CN102763435B - 用户设备与3gpp演进分组核心网间的多宿服务相关信息传输 - Google Patents

用户设备与3gpp演进分组核心网间的多宿服务相关信息传输 Download PDF

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Abstract

本发明的一个目的是，在一个实施例中，一种用于经不受信非3GPP接入网络在用户设备UE和3GPP演进分组核心网EPC之间传输多宿服务相关信息的方法，所述方法包括步骤：利用信令传输多宿服务相关信息，所述信令被交换以用于UE与所述不受信非3GPP接入网络的演进分组数据网关ePDG之间的安全过程。

Description

用户设备与3GPP演进分组核心网间的多宿服务相关信息传输
技术领域
本发明通常涉及通信网络和系统。
背景技术
对通信网络和系统的详细说明可在文献中被找到，例如尤其是在由3GPP(第三代合作伙伴项目)等标准化组织所公布的技术规范中。在这些系统中，用户设备UE(例如移动终端)通过接入网络接入到核心网络中。
本发明更特别地涉及多接入通信系统，例如包括演进分组核心网(EPC)的演进分组系统(EPS)，EPC可经由包括3GPP接入网和非3GPP接入网的不同接入网来被访问。3GPP接入技术的实例包括GERAN、UTRAN、HSPA、E-UTRAN等。非3GPP接入技术的实例包括WiFi、WiMAX、CDMA等。
EPS被详细地定义于3GPPTS23.401及3GPPTS23.402中。图1示出了在经3GPP接入网络接入的情况下或经不受信非3GPP接入网络接入的情况下，用户面在EPS中建立隧道的实施例。在经3GPP接入网络接入的情况下，用户面利用3GPP接入网络E-UTRAN与EPC中服务网关S-GW之间的GTP(GPRS隧道协议)，以及利用经由S-GW和EPC中PDN网关P-GW之间的S5接口的GTP，来被建立隧道。在经不受信非3GPP接入网络接入的情况下，用户面利用在UE与非3GPP接入网络(例如WiFi热点)中演进分组数据网关ePDG之间的IPSec，以及利用经由ePDG与P-GW之间的S2b接口的PMIP，来被建立隧道。
S2b接口定义了用于将不受信非3GPP接入网络(例如WiFi网络)与3GPPEPC相连接的框架。S2b接口是在3GPPEPC中P-GW与不受信非3GPP接入网络中ePDG之间的参考点。ePDG是至移动核心网络的入口点。
在此环境中，需要使用户能够同时利用多路接入(包括3GPP接入网络和非3GPP接入网络)进行通信，并将由相同或不同应用生成的单个流动态路由至特定接入，例如基于流的特征、可用接入的容量、用户的偏好、运营商的策略等。这也被称为多接入PDN连接以及IP流移动，或者多宿服务。
图2示出多宿服务的示例，其中，不同的流，例如流ID1和流ID2，分别经WiFi接入网络和LTEE-UTRAN接入网络，在移动设备(或用户设备)和3GPPEPC中P-GW之间被交换。例如，用户可能因此经LTE进行如VoIP会话，以及经WiFi进行如FTP下载。
多宿服务需要通过不同的接入网络，在用户设备和3GPPEPC之间交换多宿服务相关信息。然而，如发明人所认知，虽然经3GPP接入网络在移动设备与3GPPEPC中P-GW之间交换多宿服务相关信息现在是可能的(利用由GTP协议和EPS的非接入层NAS协议所提供的现有协议配置选项PCO字段)，但经不受信非3GPP接入网络在移动设备与3GPPEPC中ePDG之间交换多宿服务相关信息现在是不可行的。
需要使得多宿服务相关信息能够在用户设备和3GPPEPC之间经不受信非3GPP接入网络进行传输。更一般地，需要在这样的系统中改进多宿服务以及因此提高服务质量或用户体验。
发明内容
本发明的实施例尤其满足这样的需求。
在本发明的一个方面，这些及其他的目的，在一个实施例中，通过一种用于经不受信非3GPP接入网络在用户设备UE和3GPP演进分组核心网EPC之间传输多宿服务相关信息的方法，被实现，所述方法包括步骤：
-利用信令传输多宿服务相关信息，所述信令被交换以用于UE与所述不受信非3GPP接入网络的演进分组数据网关ePDG之间的安全过程。
在本发明的其他方面，这些及其他的目的，通过包括用于执行所述方法的装置的实体，例如用户设备UE，以及包括用于执行所述方法的装置的网络实体，例如特别是演进分组数据网关ePDG，被实现。
附图说明
根据本发明的实施例，一些装置和/或方法的实施例，仅通过示例的方式，并参考附图，现被描述，其中：
-图1旨在示出用户面在EPS中建立隧道的一实施例；
-图2旨在示出多宿服务的示例；
-图3旨在示出用户面在EPS中建立隧道的另一实施例；
-图4旨在示出本发明的一个实施例中初始接入至不受信非3GPP接入网络；
-图5和6旨在示出本发明的一个实施例中，在初始接入至不受信非3GPP接入网络时所执行的安全过程的示例。
具体实施方式
如上所述，在环境中，例如由EPS所提供的环境，需要使用户能够同时利用多路接入(包括3GPP接入网络和非3GPP接入网络)进行通信，并将由相同或不同应用生成的单个流动态路由至特定接入，例如基于流的特征、可用接入的容量、用户的偏好、运营商的策略等。这也被称为多接入PDN连接以及IP流移动，或者多宿服务。关于多接入PDN连接和IP流移动、或者多宿服务的描述，可以在例如3GPPTR23.861中被找到。
如上所述，多宿服务需要通过不同的接入网络，在用户设备和3GPPEPC之间交换多宿服务相关信息。然而，如发明人所认知，虽然经3GPP接入网络在移动设备与3GPPEPC中P-GW之间交换多宿服务相关信息现在是可能的(利用由GTP协议提供的现有的协议配置选项PCO字段)，但经不受信非3GPP接入网络在移动设备与3GPPEPC中P-GW之间交换多宿服务相关信息现在是不可行的。需要使得多宿服务相关信息能够在用户设备和3GPPEPC之间经不受信非3GPP接入网络进行传输。更一般地，需要在这样的系统中改进多宿服务以及因此提高服务质量或用户体验。
本发明的实施例尤其满足这样的需求。
