CN103430581B - 服务控制设备、中继设备、毫微微基站、通信系统、控制方法 - Google Patents

服务控制设备、中继设备、毫微微基站、通信系统、控制方法 Download PDF

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Abstract

为了使得引入有使用IMS网络的毫微微基站的通信系统能够执行与现有3G网络的PS服务类似的PS服务，一种服务控制设备(SGSN功能单元)基于发送至毫微微基站(FAP)的UE的消息，从HLR获取UE的针对PS(分组交换)服务的订户信息，并将所述订户信息注册在存在于IMS网络上的VLR中。然后，服务控制设备基于在VLR中注册的订户信息来执行PS服务。

Description

服务控制设备、中继设备、毫微微基站、通信系统、控制方法
技术领域
本发明涉及使用毫微微基站执行通信的技术。
背景技术
近来，为了提高通信区域的质量，已经开发了使用毫微微基站的通信系统(见例如专利文献1和2)。
毫微微基站是覆盖几十米半径的小通信区域的小无线基站。毫微微基站安装在室内(如家庭、办公室等等中)，以覆盖室内的通信区域。使用毫微微基站使得可以提高现有微小区基站不能覆盖的通信区域的通信质量。还可以在不导致用于安装微小区基站的基础设施的成本的情况下覆盖通信区城。
此外，近年来，已经开发了实现全IP网络的各种产品。例如，已经开发了能够适应新LTE(长期演讲)网络以及3GPP中定义的现有3G网络并且还可以适应如WLAN、WiMAX、3GPP2等等的多种接入网的系统。
作为本申请人提交的相关技术文献，例如专利文献3(JP2010-252139A)公开了一种通信系统，引入有使用IMS(IP多媒体子系统)网络的毫微微基站。
上述专利文献3公开了以下方案:根据订户用户(UE)的现有位置来动态修改毫微微基站(FAP)所管理的关于订户用户(UE)的订户信息。
相关技术文献
专利文献
专利文献1JP2009-504049A，公开
专利文献2JP2009-504051A，公开
专利文献3JP2010-252139A，公开
发明内容
本发明要解决的问题
IMS网络是主要用于CS(电路交换)服务的架构。因此，为了实现引入有使用IMS网络的毫微微基站的通信系统(毫微微IMS网络)中的PS(分组交换)服务，需要参考在HLR(归属位置寄存器)处注册的(针对PS的)订户信息。换言之，在引入有使用IMS网络的毫微微基站的通信系统中，现有状态是:不能如现有3G网络一样提供使用在SGSN(服务GPRS支持节点)处的VLR(访问位置寄存器)中注册的(针对PS的)订户信息的PS附加服务。PS附加服务是指使用从HLR获取的(针对PS的)订户信息，在3GPP中标准化的PS服务中由SGSN提供的服务。
从上述观点看，需要开发可以在引入有使用IMS网络的毫微微基站的通信系统中执行与现有3G网络的PS服务类似的PS服务的方案。
考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种服务控制设备、中继设备、毫微微基站、通信系统、控制方法和程序，可以在引入有使用IMS网络的毫微微基站的通信系统中执行与现有3G网络的PS服务类似的PS服务。
为了实现上述目的，本发明具有以下特征:
<服务控制设备>
本发明的服务控制设备，包括:
注册装置，从HLR(归属位置寄存器)获取关于UE(用户设备)的针对PS(分组交换)服务的订户信息，并向存在于IMS(IP多媒体子系统)网络上的VLR(访问位置寄存器)注册所述订户信息，所述UE在IMS网络上的毫微微基站覆盖的区域中;以及
控制装置，基于在VLR中注册的订户信息来执行PS服务。
<中继装置>
本发明的中继装置是一种中继装置，用于将来自UE(用户设备)的消息中继至核心侧，所述UE在IMS(IP多媒体子系统)网络上的毫 微微基站覆盖的区域中，所述中继装置包括:
注册装置，从HLR(归属位置寄存器)获取关于UE的针对PS(分组交换)服务的订户信息，并向存在于IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)注册所述订户信息;以及
控制装置，基于在VLR中注册的订户信息来执行PS服务。
<毫微微基站>
本发明的毫微微基站是一种毫微微基站，存在于IMS(IP多媒体子系统)网络上，并将来自UE(用户设备)的消息发送至核心侧，所述毫微微基站包括:
注册装置，从HLR(归属位置寄存器)获取关于UE的针对PS(分组交换)服务的订户信息，并向存在于IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)注册所述订户信息。
<通信系统>
本发明的通信系统是一种形成IMS网络的通信系统，包括：UE(用户设备);毫微微基站，将来自UE的消息发送至核心侧;中继设备，将从毫微微基站发送的UE的消息中继至核心侧;以及服务控制设备，执行针对UE的PS(分组交换)服务，
所述服务控制设备包括:
注册装置，基于从毫微微基站发送的UE的消息，从HLR(归属位置寄存器)获取关于UE的针对PS服务的订户信息，并向存在于IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)注册所述订户信息;以及
控制装置，基于在VLR中注册的订户信息来执行PS服务。
<控制方法>
本发明的控制方法是一种由服务控制设备执行的控制方法，所述控制设备执行针对UE(用户设备)的PS(分组交换)服务，所述UE在IMS(IP多媒体子系统)网络上的毫微微基站覆盖的区域中，所述方法包括以下步骤:
注册步骤，获取关于UE的针对PS服务的订户信息，并向存在于IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)注册所述订户信息;以及
控制步骤，基于在VLR中注册的订户信息来执行PS服务。
<程序>
本发明的程序是一种程序，使计算机执行:
注册过程，从HLR(归属位置寄存器)获取关于UE(用户设备)的针对PS(分组交换)服务的订户信息，并向存在于IMS(IP多媒体子系统)网络上的VLR(访问位置寄存器)注册所述订户信息，所述UE在IMS网络上的毫微微基站覆盖的区域中;以及
控制过程，基于在VLR中注册的订户信息来执行PS服务。
