CN101965017A - 移动ip会话消息携带3gpp互通参数的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法和系统,通过在移动网络协议(IP)会话消息中设置互通负载字段,用来携带第三代移动通信合作伙伴计划(3GPP)互通参数,这样不仅可以使3GPP互通参数在用户设备(UE)和网络之间进行传输,而且便于后续扩展,实现起来也比较简单。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,特别是指一种移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法和系统。
背景技术
全球微波互联接入(WiMAX,Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess)是基于美国电气和电子工程师协会(IEEE,Institute of Electrical andElectronics Engineers)802.16标准的宽带无线接入技术,能够有效地利用有限的无线频谱资源提供较大的空口带宽,最高能提供70Mbps的数据传输能力。但是,WiMAX网络只对用户提供了网络协议(IP,Internet Protocol)层的接入连接,没有定义业务控制功能,无法提供可控的电信业务,因此WiMAX网络可以通过为其他系统提供无线接入技术的方式与其他系统互通融合共存,以完善自身在业务控制方面的缺陷。
第三代移动通信合作伙伴计划(3GPP,3rd Generation Partnership Project)网络是当前比较成熟的业务网络,也是未来网络发展的基础架构。目前,3GPP的标准化工作组正致力于研究演进的下一代核心网系统——演进的分组核心网(EPC,Evolved Packet Core),目的是能为用户提供更高的数据传输速率和更短的传输延时。因此,3GPP网络和WiMAX网络可以利用自身的技术特点实现优势互补,不仅能够并扩大各自的覆盖范围,还能使移动用户在不同的无线接入网络环境中,既能利用两个网络各自不同的特性,又能获得一致的业务访问。
WiMAX系统与3GPP系统之间的网络互通有助于两个网络的优势互补。图1是用户设备(UE,User Equipment)在非漫游情况下通过WiMAX接入网、演进的通用陆地无线接入网(E-UTRAN,Evolved Universal Terrestrial RadioAccess Network),接入归属公共陆地移动网络(HPLMN,Home PLMN)的结构框图,其中E-UTRAN属于3GPP接入网、HPLMN属于3GPP核心网,如图1所示,包括:
分组数据网网关(PDN-GW,Packet Data Network Gateway)位于3GPP网络,用于负责UE接入分组数据网(PDN,Packet Data Network)。
归属用户设备服务器(HSS,Home Subscriber Server)位于3GPP网络,用于永久保存用户设备的签约数据和安全数据。
为了支持非3GPP接入系统的接入,EPC系统还包括认证授权计费服务器(3GPP AAA Server,3GPP Authentication、Authorization and Accounting)和认证授权计费代理(AAA Proxy)。
该结构框图还包含移动管理单元(MME,Mobility Management Entity)、服务网关(Serving Gateway,S-GW)。
对于信任的非3GPP接入网(Trusted Non 3GPP Access),3GPP网络和该非3GPP接入系统之间存在信任关系,非3GPP接入系统、如WiMAX无线接入网可以直接通过S2a接口接入PDN-GW。
在3GPP网络中,当为用户建立IP连接时,3GPP核心网需要根据UE指示或用户签约的接入点名(APN,Access Point Name)来确定为此处访问的PDN服务的PDN-GW;还需要根据UE指示的接入类型确定UE是初次入网还是切换入网,以确定是为用户申请新的IP地址还是预留原先申请的IP地址;还需要通过协议配置选项(PCO,Protocol Configuration Options)参数来传递外部网络的协议选项、配置参数等。上述3GPP中定义的APN、UE接入类型(简称为接入类型)、PCO等参数可以统称为3GPP互通参数。
当UE通过WiMAX接入网接入3GPP核心网时,为了能成功创建IP连接,WiMAX接入网需要依据3GPP互通参数来进行PDN-GW的选择;还需要依据3GPP互通参数判断是否为UE分配新的IP地址,因此UE需要将3GPP互通参数传递给WiMAX接入网,并通过WiMAX接入网传递给3GPP核心网。在3GPP网络中,3GPP互通参数是通过不同的消息在IP连接建立过程的不同时刻由UE传递给网络的。
目前,当UE通过WiMAX接入网接入3GPP核心网时、或UE从3GPP核心网切换到WiMAX接入网时、或当UE需要在WiMAX接入网创建新的PDN连接时,关于UE如何将3GPP互通参数传递给网络、如WiMAX接入网、3GPP核心网,以便能成功完成IP连接建立的问题,在WiMAX空口IEEE 802.16e协议和NWG网络协议中还没有定义任何明确的技术手段来解决。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法和系统,使UE能够将3GPP互通参数传递给网络,完成IP连接的建立。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
本发明提供了一种移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法,该方法包括:
用户终端UE将第三代移动通信合作伙伴计划3GPP互通参数通过移动网络协议IP会话消息发送给接入服务网网关ASN-GW;所述ASN-GW获取移动IP会话消息中的3GPP互通参数,并通过移动IP会话消息将所述3GPP互通参数转发给分组数据网网关PDN-GW;所述PDN-GW获取移动IP会话消息中的3GPP互通参数;
