WO2009140902A1

WO2009140902A1 - 超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法、系统及超小型网关

Info

Publication number: WO2009140902A1
Application number: PCT/CN2009/071820
Authority: WO
Inventors: 刘清顺
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2009-11-26
Also published as: CN101304610B; CN101304610A

Description

超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法、系统及超小型网关本申请要求于 2008年 5月 19日提交中国专利局、申请号为 200810093288. 6、发明名称为 "超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法、系统及超小型网关" 的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种超小型蜂窝（Femto cell)网络与宏网络之间进行通信的方法、系统及超小型网关 (Femto GateWay, 简称 FGW：)。背景技术

码分多址（Code Division Multiple Access , 简称 CDMA) 2000是第三代移动通信主要的无线接入技术之一，尽管其数据承载能力已经有了很大提高，但对于丰富多彩的多媒体业务还是存在空中接口上的瓶颈。为了解决空中接口上的瓶颈问题，第三代合作伙伴计划 2 ( Third Generation Partnership Project 2，简称 3GPP2)发布了高速率包数据（High Rate Packet Data, 简称 HRPD)标准，可以提高无线接口的数据传输速率。如图 1所示为现有技术中 HRPD网络架构示意图，接入终端（Access Terminal,简称 AT)通过基站收发信机（Base Station Transceiver, 简称 BTS)、基站控制器（Base Station Controller, 简称 BSC) 以及分组控制功能（Packet Control Function, 简称 PCF) 接入到宏网络侧的分组数据服务结点（Packet Data Serving Node , 简称 PDSN)。其中， BTS禾 Π BSC 组成一个接入网（Access Network, 简称 AN) , A10/A11接口是 PCF与 PDSN 之间的接口， A13接口是 AN之间的会话迁移接口， A16接口是 AN之间的硬切换接口， A12 接口是 AN 与 AN 鉴权授权计费服务器（Authentication Authorization Accounting, 简称 AAA) 之间的接口， A8/A 9是: BSC与 PCF之间交互的接口。

按照统计，通信中 70 %的话务量发生在室内，如何有效地增强室内覆盖是运营商面临的难点问题。通过增加室外宏基站部署可以增强室内覆盖率，但是将导致投资成本的巨大增加，同时在站点选择、机房建设、传输费用和网络优化等方面也存在各种问题。一种可行的解决方案是采用宏网络进行室外普遍覆盖，室内使用家庭接入点（Access Point, 简称 AP) 进行覆盖，传输使用数字用户环路（Digital Subscriber Loop, 简称 DSL)宽带网络。家庭 AP做到即插即用，减少传输和网络规划成本。为此业界提出了超小型蜂窝（Femto cell)的概念，指通过 xDSL宽带网络或者因特网作为传输承载，兼容现有终端，提供家庭室内覆盖的解决方案。如图 2所示为现有技术中超小型蜂窝网络架构示意图，超小型接入点（Femto Access Point, 简称 FAP) 通过调制解调器或家庭网关（Home GateWay, 简称 HGW) 接入到互联网，然后通过超小型网关（Femto GateWay, 简称 FGW) 接入到宏网络（Macro Network) 。图 2中， FAP实现了图 1中 BTS、 BSC和 PCF的功能。

在现有的宏网络上增加超小型蜂窝网络部署之后，超小型蜂窝网络与现有宏网络之间存在如下接口：

( 1 ) FAP提供 A10/A11接口通过 FGW接入现有宏网络中的 PDSN;

(2 )为了支持终端在超小型蜂窝网络与现有的宏网络之间的切换， FAP 需要提供 A13/A16接口通过 FGW接入现有宏网络；

( 3 ) FAP提供 A12接口接入现有宏网络的 AN-AAA。

通过 A10/A11接口，为分组数据业务用户建立 PCF与 PDSN之间的承载连接，通过 A13接口可以实现 FAP与宏网络之间的会话迁移，通过 A16接口可以实现 FAP与宏网络之间的硬切换，通过 A12接口可以实现 AT的接入鉴 AN、AN-AAA和 PDSN支持的接口数量有限，无法支持庞大数量的 FAP接入，随着 FAP的增加，需要增加宏网络网元部署，导致成本增加。每增加一个 FAP, 就需要宏网络侧的网元改变配置，并会造成维护成本提高。发明内容

本发明实施例针对现有技术存在的问题，提供一种超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法、系统及超小型网关，支持大量超小型蜂窝网络侧的 FAP接入到宏网络中，而无需宏网络侧的网元改变配置，能够降低维护成本。

本发明实施例提供一种超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，包括：

将来自超小型接入点的消息 /数据中的源互联网协议地址替换成超小型网关的互联网协议地址后发送到宏网络侧；和 /或

将来自所述宏网络侧的消息 /数据中的目的互联网协议地址替换成所述超小型接入点的互联网协议地址后发送到所述超小型接入点。

本发明实施例还提供一种超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，包括：

超小型网关接收超小型接入点发送的用于请求鉴权的消息；

所述超小型网关根据所述用于请求鉴权的消息中的用户名字段，将所述用于请求鉴权的消息转发给接入网鉴权授权计费服务器。

本发明实施例还提供一种超小型网关，包括：

接收模块，用于接收来自宏网络侧或来自超小型接入点的消息 /数据；地址替换模块，用于将所述接收模块接收到的来自所述超小型接入点的消息 /数据中的源互联网协议地址替换成所述超小型网关的互联网协议地址，或者将来自所述宏网络侧的消息 /数据中的目的互联网协议地址替换成所述超小型接入点的互联网协议地址；

发送模块，用于将经过所述地址替换模块进行地址替换后的消息 /数据发送到所述宏网络侧或所述超小型接入点。

本发明实施例还提供一种超小型网关，包括：

第二接收模块，用于接收超小型接入点发送的用于请求鉴权的消息，或接收接入网鉴权授权计费服务器发送的用于表明鉴权通过的消息；

第二转发模块，用于根据所述用于请求鉴权的消息中的用户名字段，将接收到的所述超小型接入点发送的用于请求鉴权的消息发送到所述接入网鉴权授权计费服务器，或根据所述用于表明鉴权通过的消息中的标识符字段，将接收到的所述接入网鉴权授权计费服务器发送的用于表明鉴权通过的消息发送给所述超小型接入点。

本发明实施例还提供一种超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的系统，包括：至少一个超小型接入点以及至少一个超小型网关，

