CN108401036B

CN108401036B - 通信系统

Info

Publication number: CN108401036B
Application number: CN201810052768.1A
Authority: CN
Inventors: 维韦克·杰哈
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2032-07-17
Also published as: US20140195655A1; WO2013024666A1; GB201113942D0; JP6241627B2; EP2742672B1; CN103797773B; JP5831726B2; EP2742672A1; JP2014525694A; EP3300340A1; EP3300340B1; JP2018042279A; JP2016034139A; US10728213B2; CN103797773A; JP6536850B2; CN108401036A

Abstract

描述了一种通信系统，在该通信系统中通过家庭基站网关或移动管理实体将家庭基站的NAT的IP地址通信到家庭基站。在一个实施例中，该网关或移动管理实体接收来自安全网关的用于建立通过IP网络与家庭基站的安全隧道的NAT的IP地址。

Description

通信系统

本申请是分案申请，原案的国家申请号为201280039460.4，申请日为2012年7月17日，发明名称为“通信系统”。

技术领域

本发明涉及一种移动电信网络及其部分，尤其但并非排他性地涉及根据第三代合作伙伴计划(3GPP)标准或等同物或其衍生物进行操作的网络。本发明特别地但并非排他地与核心移动电信网络与宽带接入网之间的互相配合相关。

背景技术

在3GPP标准之下，节点B(或者LTE中的eNB)是移动设备经由其与核心网络相连的基站。近来3GPP标准组织采用了官方架构并且开始致力于家庭基站(HNB)的新标准。在家庭基站是根据(长期演进)LTE标准进行操作的情况下，有时将HNB称为HeNB。类似架构也可应用在WiMAX网络中。在这种情况下，通常将家庭基站通常称为毫微微小区。为简单起见，本申请将使用术语HNB以指任何这种家庭基站并且将使用术语节点B泛指其它基站(诸如HNB在其中进行操作的宏小区的基站)。HNB将在家中、中小型企业、购物中心等等内提供无线电覆盖(例如3G/4G/WiMAX)并且将典型地经由适当住宅网关和公共或企业宽带接入网(例如经由到互联网的ADSL链路)而与核心网络相连。

发明内容

技术问题

当HNB加电时，将通过它所连接到的局域网而给出IP地址并且HNB将该IP地址提供给移动电话运营商网络以便能够通过宽带接入网为HNB保留适当资源。然而，经常HNB与移动电话核心网络之间的IP路径包括用于将本地IP地址和本地UDP端口变成“公共”IP地址和公共UDP端口的一个或多个网络地址转换(NAT)设备。HNB通常不知道(一个或多个)NAT设备做出如何变化并且因此无法将该信息提供给移动电话核心网络。

问题的解决方案

本发明的方面解决了该问题并且提供了一种机构，允许HNB获得所谓的“NAT的”地址信息并且允许HNB在诸如电路交换(CS)或分组交换(PS)设定过程这样的不同操作场景期间将该信息提供给移动电话核心网络内的相关节点。

虽然对于本领域普通技术人员的理解效率来说将在3G系统(UMTS，LTE)的上下文中对本发明进行详细地描述，但是本发明的原理能够应用于移动设备或用户设备(UE)与若干基站中的一个进行通信的其它系统(诸如WiMAX)，系统的对应元件按照需要被改变。

根据一个方面，本发明提供了一种用于通过IP网络使基站设备与通信网络的核心网络相耦合的安全网关，该安全网关包括：第一接口，用于通过IP网络与基站设备相耦合；第二接口，用于与核心网络内的节点相耦合；分析模块，用于对通过第一接口从基站设备所接收到的分组进行分析以确定用于基站的网络地址转换的、NAT的IP地址；以及通信模块，用于通过所述第二接口将所确定的用于基站设备的NAT的IP地址通信到核心网络内的所述节点。

分析模块可以被布置成对通过第一接口从基站设备所接收到的分组进行分析以确定用于基站的NAT的端口号，并且通信模块可以被布置成将所述NAT的端口号通信到核心网络内的所述节点。通信模块可以被布置成将所述NAT的IP地址通信到核心网络内的基站网关或移动管理实体。

分析模块可以对来自所述基站设备的分组进行监视以检测基站设备的NAT的IP地址的变化，并且通信模块可以将NAT的IP地址的变化通信到核心网络内的所述节点。

还可以提供安全模块用于通过所述IP网络建立与基站的安全连接。

本发明还提供了一种通信节点，该通信节点被布置成经由IP网络和安全网关与基站设备进行通信，该通信节点包括：安全网关通信模块，该安全网关通信模块被布置成与安全网关进行通信并且从安全网关接收用于基站的网络地址转换的、NAT的IP地址；以及基站通信模块，该基站通信模块被布置成经由所述安全网关和IP网络与基站进行通信，并且被布置成将用于基站的NAT的IP地址发送到基站。

安全网关通信模块可以接收用于基站设备的NAT的端口号，并且第二通信模块可以将NAT的端口号通信到基站。

基站通信模块可以在向通信节点注册基站的注册过程期间将NAT的地址发送到基站设备。基站通信模块还可以接收来自基站设备的包括用于基站设备的NAT的IP地址的消息，并且可以进一步包括策略控制节点通信模块，该策略控制节点通信模块用于与下述策略控制节点通信从基站设备所接收到的NAT的IP地址，策略控制节点使用NAT的IP地址以对正确基站进行定位并且为基站设备确保通过IP网络的资源。

基站通信模块可以接收来自基站设备的包括基站设备的NAT的IP端口号的消息，并且策略控制节点通信模块可以与所述策略控制节点通信从基站设备所接收到的NAT的IP端口号，策略控制节点使用NAT的IP端口号以对正确基站进行定位并且为基站设备确保通过IP网络的资源。

基站通信模块可以接收来自基站设备的包括与基站设备所耦合到的IP网络的一部分相关联的完全限定域名FQDN的消息，并且策略控制节点通信模块可以与所述策略控制节点通信从基站设备所接收到FQDN，策略控制节点使用FQDN以对正确基站进行定位并且为基站设备确保通过IP网络的资源。该消息可以是用于建立与基站设备相关联的用户设备的新服务的连接消息。

本发明还可提供一种通信节点，该通信节点被布置成经由IP网络与基站设备进行通信，所述通信节点包括：基站通信模块，该基站通信模块被布置成经由所述IP网络与基站进行通信，其中基站通信模块被布置成接收来自基站设备的包括用于基站的NAT的IP地址的HNBAP或RUA消息；以及策略控制节点通信模块，用于与下述策略控制节点通信从基站设备所接收到的NAT的IP地址，策略控制节点使用NAT的IP地址为基站设备确保通过IP网络的资源。

基站通信模块可以在HNBAP注册请求消息或HNBAP配置更新消息或RUA无连接传输中接收所述NAT的IP地址。

上述通信节点可以是基站网关设备或移动管理实体MME。

基站通信模块可以接收承载许可请求消息，并且其中策略控制节点通信模块可以通过IP网络向策略控制节点发送消息，请求修改为基站设备所确保的资源。承载许可请求消息包括无线电接入承载RAB，新服务的参数，并且请求修改的消息可以用于根据RAB参数来确保通过所述IP网络的资源。

