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CN101895948A - 通用移动通信系统和无线局域网的网络间服务连续的方法 - Google Patents

通用移动通信系统和无线局域网的网络间服务连续的方法 Download PDF

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CN101895948A CN2010101703078A CN201010170307A CN101895948A CN 101895948 A CN101895948 A CN 101895948A CN 2010101703078 A CN2010101703078 A CN 2010101703078A CN 201010170307 A CN201010170307 A CN 201010170307A CN 101895948 A CN101895948 A CN 101895948A
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卢光贤
申载旭
权惠莲
申亨澈
郑光烈
黄裕善
朴爱淳
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SK Telecom Co Ltd
KTFreetel Co Ltd
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Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
SK Telecom Co Ltd
KTFreetel Co Ltd
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Abstract

提供了在3GPP网络和非3GPP网络之间的服务连续性。当3GPP网络中的已接受了服务的移动站移动到非3GPP网络中或从非3GPP网络返回到3GPP网络中时，通过使用分组数据网络的通用隧道，互联网关与GGSN互联，因而移动用户可以接受无缝服务。本发明提供一种当移动站从第一通信网络移动到第二通信网络的互联网关的切换方法，其中第一通信网络包括执行分组数据网络的无线网关功能的第一网关，该切换方法包括：接收来自移动站的用于隧道建立的请求；从第一网关接收第一地址，其中第一地址是与由第一网关预先分配给移动站的地址相同的地址；和通过利用接收的第一地址建立与该移动站的隧道。

