一种本地ip访问方法及系统的制作方法

专利名称：一种本地ip访问方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种本地IP访问方法及系统。
技术背景
第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)演进的分组系 统(Evolved ticket System，EPS)由演进的通用移动通信系统陆地无线接入网(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, E-UTRAN)、移动管理单元(Mobility Management Entity, MME)、服务网关 Serving Gateway，S-GW)、分组数据网络网关 (Packet Data Network Gateway, P-GW 或者 PDNGW)、归属用户服务器(Home Subscriber Server, HSS)，策略和计费规则功能(Policy and Charging Rules Function，PCRF)实体及 其他支撑节点组成。图1为现有技术中移动通信网络连接示意图，如图1所示，现有技 术中移动通信网络包括基站子系统、移动性管理实体、核心网网关和归属用户服务器， 其中，移动性管理实体负责移动性管理、非接入层信令的处理和用户移动管理上下文的 管理等控制面的相关工作；核心网网关包括S-GW和P-GW，S-GW是与E-UTRAN相 连的接入网关设备，在E-UTRAN和P-GW之间转发数据，并且负责对寻呼等待数据进 行缓存；P-GW则是EPS与分组数据网络CPacket Data Network，PDN)网络的边界网关， 负责PDN的接入及在EPS与PDN间转发数据等功能。
除了支持移动核心网络的接入以外，移动通信系统还可支持本地IP访问功能， 在基站具备本地IP访问能力以及用户签约允许本地IP访问的条件下，可实现终端对家用 网络其他IP设备或者互联网的本地接入。现有技术中移动通信网络中本地网关的增设可 提供对本地IP访问技术的有力支持，本地网关可以是本地SGW(Local SGW，L-SGW)和 本地PGW(Local PGW，L-PGW),也可以是单独的L-PGW，本地网关可与基站进行合 设。
对于通用陆地无线接入网络(UniversalTerrestrial Radio Access Network, UTRAN)系统，核心网网关可以是服务GPRS支持节点(Serving GPRS Support Node, SGSN)、网关 GPRS 支持节点(Gateway GPRS Support Node，GGSN)。本地网关可以是 本地 GGSN(Local GGSN，L-GGSN)和本地 SGSN (Local SGSN，L-SGSN)，也可以是单 独的 L-GGSN。
基站子系统可以是E-UTRAN的演进的基站(eNodeB)和全球陆上无线接入 (Universal Terrestrial Radio Access，UTRAN) /增强的全球移动通信系统无线接入网络 (GSM EDGE Radio Access Network, GERAN)的无线网络控制器(RNC) /基站控制器 (BSC),或者家庭基站(HNB/HeNB)和家庭基站网关(HNB GW/HeNB GW)。
家庭基站是一种小型、低功率的基站，部署在家庭及办公室等室内场所，主要 作用是为了给用户提供更高的业务速率并降低使用高速率服务所需要的费用，同时弥补 已有分布式蜂窝无线通信系统覆盖的不足。家庭基站的优点是实惠、便捷、低功率输 出、即插即用等。家庭基站可以直接连接到核心网络，也可以通过家庭基站网关这个逻辑网元接入到核心网络。其中，家庭基站网关的主要功能为验证家庭基站的安全性， 处理家庭基站的注册，对家庭基站进行运行维护管理，根据运营商要求配置和控制家庭 基站，负责交换核心网和家庭基站的数据。当存在家庭基站网关的情况下，本地网关不 仅可与家庭基站进行合设，也可与家庭基站网关进行合设，此外，家庭基站网关还可以 与家庭基站进行合设。
在现有网络架构下，用户连接到网络时，基站会给用户分配一个IP地址，当用 户接入目标基站时，目标基站会重新为用户分配IP地址，从而很容易造成业务中断，从 而影响用户体验。发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种本地IP访问方法及系统，能够避免 用户在不同基站下切换造成的业务中断，从而提高用户体验。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的
一种本地IP访问方法，包括