策略控制节点通信模块可以接收来自策略控制节点的消息，该消息用于确认请求修改为基站所确保的资源是否已成功，并且基站通信模块可以向基站发送承载许可响应消息，用于指示是否已经通过IP网络确保了资源。

基站通信模块可以接收来自基站设备的包括基站设备的NAT的IP地址的消息，并且进一步包括用于与核心网络内的另一节点通信从基站设备所接收到的NAT的IP地址的进一步的通信模块。另一节点可以是服务GPRS支持节点SGSN、移动交换中心MSC、以及移动管理实体MME中的一个。

本发明还提供了一种基站设备，该基站设备包括：IP网络接口，用于与IP网络相耦合；一个或多个天线，用于通过无线接口与一个或多个用户设备进行通信；通信模块，用于通过所述IP网络接口与核心网络内的一个或多个节点进行通信；并且其中通信模块被布置成通过所述IP网络接口来与核心网络内的基站网关节点或移动管理实体通信与基站相关联的NAT的IP地址。

通信模块可以接收来自核心网络内的所述基站网关节点或移动管理实体的HNBAP消息或SIAP消息中的与基站相关联的所述NAT的IP地址。

通信模块可以向核心网络内的基站网关注册基站设备并且可以接收来自基站网关的HNBAP消息中的NAT的IP地址。

通信模块还可以向核心网络内的基站网关或移动管理实体发送设定消息并且可以接收来自基站网关或移动管理实体的设定响应消息中的NAT的IP地址。

通信模块可以将HNBAP、RUA消息、或者SIAP消息中的与基站相关联的所述NAT的IP地址传送到核心网络内的所述基站网关或移动管理实体。

关于基站所服务的用户设备所请求的新服务，通信模块可以将连接请求或直接传输消息传送到核心网络，该连接请求或直接传输消息包括与基站相关联的NAT的IP地址。连接请求或直接传输消息进一步包括与基站相关联的NAT的端口号。该连接请求或直接传输消息可以进一步包括与基站设备所连接到的IP网络的一部分相关联的完全限定域名FQDN。

通信模块可以经由所述IP网络接口从核心网络内的节点接收无线电接入承载RAB分配请求，并且作为响应，可以经由所述IP网络接口将承载许可请求消息发送到核心网络内的基站网关或移动管理实体，该承载许可请求消息包括与基站设备所服务的用户设备所请求的服务相关联的RAB参数。

通信模块可以从所述基站网关或移动管理实体接收承载许可响应消息，该承载许可响应消息用于指示是否已通过IP网络确保了用于用户设备所请求的服务的资源。

本发明还提供了一种用于通过IP网络使基站设备与通信网络的核心网络相耦合的安全网关，该安全网关包括：用于通过IP网络与基站设备相耦合的装置；用于与核心网络内的节点相耦合的装置；用于对从基站设备所接收到的分组进行分析以确定用于基站的网络地址转换的、NAT的IP地址的装置；以及用于将所确定的用于基站设备的NAT的IP地址通信到核心网络内的所述节点的装置。

本发明的方面扩展到诸如计算机可读存储介质这样的在其上存储有指令的计算机程序产品，指令可操作来对可编程处理器进行编程以执行如在上文所述的各个方面和可能性中所描述的或者在权利要求中所列举的方法和/或对适当适配的计算机进行编程以提供在权利要求中的任何一个中所列举的装置。

附图说明

现在参考附图通过示例的方式对本发明的实施例进行描述，在附图中：

图1示意性地图示了移动电信系统；

图2是图示在图1所示的系统的移动电话核心网络形成部分内的节点与图1所示的系统的宽带接入网形成部分的节点之间所建立的接口的示意性方框图；

图3是图示在加电时图1所示的系统的家庭基站(HNB)形成部分所执行的一般注册过程的时序图；

图4a是图示可从图2所示的核心网络的HNB传送到HNB-GW形成部分的注册消息的时序图；

图4b是图示能够从图2所示的核心网络的HNB传送到HNB-GW形成部分的配置更新消息的时序图；

图5a是图示能够在图3中所示的对于UTRAN HNB的注册过程中使用的修改的IP安全隧道建立过程的时序图；

图5b图示从图1所示的系统的HNB-GW发送到UTRAN HNB形成部分的配置更新消息；

图5c是图示能够在图3中所示的用于E-UTRAN HNB的注册过程中使用的修改的IP安全隧道建立过程的时序图；

图5d图示从图1所示的系统的HeNB-GW发送到E-UTRAN HeNB形成部分的配置更新消息；

图6a是图示经由图1所示的HNB来设定用于请求移动电话操作的PS服务的提议过程的时序图；

图6b是图示经由图1所示的HNB来设定用于请求移动电话操作的PS服务的替代过程的时序图；

图7a是图示经由图1所示的HNB来设定用于请求移动电话操作的CS呼叫的提议过程的时序图；

图7b是图示经由图1所示的HNB来设定用于请求移动电话操作的CS呼叫的替代的时序图；

图8是图示在用户设备从源宏基站移动到HNB以用于分组交换服务时所执行的步骤的时序图；

图9是图示在用户设备从源宏基站移动到HNB以用于电路交换服务时所执行的步骤的时序图；

图10是图示在用户设备从源HNB移动到目标HNB时所执行的步骤的时序图；

图11是图1所示的移动电话核心网络的安全网关形成部分的方框图；

图12是图1所示的系统的家庭基站形成部分的方框图；以及

图13是图1所示的系统的HNB-GW或移动管理实体(MME)形成部分的方框图。

具体实施方式

图1示意性地图示移动电话3-1至3-4的用户能够经由不同接入节点与其他用户进行通信的移动(蜂窝)通信系统1。尤其是，移动电话3(或其他用户设备)能够经由通用地面无线接入网(UTRAN)基站5-1和相关联的无线电网络控制器(RNC)7或者演进的UTRAN(E-UTRAN)基站5-2与移动电话核心网络8直接相连。移动电话3还能够利用提供于用户的商业住宅或私人住宅9中的“家庭”基站(HNB)与移动电话核心网络8相连。HNB 11通过住宅网关13和宽带接入网15(符合宽带论坛BBF)而与移动电话核心电话网络8相耦合。在图1中所示的示例中，移动电话3-1经由HNB 11-1与核心网络8相连；移动电话3-2经由HNB 11-2与核心网络8相连；移动电话3-3经由E-UTRAN基站5-2与核心网络8相连；并且移动电话3-4经由UTRAN基站5-1与核心网络8相连。

在图1的示例中，住宅网关13经由诸如ADSL或电缆连接16这样的适当互联网连接与宽带接入网15相连，并且可使HNBs编程有核心网络8内的安全网关(未示出)的IP地址以便当加电时HNBs初始与预编程的安全网关相连。在该示例中，住宅网关13或者宽带接入网15中的设备向HNB 11分配HNB 11将在其与核心网络8的通信中使用的本地IP地址。如本领域技术人员所知道的，很常见的是将整个IP地址空间(诸如分配给局域网上的设备的本地IP地址)隐藏在另一(通常公共)地址空间中的单个IP地址(或在某些情况下一小组的IP地址)之后。为了避免在返回的分组的处理时不清楚，一到多网络地址转换(NAT)或网络地址和端口转换(NAPT)必须改变外发通信中的诸如TCP/UDP端口这样的较高级别信息，并且必须维护转换表以便返回分组能够被正确地转换回。该NAT/NAPT可以由住宅网关13和/或宽带接入网15中的设备来执行。

