CN1960566A - 演进的移动通信网及3gpp和非3gpp接入网之间移动性管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种演进的移动通信系统网络架构，以及在此架构下基于移动IP的非3GPP接入系统和3GPP接入系统之间的非漫游情况下的移动性管理方法。该演进的移动通信系统网络架构，增加了一个接入系统网关功能模块，其包括3GPP系统内网关GPRS支持节点的功能，并提供移动通信网络与外部数据网的连接，完成数据业务的接入和传送；加强型移动性管理功能模块，其包括现有3GPP系统内的移动性管理控制功能，管理和保存与终端相关的信息，管理终端在UTRAN和E－UTRAN之间的漫游、在E－UTRAN之内的移动性管理；和异构接入移动性管理模块，其采用基于IP的移动性管理技术，管理3GPP接入网络和非3GPP接入网络间的移动性。该移动性管理方法是利用上述三个模块分配终端的IP地址。

Description

演进的移动通信网及3GPP和非3GPP接入网之间移动性管理方法

技术领域

本发明涉及移动通讯技术，尤其是涉及在演进的移动通信网络架构下，基于移动IP的非3GPP和的3GPP(The 3rd GenerationPartnership Project第三代合作伙伴计划)接入系统之间的非漫游情况下的移动性管理方法。

背景技术

为了保证未来10年以至更久的时间内3GPP系统的竞争力，一个接入技术演进的工作正在3GPP组织内部进行。特别是为了加强3GPP系统处理快速增长的IP数据业务的能力，在3GPP系统内使用分组技术需要进一步的增强。这类技术演进中最重要的几个部分包括：减少时延，更高速的用户数据速率，增强的系统容量和覆盖范围以及运营商整体成本的降低。并且，演进的网络结构对于现有网络的后向兼容性以及对于和非3GPP接入系统(如：WLAN)之间进行无缝的切换也是一个重要的指标。

以下列出对于这样的演进网络架构的要求：

必须支持3GPP和非3GPP的接入系统；

和3GPP系统第六版互通；

网络的控制平面对于终端从空闲状态到激活状态的响应时间不得超过200毫秒；

终端在接入初始化阶段需要建立基本的IP连接；

在不同接入技术间的移动性管理需要达到支持会话的连续性和无缝的切换；

在演进的移动通信网络和现有的3GPP网络之间的移动性管理要更加优化，以达到支持实时和非实时业务无缝切换的目标。

在现有的3GPP系统结构中，用户数据平面的结构如图1所示，从图1可以看出，用户数据的传输需要经过GGSN(Gateway GPRSSupport Node网关GPRS支持节点)、SGSN(Serving GPRS Support Node服务GPRS支持节点)、UTRAN(UMTS Terrestial Radio Access NetworkUMTS陆地无线接入网)才能到达终端，这样所产生的时延远远超过了演进的网络所要求的时延，所以对于原有3GPP网络结构的简化是本专利的关键点之一。

发明内容

本发明的目的就是针对上述的需求，首先提出了一种新颖的演进的移动通信网络系统架构，然后针对这种演进的移动通信网络系统架构，提出了3GPP接入系统和非3GPP之间的移动性管理问题的解决方案如下：

本发明的一种演进的移动通信网络系统，主要包括演进的核心网和演进的UMTS陆地无线接入网，其特征在于还包括以下功能模块：

一接入系统支持节点功能模块ASSN，其承担3GPP接入网关控制功能；

一异类接入系统移动性管理模块Hetero-AS-MM，其采用基于IP的移动性管理技术，管理3GPP接入网络和非3GPP接入网络间的移动性。

所述的接入系统服务功能模块ASSN包括3GPP系统内网关GPRS支持节点的功能。

所述的接入系统服务功能模块ASSN还包括移动性管理和AAA方面的控制功能。

所述的接入系统服务功能模块ASSN管理和保存与终端相关的注册及会话信息，管理终端的在3GPP接入网络之间的漫游移动性管理。

所述接入系统服务节点功能模块ASSN与SGSN、E-UTRAN、UTRAN中的一个或者多个存在接口。

所述接口的接口协议为基于GTP的加强型协议，或基于其他移动IP协议加强型协议。

所述的接入系统服务节点功能模块ASSN与异类接入系统移动性管理模块Hetero-AS-MM之间接口协议可以，但不限于增强型Gi接口Gi+。

所述的异类接入系统移动性管理模块Hetero-AS-MM与非3GPP接入系统之间接口协议是基于IP移动性管理技术。

基于IP的移动性管理技术可以但不限于采用移动IP协议中所描述的移动性管理技术。

所述的接入系统服务节点功能模块ASSN与异类接入系统移动性管理模块Hetero-AS-MM可以为同一实体也可以为不同实体。

本发明还提出一种在上述的演进的移动通信网络系统下演进的3GPP接入系统和非3GPP接入网之间的移动性管理方法，当终端在向网络发起注册流程的同时获得一个IP地址，以便终端发起业务请求或响应网络发起的业务请求。

