CN102917355A - 一种接入方法、系统及移动智能接入点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种接入方法，包括：移动智能接入点附着到核心网中，并从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址；用户终端向所述移动智能接入点以及所述移动智能接入点为用户终端获得的3GPP AAA服务器进行EAP认证；所述用户终端向所述移动智能接入点发起接入流程并获取所述用户终端的IP地址，所述移动智能接入点为所述用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道。本发明还相应地公开了一种接入系统及移动智能接入点。通过本发明，能够实现网络认证，减少对固定网络的依赖性，从而实现更加灵活。

Description

一种接入方法、系统及移动智能接入点
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种接入方法、系统及移动智能接入点。
背景技术
在分组数据发展历程中，分组交换(Packet Switched，PS)网络包含GERAN(GSM EDGE radio access network，GSM EDGE无线接入网)和UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network，通用陆地无线接入网)部分，核心网包含服务GPRS支持节点(Serving GPRS Support Node，SGSN)和GPRS(General Packet Radio Service，通用无线分组业务)网关支持节点(GatewayGPRS Support Node，GGSN)。其中SGSN是GERAN和UTRAN用户接入EPC网络的业务支持点，负责用户的位置更新、寻呼管理和承载管理等功能；而GGSN支持GPRS网络的边缘路由功能，即GGSN负责将GPRS网络的数据进行路由转发，并通过防火墙和过滤功能来保护GPRS网络数据的完整性。GGSN还具有计费功能。
为了保持第三代移动通信系统在移动通信领域强有力的竞争力，必须提高其网络性能以及降低网络建设和运营成本，因此，第三代合作伙伴计划(3rdGeneration Partnership Project，3GPP)的标准化工作组目前正致力研究核心网系统下一代演进——演进的分组核心网(Evolved Packet Core，EPC)，目的是能为用户提供更高的传输速率、更短的传输时延。EPC系统支持演进的通用陆地无线接入网(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)的接入；EPC系统支持Non-3GPP接入网的接入，如无线局域网(Wireless LocalArea Network，WLAN)接入网，比如无线保真(Wireless Fidelity，简称WIFI)。
图1为现有技术中EPS(Evolved Packet System，演进的分组系统)的系统架构示意图，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(Mobility Management Entity，移动管理单元)、S-GW(Serving Gateway，服务网关)、P-GW(Packet DataNetwork GateWay，分组数据网络网关)、HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)、3GPP AAA服务器(3GPP认证授权计费服务器)、PCRF(Policyand 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，另外现有P-GW还可以支持传统的分组交换网络的接入，即P-GW包含GGSN的功能；PCRF是策略和计费规则功能实体，它通过接收接口Rx和运营商网络协议(InternetProtocol，简称为IP)业务网络相连，获取业务信息，此外，它通过Gx/Gxa/Gxc接口与网络中的网关设备相连，负责发起IP承载的建立，保证业务数据的服务质量(Quality of Service，简称为QoS)，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，演进的分组数据网络网关)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 Stack Hostsand Routers，双栈的移动IPv6)协议提供控制和移动性管理。
现有无线接入网用户都是通过无线接入点接入到固定接入网络，然后再接入到外部的网络服务器，实现相应的数据业务，其中固定接入采用固定光纤同轴电缆等技术完成回程网络，实现网络传输功能。另外，无线接入用户认证都是在无线接入点控制的，无线接入点通过设置密码控制无线接入用户的接入，网络运营商是不能控制用户部署的无线接入点下的用户接入，即网络没有办法识别对应的用户，不能按照用户来计费，另外运营商也可以借助其他移动设备获得验证密码和用户名，但不是直接用接入的用户直接验证鉴权。
