CN104854576B - 接入网络的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了接入无线网络的系统和方法实施例。实施例实现建立和释放对应于3GPP增强分组核心网(EPC)中的分组数据网(PDN)连接的无线局域网(WLAN)中的会话资源。在一个实施例，一种网络设备执行的用于与用户设备(UE)建立控制信道的方法包括所述网络组件建立链路层信道；所述网络设备向所述UE发送所述链路层信道的标识符；以及所述网络设备使用WLAN控制协议(WLCP)通过所述链路层信道与所述UE通信，其中所述WLAN包括信任WLAN接入网(TWAN)。

Description

接入网络的系统和方法
相关申请案交叉申请
本申请要求于2014年1月2日递交的发明名称为“接入网络的系统和方法(Systemsand Methods for Accessing a Network)”的第14/146,107号美国非临时专利申请案以及于2013年1月3日递交的发明名称为“接入网络的系统和方法(Systems and Methods forAccessing a Network)”的第61/748,662号美国临时专利申请案的在先申请优先权，这两个在先申请的内容均以引入的方式并入本文本中，如全文再现一般。
技术领域
本发明涉及一种用于无线通信的系统和方法，且在具体实施例中，涉及一种接入网络的系统和方法。
背景技术
在无线局域网(WLAN)等3GPP S2a网络中，用户设备(UE)和接入网关(例如，信任WLAN接入网关(TWAG))之间不存在信令机制以实现分组数据网(PDN)连接信令交互和包括接入点名称(APN)、切换等网络会话方面的信令交互。由于当前不支持UE变更，因此UE只可以发送互联网协议(IP)层请求，或者，对于IPv6，等待默认路由器/网关提供IP前缀/地址作为配置。
发明内容
根据一个实施例，一种网络设备中用于与用户设备(UE)建立控制信道的方法包括：所述网络设备与所述UE建立链路层信道；所述网络设备向所述UE发送所述链路层信道的标识符；以及所述网络设备使用无线局域网(WLAN)控制协议(WLCP)通过所述链路层信道与所述UE通信，其中所述WLAN包括信任WLAN接入网(TWAN)。
根据一个实施例，一种用于与用户设备(UE)建立控制信道的网络设备：包括处理器和存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括进行以下操作的指令：与所述UE建立链路层信道；向所述UE发送所述链路层信道的标识符；以及使用无线局域网(WLAN)控制协议(WLCP)通过所述链路层信道与所述UE通信，其中所述WLAN包括信任WLAN接入网(TWAN)。
根据一个实施例，一种用户设备(UE)中用于与无线网络设备建立用于多分组数据网(PDN)接入的控制信道的方法包括：UE获取UE标识符；所述UE与所述无线网络设备建立PDN连接；所述UE获取所述无线网络设备的无线网络设备标识符；以及所述UE使用无线局域网(WLAN)控制协议(WLCP)通过互联网协议(IP)层信道与所述无线网络设备通信。
根据一个实施例，一种用于与无线网络设备建立用于多分组数据网(PDN)接入的控制信道的用户设备(UE)包括：处理器和存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括进行以下操作的指令：获取UE标识符；与所述无线网络设备建立PDN连接；获取所述无线网络设备的无线网络设备标识符；以及使用无线局域网(WLAN)控制协议(WLCP)通过互联网协议(IP)层信道与所述无线网络设备通信。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：
图1示出了L2路径上的控制信令的实施例架构；
图2示出了图示使用WCS协议(WLCP)协作发送信号的功能实体的实施例系统；
图3示出了EAP认证的第一流程；
图4A和4B示出了用于UE认证期间WLCP协议信道配置或者用于WLCP信道-L2 P2P链路ID配置的实施例方法；
图5A和5B示出了允许N3GPP网络中UE附着至网络/APN集的一系列步骤的实施例方法；
图6示出了N3GPP网络中UE释放连接或分离的实施例方法。
图7示出了L3上的控制信令的实施例方法；
图8A和8B示出了L3上的WLCP的实施例方法；以及
图9示出了可用于实现例如本文所述的设备和方法的相应实施例的计算平台。
具体实施方式
下文将详细论述当前优选实施例的制作和使用。然而，应了解，本发明提供可在各种具体上下文中体现的许多适用的发明性概念。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
在3GPP SaMOG研究阶段1中，基于用户配置文件中的认证期间选择的服务集标识(SSID)、授权期间下载的配置等隐式地协商APN和PDN连接。WLAN接入网中，当3GPP增强分组核心网(EPC)中的多个PDN连接需要在UE和第一跳路由器(3GPP中的信任WLAN接入网关(TWAG))之间通过信令交互用于单个授权网络会话时，这种隐式配置是不够的。就算对于单个PDN连接，显式信令很重要，因为它可以避免配置错误和基于配置的假设。
在一个实施例中，如本文中所使用的那样，在信任WLAN中，至少存在两种关系：一种是WLAN提供商和3GPP EPC提供商之间的关系，一种是UE和3GPP EPC提供商之间的关系。在非信任情况下，UE和3GPP EPC提供商之间存在关系，UE和WLAN提供商之间存在关系。WLAN和EPC提供商之间缺乏信任关系称作是非信任的，而在信任关系中，其中UE和WLAN均与3GPPEPC提供商具有信任关系，WLAN网络是信任代理网络。