所述超小型接入点用于向所述超小型网关发送消息 /数据，或接收所述超小型网关发送的消息 /数据；

所述超小型网关用于接收来自宏网络侧或来自所述超小型接入点的消息 / 数据，将接收到的来自所述超小型接入点的消息 /数据中的源互联网协议地址替换成所述超小型网关的互联网协议地址，或者将来自所述宏网络侧的消息 /数据中的目的互联网协议地址替换成所述超小型接入点的互联网协议地址，将经过地址替换后的消息 /数据发送到所述宏网络侧或所述超小型接入点。

本发明实施例通过将 FAP发送的消息 /数据中的源 IP地址转换成该 FAP接入的 FGW的 IP地址，并将宏网络侧发送的消息 /数据中的目的 IP地址转换成相应的 FAP的 IP地址，来实现 FAP与宏网络侧的消息 /数据交互，不管有多少个 FAP接入到一个 FGW, 对于宏网络侧来说都只呈现一个 FGW的 IP地址或几个 FGW的 IP地址，这样，宏网络侧仅需存储记录关于该 FGW的信息，而无需由于多个 FAP的加入而改变配置，可以节省维护成本。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一歩的详细描述。附图说明

图 1所示为现有技术中 HRPD网络架构示意图；

图 2所示为现有技术中超小型蜂窝网络架构示意图；

图 3所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例一流程图；

图 4所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例二流程图；

图 5所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例三流程图；

图 6所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例四流程图；

图 7所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例五流程图；

图 8所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例六流程图；

图 9所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例七流程图；

图 10所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例八流程图；

图 11所示为本发明超小型网关实施例一结构示意图；

图 12所示为本发明超小型网关实施例二结构示意图；

图 13所示为本发明超小型网关实施例三结构示意图；

图 14所示为本发明超小型网关实施例四结构示意图；

图 15所示为本发明超小型网关实施例五结构示意图。具体实施方式如图 3所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例一流程图，具体包括：

歩骤 101、将 FAP发送的消息 /数据中的源 IP地址转换成 FAP接入的 FGW 的互联网协议（Internet Protocol, 简称 IP) 地址后发送到宏网络侧；

歩骤 102、将宏网络侧发送的消息 /数据中的目的 IP地址转换成 FAP的 IP 地址并将经过处理后的消息 /数据发送到超小型接入点。

本发明实施例一通过将 FAP发送的消息 /数据中的源 IP地址转换成该 FAP 接入的 FGW的 IP地址，并将宏网络侧发送的消息 /数据中的目的 IP地址转换成相应的 FAP的 IP地址，来实现 FAP与宏网络侧的消息 /数据交互，不管有多少个 FAP接入到一个 FGW, 对于宏网络侧来说都只呈现一个 FGW的 IP地址或几个 FGW的 IP地址，这样，宏网络侧仅需存储记录关于该 FGW的信息，而无需由于多个 FAP的加入而改变配置（即存储记录每一个 FAP的信息），可以节省维护成本。

如图 4所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例二流程图，具体包括：

歩骤 201、将宏网络侧发送的消息 /数据中的目的 IP地址转换成相应的 FAP 的 IP地址后发送到 FAP;

歩骤 202、将 FAP发送的消息 /数据中的源 IP地址转换成 FAP接入的 FGW 的 IP地址，并将经过处理后的消息 /数据发送给宏网络侧。

本发明实施例二通过将宏网络侧发送的消息 /数据中的目的 IP地址转换成相应的 FAP的 IP地址，并将 FAP发送的消息 /数据中的源 IP地址转换成该 FAP 接入的 FGW的 IP地址，来实现 FAP与宏网络侧的消息 /数据交互，不管有多少个 FAP接入到一个 FGW, 对于宏网络侧来说都只呈现一个 FGW的 IP地址或几个 FGW的 IP地址，这样，宏网络侧仅需存储记录关于该 FGW的信息，而无需由于多个 FAP的加入而改变配置（即存储记录每一个 FAP的信息），可以节省维护成本。实施例一适用于 FAP侧发起消息 /数据传输的情况，实施例二适用于宏网络侧发起消息 /数据传输的情况。

由于涉及到根据多种接口进行的 FAP与宏网络侧的消息 /数据交互，下面分情况对基于每种接口进行消息 /数据交互时的具体歩骤进行说明。

一、基于 A10/A11接口进行 FAP与宏网络侧消息 /数据交互

如图 5所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例三流程图，该实施例三所示的是 FAP与宏网络侧的 PDSN之间进行消息 /数据交互的具体流程。根据 A10/A11接口的定义， PDSN以 PCF IP地址和关键值 (A10 KEY)标识一个 A10连接（本发明实施例中超小型蜂窝网络侧与宏网络侧之间的连接为通信连接），在本实施例三中，对于每一个连接， FGW会重新分配一个关键值（A10 KEY),为了区别 FAP分配的关键值（A10 KEY)和 FGW 分配的关键值（A10 KEY), 本实施例中用第一关键值（FAP— A10— KEY)表示 FAP分配的关键值（A10 KEY), 用第二关键值（FGW— A10— KEY)表示 FGW 分配的关键值（A10 KEY)。实施例三具体包括：

歩骤 301、 FAP发送 FAP的 Al 1注册请求消息（ Al 1 -Registration Request ) 到 FGW, 其中该 All注册请求消息中包含 FAP分配的第一关键值。

歩骤 302、 FGW接收来自 FAP 的 All 注册请求消息（ Al 1 -Registration Request), 如果经过判断确定是新的 A10连接建立请求消息，则 FGW为该连接分配一个第二关键值（FGW— A10— KEY ) , 如果该 All 注册请求消息 (All -Registration Request) 中包含多个 FAP分配的第一关键值（FAP— A10— KEY), 贝 lj FGW需要分配多个第二关键值（FGW— A10— KEY) 与该多个 FAP 分配的第一关键值（FAP— A10— KEY) 相对应；然后 FGW将 All注册请求消息（All -Registration Request) 中的转交地址替换为 FGW的 IP地址，用第二关键值（FGW— A10— KEY) 替换 FAP分配的第一关键值（FAP— A10— KEY) , 重新计算 All 注册请求消息（All -Registration Request) 的消息摘要算法 5 (Message-Digest Algorithm 5 , MD5)认证值（MD5消息摘要用于消息的完整性保护，接收端收到后，会采用与发送端相同的算法计算 MD5消息摘要（根据消息内容和共享密钥计算 MD5消息摘要），与消息中的消息摘要比较，如果相等，说明消息没有被恶意修改。因 FGW修改了关键值、转交地址，所以应该在修改完成后重新计算 MD5消息摘要，放到消息中的相应信息单元中，再进行后续的消息处理歩骤），将该消息中的 IP包的源地址替换为 FGW的 IP地址，然后将经过处理之后的消息发送到宏网络侧的 PSDN。