所述PDN-GW将所需的协议配置选项PCO参数通过移动IP会话消息发送给所述ASN-GW;ASN-GW将所述PCO参数通过移动IP会话消息转发给UE。
其中,所述ASN-GW位于全球微波互联接入WiMAX接入网;所述PDN-GW位于3GPP核心网。
其中,UE将3GPP互通参数通过移动IP会话消息发送给ASN-GW,具体为:
UE主动、或者依据所述ASN-GW发送的3GPP互通参数请求指示将所需的3GPP互通参数进行编码,并写入所述移动IP会话消息的互通负载字段,发送给ASN-GW;
相应的,所述3GPP互通参数至少包括接入点名APN、接入类型和PCO参数中的一种;
所述移动IP会话消息为:移动IP协议第四版MIPv4注册请求消息、动态主机配置协议第四版DHCPv4发现消息和动态主机配置协议第六版DHCPv6要求消息中的一种。
所述ASN-GW获取移动IP会话消息中的3GPP互通参数,具体为:
所述ASN-GW对所述移动IP会话消息中的互通负载字段进行解码,获取所述3GPP互通参数。
该方法进一步包括:所述ASN-GW依据获取的3GPP互通参数进行PDN-GW的选择,并将获取的3GPP互通参数通过移动IP会话消息发送给所述选择的PDN-GW;
相应的,ASN-GW进行PDN-GW的选择时依据的所述3GPP互通参数为所述APN参数。
所述ASN-GW将3GPP互通参数通过移动IP会话消息发送给PDN-GW时,所述移动IP会话消息为:MIPv4注册请求消息、和代理绑定更新消息中的一种;
相应的,所述ASN-GW将3GPP互通参数通过移动IP会话消息发送给PDN-GW,具体为:
所述移动IP会话消息为MIPv4注册请求消息时,ASN-GW直接将所述MIPv4注册请求消息转发给PDN-GW;
所述移动IP会话消息为代理绑定更新消息时,所述ASN-GW将从所述DHCPv4发现消息、或者DHCPv6要求消息中获取的3GPP互通参数直接写入代理绑定更新消息的3GPP互通参数字段,发送给PDN-GW。
所述代理绑定更新消息的3GPP互通参数字段至少包含APN字段、接入类型字段和PCO字段。
所述PDN-GW获取移动IP会话消息中的3GPP互通参数,具体为:
所述移动IP会话消息为MIPv4注册请求消息时,PDN-GW对MIPv4注册请求消息中的互通负载字段进行解码,获取3GPP互通参数;
所述移动IP会话消息为代理绑定更新消息时,PDN-GW从代理绑定更新消息的3GPP互通参数字段中直接读取3GPP互通参数。
所述PDN-GW将PCO参数通过移动IP会话消息发送给ASN-GW时,所述移动IP会话消息为:MIPv4注册响应消息和代理绑定确认消息中的一种;
相应的,所述PDN-GW将PCO参数通过移动IP会话消息发送给ASN-GW,具体为:
所述移动IP会话消息为MIPv4注册响应消息时,PDN-GW将所需的PCO参数进行编码,写入所述MIPv4注册响应消息的互通负载字段,发送给ASN-GW;
所述移动IP会话消息为代理绑定确认消息时,PDN-GW将所需的PCO参数直接写入所述代理绑定确认消息中的PCO字段,发送给ASN-GW。
所述ASN-GW将PCO参数通过移动IP会话消息转发给UE时,所述移动IP会话消息为:MIPv4注册响应消息、DHCPv4提供消息和DHCPv6通告消息中的一种;
相应的,所述ASN-GW将PCO参数通过移动IP会话消息转发给UE,具体为:
所述移动IP会话消息为MIPv4注册响应消息时,ASN-GW直接将所述PDN-GW发送的MIPv4注册响应消息转发给UE;
移动IP会话消息为DHCPv4提供消息、或者DHCPv6通告消息时,ASN-GW从所述代理绑定确认消息中的PCO字段读取所述PCO参数进行编码,并写入所述DHCPv4提供消息、或者DHCPv6通告消息的互通负载字段,发送给UE。
该方法进一步包括:
所述UE对接收到的移动IP会话消息中的互通负载字段进行解码,获取所述PCO参数。
本发明还提供了一种移动IP会话消息携带3GPP互通参数的系统,该系统包括:UE、ASN-GW和PDN-GW,其中,
所述UE,用于将3GPP互通参数通过移动IP会话消息发送给所述ASN-GW;还用于接收所述ASN-GW转发的携带PCO参数的移动IP会话消息;
所述ASN-GW,用于从UE发送的移动IP会话消息中获取3GPP互通参数,并通过移动IP会话消息将所述3GPP互通参数转发给所述PDN-GW;还用于接收PDN-GW发送的携带PCO参数的移动IP会话消息;
PDN-GW,用于从ASN-GW转发的移动IP会话消息中获取3GPP互通参数,并将所述3GPP互通参数中的PCO参数通过移动IP会话消息发送给所述ASN-GW。
所述ASN-GW位于WiMAX接入网;
所述PDN-GW位于3GPP核心网。
本发明的移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法和系统,通过在移动IP会话消息、如MIPv4注册请求、DHCPv4发现、DHCPv6要求等消息中设置互通负载字段,用来携带3GPP互通参数,这样不仅可以使3GPP互通参数在UE和网络之间进行传输,而且便于后续扩展,实现起来也比较简单。
附图说明
图1为WiMAX接入3GPP网络的架构图;
图2为本发明移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法流程示意图;
图3为本发明UE通过CMIPv4方式初始附着到网络的流程图;
图4为本发明UE通过CMIPv4方式从3GPP接入网切换到WiMAX接入网的流程图;
图5为本发明UE通过CMIPv4方式在WiMAX接入网创建多PDN连接的流程图;
图6为本发明UE通过PMIPv4方式初始附着到网络的流程图;
图7为本发明UE通过PMIPv4方式从3GPP接入网切换到WiMAX接入网的流程图;
图8为本发明UE通过PMIPv4方式在WiMAX接入网创建多PDN连接的流程图;
图9为本发明UE通过PMIPv6方式初始附着到网络的流程图;
图10为本发明UE通过PMIPv6方式从3GPP接入网切换到WiMAX接入网的流程图;
图11为本发明UE通过PMIPv6方式在WiMAX接入网创建多PDN连接的流程图;
图12为本发明UE指示延迟IPv4地址申请时WiMAX接入网的处理流程示意图;