一个实施例提供用于多PDN接入连接(即，多连接模式)的WLAN控制信令。实施例提供基于WLAN控制信令(WCS)协议(WLCP)的方案以允许UE连接至特定网络(例如，APN)，并提供完整的附着/分离和切换顺序。本文所使用的术语WCS和WLCP有时可互换使用。
一个实施例为层2协议-WLCP建立控制信道，用于建立和释放WLAN网络中对应于3GPP EPC(增强分组核心网)中PDN连接的会话资源。各种实施例提供三种机制，通过这三种机制，向UE提供WLCP服务器(TWAG)的媒体接入控制(MAC)地址。
对于向UE的WLCP MAC地址的配置/引导，当前提议是使用广播，这可能效率不高。各种实施例提供三种方法：多播、初始配置、或基于可扩展认证协议(EAP)扩展的配置。对于使用EAP扩展的WLCP的控制信道的配置更为高效并且在配置方面更为完整。实施例可在附着到3GPP EPC等的WLAN网络中实施。
用于WLCP层2(L2)机制的实施例，为层2协议-WLCP建立控制信道，用于建立和释放WLAN网络中对应于3GPP EPC中PDN连接的会话资源。
WLCP的一个实施例支持PDN连接的初始附着、切换和连接释放。WLCP允许交换以下参数。第一，UE至网络：APN/非无缝WLAN卸载(NSWO)指示、协议配置项(PCO)和请求类型(初始/切换)。第二，网络至UE：L2点到点链路标识符，并且还可包括APN、PCO，或UE的IP地址。第三，其它参数，例如IMSI、NAI、UE的MAC地址，或者UE在网络中的其它标识。
这允许UE使用WLCP来配置WLAN中对应于3GPP EPC中多个PDN连接的资源。为了引导WLCP，处理以下操作。第一，建立链路层信道，在该链路层信道上，UE和网关(TWAG)可以使用WLCP通信。该链路层信道可以是特定虚拟局域网(VLAN)、通用路由封装(GRE)、子网访问协议(SNAP)头或者其它。向UE发送该WLCP传输信道的值。第二，采用一种机制，允许UE为从UE发送到网关(TWAG)的第一WLCP消息确定网关(TWAG)的MAC地址。
特定MAC地址还可以分配给UE并且自身用作WLCP传输信道。在这种情况下，不必使用另一链路层信道。每个UE可以被分配不同MAC地址用于WLCP传输信道，或者一些UE可以共享相同的MAC地址，并且网络区分UE和UE ID。
在一个实施例中，一种网络设备中用于与用户设备(UE)建立控制信道的方法包括网络设备向UE发送链路层信道标识符，以及网络设备使用无线局域网(WLAN)控制协议(WLCP)通过链路层信道与UE通信。该方法还包括从UE接收对多连接模式的请求。此外，该方法可包括通过WLCP接收来自UE的分组数据网(PDN)连接请求。在一个实施例中，通过使用TWAG监听专用以太网多播地址向UE提供TWAG的MAC地址。这可包括当UE认证成功时，TWAG发送WLCP初始指示。向UE提供TWAG的MAC地址还可以通过在可扩展认证协议(EAP)响应中向UE发送TWAG的地址来实现。
在一个实施例中，TWAG等网络设备向UE发送链路层信道的标识符包括通过认证、授权和计费(AAA)服务器/代理向UE发送在可扩展认证协议(EAP)消息，所述EAP消息包括链路信道标识符。EAP消息可包括EAP请求。在一个实施例中，在向UE发送链路信道的标识符之前，AAA服务器/代理从TWAG获取链路信道标识符。链路信道的标识符可包括信任WLAN接入网关(TWAG)媒体接入控制(MAC)地址和信任WLAN接入网(TWAN)媒体接入控制(MAC)地址的其中一个。在一个实施例中，链路信道的标识符可包括信任WLAN接入网关(TWAG)的互联网协议(IP)地址和信任WLAN接入网(TWAN)的互联网协议(IP)地址的其中一个，或信任WLAN接入网关(TWAG)的带端口号的互联网协议(IP)地址和信任WLAN接入网(TWAN)的带端口号的互联网协议(IP)地址的其中一个。
在一个实施例中，UE使用无线局域网(WLAN)控制协议(WLCP)通过链路层信道与TWAG等网络设备通信。在一个实施例中，该通信包括通过EAP流程期间接收到的标识符所标识的链路信道接收来自UE的会话管理请求消息。该通信还可包括在接收来自UE的会话管理请求消息之后，向UE发送会话管理响应消息。在一个实施例中，会话管理请求消息包括分组数据网(PDN)连接管理请求消息、附着请求消息、分离请求消息、切换请求消息以及非无缝WLAN卸载(NSWO)建立与释放请求消息中的至少一个。
在一个实施例中，UE和TWAG之间的通信包括发送用于标识UE和服务信任WLAN接入网关(TWAG)之间的点到点链路的标识符，该链路关联至特定分组数据网(PDN)连接和非无缝WLAN卸载(NSWO)连接中的一个连接。在一个实施例中，用于标识UE和TWAG之间的点到点链路的标识符包括TWAG的媒体接入控制(MAC)地址。TWAG的MAC地址可用于封装UE和TWAG之间传送的用户平面包，用于PDN连接和NSWO连接中的一个。在一个实施例中，TWAG使用UE的MAC地址和TWAG的MAC地址来标识UE和服务TWAG之间的点到点链路，以及将该点到点链路与通往PDN网关(GW)或通往网关通用分组无线服务支撑节点(GGSN)的隧道相匹配，用于PDN连接。