Description

通用移动通信系统和无线局域网的网络间服务连续的方法
本申请为2006年08月24日提交的、申请号为200680040144.3、发明名称为“用于通用移动通信系统网络和无线局域网网络之间的服务连续性的装置和方法”的申请案的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于提供通用移动通信系统网络和无线局域网之间的无缝服务的服务连续性装置和方法。更具体地，本发明涉及一种不用破坏服务而在3GPP网络和非3GPP网络之间执行切换的服务连续性装置和方法。
背景技术
通用移动通信系统(在下文中，称为“UMTS”)目前包括由公知的国际移动通信标准2000(IMT-2000)的框架发展而来的第三代移动电信系统。
该第三代移动通信系统被设计为提供多媒体通信。其具有较高的数据速度，使得其能够增加公共和私有网络信息接入和服务，并提供灵活的通信。这样的第三代移动通信系统已被由许多国家的标准化机构或企业进行的第三代伙伴项目(3GPP)作为标准技术来研究。下文中，由3GPP(即，标准化机构)提供的系统或网络被称为“3GPP系统”或“3GPP网络”。此外，不是由3GPP(即，标准化机构)提供的系统(如，无线局域网)或网络例如被称为“非3GPP系统”或“非3GPP网络”。
UMTS具有如下缺点：与无线局域网(下文中，称为“WLAN”)相比，其频谱被大量消耗，而且数据速率较低。因而，需要利用WLAN带宽的系统和方法，以便补充UMTS的带宽并提高效率。
传统的基于版本6的3GPP UMTS已提供了利用3GPP UMTS网络和非3GPP网络中的WLAN的网间追踪结构(inter-network loaming structure)。也即，其被描述为：在3GPP用户接入到WLAN时，该3GPP用户接受诸如3GPP网络认证、授权和收费的服务，然后接受3GPP的服务。因而，移动站即使在接入到WLAN时，也可以通过3GPP网络接受分组服务。
然而，根据这样的传统结构，当在接收服务或其他的同时已接入到3GPP网络的移动站在WLAN中移动时，该移动站在移动的网络中不能使用先前使用的地址。也即，由于该移动站在网络间移动时必须从新移动到的网络的网关GPRS支持节点(GGSN)或分组数据网关(PDG)接受新地址，因此该移动站不能接受无缝服务。
在背景技术部分公开的上述信息仅为了增强对本发明的背景的理解，因此其可以包含未形成现有技术的信息，其对于本领域普通技术人员在本国是已经公知的。
发明内容
本发明的目的是提供一种服务连续性装置和方法，其具有当移动站在公知3GPP UMTS网络和非3GPP网络之间移动时支持无缝服务的优点。
本发明的一个示范性实施例提供了一种支持通用移动通信系统网络和无线局域网之间的服务连续性的服务连续性装置。该服务连续性装置包括：第一节点，用于向处于通用移动通信系统网络中的移动站发送数据分组；第二节点，用于执行该第一节点和该分组数据网络之间的无线网关(gate)功能，并通过该第一节点为该移动站分配第一地址，以使得与该分组数据网络传达数据；以及互联(interworking)网关，用于在该移动站从该通用移动通信系统网络移动到无线局域网时，产生通过该分组数据网络的与该第二网络的隧道，并使用该第一地址向该移动站提供无缝服务。
此时，当该移动站从该无线局域网返回到该通用移动通信系统网络时，该互联网关产生通过该分组数据网络的与该第二节点的隧道，并使用该第一地址向该移动站提供无缝服务。
本发明的另一实施例提供了一种支持通用移动通信系统网络和无线局域网之间的服务连续性的服务连续性方法。该服务连续性方法包括：(a)第一节点通过向已接入到通用移动通信系统网络的移动站分配用于与分组数据网络传达数据的第一地址，执行分组数据网络间的无线网关功能，并在认证服务器上记录所分配的第一地址；
(b)互联网关接收来自从该通用移动通信系统网络移动到无线局域网的移动站的隧道建立请求消息；
(c)互联网关执行用户认证和授权，并通过与该认证服务器互联来从该认证服务器接收所记录的第一地址；
(d)互联网关产生通过该分组数据网络的与该第一节点的隧道；以及
(e)该互联网关向该移动站发送包括所接收的第一地址的隧道建立响应消息。
此外，本发明的另一实施例提供：(a)第一节点在从移动站接收PDP上下文激活请求消息的通用移动通信系统网络的服务区域内发送分组，该移动站已从该无线局域网返回到该通用移动通信系统网络；
(b)该第一节点向第二节点发送PDP上下文产生请求消息，该第二节点用于执行向节点分组数据网络的无线网关；
(c)该第二节点从认证服务器接收PDP地址，该PDP地址先前被分配给接入到该通用移动通信系统网络的移动站，以便执行与该分组数据网络的数据通信；
(d)该第二节点产生通过该分组数据网络到互联网关的隧道；以及
(e)该第一节点使用所接收的PDP地址向该移动站发送PDP上下文激活响应消息。
本发明提供一种支持通用移动通信系统网络和无线局域网之间的服务连续性的服务连续性装置，该服务连续性装置包括：第一节点，用于向处于通用移动通信系统网络的服务区域中的移动站发送数据分组；第二节点，用于执行该第一节点和分组数据网络之间的无线网关功能，并通过该第一节点为该移动站分配第一地址，以使得与该分组数据网络传达数据；以及互联网关，用于在该移动站从该通用移动通信系统网络移动到所述无线局域网时，使用该第一地址产生经过该分组数据网络与该第二节点的隧道和与该移动站的隧道，并使用该第一地址向该移动站提供无缝服务；并且当该移动站从该无线局域网返回到该通用移动通信系统网络时，该互联网关产生经过该分组数据网络与该第二节点的隧道，并使用该第一地址向该移动站提供无缝服务。