该NAT/NAPT功能能够导致HNB 11的操作有问题并且尤其是电话核心网络8与宽带接入网15之间的适当互操作性有问题。尤其是，当HNB 11加电并且与核心网络8相连时，将向核心网络8提供其分配的IP地址。然而，如果一个或多个NAT/NAPT设备位于HNB 11与核心网络8之间的路径中，那么核心网络8无法使用HNB 11所提供的IP地址与宽带接入网15进行互操作以确保通过宽带网络15的所需资源可供HNB 11使用。申请人已设计了用于将该信息提供给HNB 11的方式并且对此的补充已设计了多个技术用于HNB 11在为移动电话3或类似用户设备建立服务时将该信息提供给核心网络8内的相关节点。

3GPP——宽带接入网互相配合

图2是图示用户设备3经由被访移动电话网络8'连接的“漫游”情况下的网络架构的方框图。如所示，被访核心网络络8'包括无线电接入网络31，该无线电接入网31可以是E-UTRAN、UTRAN、或GERAN并且包括上述基站5和RNCs7。在E-UTRAN基站5-2的情况下，它连接到作为E-UTRAN接入网的关键控制节点的移动管理实体(MME)33以及用于对用户数据分组进行路由和转发的服务网关35。目前讨论的其它重要网络节点包括为用户设备3提供到外部分组数据网络的连接性的PDN网关37(位于家庭核心网络8内)、作为用户相关信息及订阅相关信息的中央数据库的家庭订户服务器(HSS)39(也位于家庭核心网络8内)、以及关于例如服务质量(QoS)和计费规则对每个订户进行策略决策的策略计费规则功能(PCRF)节点41。如图2所示，在家庭核心网络8中有家庭hPCRF 41并且在被访核心网络络8'中有被访vPCRF41'。

就UTRAN接入网而言，核心网络8中的主要节点包括：用于负责将数据分组通信到用户设备3以及从用户设备3通信数据分组的服务GPRS支持节点(SGSN)43、用于负责将语音呼叫和其它服务路由到用户设备3的被访移动交换中心(vMSC)45、服务网关35、PDN网关37、家庭hPCRF 41、以及被访vPCRF 41'。UTRAN网络节点还包括用于使来自大量HNB 11的业务聚集到vMSC 45的HNB网关(FINB-GW)47。在核心网络8的E-UTRAN侧能够选择性地提供类似的HeNB-GW 49。如图2所示，核心网络8还包括用于负责建立与所有HNBs 11的安全IPSec隧道的安全网关SeGW 51，通过安全IPSec隧道在HNB 11与核心网络8之间通信语音、消息、以及分组数据服务。

如图2所示，宽带接入网15具有连接到SeGW 51的宽带远程接入服务器(BRAS)/宽带网络网关(BNG)53。该节点经由诸如DSLAM/ONT网络这样的接入网络55连接到住宅网关13。通过下述宽带策略控制功能(BPCF)57来控制就计费和QoS等等而言的BRAS/BNG节点53的操作，宽带策略控制功能(BPCF)57与移动电话核心网络8中的PCRF 41(家庭或被访)互操作以为HNB 11保留通过宽带接入网的资源。如所示，住宅或商业处所9包括住宅网关13以及HNB 11。诸如接入点、路由器等等这样的其它BBF宽带接入设备59还可以提供于住宅/商业处所9中。

如本领域技术人员所明白的，图2所示的网络架构用于用户设备经由被访核心网络8'与网络相连这样的更复杂的“漫游”的情况。当UE不漫游时存在更简单的架构。在这种情况下，不存在被访核心网络8'并且家庭hPCRF 41与BPCF 57直接相连而不是通过被访vPCRF 41'。为便于对本发明的不同方面的说明，在下面的讨论中，将不注明核心网络节点是在家庭核心网络8中还是被访核心网络8'中。

HNB加电过程

图3图示当UTRAN HNB 11加电时所发生的。如所示，在步骤1，在这种情况下通过宽带接入网15内的设备，诸如宽带网络网关(BNG)53，向HNB 11分配IP地址。此后在步骤2，HNB11建立与SeGW 51的安全IPSec隧道(按照在TS 33.320v11.2.0中所说明的方式，通过引用将其内容结合于此)以在HNB 11与SeGW 51之间建立安全隧道。此后在步骤3中HNB 11向HNBG-W47注册。在该注册处理期间，HNB 11向HNB-GW 47通知其本地IP地址或者如果检测到NAT/NAPT，则向HNB-GW 47通知其NAT的IP隧道地址、任何NAT的UDP端口、以及宽带接入网的完全限定域名(FQDN)(从HMS所接收到的)。在步骤4中，HNB-GW 47建立与PCRF 41的“S15会话”并且向PCRF 41提供与HNB的本地IP地址(或者NAT的IP隧道地址以及在检测到NAT/NAPT的情况下的NAT的UDP端口)和/或宽带接入网的FQDN有关的信息。该S15会话支持对HNBGW47与PCRF 41’之间的会话的启动、修改、以及终止以支持电路交换(CS)会话(如话音呼叫服务)。一旦已建立了S15会话，则PCRF 41在步骤5中通知HNB-GW47并且此后在步骤6中启动网关控制会话以建立与宽带策略控制功能(BPCF)57的“S9*会话””(如果PRCF是家庭PCRF41或者如果PCRF是被访PCRF 41’则建立“S9a会话”)。该S9*/S9a会话允许来自PCRF 41的动态QoS控制策略的传输以便在PCRF 41与BPCF 57之间提供互相配合。在建立S9*/S9a会话期间，PCRF 41向BPCF 57发送HNB本地IP地址(或者NAT的HNB IP地址以及在检测到NAT/NAPT的情况下的NAT的UDP端口)以及FQDN，以便使BPCF能够对正确HNB定位并且能够为HNB 11留出宽带接入网15内的资源。能够在3GPP技术规范TS 23.402v 10.4.0中找到在图2中所图示的接口的更多细节，通过引用将其内容结合于此。

因此，如能够从以上可知，为了使HNB-GW 47能够建立与PCRF 41的S15会话，它必须具有：

1)HNB NAT的隧道IP地址；

2)(一个或多个)HNB NAT的UDP端口；以及

3)HNB所连接到的宽带接入网的FQDN。

目前假定HNB 11能够发现在HNB 11与SeGW 51之间的IP路径中是否存在有任何NAT/NAPT设备。然而，HNB 11不知道NAT设备分配给HNB 11的实际HNB的NAT的隧道IP地址。通常NAT/NAPT设备向连接在宽带接入网设备之后的多个HNB 11分配相同的全局IP地址。关于还可以由NAT/NAPT设备改变的(一个或多个)UDP端口同样如此。

对HNB 11如何能够发现HNB的NAT的隧道IP地址和UDP端口已建议了若干选项，虽然这些选项由于不同原因而被提议——即允许MME 33或SGSN 43为经由HNB 11连接的用户设备建立分组交换(PS)会话。这些选项还可用于向HNB 11提供用于该目的的信息(以在HNB-GW 47与PCRF 41之间建立S15会话)，并且包括：