图13本发明移动IP会话消息携带3GPP互通参数的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明通过在移动IP会话消息、如移动IP协议第四版(MIPv4,MobileInternet Protocol version 4)注册请求、动态主机配置协议第四版(DHCPv4,Dynamic Host Configuration Protocol 4)发现、动态主机配置协议第六版(DHCPv6,Dynamic Host Configuration Protocol 6)要求等消息中设置互通负载字段,用来携带3GPP互通参数。互通负载字段包括两部分:一是内容部分,携带3GPP互通参数;一是长度部分,用于表示该互通负载字段的长度。
本发明移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法如图2所示,包括:
步骤201,UE将3GPP互通参数通过移动IP会话消息发送给接入服务网网关(ASN-GW,Access Service Network-Gateway)。
步骤202,ASN-GW获取移动IP会话消息中的3GPP互通参数,并通过移动IP会话消息将3GPP互通参数转发给PDN-GW。
步骤203,PDN-GW获取移动IP会话消息中的3GPP互通参数;
步骤204,PDN-GW将所需的PCO参数通过移动IP会话消息发送给ASN-GW。
步骤205,ASN-GW将所述PCO参数通过移动IP会话消息转发给UE。
其中,ASN-GW位于WiMAX接入网,PDN-GW位于3GPP核心网。
下面,从UE通过WiMAX接入网接入3GPP核心网(即UE初始附着到网络)、或UE从3GPP接入网切换到WiMAX接入网、或UE在WiMAX接入网创建多PDN连接,这三个过程来说明本发明的方案。
图3为本发明UE通过客户端移动IP第四版(CMIPv4,Client Mobile InternetProtocol version 4)方式初始附着到网络的流程图,该流程中,基站(BS,BaseStation)、和ASN-GW均为WiMAX接入网的网元,PDN-GW和HSS/AAA为3GPP核心网的网元,该流程包括:
步骤301,UE与WiMAX接入网创建空口连接。
UE通过BS建立和WiMAX接入网的空口连接、即无线连接。
步骤302,UE执行初始接入鉴权、授权和密钥交换过程。
UE第一次通过WiMAX接入网接入3GPP核心网时,需要执行始接入鉴权、授权和密钥交换过程:UE通过ASN-GW进行WiMAX接入网的接入鉴权,再通过ASN-GW、PDN-GW和HSS/AAA,进行3GPP核心网的接入鉴权、授权和密钥交换过程,具体实现为现有技术,此处不再赘述。
步骤303,初始业务流的创建流程。
ASN-GW、BS和UE执行UE接入WiMAX接入网时初始业务流的创建流程。当然根据需要,也可以是预置业务流的创建流程,具体实现为现有技术,此处不再赘述。
步骤304,UE通过初始业务流向ASN-GW发送外部代理(FA,ForeignAgent)代理请求消息,主动向ASN-GW请求代理通告消息。
需要指出的是,该步骤是可选的。
步骤305,ASN-GW发送代理通告消息给UE,以触发UE发起MIPv4过程。
ASN-GW发送代理通告消息给UE有两种方式:一是依据UE发送的FA代理请求消息,向UE返回代理通告消息;一是通过数据通道主动向UE发送代理通告消息。
如果ASN-GW之前没有收到UE传递的3GPP互通参数,则ASN-GW可以将3GPP互通参数请求指示进行编码,并写入互通负载字段中,通过代理通告消息传递给UE,主动请求UE提供3GPP互通参数。
步骤306,如果代理通告消息携带3GPP互通参数请求指示,则UE将请求的3GPP互通参数编码并写入MIPv4注册请求消息中。
如果代理通告消息含有互通负载字段,则UE对该字段进行解码;如果该字段携带了3GPP互通参数请求指示,则UE根据该指示,将请求的3GPP互通参数(APN、接入类型、和/或PCO等)编码并写入MIPv4注册请求消息中的互通负载字段。
需要指出的是,如果UE之前没有向网络提供过3GPP互通参数,则在该步骤中,UE也可以主动向网络提供3GPP互通参数、即主动将3GPP互通参数编码,并写入MIPv4注册请求消息的互通负载字段,发送给网路,而不依赖于网络的3GPP互通参数请求指示。因此,该步骤是可选的。
步骤307,UE发送MIPv4注册请求消息给ASN-GW,发起MIPv4过程。
MIPv4注册请求消息中携带互通负载字段,该字段中包含经过编码的3GPP互通参数。
步骤308,ASN-GW获取3GPP互通参数。
收到MIPv4注册请求消息后,ASN-GW对该消息中的互通负载字段进行解码,获取3GPP互通参数。
步骤309,ASN-GW选择PDN-GW。
ASN-GW依据获取的3GPP互通参数,以及在步骤302中接入鉴权时从HSS/AAA获取的PDN签约上下文,进行PDN GW选择,确定为该UE服务的PDN-GW。
需要指出的是,该步骤中作为选择PDN-GW参考的3GPP互通参数是APN,PDN-GW的选择不以接入类型和PCO为参考。
该步骤中描述的PDN-GW选择,只是PDN-GW选择发生的一个时机,如果UE在发送MIPv4注册请求消息之前已经将3GPP互通参数传递给ASN-GW,则ASN-GW可以在获得3GPP互通参数并在完成接入鉴权之后,在MIPv4注册开始之前的任何时刻进行PDN-GW的选择。
步骤310,ASN-GW与选择的PDN-GW创建MIPv4隧道;同时ASN-GW向选择的PDN-GW发送MIPv4注册请求消息。
ASN-GW与选择的PDN-GW通过移动IP会话建立流程创建MIPv4隧道,此处实现为现有技术,不再赘述。在MIPv4隧道建立过程中,ASN-GW将获取的3GPP互通参数发送给PDN-GW,具体实现有两种情况:一是,ASN-GW在接收到UE发送的MIPv4注册请求消息之前,就收到了UE发送的3GPP互通参数,则ASN-GW将这些3GPP互通参数进行编码,并写入MIPv4注册请求消息的互通负载字段中,发送给PDN-GW;一是,3GPP互通参数是包含在UE发送的MIPv4注册请求消息的互通负载字段中,则ASN-GW直接将携带3GPP互通参数的该MIPv4注册请求消息转发给PDN-GW。