在一个实施例中，一种用户设备(UE)中用于与无线网络设备建立用于多分组数据网(PDN)接入的控制信道的方法包括：UE获取UE标识符，UE与无线网络设备建立PDN连接，UE获取无线网络设备的无线网络设备标识符，以及UE使用WLCP通过互联网协议(IP)层信道与无线网络设备通信。网络设备包括信任WLAN接入网关(TWAG)和信任WLAN接入网(TWAN)中的一个。UE标识符可包括UE IP地址，并且无线网络设备标识符(例如，TWAG标识符)可包括无线网络设备的IP地址。在一个实施例中，获取无线网络设备标识符包括接收UE和网络设备之间的链路信道的标识符。在一个实施例中，接收UE和网络设备之间的链路信道的标识符包括在可扩展认证协议(EAP)消息中接收来自认证、授权和计费(AAA)服务器/代理的链路信道标识符。在一个实施例中，AAA服务器/代理从信任WLAN接入网关(TWAG)获取链路信道的标识符。UE使用WLCP通过IP层信道与无线网络设备通信包括：通过可扩展认证协议(EAP)流程期间接收到的标识符所标识的链路信道发送会话管理请求消息。在一个实施例中，发送会话管理请求消息包括向EAP流程期间UE接收到的媒体接入控制(MAC)地址发送会话管理请求消息。
在一个实施例中，发送会话管理请求消息包括：向EAP流程期间UE接收到的IP地址或带端口号的IP地址发送会话管理请求消息。在一个实施例中，发送会话管理请求消息包括向EAP流程期间接收到的作为IP层目的地址的IP地址或带端口号的IP地址发送会话管理请求消息，以及向EAP流程期间接收到的作为MAC层目的地址的媒体接入控制(MAC)地址发送会话管理请求消息。会话管理请求消息可包括PDN连接管理请求消息、附着请求消息、分离请求消息、切换请求消息以及非无缝WLAN卸载(NSWO)建立与释放请求消息中的至少一个。在一个实施例中，UE使用WLCP通过IP层信道与无线网络设备通信包括：接收用于标识UE和服务信任WLAN接入网关(TWAG)之间的点到点链路的标识符，该链路关联至特定PDN连接或非无缝WLAN卸载(NSWO)连接，并且用于标识UE及其服务TWAG之间的点到点链路的标识符可包括TWAG的媒体接入控制(MAC)地址。在一个实施例中，TWAG的MAC地址用于封装在UE和TWAG之间传送的用户平面包以进行PDN连接或NSWO连接。在其它实施例中，信任WLAN接入网(TWAN)的任何VLAN ID、L2GRE密钥、SNAP头的特定值可以用来代替MAC地址或者在MAC地址之外来标识UE及其服务TWAG之间的点到点链路。通过使用除MAC地址之外的这些其它选项中的一个来标识UE及其服务TWAG之间的点到点链路，MAC地址还可参与标识用于WLCP和PDN连接/NSWO连接的链路。
图1示出了L2路径上的控制信令的实施例架构100。该架构100包括应用/服务层102、用户设备(UE)、无线接入点(AP)106、TWAG 108以及PDN网关(GW)110。无线AP和TWAG是信任WLAN接入网(TWAN)的设备。L2 P2P链路ID包括：VLAN ID、MAC地址、以太网上加密的GRE、新的3GPP特定LLC/SNAP头等。在一个实施例中，特定VLAN ID、以太网上加密的GRE，或者LLC/SNAP头还可以是用于分离PDN/NSWO连接的用户平面的标识符。UE 104包括PDN连接和NSWO连接，并且支持与TWAG108的WLAN控制信令。控制平面协议栈携带WLAN控制信令。在一个实施例中，该架构100还可支持L3路径上的控制信令。然而，尽管WLCP消息由IP头(具有特定目的IP地址或由TWLAN分配)封装，但是L3头是不可路由的。因此最好使用L2路径来携带具有作为WLCP消息的指示符的IP头的消息。UE可以使用任意地址，包括作为发往TWAN的消息包的源地址的自分配地址。
图2示出了图示使用WLCP协作发送信号的功能实体的实施例系统200。该系统200包括UE 202、WLAN AP 204、信任WLAN认证、授权和计费(AAA)代理(TWAP)206、TWAG(208)以及AAA服务器/代理210。UE包括应用设备212、EAP-客户端(EAP-C)214、WLCP-客户端(WCS-C)216、连接管理器218以及转发器220。WLAN AP 204包括EAP传输设备222。TWAP206包括EAP-代理(EAP-P)设备224和WLCP-信道代理226。TWAG 208包括WLCP信道配置设备228、WLCP-服务器(WCS-S)设备230、连接控制器232以及路由控制器234。WLCP信道配置设备228与WLCP信道代理226通信。该通信可以是直连的或者通过中间设备进行。WLCP信道配置设备228和WLCP信道代理226之间的通信的精确方法可以随着实施例的不同而改变。
UE 202具有与网关(TWAG)208中WCS-S 230通信的WCS-C 216。用户触发的应用212使连接管理器218启动WLCP信令。使用WLCP 238之前，对WLCP 238进行配置。在该实施例中，EAP以及认证、授权和计费(AAA)协议(拨号用户远程认证服务(RADIUS)/Diameter)用于交换该信息。
高级别的操作顺序如下。在例如EAP-AKA'的UE 202认证顺序使用期间，如果UE202发信号通知(或者能够进行)多PDN建立，则TWAP 206中的WCS-信道-代理226请求WCS-信道-CFG(配置器)228返回具体用于控制信道信令的合适的层2点到点链路。这在本文中称为WCS控制信道(WCC)238。TWAP 224获取WCC 238并且将其发送给AAA服务器210作为RADIUS/Diameter参数。
当AAA服务器210从UE 202接收EAP-AKA'认证顺序，其中UE 202发信号通知其能够进行多PDN建立，并且TWAP 224发送Diameter/RADIUS形式的WCC时，AAA使用作为EAP扩展参数的WCC 238向UE 202作出响应。UE 202中的EAP客户端214接收该参数并将该参数发送给WCS-C 216以供在后续WLCP 238消息中使用。