选项1：扩展用于建立与SeGW 51的IPSec隧道的IETF协议IKEv2(RFC 5996)。对于此选项，建议了两个提议——(a)扩展IKEv2 TS(业务选择器)或(b)IKEv2(配置有效载荷)以具有接收器(即SEGW 51)来插入IKEv2/IPSec隧道的NAT的源IP地址并且将其发送回给HNB 11。然而，这将影响HNB 11和SeGW 51这两者并且需要IETF中的重要工作，因此不被看好。

选项2：使用STUN协议(RFC 5389)：分别在HNB 11和SeGW 51上实现STUN协议(RFC5389)客户端-服务器功能以允许HNB 11(起STUN客户端的作用)向SeGW 51(起STUN服务器的作用)询问其NAT的源IP地址。STUN服务器可能或者需要是单独实体或者并入在SeGW 51中。然而，这也将有显著的影响，并且如果SeGW 51必须充当STUN服务器，则可能需要在IETF中的一些工作。

选项3：(基于3GPP的方案)：定义SEGW 51与HNB管理实体(HMS，未示出)之间的新接口。每当分配新NAT的HNB IP隧道地址/端口时，由于IPSec隧道的建立而通知SeGW 51以便能够通知HMS，其随后能够通知HNB 11。或者，可以在HMS中预先配置NAT的IP地址和端口号，此后HMS能够将该信息提供给HNB 11。在这种情况下，宽带接入网必须确保任何NAT设备根据存储在H(e)MS中的信息来为H(e)MS分配预先配置的IP地址和端口号。

不管选择哪个选项，HNBAP/RUA需要用于从HNB 11向HNB-GW 47发信道通知NAT的HNB IP隧道地址/端口以及FQDN(经由HMS所配置的)的新机制。HNBAP/RUA是为在HNB 11与HNB-GW 47之间所传送的且终止于那些设备(并非简单地经过它们)的消息所定义的协议。潜在的候选HNBAP消息包括HNB REGISTER REQUEST(HNB注册请求)和HNB CONFIGURATIONUPDATE(HNB配置更新)消息。在图4a和4b中图示这些候选消息。当HNB 11加电并且向HNB-GW47注册时，HNB 11将使用HNB注册请求(HNB REGISTER REQUEST)消息发信号通知NAT的HNBIP隧道地址/端口和FQDN信息。当通过宽带接入网15向HNB 11分配新的NAT的HNB IP隧道地址/端口时，HNB 11将使用HNB CONFIGURATION UPDATE消息发信号通知NAT的HNB IP隧道地址/端口和FQDN信息。

作为进一步新的第4选项(而不是上述选项1至3)，发明人提议如果并置了SeGW 51和HNB-GW 47或者如果在它们之间存在有标准化接口，那么SeGW 51能够向HNB-GW 47提供NAT的HNB IP隧道地址/端口号。之后HNB-GW 47能够在HNBAP/RUA消息中向HNB 11发信号通知该NAT的HNB IP隧道地址/端口号。如本领域普通技术人员所知道的，HNBAP消息和RUA消息用于在HNB 11和HNB-GW处终止的通信。在3GPP技术规范TS 25.469v10.1.0中定义了HNBAP协议并且在3GPP技术规范TS 25.468v10.1.0中指定了RUA协议，通过引用将其内容结合于此。

图5a是详细图示SeGW 51能够将HNB NAT的IP隧道地址和端口信息提供给HNB-GW47以及HNB-GW 47随后如何能够将该信息提供给HNB 11的方式的时序图。如所示，在该实施例中，SeGW 51在IPSec隧道建立过程期间将HNB NAT的IP隧道地址和端口信息提供给HNB-GW 47；并且HNB-GW 47在HNB注册过程期间将该信息提供给HNB 11。尤其是，在步骤11中，HNB 11通过向SeGW 51发送IKE-SA-INIT-req来开始建立与SeGW 51的IPSec隧道；并且在步骤12中SeGW 51对IKE-SA-INIT-resp消息作出响应。当SeGW 51接收到来自HNB 11的IP分组时，这些分组将在所接收到的分组的源地址中包括HNB的NAT的IP隧道地址和端口号。因此SEGW 51能够提取该NAT的地址以及端口信息，并且在适当消息中将其提供给HNB-GW 47。

如图5a所示，在步骤12中SEGW 51向HNB 11发送了响应消息之后，在步骤13中HNB11通过将IKE-AUTH-req发送到SEGW 51来作出响应。该请求需要SeGW在步骤14中将接入请求消息发送到HNB-GW 47。如图5a所示，在本实施例中，SeGW使用该消息向HNB-GW 47发送HNB的NAT的IP隧道地址和端口号。在步骤15中，HNB-GW 47利用它发送回SeGW 51的接入接受消息作出响应(如果HNB 11被认证——否则HNB-GW 47发送接入失败消息)。在步骤16中，SeGW 51通过将IKE-Auth-Resp消息发送回HNB 11完成了IPSec建立过程。此后HNB 11可以通过在步骤17中将HNB REGISTER REQUEST消息发送到HNB-GW 47来启动它的向HNB-GW 47的HNB注册过程。如图5a所示，在该实施例中，该消息包括HNB 11所连接到的宽带接入网的FQDN。HNB 11从HNB管理实体(HMS)获得该信息。响应接收到该注册请求消息，HNB-GW 47在步骤18中将HNB REGISTER ACCEPT(HNB注册接受)消息返回到HNB 11。如图5a所示，该返回的接受消息包括用于HNB 11的NAT的IP隧道地址和UDP端口(HNB-GW 47在步骤14中从SEGW51所接收到的)。此后能够在HNBAP/RUA消息中向HNB 11发信号通知(例如通过SeGW 51)发信号到HNB-GW 47的NAT的IP地址或端口号的任何随后的变化。例如，如图5b所示，可以在从HNB-GW 47传送到HNB 11的HNB CONFIGURATION UPDATE消息中传送该更新信息。

上述过程用于UTRAN HNB 11-1。如本领域技术人员所明白的，为E-UTRAN HeNB11-2提供了相似的加电过程，除了在不提供可选HeNB-GW 49的情况下与MME 33进行通信而不是与HeNB-GW进行通信。在上面讨论的选项1、2、或者3的情况下，隧道信息(NAT的HeNB IP隧道地址和端口号)将可在HeNB11-2处直接可用而无需与HeNB-GW 49或MME 33进行任何信令。图5c图示对于上面所讨论的第4选项而言在加电时由HeNB 11-2执行的过程。如所示的，按照与图5a(在步骤11至16)所示相同的方式建立IPSec隧道。一旦建立了与安全网关51的安全隧道，在步骤19中HeNB11-2将S1AP S1 SETUP REQUEST(S1设定请求)消息发送到HeNB-GW 49(或者如果不存在HeNB-GW则发送到MME 33)。该消息可以包括用于HeNB-GW49/MME 33的FQDN。作为响应，HeNB-GW49(或MME 33)在步骤20中发送的S1 SETUP RESPONSE(S1设定响应)消息中将隧道信息(NAT的HeNB IP隧道地址和端口号)提供给HeNB 11-2。可在3GPP技术规范TS 36.413v10.2.0中找到在步骤19和20中所发送的这些S1消息的更多细节，通过引用将其内容结合于此。如果随后向HeNB-GW 49或MME 33通知用于HeNB 11的NAT的IP隧道地址和/或端口号的变化，那么如图5d所示将具有更新的隧道信息的S1AP MME CONFIGURATIONUPDATA(MME配置更新)消息发送到HeNB 11。