因此，现有的回程(backhoul)网络均采用的固定技术网络光纤铺设固定网络，对地理要求高，铺设难度大。然而现有3G网络和LTE网络都能够高宽带的网络，完全能够提供固定网络相同的服务，并且，在这种场景下实现对移动运营商网络对接入用户实现直接的认证的技术还没有。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种接入方法、系统及移动智能接入点，能够实现网络认证，保障运营商的网络，并且，能够减少对固定网络的依赖性，提高对宽带移动网络的利用。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种接入方法，包括：
移动智能接入点附着到核心网中，并从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址；
用户终端向所述移动智能接入点以及所述移动智能接入点为用户终端获得的3GPP AAA服务器进行EAP认证；
所述用户终端向所述移动智能接入点发起接入流程并获取所述用户终端的IP地址，所述移动智能接入点为所述用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道。
所述移动智能接入点从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址为：
所述移动智能接入点的P-GW将用户默认3GPP AAA地址封装在PCO中发送给所述移动智能接入点。
所述移动智能接入点为所述用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道为：
用户终端向移动智能接入点发起DHCP发现流程；
移动智能接入点向所选择的用户终端的P-GW发送代理绑定更新消息；
用户终端的P-GW与PCRF/SPR建立用户终端的IP-can连接；
用户终端的P-GW与3GPP AAA/HSS交互，保存其自身的地址信息；
用户终端的P-GW向移动智能接入点返回代理绑定确认消息，完成底层接入隧道建立。
一种接入系统，包括：用户终端、移动智能接入点和核心网；其中，
所述移动智能接入点，用于附着到核心网中，并从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址；以及为用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道；
所述用户终端，用于向移动智能接入点以及移动智能接入点为用户终端获得的3GPP AAA服务器进行EAP认证；以及向移动智能接入点发起接入流程并获取所述用户终端的IP地址。
所述移动智能接入点包括：LTE UE模块、WIFI AP模块和核心处理模块；其中，
所述LTE UE模块，用于移动智能接入点通过E-UTRAN网络接入到LTE核心网；
所述WIFI AP模块，用于对WIFI终端进行接入处理；
所述核心处理模块，用于执行WIFI消息/数据与LTE消息/数据间的互转处理。
所述移动智能接入点从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址为：
所述移动智能接入点的P-GW将用户默认3GPP AAA地址封装在PCO中发送给所述移动智能接入点。
所述移动智能接入点为所述用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道为：
用户终端向移动智能接入点发起DHCP发现流程；
移动智能接入点向所选择的用户终端的P-GW发送代理绑定更新消息；
用户终端的P-GW与PCRF/SPR建立用户终端的IP-can连接；
用户终端的P-GW与3GPP AAA/HSS交互，保存其自身的地址信息；
用户终端的P-GW向移动智能接入点返回代理绑定确认消息，完成底层接入隧道建立。
一种移动智能接入点，包括：LTE UE模块、WIFI AP模块和核心处理模块；其中，
所述LTE UE模块，用于移动智能接入点通过E-UTRAN网络接入到LTE核心网；
所述WIFI AP模块，用于对WIFI终端进行接入处理；
所述核心处理模块，用于执行WIFI消息/数据与LTE消息/数据间的互转处理。
本发明提供的接入方法、系统及移动智能接入点，移动智能接入点附着到核心网中，并从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址；用户终端向所述移动智能接入点以及所述移动智能接入点为用户终端获得的3GPP AAA服务器进行EAP认证；所述用户终端向所述移动智能接入点发起接入流程并获取所述用户终端的IP地址，所述移动智能接入点为所述用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道。通过本发明，能够实现网络认证，方便运营商控制了接入的用户数，保障运营商的网络，另外，通过宽带的移动网络作为回程网络，减少对固定网络的依赖性，提高了对宽带移动网络的利用。