UE 202获取TWAG 208的MAC地址作为EAP扩展参数(与WLCP信道类似)，或者TWAG208在WLCP信道238中发送初始消息用于UE 202发现MAC地址。当TWAP 206接收EAP成功(用于UE 202认证)时，WCS-信道-代理226向TWAG 208(WCS-信道-CFG 228)发送通知以提交WCCID(L2 P2P链路ID)。尽管一个实施例中描述了EAP-AKA’认证方法，但是在其它实施例中，也可使用EAP-AKA、EAP-SIM等。
图3示出了EAP认证的第一流程300。在EAP认证中，网络向UE 302发送用于WLAN控制信令的服务器地址(例如，域名、IP地址、带端口号的IP地址等)或L2 P2P链路ID，该步骤可以发生在UE初始附着至WLAN，以及UE切换至WLAN时。用于WLAN控制信令传输的L2 P2P链路可用于用户平面的L2 P2P链路或用户平面的L3 P2P隧道。用户平面的L2 P2P链路或用户平面的L3 P2P隧道用于UE 302的PDN连接或NSWO分离。在UE 302接收到IP地址(例如，NSWOIP地址)之后，UE可连接至WLAN控制信令的服务器并与服务器进行通信，用于PDN链接建立、释放或者分离。L3上的控制信令的其它流程与L2上的控制信令类似。
关于WLCP信道(L2 P2P链路ID)引导的流程顺序，图4A和4B示出了用于UE认证期间WLCP信道配置或用于WLCP信道-L2 P2P链路ID配置的实施例方法400。WLCP控制信道在图4A和4B中标识为“L2 P2P链路ID”(层2点到点链路标识符)。L2 P2P链路可基于VLAN、L2GRE、SNAP头、特定MAC或另一机制。WLCP的L2 P2P链路ID可在步骤4、5中从非3GPP接入404(TWAG、信任WLAN AAA代理(TWAP))向AAA代理406和AAA服务器408发送(作为EAP RSP或AAA信令的参数)并在步骤13a、13b和14中从AAA代理406和AAA服务器408向UE 402发送(作为EAP-REQ的参数)。在某些实施例中，AAA代理406是可选的。
可选地，WLCP的L2 P2P链路ID可在步骤17a、17b中从非3GPP接入404(TWAG、TWAP)向AAA服务器408发送(作为EAP RSP或AAA信令的参数)并在步骤23a、23b和24中从AAA服务器408向UE 402发送(作为EAP-成功的参数)。在该可选方案中，EAP成功可能需要扩展至能够携带参数。L2 P2P链路ID配置(控制信道配置)只在UE 402认证成功时有效。
在图4A和4B中，作为WLAN控制信令的链路层信道的标识符的L2 P2P链路ID可在步骤4、步骤5中从非3GPP接入(TWAG)向AAA发送(作为EAP RSP或AAA信令的参数)，并在步骤13a、步骤13b、步骤14中从AAA向UE发送(作为EAP-REQ的参数)。或者，WLAN控制信令的L2P2P链路ID可在步骤17a、步骤17b中从非3GPP接入(TWAG)向AAA发送(作为EAP RSP或AAA信令的参数)，并在步骤23a、步骤23b、步骤24中从AAA向UE发送(作为EAP-成功的参数)。但是这并非是一种限制，也就是说，只要AAA服务器获得WLAN控制信令的L2 P2P链路ID，那么AAA服务器可以在任意可用步骤中向UE发送P2P链路ID。EAP-成功可扩展至能够携带参数。当UE以任一方式获得WLAN控制信令的L2 P2P链路ID时，UE只在认证成功时使用该L2 P2P链路ID。
关于TWAG发现/配置，除了用于传送WLCP的信道外，UE 402可能有必要发现TWAG。UE 402确定TWAG MAC地址存在多种方式。第一，多播来自UE 402的初始请求。这可能要求作为众所周知的地址的预配置或来自以太网多播地址空间的以太网多播地址的分配是高效的(与广播相比)。
第二，(TWAN)(例如，非3GPP接入404)中的WLCP服务器通过向UE 402发送初始消息来发起WLCP信令。在该可选方案中，TWAP在从AAA服务器408接收到EAP-成功时，向WLCP服务器(TWAG)(例如，非3GPP接入404)发送指示。(TWAN)(例如，非3GPP接入404)中的WLCP服务器使用EAP-成功的指示/信息来触发WLCP初始消息，该消息从预期接收来自UE 402的WLCP消息的相同MAC地址发送。
第三，在EAP-AKA响应消息中提供WLCP服务器(TWAG)(例如，非3GPP接入404)MAC。在该情况下，WLCP服务器(TWAG)(例如，非3GPP接入404)向TWAP提供MAC地址(以与WLCP信道id类似的方式)。TWAP向AAA服务器408发送该MAC地址，AAA服务器408随后将该地址添加作为EAP扩展参数(RFC 4187)并在EAP响应中向UE 402发送。
关于初始附着/切换/连接建立的流程顺序，图5A和5B示出了允许非3GPP N3GPP网络中UE 502附着至网络/APN集的一系列步骤的实施例方法500。N3GPP网络是不使用在3GPP中定义的例如WLAN、WiMAX等技术的接入网。
在PDN连接建立或NSWO中，UE 502使用用于WLAN控制信令的L2P2P链路与网络进行PDN连接参数的通信。UE 502发送的参数包括APN/NSWO指示、PCO以及请求类型。发送给UE502的参数包括APN/NSWO指示、PCO以及L2 P2P链路ID。UE 502和网络之间的通信可包括UEID(网络分配给UE的IMSI、NAI或临时ID)。执行(用于基于GTP的S2a的)A部分或(用于基于PMIP的S2a的)B部分。
以下的一系列步骤用于配置WLAN中的PDN接入连接/NSWO。这还可以发生在初始附着或切换至S2a WLAN中的先前所述的UE的EAP认证之后。
在步骤1中，将用于UE 502的WLCP信道进行配置以通过AP 504与TWAG 506(先前所述)通信。在该配置结束时，UE 502中的WLCP客户端具有L2 P2P ID(WLCP信道ID)用于向TWAG 506发送信令消息。