PS和CS承载许可

一旦HNB 11加电并且向HNB-GW(或MME)注册，则HNB 11能够广播它能够提供给其附近的用户设备3的服务。此后用户能够向HNB 11注册并请求诸如打电话或者访问互联网这样的服务，这导致服务请求从HNB 11发送到核心网络8，以便能够建立用于该业务的(HNB11与UE 3之间)的空中接口上的所需承载，并且能够保留用于提供那些服务的通过宽带接入网15的资源。现在在下面对适用于UTRAN和E-UTRAN设备这两者的分组交换(PS)数据服务以及适用于UTRAN设备的电路交换(CS)呼叫建立服务的一般情况更详细地描述请求这样的服务的方式。

PS服务建立

当移动电话3希望经由HNB或HeNB 11来建立分组交换(PS)服务时，HNB-GW 47(或者在HeNB的情况下HeNB-GW 49或MME 33)需要向核心网络内的有关节点发信号通知HNB的NAT的IP隧道地址和端口号以及FQDN。在UTRAN HNB的情况下，HNB-GW 47将向SGSN 43发信号通知该隧道信息，SGSN 43将该信息转发到PCRF 41以便通过建立与BPCF 57的适当S9*(或S9a)会话能够为HNB 11保留宽带接入网内的适当资源。类似地，在E-UTRAN HeNB的情况下，HeNB-GW 49或MME 33将向PDN网关37发信号通知该隧道信息，PDN网关37继而向PCRF 41发信号通知该信息以用于建立与宽带接入网15的适当S9*会话。

用于建立PS服务的现有提议需要HNB-GW 47(或HeNB-GW/MME)响应从HNB 11接收到的连接消息而在RANAP INITIAL UE消息中将NAT的HNB IP隧道地址、端口号、FQDN发送到其它核心网络节点。HNB-GW 47(或HeNB-GW/MME)将在注册请求消息或配置更新消息中从HNB 11接收FQDN。利用上述选项1至3，HNB-GW 47(HeNB-GW/MME)将再次在注册请求消息(如图4a)所示内的或者配置更新消息(如图4b所示)中从HNB 11接收NAT的IP地址、端口号、以及FQDN。在上述选项4的情况下，HNB-GW 47或HeNB-GW/MME将接收来自SeGW 51的NAT的IP地址/端口信息以及来自HNB 11的FQDN。

图6a图示了在用于建立PS服务的现有提议中所采用的步骤，从步骤21中用户设备3所进行的初始RRC连接请求开始。如所示的，在现有方案中，HNB-GW 47(或HeNB-GW/MME)负责在它将SCCP连接请求消息发送到其它核心网络节点时在步骤28中插入NAT的HNB IP隧道地址和端口号以及FQDN(标记的隧道信息)。然而，这需要HNB-GW(HeNB-GW/MME)利用它发送给SGSN/MME的新RANAP消息(在HeNB的情况下S1AP消息)中的初始UE消息来对隧道信息进行编码。目前HNB-GW没有产生RANAP/S1AP消息。它们通常只是将从HNB所接收到的RANAP/S1AP消息转发到SGSN/MSC/MME等等。

作为替代，本发明人提议HNB 11应在RANAP INITIAL UE消息(其本身封装在步骤27发送的RUA连接消息内)中包括该隧道信息(或者在E-UTRAN HeNB 11-2的情况下，发明人提议将该隧道信息包括在到HeNB-GW/MME的S1AP消息中。在这种情况下，HNB-GW 47(或HeNB-GW 49或MME)仅需提取该RANAP/S1AP消息并且在步骤28中将此转发到相关的核心网络节点，而无需产生新的RANAP/S1AP消息本身。对于RANAP消息来说这在图6b中示出。该处理也能够用于其它RUA消息。例如，RUA DIRECT TRANSFER(RUA直接传输)消息或者诸如RANAP DIRECT TRANSFER(RANAP直接传输)或RANAP RELOCATIN COMPLETE(RANAP重新定位完成)消息等等这样的其它RANAP消息，这取决于用户设备的状态。

在步骤28中，将消息发送到相关的核心网络节点。对于UTRAN，该节点是用于E-UTRAN的SGSN 43/MSC 45，这是服务网关35/PDN网关37。此后这些节点建立与PCRF 41的相关会话以便PCRF 41能够建立与BPCF 57的S9*/S9a接口，以便通过宽带网络15为所请求的PS服务保留所需资源。

CS服务建立

当移动电话3或其它用户设备希望经由UTRAN HNB 11建立电路交换(CS)呼叫时，必需对HNB-GW 47与PCRF 41之间的现有S15会话进行修改以便必要时通过宽带接入网15能够为新呼叫保留资源。图7a图示所提议的用于处理该CS呼叫建立的步骤。如所示的，在步骤41中，用户设备3将设定(SETUP)消息发送到MSC 45。作为响应，在步骤42中，MSC 45朝着并且去往HNB 11发送RAB(无线电接入承载)分配请求消息。然而，现有提议是HNB-GW 47拦截该消息并且在步骤43中将S15会话建立修改消息发送到PCRF 41。HNB-GW 47使用所拦截消息中的HNB ID以识别要修改的正确会话S15。S15修改信息包括得自于RAB分配请求消息(这继而是基于从UE所接收到的建立请求而确定的)的QoS信息。在步骤44中，PCRF 41启动GW控制和QoS规则提供过程，如在TS 23.203VL 1.2.0中所定义的。

在步骤45中，BPCF 57向PCRF 41确认GW控制和QoS规则提供的变化。响应于此，在步骤46中，PCRF 41利用授权请求的结果将S15会话修改响应发送到HNB-GW 47。如果宽带接入网15中没有资源可用，那么HNB-GW 47拒绝RAB分配请求并且启动“RAB分配失败”过程(未示出)。否则，HNB-GW 47将RAB分配请求消息发送到HNB 11并且呼叫建立过程的其余部分如正常完成。

然而，利用该提议的过程存在多个问题。首先，需要HNB-GW 47读取每个RANAP消息(其是应当在HNB与SGSN/MSC之间传送的消息，这应该只是经过HNB-GW)并且基于RAB参数来启动S15会话修改过程以便利用宽带接入网15来进行QoS检查。其次，如果许可控制失败，那么HNB-GW 47必需产生并朝着MSC 45发送RAB分配失败RANAP消息。当前，HNB-GW 47不产生任何RANAP消息。

因此，发明人提议应采用图7b所示的新过程。如前所述，在步骤51中，用户设备3将设定(SETUP)消息发送到MSC 45。作为响应，在步骤52中，MSC 45朝着并且去往HNB 11发送RAB分配请求消息。然而，在这种情况下，HNB-GW 47不拦截RAB分配请求并且代之以将该请求透明地转发到HNB 11。HNB 11需要向HNB-GW 47发送新HNBAP消息，该新HNBAP消息将触发HNB-GW 47执行上述S15会话建立修改过程(图7a中步骤42至46)。在本实施例中，这是通过在步骤53中HNB 11向HNB-GW 47发送HNBAP承载许可请求消息来实现的，HNBAP承载许可请求消息包括被包含在RAB分配请求之中的CS RAB参数。当HNB-GW 47接收到该消息时，它识别出发送该消息的HNB 11并且识别出必须修改的用于HNB 11的对应S15会话。此后HNB-GW47将S15会话建立修改消息发送到PCRF 41，如前所述的。此后从步骤55至57的处理与上述步骤44至46相对应。在步骤58中，HNB-GW 47此后向HNB 11发送用于指示宽带接入网15中的资源是否可用的HNBAP承载许可响应消息。此后HNB 11在步骤59中向MSC 45发送RAB分配响应消息，该RAB分配响应消息用于取决于宽带接入网15中的资源是否可用以及呼叫建立过程的其余部分是否如正常完成来指示RAB分配失败或RAB分配成功。