歩骤 303、PSDN发送 All注册应答消息（All-Registration Reply)给 FGW。歩骤 304、 FGW在收到该 All注册应答消息（All -Registration Reply)后，将该消息中的第二关键值（FGW— A10— KEY)替换成 FAP为该连接分配的第一关键值（ FAP— A10— KEY )，重新计算 Al 1注册应答消息（ Al 1 -Registration Reply ) 的 MD5认证值，将该消息中的 IP包的目的 IP地址替换为发送 All注册请求消息（All-Reistration Request) 的 FAP的 IP地址（All注册请求消息和 All 注册应答消息中包含有国际移动用户识别码（International Mobile Subscriber Identity, 简称 IMSI), 通过该 IMSI, FGW可以获知 All注册请求消息和 All 注册应答消息的对应关系，从而 FGW可以确定将 All注册应答消息中的 IP 包的目的 IP地址替换为哪一个 FAP的 IP地址，以及确定将 All注册应答消息中的第二关键值替换为哪一个第一关键值）；如果该 All 注册应答消息 (All -Registration Reply) 中指示 PDSN接受连接建立，则还需要建立第二关键值（FGW— A10— KEY) 和 FGW的 IP地址与第一关键值（FAP— A10— KEY) 和 FAP的 IP地址的映射关系，即一个第一关键值（FAP— A10— KEY) 和 FAP 的 IP地址的组合，对应一个第二关键值（FGW— A10— KEY) 和 FGW的 IP地址的组合，供后续的 FAP与 PDAN之间进行数据交互使用；然后 FGW将经过处理的 All注册应答消息（All -Registration Reply) 发送到相应的 FAP。

对于后续的 FAP与宏网络之间交互的消息（图 3中未示出）也需要进行类似的替换 A10— KEY、替换 FAP的 IP地址、替换 FAP到 PDSN消息中的转交地址、重新生成 MD5认证值等操作。基于 All接口进行完 FAP与 PDSN之间的消息交互建立 A10连接之后， FAP与 PDSN开始进行数据交互。具体包括如下歩骤：

歩骤 305、 FAP 发送 A10 通用路由封装包（ A10 Generic Routing Encapsulation Packet, 简称 A10 GRE Packet) 到 FGW。

歩骤 306、 FGW在接收到该 A10 GRE包（A10 GRE Packet) 之后，根据歩骤 304中建立的第二关键值（FGW— A10— KEY)和 FGW的 IP地址与第一关键值（FAP— A10— KEY)和 FAP的 IP地址的映射关系，将该 A10 GRE包（A10 GRE Packet) 中的源 IP 地址替换为相应的 FGW 的 IP 地址，第一关键值 (FAP A10 KEY) 替换为相应的第二关键值（FGW— A10— KEY), 然后 FGW 将经过处理之后的 A10 GRE包（A10 GRE Packet) 发送到 PDSN。

歩骤 307、 PDSN发送 A10 GRE包（ A10 GRE Packet) 到 FGW。

歩骤 308、 FGW接收到 PDSN发送的 A10 GRE包（A10 GRE Packet) 之后，根据歩骤 304中建立的第二关键值（FGW— A10— KEY)和 FGW的 IP地址与第一关键值（FAP— A10— KEY)和 FAP的 IP地址的映射关系，将该 A10 GRE 包（Al O GRE Packet) 中的目的 IP地址替换为相应的 FAP的 IP地址，第二关键值（FGW— A10— KEY) 替换为相应的第一关键值（FAP— A10— KEY) ; 然后 FGW将经过处理之后的 A10 GRE包（A10 GRE Packet) 发送到 FAP。

本发明实施例三通过将 FAP发送给 PDSN的消息中的源 IP地址替换为 FGW的 IP地址，将 FAP为连接分配的第一关键值（FAP— A10— KEY) 替换为 FGW分配的第二关键值（FGW— A10— KEY),将 PDSN发送给 FAP的消息中的目的 IP地址，替换为相应的 FAP的 IP地址，将第二关键值（FGW— A10— KEY) 替换为第一关键值（FAP— A10— KEY) , 这样，对于 PDSN来说只呈现 FGW的 IP地址，无需改变配置信息，同时又能实现 FAP与 PDSN之间的消息交互。

二、 A13/A16接口进行 FAP与宏网络侧消息交互

接入终端单播标识（ Unicast Access Terminal Identifier，简称 UATI )是 FAP 为接入终端 AT分配的标识，有 UATI128和 UATI32两种格式，把 UATI的高 104 位 UATI104 替换成色码（Color Code) , 色码的长度为 8 位，即色码和 UATI024形成了 UATI32, 基于 A16接口的消息中的 AT标识用 UATI32, 基于 A13接口的消息中的 AT标识用 UATI128。

由于一个 FGW可能有多个 FAP接入，各 FAP分配的 UATI可能相同。在基于 A13/A16接口进行 FAP与宏网络侧消息的交互时，需要建立 UATI与 FAP 的对应关系。为了保证 FGW下的各 FAP分配的 UATI的唯一性，将 UATI024 拆分成两部分，即 FAP— Index和 UATI— FAP, FAP— Index是 UATI024的高 m比特，表示 FAP索引，在子网内是唯一的； UATI— FAP是 UATI的低 n比特，在 FAP内唯一，由 FAP分配，其中 n=24-m， m和 n均为自然数。在 FAP启动时， FGW将 FAP所属的子网标识（UATI104和色码）和 FAP索引配置给 FAP, 供 FAP给 AT分配 UATI时使用，这样就能保证每个 FAP分配的 UATI是唯一的。

图 6所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例四流程图，该实施例四所示的是 FAP到宏网络中的 AN的激活态切换过程，具体包括：

歩骤 401、 FAP发送 A16会话迁移请求消息（ A16-Session Transfer Request) 到 FGW。FAP可以确定一个目标 AN,在该 A16会话迁移请求消息（ A16-Session Transfer Request) 中目的 IP地址为目标 AN的 IP地址，目的端口号为 A16知名端口号。

