CN101577931A - 一种实现多接入的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现多接入的方法，应用于第三代合作伙伴计划3GPP演进的分组系统EPS中，通过第一接入网接入分组数据网络PDN后，用户设备UE再通过第二接入网向演进的分组核心网EPC请求附着时，通过在其发送的请求附着的信令中携带多接入指示标识，通知分组数据网关P－GW进行接入网网关的多绑定；P－GW根据接收到的多接入指示标识，执行与第一接入网网关和第二接入网网关的多绑定。本发明中UE在向EPC发起附着时，通知P－GW此次为多接入场景，P－GW执行与多个不同接入网网关的多绑定，本发明在对接入网影响较小的情况下实现UE的多接入。

Description

一种实现多接入的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种实现多接入的方法及系统，尤其涉及一种3GPP(3rdGeneration Partnership Project，第三代合作伙伴计划)EPS(Evolved PacketSystem，演进的分组系统)中实现多接入的方法及系统。
背景技术
如图1所示，EPS由接入网和演进的分组核心网(EPC)组成，接入网可以是为E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，演进的通用陆地无线接入网)等，EPC包括：MME(移动管理单元，MobilityManagement Entity)、S-GW(服务网关，Serving Gateway)、P-GW(PacketData Network GateWay，分组数据网络网关)、HSS(归属用户服务器，HomeSubscriber Server)、3GPP AAA服务器(3GPP认证授权计费服务器)、PCRF(Policy and Charging Rules Function，策略和计费规则功能)及其它支撑节点。
其中，MME负责移动性管理、非接入层信令的处理和用户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P-GW之间转发数据，并且负责对寻呼等待数据进行缓存。P-GW则是3GPP演进分组系统与PDN(Packet Data Network，分组数据网络)的边界网关，负责用户终端到PDN的接入、在EPS与PDN间转发数据等。PCRF是策略和计费规则功能实体，它通过Rx接口与运营商IP业务网络相连，获取业务信息，并通过Gx/Gxa/Gxc接口与网络中的网关设备相连，负责发起IP(InternetProtocol，互联网协议)承载的建立，保证业务数据的QoS(Quality Of Service，服务质量)，并进行计费控制。
EPS也支持UE通过除E-UTRAN以外的其它非3GPP系统的接入，其中，非3GPP系统的接入通过S2a/b/c接口实现，P-GW作为3GPP系统的接入与非3GPP系统的接入的数据锚点。在EPS的系统架构中，非3GPP系统被分为可信任非3GPP IP接入网和不可信任非3GPP IP接入网。可信任非3GPP IP接入网可直接通过S2a接口与P-GW连接；不可信任非3GPP IP接入网需要经过ePDG(Evolved Packet Data Gateway，演进的分组数据网关)与P-GW相连，ePDG与P-GW间的接口为S2b。S2c是UE(User Equipment，用户设备)和P-GW之间的接口，采用DSMIPv6(Moblie IPv6 Support for Dual StackHosts and Routers，双栈的移动IPv6)协议提供控制和移动性管理。
目前，对EPS的研究课题主要集中在Multiple Access(多接入)，多接入是指，使EPC支持UE通过多种接入网经同一个P-GW同时接入一个PDN。在这种场景下，UE通过多个接入网附着到EPC，P-GW为UE分配一个IP地址，UE和PDN之间存在一个IP-CAN会话。由于不同的业务适用于采用不同的网络传输，多接入技术可以根据业务的特性选择适用的接入网传输业务，并且，多个接入网可以分担网络负荷，避免网络拥堵。
