的数据交互，包括会话控制实体用于对位于服务区内所有业务数据进行交换，移动管理实体用于提供核心网发起的分级切换策略；归属用户服务器用于实现系统的数据存储和用户设备鉴权认证。通过应用本发明的系统和方法，使得可以容易的在现有和将来出现的不同接入网络之间实现切换，切换时延短，并且可以简单、广泛地应用到现有的接入网络切换中。

Description

一种异构网络分级切换控制信令系统及其切换方法

技术领域

本发明涉及异构网络技术领域，更具体地，本发明涉及一种异构网络的分级切换控制信令系统及其切换方法。

背景技术

在无线、有线以及未来其它网络的网络体系中，基于核心网的诸如语音、视频以及实时和非实时业务等的多种网络服务，将通过多种异构的无线接入网方式与用户智能终端进行交互。

网络的泛在化和异构性造成用户设备频繁地变换网络归属和管理域，同时，无缝地为用户设备提供各种高数据速率的业务成为未来移动通信系统的基本特征。这意味着无论用户设备处于何种条件，系统均能根据目前的网络状态，自适应地采取最佳的接入方式为用户设备提供服务，并根据用户设备的位置和业务在不同的接入方式间进行平滑的切换，提供可靠的QoS支持。这些都使移动性管理技术成为未来移动通信系统亟待解决的重要问题。

国内外的许多研究机构和标准化组织都致力于未来异构网络之间的无缝切换和服务连续性的问题，其中最具代表性并在今后能够大规模应用的两种技术为IEEE制定的802.21协议的介质无关切换(MIH)技术和IETF制定的移动IP协议技术。

IEEE 802.21协议试图填补现行WLAN、WiMAX与蜂窝网络间的空隙，实现让3G、WiMAX、Wi-Fi、UWB、BlueTooth和RFID等同时共存并紧密连接的混合网络。要实现WLAN、3G到WiMAX之间的语音与数据传输，且能无缝整合，其关键在于填补这些无线标准空隙的无线接口标准IEEE802.21。IEEE802.21标准在MIH并没有做任何的传递处理，对现有的PHY和MAC层没有做任何修改，也不需要上层新的移动协议的支持。可以这样认为，IEEE802.21标准建立了一套独立于介质之上的切换方案，实现WLAN、WMAN和蜂窝网络的融合。但是MIH技术要求各个接入技术之间紧密相连并处于同一个接入系统之下，而且各接入基站都必须能够支持MIH功能，对系统的要求较高，切换实现费用昂贵，属于所谓的紧耦合方案。

移动IP技术，移动IP主机在通信期间需要在网络上切换，IP地址经常发生变化。如果采用传统方式，IP地址的变化将会导致通信中断。为解决这一问题，移动IP技术引用处理蜂窝移动电话呼叫的原理，使移动节点采用固定不变的IP地址，一次登录即可实现在任意位置上保持与IP主机的单一链路层连接，使通信持续进行。现有的移动IP技术主要有基于代理的移动IP技术(P-MIP)和基于客户端的移动IP技术(C-MIP)。移动IP技术属于松耦合的异构切换解决方案，其屏蔽了底层(PHY层和MAC层)的信息，切换时延较长。

发明内容

为克服现有的异构网络中切换的普适性差、切换时延较长的缺陷，本发明提出一种异构网络的分级切换控制信令系统以及切换方法。

根据本发明的一个方面，提供一种提供接入网间分级切换的控制信令系统，包括：

分层结构并且互连的业务平面、控制平面和用户平面；

所述控制平面，用于控制用户设备在接入网间的切换和与业务平面和用户平面的数据交互，包括移动管理实体、会话控制实体和归属用户服务器；

其中，所述移动管理实体用于根据用户设备需求选择所切换的接入网，当用户设备在相同类型接入网间移动时在IP层下切换，用户设备在不同类型接入网间移动时在IP层上切换；

所述会话控制实体用于交换位于服务区内的业务数据，为不同用户设备提供不同级别的传输控制策略；

所述归属用户服务器，跨接控制平面和用户平面，用于存储与系统连接的各接入网的信息并在用户设备向控制信令系统进行注册时向用户设备提供标识。

其中，所述接入网包括无线网络和有线网络，所述有线网络包括固网NGN、Internet、PSTN、ISDN；所述无线网络包括4G接入网、3G接入网络、WLAN和WiMaX。