歩骤 402、 FGW在收到 FAP发送的 A16会话迁移请求消息（A16-Session Transfer Request)后，记录该消息中的 AT-ID与 FAP的对应关系；该 AT-ID为 A16会话迁移请求消息中的一个信息单元，是 FAP为 AT分配的标识，在后续的 FAP与 AN之间交互的消息中都会携带该 AT-ID, 该 AT-ID是长度为 32比特的 UATI;然后 FGW将 A16会话迁移请求消息（ A16-Session Transfer Request) 中的源 IP地址替换为 FGW的 IP地址，然后将替换处理后的 A16会话迁移请求消息（A16-Session Transfer Request) 发送到 AN。

歩骤 403、 AN发送 A16会话迁移响应消息（ A16-Session Transfer Response) 到 FGW。

歩骤 404、 FGW收到 AN发送的 A16会话迁移响应消息（A16-Session Transfer Response) 后，根据该消息中的 AT-ID查询歩骤 402中记录的 AT-ID 与 FAP的对应关系，查找到相应的 FAP, 然后用相应的 FAP的 IP地址替换该消息中的目的 IP地址，并将经过处理后的 A16会话迁移响应消息（A16-Session Transfer Response ) 发送到相应的 FAP。

歩骤 405、 FAP 发送 A16 会话迁移完成消息（A16-Session Transfer Complete) 到 FGW。

歩骤 406、 FGW在收到 FAP发送的 A16会话迁移完成消息（A16-Session Transfer Complete )后，替换该消息中的源 IP地址为 FGW的 IP地址，然后将经过替换处理后的 A16会话迁移完成消息（A16-Session Transfer Complete)发送到 AN。

歩骤 407、 AN发送 A16会话释放指示消息（ A16-Session Release Indication) 给 FGW。

歩骤 408、 FGW在收到 AN发送的 A16会话释放指示消息（A16-Session

Release Indication) 后，根据该消息中的 AT-ID查询歩骤 402中记录的 AT-ID 与 FAP的对应关系，查找到相应的 FAP, 然后用相应的 FAP的 IP地址替换该消息中的目的 IP地址，并将经过处理后的 A16会话释放指示消息（A16-Session Release Indication) 发送到相应的 FAP。

歩骤 409、 FAP 发送 A16 会话释放指示确认消息（A16-Session Release

Indication ACK) 给 FGW。

歩骤 410、 FGW 在收到 FAP 发送的 A16 会话释放指示确认消息 (A16-Session Release Indication ACK )后，如果该消息中的 AT-ID不是生成长码掩码的 UATI ( Long Code Mask UATI，简称 LCM— UATI ) (该消息中的 AT-ID 不是 LCM— UATI表明后续不会有消息发送到该 FAP) , 则 FGW释放歩骤 402 中记录的 AT-ID与 FAP之间的对应关系，如果该消息中的 AT-ID是 LCM— UATI (该消息中的 AT-ID是 LCM— UATI表明后续还会有消息发送到该 FAP), 则不释放歩骤 402中记录的 AT-ID与 FAP之间的对应关系；因为后续歩骤中 A13 保活请求消息（A13-Keep Alive Request )、 A13保活响应消息（A13 -Keep Alive Response ) A13资源释放请求消息（A13-Resource Release Request) 以及 A13 资源释放响应消息（A13 -Resource Release Response) 只发送到 LCM— UATI对应的 FAP; 然后 FGW将 A16会话释放指示确认消息（A16-Session Release Indication ACK) 中的源 IP地址替换为 FGW的 IP地址，并将经过处理后的消息发送到 AN。

歩骤 411、 AN发送 A13保活请求消息（A13 -Keep Alive Request)到 FGW。歩骤 412、 FGW在收到 AN发送的 A13保活请求消息（A13-Keep Alive

Request) 后，根据该消息中的 AT-ID查询歩骤 402中记录的 AT-ID与 FAP的对应关系，查找到相应的 FAP, 然后用相应的 FAP的 IP地址替换该消息中的目的 IP地址，并将经过处理后的 A13保活请求消息（A13-Keep Alive Request) 发送到相应的 FAP。

歩骤 413、FAP发送 A13保活响应消息（ A13-Keep Alive Response)到 FGW。歩骤 414、 FGW在收到 FAP发送的 A13保活响应消息（A13-Keep Alive Response) 后，替换该消息中的源 IP地址为 FGW的 IP地址，然后将经过替换处理后的 A13保活响应消息（A13-Keep Alive Response) 发送到 AN。

歩骤 415、 AN发送 A13资源释放请求消息（A13-Resource Release Request) 到 FGW。

歩骤 416、 FGW在收到 AN发送的 A13资源释放请求消息（ A13-Resource Release Request) 之后，根据该消息中 UATI128得到 AT-ID (FGW需要配置 UATI104与色码的对应关系），然后根据 AT-ID查询歩骤 402中记录的 AT-ID 与 FAP的对应关系，查找到相应的 FAP, 然后用相应的 FAP的 IP地址替换该消息中的目的 IP 地址，并将经过处理后的 A13 资源释放请求消息 (A13-Resource Release Request) 发送到相应的 FAP。歩骤 417、 FAP 发送 A13 资源释放响应消息（A13 -Resource Release Response ) 到 FGW。

歩骤 418、FGW在接收到 FAP发送的 A13资源释放响应消息（A13-Resource Release Response) 后，替换该消息中的源 IP地址为 FGW的 IP地址，然后将经过替换处理后的 A13资源释放响应消息（A13-Resource Release Response发送到 AN, 并释放 AT-ID与 FAP的对应关系。

本发明实施例四中，首先建立了 AT-ID与 FAP之间的对应关系，对于来自 FAP的消息，将消息中的源 IP地址替换为 FGW的 IP地址，对于来自 AN的消息，基于消息中的 AT-ID, 通过查询 AT-ID与 FAP之间的对应关系，找到唯一的一个 FAP, 然后将来自 AN的消息中的目的 IP替换为相应的 FAP的 IP地址，这样就实现了 AN与 FAP之间的消息交互，对于 AN来说呈现的是 FGW 的 IP地址，不管有多少个 FAP, AN中的网元均无需改变配置，降低了维护成本。