在步骤2、3中，UE 502-TWAG 506使用APN(或其它PDN ID)/NSWO、PCO、请求类型(初始请求/切换)和其它信令参数建立PDN连接或NSWO。UE 502和TWAG 506之间的会话在WLCP信道(L2 P2P)上进行。TWAG 506使用正在建立的用于PDN连接或NSWO的P2P链路ID作出响应。后续用户平面IP层信令/数据可以在该建立的用于PDN连接或NSWO的P2P链路上发送。如果UE请求新的额外的PDN连接，请求类型指示“初始请求”；当UE 502正在执行从其它接入的切换并且UE 502已经通过接入与PDN建立了连接时，请求类型指示“切换”。
如果在步骤3中UE的PDN IP地址由网络分配，则可能不执行步骤5和步骤10，并且在步骤2与步骤3之间执行A部分或B部分的步骤6至9。
在步骤5中，UE 502在新创建的P2P链路中发送IP配置请求(如果需要，发送IPv4DHCP请求或IPv6路由器请求)。在步骤6至9中，TWAG与PDN GW交互以配置3GPP EPC(增强分组核心网)中PDN连接的对应GTP/PMIP分段。执行(用于TWAG 506和GW 508之间基于GTP的接口的)A部分或(用于基于PMIP的)B部分。对于IPv6，路由器请求是可选的，因此，步骤6被触发作为步骤4的完成(创建用于PDN连接的P2P链路的完成)的结果。
在步骤10中，TWAG 506在已建立的用于该PDN连接的P2P链路上配置IP地址/前缀。此时，UE 502可以发送/接收该PDN连接的业务。UE 502可以重复上述顺序(步骤2至10)用于建立另一PDN连接。对于切换，除了请求类型设置为切换外，使用与上述相同的顺序。
对于UE 502在步骤2中指示NSWO，不执行步骤6至9，并且数据包直接经由在步骤4中建立的L2 P2P链路通过UE 502和互联网之间的TWAG506。应注意，在步骤2至3中建立的用于UE 502和TWAG 506之间的PDN连接的P2P链路可以是基于IP的隧道。
关于连接释放和分离的流程顺序，图6示出了用于N3GPP网络中UE释放连接或分离的实施例方法600。在一个实施例中，除非另有说明，UE 602、AP 604、TWAG 606、PDN GW608、拜访策略和计费规则功能(vPCRF)610、AAA代理612、归属策略和计费规则功能(hPCRF)614以及归属用户服务器(HSS)/AAA 616可类似于类似设备，并且可通过与图5A和5B中所述的类似设备的类似方式运行。vPCRF 610和hPCRF 614用于QoS和计费策略的中央控制。在漫游情况下，AAA代理用于在拜访网络中转发UE和(归属网络中的)AAA服务器之间的认证消息。HSS在归属网络中存储用户订阅数据并且在请求时向AAA服务器发送数据。以下的一系列步骤用于完全释放PDN接入连接/分离。
在步骤1中，UE 602通过在L2 P2P链路上发送该请求(APN(PDN ID)/NSWO/分离)来发起连接释放(PDN连接或NSWO)或分离，该链路是通过AP 604到TWAG 606的为UE 602的WLCP所配置的。可选地，网络TWAG606可在步骤1a中发起连接释放(PDN连接或NSWO)或分离。
对于PDN连接释放或分离，TWAG 606在3GPP EPC中发起释放机制(步骤2至5)。对于NSWO释放，不执行步骤2至5。
在步骤6中，TWAG 606向UE 602作出步骤1的响应用于释放。或者在步骤6a中，UE602向TWAG 606作出步骤1a的响应。如果网络很长时间内没有与UE通信，网络可隐式分离UE602。对于隐式分离，网络(TWAG 606)不向UE 602发送分离请求(分离类型)。
在步骤7中，释放用于PDN连接/NSWO的L2 P2P链路。之后，还可释放WLAN特定资源。对于分离，在该步骤中释放为UE 602的WLCP所配置的L2 P2P链路。在PDN连接释放或NSWO释放或UE 602的分离之后，L2 P2P链路资源(包括ID资源)可用于其它UE 602。
步骤1和步骤6为UE 602发起的PDN连接释放或分离。步骤1a和步骤6a为网络发起的PDN连接释放或分离。如果网络很长时间内没有与UE 602通信，网络可隐式分离UE 602。对于隐式分离，网络(TWAG 606)不向UE602发送分离请求(分离类型)。
PDN ID可能包括由网络或UE 602分配的PDN连接或NSWO的APN、L2 P2P链路ID以及临时会话ID。
对于NSWO释放，不执行步骤2至5。在PDN连接释放或NSWO释放或UE分离之后，L2P2P链路资源(包括ID)可用于其它UE 602。通过L2路径上的控制信令的分离流程是可选的。
另一实施例利用具有基于层3的控制信道信令的层3(L3)协议。与先前描述的L2控制信道信令不同，配置了WLCP服务器的IP地址/域名(而不是L2控制信道)。对于L3控制信道建立，TWAP/TWAG在与上述类似的认证流程中向UE返回用于控制信道信令的IP层接口的WLCP服务器的IP地址/域名。与其IP地址一起还可向UE发送WLCP服务器的端口。WLCP服务器可在TWAG中集成。如果没有集成，WLCP服务器将具有用于交换必要的信息的与TWAG之间的接口。
图7示出了L3上的控制信令的实施例方法700。在EAP认证中，网络向UE 702发送用于WLAN控制信令的服务器地址(域名、IP地址)，这可发生在初始附着至WLAN，或者切换至WLAN中。在UE 702获取IP地址(例如，NSWO IP地址)之后，UE 702可连接至WLAN控制信令的服务器并与TWAN中的服务器通信，以便于PDN连接建立或释放或分离。该流程的其余部分与在前述实施例中描述的类似。在一个实施例中，除非另有说明，UE 702、PDN GW 706、vPCRF708、AAA代理710、hPCRF 712、HSS/AAA714可类似于图6中的类似设备并且可通过与图6中的类似设备的类似方式运行。