其中，同一所述移动管理实体使用MAC层来允许相同类型接入网进行通信，不同的移动管理实体使用IP层来允许不同类型接入网进行通信。

其中，所述移动管理实体包括一个或者多个移动管理功能实体和网络选择功能实体；

其中，所述一个或者多个移动功能管理实体分别耦合不同类型的接入网，用于根据网络选择功能实体的切换决定，当用户设备在相同类型接入网之间移动时同一移动功能管理实体在IP层以下切换而当用户设备在不同类型的接入网之间移动时不同的移动管理功能实体在IP层上切换；

所述网络选择功能实体与所述移动管理功能实体及所述归属用户服务器相连接，用于根据用户设备需求和接入网的信息，选择用户设备将要被切换到的网络，并通知对应的移动管理功能实体。

其中，所述网络选择功能实体包括：

信息转发模块，用于在用户设备通过移动管理功能实体请求接入时向所述归属用户服务器提供用户设备的信息，同时传输与系统相连接的各接入网的信息；

接入网选择模块，用于根据各接入网的信息和用户设备需求，确定用户设备被不同业务触发时首先连接的接入网以及发生切换时用户设备优先选择的接入网。

其中，所述移动管理功能实体包括：

请求转发模块，用于接收用户设备通过源接入网的切换请求，向网络选择功能实体发出接入网选择请求；

网络类型确定模块，用于根据网络选择功能实体的消息确定用户设备切换到与源接入网类型相同的目标接入网，将目标接入网的标识发送给源接入网和用户设备。

标识分配模块，用于为用户设备分配目标接入网中的标识。

其中，所述源接入网与目标接入网建立用户平面的连接，转发用户设备数据，用户设备与目标接入网之间建立无线信道。

其中，所述网络类型确定模块根据网络选择功能实体的消息确定用户设备切换到与源接入网类型不同的目标接入网，发送切换准备消息给目标移动管理功能实体使目标移动管理功能实体和目标接入网之间建立连接。

其中，所述源移动管理功能实体与目标移动管理功能实体之间建立用户平面和控制平面的连接，用户设备与目标移动管理功能实体之间使用MIPV6机制建立上层连接，用户设备与目标接入网建立无线信道。