现有技术中，尚不能实现多接入，UE在某一时刻只能通过一个接入网接入到EPC，P-GW仅能对初始接入及切换进行识别。在UE接入EPC后，如果再通过另一个接入网向EPC附着，则P-GW无法获知当前为多接入场景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实现多接入的方法及系统，使UE可以通过多个接入网同时接入到EPC，并访问PDN。
为解决上述技术问题，本发明的一种实现多接入的方法，应用于第三代合作伙伴计划3GPP演进的分组系统EPS中，通过第一接入网接入分组数据网络PDN后，用户设备UE再通过第二接入网向演进的分组核心网EPC请求附着时，通过在其发送的请求附着的信令中携带多接入指示标识，通知分组数据网关P-GW进行接入网网关的多绑定；P-GW根据接收到的多接入指示标识，执行与第一接入网网关和第二接入网网关的多绑定。
进一步地，UE将多接入指示标识添加到请求附着的信令的协议配置选项PCO中，实现在请求附着的信令中携带多接入指示标识。
进一步地，如果第二接入网为可信任非3GPP IP接入网，则请求附着的信令为附着请求，UE通知P-GW进行接入网网关的多绑定包括：UE将附着请求发送给第二接入网的网关；接收到附着请求后，第二接入网的网关向P-GW发送隧道绑定请求信令，并将多接入指示标识封装在该隧道绑定请求信令中发送给P-GW。
进一步地，隧道绑定请求信令为代理移动互联网协议版本6PMIPv6隧道绑定请求信令。
进一步地，如果第二接入网为不可信任非3GPP IP接入网，则请求附着的信令为安全隧道建立请求信令，UE通知P-GW进行接入网网关的多绑定包括：UE将安全隧道建立请求信令通过第二接入网的网关发送给演进的分组数据网关ePDG；接收到安全隧道建立请求信令后，ePDG向P-GW发送隧道绑定请求信令，并将多接入指示标识封装在该隧道绑定请求信令中发送给P-GW。
进一步地，隧道绑定请求信令为PMIPv6隧道绑定请求信令。
进一步地，如果第二接入网为演进的通用陆地无线接入网E-UTRAN，则请求附着的信令为附着请求，当服务网关S-GW与P-GW通过通用分组无线服务隧道协议GTP进行隧道绑定时，UE通知P-GW进行接入网网关的多绑定包括：UE将附着请求发送给移动管理单元MME；接收到附着请求后，MME向S-GW发送创建默认承载请求信令，并将多接入指示标识封装到该创建默认承载请求信令中；接收到创建默认承载请求信令后，S-GW将该创建默认承载请求信令中封装的多接入指示标识透传给P-GW。
进一步地，如果第二接入网为E-UTRAN，则请求附着的信令为附着请求，当S-GW与P-GW通过PMIPv6协议进行隧道绑定时，UE通知P-GW进行接入网网关的多绑定包括：UE将附着请求发送给MME；接收到附着请求后，MME向S-GW发送创建默认承载请求信令，并将多接入指示标识封装到该创建默认承载请求信令中；接收到创建默认承载请求信令后，S-GW向P-GW发送PMIPv6隧道绑定请求信令，将多接入指示标识封装到该PMIPv6隧道绑定请求信令中发送给P-GW。
进一步地，一种实现多接入的系统，包括：UE、第一接入网、第二接入网和P-GW，其中：UE用于在其通过第一接入网接入PDN后，再通过第二接入网向EPC请求附着时，通过在其发送的请求附着的信令中携带多接入指示标识，通知P-GW进行接入网网关的多绑定；P-GW用于根据接收到的多接入指示标识，执行与第一接入网网关和第二接入网网关的多绑定。
进一步地，UE将多接入指示标识添加到请求附着的信令的PCO中，实现在请求附着的信令中携带多接入指示标识。
综上所述，本发明中UE在向EPC发起附着时，通知P-GW此次为多接入场景，P-GW执行与多个不同接入网网关的多绑定，本发明在对接入网影响较小的情况下实现UE的多接入。
附图说明
图1是现有技术中EPS的系统架构示意图；
图2是本发明实施例一的流程图；
图3是本发明实施例二的流程图；
图4是本发明实施例三的流程图；
图5是本发明实施例四的流程图。
具体实施方式
本发明在UE已通过某一接入网接入到EPC，再向另一接入网发起附着操作实现多接入时，通过协议配置选项(PCO)将多接入指示标识发送给P-GW，P-GW接收到多接入指示标识后，执行与不同接入网网关的多绑定，实现终端的多接入。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明：