UE移动性

上面的讨论集中于当HNB 11加电时并且当用户设备3请求新服务时的情况。当用户设备3从另一HNB或从宏基站切换到HNB 11时会出现类似问题，并且在这种情况下，将要采用对上面所讨论的那些的相似过程。图8至图10图示了一些移动性过程并且其中能够从目标HNB-GW/MME向相关的其它核心网络节点发信号通知上述隧道信息。

图8是图示UE从宏基站(在该示例中宏UTRAN基站5)移动到UTRAN HNB 11以用于PS服务处理的情况的时序图。这是源和目标“RNC”被标记的一般时序图。在这种情况下，源RNC可以是与用户设备从其开始移动的源基站5相关联的RNC 7，并且目标RNC是HNB/HNB-GW。该过程已在3GPP技术规范TS 23.060 v10.4.0(图39)中定义。对该过程所提议的唯一变化是目标HNB/HNB-GW(标记的目标RNC)将包括隧道信息(NAT的IP地址、端口号、以及FQDN)的RANAP RELOCATION DETECT(RANAP重新定位检测)消息(在图8中的步骤9所示)发送到新的SGSN。该过程的其余部分与在题为PS服务建立的章节中的以上讨论相同。

图9是关于相同移动性方案但是用于CS服务处理的时序图。图9所示的过程已在3GPP技术规范TS 23.060 vl0.4.0(图39)中定义。在图9所示的过程期间，当HNB-GW在步骤4中接收到重新定位请求消息时，将按照与上面参考图7a所讨论的方式来建立S15会话；或者HNB将执行图7b所示的过程。

图10是图示当用户设备从源HNB移动到目标HNB时的情况的时序图。图10所示的过程已在3GPP技术规范TS 25.467 v10.2.0(图5.7.2.1-1)中定义。所提议的仅有的变化是目标HNB应在其在步骤7中发送到HNB-GW的HNBAP RELOCATION COMPLETE(HNBAP重新定位完成)消息中包括上述隧道信息以及添加图10中所示的新步骤8和9。此后HNB-GW 47在步骤8中将该信息转发到SGSN。

规范变化

如上面所讨论的，当前提议对多个现有消息进行了修改并且引入了多个新消息。这些提议也需要改变现有技术规范。下面给出这些更新消息的这些变化的详细情况。这些变化被示为带下划线。

选项1到3的变化

HNBAP过程

基本过程(EP)

在下面的表格中，将所有EP分成类1和类2过程。

表格1：类1

表格2：类2

基本过程	消息
		HNB注销	HNB DE-REGISTER
UE注销	UE DE-REGISTER
		错误指示	ERROR INDICATION
CSG成员更新	CSG MESMERSHIP UPDATE
		重新定位完成	RELOCATION COMPLETE
<u>HNB配置更新</u>	<u>HNB CONFIGURATION UPDATE</u>

HNB注册过程

一般

HNB注册过程的目的是向HNB-GW注册HNB，以使HNB-GW能够为HNB提供服务和核心网络连接，并且如果支持并配置，则能够经由HNB-GW的Iurh连接。该过程应是在已成功地建立Iuh信令输送之后触发的第一个HNBAP过程。

成功操作

HNB将通过每当需要开始操作时发送HNB REGISTER REQUEST消息并且要求来自HNB-GW的服务来启动该过程。

如果HNB有CSG能够并且在如TS 22.220中所定义的封闭接入模式下进行操作，那么它应提供CSG-ID IE并且可以在HNB REGISTER REQUEST消息内提供HNB小区接入模式IE。

如果HNB支持ETWS，那么它应在HNB REGISTER REQUEST消息内提供用于广播的服务区IE。

如果HNB在如TS 22.220中所定义的混合接入模式下操作，那么它应在HNBREGISTER REQUEST消息内提供CSG-ID IE以及HNB小区接入模式IE。

如果HNB在如TS 22.220中所定义的开放接入模式下操作，那么它应在HNBREGISTER REQUEST消息中提供HNB小区接入模式IE。

如果HNB支持RNSAP重新定位，那么它应在HNB REGISTER REQUEST消息内将Iurh信令TNL地址IE提供给HNB-GW。

如果HNB支持BBF互相配合，那么它还应在HNB REGISTER REQUEST消息内将BBF隧道信息IE提供给HNB-GW。如果支持，HNB应在REGISTER REQUEST消息中包括PSC IE。

如果注册成功，那么HNB-GW将以指示接受和注册的HNB REGISTER ACCEPT消息作出响应。如果Iurh信令TNL地址IE包含在HNB REGISTER ACCEPT消息之中，那么如果支持，则HNB应建立到所指示的地址的传输层会话以支持经由HNB-GW的Iurh连接。

如果HNB-GW能够解多路复用，那么MuxPortNumber IE可以包含在HNB REGISTERACCEPT消息之中。

HNB REGISTER REQUEST

该消息是由HNB发送到HNB-GW以在HNB-GW注册HNB。

方向：HNB→HNB-GW

HNB CONFIGURATION UPDATE

该消息由HNB发送到HNB-GW以更新配置信息。HNB在每当它需要向HNB-GW指示更新的配置信息时应发送该信息

方向：HNB→HNB-GW

FQDN

该IE定义了完全限定域名。

IE/组名存在范围 IE类型和参考语义描述

FQDN O 八位字节串(64)

BBF隧道信息

该IE定义了用于3GPP BBF互相配合的BBF隧道信息(NAT的IP地址、端口号、以及FQDN)。

UDP端口号

该IE定义了UDP端口号。

IE/组名存在范围 IE类型和参考语义描述

UDP端口八位字节串(64)

(1..2....)

