接入移动通信系统的方法及设备技术方案

本发明专利技术提出了一种接入移动通信系统的方法，包括以下步骤：和非3GPP用户设备相连的3GPP?UE发起附着请求，所述附着请求中包含特定的APN值；当鉴权通过后，所述3GPP?UE与PGW建立承载链路，将非3GPP用户设备的Ethernet数据包经由所述承载链路实现上下行的数据传输。通过扩展3GPP的相关协议，来支持实现非3GPP用户通过3GPP网络接入的业务，使运营商的布网方案更加灵活和方便，并扩大了运营商的用户群，实现了运营商的对非3GPP用户和LTE用户的统一管理，计费和精细化的业务服务。

Method and apparatus for accessing a mobile communication system

The invention provides a method for accessing the mobile communication system, which comprises the following steps: connected and non 3GPP user equipment 3GPP? UE initiated the attachment request, contains a specific APN value of the attachment request; when after the authentication, the 3GPP? UE and PGW bearing Ethernet data link, non 3GPP the user equipment package via the link to realize data transmission on the downlink capacity of the. The relevant agreement by extending 3GPP, to support the implementation of non 3GPP users through the 3GPP network access business, the layout scheme of operators is more flexible and convenient, and expanded the operator's user base, realize operators for non 3GPP users and LTE users unified management, billing and fine service.

【技术实现步骤摘要】
接入移动通信系统的方法及设备
本专利技术涉及移动通信领域，具体而言，本专利技术涉及接入移动通信系统的方法及设备。
技术介绍
现代移动通信越来越趋向于提供高速率传输的多媒体业务，3G技术已经成为现代移动通信的主要研究领域。3GPP (3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)致力于将LTE (Long Term Evolution,长期演进)系统作为3G系统的演进。现有LTE网络用于承载LTE UE的IP业务流，其网络参考模型参见图2，主要涉及网元包括:DLTE用户终端(LTE UE):能进行无线信号收发、基带处理和高层应用运行的移动设备，负责和基站互连获取无线资源、IP数据包头压缩/解压缩，用户数据流加密/解密，上行业务流QoS保证及IP包过滤；2)演进的全球陆地无线接入网(E-UTRAN):负责无线资源管理、IP数据包头压缩和用户数据流加密、寻呼消息的调度和传输、移动及调度的测量等；3)移动性管理实体(MME):负责处理用户终端和核心网之间的控制信令、寻呼和控制信息的分发、承载控制、移动性管理等；4)服务网关(SGW):负责包路由及转发、下行数据缓存，同时移动终端切换时作为移动性控制锚点；5)分组数据网网关(PGW):负责用户终端的IP地址分配、QoS保证、计费及IP包过滤；6)归属用户服务器(HSS):包含用户配置文件，执行用户的身份验证和鉴权，并可提供有关用户物理位置的信息；7)策略与计费规则功能服务器(PCRF):包含策略控制决策和基于流的计费控制功倉泛。现有LTE系统的QoS承载链路是完全基于IP包建立的，LTE用户可以根据业务类型选择接入到不同的APN (Access Point Name,接入点名称)。去往同一个APN的通道中，LTE网络可以根据QoS要求建立多个不同QoS类型的承载通道。业务流通过TFT (TrafficFlow Template，业务流模板)规则进行分类，并映射到相应的承载中，其中上行业务流在UE完成承载的映射，下行业务流在PGW完成承载映射。当前的TFT是根据IP报文中的五元组信息进行分类的，具体参考图3。现有宽带接入网络的网络结构图参见图4，其主要接入特点是I)协议栈 XoE (如 IPoE、PPPoE 等)；2)主要鉴权和IP地址分配方式是i)通过PPPoE协议在BRAS网元完成，ii)通过DHCP协议在Web Portal server网兀完成；3)服务质量是通过MAC层的COS字段或VLAN ID来标识。在这种网络中，接入段是基于二层的组网架构，主要网元描述如下:宽带接入服务器BRAS:负责宽带接入用户的识别、认证、计费、授权、管理IP地址及业务控制。