步骤311,PDN-GW向ASN-GW发送MIPv4注册响应消息。
PDN-GW对MIPv4注册请求消息中的互通负载字段进行解码,获取3GPP互通参数,同时向ASN-GW返回MIPv4注册响应消息。
如果PDN-GW需要向UE传递3GPP互通参数,则PDN-GW将3GPP互通参数编码并写入MIPv4注册响应消息中的互通负载字段,发送给ASN-GW。需要指出的是,PDN-GW向UE传递的3GPP互通参数只能是PCO,并且该PCO参数是PDN-GW根据当前需要生成的,与ASN-GW向PDN-GW发送的3GPP互通参数中的PCO参数不一定相同。
由此可见,UE可以向网络传递APN、接入类型、PCO等3GPP互通参数,但是网络只能向UE传递参数PCO。
步骤312,MIPv4隧道创建成功。
ASN-GW接收到MIPv4注册响应消息时,ASN-GW和PDN-GW之间的MIPv4隧道创建成功。
步骤313,ASN-GW向UE转发MIPv4注册响应消息。
ASN-GW将接收到的MIPv4注册响应消息直接转发给UE。该MIPv4注册响应消息中可能包含互通负载字段,其中包含PDN-GW需要传递给UE的3GPP互通参数PCO。
步骤314,UE获取3GPP互通参数。
UE对MIPv4注册响应消息中的互通负载字段进行解码,获取3GPP互通参数PCO。
步骤315,ASN-GW通过BS向UE发起业务流或数据通道的修改流程,此时IP连接建立完成,UE可以使用IP业务。
该步骤的实现为现有技术,此处不再赘述。
图4为本发明UE通过CMIPv4方式从3GPP接入网切换到WiMAX接入网的流程图,其中,UE通过3GPP接入网的BS和ASN-GW接入3GPP接入网时,建立和3GPP接入网之间的3GPP承载;并通过3GPP接入网与3GPP核心网的PDN-GW建立通用分组无线服务隧道协议(GTP,GPRS Tunnel Protocol)隧道、以及与外部PDN建立3GPP承载。
步骤401,当UE发现WiMAX接入网的信号时,UE发起从3GPP接入网到WiMAX接入网的切换。然后执行UE通过CMIPv4方式初始附着到网络的流程,如图3所示,此处不再赘述。
需要指出的是,当UE发起3GPP接入网到WiMAX接入网的切换时,上述UE和3GPP接入网之间的3GPP承载,以及与3GPP核心网中的PDN-GW之间的GTP隧道被释放。
图5为本发明UE通过CMIPv4方式在WiMAX接入网创建多PDN连接的流程图,该流程适用于下列的情况:UE已经接入WiMAX接入网,并且已经创建了默认的PDN连接,UE决定再次发起新的PDN连接的建立;或者,UE从3GPP接入网切换到WiMAX接入网后,需要将在3GPP接入网创建的多PDN连接,在WiMAX接入网中重新建立。
图中WiMAX承载和MIPv4隧道为UE在WiMAX接入网已经创建的PDN连接,当UE需要再次创建PDN连接时,执行步骤501,UE发起新的PDN连接。
步骤502,UE通过初始业务流向ASN-GW发送FA代理请求消息,主动请求代理通告消息。
此处的初始业务流为UE初始附着到网络时,ASN-GW创建的初始业务流,如图3中步骤303。需要指出的是,该步骤中FA代理请求消息是针对当前创建的新的PDN连接,该新的PDN连接可以称为附加PDN连接。
后续附加PDN连接的创建过程中传递的3GPP互通参数都为与该附加PDN连接相关的3GPP互通参数。
步骤504~步骤506与步骤305~步骤308的处理相同,此处不再赘述。
步骤507,PDN授权成功后,选择PDN-GW。
ASN-GW依据UE初始附着网络时从HSS/AAA获取的PDN签约上下文,对该附加PDN连接进行鉴权,如果鉴权通过、即PDN授权成功,则ASN-GW依据该附加PDN连接相关的3GPP互通参数,以及上述PDN签约上下文进行PDN-GW的选择,由于UE发起的附加PDN连接与之前创建的PDN连接不同,因此,选择的PDN-GW也可能不同。
其中,对PDN连接进行鉴权的处理为现有技术此处不再赘述。
步骤508~步骤513的处理同步骤310~步骤315,此处不再赘述。
图6为本发明UE通过代理移动网际协议第四版(PMIPv4,Proxy MobileInternet Protocol version 4)方式初始附着到网络的流程图,该流程中,BS和ASN-GW均为WiMAX接入网的网元,PDN-GW和HSS/AAA为3GPP核心网的网元,该流程包括:
步骤601~步骤603与步骤301~步骤303的处理相同,此处不再赘述。
步骤604,UE向ASN-GW发送DHCPv4发现消息。
UE将所需的3GPP互通参数进行编码,并写入DHCPv4发现消息中的互通负载字段,并发送给ASN-GW。
步骤605,ASN-GW获取3GPP互通参数。
收到DHCPv4发现消息后,ASN-GW对该消息中的互通负载字段进行解码,获取3GPP互通参数。
步骤606,ASN-GW选择PDN-GW。
ASN-GW依据获取的3GPP互通参数,以及在步骤602中接入鉴权时从HSS/AAA获取的PDN签约上下文,进行PDN GW选择,确定为该UE服务的PDN-GW。
需要指出的是,该步骤中作为选择PDN-GW参考的3GPP互通参数是APN,PDN-GW的选择不以接入类型和PCO为参考。
该步骤中描述的PDN-GW选择,只是PDN-GW选择发生的一个时机,如果UE在发送DHCPv4发现消息之前已经将3GPP互通参数传递给ASN-GW,则ASN-GW可以在获得3GPP互通参数并在完成接入鉴权之后,在代理绑定更新开始之前的任何时刻进行PDN-GW的选择。
其中代理绑定更新流程将在下面的步骤中进行说明。
步骤607,ASN-GW与选择的PDN-GW创建PMIPv4隧道;同时ASN-GW向选择的PDN-GW发送代理绑定更新消息,触发代理绑定更新流程。
ASN-GW与选择的PDN-GW通过代理绑定更新流程创建PMIPv4隧道,此处实现为现有技术,不再赘述。在PMIPv4隧道建立过程中,ASN-GW将UE传递的3GPP互通参数写入代理绑定更新消息中,发送给PDN-GW。
需要指出的是,代理绑定更新消息中含有3GPP互通参数字段、如APN字段用于携带APN参数、接入类型字段用于携带接入类型参数和PCO字段用于携带PCO参数等,因此ASN-GW可以不经过编码,直接将3GPP互通参数写入该消息中对应的3GPP互通字段,并将该消息发送给PDN-GW。