图 7所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例五流程图，该实施例五所示的是 AN到 FAP的激活态切换过程，切换是由 AN发起的， FGW在确定目标 FAP之后会建立 AT-ID与 FAP之间的对应关系，供 FAP 与 AN之间消息交互时查找使用，对于来自 AN的消息，就将消息中的目的 IP 地址，通过查询 AT-ID与 FAP的关系，替换为与消息中的 AT-ID相对应的 FAP 的 IP地址，对于来自 FAP的消息， FGW将消息中的源 IP地址替换为 FGW的 IP地址，这样就可以实现 FAP与 AN之间的消息交互。实施例五与实施例四不同之处在于：实施例五中，歩骤 513中 AN发送给 FGW的 A13保活响应消息（A13-Keep Alive Response) 中不携带 AN分配的 AT-ID, 而是携带 FAP分配的 UATI128, 所以在歩骤 512中 FGW接收到 FAP发送的消息后，需要建立消息中的 UATI128与 FAP的对应关系，供歩骤 513中 FGW确定目标 FAP时使用。

本发明实施例五中，建立了 AT-ID与 FAP之间的对应关系和 UATI128与 FAP之间的对应关系，对于来自 FAP的消息，将消息中的源 IP地址替换为 FGW 的 IP地址，对于来自 AN的消息，基于消息中的 AT-ID或 UATI128, 通过查询 AT-ID或 UATI128与 FAP之间的对应关系，找到唯一的一个 FAP, 然后将来自 AN的消息中的目的 IP替换为相应的 FAP的 IP地址，这样就实现了 AN 与 FAP之间的消息交互，对于 AN来说呈现的是 FGW的 IP地址，不管有多少个 FAP, AN中的网元均无需改变配置，降低了维护成本。

三、基于 A13接口进行 FAP与宏网络侧消息交互

如图 8所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例六流程图，该实施例六所示的是 FAP到宏网络中的 AN的会话迁移切换过程，具体包括：

歩骤 601、 AN发送 A13会话信息请求（A13-Session Information Request) 到 FGW。

歩骤 602、 FGW在接收到 AN发送的 A13 会话信息请求（A13-Session Information Request) 后，根据该消息中的子网标识（UATI104) , 由子网标识和 FAP的索引查找对应的 FAP, 将该消息中的目的 IP地址替换为对应的 FAP 的 IP地址，并将经过替换处理的消息发送给 FAP。

歩骤 603、 FAP 发送 A13 会话信息响应消息 (A13-Session Information Response ) 到 FGW。

歩骤 604、 FGW在接收到 FAP发送的 A13会话信息响应消息（A13-Session Information Response) 后，将该消息中的源 IP地址替换为 FGW的 IP地址，并将经过替换处理后的消息发送到 AN。

歩骤 605、 AN 发送 A13 会话信息确认消息（A13 -Session Information Confirmation ) 到 FGW。

歩骤 606、 FGW在收到 AN发送的 A13会话信息确认消息（A13-Session Information Confirmation)后，根据该消息中的子网标识（UATI104) , 由子网标识和 FAP的索引查找对应的 FAP,将该消息中的目的 IP地址替换为对应的 FAP的 IP地址，并将经过替换处理的消息发送给 FAP。

本发明实施例六中，会话迁移由 AN发起， FGW根据子网标识（UATI104) 查找到对应的 FAP的 IP地址，将 AN发送过来的消息中的目的 IP地址用查找到的对应的 FAP的 IP地址替换，对于来自 FAP的消息，将消息中的源 IP地址用 FGW的 IP地址替换，这样就可以实现 FAP到 AN的会话迁移，而无需网络侧网元改变配置，并节省了网络维护成本。

在实施例六中，由于会话迁移不是必须的，所以歩骤 602中， FGW在接收到 AN发送的 A13会话信息请求 (A13-Session Information Request) 后，可以向 AN发送 A13会话信息拒绝消息（ A13-Session Information Reject), 触发 AN与 AT重新协商会话， FAP上的会话可以通过标准的会话保活机制释放。

如图 9所示为本发明超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法实施例七流程图，该实施例七所示的是宏网络中的 AN到 FAP的会话迁移切换过程，具体包括：

歩骤 701、 FAP发送 A13会话信息请求（A13-Session Information Request) 到 FGW。

歩骤 702、 FGW在接收到 FAP发送的 A13会话信息请求（A13-Session Information Request) 后，根据该消息中的 UATI128，建立 UATI128和 FAP的对应关系，将该消息中的源 IP地址替换为 FGW的 IP地址，并将经过替换处理的消息发送给 AN。

歩骤 703、 AN 发送 A13 会话信息响应消息（A13 -Session Information

Response ) 到 FGW。

歩骤 704、 FGW在接收到 AN发送的 A13会话信息响应消息（ A13-Session Information Response)后，根据该消息中的 UATI128, 查找歩骤 702中建立的 UATI128与 FAP的对应关系找到对应的 FAP,将该消息中的目的 IP地址替换为相应的 FAP的 IP地址，并将经过替换处理后的消息发送到相应的 FAP。

歩骤 705、 FAP 发送 A13 会话信息确认消息（A13-Session Information Confirmation ) 到 FGW。

歩骤 706、 FGW在收到 FAP发送的 A13会话信息确认消息（ A13-Session Information Confirmation)后，将该消息中的源 IP地址替换为 FGW的 IP地址，并将经过替换处理的消息发送给 AN。

本发明实施例七中，会话迁移由 FAP发起， FGW根据 FAP发送的消息中的 UATI128建立 UATI128与 FAP的对应关系，供后续的 FAP与 AN之间交互的消息使用，对于来自 FAP的消息， FGW将消息中的源 IP地址用 FGW的 IP 地址替换，对于来自 AN的消息， FGW通过查询 UATI128与 FAP的对应关系，查找到相应的 FAP,用查找到的相应的 FAP的地址替换 AN发送的消息中的目的 IP地址，这样就可以实现 AN到 FAP的会话迁移，而无需网络侧网元改变配置，并节省了网络维护成本。

四、基于 A12接口进行 FAP与宏网络侧消息交互

FAP通过 A12接口到 AN-AAA进行鉴权，可以将 FGW作为一个代理 AN-AAA, 在 FAP发送的消息中将 AN-AAA的 IP地址设置为 FGW的 IP地址，从而实现 FAP与宏网络侧的 AN-AAA之间的消息交互。