附图说明
图1为现有技术中EPS的系统架构示意图；
图2为本发明提供的接入方法流程示意图；
图3为本发明实施例1提供的一种接入系统结构示意图；
图4为本发明实施例2控制面协议栈的示意图；
图5为本发明实施例2用户面协议栈的示意图；
图6为本发明实施例3用户设备通过移动智能接入点接入网络的流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：移动智能接入点附着到核心网中，并从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址；用户终端向所述移动智能接入点以及所述移动智能接入点为用户终端获得的3GPP AAA服务器进行EAP认证；所述用户终端向所述移动智能接入点发起接入流程并获取所述用户终端的IP地址，所述移动智能接入点为所述用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道。
图2为本发明提供的接入方法流程示意图，如图2所示，该方法包括：
步骤201：移动智能接入点附着到核心网中，并从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址。
步骤202：用户终端向所述移动智能接入点以及所述移动智能接入点为用户终端获得的3GPP AAA服务器进行EAP认证。
步骤203：所述用户终端向所述移动智能接入点发起接入流程并获取所述用户终端的IP地址，所述移动智能接入点为所述用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道(如PMIPv6通道)。
本发明还相应地提出一种接入系统，该系统包括：用户终端、移动智能接入点和核心网；其中，
所述移动智能接入点，用于附着到核心网中，并从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址；以及为用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道；
所述用户终端，用于向移动智能接入点以及移动智能接入点为用户终端获得的3GPP AAA服务器进行EAP认证；以及向移动智能接入点发起接入流程并获取所述用户终端的IP地址。
所述移动智能接入点包括：LTE UE模块、WIFI AP模块和核心处理模块；其中，
所述LTE UE模块，用于移动智能接入点通过E-UTRAN网络接入到LTE核心网；
所述WIFI AP模块，用于对WIFI终端进行接入处理；
所述核心处理模块，用于执行WIFI消息/数据与LTE消息/数据间的互转处理。
所述移动智能接入点从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址为：
所述移动智能接入点的P-GW将用户默认3GPP AAA地址封装在PCO中发送给所述移动智能接入点。
所述移动智能接入点为所述用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道为：
用户终端向移动智能接入点发起DHCP发现流程；
移动智能接入点向所选择的用户终端的P-GW发送代理绑定更新消息；
用户终端的P-GW与PCRF/SPR建立用户终端的IP-can连接；
用户终端的P-GW与3GPP AAA/HSS交互，保存其自身的地址信息；
用户终端的P-GW向移动智能接入点返回代理绑定确认消息，完成底层接入隧道建立。
本发明还相应地提出一种移动智能接入点，该移动智能接入点包括：LTEUE模块、WIFI AP模块和核心处理模块；其中，
所述LTE UE模块，用于移动智能接入点通过E-UTRAN网络接入到LTE核心网；
所述WIFI AP模块，用于对WIFI终端进行接入处理；
所述核心处理模块，用于执行WIFI消息/数据与LTE消息/数据间的互转处理。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。在以下的描述中，为了解释的目的，描述了多个特定的细节，以提供对本发明的透彻理解。然而，很显然，在没有这些特定细节的情况下，也可以实现本发明，此外，在不冲突的情况下，即在不背离所附权利要求阐明的精神和范围的情况下，下述实施例以及实施例中得各个细节可以进行各种组合。
实施例1
图3是本发明实施例1提供的一种接入系统结构示意图，如图3所示，相对于现有EPS架构，该系统增加了移动智能接入点，移动智能接入点主要由以下3部分组成：LTE UE模块、WIFI AP模块和核心处理模块；其中，
LTE UE模块用于移动智能接入点通过E-UTRAN网络接入到LTE核心网，为移动智能接入点提供高的宽带资源；
WIFI AP模块为WIFI终端接入处理的模块，携带WIFI功能的终端能够通过移动智能接入点接入，通过网络认证后进行相关的HTTP业务；
核心处理模块执行WIFI消息/数据与LTE消息/数据间的互转处理。