其中，源移动管理功能实体根据目标接入网的切换完成的消息，向网络选择功能实体的列表生成模块更新用户设备和接入网的信息，并释放与源接入网之间的资源。

其中，所述控制平面还包括：

业务识别实体，用于确定接入网的各种服务对于服务质量的要求；

策略管理实体，用于根据服务、网络和用户设备的信息来为会话控制实体提供建立授权承载的网络和QoS参数；

网络监测实体，用于实时地监测各接入网的状态并将其提供给所述策略管理实体和会话控制实体。

其中，其中所述归属用户服务器存储包括用户设备身份、位置信息、接入网络的状态信息的数据信息，并且认证用户设备的身份以产生包括随机号码、密钥的认证参数。

根据本发明的另一个方面，提供一种基于上述其中任意一个系统的相同类型接入网间分级切换方法，包括：

步骤10)、用户设备通过向所述系统注册来获取用户设备的标识以及接入网的信息，并确定各接入网对于所述用户设备的级别；

步骤20)、用户设备由源接入网通过移动管理功能实体和网络选择功能实体发出切换请求和接入网选择的请求；

步骤30)、网络选择功能实体根据接入网对于所述用户设备的级别确定目标接入网并将目标接入网与移动管理功能实体连接；

步骤40)、源接入网通过移动管理功能实体将用户数据转发给目标接入网，用户设备与目标接入网建立无线信道。

其中，步骤10)包括：

步骤110)、用户设备通过归属用户服务器向系统启动认证并进行注册，建立用户设备与网络之间传递管理信令的连接；

步骤120)、用户设备启动上层连接建立过程，通过归属用户服务器获取IP地址和用户设备在网络中的标识；

步骤130)、用户设备通过网络选择功能实体获取与系统相连接的各接入网的信息并向系统传递用户设备的信息；

步骤140)、用户设备与网络选择功能实体根据各接入网的实际情况和用户需求协商确定用户设备被不同业务触发时首先连接的接入网以及发生切换时优先选择的接入网。

根据本发明的又一方面，提供一种基于上述其中任意一个系统的不同类型接入网间分级切换方法，包括：

步骤10’)、用户设备通过向所述系统注册来获取用户设备的标识以及接入网的信息，并确定各接入网对于所述用户设备的级别；

步骤20’)、用户设备使用源接入网通过源移动管理功能实体和网络选择功能实体发出切换请求和接入网选择的请求；

步骤30’)、网络选择功能实体根据接入网对于所述用户设备的级别确定目标接入网并将目标接入网与目标移动管理功能实体连接；

步骤40’)、源移动管理功能实体接收目标移动管理实体的信息并与目标管理功能实体建立控制平面和用户平面的连接；

步骤50’)、用户设备与目标接入网建立无线信道，与目标移动管理功能实体建立上层连接，更新注册信息。

通过应用本发明的系统和方法，使得可以容易的在现有和将来出现的不同接入网络之间实现切换，切换时延短，并且可以简单、广泛地应用到现有的接入网络切换中。

附图说明

图1为异构网络分级切换的控制信令系统的结构示意图；

图2为控制信令系统的协议栈结构示意图；

图3为移动管理实体结构示意图；

图4为根据本发明的实施例的异构网络分级切换方法的用户设备初始化流程图；

图5为根据本发明的实施例的异构网络分级切换方法的用户设备在同一类型接入网络之间的切换过程示意图；

图6为根据本发明的实施例的异构网络分级切换方法的用户设备在不同类型接入网络之间的切换过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种异构网络的分级切换控制信令系统及其切换方法进行详细描述。

图1示出根据本发明的一个实施例的异构网络分级切换的控制信令系统的结构。如图1所示，该控制信令系统可使用的接入网络包括无线网络、有线网络和其它网络；其中，无线网络包括4G接入网、3G接入网络、WLAN和WiMaX等；有线网络包括固网NGN、Internet、PSTN、ISDN等接入网络；其他网络将会是未来出现的接入网络，其在接入架构上可与现有网络架构直接兼容或者可以经过适应性调整接入。通过上述及以下的描述，本领域内的普通技术人员可以理解，本发明不限于在异构网络之间切换，更可以在同构网络中切换，包括但不限于同层同构、同层异构、异层同构、异层异构的网络结构。

如图1所示，控制信令系统采用全IP网络，使用分层的结构来划分业务平面、控制平面和用户平面，使得控制平面和用户平面中的功能实体完全区分，每个实体完成特定的功能。在控制平面中使用归属用户服务器跨接控制平面和用户平面，起到控制平面和用户平面的媒介作用。控制信令系统主要包括业务平面、控制平面和用户平面；其中业务平面和用户平面的功能实体是现有的功能实体，但本发明列举的业务平面的实体和用户平面中的实体用于说明本发明的系统和方法中的分级切换控制的实现，并不限于现有的功能实体，可以延伸到在未来可能出现的其它业务平面和用户平面内的功能实体。

业务平面是指与业务有关的功能实体，包括各种数据、应用服务器。用户平面是指与承载相关的功能实体，包括各种媒体网关。

控制平面是指与信令控制相关的功能实体，包括会话控制实体、移动管理实体、归属用户服务器、策略管理实体、业务识别实体、网络监测实体等，控制平面主要通过移动管理实体来实现多种异构接入网之间的互连和切换。