本发明的效果
根据本发明，即使在引入有使用IMS网络的毫微微基站的通信系统中，也能够执行与现有3G网络的PS服务类似的PS服务。
附图说明
图1是示出了本发明第一示例实施例的通信系统的系统配置示例的第一图。
图2是示出了本发明第一示例实施例的通信系统的系统配置示例的第二图，示出了形成毫微微IMS网络的SGSN功能单元的具体配置示例。
图3是示出了现有3G网络上的PS服务处理操作的示例的图。
图4是示出了毫微微IMS网络上的PS服务处理操作的示例的图，示出了在执行针对PS服务的位置注册时处理操作的示例。
图5是示出了毫微微IMS网络上的PS服务处理操作的示例的图，示出了在PS传输时处理操作的示例。
图6是示出了毫微微IMS网络上的PS服务处理操作的示例的图，示出了在UE是PS专用设备时处理操作的示例。
图7是示意了APN选择功能作为PS附加服务的一个示例的图。
图8是示出了本发明第二示例实施例的通信系统的系统配置示例的图，示出了在PDG中提供SGSN功能单元的配置示例。
图9是示出了第三示例实施例的毫微微IMS网络上的PS服务处理操作的示例的图，示出了在PS传输时处理操作的示例。
图10是示出了第三示例实施例的毫微微IMS网络上的PS服务处理 操作的示例的图，示出了在UE是PS专用设备时处理操作的示例。
具体实施方式
<本示例实施例的通信系统的概述>
首先，参照图2描述根据本发明的通信系统的概述。
图2是形成IMS网络的通信系统，包括:UE(用户设备);毫微微基站(毫微微接入点:FAP)，将UE的消息发送至核心侧;中继设备(分组数据网关:PDG)，将从毫微微基站FAP发送的UE的消息中继至核心侧;以及服务控制设备(服务GPRS支持节点功能单元:SGSN功能单元)，执行针对UE的PS(分组交换)服务。
本示例实施例的服务控制设备(SGSN功能单元)基于从毫微微基站FAP发送的UE的消息，从HLR(归属位置寄存器)获取UE的针对PS服务的订户信息，并向存在于IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)注册该信息。然后，服务控制设备基于VLR中注册的订户信息来执行PS服务。因此，即使在引入有使用IMS网络的毫微微基站的通信系统中，也能够执行与现有3G网络的PS服务类似的PS服务。现在，参照附图来具体描述本示例实施例的通信系统。
(第一示例实施例)
<通信系统的系统配置示例>
参照图1，描述本发明第一示例实施例的通信系统的系统配置示例。
本示例实施例的通信系统包括3G网络、毫微微IMS(IP多媒体子系统)网络和LTE(长期演进)网络。
3G网络是公知现有3G网络，并形成宏网络。现有3G网络包括UE(用户设备)、NB(Node-B)、RNC(无线网络控制器)、SGSN(服务GPRS支持节点)、GGSN(网关GPRS支持节点)、VLR(访问位置寄存器)和HLR(归属位置寄存器)。
由于形成3G网络的UE、NB、RNC、SGSN、GGSN、VLR和HLR是执行基于3GPP的处理的设备，省略具体处理操作示例。在现有3G网络中使用的技术例如在3GPPTS23.060V8.5.1(2009-06)等中公开。
LTE网络是公知现有LTE网络，包括UE、eNB(eNode-B)、MMES-GW(移动管理实体服务网关)和VLR。
由于形成LTE网络的UE、eNB、MMES-GW和VLR是执行基于3GPP的处理的设备，省略具体处理操作示例。在现有LTE网络中使用的技术例如在3GPPTS23.060V8.5.1(2009-06)等中公开。
毫微微IMS网络包括UE、FAP(毫微微接入点)、PDG(分组数据网关)、VLR、AAA(认证授权计费)和HSS(归属订户服务器)。
FAP是覆盖几十米半径的小通信区域的小无线基站。
PDG是安全地中继消息的设备。
VLR是存储在HLR上注册的关于UE的(针对PS的)订户信息的设备。在本示例实施例的毫微微IMS网络中，在存在于毫微微IMS网络上的VLR中注册(针对PS的)订户信息，并基于(针对PS的)订户信息来执行与现有3G网络的PS服务类似的PS服务。
AAA是执行UE和网络之间的认证过程的设备。
HSS是管理在毫微微IMS网络上使用的关于UE的(针对PS的)订户信息的设备。HSS从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息，并管理所获取的UE的订户信息(针对PS)。
本示例实施例的毫微微IMS网络实质上使用图1所示的FAP和PDG形成SGSN功能单元，并从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息。此外，本示例实施例的毫微微IMS网络将所获取的UE的(针对PS的)订户信息注册在存在于毫微微IMS网络上的VLR中，并使得可以提供与3G网络的PS附加服务类似的PS附加服务。PS附加服务是指使用从HLR获取的(针对PS的)订户信息，在3GPP中标准化的PS服务中由SGSN提供的服务。此外，本示例实施例的毫微微IMS网络连接SGSN功能单元和MMES-GW，以实现与LTE网络的接口。
作为形成毫微微IMS网络上的SGSN功能单元的配置示例，可以考虑图2所示的配置示例。在图2所示的系统配置中，在FAP和AAA之间提供SGSN功能单元。SGSN功能单元直接连接至3G网络上的HLR，并从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息，将该信息注册在VLR中，以能够基于VLR中注册的(针对PS的)订户信息来执行PS服务。此外，SGSN功能 单元直接连接至LTE网络上的MME S-GW、3G网络上的GGSN和P-GW，使得MMES-GW、GGSN和P-GW能够与3G网络上的SGSN类似地识别毫微微IMS网络上的SGSN功能单元。
在本示例实施例的毫微微IMS网络上，在UE、FAP、PDG、AAA、HSS和HLR之间发送和接收消息，以执行UE认证过程。此外，当UE认证成功时，在本示例实施例的毫微微IMS网络上的UE、FAP、PDG、CSCF(呼叫会话控制功能)(未示出)、HSS和HLR之间发送和接收消息，并将HLR中管理的UE的(针对CS的)订户信息传送至HSS和CSCF，以将UE的(针对CS的)订户信息注册至HSS和CSCF。该过程使得本示例实施例的毫微微IMS网络可以在针对CS服务的位置注册是，经由FAP来执行认证UE的过程，以将HLR中注册的UE的(针对CS的)订户信息注册在HSS和CSCF的VLR中，从而基于关于UE的(针对CS的)订户信息来执行CS服务。