本发明还提供一种当移动站从第一通信网络移动到第二通信网络的互联网关的切换方法，其中第一通信网络包括执行分组数据网络的无线网关功能的第一网关，该切换方法包括：接收来自移动站的用于隧道建立的请求；从第一网关接收第一地址，其中第一地址是与由第一网关预先分配给移动站的地址相同的地址；和通过利用接收的第一地址建立与该移动站的隧道。
附图说明
图1是根据本发明的示范性实施例的支持无缝服务的在3GPP网络和非3GPP网络之间的互联系统的示意图；
图2是示出根据本发明的示范性实施例的移动站如何从3GPP网络移动到非3GPP网络的流程图；
图3是示出根据本发明的示范性实施例的移动站如何从非3GPP网络移动到3GPP网络的流程图；以及
图4是根据本发明的另一个示范性实施例的支持无缝服务的在3GPP网络和非3GPP网络之间的互联系统的示意图。
具体实施方式
在以下的详细描述中，仅以图示的方式简单示出并描述了本发明的特定示范性实施例。本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对所描述的实施例进行各种不同方式的修改。因而，附图和描述应当被理解为实际上是示意性的而不是限制性的。通篇中相似的参考数字指代相似的元素。当描述一个元件耦接到另一个元件上时，该元件可以直接耦接到另一个元件，也可以通过第三元件耦接到另一个元件。
此外，图中示出的组成元件可以由硬件、软件或它们的组合来实施，并且可以由包括处理器、存储器和输入/输出接口的至少一种编程的通用设备来实现。
现在将描述根据本发明的示范性实施例的支持3GPP网络和非3GPP网络之间的服务连续性的服务连续性装置和方法。
图1是根据本发明的示范性实施例的支持无缝服务的在3GPP网络和非3GPP网络之间的互联(interworking)系统的示意图。图1所示的系统是一个示例。因而，可以简要描述本领域普通技术人员公知的各个元件，以给出对本发明的示范性实施例的理解。
在图1中，移动站100被定义为具有3GPP和非3GPP双重模式的普通移动终端。3GPP网络200被定义为普通的通用移动通信系统(UMTS)网络，非3GPP网络300被定义为除了3GPP网络之外的所有无线局域网。例如，非3GPP网络300包括IEEE 602.16、超LAN、Wibro和个人局域网(PAN)。
如图1所示，3GPP网络200包括UTRAN 210、SGSN 220、GGSN 230、HLR/AAA 240和互联网关250。
UTRAN UMTS(地面无线接入网络)210是用于执行无线相关功能的无线接入网络，并包括节点B(未示出)和无线网络控制器(RNC)(未示出)。
SGSN(服务GPRS支持节点：220)是用于执行向服务区域内的移动站的数据分组传输的节点，并具有分组路由和传输、移动性管理、局部(local)链接管理功能。此外，SGSN 220包括位置寄存器，用于存储用户位置信息(小区、访问者位置寄存器等等)和用户概要(profile)，其中用户被注册到SGSN中。
GGSN(网关GPRS支持节点：230)执行SGSN 220和分组数据网络(PDN)之间的无线网关功能。也即，GGSN 230将所有数据发送到该分组数据网络，其中在该分组数据网络中发送/接收数据。此时，GGSN 230通过SGSN 220将分组数据协议(PDP)地址分配给移动站100，以使得移动站100可以执行与该分组数据网络的数据通信。HLR/AAA 240存储由GGSN230分配的PDP地址。
HLR/AAA 240存储移动站100的本地(home)位置以及由GGSN 230分配的PDP地址，并执行对移动站的认证。
互联网关(下文中称为“IWG”)250用于执行3GPP网络和非3GPP网络之间的无缝服务，并通过经过分组数据网络400的通用隧道(tunnel)420连接到GGSN 230。
根据本发明的示范性实施例，当移动站100从3GPP网络移动到非3GPP网络时，GGSN 230、IWG 250从HLR/AAA240接收先前由GGSN 230分配的PDP地址，并通过将所接收的PDP地址提供给移动站100而形成到移动站100的隧道320。
在图1中，分组数据网络400可以被定义为基于分组的网络，包括互联网和内联网两种，根据本发明的示范性实施例的GGSN 230和IWG 250分别包括接口I1和I2，用于与分组数据网络400互联。
现在，将参照图2和图3来描述如何互联3GPP网络和非3GPP网络之间的服务。
图2是示出根据本发明的示范性实施例的移动站如何从3GPP网络移动到非3GPP网络的流程图。
首先，当3GPP用户的移动站100接入3GPP网络200时，GGSN 230分配PDP地址给移动站(S10)。此时，由GGSN 230分配的PDP地址被存储在HLR/AAA 240中。
当移动站100接入非3GPP网络300时，该非3GPP网络300分配局部地址给移动站100，其中，该局部地址用于与该非3GPP网络300传达数据(S20)。