所述的在注册流程中的IP地址可以是在终端开机初始化接入的阶段，利用Hetero-AS-MM、演进的移动通信网系统中的ASSN或非3GPP接入网络的网关PDG来分配的IP地址，达到支持基本IP连接的目的。

所述的利用Hetero-AS-MM分配终端的IP地址是当终端注册的时候，接入系统网关向Hetero-AS-MM为终端申请一个IP地址，Hetero-AS-MM在为终端分配IP地址的同时，形成一个注册终端的IP地址和接入网关之间的映射表。

所述的接入系统网关可以是演进的移动通信接入系统中的ASSN，也可以是非3GPP接入系统的网关PDG。

当外部数据包到达Hetero-AS-MM时，它会根据所形成的映射条目将数据包进行封装然后转发到响应的接入系统网关，接入系统网关会对数据包解封装然后发送到终端。

当所述的终端在接入系统间切换时，终端会向Hetero-AS-MM发送类似移动IP的注册请求，Hetero-AS-MM根据请求进行映射关系更新，使终端在新的接入网络中能够正常接发数据。

所述的演进的移动通信网络系统接入系统支持节点功能模块ASSN和异类接入系统移动性管理模块Hetero-AS-MM为同一实体，接入系统支持节点功能模块ASSN本身可以承担异类接入系统移动性管理模块Hetero-AS-MM的功能，作为移动IP中的本地代理HA，当终端漫游到其它接入系统时，该ASSN将承担移动IP中本地代理的功能，对终端数据进行管理。

所述的非3GPP接入网关PDG分配IP地址时，由PDG承担移动IP中HA的功能，当终端由非3GPP接入网络漫游到3GPP接入网络的时候，3GPP接入网关ASSN将承担移动IP中FA的功能并向PDG(HA)发起移动IPv4注册请求，之后，PDG将所有到该终端的数据通过隧道技术转发至终端所在的3GPP接入网络。

由Hetero-AS-MM来分配IP地址，终端开机接入3GPP接入网络或终端开机接入非3GPP接入网络时的注册流程为：

终端开机后向3GPP或非3GPP网络附着，并通过ASSN或PDG向Hetero-AS-MM为终端请求IP地址；

Hetero-AS-MM为该终端分配IP地址，并在映射表中添加一条该IP地址和ASSN或PDG的IP地址的映射。并返回请求响应以及所分配的IP地址完成注册过程。

所述的由Hetero-AS-MM来分配IP地址，终端开机接入3GPP接入网络或终端开机接入非3GPP接入网络时的和终端通信的整个下行数据流程是：当Hetero-AS-MM接收到该终端的数据包后，从映射表中查询出该终端所接的ASSN或PDG，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到ASSN或PDG的数据包，并发送至ASSN或PDG。ASSN或PDG通过解封装得到原始数据包，然后利用接入网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

当终端由3GPP接入网络进入非3GPP接入网络或由非3GPP接入网络进入3GPP接入网络的注册流程为：

终端首先附着到非3GPP或3GPP接入网络并通过PDG或ASSN向Hetero-AS-MM发起一个类似移动IPv4的注册请求；

Hetero-AS-MM更新映射表中对应该终端的条目，并响应注册请求，完成整个注册过程。

当终端由3GPP接入网络进入非3GPP接入网络或由非3GPP接入网络进入3GPP接入网络时的数据传输过程为：当Hetero-AS-MM接收到该终端的数据包后，它从映射表中查询出该终端所接的新接入网络网关，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到新接入网络网关的数据包，并发送至新接入网络网关，新接入网络网关通过解封装得到原始数据包，然后利用接入网络内部内部的传输机制把该数据包发送给终端。