终端通过基站向移动性管理实体发送附着请求消息后，移动性管理实体发送附 着接受消息给基站，并指示该基站为用户分配转交地址；
基站根据移动性管理实体的指示为用户分配转交地址，并将分配的转交地址和 附着接受消息一起发送给终端；
终端收到基站发来的消息后，获取本地家乡代理L-HA的IP地址，以及发起并 建立与L-HA的安全联盟；
终端通知L-HA进行绑定更新，以及在L-HA确认绑定成功后，发送附着成功消 息给移动性管理实体。
所述终端通过基站向移动性管理实体发送附着请求消息后，还包括步骤移动 性管理实体发起对用户的认证，验证用户合法身份。
所述终端通过基站向移动性管理实体发送附着请求消息后，还包括步骤所述 移动性管理实体没有在归属用户服务器HSS为该用户注册过，所述移动性管理实体向 HSS发起位置更新，HSS登记该移动性管理实体为该用户当前附着的，并发送位置更新 确认给移动性管理实体。
所述附着接受消息为非接入层NAS消息，其中包含对用户意愿的响应使用本 地IP接入和使用移动IP，以及L-HA的IP地址或全局域名FQDN ；
所述终端获取L-HA的IP地址为直接从所述NAS消息获取；或者，根据NAS 消息中的L-HA的FQDN，向域名系统服务器DNS查询获得L-HA的IP地址；或者，根 据自己预配置的L-HA的IP地址，或自己构造L-HA的域名，向DNS查询获得L-HA的 IP地址。
该方法还包括进行用户切换，具体为
终端建立通过源基站接入外部网络的LIPA连接后，源基站接收到终端提供的 无线信号测量报告，决定将该用户切换到目标基站，则发送切换请求到源移动性管理实 体，所述切换请求中携带目标基站标识和分配转交地址指示；
源移动性管理实体将该切换请求通过目标移动性管理实体转发给目标基站；
目标基站根据分配转交地址指示，为该终端分配转交地址，同时预留无线资 源，等待用户切换，之后发送切换响应给源基站；
源基站发送切换命令给终端，要求终端切换到目标基站，所述切换命令携带目 标基站为终端分配的转交地址和目标基站标识；
终端无线信道切换到目标基站，发送代理绑定更新消息给L-HA，所述代理绑定 更新消息中携带目标基站为终端分配的转交地址；
L-HA更新自身保存的该终端的绑定缓存，将目标基站为终端分配的转交地址与 家乡地址绑定；
L-HA发送绑定确认消息给终端，所述终端完成切换到目标基站。
该方法还包括用户去活本地IP连接，具体为
终端决定去活本地IP连接，发送绑定更新消息给L-HA ；
L-HA删除该用户转交地址与家乡地址的绑定关系，发送绑定确认消息给终 端；
终端发送PDN连接中断请求消息给移动性管理实体，通知本地IP连接删除；
移动性管理实体删除自身保存的所述用户本地接入信息，并发送去活承载请求 给基站，请求基站删除为本地IP连接建立的无线承载资源；
基站删除与终端之间的本地IP连接无线承载资源，之后回复移动性管理实体完 成无线资源删除。
所述L-HA发送绑定确认消息给终端之后还包括步骤终端或L-HA发起并删除 安全联盟。
该方法还包括在业务请求过程中激活本地IP连接，具体为
终端接入无线通信系统后具有本地IP访问连接，此后终端进入空闲态；
终端经新基站向新移动性管理实体发送服务请求消息；
移动性管理实体向新基站发送初始上下文建立请求消息，所述初始上下文建立 请求消息中携带分配CoA指示；
新基站执行无线承载建立过程，为所述终端分配CoA，并在无线承载建立过程 中发送给UE;
新基站回复移动性管理实体初始上下文建立完成。
所述终端经新基站向移动性管理实体发送服务请求消息之后，还包括步骤新 移动性管理实体对终端进行鉴权。
该方法还包括在跟踪区更新过程中激活本地IP连接，具体为
终端接入无线通信系统后具有本地IP访问连接，此后终端进入空闲态。
空闲态的终端定期或者在移动导致跟踪区列表发生变化时发起跟踪区更新流 程，即终端发送跟踪区更新请求给新基站，所述跟踪区更新请求为NAS消息；
基站为将跟踪区更新请求包含在初始的用户消息/上行消息传输消息中发给新 移动性管理实体；
新移动性管理实体与原移动性管理实体不相同，新移动性管理实体向原移动性 管理实体发起上下文获取流程，即发送上下文请求；
原移动性管理实体将用户的上下文信息包含在上下文响应消息中，发给新移动性管理实体，所述上下文响应消息中携带本地IP访问连接的LIPA连接指示、使用移动IP 指示、HA的IP地址或身份；
新移动性管理实体保存收到的信息，并向原移动性管理实体回应上下文确认消 息；
新移动性管理实体向归属位置服务器发起位置更新流程；
归属位置服务器向原移动性管理实体发起取消位置流程；
移动性管理实体向新基站发送初始上下文建立请求消息，同时发送跟踪区更新 接受消息，其中携带LIPA指示和要求新基站为该用户分配CoA指示；
新基站为该用户分配CoA，并在无线承载建立过程中发送给UE ；