移动管理实体：用于提供分级的切换策略，保证用户设备在异构接入网之间切换时的服务质量。通过用户设备在系统中的注册信息以及所连接的网络的性能，在用户设备提出切换请求时，为用户设备选择合适的网络。当用户设备在同一类型的接入网络之间进行切换的时候采用紧耦合方案，实现网络间的无缝切换，时延小，保证切换前后服务的连续性；当用户设备在不同类型的接入网之间进行切换的时候采用松耦合的方案，使各个接入网之间相对独立，最大程度的利用现有设备资源，能够兼容现有的网络，便于推广。移动管理实体采用核心网发起的切换策略，即其他网络仅作为控制信令系统的接入网，实行集中控制，有利于实现业务无缝移动；有利于对用户设备实行较复杂的计费策略；只要切入域天线信号良好，就可以实现切换；当流程结束后，能继续提供补充业务等。

会话控制实体：会话控制实体对位于其服务区内所有业务数据进行交换和控制，可使用现有IMS系统中的CSCF(会话控制功能)实现，会话控制实体同时与移动管理实体、策略实体等其他系统内的实体和服务器进行交互，为各种不同的业务用户设备提供级别不同的传输控制策略，另外会话控制实体还实现呼叫接续、数据转发、路由选择和无线资源管理功能。

归属用户服务器：用于在用户设备向控制信令系统进行注册和认证时向用户设备提供网络中用户设备的唯一标识及与系统连接的各接入网的信息；实现系统数据实体、鉴权认证实体的功能，其中系统数据实体是系统中所有与用户、服务和网络相关数据的数据存储器，主要包括用户设备身份、位置信息、接入网络的状态信息、用户的喜好信息和服务触发信息等。鉴权认证实体是认证接入用户设备的身份以及产生相应认证参数的功能实体，这些参数包括随机号码、密钥等。鉴权认证实体对任何试图入网的用户设备进行身份认证，只有合法用户设备才能接入系统中并得到服务。

策略管理实体：根据服务、网络和用户设备的信息来为会话控制实体提供决定策略，即建立授权承载的能力集、QoS参数等；其功能可使用IMS系统中的策略决策功能(PDF)的功能实体来实现。在用户设备接入网络时，通过与用户设备协商，根据用户设备的需求和各接入网络的性能，确定各接入对于用户设备的级别。

业务识别实体：对进入网络的各种服务进行识别，确定各种服务对于服务质量的要求。

网络监测实体：实时地监测系统各接入网的状态，并实时地与各接入网交互信息，为策略管理和会话控制提供数据支持。

控制信令系统的协议栈模型如图2所示，用户设备与接入网之间通过各接入网的物理层和MAC层协议进行通信。接入网与核心网络之间通过各接入网的移动管理实体利用IP协议进行通信，相同类型的接入网可通过相同的移动管理实体的MAC层进行通信，不同类型的接入网通过各自的移动管理实体在IP层进行通信，控制系统中的各功能实体通过核心IPv6网络进行通信。在图3的协议栈模型中，IP子层对因特网协议进行处理，包括IP(v6)路由建立、MPLS标签交换路径建立、路由查找与数据转发等。三层以上分为移动管理子层、业务管理子层和网络管理子层。移动管理子层对无线台的移动特性进行支持与管理，包括内部切换、越区切换等。业务管理子层对各种业务用户设备的通信进行支持与管理，包括呼叫接续、QOS(Quality of Service，服务质量)请求、资源申请与释放等。网络管理子层对管理与维护整个信令系统各个网络的情况并提供支持。

图3示出控制信令系统的移动管理实体的结构，包括用于各种接入网的移动管理功能实体(在图中简称为移动管理功能)和网络选择功能实体(在图中简称为网络选择功能)，每种类型的接入网有其各自的移动功能管理实体，当用户设备在相同类型的接入网之间移动时，移动管理功能实体将在IP层以下进行切换，当用户设备在不同类型的接入网之间移动时，不同的移动管理功能实体在IP层进行切换。网络选择功能实体在用户设备的源网络发出切换请求时，根据用户设备和接入网的信息，选择用户设备将要被切换到的目标网络，并通知相应的移动管理功能实体。