如图 10所示为本发明超小型蜂窝网络接入点与宏网络之间消息交互方法实施例八流程图，该实施例八所示的是 FAP到宏网络中的 AN-AAA的鉴权过程，具体包括：

歩骤 801、 FAP 发送用于请求鉴权的 A12 接入请求消息（A12 Access Request) 到 FGW。

其中，由于本实施例中 FGW用来作为代理 AN-AAA, 所以 A12接入请求消息的目的 IP地址为 FGW的 IP地址，源 IP地址为 FAP的 IP地址，并且 A12 接入请求消息中包含 FAP为该 A12接入请求消息分配的第一标识符 (Identifier) (存储在该 A12接入请求消息的标识符字段中），以及"用户名（User-Name) " 字段、 "CHAP(Challenge-Handshake Authentication Protocol , 挑战握手鉴权协议) -Password"和 " CHAP-Challenge "属性等，所述 " CHAP-Password "属性包含来自接入终端 AT的 CHAP标识和 CHAP响应。

歩骤 802、FGW在收到 FAP发送的 A12接入请求消息（ A12 Access Request) 后，根据该 A12接入请求消息（A12 Access Request)中的"用户名（User-Name) " 字段将该消息转发给相应的 AN-AAA。

具体地， FGW在收到 FAP发送的 A12接入请求消息后，为 A12接入请求消息分配第二标识符（Identifier), 以第二标识符作为索引保存本次鉴权的上下文信息（如 FAP 的 IP地址，第一标识符（Identifier) 等），并用第二标识符 (Identifier) 替换 A12 接入请求消息中的第一标识符（Identifier) , 并将 A12 接入请求消息的目的 IP 地址替换为根据用户名（User-Name ) 字段确定的 AN-AAA的 IP地址，源 IP地址替换为 FGW的 IP地址后，将 A12接入请求消息发送给相应的 AN-AAA。

歩骤 803、 AN-AAA接收 A12接入请求消息，对接入终端 AT进行接入鉴权处理，完成接入终端 AT的接入鉴权处理后，向 FGW发送用于表明鉴权通过的 A12接入接受消息（ A12 Access Accept )。

具体地， AN-AAA接收 A12接入请求消息， AN-AAA利用 A12接入请求消息中的用户名（User-Name) 对应的密钥、 CHAP标识和 CHAP-Challenge, 计算 CHAP响应，并与 A12接入请求消息中的 CHAP响应进行比较，如果相同，则对接入终端 AT 的接入鉴权通过，设置 A12 接入接受消息的标识符 (Identifier)为 A12接入请求消息中的第二标识符（Identifier) (即将第二标识符存储在 A12 接入接受消息的标识符字段中），并利用 AN-AAA 中预设的 AN-AAA和 FGW之间的共享密钥生成第一响应验证码，并将第一响应验证码携带在 A12接入接受消息中发送给 FGW,其中该 A12接入接受消息的目的 IP 地址为 FGW的 IP地址，源 IP地址为 AN-AAA的 IP地址。

歩骤 804、 FGW接收到 A12接入接受消息（A12 Access Accept)后，根据 A12接入接受消息中的标识符（Identifier)字段，将该消息发送给相应的 FAP。

具体地， FGW接收到 A12接入接受消息后， FGW利用 FGW中预设的 FGW和 AN-AAA之间的共享密钥计算响应验证码，并判断该响应验证码与 A12 接入接受消息中携带的第一响应验证码是否相同，如果相同（表示验证成功），则根据 A12接入接受消息中的第二标识符（Identifier) 索引上下文信息，获取 FGW保存的第一标识符（Identifier) 和 FAP的 IP地址，并用获取的第一标识符（Identifier)替换 A12接入接受消息中的第二标识符（Identifier), 利用 FGW中预设的 FGW和 FAP之间的共享密钥生成第二响应验证码替换 A12接入接受消息中的第一响应验证码，并将 A12接入接受消息中的目的 IP 地址替换为 FAP的 IP地址，源 IP地址替换为 FGW的 IP地址后，将 A12接入接受消息发送给相应的 FAP; 如果不相同，则不处理。本发明实施例八通过将 FGW作为一个代理 AN-AAA, 将 FAP发送的消息中的目的 IP地址设置为 FGW的 IP地址， FGW将来自 FAP的消息转发到 AN-AAA,将来自 AN-AAA 的消息转发到 FAP, 这样就可以实现 FAP到 AN-AAA的鉴权，而无需宏网络侧网元改变配置，并节省了网络维护成本。

如图 11所示为本发明超小型网关实施例一结构示意图，该网关具体包括：接收模块 11，用于接收来自宏网络侧或来自超小型接入点的消息 /数据；地址替换模块 12，用于将来自超小型接入点的消息 /数据中的源 IP地址替换成超小型蜂窝网关的 IP地址，或者将来自宏网络侧的消息 /数据中的目的 IP地址替换成超小型接入点的 IP地址；发送模块 13，用于将经过地址替换模块 12进行地址替换后的消息 /数据发送到宏网络侧或超小型接入点。

如图 12所示为本发明超小型网关实施例二结构示意图，在图 11所示结构的基础上，本实施例二超小型网关还包括：关键值分配模块 18，与接收模块 11连接，用于在接收模块 11接收到来自超小型接入点的注册请求消息之后，为新的通信连接分配第二关键值；第一映射模块 14，与关键值分配模块 18、地址替换模块 12 以及接收模块 11 连接，用于建立第二关键值 (FGW— A10— KEY)和 FGW的 IP地址与接收到的注册请求消息中的第一关键值（FAP— A10— KEY) 和 FAP的 IP地址的映射关系；转交地址替换模块 17，与第一映射模块 14以及接收模块 11连接，用于将接收模块 11接收到的消息中的转交地址用超小型网关的 IP地址替换；关键值替换模块 16，与转交地址替换模块 17、第一映射模块 14、地址替换模块 12以及接收模块 11连接，用于将经过转交地址替换模块 17处理后的消息以及接收模块接收到的数据，根据第一映射模块 14建立的第二关键值（FGW— A10— KEY) 和 FGW的 IP地址与第一关键值（FAP— A10— KEY)和 FAP的 IP地址的映射关系，将来自宏网络侧的消息 /数据中的第二关键值用第一关键值替换，将来自超小型接入点的消息 /数据中的第一关键值用第二关键值替换，并将经过处理后的数据发送到地址替换模块 12; 认证值生成模块 15，与关键值替换模块 16以及地址替换模块 12 连接，用于重新生成经过关键值替换模块 16处理后的消息的消息摘要算法五认证值，并将经过处理后的消息发送到地址替换模块 12。

其中，关键值替换模块 16可以包括：

第一关键值替换模块 161，与第一映射模块 14以及接收模块 11连接，用于将接收模块 11接收到的数据，根据第一映射模 14块建立的第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自宏网络侧的数据中的第二关键值用第一关键值替换，将来自超小型接入点的数据中的第一关键值用第二关键值替换；