新基站通知新移动性管理实体初始上下文建立完成，并将新移动性管理实体发 送跟踪区更新接受消息转发给终端。
原移动性管理实体将用户的上下文信息包含在上下文响应消息中，发给新移动 性管理实体之后，还包括步骤新移动性管理实体发起对用户的认证鉴权流程。
一种本地IP访问系统，包括终端、基站、移动性管理实体、本地家乡代理 L-HA,其中，
所述终端，用于通过基站向移动性管理实体发送附着请求消息；在收到基站发 来的消息后，获取L-HA的IP地址，以及发起并建立与L-HA的安全联盟；以及通知 L-HA进行绑定更新，在L-HA确认绑定成功后，发送附着成功消息给移动性管理实体；
所述移动性管理实体，用于发送附着接受消息给基站，并指示该基站为用户分 配转交地址；
所述基站，用于根据动性管理实体的指示为用户分配转交地址，并将分配的转 交地址和附着接受消息一起发送给终端；
所述L-HA，用于在终端发起安全联盟建立时，建立与终端的的安全联盟；以 及在绑定更新成功后，向终端确认绑定成功。
所述移动性管理实体，还用于发起对用户的认证，验证用户合法身份。
该系统还包括归属用户服务器HSS，
所述移动性管理实体，还用于在移动性管理实体没有在归属用户服务器HSS为 该用户注册过时，向HSS发起位置更新；
所述HSS，用于登记该移动性管理实体为该用户当前附着的，并发送位置更新 确认给移动性管理实体。
本发明本地IP访问方法及系统，利用移动IP协议实现本地IP接入，在L-HA中 建立终端的转交地址与家乡地址的绑定关系，即用户通过L-HA与外部通信，所以，本 发明能够避免用户在不同基站下切换造成的业务中断，提高了用户体验。


图1为现有技术中移动通信网络连接示意图2为本发明本地IP访问方法流程示意图3为本发明本地IP访问系统结构示意图4为本发明实施例1本地IP连接的用户附着流程示意图5为本发明实施例2本地IP连接的用户切换流程示意图6为本发明实施例3本地IP连接的用户去活本地IP连接流程示意图7是本发明实施例4LTE系统中业务请求过程中本地IP连接激活的流程示意 图8是本发明实施例5LTE系统中跟踪区更新过程中本地IP连接激活的流程示意 图。
具体实施方式
本发明的基本思想是利用移动IP协议实现本地IP接入，在L-HA中建立终端 的转交地址与家乡地址的绑定关系，即用户通过L-HA与外部通信。
移动IP协议是一种在因特网(Internet)上提供移动功能的网络层方案，使节点在 切换链路时不中断正在进行的通信。特别是移动IP提供了一种IP路由机制，使得在移动 节点接入外地链路时仍然可以通过其家乡地址被访问。MIPV6应用场景中，主要由家乡 代理(Home Agent，HA)、接入网络(Access network) / 接入路由器(AccessRouter)和移 动节点(Mobile Node，MN)组成。
以下将解释关于移动IP的重要专有名词
移动节点(MobileNode)指移动IP中能够从一个链路的连接点移动到另一个连 接点，同时，仍能通过其家乡地址被访问的节点。
家乡代理(Home Agent，HA)指移动节点家乡链路上的一个路由器。当移动 节点离开家乡链路时，能截取其家乡链路上的目的地址为移动节点家乡地址的数据包， 通过隧道转发到移动节点注册的转交地址。
家乡地址(Home Address，HoA)指分配给移动节点的永久的IP地址，属于移动节点的家乡链路。标准的IP路由机制会把发给移动节点家乡地址的分组发送到其家乡 链路。
转交地址(Care of Address，CoA)指移动节点访问外地链路时获得的IP地址。这个IP地址的子网前缀是外地子网前缀。
绑定(Bteding)是MN的IPv6家乡网络前缀和/或IPv4家乡地址与CoA之间的关联关系。
双栈移动IP协议第六版(Dual Stack MIPv6, DS"MIPv6)可以用来保持用户终端 (User Equipment, UE) IP地址不变，以维持用户业务连续性，DSMIPv6是支持双栈IPv4 和IPv6的移动IP协议。接入网络或接入路由路为UE分配转交地址(CoA)。当UE使用 移动性业务时，UE发起因特网密钥交换第2版(Internet Key Exchange version 2，IKEv2) 与HA建立安全联盟，HA会为UE分配IP地址(HoA)并把该地址发给UE。
HA是MN的家乡代理，它是MN的家乡网络前缀的拓扑锚点，并且管理MN的 绑定状态，每个绑定状态对应于HA管理的绑定缓存条目(Binding Cache Entry，BCE)， 该BCE的内容有移动节点标识(MN Identifier)，MN当前使用的IPv6家乡网络前缀和 /或IPv4家乡地址，当MN接入EPS网络时BCE中还包括当前使用的业务信息。HA能 截取目的地址为MN的IPv6家乡网络前缀或IPv4家乡地址的数据包，转发到BCE中MN 注册的CoA。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。