移动智能接入点还能转发用户的HTTP请求。移动智能接入点还能通过向网络注册向网络获取默认的用户3GPP AAA地址或者用户终端的P-GW地址，当用户终端P-GW和移动智能接入点的P-GW为同一P-GW，则移动智能接入点获得P-GW地址为移动智能接入点的P-GW地址。
本实施例中所述的用户终端(UE)可以是单模的WIFI UE或者双模的WIFI+LTE UE，本发明为了方便描述统称为用户终端，对于双模终端，在任何一种接入方式信号比较弱的情况下，都能够采用现有实现方法使业务连续的切换到信号强的接入方式。
LTE核心网能够为移动智能接入点和接入移动智能接入点的用户终端提供验证，还能够向移动智能接入点或者接入移动智能接入点的用户终端提供同一P-GW或者不同的P-GW。
实施例2
图4和图5分别是本发明实施例2控制面协议栈和用户面协议栈的示意图。
如图4所示的控制面协议栈，其中L2/L1(Layer 1/Layer 2，层1/层2)分别为数据链路层和物理层，移动智能接入点与E-UTRAN、S-GW和P-GW建立起GTP-U的用户面协议栈，然后移动智能接入点在于用户终端的P-GW建立MIPv4或者PMIPv6信令隧道，以供传输信令方便的消息。
如图5所示的用户面协议栈，同样的移动智能接入点与E-UTRAN、S-GW和P-GW建立起GTP-U的用户面协议栈，在移动智能接入点与用户终端P-GW建立起MIPv4或者PMIPv6用户面隧道，从而打通用户终端和网站服务器的IP连接，使用户终端与网站服务器数据通道正常建议，便于用户终端与网站服务器互传IP包。
实施例3
图6为本发明实施例3用户设备通过移动智能接入点接入网络的流程示意图，如图6所示，该流程包括：
步骤601～602，当移动智能接入点开机时发起附着过程注册到核心网中。该条非接入层消息由基站(E-UTRAN)封装在S1接口的初始化用户消息中带给MME。
步骤603，如果网络中没有用户的上下文信息，或者附着请求消息没有完整性保护，或者完整性保护失败，那么核心网MME执行对用户的鉴权认证过程。
步骤604～605，如果MME中没有用户的签约数据，那么就向归属用户服务器(3GPP AAA/HSS)发送位置更新请求消息，其中包括移动性管理单元标识、用户标识、更新类型等信息。归属用户服务器在位置更新响应消息中把用户签约数据发送给MME，其中包括签约APN，以及每个APN默认承载的Qos参数。
步骤606，为了支持用户永远在线，MME用签约默认承载的Qos参数在S-GW和P-GW之间建立核心网侧的默认承载。MME通过S-GW向P-GW发送创建会话请求，其中携带默认承载相关的QoS参数，计费特征等相关参数。
步骤607，P-GW与PCRF/SPR建立移动智能接入点的IP-can连接。
步骤608，P-GW对请求的承载QoS进行授权，并通过S-GW向MME发送创建会话响应。
为了尽可能的减少对接入网网元的影响，P-GW可以将用户默认3GPP AAA地址或者用户终端的P-GW地址指示封装在PCO中发送给UE。PCO参数仅仅在移动智能接入点与移动智能接入点的P-GW传递，其他网元不解析。
如果用户终端的P-GW地址就是本P-GW地址，则用户终端的P-GW与移动智能接入点的P-GW相同。
步骤609，核心网侧默认承载建立完成之后要激活相应的无线承载，MME通过初始上下文建立请求消息将UE的上下文，即移动智能接入点的UE上下文，以及所建立的承载Qos参数发送给基站，附着接受消息也封装在该消息内发给用户。附着接受消息中携带MME分配给UE的临时用户标识，以及为UE建立承载上下文请求。
步骤610～611，基站根据核心网指示的承载信息建立对应的空口承载。
步骤612，空口承载建立完成之后基站回复初始上下文建立响应消息通知核心网。
步骤613，移动智能接入点通过基站向MME返回注册完成消息。
步骤614，用户终端向移动智能接入点执行非3GPP接入网特定的层2初始接入流程。
步骤615，用户终端向移动智能接入点以及移动智能接入点为用户终端选择的默认3GPP AAA服务器进行EAP验证。
步骤616，认证授权成功后，用户终端向移动智能接入点执行非3GPP接入特定的层3附着流程被触发，移动智能接入点为UE接入选择P-GW；
步骤617，用户终端向移动智能接入点发起DHCP发现流程。
步骤618，移动智能接入点向所选择的用户终端的P-GW发送代理绑定更新消息；
步骤619，用户终端的P-GW与PCRF/SPR建立用户终端的IP-can连接。
当用户终端的P-GW与移动智能接入点的P-GW合设时，用户终端的P-GW获得用户的服务质量参数后，将根据移动智能接入点的服务质量参数情况，向移动智能接入点的策略服务器更新移动智能接入点的服务质量，以保证用户的服务质量得到保证。
当用户终端的P-GW与移动智能接入点的P-GW分设时，则可以在绑定更新请求中获得移动智能接入点的P-GW地址，用户的P-GW获得相关的服务参数后，将用户的服务质量以及对应的移动智能接入点传递给移动智能接入点的P-GW，移动智能接入点的P-GW根据移动智能接入点的服务质量向移动智能接入点的策略服务器更新移动智能接入点的服务质量参数，以保证用户的服务质量得到保证；或者用户终端的策略服务器根据移动智能接入点信息，携带用户设备的服务质量参数通知移动智能接入点的策略服务器，移动智能接入点的策略服务器根据用户设备的服务质量参数和移动智能接入点的服务质量参数，向移动智能接入点的P-GW更新服务质量参数，达到保证用户终端的服务质量。