选项4的变化

HNBAP过程

基本过程(EP)

在下面的表格中，将所有EP划分成类1和类2过程。

表格1：类1

表格2：类2

HNB注册过程

一般

HNB注册过程的目的是向HNB-GW注册HNB以使HNB-GW能够为HNB提供服务和核心网络连接，并且如果支持并配置，则能够经由HNB-GW的Iurh连接。该过程应是在已成功地建立了Iuh信令输送之后触发的第一个HNBAP过程。

成功操作

HNB将通过每当它需要开始操作时发送HNB REGISTER REQUEST消息并且要求来自HNB-GW的服务来启动该过程。

如果HNB具有CSG能够并且在如TS 22.220中所定义的封闭接入模式下进行操作，那么它应提供CSG-ID IE并且可以在HNB REGISTER REQUEST消息内提供HNB小区接入模式IE。

如果HNB支持BBF互相配合，那么它还应在HNB REGISTER REQUEST消息内将FQDNIE提供给HNB-GW。如果支持，HNB应在REGISTER REQUEST消息中包括PSC IE。

如果HNB-GW支持BBF互相配合，那么它还应在HNB REGISTER ACCEPT消息内将NAT的隧道IP地址和UDP端口IE提供给HNB。

HNB配置更新过程

一般

HNB配置更新过程的目的是通过HNB-GW或HNB来交换配置信息。

成功操作(HNB发起)

HNB每当它需要向HNB-GW指示出更新的配置信息时应启动该过程。

成功操作(HNB-GW发起)

HNB-GW每当它需要向HNB指示出更新的配置信息时应启动该过程。

HNB REGISTER REQUEST

该消息由HNB发送到HNB-GW以在HNB-GW处注册HNB。

方向：HNB→HNB-GW

在这种情况下，FQDN信息单元(如下定义)对于该现有请求消息是新的并且将携带用于HNB所连接到的宽带接入网的FQDN。

HNB REGISTER ACCEPT

该消息由HNB-GW发送到HNB以作为对HNB REGISTER REQUEST消息的成功响应。

方向：HNB-GW→HNB

在这种情况下，NAT的隧道IP地址和UDP端口号参数是新的并且分别用于携带NAT的HNB的IP地址和NAT的UDP端口号。

HNB CONFIGURATION UPDATE

该消息由HNB发送到HNB-GW或由HNB-GW发送到HNB以更新配置信息。

方向：HNB→HNB-GW或HNB-GW→HNB

FQDN

该IE定义了完全限定域名。

IE/组名存在范围 IE类型和参考语义描述

FQDN O 八位字节串(64)

BBF隧道信息

该IE定义了用于3GPP BBF互相配合的BBF隧道信息。

UDP端口号

该IE定义了UDP端口号。

IE/组名存在范围 IE类型和参考语义描述

UDP端口八位字节串(64)

(1..2....)

承载许可请求

该新消息由HNB 11发送到HNB-GW 47(参见图7b中步骤53)以请求在S15接口上的承载许可。

方向：HNB→HNB-GW

参数

存在

范围

IE类型和参考

语义描述

临界点

分配的临界点

消息类型

M

9.2.1

是

拒绝

上下文-ID

M

9.2.9

是

拒绝

RAB列表

M

9.2.32

是

拒绝

更新原因

M

9.2.39

是

拒绝

承载许可响应

该新消息由HNB-GW 47(参见图7b中的步骤58)发送以向HNB 11通知在HNB-GW 47中S15接口上的承载许可已成功。

方向：HNB-GW→HNB

参数

存在

范围

IE类型和参考

语义描述

临界点

分配的临界点

消息类型

M

9.2.1

是

拒绝

上下文-ID

M

9.2.9

是

拒绝

承载许可失败

该新消息由HNB-GW 47发送以向HNB 11通知承载许可失败。

方向：HNB-GW→HNB

IE/组名

存在

范围

IE类型和参考

语义描述

临界点

分配的临界点

消息类型

M

9.2.1

1.

上下文-ID

M

9.2.9

2.

原因

M

9.2.15

3.

临界诊断

O

9.2.16

4.

HNB重新定位完成

该消息由HNB 11发送以向HNB-GW 47通知重新定位完成。

方向：HNB→HNB GW

在这种情况下，BBF隧道信息的信息单元是新的(如上定义)。

IE/组名

存在

范围

IE类型和参考

语义描述

临界点

分配的临界点

消息类型

M

9.2.1

1.

上下文-ID

M

9.2.9

2.

BBF隧道信息

O

9.2.yy

3.

RAB列表

该IE提供了用于S15接口上的许可控制的RAB具体信息列表。

要设定列表的RAB

O

是

拒绝

>要设定项目IE的RAB

l至<maxnoofRABs>

每个

拒绝

>>CN域指示符

M

9.2.1.5

-

>>RAB ID

M

9.2.1.2

-

>>RAB参数

M

9.2.1.3

-

>>用户平面信息

M

-

>>>用户平面模式

M

9.2.1.18

-

>>>UP平模式版本

M

9.2.1.19

-

范围约束	说明
		maxnoofRABs	一个UE的RAB的最大编号值是256

安全网关

图11示意性地图示了在该实施例中使用的且在图2中所示的安全网关(SeGW)51的主要部件。如所示的，SEGW 51包括收发机电路101，该收发机电路101可操作来经由核心网络接口103将信号传送到核心网络8内的其它节点以及接收来自核心网络8内的其它节点的信号，并且该收发机电路101可操作来经由BAN接口105将信号传送到宽带接入网15内的节点并且接收来自宽带接入网15内的节点的信号。如所示的，SeGW 51还包括控制器107，控制器107用于对SeGW 51的操作进行控制并且与收发机电路101相连。控制器107根据存储在存储器109内的软件指令进行操作。如所示的，这些软件指令除了别的之外还包括操作系统111、IPSec模块113、HNB分组分析模块115、以及HNB-GW通信模块117。

在该实施例中，IPSec模块113负责经由BAN接口105建立通过宽带接入网15与HNB11的安全隧道。HNB分组分析模块115负责对从HNB 11所接收到的分组进行分析以确定提供于所接收到的分组的报头中的其NAT的IP地址和其NAT的UDP端口号。此后分析模块115将所确定的NAT的IP地址和NAT的端口号传到HNB-GW通信模块117以发送到HNB-GW 47。

家庭基站

图12是图示图1所示的UTRAN家庭基站(HNB)11-1的主要部件的方框图。如所示的，HNB 11包括收发机电路201，该收发机电路201可操作来经由一个或多个天线203将信号传送到移动电话3或其它用户设备以及接收来自移动电话3或其它用户设备的信号，并且该收发机电路201可操作来经由网络接口205将信号传送到核心网络8以及接收来自核心网络8的信号。控制器207根据存储在存储器209中的软件对收发机电路201的操作进行控制。该软件除了别的之外还包括操作系统211、IPSec模块213、HNB-GW通信模块215、SGSN/MSC通信模块217、以及用户设备通信模块219。存储器209还拥有数据存储221，在数据存储221中，HNB11存储通过宽带接入网15或住宅网关13分配给其的IP地址以及用于HNB 11经由住宅网关13所连接到的IP网络的一部分的HNB的NAT的IP地址、NAT的UDP端口号、FQDN。

IPSec模块213负责经由网络接口205建立通过宽带接入网15与SeGW 51的安全隧道。HNB-GW通信模块215负责将HNBAP/RUA消息发送到HNB-GW 47以及接收来自HNB-GW 47的HNBAP消息，其包括上面所讨论的消息。SGSN/MSC通信模块217负责将RANAP消息发送到SGSN43和MSC 45以及接收来自SGSN 43和MSC 45的RANAP消息。当然，这些RANAP消息是通过HNB-GW 47透明传送的。用户设备通信模块219用于利用收发机电路201和一个或多个天线203与用户设备进行通信。

图1所示的E-UTRAN HNB 11-2具有与图12中所示的那些相似的部件。主要区别是可以不存在HNB-GW通信模块215，并且代替SGSN/MSC通信模块217，将存在有MME通信模块。此外，HeNB 11-2将不会利用HNBAP协议而是利用诸如S1AP协议这样的E-UTRAN协议进行通信。