图2为本发明本地IP访问方法流程示意图，如图2所示，本发明本地IP访问方 法一般包括以下步骤
步骤201:终端通过基站向移动性管理实体发送附着请求消息。
附着请求消息中一般携带用户意愿本地IP接入和使用移动IP。该基站可以是 家庭基站，也可以是宏基站。
步骤202:移动性管理实体发送附着接受消息给基站，并指示该基站为用户分 配转交地址。
本发明中，移动性管理实体会根据用户意愿、签约信息和自身配置的本地策略 决定采用本地IP接入为该用户提供服务，同时决定使用移动IP。
该附着接受消息是非接入层(NAS)消息，其中包含对用户意愿的响应使用本 地IP接入和使用移动IP，根据本地配置，该NAS消息中还可以包括本地家乡代理L-HA 的IP地址或全局域名(FQDN)。
需要说明的是，终端通过基站向移动性管理实体发送附着请求消息后，移动性 管理实体可以发起对用户的认证，验证用户合法身份。
另外，当所述移动性管理实体没有在HSS为该用户注册过时，所述移动性管理 实体需要向HSS发起位置更新，HSS登记该移动性管理实体为该用户当前附着的，并发 送位置更新确认给移动性管理实体，位置更新确认中包含用户签约信息，该签约信息中 一般包括允许用户本地接入信息。
步骤203:基站收到移动性管理实体发来的消息后，根据其中的指示，为该用 户分配转交地址，并将分配的转交地址和附着接受消息一起发送给终端。
步骤204:终端收到基站发来的消息后，执行HA发现的功能，获取L_HA的IP 地址。
具体的，获取L-HA的IP地址即发现的方法有多种，例如，NAS消息中含有 L-HA的IP地址的情况下，可以直接从NAS消息获取；或者，根据NAS消息中的L-HA 的FQDN，向域名系统服务器(DNS)查询获得L-HA的IP地址；或者，根据自己预配置 的L-HA的IP地址，或自己构造L-HA的域名，向DNS查询获得L-HA的IP地址。
步骤205 终端发起并建立与L-HA的安全联盟。
终端建立与L-HA的安全联盟是为了保证双方交互信令的安全，在此过程中， L-HA为该终端分配家乡地址。
步骤206 终端通知L-HA进行绑定更新。
具体的，终端向L-HA发送绑定更新，所述绑定更新中一般包含转交地址，使 得L-HA中建立该终端的转交地址与家乡地址的绑定关系。L-HA进行绑定更新后，发 送绑定确认给终端，确认绑定成功后，终端便可以通过L-HA与外部通信，发送数据。
需要说明的是，终端与L-HA之间的交互是通过基站进行的。
步骤207 终端发送附着成功消息给移动性管理实体。
附着成功消息是通过基站发送的，其中一般携带用户当前连接的L-HA的IP地 址。
需要说明的是，本发明中所述的本地IP访问不仅指用户附着，用户切换、用户去活以及连接激活等均属于本地IP访问的范围，用户附着、用户切换、用户去活以及连 接激活流程将在以下的实施例中进行详细说明。
图3为本发明本地IP访问系统结构示意图，如图3所示，本发明本地IP访问系 统结构包括终端31、基站32、移动性管理实体33、L-HA 34，其中，
终端31，用于通过基站32向移动性管理实体33发送附着请求消息；在收到基 站32发来的消息后，获取L-HA 34的IP地址，以及发起并建立与L-HA 34的安全联盟； 以及通知L-HA 34进行绑定更新，在L-HA 34确认绑定成功后，发送附着成功消息给移 动性管理实体33 ；
移动性管理实体33，用于发送附着接受消息给基站32，并指示该基站为用户分 配转交地址；
基站32，用于根据动性管理实体33的指示为用户分配转交地址，并将分配的转 交地址和附着接受消息一起发送给终端31 ；
L-HA 34，用于在终端31发起安全联盟建立时，建立与终端31的的安全联盟； 以及在绑定更新成功后，向终端31确认绑定成功。
移动性管理实体33，还用于发起对用户的认证，验证用户合法身份。
该系统还包括HSS 35,
移动性管理实体35，还用于在移动性管理实体33没有在HSS 35为该用户注册 过时，向HSS 35发起位置更新；
HSS 35，用于登记移动性管理实体33为该用户当前附着的，并发送位置更新确 认给移动性管理实体33。
实施例1
本实施例中，描述用户附着流程，基站为HeNB，移动性管理实体为MME。
图4为本发明实施例1本地IP连接的用户附着流程示意图，如图4所示，实施 例1终端附着到网络，建立LIPA连接一般包括以下步骤
步骤401 终端通过HeNB向MME发送附着请求消息。
附着请求消息中一般携带用户意愿本地IP接入和使用移动IP。
步骤402 MME发起对用户的认证，验证用户合法身份。