第二关键值替换模块 162，与第一映射模块 14、转交地址替换模块 17以及认证值生成模块 15连接，用于将经过转交地址替换模块 17处理后的消息，根据第一映射模块 14建立的第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自宏网络侧的消息中的第二关键值用第一关键值替换，将来自超小型接入点的消息中的第一关键值用第二关键值替换，并将经过处理后的消息发送到认证值生成模块。

其中，地址替换模块 12可以包括：

第一地址替换模块 121，与第一关键值替换模块 161、第一映射模块 14以及发送模块 13连接，用于将经过第一关键值替换模块 161处理后的数据，根据第一映射模块 14建立的第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自宏网络侧的数据中的目的互联网协议地址用超小型接入点的互联网协议地址替换，将来自超小型接入点的数据中的源互联网协议地址用超小型网关的互联网协议地址替换，并将经过处理后的数据发送到发送模块 13;

第二地址替换模块 122，与认证值生成模块 15、第一映射模块 14以及发送模块 13连接，用于将经过认证值生成模块 15处理后的消息，根据第一映射模块 14建立的第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自宏网络侧的消息中的目的互联网协议地址用超小型接入点的互联网协议地址替换，将来自超小型接入点的消息中的源互联网协议地址用超小型网关的互联网协议地址替换，并将经过处理后的消息发送到发送模块 13。

如图 13所示为本发明超小型网关实施例三结构示意图，在图 11所示结构的基础上，本实施例三中超小型网关还包括：第二映射模块 20，用于根据接收模块 11接收到的来自超小型接入点或宏网络侧的消息中的接入终端单播标识，建立接入终端单播标识与超小型接入点的对应关系。

如图 14所示为本发明超小型网关实施例四结构示意图，在图 11所示结构的基础上，本实施例四中超小型网关还包括：索引配置模块 21，用于存储超小型接入点所属的子网标识和索引配置，并将存储的超小型接入点所属的子网标识和索引配置发送给超小型接入点，并用于地址替换模块 12查询。

如图 15 所示为本发明超小型网关实施例五结构示意图，如果需要通过 FGW作为代理 AN-AAA, 则 FGW的结构如图 15所示，该 FGW包括：第二接收模块 31，用于接收超小型接入点发送的用于请求鉴权的消息，或接收接入网鉴权授权计费服务器发送的用于表明鉴权通过的消息；第二转发模块 32，用于根据用于请求鉴权的消息中的用户名字段，将接收到的超小型接入点发送的用于请求鉴权的消息发送到接入网鉴权授权计费服务器，或根据用于表明鉴权通过的消息中的标识符字段，将接收到的接入网鉴权授权计费服务器发送的用于表明鉴权通过的消息发送给超小型接入点。

本发明实施例还提供一种超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的系统，该系统可以包括至少一个 FAP和至少一个 FGW, 其中 FGW可以是如图 11、 12、 13、 14或 15中所示的 FGW。

本发明实施例通过将 FAP发送的消息 /数据中的源 IP地址转换成该 FAP接入的 FGW的 IP地址，并将宏网络侧发送的消息 /数据中的目的 IP地址转换成相应的 FAP的 IP地址，来实现 FAP与宏网络侧的消息 /数据交互，不管有多少个 FAP接入到一个 FGW,对于宏网络侧来说都只呈现一个 FGW的 IP地址（如果多个 FAP分别接入到不同的 FGW, 则对宏网络侧来说呈现几个 FGW的 IP 地址），这样，宏网络侧仅需存储记录关于该 FGW 的信息，而无需由于多个 FAP的加入而改变配置，可以节省维护成本。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

权利要求书

1、一种超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，其特征在于，包括：

2、根据权利要求 1所述的超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，其特征在于，将来自超小型接入点的消息中的源互联网协议地址替换成超小型网关的互联网协议地址具体包括：

为一个连接分配第二关键值；

建立所述第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，所述第一关键值为所述超小型接入点为所述连接分配的；

将来自所述超小型接入点的消息中的转交地址用所述超小型网关的互联网协议地址替换；

根据所述第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自所述超小型接入点的消息中的第一关键值用所述第二关键值替换；

重新生成经过转交地址替换以及关键值替换后的消息的消息摘要算法五认证值；

根据所述第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来重新生成了消息摘要算法五认证值的消息中的源互联网协议地址用所述超小型网关的互联网协议地址替换。

3、根据权利要求 2所述的超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，其特征在于，将来自所述宏网络侧的消息中的目的互联网协议地址替换成所述超小型接入点的互联网协议地址具体包括：

根据所述第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自所述宏网络侧的消息中的第二关键值用所述第一关键值替换；

重新生成经过关键值替换后的消息的消息摘要算法五认证值；

根据所述第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自所述宏网络侧的消息中的目的互联网协议地址用与所述第一关键值相对应的所述超小型接入点的互联网协议地址替换。

4、根据权利要求 1所述的超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，其特征在于，将来自超小型接入点的数据中的源互联网协议地址替换成超小型网关的互联网协议地址具体包括：

为一个连接分配第二关键值；

根据所述第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自所述超小型接入点的数据中的第一关键值用所述第二关键值替换；

根据所述第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自所述超小型接入点的数据中的源互联网协议地址用所述超小型网关的互联网协议地址替换。

5、根据权利要求 4所述的超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，其特征在于，将来自所述宏网络侧的数据中的目的互联网协议地址替换成所述超小型接入点的互联网协议地址具体包括：根据所述第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自所述宏网络侧的数据中的第二关键值用第一关键值替换；

根据所述第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自所述宏网络侧的数据中的目的互联网协议地址用所述超小型网关的互联网协议地址替换。

6、根据权利要求 1所述的超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，其特征在于，还包括：

提取来自所述超小型接入点或所述宏网络侧的消息中的接入终端单播标识，建立所述接入终端单播标识与所述超小型接入点的对应关系。

7、根据权利要求 6所述的超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，其特征在于，将来自所述宏网络侧的消息中的目的互联网协议地址替换成所述超小型接入点的互联网协议地址后发送到所述超小型接入点具体为：

在接收到来自宏网络侧的消息后，根据该消息中的接入终端单播标识，通过查询已经建立的所述接入终端单播标识与所述超小型接入点的对应关系，查找到与所述来自宏网络侧的消息中的接入终端单播标识相对应的所述超小型接入点，用该查找到的所述超小型接入点的互联网协议地址替换所述来自宏网络侧的消息中的目的互联网协议地址，并将经过处理后的消息发送到所述超小型接入点。