网络选择功能实体包括信息转发模块、接入网选择模块、列表生成模块。

信息转发模块用于向系统在用户请求接入时通过移动管理功能实体提供与系统相连接的各接入网的信息；同时，信息转发模块向系统传递用户设备的信息，例如包括用户的喜好、对于服务质量的要求以及网络运营商需要优先提供的服务。

接入网选择模块用于根据各接入网的实际情况和用户需求，来确定各接入网相对于用户设备的级别，即用户设备被不同业务触发时首先连接的接入网，以及发生切换时用户设备优先选择的接入网。

列表生成模块用于为用户设备生成一个针对该用户设备各种业务选择接入网的优先级别表，以及各接入网的位置信息，以便在业务到来或切换发生时，用户设备或网络侧能够快速准确的选择接入网络，减小时延。

所述移动管理功能实体包括请求转发模块、网络类型确定模块、标识分配模块。

在用户设备切换过程中，所述请求转发模块用于接收用户设备通过源接入网的切换请求，其中包括用户设备的信息，向网络选择功能实体的信息转发模块发出接入网选择请求，将用户设备标识和用户设备信息传递给网络选择功能实体。

网络选择功能实体的接入网选择模块根据接入网对于所述用户设备的优先级别和用户设备当前状态，选择用户设备切换的接入网；移动管理功能实体的网络类型确定模块接到网络选择功能实体的消息，确定切换到与源接入网类型相同的目标接入网，发送切换准备消息给目标接入网。

移动管理功能将目标接入网的标识发送给源接入网和用户设备；源接入网与目标接入网建立用户平面的连接，将用户设备发送给源接入网的数据通过移动管理功能实体的用户平面转发给目标接入网；用户设备与目标接入网之间建立无线信道，移动管理功能实体收到目标接入网的切换完成的消息后，向网络选择功能实体更新用户设备和接入网的信息；释放移动管理功能实体与源接入网之间的资源。

在另一个实施例中，当源移动管理功能实体的网络类型确定模块根据网络选择功能实体的消息确定用户设备切换到与源接入网类型不同的目标接入网，发送切换准备消息给目标移动管理功能实体；目标接入网收到其移动管理功能实体发送的切换准备消息后，在目标移动管理功能实体和目标接入网之间建立连接。

目标移动管理功能实体将目标接入网的标识发送给源移动管理功能实体、源接入网和用户设备，所述源移动管理功能实体的标识分配模块为用户设备分配在目标接入网中的标识；用户设备向源移动管理功能实体发出数据转发的请求；源移动管理功能实体与目标管理功能实体之间建立用户平面和控制平面的连接。

用户设备与目标接入网建立无线信道，网络选择功能实体更新用户设备和接入网的信息；释放源移动管理功能实体与源接入网之间的资源连接；用户设备与目标移动管理功能实体之间使用MIPV6机制建立上层连接，用户设备在归属用户服务器上更新位置信息。

根据本发明的另一方面提供异构网络分级切换的方法，该方法基于上述控制信令系统。图4示出根据本发明的异构网络分级切换方法的用户设备初始化的详细流程，如图4所示：

S4.1：用户设备在空闲状态进入网络，首先启动认证和密钥交换过程，归属用户服务器参与完成该过程；

S4.2：判断是否通过认证，若通过认证，转到S4.4；否则，进入S4.3；

S4.3：用户设备没有通过认证，禁止进入网络；

S4.4：用户设备向网络进行注册，包括注册用户设备的位置信息、协商IP版本号，建立用户设备与网络之间传递管理信令的连接；

S4.5：判断是否注册成功，若是，进入S4.6；否则，返回S4.1，重新进行认证和注册；

S4.6：启动上层的连接建立过程，与归属用户服务器(HSS)进行交互，以便获取IP地址和用户设备在网络中的标识；

S4.7：判断是否成功获得IP地址，若是，将用户设备电话号码到当前IP地址的映射登记到归属用户服务器，然后进入S4.8；否则，转到S4.1，重新进行网络认证和注册；