此过程中，HSS需要生成相关的认证向量并发送给MME，用户需要提供有效身 份。此步骤为可选步骤。
步骤403:当所述MME没有在HSS为该用户注册过时，所述MME需要向HSS发起位置更新，HSS登记该MME为该用户当前附着的，并发送位置更新确认给MME， 位置更新确认中包含用户签约信息，该签约信息中一般包括允许用户本地接入信息。
步骤404: MME根据用户意愿、签约信息和自身配置的本地策略决定采用本地 IP接入为该用户提供服务，同时决定使用移动IP。
步骤405 MME发送附着接受消息给HeNB。
该附着接受消息是非接入层(NAS)消息，其中包含对用户意愿的响应使用本 地IP接入和使用移动IP，根据本地配置，该NAS消息中还可以包括本地家乡代理L-HA 的IP地址或全局域名(FQDN)。需要说明的是，MME在向HeNB发送附着接受消息的 同时，还需要指示该HeNB为用户分配转交地址。
本实施例中，移动性管理实体是MME，基站是HeNB，则MME发送S1_AP消 息给HeNB，Sl-AP是接口 Sl上的应用协议，这里Sl接口是HeNB与MME之间的接
步骤406: HeNB收到MME发来的消息后，根据其中的指示，为该用户分配转 交地址，并将分配的转交地址和附着接受消息一起发送给终端。
步骤407:终端收到HeNB发来的消息后，执行HA发现的功能，获取L_HA的 IP地址。
具体的，获取L-HA的IP地址即发现的方法有多种，例如，NAS消息中含有 L-HA的IP地址的情况下，可以直接从NAS消息获取；或者，根据NAS消息中的L-HA 的FQDN，向域名系统服务器(DNS)查询获得L-HA的IP地址；或者，根据自己预配置 的L-HA的IP地址，或自己构造L-HA的域名，向DNS查询获得L-HA的IP地址。
步骤408 终端发起并建立与L-HA的安全联盟。
终端建立与L-HA的安全联盟是为了保证双方交互信令的安全，在此过程中， L-HA为该终端分配家乡地址。
步骤409 终端向L-HA发送绑定更新。
绑定更新中一般包含转交地址，使得L-HA中建立该终端的转交地址与家乡地 址的绑定关系。
步骤410 L-HA发送绑定确认给终端，确认绑定成功。
绑定成功后，终端便可以通过L-HA与外部通信，发送数据。
步骤411 终端发送附着成功消息给MME。
附着成功消息是通过HeNB发送的，其中一般携带用户当前连接的L-HA的IP 地址。
实施例2
图5为本发明实施例2本地IP连接的用户切换流程示意图，如图5所示，实施 例2本地IP连接的用户切换流程一般包括以下步骤
步骤501 终端建立通过源基站接入外部网络的LIPA连接。
这里，具体接入流程同实施例1中所述。
步骤502:源基站接收到终端提供的无线信号测量报告，决定将该用户切换到 目标基站，则发送切换请求到源移动性管理实体。
切换请求中一般携带目标基站标识和分配转交地址指示。本实施例中，移动性 管理实体均为MME。
步骤503 源移动性管理实体将该切换请求通过目标移动性管理实体转发给目 标基站。
当该切换的两个基站在同一个移动性管理实体下时，上述切换请求从源基站通 过所述共同的移动性管理实体发给目标基站。
步骤504:目标基站根据分配转交地址指示，为该终端分配转交地址，同时预 留无线资源，等待用户切换。
步骤505:目标基站发送切换响应给源基站。
一般情况下，目标移动性管理实体和源移动性管理实体负责转发该消息，当两个基站在同一个移动性管理实体下时，该消息通过所述共同的移动性管理实体转发。
步骤506:源基站发送切换命令给终端，要求终端切换到目标基站。
该切换命令一般携带目标基站为终端分配的转交地址和目标基站标识。
步骤507:终端无线信道切换到目标基站，发送代理绑定更新消息给L-HA。
代理绑定更新消息中一般携带目标基站为终端分配的转交地址。
步骤508 L-HA更新自身保存的该终端的绑定缓存，将目标基站为终端分配的 转交地址与家乡地址绑定，之后发送绑定确认消息给终端。
步骤509 该终端完成切换到目标基站。
实施例3
图6为本发明实施例3本地IP连接的用户去活本地IP连接流程示意图，如图6 所示，本发明实施例3本地IP连接的用户去活本地IP连接一般包括以下步骤
步骤601:终端决定去活本地IP连接，发送绑定更新消息给L-HA，其中携带生 存期(lifetime)为零。
步骤602: L-HA删除该用户转交地址与家乡地址的绑定关系，发送绑定确认消 息给终端。
步骤603:终端或L-HA发起并删除安全联盟。
本步骤为可选步骤。如果此流程中不删除，可以等待安全联盟生存期到期之 后，终端和L-HA各自本地删除。
步骤604 终端发送PDN连接中断请求消息给移动性管理实体，通知本地IP连 接删除。