当由ASSN来分配IP地址或由PDG分配IP地址的情况下，该3GPP或非3GPP接入网即为终端的归属网络，此时注册流程为：

终端开机后向3GPP或非3GPP网络附着；

ASSN或PDG为终端分配IP地址并向终端发出附着接受，其中包括所分配的IP地址，完成注册流程；

当由ASSN来分配IP地址或由PDG分配IP地址的情况下，终端通信的数据传输流程为：当ASSN或PDG得到原始数据包后利用现有3GPP或WLAN网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

当终端从3GPP接入网络进入非3GPP接入网络或从非3GPP接入网络进入3GPP接入网络时，注册流程为：

终端首先附着到非3GPP或3GPP接入网络并通过PDG向ASSN或通过ASSN向PDG发起一个移动IPv4的注册请求，其中包括PDG或ASSN的IP地址用来做终端的CoA；

ASSN或PDG为终端创建一条MN的归属地址和MN上报的CoA之间的绑定信息，并响应注册请求完成整个注册过程。

当终端从3GPP接入网络进入非3GPP接入网络或从非3GPP接入网络进入3GPP接入网络时，终端通信的数据传输流程为：ASSN或PDG会发出代理ARP信息来截取发送给该终端但路由到归属网络的数据，当ASSN或PDG接收到到该终端的数据包后，它从移动IP映射表中查询出该终端的CoA，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到CoA的数据包，并发送至终端的拜访的非3GPP或3GPP接入网络的PDG或ASSN，PDG或ASSN通过解封装得到原始数据包，然后利用接入网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

由ASSN来分配IP地址时，演进的移动通信网络架构可以简化，3GPP接入网为终端的归属网络，Hetero-ASMM功能模块被集成到ASSN上。

由PDG来分配IP地址时，演进的移动通信网络架构可以简化，非3GPP接入网为终端的归属网络，Hetero-ASMM功能被集成到PDG上。

本发明提出的演进的移动通信网络结构，能够很好的满足3GPP组织中制定的对系统架构演进方案的需求。并且基于移动IPv4思想，提出了一个完整的解决3GPP接入系统和非3GPP接入系统之间的移动性管理方案，这样终端在3GPP系统和WLAN接入网间的漫游能够达到无缝的切换以及会话的连续性。而且，这套方案也适用于其它非3GPP接入系统间的移动性管理。

附图说明

图1是现有UMTS网络用户数据平面图；

图2是本发明的演进的网络系统架构；

图3是演进的移动通信网络用户数据平面；

图4是移动IPv4的工作流程；

图5是终端在拜访网络时的数据传输；

图6是开机注册流程；

图7是发送到终端的数据的通信流程；

图8是终端由3GPP接入网络进入WLAN接入网络的注册流程；

图9是终端在WLAN中的数据传输；

图10是开机注册流程；

图11是发送到终端的数据；

图12是终端由WLAN接入网络进入3GPP接入网络的注册流程；

图13是终端在3GPP中的数据传输；

图14是在ASPDG上分配IP地址情况下演进的移动通信网络结构；

图15是开机注册流程；

图16是发送到终端的数据的通信流程；

图17是终端由3GPP接入网络进入WLAN接入网络的注册流程；

图18是终端在WLAN中的数据传输；

图19是在PDG上分配IP地址情况下演进的移动通信网络结构；

图20是开机注册流程；

图21是发送到终端的数据的通信流程；

图22是终端由3GPP接入网络进入WLAN接入网络的注册流程；

图23是终端在3GPP中的数据传输。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的演进的移动通信网络系统的架构详细叙述如下：

图2是本发明所基于的演进的网络系统架构，如图所示，针对该演进网络系统架构有几点说明：

1.Hetero-AS MM(Heterogeneous-Access System-MobilityManagement异类接入系统移动性管理)、接入系统支持节点功能模块(ASSN)，每个功能模块并不代表它是一个功能实体，这两个功能模块可以做在同一实体上，也可以分别做在两个不同的实体上。

2.Hetero-ASMM的功能主要是管理3GPP接入网络和非3GPP接入网络间的移动性，接入技术是不可知的，因此它所采用的移动性管理技术应该是基于IP的移动性管理技术。

3.接入系统支持节点功能模块(ASSN)主要功能为：

1)动通信网络与外部数据网的连接，提供演进的网络与外部数据网之间数据的传输工作；

2)起到路由器的作用，完成数据业务的接入和传送等功能；

3)管理和保存与终端相关的MM(移动性管理)上下文，承载描述上下文，终端ID、状态，用户的安全参数，用户的签约信息等；

4)用来管理终端的在UTRAN和E-UTRAN之间的漫游、在E-UTRAN之内的移动性管理等；

4.从用户数据平面看，只经过ASSN->E-UTRAN两层阶段，这样在用户平面上如图3所示的演进的移动通信网络用户数据平面。演进网络的用户数据平面大大简化，传输数据只须ASSN←→E-UTRAN←→UE(终端)，数据时延大大降低了。

