固定宽带接入网的3gpp设备和固定设备承载传输共存支持的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种固定宽带接入网的3GPP设备和固定设备承载传输共存支持。公开了用于实现网络解决方案的方法、系统和设备，以支持通过无线接口3GPP移动设备和固定设备到固定宽带接入网络的附接的共存，同时仍然允许3GPP移动设备的相同类型的演进分组核心接入和非无缝WLAN分流。
【专利说明】固定宽带接入网的3GPP设备和固定设备承载传输共存支持
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本专利文件要求于2012年5月21日提交的美国临时专利申请第61/649913号的优先权的利益。前面提到的专利申请的全部内容通过引用并入本文作为本申请的公开内容的一部分。
[0003]背景
[0004]本专利文件涉及到固定移动融合的通信系统。
[0005]最近，出现了使具有广域网通信能力(例如，3G和4G)的移动通信设备，如智能电话、平板电脑和其他用户设备，在某些情况下，使用固定的宽带接入网络进行操作的一些兴趣。例如，蜂窝电话可能能够使用通过到小区宽带接入网络(如电缆调制解调器或非对称数字用户环路(ADSL)) W1-Fi连接来接入互联网。
[0006]需要用于改善无线移动设备与固定宽带接入设备的共存的技术。
【发明内容】
[0007]本专利文件描述了用于使用来自无线网络的服务和策略便利用户设备在固定的接入网络上的连接的技术等。
[0008]公开了用于便利可在无线网络中操作的无线设备在固定网络上的连接的方法、系统和装置。在一个方面，方法包括，在服务器处接收接入请求；及基于所述接入请求的类型，向所述用户设备提供因特网协议(IP)连接。在该方法的一些实现中，例如，所述接入请求的类型是第一类型或第二类型中的一种，在所述第一类型中，没有外部的基于IP的隧道来封装来自所述用户设备的内部数据包，在所述第二类型中，使用外部IP隧道封装所述内部数据包。例如，当所述接入请求是所述第一类型时，则所述方法还包括协调在所述固定网络和所述无线网络之间的会话绑定。例如，当所述接入请求是所述第二类型时，则所述方法还包括将所接收的接入请求转发到在所述固定网络中操作的网关。
[0009]在另一个方面，一种用于便利可在无线网络中操作的无线设备在固定网络上的连接的装置，包括:接收器，所述接收器接收接入请求；及互联网协议(IP)连接提供者，所述互联网协议连接提供者基于所述接入请求的类型向所述用户设备提供IP连接。在所述装置的一些实现中，例如，所述接入请求的类型是第一类型或第二类型中的一种，在所述第一类型中，没有外部的基于IP的隧道来封装来自所述用户设备的内部数据包，在所述第二类型中，使用外部IP隧道封装所述内部数据包。例如，当所述接入请求是所述第一类型时，所述装置还包括协调器，所述协调器协调在所述固定网络和所述无线网络之间的会话绑定。例如，当所述接入请求是所述第二类型时，所述装置还包括中继器，所述中继器将所接收的接入请求转发到在所述固定网络中操作的网关。
[0010]在另一个方面，一种计算机程序产品包括其上存储有指令的非临时性的计算机可读介质，其中，当所述指令由处理器执行时，使所述处理器执行用于便利可在无线网络中操作的用户设备在固定网络上的连接的方法。所述指令包括:用于在服务器接收接入请求的代码；及用于基于所述接入请求的类型，向所述用户设备提供因特网协议(IP)连接的代码。在所述计算机程序产品的一些实现中，例如，所述接入请求的类型是第一类型或第二类型中的一种，在所述第一类型中，没有外部的基于IP的隧道来封装来自所述用户设备的内部数据包，在所述第二类型中，使用外部IP隧道封装所述内部数据包。例如，当所述接入请求是所述第一类型时，所述指令还包括用于协调在所述固定网络和所述无线网络之间的会话绑定的代码。例如，当所述接入请求是所述第二类型时，所述指令还包括用于将所接收的接入请求转发到在所述固定网络中操作的网关的代码。
[0011]在另一个方面，一种可实现在可在接入网络中操作的宽带网络网关的方法，所述方法包括:从用户设备接收附接请求；基于所接收到的附接请求，确定所述附接请求是否针对无线网络路由的传输；及当确定所述附接请求是针对所述无线网络路由的传输时，将所述附接请求转发到受信任的无线接入网关。