图8A和8B示出了L3上的WLCP的实施例方法800。以下的一系列步骤用于配置L3WLAN控制信令上的PDN接入连接。这还可以发生在初始附着或切换至S2a WLAN中的先前所述的UE的EAP认证之后。UE 802通过AP 804与TWAG 806和其它设备通信。在一个实施例中，除非另有说明，UE802、AP 804、TWAG 806、WLCP服务器808、PDN GW 810、vPCRF 812、AAA代理814、hPCRF 816以及HSS/AAA 818可类似于图7中的类似设备并且可通过类似方式运行。
在步骤1中，UE 802获取IP地址(通常用于NSWO)。UE 802中的WLCP客户端具有L3路由能力并且可向WLCP服务器808发送信令消息。在该步骤中，UE的NSWO IP地址的路由可受到UE 802只能访问WLCP服务器808的限制。
在步骤2、3中，UE 802-TWAG 806使用APN(或其它PDN ID)、PCO、请求类型(初始请求/切换)和其它信令参数建立PDN连接。在如上所述的认证流程中获取TWAG 806(WLCP服务器808)的地址。如果UE 802在认证流程中获取WLCP服务器808的域名，则在向WLCP服务器808发送WLCP之前，UE 802可通过DNS查询获取WLCP服务器808的IP地址。UE 802和WLCP服务器808(TWAG 806)之间的会话在L3上进行并且可以受到加密和/或完整性保护。TWAG 806使用正在建立的用于PDN连接的P2P链路ID作出响应。后续用户平面IP层信令/数据可以在过该建立的用于PDN连接的P2P链路上发送。如果UE 802请求新的额外的PDN连接，请求类型指示“初始请求”；当UE 802正在执行从其它接入的切换并且UE 802已经通过接入与PDN建立了连接时，请求类型指示“切换”。
如果在步骤3中UE的PDN IP地址由网络分配，则可能不执行步骤5和步骤10，并且在步骤2与步骤3之间将执行A部分或B部分的步骤6至9。
在步骤5中，UE 802在新创建的P2P链路中发送IP配置请求(如果需要，发送IPv4DHCP请求或IPv6路由器请求)。
在步骤6至9中，TWAG 806与PDN GW 810交互以配置3GPP EPC中PDN连接的对应GTP/PMIP分段。执行(用于TWAG 806和GW 810之间基于GTP的接口的)A部分或(用于基于PMIP的)B部分。对于IPv6，路由器请求是可选的，因此，步骤6被触发作为步骤4的完成(创建用于PDN连接的P2P链路的完成)的结果。
在步骤10中，TWAG 806在已建立的用于该PDN连接的P2P链路上配置IP地址/前缀。此时，UE 802可以发送/接收该PDN连接的业务。
UE 802可以重复上述顺序(步骤2至10)用于建立另一PDN连接。对于切换，除了请求类型设置为切换外，使用与上述相同的顺序。应注意，在一个实施例中，在步骤2至3中建立的用于UE 802和TWAG 806之间的PDN连接的P2P链路可以是基于IP的隧道。
PDN连接释放和分离的流程顺序类似于上述流程，除了WLAN控制信令是在IP层传输外。
图9是可以用来实现本文公开的设备和方法的处理系统900的方框图。特定设备可利用所有所示的设备或所述设备的仅一子集，且设备之间的集成程度可能不同。此外，设备可以包括设备的多个实例，例如多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器等。处理系统900可以包括处理单元901，该处理单元901配备一个或多个输入/输出设备，例如扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、按键、键盘、打印机、显示器等。处理单元901可包括中央处理器(CPU)910、存储器920、大容量存储设备930、网络接口950、I/O接口960，以及连接至总线940的天线电路970。处理单元901还包括连接至天线电路的天线元件975。
总线940可以是任意类型的若干总线架构中的一个或多个，包括存储总线或存储控制器、外设总线、视频总线等等。所述CPU 910可包括任何类型的电子数据处理器。存储器920可包括任意类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只读存储器(ROM)或其组合等等。在一个实施例中，存储器920可包括在开机时使用的ROM以及在执行程序时使用的用于存储程序和数据的DRAM。
大容量存储器设备930可包括任意类型的存储设备，其用于存储数据、程序和其它信息，并使这些数据、程序和其它信息通过总线940访问。大容量存储器设备930可包括如下项中的一种或多种：固态磁盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等等。
I/O接口960可提供接口以将外部输入输出设备耦合到处理单元901。I/O接口960可包括视频适配器。输入输出设备的示例可包括耦合至视频适配器的显示器和耦合至I/O接口的鼠标/键盘/打印机。其它设备可以耦合到处理单元901上，并且可以利用额外的或较少的接口卡。例如，可使用如通用串行总线(USB)(未示出)等串行接口将接口提供给打印机。
天线电路970和天线元件975可允许处理单元901通过网络与远程单元通信。在一个实施例中，天线电路970和天线元件975提供对无线广域网(WAN)和/或对蜂窝网络的接入，蜂窝网络例如长期演进(LTE)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)以及全球移动通信系统(GSM)网络。在某些实施例中，天线电路970和天线元件975还可向其它设备提供蓝牙和/或WiFi连接。