在所述的演进的移动通信网络结构下，非3GPP和3GPP网络间的移动性管理方案叙述如下：

通过以上对演进的移动通信网络结构的叙述可以得到：该演进的移动通信网络结构下非3GPP和3GPP网络间的移动性管理由Hetero-AS-MM来完成，并且是基于IP的移动性管理，对于底层的接入技术是不可知的，也就是说，本发明所设计的移动性管理方案，不但适用于3GPP系统和非3GPP间的移动性管理，也适用于非3GPP系统之间的移动性管理。

本发明采用的IP移动性管理方案是基于移动IPv4技术的一个具体实现。

图4是一个移动IPv4的工作流程图，如图所示，该工作流程如下：

1.MN(Mobile Node，移动终端)建立和GW(网关)的连接(如：ASSN或者PDG)；

2.在GW的移动IP的FA(Foreign Agent，外地代理)的功能模块发送一个FA广播消息，其中包括FA的地址，以作为MN的CoA(Care-of Address转移地址)使用；

3.MN接受到这个广播消息后判断它离开归属网络(HomeNetwork)进入一个拜访网络。然后上发移动IPv4注册请求RRQ，其中包括CoA；

4.为了对用户进行鉴权，FA和用户归属网络的AAA服务器进行询问。归属AAA服务器提供一个归属代理HA及其IP地址给FA；

5.FA向HA转发用户的RRQ；

6.HA向AAA服务器查询MN-HA预先设好的密钥。这一步只在第一次注册才发生，随后MN连接其它FA时不需要再进行密钥索取；

7-8.HA接受MN的注册，产生MN的归属IP地址和CoA地址的绑定，并且返回移动IPv4的注册响应。

当终端在拜访网络时候，到终端的数据是按照图5的流程进行传输的。如图所示，当终端在拜访网络的时候，HA会发出代理ARP信息来截取发送给该终端但路由到归属网络的数据。当HA接收到到该终端的数据包后，它从移动IP映射表中查询出该终端的CoA，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到CoA的数据包，并发送至终端的拜访网络。FA通过解封装得到原始数据包，然后利用拜访网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

本发明是基于上述流程，在上述的演进的移动通信网络系统内的一个具体实现。根据对演进的移动通信网络系统的要求，在终端MN开机初始化接入的阶段，网络需要为其分配一个IP地址以达到支持基本IP连接的目的。这样，根据这个IP地址分别由Hetero-AS-MM、ASSN、PDG三个功能模块分配的不同场景，移动IPv4的实现以及网络中不同模块之间的关系有所不同，也导致整个移动IP的工作流程的不同，本发明的新颖之处就是在这些不同的具体实现：

1.由Hetero-AS-MM来分配IP地址

这种情况下，终端可以是通过ASSN接入3GPP网络，也可以是通过PDG接入非3GPP网络，而Hetero-AS-MM、ASSN、PDG三个功能模块在这种情况下应该被看作是三个不同的功能实体，并且Hetero-AS-MM承担的是移动IP中的HA。这种情况下3GPP接入网络和非3GPP接入网络是在同一IP子网下，单纯使用上述的中的移动IP协议是无法将数据传送到正确的目的地的。这种情况下，必须使用一种新的机制，具体实现如下：

1)首先，可以明确的是终端是通过ASSN或者PDG进行IP地址分配请求；

2)当Hetero-AS-MM进行地址分配请求响应的同时，它会在本地将终端所分配的地址，和终端所接入的ASSN或者PDG的IP地址做一个类似CoA和归属地址的映射表；

3)当有数据包从外部到底Hetero-AS-MM的时候，它会根据映射表的关系，将其封装为目的地址为表中所映射的ASSN或者PDG的地址；

4)然后，Hetero-AS-MM可以将其转发至正确的ASSN或者PDG；

5)当终端进入另一接入网络的时候，将通过新的ASSN或者PDG向Hetero-AS-MM发出映射关系更新请求；Hetero-AS-MM接到更新请求后，会更新映射表中相应的映射关系，使得终端在新的接入网络中仍然能够正常的接发数据。其最基本的映射表的结构如下：