[0012]在另一个方面，一种可操作在接入网络中的宽带网络网关的装置包括:接收器单元，所述接收器单元用于接收来自用户设备的附接请求；处理单元，所述处理单元电耦合到所述接收器，以基于由所述接收器单元接收的附接请求确定所述附接请求是否针对无线网络路由的传输；及发送单元，所述发送单元电耦合到所述处理单元，当由所述处理单元确定所述附接请求是针对所述无线网络路由的传输时，所述发送单元将所述附接请求转发到受信任的无线接入网关。
[0013]在另一个方面，一种计算机程序产品包括其上存储有指令的非临时性的计算机可读介质，其中，当所述指令由处理器执行时，使所述处理器执行可实现在可在接入网络中操作的宽带网络网关的方法。所述指令包括:用于从用户设备接收附接请求的代码；用于基于所接收到的附接请求，确定所述附接请求是否针对无线网络路由的传输的代码；及用于当确定所述附接请求是针对所述无线网络路由的传输时，将所述附接请求转发到受信任的无线接入网关的代码。
[0014]在另一个方面，公开了一种通信系统，其包括:受信任的无线接入网关、宽带网络网关及用户设备。所述用户设备被配置为发送附接请求。所述宽带网络网关被配置为从所述用户设备接收所述附接请求，并确定所述附接请求是否是可扩展的认证协议(EAP)认证请求，并且当确定所述附接请求是EAP认证请求时，将所述附接请求转发到受信任的无线网关。所述受信任的无线接入网关被配置为基于所述附接请求的类型来满足所述附接请求。
[0015]这些和其它方面，以及它们的实现和变化在附图、说明书和权利要求中给出。
[0016]附图描述
[0017]图1示出无线网络体系结构的一个例子。
[0018]图2示出了可在无线网络中操作的无线装置的方框图。
[0019]图3示出了描绘在固定宽带接入网络上的3GPP S2a传输的用户协议栈的一个示例性的图。
[0020]图4示出了描绘在固定宽带接入网络上的3GPP S2b传输的用户协议栈的一个示例性的图。
[0021]图5示出了描绘在固定宽带接入网络上的3GPP信任的S2c传输的用户协议栈的一个示例性的图。[0022]图6示出了描绘在固定宽带接入网络上的3GPP非信任的S2c传输的用户协议栈的一个示例性的图。
[0023]图7描绘了用于EPC-路由的与非无缝WLAN分流的一个示例性的网络体系结构。
[0024]图8图示了示例性S2A中心EPC-路由的网络解决方案的体系结构概览。
[0025]图9示出了用于通过WLAN接口在固定宽带接入网络上建立双协议栈IPv6/IPv4承载传输的3GPP UE S2a EPC路由的场景。
[0026]图10示出了用于通过WLAN接口在固定宽带接入网络上建立IPv4承载传输的3GPP UE S2a EPC路由的场景。
[0027]图11示出了用于通过WLAN接口在固定宽带接入网络上建立承载传输的3GPP UES2A NSTO 场景。
[0028]图12示出了用于在固定宽带接入网络上建立承载传输的固定设备场景。
[0029]图13示出了用于便利在固定网络上的连接性的过程的流程图表示。
[0030]图14示出了用于便利在固定网络上的连接的装置的框图表示。
[0031]在各图中相同的参考符号表示相同的元件。
【具体实施方式】
[0032]在一方面，本专利文件中描述的方法、系统、装置用于提供到使用固定宽带网络接入来操作的蜂窝用户设备的网络连接。在另一方面，所公开的技术可用于支持固定设备(例如，通信地耦合到归属接入点例如电缆调制解调器的家用计算机)和无线设备，例如第三代合作伙伴计划(3GPP)设备的共存。在某些公开的实施方式中，可通过给宽带网关提供能够基于从该固定设备接收到的连接请求区分固定设备和3GPP设备的能力，来便利所述共存。
[0033]在某些实施方式中，所公开的技术中的某些技术可以在被称为受信任的无线接入网关(TWAG)的硬件平台上实施，TWAG在接入网络中是可操作的。如下面进一步描述的，TWAG可以便于3GPP设备附接到固定宽带接入网络，并进一步支持执行3GPP服务供应商的策略，同时提供到3GPP设备的连接。
[0034]图1示出了无线通信网络或系统的一个例子。该无线通信网络可以包括一个或多个基站(BS)105、107以及一个或多个无线设备110。基站105、107可以将前向链路(FL)上的信号，例如，其被称为下行链路(DL)信号，传输到所述一个或多个无线设备110。无线设备110可以将反向链路(RL)上的信号,例如,其被称为上行链路(UL)信号,传输到所述一个或多个基站105、107。无线通信系统可包括一个或多个核心网络125，以控制一个或多个基站105、107。一个或多个基站形成无线接入网络。例如，由于其提供无线设备的无线电接入的性质，基站或单独或结合一个或多个其它基站可被称为接入点(AP)、接入网络(AN)或eNodeB。除此之外，可以实现本技术和本系统的无线通信系统的例子包括基于码分多址(CDMA)的无线通信系统，例如，CDMA20001X、高速率分组数据(HRPD)、长期演进(LTE)、通用陆地无线接入网络(UTRAN)以及全球互通微波接入(WiMAX)。