下面仅以UE在3GPP接入网和某一非3GPP接入网覆盖下为例对本发明的方法进行说明，实际使用中，UE可能是在两种非3GPP接入网的覆盖下，也可能是在一个3GPP接入网和多个非3GPP接入网的覆盖下，然而，这些不同的应用场景均可适用于本发明的方法。
实施例一：
图2所示为本发明在UE已通过3GPP接入网(如E-UTRAN)接入到PDN后，再通过可信任非3GPP IP接入网附着到EPC的方法，包括如下步骤：
步骤201：UE通过3GPP接入网接入EPC；
其中，S-GW和P-GW之间通过GTP(GPRS Tunnel Protocol，通用分组无线服务隧道协议)协议或PMIPv6(Proxy Mobile Internet Protocol version 6，代理移动互联网协议版本6)协议进行隧道绑定，且可能已有业务在该隧道上传输。
步骤202：UE与可信任非3GPP IP接入网的网关建立空口链路；
步骤203：UE通过可信任非3GPP IP接入网的网关与AAA进行交互，完成接入鉴权和授权；
步骤204：UE向可信任非3GPP IP接入网的网关发送附着请求，在该附着请求的PCO中添加多接入指示标识；
UE可选定PCO的某一空闲位，将选定的空闲位写为0或1作为多接入指示标识。
步骤205：可信任非3GPP IP接入网的网关在接收到UE发送的附着请求后，向P-GW发送隧道绑定请求信令，并将附着请求消息中携带的PCO封装到隧道绑定请求信令中；
本实施例中P-GW采用PMIPv6协议进行隧道绑定，上述隧道绑定请求信令为PMIPv6隧道绑定请求信令。
由于非3GPP IP接入网并不解析消息中携带的PCO，因此，采用PCO将多接入指示标识传递给P-GW，可以最大限度地减小对接入网的影响。
步骤206：P-GW接收到隧道绑定请求信令后，对PCO进行解析，P-GW解析出多接入指示标识后，判定当前为多接入场景，执行与3GPP接入网的网关和可信任非3GPP IP接入网的网关的多绑定；
如果P-GW没有从PCO中解析出多接入指示标识，则判定当前不是多接入场景，执行现有的切换操作。
步骤207：P-GW向可信任非3GPP IP接入网的网关返回对隧道绑定请求信令进行响应的隧道绑定请求应答信令；
步骤208：可信任非3GPP IP接入网的网关接收到隧道绑定请求应答信令后，向UE返回对附着请求进行应答的附着应答信令，通知UE可信任非3GPP IP接入网的附着流程完成。
P-GW完成与3GPP接入网的网关和非3GPP IP接入网的网关的多绑定后，P-GW或PCRF可以根据业务的不同特性决定通过哪个接入网将业务的IP数据流发送给UE。举例来说，如果非3GPP IP接入网是WiFi(无线保真)时，Http(超文本传输协议)和Ftp(文件传输协议)业务的数据流就可以通过WiFi接入网发送给UE，而VoIP(互联网电话)业务的数据流就可以通过E-UTRAN发送给UE。
实施例二：
图3为本发明在UE已通过3GPP接入网接入到PDN后，再通过不可信任非3GPP IP接入网附着到EPC的方法，包括如下步骤：
步骤301：UE通过3GPP接入网接入EPC；
其中，S-GW和P-GW之间通过GTP协议或PMIPv6协议进行隧道绑定，且可能已有业务在该隧道上传输。
步骤302：UE向ePDG发送安全隧道建立请求信令，在该安全隧道建立请求信令的PCO中添加多接入指示标识，该安全隧道建立请求信令通过不可信任非3GPP IP接入网的网关透传给ePDG，ePDG与UE建立IPSec(InternetProtocol Security，互联网安全)隧道；
步骤303：UE通过不可信任非3GPP IP接入网和ePDG与AAA进行交互，完成接入鉴权和授权；
步骤304：完成UE的IPSec隧道的建立以及接入鉴权和授权后，ePDG向P-GW发送隧道绑定请求信令，并将隧道建立请求信令中携带的PCO封装到该隧道绑定请求信令中；
本实施例中P-GW采用PMIPv6协议进行隧道绑定，上述隧道绑定请求信令为PMIPv6隧道绑定请求信令。