终端IP地址

对应的ASSN或者PDG的IP地址

生存时间

2.由ASSN来分配IP地址

这种情况下终端开机后接入的是3GPP网络。这时，ASSN本身承担移动IP中HA的功能，当终端由3GPP接入网络漫游到非3GPP接入网络的时候，PDG将承担移动IP中FA的功能并向ASSN(HA)发起移动IPv4注册请求。之后，ASSN将所有到该终端的数据通过隧道技术转发至终端所在的非3GPP接入网络。

3.由PDG来分配IP地址

这种情况与2.2.2.2中类似，由PDG承担移动IP中HA的功能。当终端由非3GPP接入网络漫游到3GPP接入网络的时候，ASSN将承担移动IP中FA的功能并向PDG(HA)发起移动IPv4注册请求。之后，PDG将所有到该终端的数据通过隧道技术转发至终端所在的3GPP接入网络。

具体实施例：

根据以上所述整个发明的具体方案，本发明的实施例中也分为由Hetero-AS-MM、ASSN、PDG来分配IP地址三种场景。另外，本实施例中WLAN代表一个非3GPP的接入系统，整个演进的移动通信网络架构为图2所示。

1.由Hetero-AS-MM来分配IP地址

图6是终端开机接入3GPP接入网络的注册流程，如图6所示包括以下步骤：

1)终端开机后向3GPP网络附着；

2)ASSN向Hetero-AS-MM为终端请求IP地址；

3)Hetero-AS-MM向AAA验证该终端；

4)Hetero-AS-MM为该终端分配IP地址，并在映射表中添加一条该IP地址和ASSN的IP地址的映射。并向ASSN返回包括IP地址的请求响应；

5)ASSN向终端发出附着接受，其中包括所分配的IP地址；

6)终端向网络发出附着完成。

图7是发送到终端的数据的通信流程，当终端通信的时候整个下行数据流程如下：

当Hetero-AS-MM接收到该终端的数据包后，它从映射表中查询出该终端所接的ASSN，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到ASSN的数据包，并发送至ASSN。ASSN通过解封装得到原始数据包，然后利用现有3GPP网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

图8是终端由3GPP接入网络进入WLAN接入网络的注册流程；当终端从3GPP接入网络进入WLAN接入网络后，终端将通过PDG发起一个类似移动IPv4的注册请求，整个流程如下：

1)终端首先附着到WLAN接入网络；

2)终端通过PDG向Hetero-AS-MM发起一个类似移动IPv4的注册请求；

3)Hetero-AS-MM向AAA验证该终端；

4)Hetero-AS-MM更新映射表中对应该终端的条目，并响应注册请求，该处更新有两种方案，一种是更新原有的条目，另一种是添加一个关于PDG映射的新条目；

5)PDG向终端发送注册接受完成整个注册过程。

图9是终端在WLAN中的数据传输，终端附着到WLAN接入网后，数据传输过程如下：

当Hetero-AS-MM接收到该终端的数据包后，它从映射表中查询出该终端所接的PDG，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到PDG的数据包，并发送至PDG。PDG通过解封装得到原始数据包，然后利用现有WLAN网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

图10是终端开机接入WLAN接入网络的注册流程，其开机注册流程如下：

1)终端开机后向WLAN网络附着；

2)PDG向Hetero-AS-MM为终端请求IP地址；

3)Hetero-AS-MM向AAA验证该终端；

4)Hetero-AS-MM为该终端分配IP地址，并在映射表中添加一条该IP地址和PDG的IP地址的映射。并向PDG返回包括IP地址的请求响应；

5)PDG向终端发出附着接受，其中包括所分配的IP地址；

6)终端向网络发出附着完成。

图11是发送到终端的数据的通信流程，当终端通信的时候整个下行数据流程如下：

当Hetero-AS-MM接收到该终端的数据包后，它从映射表中查询出该终端所接的PDG，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到PDG的数据包，并发送至PDG。PDG通过解封装得到原始数据包，然后利用现有WLAN网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

图12是终端由WLAN接入网络进入3GPP接入网络的注册流程，当终端从WLAN接入网络进入3GPP接入网络后，终端将通过ASSN发起一个类似移动IPv4的注册请求，整个流程如下：