8、根据权利要求 1所述的超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，其特征在于，还包括：

将超小型接入点所属的子网标识和索引配置发送给所述超小型接入点，建立所述子网标识和索弓 I配置与所述超小型接入点的对应关系。

9、根据权利要求 8所述的超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，其特征在于，所述将来自所述宏网络侧的消息中的目的互联网协议地址替换成所述超小型接入点的互联网协议地址后发送到所述超小型接入点具体为：在接收到来自宏网络侧的消息后，根据该消息中的子网标识，结合所述索引配置，根据已经建立的所述子网标识和索引配置与所述超小型接入点的对应关系，查找到与该消息中的子网标识和索引配置相对应的超小型接入点，将所述来自宏网络侧的消息中的目的互联网协议地址用查找到的与该消息中的子网标识和索引配置相对应的超小型接入点的互联网协议地址替换，并将经过处理后的来自宏网络侧的消息发送到所述查找到的与该消息中的子网标识和索引配置相对应的超小型接入点。

10、一种超小型网关，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收来自宏网络侧或来自超小型接入点的消息 /数据；地址替换模块，用于将所述接收模块接收到的来自所述超小型接入点的消息 /数据中的源互联网协议地址替换成超小型网关的互联网协议地址，或者将来自所述宏网络侧的消息 /数据中的目的互联网协议地址替换成超小型接入点的互联网协议地址；

发送模块，用于将经过所述地址替换模块进行地址替换后的消息 /数据发送到宏网络侧或超小型接入点。

11、根据权利要求 10所述的超小型网关，其特征在于，还包括：关键值分配模块，用于在所述接收模块接收到来自所述超小型接入点的注册请求消息之后，为新的通信连接分配第二关键值；

第一映射模块，用于建立所述第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与接收到的注册请求消息中的第一关键值与所述超小型接入点的互联网协议地址的映射关系；

转交地址替换模块，用于将接收模块接收到的消息中的转交地址用所述超小型网关的互联网协议地址替换；

关键值替换模块，用于将经过所述转交地址替换模块处理后的消息以及接收模块接收到的数据，根据所述第一映射模块建立的第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自所述宏网络侧的消息 /数据中的第二关键值用第一关键值替换，将来自所述超小型接入点的消息 /数据中的第一关键值用第二关键值替换，并将经过处理后的数据发送到所述地址替换模块；

认证值生成模块，与所述关键值替换模块以及地址替换模块连接，用于重新生成经过所述关键值替换模块处理后的消息的消息摘要算法五认证值，并将经过处理后的消息发送到所述地址替换模块。

12、根据权利要求 11 所述的超小型网关，其特征在于，所述关键值替换模块包括：

第一关键值替换模块，用于将所述接收模块接收到的数据，根据所述第一映射模块建立的第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自所述宏网络侧的数据中的第二关键值用第一关键值替换，将来自所述超小型接入点的数据中的第一关键值用第二关键值替换；

第二关键值替换模块，用于将经过所述转交地址替换模块处理后的消息，根据所述第一映射模块建立的第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自所述宏网络侧的消息中的第二关键值用第一关键值替换，将来自所述超小型接入点的消息中的第一关键值用第二关键值替换，并将经过处理后的消息发送到所述认证值生成模块。

13、根据权利要求 12所述的超小型网关，其特征在于，所述地址替换模块包括：

第一地址替换模块，用于将经过所述第一关键值替换模块处理后的数据，根据所述第一映射模块建立的第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自所述宏网络侧的数据中的目的互联网协议地址用所述超小型接入点的互联网协议地址替换，将来自所述超小型接入点的数据中的源互联网协议地址用所述超小型网关的互联网协议地址替换，并将经过处理后的数据发送到所述发送模块；第二地址替换模块，用于将经过所述认证值生成模块处理后的消息，根据所述第一映射模块建立的第二关键值和超小型网关的互联网协议地址与第一关键值和超小型接入点的互联网协议地址的映射关系，将来自所述宏网络侧的消息中的目的互联网协议地址用所述超小型接入点的互联网协议地址替换，将来自所述超小型接入点的消息中的源互联网协议地址用所述超小型网关的互联网协议地址替换，并将经过处理后的消息发送到所述发送模块。

14、根据权利要求 10所述的超小型网关，其特征在于，还包括：第二映射模块，用于根据所述接收模块接收到的来自所述超小型接入点或宏网络侧的消息中的接入终端单播标识，建立所述接入终端单播标识与所述超小型接入点的对应关系。

15、根据权利要求 10所述的超小型网关，其特征在于，还包括：索引配置模块，用于存储超小型接入点所属的子网标识和索引配置，并将存储的超小型接入点所属的子网标识和索引配置发送给所述超小型接入点，并用于所述地址替换模块查询。

16、一种超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，其特征在于，包括：

超小型网关接收超小型接入点发送的用于请求鉴权的消息；所述超小型网关根据所述用于请求鉴权的消息中的用户名字段，将所述用于请求鉴权的消息转发给接入网鉴权授权计费服务器。

17、根据权利要求 16所述的超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的方法，其特征在于，还包括：

所述超小型网关接收所述接入网鉴权授权计费服务器发送的用于表明鉴权通过的消息；

所述超小型网关根据所述用于表明鉴权通过的消息中的标识符字段，将所述用于表明鉴权通过的消息转发给所述超小型接入点。

18、一种超小型网关，其特征在于，包括：

第二转发模块，用于根据所述用于请求鉴权的消息中的用户名字段，将接收到的所述超小型接入点发送的用于请求鉴权的消息发送给所述接入网鉴权授权计费服务器，或根据所述用于表明鉴权通过的消息中的标识符字段，将接收到的所述接入网鉴权授权计费服务器发送的用于表明鉴权通过的消息发送给所述超小型接入点。

19、一种超小型蜂窝网络与宏网络之间进行通信的系统，其特征在于，包括：至少一个超小型接入点以及至少一个超小型网关，

所述超小型网关用于接收来自宏网络侧或来自所述超小型接入点的消息 / 数据，将接收到的来自所述超小型接入点的消息 /数据中的源互联网协议地址替换成所述超小型网关的互联网协议地址，或者将来所述自宏网络侧的消息 /数据中的目的互联网协议地址替换成所述超小型接入点的互联网协议地址，将经过地址替换后的消息 /数据发送到所述宏网络侧或所述超小型接入点。