此外，在本示例实施例的毫微微IMS网络上，在UE、FAP、PDG、AAA、HSS和HLR之间发送和接收消息，以执行认证UE的过程。此外，当UE认证成功时，在本示例实施例的毫微微IMS网络上的UE、FAP、SGSN功能单元、AAA、HSS和HLR之间发送和接收消息，并将HLR中管理的UE的(针对PS的)订户信息传送至SGSN功能单元，以将UE的订户信息注册在VLR中。该过程使得本示例实施例的毫微微IMS网络可以在针对PS服务的位置注册时，经由FAP来执行认证UE的过程，以将HLR中注册的UE的(针对PS的)订户信息注册在SGSN的VLR中，从而基于关于UE的(针对PS的)订户信息来执行PS服务。
<通信系统的处理操作示例>
接下来，参照图2至5来描述本示例实施例的通信系统的处理操作示例。
<现有3G网络中的PS服务>
首先参照图2和3，描述在现有3G网络上执行的PS(分组交换)服务。
UE向SGSN发送附着请求(步骤S1)。
当接收到附着请求时，SGSN向UE发送标识请求(步骤S2)。
当接收到标识请求时，UE向SGSN发送标识响应(步骤S3)。
当接收到标识响应时，SGSN向HLR发送MAP-发送认证信息(MAP-SAI)(步骤S4)。
当接收到MAP-SAI时，HLR向SGSN发送MAP-SAIACK(步骤S5)。
在从上述步骤S1至S5的过程中，在UE、SGSN和HLR之间执行认证UE的过程。
当UE的认证过程完成时，SGSN向HLR发送MPA-更新GPRS位置(MAP-UGL)(步骤S6)。
当接收到MAP-UGL时，HLR向SGSN发送MAP-插入订户数据(MAP-ISD)(步骤S7)。
当接收到MAP-ISD时，SGSN向HLR发送MAP-ISD ACK(步骤S8)。
当接收到MAP-ISD ACK时，HLR向SGSN发送MAP-UGL ACK(步骤S9)。
当接收到MAP-UGL ACK时，SGSN向UE发送附着接受(步骤S10)。
当接收到附着接受时，UE向SGSN发送附着完成(步骤S11)。利用上述过程，SGSN可以将从HLR获取的UE的(针对PS的)订户信息注册在VLR中，并管理该信息。
接下来，UE向SGSN发送服务请求(步骤S12)。在发送服务请求之后，在UE和SGSN之间交换各种信息，并且UE向SGSN发送激活PDP请求(步骤S13)。
当接收到激活PDP请求时，SGSN基于在VLR中注册的(针对PS的)订户信息，向GGSN发送创建PDP上下文请求(步骤S14)。
当接收到创建PDP上下文请求时，GGSN向SGSN发送创建PDP上下文响应(步骤S15)。
当接收到创建PDP上下文响应时，SGSN向UE发送无线承载建立(PS)(步骤S16)。
当接收到无线承载建立(PS)时，UE向SGSN发送无线承载建立完成(步骤S17)。
当接收到无线承载建立完成时，SGSN向UE发送激活PDP上下文接受(步骤S18)。
按照这种方式，在现有3G网络中，当从UE接收到附着请求时，SGSN 从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息，并在VLR处管理所获取的UE的(针对PS的)订户信息。然后，当从UE接收到激活PDP请求时，SGSN基于在VLR处管理的UE的(针对PS的)订户信息来执行3GPP-PS附加服务。
<IMS毫微微网络上的PS服务>
接下来参照图2，4和5来描述在IMS毫微微网络上执行的PS(分组交换)服务。
<针对PS服务的位置注册时的处理操作示例>
首先，参照图2和4，描述在执行针对PS服务的位置注册时的处理操作示例。
UE向FAP发送附着请求(步骤A1)。
当接收到附着请求时，FAP向UE发送标识请求(步骤A2)。
当接收到标识请求时，UE向FAP发送标识响应(步骤A3)。由于UE通过将国际移动订户标识.UE(IMSI.UE)包括在标识响应中来发送IMSI.UE，FAP可以获取IMSI.UE。IMSI.UE是用于标识UE的信息。
当接收到标识响应时，FAP向PDG发送IKE-SA-INIT请求(步骤A4)。
当接收到IKE-SA-INIT请求时，PDG向FAP发送IKE-SA-INIT响应(步骤A5)。
当接收到IKE-SA-INIT响应时，FAP向PDG发送IKE-AUTH请求(步骤A6)。FAP通过将APN(接入点名称)和NAI(网络接入标识符)包括在IKE-AUTH请求中来发送APN和NAI。
由于FAP在步骤A1中从UE接收到附着请求，FAP确定请求针对PS服务的位置注册，并向PDG发送表示“OPSO<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname”的NAI。“OPSO”是表示请求针对PS服务的位置注册的效果的信息。“<UE_IMSI>”是用于标识UE的信息，并且是在步骤A3中接收的标识响应中包括的IMSI.UE。“<Femto_IMSI>”是用于标识FAP的信息。
当接收到IKE-AUTH请求时，PDG向AAA发送Dia-EAP-Request(步骤A7)。PDG通过将IKE-AUTH请求中包括的NAI包括在Dia-EAP-Request中来发送IKE-AUTH请求中包括的NAI。
当接收到Dia-EAP-Request时，AAA向HSS发送Dia-Wx-MAR(步骤A8)。基于Dia-EAP-Request中包括的NAI，AAA确定该请求是针对CS服务的位置注册请求、针对PS服务的位置注册请求还是针对PDP激活的请求。在本情况下，由于NAI表示“OPSO<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname”，AAA确定该请求是针对PS服务的位置注册请求，并通过将Dia-EAP-Request中包括的NAI所指示的IMSI.UE包括在Dia-Wx-MAR中来发送Dia-EAP-Request中包括的NAI所指示的IMSI.UE。
当接收到Dia-Wx-MAR时，HSS向HLR发送MAP-SAI(步骤A9)。HSS通过将Dia-Wx-MAR中包括的IMSI.UE包括在MAP-SAI中来发送Dia-Wx-MAR中包括的IMSI.UE。