1)终端首先附着到3GPP接入网络；

2)终端通过ASSN向Hetero-AS-MM发起一个类似移动IPv4的注册请求；

3)Hetero-AS-MM向AAA验证该终端；

4)Hetero-AS-MM更新映射表中对应该终端的条目，并响应注册请求，该处更新有两种方案，一种是更新原有的条目，另一种是添加一个关于ASSN映射的新条目；

5)ASSN向终端发送注册接受完成整个注册过程。

图13终端在3GPP中的数据传输，终端附着到3GPP接入网后，数据传输过程如下：

当Hetero-AS-MM接收到到该终端的数据包后，它从映射表中查询出该终端所接的ASSN，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到ASSN的数据包，并发送至ASSN。ASSN通过解封装得到原始数据包，然后利用现有3GPP网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。由ASSN来分配IP地址

2.由ASSN来分配IP地址

在这种情况下，3GPP接入网即为终端的归属网络，故此ASSN本身或者3GPP接入网内的某一节点可以看作HA，本实施例中HA功能被集成到ASSN上，故此，演进的3G网络架构可以简化为图14所示的在ASSN上分配IP地址情况下演进的移动通信网络结构。此时，终端的注册流程如图15所示：

1)终端开机后向3GPP网络附着；

2)ASSN为终端分配IP地址并向终端发出附着接受，其中包括所分配的IP地址；

3)终端向网络发出附着完成。

当终端通信的时候，整个下行数据流程如图16所示：

当ASSN得到原始数据包后利用现有3GPP网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

当终端从3GPP接入网络进入WLAN接入网络后，终端将通过PDG向ASSN发起一个移动IPv4的注册请求，其流程如图17所示，终端由3GPP接入网络进入WLAN接入网络的整个流程如下：

1)终端首先附着到WLAN接入网络；

2)终端通过PDG向ASSN发起一个移动IPv4的注册请求，其中包括PDG的IP地址用来做终端的CoA；

3)ASSN向AAA验证该终端；

4)ASSN为终端创建一条MN的归属地址和MN上报的CoA之间的绑定信息，并响应注册请求；

5)PDG向终端发送注册接受完成整个注册过程。

终端附着到WLAN接入网后，数据传输过程如图18所示，终端在WLAN中的数据传输过程如下：

当终端在WLAN接入网络的时候，ASSN会发出代理ARP信息来截取发送给该终端但路由到归属网络的数据。当ASSN接收到到该终端的数据包后，它从移动IP映射表中查询出该终端的CoA，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到CoA的数据包，并发送至终端的拜访的WLAN接入网络的PDG，PDG通过解封装得到原始数据包，然后利用现有WLAN网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

3.由PDG分配IP地址

在这种情况下，WLAN接入网即为终端的归属网络，故此PDG本身或者WLAN接入网内的某一节点可以看作HA，本实施例中HA功能被集成到PDG上，故此，演进的3G网络架构可以简化为如图19所示的在PDG上分配IP地址情况下演进的移动通信网络结构。此时，终端的注册流程如图20所示的开机注册流程：

1)终端开机后向WLAN网络附着；

2)PDG为终端分配IP地址并向终端发出附着接受，其中包括所分配的IP地址；

3)终端向网络发出附着完成。

当终端通信的时候整个下行数据流程如图21所示的发送到终端的数据的通信流程，当PDG得到原始数据包后利用现有WLAN网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

当终端从WLAN接入网络进入3GPP接入网络后，终端将通过ASSN向PDG发起一个移动IPv4的注册请求，其流程如图22所示的终端由3GPP接入网络进入WLAN接入网络的注册流程如下：

1)终端首先附着到3GPP接入网络；

2)终端通过ASSN向PDG发起一个移动IPv4的注册请求，其中包括ASSN的IP地址用来做终端的CoA；

3)PDG向AAA验证该终端；

4)PDG为终端创建一条MN的归属地址和MN上报的CoA之间的绑定信息，并响应注册请求；

5)ASSN向终端发送注册接受完成整个注册过程。

终端附着到3GPP接入网后，终端在3GPP中的数据传输如图23所示，其数据传输过程如下：

当终端在3GPP接入网络的时候，PDG会发出代理ARP信息来截取发送给该终端但路由到归属网络的数据。当PDG接收到到该终端的数据包后，它从移动IP映射表中查询出该终端的CoA，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到CoA的数据包，并发送至终端的拜访的3GPP接入网络的ASSN，ASSN通过解封装得到原始数据包，然后利用现有3GPP网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

Claims (28)