S4.8：启动网络信息的获取过程，与网络选择功能(NSF)实体进行交互，获取与系统相连接的各接入网的信息；

S4.9：判断是否成功获取各接入网的信息，若是，进入S4.10；否则，转到S4.1，重新进入网络；

S4.10：通过与NSF进行交互，向系统传递用户设备的信息，例如用户的喜好、对于服务质量的要求以及网络运营商需要优先提供的服务；

S4.11：判断用户设备信息是否传递成功，若是，转入S4.12，与网络侧进行协商；否则，转到S4.10，尝试再次发送用户设备信息；

S4.12：用户设备与NSF进行协商，用户设备向NSF功能实体发送一个包含用户需求的消息，NSF收到该消息后，将根据各接入网的实际情况和用户需求，来确定各接入网相对于用户设备的级别，即，用户设备被不同业务触发时首先连接的接入网，以及发生切换时，用户设备优先选择的接入网；

S4.13：判断协商是否成功，若是，转入S4.14，若不成功，转到S4.12重新进行协商；

S4.14：协商成功后，NSF将为用户设备生成一个针对该用户设备各种业务选择接入网的优先级别表，以及各接入网的位置信息，以便在业务到来或切换发生时，用户设备或网络侧能够快速准确的选择接入网络，减小时延，在本步骤中，用户设备将从NSF接收到这张表；

S4.15：当用户设备完成上一过程后，进入待机状态，完成初始化过程。

图5示出根据本发明的异构网络分级切换方法的用户设备在同一类型接入网络之间的切换过程，如图5所示：

S5.1：源接入网(源AS)决定初始化一个切换过程到另外一个接入网；

S5.2：源接入网向移动管理功能实体(MME)提出切换的请求，并同时将用户设备的信息发送给移动管理功能实体。

S5.3：移动管理功能实体向网络选择功能实体发出接入网选择的请求，同时将用户设备标识和用户设备信息传递给网络选择功能实体；

S5.4：网络选择功能实体根据移动管理功能实体提供的用户设备标识，与HSS进行交互，以获得用户设备的接入网优先级别表；

S5.5：网络选择功能实体根据用户设备的接入网优先级别表和用户设备当前的状态信息，进行决策来选择用户设备将切换到哪个接入网；

S5.6：移动管理功能实体接到网络选择功能实体的消息，发现用户设备将会切换到与源接入网类型相同的目标接入网(目标AS)中，就发送切换准备消息给目标接入网；

S5.7：目标接入网收到移动管理功能实体发出的切换准备请求后，立即发出确认消息，并在移动管理功能实体和目标接入网之间建立必要的资源连接；

S5.8：移动管理功能实体收到目标接入网的确认消息后，将目标接入网的标识和信息发送给源接入网和用户设备；

S5.9：源接入网收到目标接入网的信息后，与目标接入网建立用户平面的连接，将用户设备发送给源接入网的数据通过移动管理功能实体的用户平面转发给目标接入网；

S5.10：用户设备与目标接入网之间建立无线链路信道；

S5.11：当无线信道建立完成后，目标接入网向移动管理功能实体发出切换完成的消息；

S5.12：移动管理功能实体收到切换完成的消息后，与网络选择功能实体交互，更新用户设备和接入网的信息；

S5.13：移动管理功能实体与源接入网之间的资源被释放，完成切换过程。

图6示出根据本发明的实施例的异构网络分级切换方法的用户设备在不同类型接入网络之间的切换过程，如图6所示：

S6.1：源接入网(源AS)决定初始化一个切换过程到另外一个接入网；

S6.2：源接入网向其移动管理功能实体(源MME)提出切换的请求，并同时将用户设备的信息发送给移动管理功能实体；

S6.3：源接入网的移动管理功能实体向网络选择功能实体发出接入网选择的请求，同时将用户设备标识和用户设备信息传递给网络选择功能实体；

S6.4：网络选择功能实体根据源接入网移动管理功能实体提供的用户设备标识，与HSS进行交互，以获得用户设备的接入网优先级别表；

S6.5：网络选择功能实体根据用户设备的接入网优先级别表和用户设备当前的状态信息，进行决策来选择用户设备将切换到哪个接入网；

S6.6：移动管理功能实体接到网络选择功能实体的消息，发现用户设备将会切换到与源接入网类型不同的目标接入网中，就发送切换准备消息给目标接入网(目标AS)的移动管理功能实体(目标MME)，目标的移动管理功能实体收到消息后，将发送切换准备消息给目标接入网；