当接收到MAP-SAI中，HLR向HSS发送MAP-SAIACK(步骤A10)。HLR获取与MAP-SAI中包括的IMSI.UE相对应的RAND/AUTN/UK/IK/XRES，并通过将所获取的RAND/AUTN/CK/IK/XRES包括在MAP-SAIACK中来发送所获取的RAND/AUTN/CK/IK/XRES。RAND/AUTN/CK/IK/XRES是符合3GPP的信息。RAND表示随机质询。AUTH表示认证令牌。CK表示密码密钥。IK表示完整性密钥。XRES表示预期响应。
在本处理操作中假定HLR通过将RAND/AUTN/CK/IK/XRES包括在MAP-SAIACK(EAP-AKA认证)中来发送RAND/AUTN/CK/IK/XRES。然而，HLR可以通过将RAND/AUTN/KC/RES包括在MAP-SAI ACK(EAP-SIM认证)中来发送RAND/AUTN/KC/RES。HLR根据UE签约的NW的能力来选择EAP-AKA认证(UMTS认证)或EAP-SIM认证(GSM)认证。
当接收到MAP-SAI ACK时，HSS向AAA发送Dia-Wx-MAA(步骤A11)。HSS通过将MAP-SAI ACK中包括的RAND/AUTN/CK/IK/XRES包括在Dia-Wx-MAA中来发送MAP-SAIACK中包括的RAND/AUTN/CK/IK/XRES。
当接收到Dia-Wx-MAA时，AAA向PDG发送Dia-EAP-Answer(步骤A12)。AAA通过将Dia-Wx-MAA中包括的RAND/AUTN/CK/IK包括在 Dia-EAP-Answer中来发送Dia-Wx-MAA中包括的RAND/AUTN/CK/IK。
当接收到Dia-EAP-Answer时，PDG向FAP发送IKE-AUTH响应(步骤A13)。PDG通过将Dia-EAP-Answer中包括的EAP-Request/AKA-Challenge和RAND/AUTN/CK/IK包括在IKE-AUTH响应中来发送Dia-EAP-Answer中包括的EAP-Request/AKA-Challenge和RAND/AUTN/CK/IK。AKA表示认证和密钥管理。
当接收到IKE-AUTH响应时，FAP向UE发送认证和密码请求(步骤A14)。FAP通过将IKE-AUTH响应中包括的RAND/AUTH包括在认证和密码请求中来发送IKE-AUTH响应中包括的RAND/AUTH。
当接收到认证和密码请求时，UE向FAP发送认证和密码响应(步骤A15)。当接收到认证和密码请求时，UE基于认证和密码请求中包括的RAND/AUTH来执行认证操作。使用符合3GPP的方法来执行认证操作。UE计算RES并向FAP发送包括所计算的RES的认证和密码响应。使用符合3GPP的方法来执行RES的计算。
当接收到认证和密码响应时，FAP向PDG发送KE-AUTH请求(步骤A16)。FAP通过将认证和密码响应中包括的EAP-Response/AKA-Challenge和RES包括在IKE-AUTH请求中来发送认证和密码响应中包括的EAP-Response/AKA-Challenge和RES。
当接收到IKE-AUTH请求时，PDG向AAA发送Dia-EAP-Request(步骤A17)。PDG计算MAC(消息认证码)并通过将RES和MAC包括在Dia-EAP-Request中来发送RES和MAC。使用符合3GPP的方法来执行MAC的计算。
当接收到Dia-EAP-Request时，AAA向PDG发送Dia-EAP-Answer(步骤A18)。
当接收到Dia-EAP-Request时，AAA执行UE认证，并在UE认证成功的情况下通过将EAP-Success包括在Dia-EAP-Answer中来发送EAP-Success。
当接收到Dia-EAP-Answer时，PDG向AAA发送Dia-AA-Request(步骤A19)。PDG通过将APN包括在Dia-AA-Request中来发送APN。
当接收到Dia-AA-Request时，AAA向PDG发送Dia-AA-Answer(步 骤A20)。AAA通过将IMSI.UE包括在Dia-AA-Answer中来发送IMSI.UE。
当接收到Dia-AA-Answer时，PDG向FAP发送IKE-AUTH-Response(步骤A21)。PDG通过将EAP-Success包括在IKE-AUTH-Response中来发送EAP-Success。
当接收到IKE-AUTH-Response时，FAP向PDG发送IKE-AUTH-Request(步骤A22)。
当接收到IKE-AUTH-Request时，PDG向FAP发送IKE-AUTH-Response(步骤A23)。因此，在FAP和PDG之间建立IPsec隧道。
FAP向PDG发送INFORAMATIONAU请求(步骤A24)。
当接收到DNFORMATIONAL请求时，PDG向FAP发送INFORMATIONAL响应(步骤A25)。PDS还向AAA发送Dia-ST-Request(步骤A26)。
当接收到Dia-ST-Request时，AAA向FAP发送Dia-ST-Answer(步骤A27)。
当接收到Dia-ST-Answer时，FAP释放IPsec隧道。FAP还向UE发送安全模式命令(步骤A28)。
当接收到安全模式命令时，UE向FAP发送安全模式完成(步骤A29)。
当接收到安全模式完成时，FAP向UE发送附着接受(步骤A30)。
当接收到附着接受时，UE向FAP发送附着完成(步骤A31)。
<PS传输时的处理操作示例>
接下来参照图2和5，描述在PS传输时的处理操作的示例。
首先，UE向FAP发送服务请求(步骤B1)。
当接收到服务请求时，FAP向UE发送安全模式命令(PS)(步骤B2)。
当接收到安全模式命令(PS)时，UE向FAP发送安全模式完成(步骤B3)。UE还向FAP发送激活PDP上下文请求(步骤B4)。UE通过将IMSI.UE包括在激活PDP上下文请求中来发送IMSI.UE。IMSI.UE是用于标识UE的信息。
当接收到激活PDP上下文请求时，FAP向SGSN功能单元发送IKE-SA-INIT请求(步骤B5)。