1.一种演进的移动通信网络系统，主要包括演进的核心网和演进的UMTS陆地无线接入网，其特征在于还包括以下功能模块：

一接入系统支持节点功能模块ASSN，其承担3GPP接入网关控制功能；

一异类接入系统移动性管理模块Hetero-AS-MM，其采用基于IP的移动性管理技术，管理3GPP接入网络和非3GPP接入网络间的移动性。

2.根据权利要求1的演进的移动通信网络系统，其特征在于：所述的接入系统服务功能模块ASSN包括3GPP系统内网关GPRS支持节点的功能。

3.根据权利要求1的演进的移动通信网络系统，其特征在于：所述的接入系统服务功能模块ASSN还包括移动性管理和AAA方面的控制功能。

4.根据权利要求3所述的演进的移动通信网络系统，其特征在于：所述的接入系统服务功能模块ASSN管理和保存与终端相关的注册及会话信息，管理终端的在3GPP接入网络之间的移动。

5.根据权利要求1的演进的移动通信网络系统，其特征在于：

所述接入系统服务节点功能模块ASSN与SGSN、E-UTRAN、UTRAN中的一个或者多个存在接口。

6.根据权利要求5所述的演进的移动通信网络系统，其特征在于：所述接口的接口协议为基于GTP的加强型协议，或基于其他移动IP协议加强型协议。

7.根据权利要求1的演进的移动通信网络系统，其特征在于：所述的接入系统服务节点功能模块ASSN与异类接入系统移动性管理模块Hetero-AS-MM之间接口协议可以是增强型Gi接口Gi+。

8.根据权利要求1的演进的移动通信网络系统，其特征在于：所述的异类接入系统移动性管理模块Hetero-AS-MM与非3GPP接入系统之间接口协议是基于IP移动性管理技术。

9.根据权利要求8所述的演进的移动通信网络系统，其特征在于：基于IP的移动性管理技术可以是采用移动IP协议中所描述的移动性管理技术。

10.根据权利要求1的演进的移动通信网络系统，其特征在于：所述的接入系统服务节点功能模块ASSN与异类接入系统移动性管理模块Hetero-AS-MM可以位于一实体内或位于不同实体。

11.一种在权利要求1的演进的移动通信网络系统下演进的3GPP接入系统和非3GPP接入网之间的移动性管理方法，其特征在于：终端在向网络发起注册流程的同时获得一个IP地址，终端使用该IP地址发起业务请求或响应网络发起的业务请求。

12.根据权利要求11所述的演进的3GPP接入系统和非3GPP接入网之间的移动性管理方法，其特征在于：所述的在注册流程中的IP地址可以是在终端开机初始化接入的阶段，利用Hetero-AS-MM、演进的移动通信网系统中的ASSN或非3GPP接入网络的网关PDG来分配的IP地址，支持基本IP连接。

13.根据权利要求12中所描述的终端在3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：所述的利用Hetero-AS-MM分配终端的IP地址是当终端注册的时候，接入系统网关向Hetero-AS-MM为终端申请一个IP地址，Hetero-AS-MM在为终端分配IP地址的同时，形成一个注册终端的IP地址和接入网关之间的映射表。

14.根据权利要求13中所述的演进的3GPP接入系统和非3GPP接入网之间的移动性管理方法，其特征在于：所述的接入系统网关可以是演进的移动通信接入系统中的ASSN或非3GPP接入系统的网关PDG。

15.根据权利要求13或14的终端在3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：当外部数据包到达Hetero-AS-MM时，它会根据所形成的映射条目将数据包进行封装然后转发到响应的接入系统网关，接入系统网关会对数据包解封装然后发送到终端。

16.根据权利要求13的终端在3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：当所述的终端在接入系统间切换时，终端会向Hetero-AS-MM发送类似移动IP的注册请求，Hetero-AS-MM根据请求进行映射关系更新，终端在新的接入网络中接发数据。

17.根据权利要求12或13的演进的3GPP接入系统和非3GPP接入网之间的移动性管理方法，其特征在于：所述的演进的移动通信网络系统接入系统支持节点功能模块ASSN和异类接入系统移动性管理模块Hetero-AS-MM位于一个实体内，接入系统支持节点功能模块ASSN本身可以承担异类接入系统移动性管理模块Hetero-AS-MM的功能，作为移动IP中的本地代理HA，当终端漫游到其它接入系统时，该ASSN将承担移动IP中本地代理，对终端数据进行管理。