S6.7：目标接入网收到目标移动管理功能实体发出的切换准备请求后，发出确认消息，并在目标移动管理功能实体和目标接入网之间建立必要的资源连接；

S6.8：目标移动管理功能实体收到目标接入网的确认消息后，将目标接入网的标识和信息发送给源移动管理功能实体、源接入网和用户设备；

S6.9：目标接入网的移动管理功能实体为用户设备分配在接入网中的标识符；

S6.10：用户设备向源移动管理功能实体发出数据转发的请求；

S6.11：源移动管理功能实体与目标管理功能实体之间建立控制平面的连接，包括安全、策略和计费、QOS的传递等；

S6.12：源移动管理功能实体与目标管理功能实体之间建立用户平面的数据连接；

S6.13：当用户平面的数据连接建立完成后，源移动管理功能实体向源接入网和用户设备发出切换完成的消息；

S6.14：用户设备与目标接入网之间建立无线信道链路；

S6.15：当无线信道链路建立完成后，目标移动管理功能实体向网络选择功能管理实体发出切换完成的消息，网络选择功能管理实体更新用户设备和接入网的信息；

S6.16：源移动管理功能实体与源接入网之间的资源被释放；

S6.17：用户设备与目标移动管理功能实体之间使用MI PV6机制建立上层(IP层)的连接；

S6.18：用户设备与HSS进行交互，更新位置信息。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims (15)

1、一种提供接入网间分级切换的控制信令系统，包括：

分层结构并且互连的业务平面、控制平面和用户平面；

所述控制平面，用于控制用户设备在接入网间的切换和与业务平面和用户平面的数据交互，包括移动管理实体、会话控制实体和归属用户服务器；

其中，所述移动管理实体用于根据用户设备需求选择所切换的接入网，当用户设备在相同类型接入网间移动时在IP层下切换，用户设备在不同类型接入网间移动时在IP层上切换；

所述会话控制实体用于交换位于服务区内的业务数据，为不同用户设备提供不同级别的传输控制策略；

所述归属用户服务器，跨接控制平面和用户平面，用于存储与系统连接的各接入网的信息并在用户设备向控制信令系统进行注册时向用户设备提供标识。

2、权利要求1的系统，其中，所述接入网包括无线网络和有线网络，所述有线网络包括固网NGN、Internet、PSTN、ISDN；所述无线网络包括4G接入网、3G接入网络、WLAN和WiMaX。

3、权利要求1的系统，其中，同一所述移动管理实体使用MAC层来允许相同类型接入网进行通信，不同的移动管理实体使用IP层来允许不同类型接入网进行通信。

4、权利要求1的系统，其中，所述移动管理实体包括一个或者多个移动管理功能实体和网络选择功能实体；

其中，所述一个或者多个移动功能管理实体分别耦合不同类型的接入网，用于根据网络选择功能实体的切换决定，当用户设备在相同类型接入网之间移动时同一移动功能管理实体在IP层以下切换而当用户设备在不同类型的接入网之间移动时不同的移动管理功能实体在IP层上切换；

所述网络选择功能实体与所述移动管理功能实体及所述归属用户服务器相连接，用于根据用户设备需求和接入网的信息，选择用户设备将要被切换到的网络，并通知对应的移动管理功能实体。