步骤605:移动性管理实体删除自身保存的该用户本地接入信息，可以是APN 和HA的信息。
在本发明中，PDN GW是3GPP的物理网元，HA是PDN GW的逻辑功能之一。
步骤606:移动性管理实体发送去活承载请求给基站，请求基站删除为本地IP 连接建立的无线承载资源。
步骤607 基站删除与终端之间的本地IP连接无线承载资源。
步骤608:基站在完成上述无线承载资源删除后，向移动性管理实体发送去活 承载回复，回复移动性管理实体完成无线资源删除。
实施例4
图7是本发明实施例4LTE系统中业务请求过程中本地IP连接激活的流程示意 图，如图7所示，本发明实施例4终端由空闲态转为连接态时，在新的基站进行服务请求 一般包括以下步骤
步骤701:终端接入无线通信系统后具有本地IP访问连接，此后终端进入空闲 态。
步骤702 终端经新基站向新移动性管理实体发送服务请求消息。
步骤703:移动性管理实体对终端进行鉴权。
这里，具体由移动性管理实体，归属用户服务器和终端共同执行NAS认证过 程，该步骤可选。
步骤704 移动性管理实体向新基站发送初始上下文建立请求消息。
初始上下文建立请求消息中需要携带分配CoA指示，要求新基站为该终端分配 CoA。
当用户进行业务请求时，基站并没有发生变化，即新基站与原基站相同，则移 动性管理实体在发送的消息中可以不携带上述分配CoA指示。
步骤705:新基站执行无线承载建立过程，根据上述分配CoA指示，为所述终 端分配CoA，并在无线承载建立过程中发送给终端。
步骤706 新基站回复移动性管理实体初始上下文建立完成。
在终端获取到新CoA后，终端发送绑定更新到本地家乡代理，在本地家乡代理 中将新CoA与家乡地址绑定，本地家乡代理回复绑定确认。之后用户将通过本地家乡代 理和新基站与外部通信。
实施例5
图8是本发明实施例5LTE系统中跟踪区更新过程中本地IP连接激活的流程示意 图，如图8所示，本发明实施例5LTE系统中跟踪区更新过程中本地IP连接激活一般包括 以下步骤
步骤801:终端接入无线通信系统后具有本地IP访问连接，此后终端进入空闲 态。
步骤802 空闲态的终端定期或者在移动导致跟踪区列表发生变化时发起跟踪 区更新流程。
具体的，终端发送跟踪区更新请求给当前为终端服务的基站(统称为新基站)。 当终端移动后，该基站和终端进入空闲态之前的基站(统称为原基站)不同。需要说明 的是，跟踪区更新请求为NAS消息。
基站为用户选择当前服务的移动性管理实体(统称为新移动性管理实体)，并将 跟踪区更新请求包含在初始的用户消息/上行消息传输消息中发给新移动性管理实体。
移动性管理实体为MME，新移动性管理实体与终端进入空闲态之前的移动性管 理实体(统称为原移动性管理实体)可能相同。此时步骤803、804、805、806、807、 808不执行。
步骤803:当新移动性管理实体与原移动性管理实体不相同时，新移动性管理 实体向原移动性管理实体发起上下文获取流程，即发送上下文请求。
步骤804 原移动性管理实体将用户的上下文信息包含在上下文响应消息中， 发给新移动性管理实体。
由于用户存在本地IP访问连接，消息中携带本地IP访问连接的LIPA连接指示、 使用移动IP指示、HA的IP地址或身份。
步骤805:新移动性管理实体发起对用户的认证鉴权流程。
本步骤为可选步骤。
步骤806:新移动性管理实体保存步骤804中携带的信息，并向原移动性管理实 体回应上下文确认消息。
步骤807:新移动性管理实体向归属位置服务器发起位置更新流程。
步骤808:归属位置服务器向原移动性管理实体发起取消位置流程。
步骤809:移动性管理实体向新基站发送初始上下文建立请求消息，同时发送跟踪区更新接受消息，其中携带LIPA指示和要求新基站为该用户分配CoA指示。
当用户进行跟踪区更新时，如果基站并没有发生变化，即新基站与原基站相 同，移动性管理实体在发送的消息中可以不携带上述信息。
步骤810 新基站收到消息，根据消息中携带有LIPA指示和为该用户分配CoA 指示，为该用户分配CoA，在无线承载建立过程中发送给UE。
步骤811:新基站通知新移动性管理实体初始上下文建立完成。
步骤812 步骤813 新基站将新移动性管理实体发送跟踪区更新接受消息转发 给终端。终端可选地回应跟踪区更新完成消息。
在终端获取到新CoA后，终端发送绑定更新到本地家乡代理，在本地家乡代理 中将新CoA与家乡地址绑定，本地家乡代理回复绑定确认。之后用户将通过本地家乡代 理和新基站与外部通信。
为了简化描述，以上实施例适用于E-UTRAN系统不存在家庭基站网关的情 况；当然，本发明也适用于存在家庭基站网关的情况下，此时可以把家庭基站和家庭基 站网关统一作为基站或基站子系统；此外本发明也适用于UTRAN/GERAN的家庭基站 子系统以及基站子系统为宏基站场景，此时移动性管理实体为SGSN，在此不再累述。