步骤620：用户终端的P-GW与3GPP AAA/HSS交互，将保存其自身的地址信息；
步骤621：用户终端的P-GW向移动智能接入点返回代理绑定确认消息，消息中携带P-GW为用户终端分配的IP地址。
至此移动智能接入点建立起和用户终端的P-GW的PMIPv6隧道，采用现有技术也可以建立起MIPv4隧道。
步骤622，移动智能接入点向用户终端返回DHCP指示消息，消息携带DHCP服务器地址，所述DHCP服务器地址为移动智能接入点地址。
步骤623，用户终端向移动智能接入点发起DHCP请求。
步骤624，移动智能接入点向用户终端回送DHCP响应消息，所述消息携带步骤621中移动智能接入点为用户终端分配的IP地址。
步骤625：可信任非3GPP IP接入网关向UE返回层3附着完成消息。
到此为此用户终端经过了3GPP网络的认证，可以使用LTE网络作为回程网，进行正常的数据业务。
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 (8)

1.一种接入方法，其特征在于，该方法包括：
移动智能接入点附着到核心网中，并从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址；
用户终端向所述移动智能接入点以及所述移动智能接入点为用户终端获得的3GPP AAA服务器进行EAP认证；
所述用户终端向所述移动智能接入点发起接入流程并获取所述用户终端的IP地址，所述移动智能接入点为所述用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道。
2.根据权利要求1所述的接入方法，其特征在于，所述移动智能接入点从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址为：
所述移动智能接入点的P-GW将用户默认3GPP AAA地址封装在PCO中发送给所述移动智能接入点。
3.根据权利要求1所述的接入方法，其特征在于，所述移动智能接入点为所述用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道为：
用户终端向移动智能接入点发起DHCP发现流程；
移动智能接入点向所选择的用户终端的P-GW发送代理绑定更新消息；
用户终端的P-GW与PCRF/SPR建立用户终端的IP-can连接；
用户终端的P-GW与3GPP AAA/HSS交互，保存其自身的地址信息；
用户终端的P-GW向移动智能接入点返回代理绑定确认消息，完成底层接入隧道建立。
4.一种接入系统，其特征在于，该系统包括：用户终端、移动智能接入点和核心网；其中，
所述移动智能接入点，用于附着到核心网中，并从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址；以及为用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道；
所述用户终端，用于向移动智能接入点以及移动智能接入点为用户终端获得的3GPP AAA服务器进行EAP认证；以及向移动智能接入点发起接入流程并获取所述用户终端的IP地址。
5.根据权利要求4所述的接入系统，其特征在于，所述移动智能接入点包括：LTE UE模块、WIFI AP模块和核心处理模块；其中，
所述LTE UE模块，用于移动智能接入点通过E-UTRAN网络接入到LTE核心网；
所述WIFI AP模块，用于对WIFI终端进行接入处理；
所述核心处理模块，用于执行WIFI消息/数据与LTE消息/数据间的互转处理。
6.根据权利要求4所述的接入系统，其特征在于，所述移动智能接入点从核心网获得用户终端的3GPP AAA服务器地址为：
所述移动智能接入点的P-GW将用户默认3GPP AAA地址封装在PCO中发送给所述移动智能接入点。
7.根据权利要求4所述的接入系统，其特征在于，所述移动智能接入点为所述用户终端选择P-GW并建立底层接入隧道为：
用户终端向移动智能接入点发起DHCP发现流程；
移动智能接入点向所选择的用户终端的P-GW发送代理绑定更新消息；
用户终端的P-GW与PCRF/SPR建立用户终端的IP-can连接；
用户终端的P-GW与3GPP AAA/HSS交互，保存其自身的地址信息；
用户终端的P-GW向移动智能接入点返回代理绑定确认消息，完成底层接入隧道建立。
8.一种移动智能接入点，其特征在于，该移动智能接入点包括：LTE UE模块、WIFI AP模块和核心处理模块；其中，
所述LTE UE模块，用于移动智能接入点通过E-UTRAN网络接入到LTE核心网；
所述WIFI AP模块，用于对WIFI终端进行接入处理；
所述核心处理模块，用于执行WIFI消息/数据与LTE消息/数据间的互转处理。
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