处理单元901可以包括一个或多个网络接口950，网络接口950可包括如以太网电缆等的有线链路和/或无线链路以接入节点或不同网络。网络接口901允许处理单元901通过网络980与远程单元通信。比如，网络接口950可以经由一个或多个发送器/发射天线以及一个或多个接收器/接收天线提供无线通信。在一个实施例中，处理单元901耦合到局域网或广域网上以用于数据处理以及与远程设备通信，所述远程设备例如其它处理单元、因特网、远程存储设施等。
以下参考与本申请的主题相关。参考文件以全文引入的方式并入本文中。
【1】Arkko和Haverinen，IETF RFC 4187，用于第三代认证和密钥协商的可扩展认证协议方法(EAP-AKA)(2006年1月)。
尽管进行了详细的描述，但应理解，可在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，对本文做出各种改变、替代和更改。此外，本发明的范围不希望限于本文中所描述的特定实施例，所属领域的一般技术人员将从本发明中容易了解到，过程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法或步骤(包括目前存在的或以后将开发的)可执行与本文所述对应实施例大致相同的功能或实现与本文所述对应实施例大致相同的效果。相应地，所附权利要求范围包括这些流程、机器、制造工艺、物质组分、构件、方法或步骤。

Claims (28)

1.一种用于与用户设备UE建立控制信道的方法，其特征在于，所述方法包括：
与所述UE建立链路层信道，包括：
向所述UE发送所述链路层信道的标识符；
信任无线局域网接入网关TWAG使用无线局域网控制协议WLCP通过所述链路层信道与所述UE通信，其中所述信任无线局域网WLAN包括信任无线局域网WLAN接入网TWAN；
其中，向所述UE发送所述链路层信道的标识符包括：认证、授权和计费AAA服务器/代理向所述UE发送所述链路层信道的标识符，所述链路层信道的标识符包含在可扩展认证协议EAP消息中；
在向所述UE发送所述链路层信道的标识符之前，所述AAA服务器/代理从所述TWAG获取所述链路层信道的标识符。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：从所述UE接收对多连接模式的请求。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过WLCP从所述UE接收分组数据网PDN连接请求。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过以下任一种方法向所述UE提供所述TWAG的媒体接入控制MAC地址：
使用所述TWAG监听的专用以太网多播地址；
当所述UE认证成功时，发送WLCP初始指示；以及
向所述UE发送所述TWAG的地址，所述TWAG的地址包含在可扩展认证协议EAP响应中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述EAP消息包括EAP请求。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路层信道的标识符包括所述TWAG的互联网协议IP地址。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TWAG使用WLCP通过所述链路层信道与所述UE通信包括：
通过EAP流程期间接收到的所述标识符所标识的所述链路层信道从所述UE接收会话管理请求消息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述TWAG使用WLCP通过所述链路层信道与所述UE通信包括：
从所述UE接收所述会话管理请求消息之后，向所述UE发送会话管理响应消息。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述会话管理请求消息包括分组数据网PDN连接管理请求消息、附着请求消息、分离请求消息、切换请求消息以及非无缝WLAN卸载NSWO建立与释放请求消息中的一个。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
发送用于标识所述UE和服务信任WLAN接入网关TWAG之间的点到点链路的标识符，所述链路关联至特定分组数据网PDN连接和非无缝WLAN卸载NSWO连接中的任意一个。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述TWAG的媒体接入控制MAC地址用于封装所述UE和所述TWAG之间传送的用户平面包，用于PDN连接和NSWO连接中的任意一个。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述TWAG使用所述UE的MAC地址和所述TWAG的MAC地址来标识所述UE和所述服务TWAG之间的所述点到点链路，并将所述点到点链路与通往PDN网关GW或通往网关通用分组无线服务支撑节点GGSN的隧道相匹配用于所述PDN连接。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标识符包括TWAN的虚拟局域网VLAN标识符ID、层2通用路由封装协议GRE密钥，和TWAN的子网访问协议SNAP头中的一种。
14.一种用于与用户设备UE建立控制信道的系统，其特征在于，所述系统包括：认证、授权和计费AAA服务器/代理和信任无线局域网接入网关TWAG；