当接收到IKE-SA-INIT请求时，SGSN功能单元向FAP发送IKE-SA-INIT响应(步骤B6)。
当接收到IKE-SA-INIT响应时，FAP向SGSN功能单元发送IKE-AUTH请求(步骤B7)。FAP通过将APN(接入点名称)和NAI(网络接入标识符)包括在IKE-AUTH请求中来发送APN和NAI。
由于FAP在步骤B4中从UE接收到激活PDP上下文请求，FAP确定请求是PDP激活请求，并向SGSN功能单元发送表示“OPDPO<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname”的NAI。“OPDPO”是表示请求PDP激活的效果的信息。“<UE_IMSI>”是用于标识UE的信息，并且是在步骤B4中接收的激活PDP上下文请求中包括的IMSI.UE。“<Femto_IMSI>”是用于标识FAP的信息。
当接收到IKE-AUTH请求时，SGSN功能单元向AAA发送Dia-EAP-Request(步骤B8)。SGSN功能单元通过将IKE-AUTH请求中包括的NAI包括在Dia-EAP-Request中来发送IKE-AUTH请求中包括的NAI。SGSN功能单元通过将EAP-Payload(空)包括在Dia-EAP-Request中来发送EAP-Payload(空)。
当接收到Dia-EAP-Request时，AAA向HSS发送Dia-Wx-MAR(PS)(步骤B9)。由于基于Dia-EAP-Request中包括的NAI表示“OPDPO<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname”，AAA确定该请求是PDP激活请求，并通过将Dia-EAP-Request中包括的NAI的IMSI.UE包括在Dia-Wx-MAR中来发送Dia-EAP-Request中包括的NAI的IMSI.UE。
当接收到Dia-Wx-MAR(PS)时，HSS向HLR发送MAP-SAI(sgsn)(步骤B10)。HSS通过将Dia-Wx-MAR(PS)中包括的IMSI.UE包括在MAP-SAI(sgsn)中来发送Dia-Wx-MAR(PS)中包括的IMSI.UE。
当接收到MAP-SAI(sgsn)时，HLR向HSS发送MAP-SAIACK(步骤B11)。HLR获取与MAP-SAI(sgsn)中包括的IMSI.UE相对应的RAND/AUTN/CK/IK/XRES，并通过将所获取的RAND/AUTN/CK/IK/XRES包括在MAP-SAIACK中来发送所获取的RAND/AUTN/CK/IK/XRES。
当接收到MAP-SAIACK时，HSS向AAA发送Dia-Wx-MAA(步骤 B12)。HSS通过将MAP-SAIACK中包括的RAND/AUTN/CK/IK/XRES包括在Dia-Wx-MAA中来发送MAP-SAIACK中包括的RAND/AUTN/CK/IK/XRES。
当接收到Dia-Wx-MAA时，AAA向SGSN功能单元发送Dia-EAP-Answer(步骤B13)。AAA通过将Result-Code(多轮)和EAP-Request/AKA-Challenge包括在Dia-EAP-Answer中来发送Result-Code(多轮)和EAP-Request/AKA-Challenge。
当接收到Dia-EAP-Answer时，SGSN功能单元向FAP发送IKE-AUTH响应(步骤B14)。SGSN功能单元通过将EAP-Request/AKA-Challenge包括在IKE-AUTH响应中来发送EAP-Request/AKA-Challenge。
当接收到Dia-EAP-Answer时，FAP向UE发送认证和密码请求(步骤B15)。
当接收到认证和密码请求时，UE向FAP发送认证和密码响应(步骤B16)。
当接收到认证和密码响应时，FAP向SGSN功能单元发送IKE-AUTH请求(步骤B17)。FAP通过将EAP-Response/AKA-Challenge和私有扩展包括在IKE-AUTH请求中来发送EAP-Response/AKA-Challenge和私有扩展。
当接收到IKE-AUTH请求时，SGSN功能单元向AAA发送Dia-EAP-Request(步骤B18)。SGSN功能单元通过将EAP-Response/AKA-Challenge包括在Dia-EAP-Request中来发送EAP-Response/AKA-Challenge。
当接收到Dia-EAP-Request时，AAA向SGSN功能单元发送Dia-EAP-Answer(步骤B19)。AAA通过将Result-Code(成功)和EAP-Request/Success包括在Dia-EAP-Answer中来发送Result-Code(成功)和EAP-Request/Success。
当接收到Dia-EAP-Answer时，SGSN功能单元向AAA发送Dia-AA-Request(步骤B20)。
当接收到Dia-AA-Request时，AAA向SGSN功能单元发送Dia-AA-Answer(步骤B21)。AAA通过将Result-Code(成功)包括在 Dia-AA-Answer中来发送Result-Code(成功)。
当接收到Dia-AA-Answer时，SGSN功能单元向HLR发送MAP更新GPRS位置(步骤B22)。SGSN功能单元通过将IMSI.UE包括在MAP更新GPRS位置中来发送IMSI.UE。
在接收到MAP更新GPRS位置时，HLR向SGSN功能单元发送MAP插入订户数据(步骤B23)。HLT通过将与MAP更新GPRS位置中包括的IMSI.UE相对应的(针对PS的)订户信息包括在MAP插入订户数据中来发送与MAP更新GPRS位置中包括的IMSI.UE相对应的(针对PS的)订户信息。
当接收到MAP插入订户数据时，SGSN功能单元向HLR发送MAP插入订户数据ACK(步骤B24)。
当接收到MAP插入订户数据ACK时，HLR向SGSN功能单元发送MAP更新GPRS位置ACK(步骤B25)。因此，SGSN功能单元可以将从HLR获取时UE的(针对PS的)订户信息注册至SGSN功能单元的SGSN并对其进行管理。
当接收到MAP更新GPRS位置ACK时，SGSN功能单元向GGSN发送向GGSN发送创建PDPL下文请求(步骤B26)。