移动站100然后发送隧道建立请求消息给IWG 250(S30)。当IWG 250从移动站100接收到该隧道建立请求消息时，其通过与HLR/AAA 240互联来执行用户认证和授权(S40)，然后从HLR/AAA 240接收先前分配的PDP地址。
当IWG 250接收到PDP地址时，其与GGSN 230合作并建立经过分组数据网络400的隧道420(S50)。此时，为了建立确保安全的隧道，其从HLR/AAA 240获得隧道建立信息。
在IWG 250已通过与GGSN 230合作而建立了隧道之后，IWG 250发送包括从HLR/AAA 240获得的PDP地址的隧道建立响应消息给移动站100，因而产生到移动站100的隧道320。
GGSN 230一接收到来自IWG 250的隧道建立请求消息，就执行移动站链接分组缓冲，并当完成隧道建立时，发送经缓冲的分组到移动站，这里“移动站链接分组”被称为发送到移动站的分组。
移动站100可以使用所产生的隧道320，通过GGSN 230和IWG 250，接受关于发送到3GPP网络的所有分组数据的无缝服务。
此外，GGSN 230可以通过使用所产生的隧道320取消先前形成的GPRS会话而循环利用无线资源。也即，GGSN 230发送PDP上下文删除请求消息给SGSN 220，以便取消GPRS会话(S70)，而且SGSN 220发送PDP上下文删除响应消息给GGSN 230(S80)，从而取消指定的GPRS会话，并且无线资源得到循环利用。
此时，如果不使用PDP上下文删除请求消息，则SGSN 220可以通过在预定时间之后操作定时器(移动可达定时器)来取消指定会话。
图3是示出根据本发明的示范性实施例的移动站如何从非3GPP网络移动到3GPP网络的流程图。
如参照图2所述的，当3GPP网络中预定的移动站100接入非3GPP网络300时，移动站100接收由非3GPP网络300分配的局部地址和先前从IWG250分配的PDP地址。
当移动站100返回到3GPP网络时，移动站100开始接入到SGSN 220(S110)，并且移动站100发送PDP上下文激活请求消息给SGSN 220(S120)。
SGSN 220发送PDP上下文产生请求消息给GGSN 230(S130)，并且GGSN 230通过与HLR/AAA 240互联来执行用户认证和授权，然后接收先前从HLR/AAA 240分配的PDP地址(S140)。
当GGSN 230已接收到PDP地址时，其通过与IWG 250合作来建立经过分组数据网络400的隧道420(S150)。为了建立确保安全的隧道，GGSN230从HLR/AAA 240获得隧道建立信息。
GGSN 230然后发送包括PDP地址的PDP上下文产生响应消息给SGSN220(S160)，并且SGSN 220发送包括PDP地址的PDP上下文激活响应消息给移动站100(S170)。
通过这些步骤，即使在从非3GPP网络300移动到3GPP网络时，移动站100也可以接受无缝服务。
根据图1所示的本发明的第一个示范性实施例，IWG 250置于3GPP本地网络中。然而，IWG 250可以置于3GPP访问者网络500中，如图4所示。图4中与图1中所示的元素相同或相似的元素具有相同或相似的参考数字。为了描述简明，可以不描述这些元素。
如图4所示，当IWG 250置于3GPP访问者网络500中时，3GPP访问者网络500额外包括AAA代理540。AAA代理540通过使IWG 250与3GPP本地网络的HLR/AAA 240互联来执行用户认证和授权，从HLR/AAA 240接收PDP地址，并发送该PDP地址到IWG 250。
如上所述，根据本发明的示范性实施例，当移动站从3GPP网络移动到非3GPP网络时，或当其从非3GPP网络返回到3GPP网络时，其可以通过互联网关和GGSN来产生经过分组数据网络的通用隧道，从而接受无缝服务。
记录介质可以包括计算机能够读取的所有类型的记录媒介，例如HDD、存储器、CD-ROM、磁带和软盘，其也可以以载波(如互联网通信)格式来实现。
尽管参照目前被认为是可实践的示范性实施例的实施例对本发明进行了描述，但应当理解，本发明不限于所公开的这些实施例，而是相反，本发明意欲覆盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效配置。
如上所述，根据本发明的示范性实施例，即使当在3GPP网络和非3GPP网络之间移动时，移动站也可以接受无缝服务。

Claims (5)

1.一种当移动站从第一通信网络移动到第二通信网络的互联网关的切换方法，其中第一通信网络包括执行分组数据网络的无线网关功能的第一网关，该切换方法包括：
接收来自移动站的用于隧道建立的请求；
从第一网关接收第一地址，其中第一地址是与由第一网关预先分配给移动站的地址相同的地址；和
通过利用接收的第一地址建立与该移动站的隧道。
2.如权利要求1所述的切换方法，还包括：
通过与认证服务器互联来执行用户认证和授权，其中第一通信网络还包括该认证服务器。
3.如权利要求1或2所述的切换方法，其中，在互联网关和移动站之间的隧道之前，互联网关和第一网关之间的隧道被建立。
4.如权利要求1或2所述的切换方法，其中，互联网关位于第一通信网络中。
5.如权利要求1或2所述的切换方法，其中，该第一地址被用于与分组数据网络传达数据。
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