步骤608,PDN-GW向ASN-GW发送代理绑定确认消息。
PDN-GW收到代理绑定更新消息后,可以不经过解码,而直接从该消息的3GPP互通参数字段读取3GPP互通参数、如从APN字段读取APN参数、从接入类型字段读取接入类型参数、从PCO字段读取PCO参数,同时向ASN-GW返回代理绑定确认消息。
如果PDN-GW需要向UE传递3GPP互通参数,则PDN-GW将3GPP互通参数写入代理绑定确认消息发送给ASN-GW。PDN-GW向UE传递的3GPP互通参数只能是PCO。由此可见,UE可以向网络传递APN、接入类型、PCO等3GPP互通参数,但是网络只能向UE传递参数PCO。
需要指出的是,代理绑定确认消息中含有PCO字段,用于携带PCO参数,因此,PDN-GW根据需要可以将PCO参数不经过编码,而是直接写入代理绑定确认消息中的PCO字段,发送给ASN-GW。
步骤609,PMIPv4隧道创建成功。
ASN-GW接收到代理绑定确定消息时,ASN-GW和PDN-GW之间的PMIPv4隧道创建成功,则代理绑定更新流程结束。
步骤610,ASN-GW向UE发送DHCPv4提供消息。
如果代理绑定确认消息中含有PDN-GW需要传递给UE的3GPP互通参数PCO,则ASN-GW从该消息中的PCO字段直接读取PCO参数进行编码,并写入DHCPv4提供消息中的互通负载字段,发送给UE。
步骤611,UE获取3GPP互通参数。
UE对DHCPv4提供消息中的互通负载字段进行解码,获取3GPP互通参数PCO。
步骤612,UE发送DHCPv4请求消息给ASN-GW。
步骤613,ASN-GW向UE返回DHCPv4应答消息。
步骤612~步骤613的实现为现有技术,此处不再赘述。
步骤614,,ASN-GW通过BS向UE发起业务流或数据通道的修改流程,此时IP连接建立完成,UE可以使用IP业务。
该步骤的处理同步骤315,此处不再赘述。
图7为本发明UE通过PMIPv4方式从3GPP接入网切换到WiMAX接入网的流程图。其中,UE通过3GPP接入网的BS和ASN-GW接入3GPP接入网时,建立和3GPP接入网之间的3GPP承载;并通过3GPP接入网与3GPP核心网的PDN-GW建立PMIPv4隧道、以及与外部PDN网络建立3GPP承载。
步骤701,当UE发现WiMAX接入网的信号时,UE发起从3GPP接入网到WiMAX接入网的切换。然后执行UE通过PMIPv4方式初始附着到网络的流程,如图6所示,此处不再赘述。
需要指出的是,当UE发起3GPP接入网到WiMAX接入网的切换时,上述UE和3GPP接入网之间的3GPP承载,以及与3GPP核心网中的PDN-GW之间的PMIPv6隧道被释放。
图8为本发明UE通过PMIPv4方式在WiMAX接入网创建多PDN连接的流程图,该流程适用于下列的情况:UE已经接入WiMAX接入网,并且已经创建了默认的PDN连接,UE决定再次发起新的PDN连接的建立;或者,UE从3GPP接入网切换到WiMAX接入网后,需要将在3GPP接入网创建的多PDN连接,在WiMAX接入网中重新建立。
图中WiMAX承载和PMIPv4隧道为UE在WiMAX接入网已经创建的PDN连接,当UE需要再次创建PDN连接时,执行步骤801,UE发起新的PDN连接。
步骤802,UE向ASN-GW发送DHCPv4发现消息。
需要指出的是,该步骤中DHCPv4发现消息是针对当前创建的新的PDN连接,该新的PDN连接可以称为附加PDN连接。UE将与该附加PDN连接相关的3GPP互通参数进行编码,并写入DHCPv4发现消息的互通负载字段,发送给ASN-GW。
后续附加PDN连接的创建过程中传递的3GPP互通参数都为与该附加PDN连接相关的3GPP互通参数。
步骤803,ASN-GW获取3GPP互通参数。
收到DHCPv4发现消息后,ASN-GW对该消息中的互通负载字段进行解码,获取3GPP互通参数。
步骤804,PDN授权成功后,选择PDN-GW。
ASN-GW依据UE初始附着网络时从HSS/AAA获取的PDN签约上下文,对该附加PDN连接进行鉴权,如果鉴权通过、即PDN授权成功,则ASN-GW依据获取的与当前附加PDN连接相关的3GPP互通参数,以及上述PDN签约上下文进行PDN-GW的选择,由于UE当前发起的附加PDN连接与之前创建的PDN连接不同,因此,选择的PDN-GW也可能不同。
其中,对PDN连接进行鉴权的处理为现有技术此处不再赘述。
步骤805~步骤812的处理同步骤607~步骤614,此处不再赘述。
图9为本发明UE通过代理移动网际协议第六版(PMIPv6,Proxy MobileInternet Protocol version 6)方式初始附着到网络的流程图,该流程中,BS和ASN-GW均为WiMAX接入网的网元,PDN-GW和HSS/AAA为3GPP核心网的网元,该流程包括:
步骤901~步骤903与步骤301~步骤303的处理相同,此处不再赘述。
步骤904,UE通过初始业务流向ASN-GW发送路由请求消息,主动向ASN-GW请求路由通告消息。
需要指出的是,该步骤是可选的。
步骤905,ASN-GW发送路由通告消息给UE,以触发UE发起PMIPv6过程。
ASN-GW发送路由通告消息给UE有两种方式:一是依据UE发送的路由请求消息,向UE返回路由通告消息;一是通过数据通道主动向UE发送路由通告消息。
如果ASN-GW之前没有收到UE传递的3GPP互通参数,则ASN-GW可以将3GPP互通参数请求指示进行编码,并写入互通负载字段中,通过路由通告消息传递给UE,主动请求UE提供3GPP互通参数。
步骤906,如果路由通告消息携带3GPP互通参数请求指示,则将请求的3GPP互通参数编码并写入DHCPv6要求消息。
如果路由通告消息含有互通负载字段,则对该字段进行解码;如果该字段携带了3GPP互通参数请求指示,则UE根据该指示,将请求的3GPP互通参数(APN、接入类型、PCO等)进行编码并写入DHCPv6要求消息中的互通负载字段。
需要指出的是,如果UE之前没有向网络提供过3GPP互通参数,则在该步骤中,UE也可以主动向网络提供3GPP互通参数、即主动将3GPP互通参数编码并写入DHCPv6要求消息的互通负载字段,发送给网络,而不依赖于网络的3GPP互通参数请求指示。因此,该步骤是可选的。