当接收到创建PDP上下文请求时，GGSN向SGSN功能单元发送创建PDP上下文响应(步骤B27)。
当接收到创建PDP上下文响应时，SGSN功能单元向FAP发送IKE-AUTH响应(步骤B28)。
在接收到IKE-AUTH响应时，FAP向UE发送安全模式命令(PS)(步骤B29)。
在接收到安全模式命令(PS)时，UE向FAP发送安全模式完成(步骤B30)。
在接收到安全模式完成时，FAP向SGSN功能单元发送IKE-AUTH-Request(步骤B31)。
在接收到IKE-AUTH-Request时，SGSN功能单元向FAP发送IKE-AUTH-Response(步骤B32)。
在接收到IKE-AUTH-Response时，FAP向UE发送无线承载建立(PS) (步骤B33)。
当接收到无线承载建立时，UE向FAP发送无线承载建立完成(步骤B34)。
当接收到无线承载建立完成时，FAP向UE发送激活PDP上下文接受(步骤B35)。
按照这种方式，在本示例实施例的通信系统中，当执行针对PS服务的位置注册时，在UE、FAP、PDG、AAA、HSS和HLR之间发送和接收消息，以执行UE授权过程，如图4所示。另一方面，在本示例实施例的通信系统中，当执行PS传输时，在UE、FAP、SGSN功能单元、AAA、HSS和HLR之间发送和接收消息，以执行UE授权过程，如图5所示。当UE授权成功时，SGSN功能单元从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息，并将所获取的UE的(针对PS的)订户信息注册在VLR中及其管理。然后，基于在VLR处管理的UE的(针对PS的)订户信息，执行与现有3G网络的PS附加服务类似的PS附加服务。这里，如图6所示，当UE是PS专用设备时，在与图5所述的相同处理操作中执行PS附加服务，并且PS专用设备可以通过将SGSN功能单元从HLR获取的(针对PS的)订户信息中包括的MSISDN(移动台国际订户目录号码)包括在GTP(GPRS隧道协议)中来执行PS传输。这里，当UE是通用设备时，执行图5所示的上述处理操作，而当UE是PS专用设备时，进行图6所示的处理操作。在通用UE的情况下，针对CS的订户信息和针对PS的订户信息由HLR管理，而当UE是PS专用设备时，只有针对PS的订户信息由HLR管理。相应地，针对通用UE和针对PS专用设备，在PS附加服务时的处理操作近似以与图5和6所示的相同方式执行，只不过在通用UE的情况与PS专用设备的情况之间，在HLR处管理的订户信息不同。
PS附加服务是指在3GPP中标准化的PS服务中由SGSN使用从HLR获取的(针对PS的)订户信息执行的服务。例如，可以考虑APN选择功能。假定SGSN功能单元从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息，并如图7所示在VLR处管理UE的(针对PS的)订户信息。在这种情况下，当从UE接收的APN的订户信息指示订户A时，SGSN功能单元允许特定服务A和特定服务B。当从UE接收的APN的订户信息 指示订户B时，SGSN功能单元允许特定服务A，并利用APN选择功能来抑制特定服务B。当从UE接收的APN的订户信息指示订户E时，SGSN功能单元利用APN选择功能抑制特定服务A，并允许特定服务B。当从UE接收的APN的订户信息指示订户H时，SGSN功能单元利用APN选择功能来抑制特定服务A和B。按照这种方式，SGSN功能单元从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息，并将UE的订户信息注册在VLR中并管理，从而可以针对每个订户具体地执行PS附加服务。作为PS附加服务，除了上述APN选择功能，可以考虑Qos控制等等。
<本示例实施例的通信系统的操作和效果>
如上所述，在本示例实施例的通信系统中，在FAP和AAA之间与PDG分离地提供SGSN功能单元。此外，在本示例实施例的通信系统中，在执行针对PS服务的位置注册时，在UE、FAP、PDG、AAA、HSS和HLR之间发送和接收消息，以执行UE的授权。此外，在本示例实施例的通信系统中，在PS传输时，在UE、FAP、SGSN功能单元、AAA、HSS和HLR之间发送和接收消息，以从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息，并将所获取的UE的(针对PS的)订户信息注册在SGSN功能单元的VLR中及其管理，使得基于在VLR处注册的UE的(针对PS的)订户信息，执行与现有3G网络的PS附加服务类似的PS附加服务。因此，在引入有使用IMS网络的FAP的毫微微IMS网络通信系统中，也可以执行与现有3G网络的PS附加服务类似的PS附加服务。
(第二示例实施例)
接下来，描述第二示例实施例。
在第一示例实施例中，如图2所示，在FAP和AAA之间与PDG分离地提供SGSN功能单元。
另一方面，在本示例实施例中，如图8所示，在PDG中提供SGSN功能单元，以执行与图4至6所示的第一实施例中相同的处理操作。即，在PDG中提供的SGSN功能单元从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息，将所获取的UE的(针对PS的)订户信息注册在SGSN功能单元的VLR中并对其进行管理，并使用在VLR中注册的UE的(针对PS的)订户信息来 执行与现有3G网络的PS附加服务类似的PS附加服务。
在这种情况下，基于从FAP接收的消息中包括的NAI，PDG确定该请求是针对CS服务的位置注册请求、针对PS服务的位置注册请求还是针对PDP激活的请求。当NAI表示“OCSO<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname”时，PDG确定该请求是针对CS服务的位置注册请求，并执行针对CS服务的处理操作。当NAI表示“OPSO<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname”时，PDG确定该请求是针对PS服务的位置注册请求，并执行图4所示的处理操作。当NAI表示“OPDPO<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname”时，PDG确定该请求是针对PDP激活的请求，并在通用UE的情况下执行图5所示的处理操作，在PS专用设备的情况下执行图6所示的处理操作。因此，即使SGSN功能单元在PDG中提供，仍可以执行图4至6所示的处理操作。