随着智能终端，家庭网络，物联网，远程办公等新兴业务的发展，非3GPP(笔记本电脑，IPTV,各种Pad，传感器，电话等)热点越来越多，将这些热点相互连接在一起的需求也越来越大，而由于城市布线越来越困难，借助无线宽带完成最后一公里的接入将是未来的发展趋势。当利用LTE终端做回传通道时，由于LTE网络只是提供给非3GPP用户一条基于IP的网络通路，并且LTE运营商只能管理到LTE终端，无法管理到非3GPP用户，不能对非3GPP的用户进行鉴权、授权、计费，也不能对不同的用户给出差异化的业务服务。目前3GPP规范也没有考虑这种接入场景，只是定义了非3GPP网络和3GPP网络的Inter-working的架构及规范,具体参考图5。在上述应用中，现有LTE系统存在如下问题:DLTE网络只是提供给非3GPP用户一条基于IP的网络通路，非3GPP用户数据无法通过LTE网络透传到现有的宽带接入网络；2)利用LTE网络构建企业级IP虚拟网络时，无法传送二层的VLAN信息；3) LTE网络无法区分接入的非3GPP用户业务流的QoS要求，无法进行QoS管理；4)非3GPP热点通过LTE终端接入时，LTE运营商无法有效的管理非3GPP用户。因此，有必要提出相应的技术方案，解决非3GPP用户设备接入LTE系统的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别为非3GPP用户设备提供业务通道，3GPP运营商可以管理3GPP用户和非3GPP用户，实现统一的计费、管理和认证本专利技术实施例一方面提出了一种接入移动通信系统的方法，包括以下步骤:和非3GPP用户设备相连的3GPP UE发起附着请求，所述附着请求中包含特定的APN 值；所述3GPP UE与PGW建立承载链路，将非3GPP用户设备的Ethernet数据包经由所述承载链路实现上下行的数据传输。本专利技术实施例另一方面提出了一种移动通信用户设备，包括接收模块、发送模块和建立链路模块，所述接收模块，用于接收非3GPP的用户设备发送的数据；所述发送模块，用于发起附着请求，所述附着请求中包含特定的APN值；所述建立链路模块，当鉴权通过后，所述建立链路模块与PGW建立承载链路；通过所述承载链路，所述接收模块和所述发送模块将非3GPP用户设备的Ethernet数据包经由所述承载链路实现上下行的数据传输。本专利技术实施例另一方面提出了一种网关设备，包括接收模块、数据处理模块、发送模块和建立链路模块，所述接收模块，用于接收3GPP UE发送的TON连接请求消息和用户信息，所述用户信息承载非3GPP的用户设备发送的数据；所述数据处理模块，用于对所述用户信息进行数据处理；所述发送模块，用于向所述3GPP UE或PDN发送信息；所述建立链路模块，当所述3GPP的用户设备鉴权通过后，所述建立链路模块与所述3GPP UE建立承载链路，通过所述承载链路，所述发送模块将所述非3GPP的用户设备上行的Ethernet数据包转发给所述APN,或者所述接收模块将下行Ethernet数据包解封装后经由所述发送模块发送给所述非3GPP的用户设备。针对现有LTE网络，本专利技术提出了通过扩展3GPP的相关协议来支持实现非3GPP用户通过3GPP网络接入的业务。采用上述方案后，使运营商的布网方案更加灵活和方便，并扩大了运营商的用户群，实现了运营商的对非3GPP用户和LTE用户的统一管理，计费和精细化的业务服务。采用上述所述方案后，补充了非3GPP/LTE用户的使用场景，使非3GPP/LTE用户可以使用远程办公，带宽共享等类型的业务。本专利技术提出的方案具有较好的后向兼容性，有望在现有的移动LTE网络中通过简单升级即实现新的网络融合业务。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1为本专利技术提出的LTE网络承载非3GPP业务的网络结构图；图2为3GPP规范定义的非漫游状态下LTE网络架构图；图3为当前LTE系统业务流的和承载的结构；图4为现有宽带接入网络架构图；图5为非3GPP网络和LTE网络互通架构图；图6为新定义的TFT处理过程；图7为新定义的LTE网络中实现二层VPN的方法；图8为新定义的LTE接入流程和默认承载的建立；图9为LTE UE发起的和非3GPP UE相关的TFT更新流程；图10为PCRF触发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接入移动通信系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：和非3GPP用户设备相连的3GPP?UE发起附着请求，所述附着请求中包含特定的APN值；所述3GPP?UE与PGW建立承载链路，将非3GPP用户设备的Ethernet数据包经由所述承载链路实现上下行的数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种接入移动通信系统的方法，其特征在于，包括以下步骤: 和非3GPP用户设备相连的3GPP UE发起附着请求，所述附着请求中包含特定的APN值； 所述3GPP UE与PGW建立承载链路，将非3GPP用户设备的Ethernet数据包经由所述承载链路实现上下行的数据传输。