步骤907,UE发送DHCPv6要求消息给ASN-GW,发起PMIPv6过程。
DHCPv6要求消息中携带互通负载字段,该字段中包含经过编码的3GPP互通参数。
步骤908,ASN-GW获取3GPP互通参数。
收到DHCPv6要求消息后,ASN-GW对该消息中的互通负载字段进行解码,获取3GPP互通参数。
步骤909,ASN-GW选择PDN-GW。
ASN-GW依据获取的3GPP互通参数,以及在步骤902中接入鉴权时从HSS/AAA获取的PDN签约上下文,进行PDN GW选择,确定为该UE服务的PDN-GW。
需要指出的是,该步骤中作为选择PDN-GW参考的3GPP互通参数是APN,PDN-GW的选择不以接入类型和PCO为参考。
该步骤中描述的PDN-GW选择,只是PDN-GW选择发生的一个时机,如果UE在发送DHCPv6要求消息之前已经将3GPP互通参数传递给ASN-GW,则ASN-GW可以在获得3GPP互通参数并在完成接入鉴权之后,在代理绑定更新开始之前的任何时刻进行PDN-GW的选择。
其中代理绑定更新流程将在下面的步骤中进行说明。
步骤910,ASN-GW与选择的PDN-GW创建PMIPv6隧道;同时ASN-GW向选择的PDN-GW发送代理绑定更新消息,触发代理绑定更新流程。
步骤911,PDN-GW向ASN-GW发送代理绑定确认消息。
步骤912,PMIPv6隧道创建成功。
步骤910~步骤912的处理与步骤607~步骤609相同,此处不再赘述。
步骤913,ASN-GW向UE发送DHCPv6通告消息。
如果代理绑定确认消息中含有PDN-GW需要传递给UE的3GPP互通参数PCO,则ASN-GW直接从该消息的PCO字段中读取PCO参数进行编码,并写入DHCPv6通告消息中的互通负载字段,发送给UE。
步骤914,UE获取3GPP互通参数。
UE对DHCPv6通告消息中的互通负载字段进行解码,获取3GPP互通参数PCO。
步骤915,UE发送DHCPv6请求消息给ASN-GW。
步骤916,ASN-GW向UE返回DHCPv6应答消息。
步骤913~步骤916的实现为现有技术,此处不再赘述。
步骤917,ASN-GW通过BS向UE发起业务流或数据通道的修改流程,此时IP连接建立完成,UE可以使用IP业务。
该步骤的处理同步骤315,此处不再赘述。
图10为本发明UE通过PMIPv6方式从3GPP接入网切换到WiMAX接入网的流程图。其中,UE通过3GPP接入网的BS和ASN-GW接入3GPP接入网时,建立和3GPP接入网之间的3GPP承载;并通过3GPP接入网与3GPP核心网的PDN-GW建立PMIPv6隧道、以及与外部PDN网络建立3GPP承载。
步骤1001,当UE发现WiMAX接入网的信号时,UE发起从3GPP接入网到WiMAX接入网的切换。然后执行UE通过PMIPv6方式初始附着到网络的流程,如图9所示,此处不再赘述。
需要指出的是,当UE发起3GPP接入网到WiMAX接入网的切换时,上述UE和3GPP接入网之间的3GPP承载,以及与3GPP核心网中的PDN-GW之间的PMIPv6隧道被释放。
图11为本发明UE通过PMIPv6方式在WiMAX接入网创建多PDN连接的流程图,该流程适用于下列的情况:UE已经接入WiMAX接入网,并且已经创建了默认的PDN连接,UE决定再次发起新的PDN连接的建立;或者,UE从3GPP接入网切换到WiMAX接入网后,需要将在3GPP接入网创建的多PDN连接,在WiMAX接入网中重新建立。
图中WiMAX承载和PMIPv6隧道为UE在WiMAX接入网已经创建的PDN连接,当UE需要再次创建PDN连接时,执行步骤1101,UE发起新的PDN连接。
步骤1102,UE通过初始业务流向ASN-GW发送路由请求消息,主动向ASN-GW请求路由通告消息。
需要指出的是,该步骤中路由请求消息是针对当前创建的新的PDN连接,该新的PDN连接可以称为附加PDN连接。
后续附加PDN连接的创建过程中传递的3GPP互通参数都为与该附加PDN连接相关的3GPP互通参数。
步骤1103~步骤1106的处理与步骤905~步骤908的处理相同,此处不再赘述。
步骤1107,PDN授权成功后,选择PDN-GW。
ASN-GW依据UE初始附着网络时从HSS/AAA获取的PDN签约上下文,对该附加PDN连接进行鉴权,如果鉴权通过、即PDN授权成功,则ASN-GW依据该附加PDN连接相关的3GPP互通参数,以及上述PDN签约上下文进行PDN-GW的选择,由于UE发起的附加PDN连接与之前创建的PDN连接不同,因此,选择的PDN-GW也可能不同。
其中,对PDN连接进行鉴权的处理为现有技术此处不再赘述。
步骤1108~步骤1115与步骤910~步骤917的处理相同,此处不再赘述。
上述实施例从UE通过WiMAX接入网接入3GPP核心网(即UE初始附着到网络)、或UE从3GPP接入网切换到WiMAX接入网、或UE在WiMAX接入网创建多PDN连接,这三个过程详细说明了本发明的方案;另外,本发明的方法还使用于UE指示延迟IPv4地址申请时WiMAX接入网的处理,如图12所示,该流程中,BS和ASN-GW均为WiMAX接入网的网元,PDN-GW和HSS/AAA为3GPP核心网的网元,该流程包括:
步骤1201,UE与WiMAX接入网创建空口连接。
该步骤的处理同步骤301,此处不再赘述。
步骤1202,UE执行扩展鉴权协议(EAP,Extensible Authentication Protocol,简称)接入鉴权、授权和密钥传输流程。
该步骤中EAP接入鉴权、授权和密钥传输的处理与步骤302相同,此处不再赘述。
步骤1203,创建初始业务流,并由ASN-GW设置代理绑定更新消息触发定时器。
UE的EAP接入成功鉴权和授权后,如果UE支持的PDN类型是网络协议第四版和第六版(IPv4v6),则建立网络协议第四版(IPv4)和网络协议第六版(IPv6)两条初始业务流,具体初始业务流的建立同步骤303,此处不再赘述。