(第三示例实施例)
接下来描述第三示例实施例。
在第二示例实施例中，如图8所示，在PDG中提供SGSN功能单元。在PS传输时，在PDG中提供的SGSN功能单元执行图5所示的处理操作，从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息，将所获取的UE的(针对PS的)订户信息注册在SGSN功能单元的VLR中并对其进行管理，并使用在VLR中注册的UE的(针对PS的)订户信息来执行与现有3G网络的PS附加服务类似的PS附加服务。
另一方面，在本示例实施例或第三示例实施例中，如图8所示，在PDG中提供SGSN功能单元。在执行针对PS服务的位置注册时，在PDG中提供的SGSN功能单元执行图9所示的处理操作，从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息，将所获取的UE的(针对PS的)订户信息注册在SGSN功能单元的VLR中并对其进行管理(图9所示的步骤B22至B25)。在本示例实施例中，在PDG中提供的SGSN功能单元在PS传输时执行图10所示的处理操作，以使用SGSN功能单元向VLR注册的UE的(针对PS的)订户信息来执行与现有3G网络的PS附加服务类似的PS附加服务(图10所示的步骤B26至B35)。
因此，在执行针对PS服务的位置注册时，可以从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息，并将所获取的UE的(针对PS的)订户信息注册在VLR中及其管理。
这里，上述示例实施例是本发明的优选示例实施例，本发明的范围不应限于上述示例实施例，而可以在不背离本发明的主旨的前提下做出各种改变。
例如，以如图8所示在PDG中提供SGSN功能单元的情况来描述第二和第三示例实施例。然而，在FAP中提供SGSN功能单元也使得可以执行与第二和第三示例实施例类似的处理操作。相应地，如果通过实质上使用图1所示的FAP和PDG来构造SGSN功能单元、从HLR获取UE的(针对PS的)订户信息、并向存在于毫微微IMS网络上的VLR注册所获取的UE的(针对PS的)订户信息，使得可以提供与3G网络的PS附加服务类似的PS附加服务，本示例实施例的通信系统可以应用于构造各种系统配置。
在图2所示的上述通信系统中，针对毫微微IMS网络提供单一SGSN功能单元，使得可以以识别3G网络上的SGSN的相同方式，从MMES-GW、GGSN和P-GW识别IMS网络上的SGSN功能单元。然而，针对毫微微IMS网络可以提供多个SGSN功能单元，并且多个SGSN功能单元可以被构造为单一SGSG功能单元组，使得可以以识别3G网络上的SGSN的相同方式，从MMES-GW、GGSN和P-GW识别SGSN功能单元组。
此外，在本示例实施例中的通信系统中，可以不依赖于3GPP的版本来执行处理。
形成上述示例实施例的通信系统的每个设备中的控制操作还可以由硬件、软件或由硬件和软件和复杂组合来执行。
当使用软件来执行处理时，可以将记录有处理序列的程序安装在内置于专用硬件中的计算机的存储器中，并使计算机执行程序。备选地，可以将程序安装至可以执行每个过程的通用计算机。
例如，程序可以预先记录在作为记录介质的硬盘或ROM(只读存储器)中。备选地，程序可以临时或永久存储(记录)在可移除记录介质中。这种可移除记录介质可以作为所谓打包软件来提供。可移除记录介质的示例包括软(注册商标)盘，CD-ROM(紧致盘只读存储器)、MO (磁光)盘、DVD(数字通用光盘)、磁盘、半导体存储器等等。
这里，程序可以从上述移除记录介质安装至计算机。此外，程序可以从下载站点无线传送至计算机。备选地，程序可以经由网络有线传送至计算机。
本示例实施例的通信系统不仅被配置为按时序执行在以上示例实施例中描述的处理操作，而且可以被配置为根据设备执行过程的处理能力或根据需要并行或单独地执行处理操作。
此外，本示例实施例的通信系统可以由多个设备的逻辑集合来配置，或者可以由驻留在单一外壳中的各个设备来配置。
上述示例实施例的全部或部分可以附加作为以下注释，但是不应限于此。
(附加注释1)
一种服务控制设备，包括:
注册装置，从HLR(归属位置寄存器)获取关于UE(用户设备)的针对PS(分组交换)服务的订户信息，并将所述订户信息注册在存在于IMS(IP多媒体子系统)网络上的VLR(访问位置寄存器)中，所述UE在IMS网络上的毫微微基站覆盖的区域中;以及
控制装置，基于在VLR中注册的订户信息来执行PS服务。
(附加注释2)
根据附加注释1所述的服务控制设备，其中，在执行针对PS服务的位置注册时，或在执行PS传输时，所述注册装置从所述HLR获取关于所述UE的针对PS服务的订户信息，并将所述信息注册在所述VLR中。
(附加注释3)
一种中继装置，用于将来自UE(用户设备)的消息中继至核心侧，所述UE在IMS(IP多媒体子系统)网络上的毫微微基站覆盖的区域中，所述中继装置包括:
注册装置，从HLR(归属位置寄存器)获取关于UE的针对PS(分组交换)服务的订户信息，并将所述订户信息注册在存在于IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)中;以及
控制装置，基于在VLR中注册的订户信息来执行PS服务。
(附加注释4)
一种毫微微基站，存在于IMS(IP多媒体子系统)网络上，并将来自UE(用户设备)的消息发送至核心侧，所述毫微微基站包括:
注册装置，从HLR(归属位置寄存器)获取关于UE的针对PS(分组交换)服务的订户信息，并将所述订户信息注册至存在于IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)。
(附加注释5)
一种形成IMS网络的通信系统，包括:UE(用户设备);毫微微基站，将来自UE的消息发送至核心侧;中继设备，将从毫微微基站发送的UE的消息中继至核心侧;以及服务控制设备，执行针对UE的PS(分组交换)服务，
所述服务控制设备包括;