步骤305：P-GW接收到隧道绑定请求信令后，对PCO进行解析，P-GW解析出多接入指示标识后，判定当前为多接入场景，执行与3GPP接入网的网关和ePDG的多绑定；
如果P-GW没有从PCO中解析出多接入指示标识，则判定当前不是多接入场景，执行现有的切换操作。
步骤306：P-GW向ePDG返回对隧道绑定请求信令进行响应的隧道绑定请求应答信令；
步骤307：ePDG接收到隧道绑定请求应答信令后，向UE发送隧道建立应答信令，通知UE附着流程完成。
实施例三：
图4所示为本发明在UE已通过非3GPP IP接入网接入到PDN后，再通过E-UTRAN附着到EPC的方法，且S-GW和P-GW之间通过GTP协议进行隧道绑定，包括如下步骤：
步骤401：UE通过非3GPP IP接入网接入EPC；
其中，可信任的非3GPP IP接入网的网关与P-GW之间，ePDG与P-GW之间均通过PMIPv6协议进行隧道绑定，且可能已有业务在隧道上传输。
步骤402：UE向MME发送附着请求，在该附着请求的PCO中添加多接入指示标识，附着请求信令通过eNB转发至MME；
步骤403：同时，UE通过E-UTRAN、MME与AAA进行交互完成接入鉴权和授权；
步骤404：MME接收到附着请求后，向S-GW发送创建默认承载请求信令，将附着请求信令中携带的PCO封装到该创建默认承载请求信令中；
步骤405：S-GW接收到MME发送的创建默认承载请求信令后，将该创建默认承载请求信令中携带的PCO透传给P-GW；
S-GW接收到创建默认承载请求信令后，对该默认承载请求信令的部分参数进行修改，保留原有PCO不变，将修改后的默认承载请求信令发送给P-GW，实现向P-GW透传PCO。
步骤406：P-GW接收到PCO后，对该PCO进行解析，P-GW解析出多接入指示标识后，判定当前为多接入场景，执行与S-GW和可信任非3GPP IP接入网的网关的多绑定，或执行与S-GW和ePDG的多绑定；
如果P-GW没有从PCO中解析出多接入指示标识，则判定当前不是多接入场景，执行现有的切换操作。
步骤407：P-GW向S-GW返回对创建默认承载请求信令进行响应的创建默认承载应答信令，S-GW与P-GW之间完成GTP隧道的建立；
步骤408：S-GW向MME返回对创建默认承载请求信令进行响应的创建默认承载应答信令；
步骤409：MME向UE返回对附着请求进行响应的附着应答信令，通知UE附着流程完成。
实施例四：
图5所示的本发明实施例四的多接入的方法与实施例三相似，不同之处在于本实施例中S-GW与P-GW之间通过PMIPv6协议进行隧道绑定，而实施例三中S-GW与P-GW之间通过GTP协议进行隧道绑定，包括如下步骤：
步骤501-504，同步骤401-404；
步骤505：S-GW接收到创建默认承载请求信令后，向P-GW发送PMIPv6隧道绑定请求信令，将创建默认承载请求信令中携带的PCO封装到PMIP隧道绑定请求信令中；
步骤506：P-GW接收到PMIPv6隧道绑定请求信令后，对PCO进行解析，P-GW解析出多接入指示标识后，判定当前为多接入场景，执行与S-GW和可信任非3GPP IP接入网的网关的多绑定，或执行与S-GW和ePDG的多绑定；
如果P-GW没有从PCO中解析出多接入指示标识，则判定当前不是多接入场景，执行现有的切换操作。
步骤507：P-GW向S-GW返回对PMIP隧道绑定请求信令进行应答的PMIPv6绑定应答信令，S-GW和P-GW之间完成PMIPv6隧道的建立；
步骤508-509，同步骤408-409。
本发明还提供了一种实现多接入的系统，包括：UE、第一接入网、第二接入网和P-GW，其中：
UE在其已通过第一接入网接入PDN后，再通过第二接入网向P-GW请求附着时，在请求附着的信令中携带多接入指示标识，该多接入指示标识添加到请求附着的信令的PCO中；
P-GW在接收到所述请求附着的信令后，根据所述多接入指示标识，执行与第一接入网网关和第二接入网网关的多绑定。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种实现多接入的方法，应用于第三代合作伙伴计划3GPP演进的分组系统EPS中，其特征在于，