ASN-GW根据为初始业务流情况确定代理绑定更新消息的PDN类型字段,如果初始业务流为IPv4和IPv6,则该PDN类型字段值为IPv4v6;如果初始业务流为IPv4,则该PDN类型字段值为IPv4;如果初始业务流为IPv6,则该PDN类型字段值为IPv6。如果该PDN类型字段值为IPv4v6,则ASN-GW设置代理绑定更新消息触发定时器,等待接收UE发送的请求IPv4地址的DHCPv4发现消息和/或请求IPv6网络前缀的路由请求消息。
如果UE希望延迟IPv4地址的申请,则需要在3GPP互通参数PCO中设置延迟IPv4地址申请偏好指示,然后将PCO参数编码,并写入路由请求消息的互通负载字段中。
步骤1204,ASN-GW仅接收到UE发送的路由请求消息。
ASN-GW在代理绑定更新消息触发定时器到时时,判定仅接收到UE发送的路由请求消息。
在该流程中,本发明3GPP互通参数的传递方法仅适用于ASN-GW接收到UE发送的路由请求消息的情况。
步骤1205,ASN-GW获取3GPP互通参数。
ASN-GW收到路由请求消息后,对互通负载字段进行解码,获取3GPP互通参数。
步骤1206,ASN-GW选择PDN-GW。
ASN-GW依据获取的3GPP互通参数,以及在步骤302中接入鉴权时从HSS/AAA获取的PDN签约上下文,进行PDN GW选择,确定为该UE服务的PDN-GW。
步骤1207,ASN-GW向PDN-GW发送代理绑定更新消息。
SN-GW向PDN-GW发送代理绑定更新消息,为用户请求IPv6网络前缀。该消息中含有互通负载字段,用于携带3GPP互通参数,如包含延迟IPv4地址申请偏好指示的PCO参数、和/或APN、和/或接入类型等参数。
步骤1208,如果代理绑定更新消息含有延迟IPv4地址申请偏好指示,则在代理绑定确认消息中设置延迟IPv4地址申请偏好指示。
PDN-GW如果在代理绑定更新消息的PCO中检测到延迟IPv4地址申请偏好指示,并依据系统配置确定允许延迟IPv4地址申请,则PDN-GW在代理绑定确认消息中设置延迟IPv4地址申请偏好指示。
步骤1209,PDN-GW向HSS/AAA发送更新PDN-GW地址消息。
步骤1210,PDN-GW向ASN-GW返回代理绑定确认消息。
该消息中携带为UE申请的IPv6网络前缀和延迟IPv4地址申请偏好指示。如果PDN-GW需要向UE传递3GPP互通参数,则在代理绑定确认消息中将3GPP互通参数传递给ASN-GW。
需要指出的是,PDN-GW向UE传递的3GPP互通参数只能是PCO。
步骤1211,ASN-GW和PDN-GW之间建立起PMIPv6通道。
步骤1212,如果代理绑定确认消息中含有延迟IPv4地址申请偏好指示,则ASN-GW设置自身当前模式为DHCP Relay。
如果ASN-GW在代理绑定确认消息中检查到延迟IPv4地址申请偏好指示,则设置自身当前模式为DHCP Relay。
步骤1213,ASN-GW向UE发送路由通告消息。
该路由通告消息携带为UE申请的IPv6网络前缀。如果该消息中携带有需要传递给UE的3GPP互通参数(PCO),则ASN-GW对该参数进行编码,并写入路由通告消息中的互通负载字段。
步骤1214,UE向ASN-GW发送DHCPv4发现消息,请求IPv4地址。
后续如果UE希望获取IPv4地址,则UE发送DHCPv4发现消息,请求IPv4地址。根据需要,UE可以通过该DHCPv4发现消息将PCO参数编码、写入互通负载字段,传递给网络。
步骤1215~1216,ASN-GW与PDN-GW交互为UE申请IPv4地址。
具体为,ASN-GW向PDN-GW发送代理绑定更新消息;PDN-GW向ASN-GW返回代理绑定确认消息。
根据需要,上述两个消息中都可以携带PCO参数。
步骤1217,ASN-GW向PDN-GW转发DHCPv4发现消息。
该DHCPv4发现消息携带ASN-GW从PDN-GW获取的IPv4地址。
步骤1218,PDN-GW向ASN-GW发送DHCPv4提供消息。
该DHCPv4提供消息中携带PDN-GW从ASN-GW获取的IPv4地址。
步骤1219,ASN-GW向UE转发DHCPv4提供消息。
该消息中携带为UE分配的IPv4地址和经过PCO参数。
步骤1220,UE发送DHCPv4请求消息给ASN-GW。
该DHCPv4请求消息中携带已分配给UE的IPv4地址。
步骤1221,ASN-GW转发DHCPv4请求消息给PDN-GW。
步骤1222,PDN-GW向ASN-GW返回DHCPv4确认消息。
步骤1223,ASN-GW向UE转发DHCPv4确认消息。
步骤1221~步骤1223的实现为现有技术,此处不再赘述。
步骤1224,UE和PDN GW之间IP连接建立完成。
此时UE可以使用IP业务。
为了实现上述方法,本发明提供了一种移动IP会话消息携带3GPP互通参数的系统,如图13所示,该系统包括:UE 10、ASN-GW 20和PDN-GW 30,其中,
UE 10,用于将3GPP互通参数通过移动IP会话消息发送给ASN-GW 20;还用于接收ASN-GW 20转发的携带PCO参数的移动IP会话消息;
ASN-GW 20,用于从UE 10发送的移动IP会话消息中获取3GPP互通参数,并通过移动IP会话消息将3GPP互通参数转发给PDN-GW 30;还用于接收PDN-GW 30发送的携带PCO参数的移动IP会话消息;
PDN-GW 30,用于从ASN-GW 20转发的移动IP会话消息中获取3GPP互通参数;还用于将所需的PCO参数通过移动IP会话消息发送给所述ASN-GW20。
其中,ASN-GW 20位于WiMAX接入网;PDN-GW 30位于3GPP核心网。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法,其特征在于,该方法包括:
用户终端UE将第三代移动通信合作伙伴计划3GPP互通参数通过移动网络协议IP会话消息发送给接入服务网网关ASN-GW;所述ASN-GW获取移动IP会话消息中的3GPP互通参数,并通过移动IP会话消息将所述3GPP互通参数转发给分组数据网网关PDN-GW;所述PDN-GW获取移动IP会话消息中的3GPP互通参数;
所述PDN-GW将所需的协议配置选项PCO参数通过移动IP会话消息发送给所述ASN-GW;ASN-GW将所述PCO参数通过移动IP会话消息转发给UE。