注册装置，基于从毫微微基站发送的UE的消息，从HLR(归属位置寄存器)获取关于UE的针对PS服务的订户信息，并将所述订户信息注册在存在于IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)中;以及
控制装置，基于在VLR中注册的订户信息来执行PS服务。
(附加注释6)
根据附加注释5所述的通信系统，其中，所述服务控制设备在所述毫微微基站或所述中继设备中提供。
(附加注释7)
一种由服务控制设备执行的控制方法，所述控制设备执行针对UE(用户设备)的PS(分组交换)服务，所述UE在IMS(IP多媒体子系统)网络上的毫微微基站覆盖的区域中，所述方法包括以下步骤:
注册步骤，获取关于UE的针对PS服务的订户信息，并将所述订户信息注册在存在于IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)中;以及
控制步骤，基于在VLR中注册的订户信息来执行PS服务。
(附加注释8)
一种程序，使计算机执行:
注册过程，从HLR(归属位置寄存器)获取关于UE(用户设备) 的针对PS(分组交换)服务的订户信息，并将所述订户信息注册在存在于IMS(IP多媒体子系统)网络上的VLR(访问位置寄存器)中，所述UE在IMS网络上的毫微微基站覆盖的区域中;以及
控制过程，基于在VLR中注册的订户信息来执行PS服务。
尽管已经参照示例实施例说明了本发明，但是本发明不应限于本发明的上述示例实施例。在本发明的范围内，可以对本发明的结构和细节做出本领域技术人员可以理解的各种修改。
本发明要求基于2011年6月23日提交的日本专利申请No.2011-139453的优先权，并且应当将其全部公开并入此处。
[工业实用性]
本发明可以应用于使用毫微微基站的服务。

Claims (7)

1.一种服务控制设备，包括：
注册装置，从HLR(归属位置寄存器)获取关于UE(用户设备)的针对PS(分组交换)服务的订户信息，并将所述订户信息注册在存在于IMS(IP多媒体子系统)网络上的VLR(访问位置寄存器)中，所述UE在所述IMS网络上的毫微微基站覆盖的区域中；以及
控制装置，直接连接到3G网络上的GGSN(网关GPRS支持节点)和P-GW(PDN-网关)并基于在所述VLR中注册的所述订户信息来执行PS服务，
其中，当所述UE是PS专用设备时，所述控制装置使得所述PS专用设备通过将从所述HLR获取的所述订户信息中所包括的移动台国际订户目录号码(MSISDN)包括在GPRS隧道协议(GTP)中来执行PS传输。
2.根据权利要求1所述的服务控制设备，其中，在执行针对PS服务的位置注册时，或在执行PS传输时，所述注册装置从所述HLR获取关于所述UE的针对PS服务的订户信息，并将所述信息注册在所述VLR中。
3.一种中继装置，用于将来自UE(用户设备)的消息中继至核心侧，所述UE在IMS(IP多媒体子系统)网络上的毫微微基站覆盖的区域中，所述中继装置包括：
注册装置，从HLR(归属位置寄存器)获取关于所述UE的针对PS(分组交换)服务的订户信息，并将所述订户信息注册在存在于所述IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)中；以及
控制装置，直接连接到3G网络上的GGSN(网关GPRS支持节点)和P-GW(PDN-网关)并基于在所述VLR中注册的所述订户信息来执行PS服务，
其中，当所述UE是PS专用设备时，所述控制装置使得所述PS专用设备通过将从所述HLR获取的所述订户信息中所包括的移动台国际订户目录号码(MSISDN)包括在GPRS隧道协议(GTP)中来执行PS传输。
4.一种毫微微基站，存在于IMS(IP多媒体子系统)网络上，并将来自UE(用户设备)的消息发送至核心侧，所述毫微微基站包括：
注册装置，从HLR(归属位置寄存器)获取关于所述UE的针对PS(分组交换)服务的订户信息，并将所述订户信息注册在存在于IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)，
控制装置，直接连接到3G网络上的GGSN(网关GPRS支持节点)和P-GW(PDN-网关)并基于在所述VLR中注册的所述订户信息来执行PS服务，
其中，当所述UE是PS专用设备时，所述控制装置使得所述PS专用设备通过将从所述HLR获取的所述订户信息中所包括的移动台国际订户目录号码(MSISDN)包括在GPRS隧道协议(GTP)中来执行PS传输。
5.一种形成IMS网络的通信系统，包括：UE(用户设备)；毫微微基站，将来自所述UE的消息发送至核心侧；中继设备，将从所述毫微微基站发送的UE的消息中继至核心侧；以及服务控制设备，执行针对所述UE的PS(分组交换)服务，其特征在于
所述服务控制设备包括：
注册装置，基于从毫微微基站发送的UE的消息，从HLR(归属位置寄存器)获取关于所述UE的针对PS服务的订户信息，并将所述订户信息注册在存在于所述IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)中；以及
控制装置，直接连接到3G网络上的GGSN(网关GPRS支持节点)和P-GW(PDN-网关)并基于在所述VLR中注册的所述订户信息来执行PS服务，
其中，当所述UE是PS专用设备时，所述控制装置使得所述PS专用设备通过将从所述HLR获取的所述订户信息中所包括的移动台国际订户目录号码(MSISDN)包括在GPRS隧道协议(GTP)中来执行PS传输。
6.根据权利要求5所述的通信系统，其中，所述服务控制设备在所述毫微微基站或所述中继设备中提供。
7.一种由服务控制设备执行的控制方法，所述控制设备执行针对UE(用户设备)的PS(分组交换)服务，所述UE在IMS(IP多媒体子系统)网络上的毫微微基站覆盖的区域中，所述方法包括以下步骤：
注册步骤，获取关于所述UE的针对PS服务的订户信息，并将所述订户信息注册在存在于所述IMS网络上的VLR(访问位置寄存器)中；以及
控制步骤，基于在所述VLR中注册的所述订户信息来执行PS服务，
其中，当所述UE是PS专用设备时，在所述控制步骤中，使得所述PS专用设备通过将所获取的订户信息中所包括的移动台国际订户目录号码(MSISDN)包括在GPRS隧道协议(GTP)中来执行PS传输。
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