2.如权利要求1所述的接入移动通信系统的方法，其特征在于，将非3GPP用户设备的Ethernet数据包经过所述承载链路实现上下行的数据传输包括: 将上行的非3GPP用户设备的Ethernet数据包通过3GPP UE和PGW之间的链路转发给非3GPP APN，所述非3GPP APN由所述特定的APN值确定； 或者将下行的非3GPP用户设备的Ethernet数据包解封装后经由3GPP UE发送给非3GPP的用户设备。3.如权利要求1所述的接入移动通信系统的方法，其特征在于，所述3GPPUE对所述非3GPP的用户设备的数据进行以下一种或多种操作: 进行Ethernet包的封装/解封装、基于Ethernet包的TFT分类映射或者VLAN ID的添加。4.如权利要求3所述的接入移动通信系统的方法，其特征在于，所述进行Ethernet包的封装/解封装包括: 当所述非3GPP的用户设备通过所述3GPP UE发送上行数据包时，所述3GPP UE实现对非3GPP用户透传数据的Ethernet包进行封装，并映射到基于ETH类型的承载中；或 当所述非3GPP的用户设备通过所述3GPP UE接收到下行数据包时，所述3GPP UE实现对非3GPP用户透传数据的Ethernet包进行解封装。5.如权利要求3所述的接入移动通信系统的方法，其特征在于，所述3GPPUE接收所述非3GPP的用户设备发送的第一个Ethernet数据包，当检测到所述数据包的源MAC地址并未存在于当前的TFT中时，所述3GPP UE向MME触发TFT资源改变请求。6.如权利要求5所述的接入移动通信系统的方法，其特征在于，进一步包括: PCEF向PCRF触发IP承载资源的改变请求，所述改变请求中需要包含当前会话的ID、非3GPP MAC信息和所述3GPP UE的IP地址，PCRF保存会话ID、非3GPP MAC信息、所述3GPPUE和TFT信息的映射关系。7.如权利要求3所述的接入移动通信系统的方法，其特征在于，所述基于Ethernet包的TFT分类映射包括: 当所述非3GPP的用户设备通过所述3GPP UE发送上行数据包时，所述3GPPUE根据非IP的上行TFT策略，所述3GPP UE过滤器根据MAC地址进行分类，映射成不同QoS级别的业务流并绑定到相应的承载中。8.如权利要求3所述的接入移动通信系统的方法，其特征在于，所述VLANID的添加包括: 当所述3GPP UE收到HSS发送的VLAN ID时，所述3GPP UE对实现透传的非3GPP用户的上行数据的Ethernet包封装时，添加VLAN ID。9.如权利要求1所述的接入移动通信系统的方法，其特征在于，PGW对所述非3GPP的用户设备的数据进行以下一种或多种操作:进行Ethernet包的封装/解封装、基于Ethernet包的TFT分类映射或者从PDN接收或发送基于Ethernet的数据包。10.如权利要求9所述的接入移动通信系统的方法，其特征在于，所述进行Ethernet包的封装/解封装包括: 当所述非3GPP的用户设备的下行数据通过所述PGW时，所述PGW对非3GPP用户透传数据的Ethernet包进行封装；并映射到基于ETH类型的承载中或 当所述非3GPP的用户设备的上行数据通过所述PGW时，所述PGW对非3GPP用户透传数据的MAC over IP的包进行解封装，并转发到BRAS。11.如权利要求10所述的接入移动通信系统的方法，其特征在于，进一步包括: BRAS发送会话状态给PCRF，会话中包括非3GPP用户的MAC地址和分配的IP地址； 所述PCRF接收到所述会话状态后，将非3GPP用户的MAC地址和分配的IP地址、所述3GPP UE session ID及其属性值进行相关联； 当应用程序功能AF监测到用户发送创建承载的请求时，触发创建专用承载请求消息给PCRF，所述消息包含非3GPP用户的IP地址和QoS要求； 所述PCRF收到创建专用承载请求消息后，根据非3GPP的IP地址找到非3GPP的MAC地址和所述3GPP UE的session ID,并根据Session ID、QoS要求、MAC地址构造创建专用承载请求消息给所述PGW; 在所述3GPP UE与所述PDN的PGW建立承载链路，并返回确认消息给AF。·12.如权利要求9所述的接入移动通信系统的方法，其特征在于，所述基于Ethernet包的TFT分类映射包括: 当所述非3GPP的用户设备通过所述PGW发送下行业务时，所述PGW根据发送的非IP的下行TFT策略，所述PGW过滤器根据MAC地址进行分类，映射成不同QoS级别的业务流并绑定到相应的承载中。13.如权利要求9所述的接入移动通信系统的方法，其特征在于，所述从TON接收或发送基于Ethernet的数据包包括: 当所述PGW收到所述3GPP UE发送的包含VLAN ID时数据包时，所述PGW对需要实现透传的非3GPP用户数据的MAC Over IP包解封装后转发；或者 当所述PGW收到来自所述APN的包含VL...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，王庆辉，
申请(专利权)人：北京三星通信技术研究有限公司，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：