本发明的实施例可与S2b接口的不同技术结合使用，包括图1所示实施例中所回顾的基于S2b接口的PMIP，以及根据图3所示实施例的基于S2b接口的GTP。在下文中，仅通过示例的方式，基于S2b接口的GTP的实例将会被更详细地考虑。例如，具有一个纯粹的基于GTP的解决方案可能是有益的，该方案通过LTE和WiFi同时接入至所述UE，其中，S5接口和S2b接口都运行GTP协议。
为了支持完全的多宿服务，所述ePDG需要将多宿服务相关信息，例如，在初始连接至不受信非3GPP接入网络时，明确表达新被连接的UE请求多宿服务且它未执行来自前一网络的切换的信息，传达至所述P-GW。
在一个实施例中，建议利用信令来传输多宿服务相关信息，所述信令被交换以用于UE和ePDG之间的安全过程。
在UE和ePDG之间被执行的安全过程是基于IKEv2协议的。IKEv2协议在RFC4306中被详细说明。
在一个实施例中，建议通过IKEv2信令在UE和ePDG之间传输多宿服务相关信息。
在一个实施例中，建议为IKEv2信令定义选项来传达PCO字段以便使得UE能够传达其至所述ePDG。为了这个目的，在一个实施例中，建议指定所述IKEv2信令协议的选项，该协议可包含所述PCO字段。
在IKEv2协议(RFC4306)中，配置有效载荷(configurationpayload)被用于在IKE节点间交换配置信息。在一个实施例中，建议定义一种新型的配置有效载荷，它将被用于传输所述多宿服务相关信息，该配置有效载荷也被称为协议配置选项PCO信息单元，以使用与GTP协议及EPS的NAS协议相同的标记。
图4旨在示出在本发明的一个实施例中，在初始接入至不受信非3GPP接入网络时所执行的过程的示例。特别地，图4指出PCO字段被传输之处。下述步骤可被提供：
1.IKEv2隧道建立过程通过所述UE启动。所述UE在IKEv2认证请求中指示它支持IP流移动(利用专用PCO配置有效载荷)。
2.所述IKEv2协议触发GTP隧道建立。所述ePDG将GTP创建会话请求发送至该PDN-GW，该请求包含与该IP流移动指示符相同的PCO字段。所述PDNGW处理具有该信息的会话：它不会执行该会话至新的接入网的切换，而是利用同一个UE的附加条目更新承载内容表(BearerContextTable)。
3.IP-CAN会话建立过程
4.更新PDN-GW的地址
5.创建从P-GW至ePDG的会话响应
6.IPSec隧道建立完成
7.所述ePDG将最终的IKEv2消息与该IP地址一起发送，以响应IKEv2配置有效载荷。由于IP流移动被考虑，该地址可能与在初始无线接入(例如LTE)时所述PDN-GW已预先分派的地址相同。
8.从所述UE至所述PDNGW的IP连接现在被建立。在上行链路方向的任何分组由UE利用IPSec隧道通过隧道传输至所述ePDG。所述ePDG接着将该分组通过隧道传输至所述PDNGW。从所述PDNGW起，进行正常的基于IP的路由。在下行链路方向，所述P-GW基于路由策略，将分组路由至LTE接入网或WLAN接入网。在WLAN侧，所述PDNGW基于绑定缓存入口将分组通过隧道传输至所述ePDG。所述ePDG随后经由合适的IPsec隧道，将分组通过隧道传输至所述UE。
图5和6提供经由IKEv2信令的PCO传输的实施例。
当接入网络，所述UE执行IKE_SA_INIT，以与所述ePDG达成公用密钥(例如通过迪菲-赫尔曼(DiffieHellmann)交换)。在步骤2中，所述UE发送IKE_AUTH请求，并且其中来请求IP地址的配置。所述UE也包括如上所述的被编码的PCO字段。该字段将被转发至所述P-GW，所述P-GW不会执行该会话至新的接入网络的切换，而是利用同一个UE的附加条目更新承载内容表。所述P-GW随后处于状况——基于路由策略将分组路由至LTE接入网或WLAN接入网。
在一个方面，在一个实施例中，本发明提供一种用于经不受信非3GPP接入网络在用户设备UE和3GPP演进分组核心网EPC之间传输多宿服务相关信息的方法，所述方法包括步骤：
-利用信令传输多宿服务相关信息，所述信令被交换以用于UE与所述不受信非3GPP接入网络的演进分组数据网关ePDG之间的安全过程。
在一个实施例中，所述信令包括：
-被交换以在UE和ePDG之间协商安全密钥的信令。
在一个实施例中：
-所述信令包括根据IKEv2协议被交换的信令。
在一个实施例中，所述方法包括步骤：
-UE向ePDG发送IKE_AUTH请求，所述IKE_AUTH请求包含所述信息以作为配置有效载荷。
在一个实施例中，所述方法包括步骤：
-当接收来自UE的所述信息，ePDG将所述信息传送至3GPPEPC中的PDN网关P-GW。
在一个实施例中：
-在ePDG与3GPPEPC中的PDN网关P-GW之间的S2b接口是基于GTP的。
在一个实施例中：
-在ePDG与3GPPEPC中的PDN网关P-GW之间的S2b接口是基于PMIP的。
在另一方面，本发明在一个实施例中，提供包括用于执行所述方法的装置的实体，例如用户设备UE，以及用于执行所述方法的装置的网络实体，例如特别是演进分组数据网关ePDG。
在一个实施例中，本发明提供一种用户设备，包括：
-装置，用于利用信令将多宿服务相关信息经不受信非3GPP接入网络发送至3GPP演进分组核心网EPC，所述信令被交换以用于UE与所述不受信非3GPP接入网络的演进分组数据网关ePDG之间的安全过程。
在一个实施例中，本发明提供一种演进分组数据网关ePDG，包括：
-装置，用于接收多宿服务相关信息，所述信息由用户设备UE利用信令经不受信非3GPP接入网络发送至3GPP演进分组核心网EPC，所述信令被交换以用于UE和ePDG之间的安全过程；
-装置，用于传送所述信息至3GPPEPC中的PDN网关P-GW。
对本领域技术人员来说，上述装置的具体实施不会产生任何特别的问题，因此对本领域技术人员来说，该等装置就其功能不需要比上述已作阐述进行更加充分的披露。
本领域技术人员应能轻易认识到，上述各种方法的步骤可由经编程的计算机来执行。在此，一些实施例也旨在涵盖程序存储设备，例如，数字数据存储介质，它们是机器可读或计算机可读的并对机器可执的或计算机可执行的指令程序进行编码处理，其中，所述指令执行所述上述方法中部分或全部的步骤。所述程序存储设备可包括，例如，数字存储器；磁存储介质，例如磁盘和磁带；硬盘驱动器；或光学可读数字数据存储介质。所述实施例也旨在涵盖被编程以执行上述方法的所述步骤的计算机。