需要说明的是，以上实施例中，基站可以是家庭基站、无线网络控制器(Radio Network Controller, RNC)。移动性管理实体可以为移动管理单元(MobilityMamigement Entity, MME)、移动交换中心(Mobile Switching Centre，MSC)、服务 GPRS 支持节点 (Serving GPRS Support Node, SGSN)。本地接入网关可以是 L-PGW、L-GGSN，本地服 务网关可以是L-SGW、L-SGSN。核心网接入网关可以是P_GW、GGSN，核心网服务 网关可以是S-GW、SGSN。另外，本地IP访问的基站可以与本地接入网关地址相同。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通 用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所 组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将 它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块， 或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制 于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种本地IP访问方法，其特征在于，该方法包括终端通过基站向移动性管理实体发送附着请求消息后，移动性管理实体发送附着接 受消息给基站，并指示该基站为用户分配转交地址；基站根据移动性管理实体的指示为用户分配转交地址，并将分配的转交地址和附着 接受消息一起发送给终端；终端收到基站发来的消息后，获取本地家乡代理L-HA的IP地址，以及发起并建立 与L-HA的安全联盟；终端通知L-HA进行绑定更新，以及在L-HA确认绑定成功后，发送附着成功消息给 移动性管理实体。
2.根据权利要求1所述的本地IP访问方法，其特征在于，所述终端通过基站向移动 性管理实体发送附着请求消息后，还包括步骤移动性管理实体发起对用户的认证，验 证用户合法身份。
3.根据权利要求1所述的本地IP访问方法，其特征在于，所述终端通过基站向移动 性管理实体发送附着请求消息后，还包括步骤所述移动性管理实体没有在归属用户服 务器HSS为该用户注册过，所述移动性管理实体向HSS发起位置更新，HSS登记该移动 性管理实体为该用户当前附着的，并发送位置更新确认给移动性管理实体。
4.根据权利要求1所述的本地IP访问方法，其特征在于，所述附着接受消息为非接入层NAS消息，其中包含对用户意愿的响应使用本地IP 接入和使用移动IP，以及L-HA的IP地址或全局域名FQDN ；所述终端获取L-HA的IP地址为直接从所述NAS消息获取；或者，根据NAS消 息中的L-HA的FQDN，向域名系统服务器DNS查询获得L-HA的IP地址；或者，根据 自己预配置的L-HA的IP地址，或自己构造L-HA的域名，向DNS查询获得L-HA的IP 地址。
5.根据权利要求1所述的本地IP访问方法，其特征在于，该方法还包括进行用户切 换，具体为终端建立通过源基站接入外部网络的LIPA连接后，源基站接收到终端提供的无线信 号测量报告，决定将该用户切换到目标基站，则发送切换请求到源移动性管理实体，所 述切换请求中携带目标基站标识和分配转交地址指示；源移动性管理实体将该切换请求通过目标移动性管理实体转发给目标基站； 目标基站根据分配转交地址指示，为该终端分配转交地址，同时预留无线资源，等 待用户切换，之后发送切换响应给源基站；源基站发送切换命令给终端，要求终端切换到目标基站，所述切换命令携带目标基 站为终端分配的转交地址和目标基站标识；终端无线信道切换到目标基站，发送代理绑定更新消息给L-HA，所述代理绑定更新 消息中携带目标基站为终端分配的转交地址；L-HA更新自身保存的该终端的绑定缓存，将目标基站为终端分配的转交地址与家乡 地址绑定；L-HA发送绑定确认消息给终端，所述终端完成切换到目标基站。
6.根据权利要求1所述的本地IP访问方法，其特征在于，该方法还包括用户去活本地IP连接，具体为终端决定去活本地IP连接，发送绑定更新消息给L-HA ； L-HA删除该用户转交地址与家乡地址的绑定关系，发送绑定确认消息给终端； 终端发送PDN连接中断请求消息给移动性管理实体，通知本地IP连接删除； 移动性管理实体删除自身保存的所述用户本地接入信息，并发送去活承载请求给基 站，请求基站删除为本地IP连接建立的无线承载资源；基站删除与终端之间的本地IP连接无线承载资源，之后回复移动性管理实体完成无 线资源删除。