18.根据权利要求12或14的演进的3GPP接入系统和非3GPP接入网之间的移动性管理方法，其特征在于：所述的非3GPP接入网关PDG分配IP地址时，由PDG承担移动IP中HA的功能，当终端由非3GPP接入网络漫游到3GPP接入网络的时候，3GPP接入网关ASSN将承担移动IP中FA的功能并向PDG(HA)发起移动IPv4注册请求，之后，PDG将所有到该终端的数据通过隧道技术转发至终端所在的3GPP接入网络。

19.根据权利要求13的演进的3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：由Hetero-AS-MM来分配IP地址，终端开机接入3GPP接入网络或终端开机接入非3GPP接入网络时的注册流程为：

终端开机后向3GPP或非3GPP网络附着，并通过ASSN或PDG向Hetero-AS-MM为终端请求IP地址；

Hetero-AS-MM为该终端分配IP地址，并在映射表中添加一条该IP地址和ASSN或PDG的IP地址的映射，并返回请求响应以及所分配的IP地址完成注册过程。

20.根据权利要求19的演进的3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：所述的由Hetero-AS-MM来分配IP地址，终端开机接入3GPP接入网络或终端开机接入非3GPP接入网络时的和终端通信的整个下行数据流程是：当Hetero-AS-MM接收到该终端的数据包后，从映射表中查询出该终端所接的ASSN或PDG，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到ASSN或PDG的数据包，并发送至ASSN或PDG，ASSN或PDG通过解封装得到原始数据包，然后利用接入网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

21.根据权利要求19的终端在3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：当终端由3GPP接入网络进入非3GPP接入网络或由非3GPP接入网络进入3GPP接入网络的注册流程为：

终端首先附着到非3GPP或3GPP接入网络并通过PDG或ASSN向Hetero-AS-MM发起一个注册请求；

Hetero-AS-MM更新映射表中对应该终端的条目，并响应注册请求，完成整个注册过程。

22.根据权利要求21的终端在3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：当终端由3GPP接入网络进入非3GPP接入网络或由非3GPP接入网络进入3GPP接入网络时的数据传输过程为：当Hetero-AS-MM接收到该终端的数据包后，它从映射表中查询出该终端所接的新接入网络网关，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到新接入网络网关的数据包，并发送至新接入网络网关，新接入网络网关通过解封装得到原始数据包，然后利用接入网络内部的传输流程把该数据包发送给终端。

23.根据权利要求12或14的演进的3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：当由ASSN来分配IP地址或由PDG分配IP地址的情况下，该3GPP或非3GPP接入网即为终端的归属网络，此时注册流程为：

终端开机后向3GPP或非3GPP网络附着；

ASSN或PDG为终端分配IP地址并向终端发出附着接受，其中包括所分配的IP地址，完成注册流程；

24.根据权利要求25的演进的3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：当由ASSN来分配IP地址或由PDG分配IP地址的情况下，终端通信的数据传输流程为：当ASSN或PDG得到原始数据包后利用现有3GPP或WLAN网络内部的传输机制把该数据包发送给终端。

25.根据权利要求23的终端在3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：当终端从3GPP接入网络进入非3GPP接入网络或从非3GPP接入网络进入3GPP接入网络时，注册流程为：

终端首先附着到非3GPP或3GPP接入网络并通过PDG向ASSN或通过ASSN向PDG发起一个移动IPv4的注册请求，其中包括PDG或ASSN的IP地址用来做终端的CoA；

ASSN或PDG为终端创建一条MN的归属地址和MN上报的CoA之间的绑定信息，并响应注册请求完成整个注册过程。

26.根据权利要求25的演进的3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：当终端从3GPP接入网络进入非3GPP接入网络或从非3GPP接入网络进入3GPP接入网络时，终端通信的数据传输流程为：ASSN或PDG会发出代理ARP信息来截取发送给该终端但路由到归属网络的数据，当ASSN或PDG接收到到该终端的数据包后，它从移动IP映射表中查询出该终端的CoA，然后通过IP-in-IP封装把数据包封装到一个到CoA的数据包，并发送至终端的拜访的非3GPP或3GPP接入网络的PDG或ASSN，PDG或ASSN通过解封装得到原始数据包，然后利用接入网络内部的传输流程把该数据包发送给终端。

27.根据权利要求12或14的终端在3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：由ASSN来分配IP地址时，3GPP接入网为终端的归属网络，Hetero-AS MM功能模块被集成到ASSN上。

28.根据权利要求12或14的终端在3GPP接入系统和非3GPP接入系统间的移动性管理方法，其特征在于：由PDG来分配IP地址时，非3GPP接入网为终端的归属网络，Hetero-AS MM功能被集成到PDG上。

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