Claims (9)

1.一种用于经不受信非3GPP接入网络在用户设备UE和3GPP演进分组核心网EPC之间传输多宿服务相关信息的方法，所述方法包括步骤：
-利用信令传输多宿服务相关信息，所述信令被交换以用于UE与所述不受信非3GPP接入网络的演进分组数据网关ePDG之间的安全过程，所述多宿服务相关信息指示UE支持IP流移动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信令包括：
-被交换以在UE和ePDG之间协商安全密钥的信令。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中：
-所述信令包括根据IKEv2协议被交换的信令。
4.根据权利要求1或2所述的方法，包括步骤：
-UE向ePDG发送IKE_AUTH请求，所述IKE_AUTH请求包含所述信息以作为配置有效载荷。
5.根据权利要求1或2所述的方法，包括步骤：
-当接收来自UE的所述信息，ePDG将所述信息传送至3GPPEPC中的PDN网关P-GW。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中：
-在ePDG与3GPPEPC中的PDN网关P-GW之间的S2b接口是基于GTP的。
7.根据权利要求5所述的方法，其中：
-在ePDG与3GPPEPC中的PDN网关P-GW之间的S2b接口是基于PMIP的。
8.一种用户设备UE，包括：
-装置，用于利用信令将多宿服务相关信息经不受信非3GPP接入网络发送至3GPP演进分组核心网EPC，所述信令被交换以用于UE与所述不受信非3GPP接入网络的演进分组数据网关ePDG之间的安全过程，所述多宿服务相关信息指示UE支持IP流移动。
9.一种演进分组数据网关ePDG，包括：
-装置，用于接收多宿服务相关信息，所述信息由用户设备UE利用信令经不受信非3GPP接入网络发送至3GPP演进分组核心网EPC，所述信令被交换以用于UE和ePDG之间的安全过程，所述多宿服务相关信息指示UE支持IP流移动；
-装置，用于传送所述信息至3GPPEPC中的PDN网关P-GW。
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