HNB网关

图13是图示图2所示的UTRAN HNB网关(HNB-GW)47的主要部件的方框图。如所示的，HNB-GW 47包括收发机电路301，该收发机电路301可操作来经由HNB接口303将信号传送到HNB 11以及接收来自HNB 11的信号，并且该收发机电路301可操作来经由核心网络接口305将信号传送到核心网络8中的其它节点(诸如SGSN 43和MSC 45)以及接收来自核心网络8中的其它节点的信号。控制器307根据存储在存储器309中的软件对收发机电路301的操作进行控制。该软件除了别的之外还包括操作系统311、SeGW通信模块313、HNB通信模块315、SGSN/MSC通信模块317、以及PCRF通信模块319。

SeGW通信模块313负责与SeGW 51进行通信——例如接收用于HNB 11的NAT的IP地址和NAT的UDP端口号。HNB通信模块315负责按照上面所讨论的方式与HNB 11进行通信。SGSN/MSC通信模块317负责按照上面所讨论的方式与SGSN 43或MSC 45进行通信。PCRF通信负责建立与PCRF 41的S15会话并且当接收到新服务请求时负责修改S15会话。

在上面的描述中，为了便于理解，将SEGW 51、HNB-GW 47、以及HNB 11描述为具有多个分立模块(IPSec模块、通信模块、以及分析模块)。尽管这些模块可以这种方式为某些应用提供，例如对现有系统进行修改以实现本发明的情况下，但是在其它应用中，例如在设计时从一开始就考虑到本发明的特征的系统中，这些模块可以内置在整个操作系统或代码中并且因此可能无法将这些模块辨别为分立实体。

修改和替代

上面已对详细实施例进行了描述。如本领域技术人员所明白的，可对上述实施例做出许多修改和替代，同时仍受益于其中具体体现的本发明。

在上述实施例中，对基于移动电话的电信系统进行了描述。如本领域技术人员所明白的，在其它通信系统中可采用在本申请中所描述的信令技术。其它通信节点或设备可以包括诸如例如个人数字助理、膝上型计算机、网络浏览器等等这样的用户设备。

在上述实施例中，移动电话和HNB的每一个包括收发机电路。典型地该电路是由专用硬件电路形成的。然而，在一些实施例中，收发机电路的一部分可以是作为对应的控制器所运行的软件来实现的。

在上述实施例中，对多个软件模块进行了描述。如本领域技术人员所明白的，软件模块可以编译或未编译的形式提供并且可以作为计算机网络上的或者记录介质上的信号提供给HNB、HNB-GW、SEGW等等。此外，该软件的一部分或者全部所执行的功能可以是利用一个或多个专用硬件电路来执行的。然而，软件模块的使用是优选的，因为它便于对基站、网关、以及移动电话的更新以便更新其功能。

对于本领域普通技术人员来说可显而易见地得知各种其它修改并且在这里不会进一步详细描述。

该申请基于并要求于2011年8月12日提交的英国专利申请No.1113942.5的优先权，通过引用将其公开整个结合于此。

Claims

1.一种家庭基站网关(HNB-GW)，所述家庭基站网关(HNB-GW)被布置为与家庭基站(HNB)进行通信，以用于在电路交换(CS)会话的情况下的宽带接入网络联网，所述HNB-GW包括：

收发器，所述收发器被配置为：

从所述HNB接收HNB注册请求消息以发起HNB注册，其中，所述HNB注册请求消息包括HNB位置信息、HNB标识和隧道信息，并且其中，当网络地址转换是(NAT)/网络地址和端口转换(NAPT)时，所述隧道信息包括HNB本地IP地址和UDP端口号；并且

向策略计费规则功能(PCRF)发送S15会话建立消息，以发起与所述PCRF的S15会话的建立，所述S15会话建立消息包括所述HNB本地IP地址和所述UDP端口号，并且

在所述PCRF发起网关控制会话建立以建立与宽带策略控制功能(BPCF)的网关控制会话之前，从所述PCRF接收对所述S15会话建立消息的响应。

2.根据权利要求1所述的HNB-GW，其中，所述收发器被布置为接收无线电接入承载(RAB)消息，并且向所述PCRF发送消息以请求对所述S15会话的修改，所述S15会话包括从所述RAB消息得到的服务质量(QoS)信息。

3.根据权利要求2所述的HNB-GW，其中，所述RAB消息包括用于新服务的无线电接入承载RAB参数，并且其中，用于请求所述S15会话的修改的所述消息用于根据所述RAB参数来修改所述S15会话。

4.根据权利要求2所述的HNB-GW，其中，所述收发器被布置为从所述PCRF接收具有授权请求的结果的消息，其中，如果所述宽带接入网络中没有资源可用，则所述HNB-GW拒绝所述RAB分配请求并且发起“RAB分配失败”过程。

5.根据权利要求1所述的HNB-GW，其中，所述HNB注册请求消息进一步包括下述中的至少一个：PLMN-ID信息元素、小区-ID信息元素、LAC信息元素、RAC信息元素、SAC信息元素。

6.根据权利要求1所述的HNB-GW，其中，所述HNB注册请求消息进一步包括下述中的至少一个：CSG-ID信息元素、广播的服务区信息元素、HNB小区接入模式信息元素、PSC信息元素和Iurh信令TNL地址信息元素。

7.一种家庭基站(HNB)，包括：

收发器，所述收发器用于在电路交换(CS)会话的情况下与家庭基站网关(HNB-GW)进行通信以用于宽带接入网络联网；

其中，所述收发器被配置为向所述HNB-GW发送HNB注册请求消息以发起注册，其中，所述HNB注册请求消息包括HNB位置信息、HNB标识和隧道信息，并且其中，当网络地址转换是(NAT)/网络地址和端口转换(NAPT)时，所述隧道信息包括HNB本地IP地址和UDP端口号，所述HNB-GW被配置为向策略计费规则功能(PCRF)发送S15会话建立消息，以发起与所述PCRF的S15会话的建立，所述S15会话建立消息包括所述HNB本地IP地址和所述UDP端口号。

8.一种由家庭基站网关(HNB-GW)执行的方法，用于在电路交换(CS)会话的情况下的宽带接入网络联网，所述方法包括：

从所述HNB接收HNB注册请求消息以发起HNB注册，其中，所述HNB注册请求消息包括HNB位置信息、HNB标识和隧道信息，并且其中，当网络地址转换是(NAT)/网络地址和端口转换(NAPT)时，所述隧道信息包括HNB本地IP地址和UDP端口号；以及

向策略计费规则功能(PCRF)发送S15会话建立消息，以发起与所述PCRF的S15会话的建立，所述S15会话建立消息包括所述HNB本地IP地址和所述UDP端口号，以及

9.一种由家庭基站(HNB)执行的方法，用于在电路交换(CS)会话的情况下的宽带接入网络联网，所述方法包括：

向所述HNB-GW发送HNB注册请求消息以发起注册，其中，所述HNB注册请求消息包括HNB位置信息、HNB标识和隧道信息，并且其中，当网络地址转换是(NAT)/网络地址和端口转换(NAPT)时，所述隧道信息包括HNB本地IP地址和UDP端口号，所述HNB-GW被配置为向策略计费规则功能(PCRF)发送S15会话建立消息，以发起与所述PCRF的S15会话的建立，所述S15会话建立消息包括所述HNB本地IP地址和所述UDP端口号。