2.根据权利要求1所述移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法,其特征在于,所述ASN-GW位于全球微波互联接入WiMAX接入网;所述PDN-GW位于3GPP核心网。
3.根据权利要求1所述移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法,其特征在于,UE将3GPP互通参数通过移动IP会话消息发送给ASN-GW,具体为:
UE主动、或者依据所述ASN-GW发送的3GPP互通参数请求指示将所需的3GPP互通参数进行编码,并写入所述移动IP会话消息的互通负载字段,发送给ASN-GW;
相应的,所述3GPP互通参数至少包括接入点名APN、接入类型和PCO参数中的一种;
所述移动IP会话消息为:移动IP协议第四版MIPv4注册请求消息、动态主机配置协议第四版DHCPv4发现消息和动态主机配置协议第六版DHCPv6要求消息中的一种。
4.根据权利要求3所述移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法,其特征在于,所述ASN-GW获取移动IP会话消息中的3GPP互通参数,具体为:
所述ASN-GW对所述移动IP会话消息中的互通负载字段进行解码,获取所述3GPP互通参数。
5.根据权利要求4所述移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法,其特征在于,该方法进一步包括:所述ASN-GW依据获取的3GPP互通参数进行PDN-GW的选择,并将获取的3GPP互通参数通过移动IP会话消息发送给所述选择的PDN-GW;
相应的,ASN-GW进行PDN-GW的选择时依据的所述3GPP互通参数为所述APN参数。
6.根据权利要求5所述移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法,其特征在于,所述ASN-GW将3GPP互通参数通过移动IP会话消息发送给PDN-GW时,所述移动IP会话消息为:MIPv4注册请求消息、和代理绑定更新消息中的一种;
相应的,所述ASN-GW将3GPP互通参数通过移动IP会话消息发送给PDN-GW,具体为:
所述移动IP会话消息为MIPv4注册请求消息时,ASN-GW直接将所述MIPv4注册请求消息转发给PDN-GW;
所述移动IP会话消息为代理绑定更新消息时,所述ASN-GW将从所述DHCPv4发现消息、或者DHCPv6要求消息中获取的3GPP互通参数直接写入代理绑定更新消息的3GPP互通参数字段,发送给PDN-GW。
7.根据权利要求6所述移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法,其特征在于,所述代理绑定更新消息的3GPP互通参数字段至少包含APN字段、接入类型字段和PCO字段。
8.根据权利要求7所述移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法,其特征在于,所述PDN-GW获取移动IP会话消息中的3GPP互通参数,具体为:
所述移动IP会话消息为MIPv4注册请求消息时,PDN-GW对MIPv4注册请求消息中的互通负载字段进行解码,获取3GPP互通参数;
所述移动IP会话消息为代理绑定更新消息时,PDN-GW从代理绑定更新消息的3GPP互通参数字段中直接读取3GPP互通参数。
9.根据权利要求8所述移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法,其特征在于,所述PDN-GW将PCO参数通过移动IP会话消息发送给ASN-GW时,所述移动IP会话消息为:MIPv4注册响应消息和代理绑定确认消息中的一种;
相应的,所述PDN-GW将PCO参数通过移动IP会话消息发送给ASN-GW,具体为:
所述移动IP会话消息为MIPv4注册响应消息时,PDN-GW将所需的PCO参数进行编码,写入所述MIPv4注册响应消息的互通负载字段,发送给ASN-GW;
所述移动IP会话消息为代理绑定确认消息时,PDN-GW将所需的PCO参数直接写入所述代理绑定确认消息中的PCO字段,发送给ASN-GW。
10.根据权利要求9所述移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法,其特征在于,所述ASN-GW将PCO参数通过移动IP会话消息转发给UE时,所述移动IP会话消息为:MIPv4注册响应消息、DHCPv4提供消息和DHCPv6通告消息中的一种;
相应的,所述ASN-GW将PCO参数通过移动IP会话消息转发给UE,具体为:
所述移动IP会话消息为MIPv4注册响应消息时,ASN-GW直接将所述PDN-GW发送的MIPv4注册响应消息转发给UE;
移动IP会话消息为DHCPv4提供消息、或者DHCPv6通告消息时,ASN-GW从所述代理绑定确认消息中的PCO字段读取所述PCO参数进行编码,并写入所述DHCPv4提供消息、或者DHCPv6通告消息的互通负载字段,发送给UE。
11.根据权利要求10所述移动IP会话消息携带3GPP互通参数的方法,其特征在于,该方法进一步包括:
所述UE对接收到的移动IP会话消息中的互通负载字段进行解码,获取所述PCO参数。
12.一种移动IP会话消息携带3GPP互通参数的系统,其特征在于,该系统包括:UE、ASN-GW和PDN-GW,其中,
所述UE,用于将3GPP互通参数通过移动IP会话消息发送给所述ASN-GW;还用于接收所述ASN-GW转发的携带PCO参数的移动IP会话消息;
所述ASN-GW,用于从UE发送的移动IP会话消息中获取3GPP互通参数,并通过移动IP会话消息将所述3GPP互通参数转发给所述PDN-GW;还用于接收PDN-GW发送的携带PCO参数的移动IP会话消息;
PDN-GW,用于从ASN-GW转发的移动IP会话消息中获取3GPP互通参数;还用于将所需的PCO参数通过移动IP会话消息发送给所述ASN-GW。
13.根据权利要求12所述移动IP会话消息携带3GPP互通参数的系统,其特征在于,
所述ASN-GW位于WiMAX接入网;
所述PDN-GW位于3GPP核心网。
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