7.根据权利要求6所述的本地IP访问方法，其特征在于，所述L-HA发送绑定确认 消息给终端之后还包括步骤终端或L-HA发起并删除安全联盟。
8.根据权利要求1所述的本地IP访问方法，其特征在于，该方法还包括在业务请求 过程中激活本地IP连接，具体为终端接入无线通信系统后具有本地IP访问连接，此后终端进入空闲态； 终端经新基站向新移动性管理实体发送服务请求消息；移动性管理实体向新基站发送初始上下文建立请求消息，所述初始上下文建立请求 消息中携带分配CoA指示；新基站执行无线承载建立过程，为所述终端分配CoA，并在无线承载建立过程中发 送给UE;新基站回复移动性管理实体初始上下文建立完成。
9.根据权利要求8所述的本地IP访问方法，其特征在于，所述终端经新基站向移动 性管理实体发送服务请求消息之后，还包括步骤新移动性管理实体对终端进行鉴权。
10.根据权利要求1所述的本地IP访问方法，其特征在于，该方法还包括在跟踪区更 新过程中激活本地IP连接，具体为终端接入无线通信系统后具有本地IP访问连接，此后终端进入空闲态； 空闲态的终端定期或者在移动导致跟踪区列表发生变化时发起跟踪区更新流程，即 终端发送跟踪区更新请求给新基站，所述跟踪区更新请求为NAS消息；基站为将跟踪区更新请求包含在初始的用户消息/上行消息传输消息中发给新移动 性管理实体；新移动性管理实体与原移动性管理实体不相同，新移动性管理实体向原移动性管理 实体发起上下文获取流程，即发送上下文请求；原移动性管理实体将用户的上下文信息包含在上下文响应消息中，发给新移动性管 理实体，所述上下文响应消息中携带本地IP访问连接的LIPA连接指示、使用移动IP指 示、HA的IP地址或身份；新移动性管理实体保存收到的信息，并向原移动性管理实体回应上下文确认消息； 新移动性管理实体向归属位置服务器发起位置更新流程； 归属位置服务器向原移动性管理实体发起取消位置流程；移动性管理实体向新基站发送初始上下文建立请求消息，同时发送跟踪区更新接受 消息，其中携带LIPA指示和要求新基站为该用户分配CoA指示； 新基站为该用户分配CoA，并在无线承载建立过程中发送给UE ；新基站通知新移动性管理实体初始上下文建立完成，并将新移动性管理实体发送跟 踪区更新接受消息转发给终端。
11.根据权利要求10所述的本地IP访问方法，其特征在于，原移动性管理实体将用 户的上下文信息包含在上下文响应消息中，发给新移动性管理实体之后，还包括步骤 新移动性管理实体发起对用户的认证鉴权流程。
12.—种本地IP访问系统，其特征在于，该系统包括终端、基站、移动性管理实 体、本地家乡代理L-HA，其中，所述终端，用于通过基站向移动性管理实体发送附着请求消息；在收到基站发来的 消息后，获取L-HA的IP地址，以及发起并建立与L-HA的安全联盟；以及通知L-HA 进行绑定更新，在L-HA确认绑定成功后，发送附着成功消息给移动性管理实体；所述移动性管理实体，用于发送附着接受消息给基站，并指示该基站为用户分配转 交地址；所述基站，用于根据动性管理实体的指示为用户分配转交地址，并将分配的转交地 址和附着接受消息一起发送给终端；所述L-HA，用于在终端发起安全联盟建立时，建立与终端的的安全联盟；以及在 绑定更新成功后，向终端确认绑定成功。
13.根据权利要求12所述的本地IP访问系统，其特征在于，所述移动性管理实体， 还用于发起对用户的认证，验证用户合法身份。
14.根据权利要求12所述的本地IP访问系统，其特征在于，该系统还包括归属用户 服务器HSS，所述移动性管理实体，还用于在移动性管理实体没有在归属用户服务器HSS为该用 户注册过时，向HSS发起位置更新；所述HSS，用于登记该移动性管理实体为该用户当前附着的，并发送位置更新确认 给移动性管理实体。
全文摘要
本发明公开一种本地IP访问方法，包括终端通过基站向移动性管理实体发送附着请求消息后，移动性管理实体发送附着接受消息给基站，并指示该基站为用户分配转交地址；基站为用户分配转交地址，并将分配的转交地址和附着接受消息一起发送给终端；终端收到基站发来的消息后，获取本地家乡代理(L-HA)的IP地址，发起并建立与L-HA的安全联盟；终端通知L-HA进行绑定更新，本发明还相应地公开了一种本地IP访问方法。本发明利用移动IP协议实现本地IP接入，在L-HA中建立终端的转交地址与家乡地址的绑定关系，即用户通过L-HA与外部通信，所以，本发明能够避免用户在不同基站下切换造成的业务中断，提高了用户体验。
文档编号H04W80/04GK102026145SQ20091009250
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者朱春晖 申请人:中兴通讯股份有限公司