所述AAA服务器/代理用于，从所述TWAG获取链路层信道的标识符，并向所述UE发送所述链路层信道的标识符，所述链路层信道的标识符包含在可扩展认证协议EAP消息中；
所述TWAG用于，使用无线局域网控制协议WLCP通过所述链路层信道与所述UE通信，其中所述无线局域网WLAN包括信任无线局域网接入网TWAN。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述TWAG还用于从所述UE接收对多连接模式的请求。
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述TWAG还用于通过WLCP接收从所述UE接收分组数据网PDN连接请求。
17.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述TWAG还用于：
通过以下任一种方法向所述UE提供所述TWAG的媒体接入控制MAC地址：
使用所述TWAG监听的专用以太网多播地址；
当所述UE认证成功时，发送WLCP初始指示；以及
向所述UE发送所述TWAG的地址，所述TWAG的地址包含在可扩展认证协议EAP响应中。
18.一种用于建立控制信道的方法，由用户设备UE执行，其特征在于，所述方法包括：
所述UE获取链路层信道的标识符；以及
所述UE使用无线局域网控制信令协议WLCP通过所述链路层信道与信任无线局域网接入网关TWAG通信，其中所述无线局域网WLAN包括信任无线局域网接入网TWAN；
其中，所述UE获取链路层信道的标识符，包括：
所述UE接收从认证、授权和计费AAA服务器/代理发送的可扩展认证协议EAP消息，所述EAP消息中包括所述链路层信道的标识符，所述链路层信道的标识符是所述AAA服务器/代理从所述TWAG获取的。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述链路层信道的标识符包括所述TWAG的互联网协议IP地址。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述UE使用WLCP通过所述链路层信道与所述TWAG通信包括：所述UE使用WLCP通过IP层信道与所述TWAG通信；
所述UE使用WLCP通过IP层信道与所述TWAG通信包括：
所述UE通过可扩展认证协议EAP流程期间接收到的所述标识符所标识的链路层信道发送会话管理请求消息。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述UE发送所述会话管理请求消息包括以下项中的一个：所述EAP流程期间向所述UE接收到的媒体接入控制MAC地址发送会话管理请求消息，向所述EAP流程期间所述UE接收到的IP地址或带端口号的IP地址发送所述会话管理请求消息，向所述EAP流程期间接收到的作为IP层目的地址的IP地址或带端口号的IP地址发送会话管理请求消息，以及向所述EAP流程期间接收到的作为MAC层目的地址的MAC地址发送会话管理请求消息。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述会话管理请求消息包括PDN连接管理请求消息、附着请求消息、分离请求消息、切换请求消息，以及非无缝WLAN卸载NSWO建立与释放请求消息中的至少一个。
23.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述UE使用WLCP通过所述链路层信道与所述TWAG通信包括：所述UE使用WLCP通过IP层信道与所述TWAG通信；
所述UE使用WLCP通过IP层信道与所述TWAG包括：
所述UE接收用于标识所述UE和服务信任WLAN接入网TWAG之间的点到点链路的标识符，所述链路关联至特定PDN连接或非无缝WLAN卸载NSWO连接。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，用于标识所述UE和其服务TWAG之间的所述点到点链路的标识符包括所述TWAG的媒体接入控制MAC地址。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述TWAG的所述MAC地址用于封装所述UE和所述TWAG之间传送的用户平面包，用于PDN连接或NSWO连接。
26.一种用于与无线网络设备建立控制信道的用户设备UE，其特征在于，所述UE包括：
处理器；以及
存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括进行以下操作的指令：
获取链路层信道的标识符；以及
使用无线局域网控制信令协议WLCP通过所述链路层信道与信任无线局域网接入网关TWAG通信，其中所述无线局域网WLAN包括信任无线局域网接入网TWAN；
其中，所述获取链路层信道的标识符，包括：
接收从认证、授权和计费AAA服务器/代理发送的可扩展认证协议EAP消息，所述EAP消息中包括所述链路层信道的标识符；所述链路层信道的标识符是所述AAA服务器/代理从所述TWAG获取的。
27.根据权利要求26所述的UE，其特征在于，所述链路层信道的标识符包括所述TWAG的互联网协议IP地址。
28.根据权利要求26所述的UE，其特征在于，所述使用WLCP通过所述链路层信道与所述TWAG通信的指令包括：使用WLCP通过IP层信道与所述TWAG通信的指令；
所述使用WLCP通过IP层信道与所述无线网络设备通信的指令包括：
通过EAP流程期间接收到的所述标识符所标识的链路层信道发送会话管理请求消息的指令。
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