5、权利要求4的系统，其中，所述网络选择功能实体包括：

信息转发模块，用于在用户设备通过移动管理功能实体请求接入时向所述归属用户服务器提供用户设备的信息，同时传输与系统相连接的各接入网的信息；

接入网选择模块，用于根据各接入网的信息和用户设备需求，确定用户设备被不同业务触发时首先连接的接入网以及发生切换时用户设备优先选择的接入网。

6、权利要求4的系统，其中，所述移动管理功能实体包括：

请求转发模块，用于接收用户设备通过源接入网的切换请求，向网络选择功能实体发出接入网选择请求；

网络类型确定模块，用于根据网络选择功能实体的消息确定用户设备切换到与源接入网类型相同的目标接入网，将目标接入网的标识发送给源接入网和用户设备。

标识分配模块，用于为用户设备分配目标接入网中的标识。

7、权利要求1的系统，其中，所述源接入网与目标接入网建立用户平面的连接，转发用户设备数据，用户设备与目标接入网之间建立无线信道。

8、权利要求6的系统，其中，所述网络类型确定模块根据网络选择功能实体的消息确定用户设备切换到与源接入网类型不同的目标接入网，发送切换准备消息给目标移动管理功能实体使目标移动管理功能实体和目标接入网之间建立连接。

9、权利要求8的系统，其中，所述源移动管理功能实体与目标移动管理功能实体之间建立用户平面和控制平面的连接，用户设备与目标移动管理功能实体之间使用MIPV6机制建立上层连接，用户设备与目标接入网建立无线信道。

10、权利要求7或者9的系统，其中，源移动管理功能实体根据目标接入网的切换完成的消息，向网络选择功能实体的列表生成模块更新用户设备和接入网的信息，并释放与源接入网之间的资源。

11、权利要求1的系统，其中，所述控制平面还包括：

业务识别实体，用于确定接入网的各种服务对于服务质量的要求；

策略管理实体，用于根据服务、网络和用户设备的信息来为会话控制实体提供建立授权承载的网络和QoS参数；

网络监测实体，用于实时地监测各接入网的状态并将其提供给所述策略管理实体和会话控制实体。

12、权利要求1的系统，其中，其中所述归属用户服务器存储包括用户设备身份、位置信息、接入网络的状态信息的数据信息，并且认证用户设备的身份以产生包括随机号码、密钥的认证参数。

13、一种基于权利要求1到12之一的系统的相同类型接入网间分级切换方法，包括：

步骤10)、用户设备通过向所述系统注册来获取用户设备的标识以及接入网的信息，并确定各接入网对于所述用户设备的级别；

步骤20)、用户设备由源接入网通过移动管理功能实体和网络选择功能实体发出切换请求和接入网选择的请求；

步骤30)、网络选择功能实体根据接入网对于所述用户设备的级别确定目标接入网并将目标接入网与移动管理功能实体连接；

步骤40)、源接入网通过移动管理功能实体将用户数据转发给目标接入网，用户设备与目标接入网建立无线信道。

14、权利要求13的方法，其中，步骤10)包括：

步骤110)、用户设备通过归属用户服务器向系统启动认证并进行注册，建立用户设备与网络之间传递管理信令的连接；

步骤120)、用户设备启动上层连接建立过程，通过归属用户服务器获取IP地址和用户设备在网络中的标识；

步骤130)、用户设备通过网络选择功能实体获取与系统相连接的各接入网的信息并向系统传递用户设备的信息；

步骤140)、用户设备与网络选择功能实体根据各接入网的实际情况和用户需求协商确定用户设备被不同业务触发时首先连接的接入网以及发生切换时优先选择的接入网。

15、一种基于权利要求1到12之一的系统的不同类型接入网间分级切换方法，包括：

步骤10’)、用户设备通过向所述系统注册来获取用户设备的标识以及接入网的信息，并确定各接入网对于所述用户设备的级别；

步骤20’)、用户设备使用源接入网通过源移动管理功能实体和网络选择功能实体发出切换请求和接入网选择的请求；

步骤30’)、网络选择功能实体根据接入网对于所述用户设备的级别确定目标接入网并将目标接入网与目标移动管理功能实体连接；

步骤40’)、源移动管理功能实体接收目标移动管理实体的信息并与目标管理功能实体建立控制平面和用户平面的连接；

步骤50’)、用户设备与目标接入网建立无线信道，与目标移动管理功能实体建立上层连接，更新注册信息。

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