通过第一接入网接入分组数据网络PDN后，用户设备UE再通过第二接入网向演进的分组核心网EPC请求附着时，通过在其发送的请求附着的信令中携带多接入指示标识，通知分组数据网关P-GW进行接入网网关的多绑定；
所述P-GW根据接收到的所述多接入指示标识，执行与第一接入网网关和第二接入网网关的多绑定。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述UE将所述多接入指示标识添加到所述请求附着的信令的协议配置选项PCO中，实现在所述请求附着的信令中携带多接入指示标识。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
如果所述第二接入网为可信任非3GPP IP接入网，则所述请求附着的信令为附着请求，所述UE通知所述P-GW进行接入网网关的多绑定包括：
所述UE将所述附着请求发送给所述第二接入网的网关；
接收到所述附着请求后，所述第二接入网的网关向所述P-GW发送隧道绑定请求信令，并将所述多接入指示标识封装在该隧道绑定请求信令中发送给所述P-GW。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述隧道绑定请求信令为代理移动互联网协议版本6PMIPv6隧道绑定请求信令。
5、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
如果所述第二接入网为不可信任非3GPP IP接入网，则所述请求附着的信令为安全隧道建立请求信令，所述UE通知所述P-GW进行接入网网关的多绑定包括：
所述UE将所述安全隧道建立请求信令通过所述第二接入网的网关发送给演进的分组数据网关ePDG；
接收到所述安全隧道建立请求信令后，所述ePDG向所述P-GW发送隧道绑定请求信令，并将所述多接入指示标识封装在该隧道绑定请求信令中发送给所述P-GW。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述隧道绑定请求信令为PMIPv6隧道绑定请求信令。
7、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
如果所述第二接入网为演进的通用陆地无线接入网E-UTRAN，则所述请求附着的信令为附着请求，当服务网关S-GW与所述P-GW通过通用分组无线服务隧道协议GTP进行隧道绑定时，所述UE通知所述P-GW进行接入网网关的多绑定包括：
所述UE将所述附着请求发送给移动管理单元MME；
接收到所述附着请求后，所述MME向所述S-GW发送创建默认承载请求信令，并将所述多接入指示标识封装到该创建默认承载请求信令中；
接收到所述创建默认承载请求信令后，所述S-GW将该创建默认承载请求信令中封装的所述多接入指示标识透传给所述P-GW。
8、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
如果所述第二接入网为E-UTRAN，则所述请求附着的信令为附着请求，当S-GW与所述P-GW通过PMIPv6协议进行隧道绑定时，所述UE通知所述P-GW进行接入网网关的多绑定包括：
所述UE将所述附着请求发送给MME；
接收到所述附着请求后，所述MME向所述S-GW发送创建默认承载请求信令，并将所述多接入指示标识封装到该创建默认承载请求信令中；
接收到所述创建默认承载请求信令后，所述S-GW向所述P-GW发送PMIPv6隧道绑定请求信令，将所述多接入指示标识封装到该PMIPv6隧道绑定请求信令中发送给所述P-GW。
9、一种实现多接入的系统，其特征在于，包括：UE、第一接入网、第二接入网和P-GW，其中：
所述UE用于在其通过所述第一接入网接入PDN后，再通过所述第二接入网向EPC请求附着时，通过在其发送的请求附着的信令中携带多接入指示标识，通知所述P-GW进行接入网网关的多绑定；
所述P-GW用于根据接收到的所述多接入指示标识，执行与第一接入网网关和第二接入网网关的多绑定。
10、如权利要求9所述的系统，其特征在于，
所述UE将所述多接入指示标识添加到所述请求附着的信令的PCO中，实现在所述请求附着的信令中携带多接入指示标识。
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