[0035]图2示出了无线电收发站的一个例子，其用于实现无线设备、基站或其它无线通信模块。无线电站的各种例子包括所述一个或多个基站105、107和图1中的无线设备110。无线电站205，例如，基站或无线设备，可以包括处理器电子设备210，例如微处理器，其实现例如在本专利文件中所提出的技术中的一种或多种的方法。无线电站205可以包括收发器电子设备215，以通过一个或多个通信接口，例如一个或多个天线220来发送和/或接收无线信号。无线电站205可以包括用于传输和接收数据的其它通信接口。例如，在某些实现方式中，无线电站205可以包括与有线网络通信的一个或多个有线通信接口。无线电站205可以包括被配置成存储信息，例如数据和/或指令中的一个或多个存储器。在某些实现方式中，处理器电子设备210可以包括收发器电子设备215和存储器的至少一部分。
[0036]在某些实现方式中，无线电站205可以基于CDMA空中接口相互通信。在某些实现方式中，无线电站205可以基于正交频分复用(OFDM)空中接口相互通信，该接口可包括正交频分多址(OFDMA)空中接口。在某些实现方式中，无线电站205可以使用一种或多种无线技术进行通信，例如CDMA (例如CDMA20001x)、HRPD, WiMAX, LTE和通用移动通信系统(UMTS)。
[0037]在某些实施方式中，无线电站205可以另外地配置有局域网络连接性，例如802.11 (a/b/g/n)接口。这样的接口的可用性可以使无线电站205通过局域网连接通信地耦合到互联网成为可能。例如，通过借助经由固定宽带网络，例如电缆调制解调器网络或DSL网络的无线局域网络连接(例如，家用W1-Fi接入)连接到服务，用户可以经过他/她的用户设备(UE)接入服务。
[0038]固定与移动互连或融合的一个用处是允许移动运营商使其移动设备(例如，UE)能够例如通过EPC-路由接入3GPP演进分组核心(EPC)，以及能够例如通过非无缝WLAN分流(NSWO )分流移动设备流量。该路由可以通过EPC但在本地进行路由，例如，通过经由固定宽带接入网络的WLAN接入。
[0039]虽然移动设备通过EPC-路由和NSWO流量的WLAN空中接口而非蜂窝空中接口利用固定宽带接入网络，但是固定运营商仍然需要保持对其固定设备通过固定宽带接入网络的持续支持。然而，移动设备流量的接入策略来自移动运营商，这对于接入策略来自固定运营商的固定设备而言是不同的。
[0040]因此，有区分固定设备到固定宽带网络的附接与移动设备的附接的需要，使得正确的接入策略信息可以被获取，以相应地建立移动设备和固定设备的承载传输(bearertransport)ο
[0041]在一方面，本专利文件中所公开的技术提供了一种网络解决方案，以支持3GPP移动设备和固定设备通过WLAN接口附接到固定宽带接入网络的共存，同时仍然允许3GPP移动设备的相同类型的EPC接入和NSTO。
[0042]存在三种3GPP EPC-路由接入类型，例如，有时称为S2a、S2b、S2c。在这三种3GPP接入类型的两个中，例如，针对S2b和S2c接入的3GPP EPC-路由数据包，内部数据包被封装在基于IP的隧道(例如，IPSec、GRE、IP-1n-1P等)内，以通过固定宽带接入网络进行传送；然而，在3GPP S2a接入类型的情况下，没有外部的基于IP的隧道来封装待通过固定宽带接入网络传送的UE的内部数据包，因为对于3GPP运营商，固定宽带接入网络被视为“受信任”的接入。针对S2a接入类型的GPRS隧道协议(GTP)预期将终止在固定宽带接入网络的边缘，该固定宽带接入网络需要特殊的功能性实体、受信任的WLAN接入网关(TWAG)，以被引入到固定宽带接入网络来支持3GPP S2a接入策略获取和与3GPP EPC的IP承载会话绑定。
[0043]然而，对于这三种接入类型中的所有类型，通过固定宽带接入网络传送的IP数据包(例如，具有或没有基于IP的封装时)的3GPP UE的源IP地址由3GPP EPC分配。
[0044]也将借助WLAN接口通过固定宽带接入网络传送的另一种类型的3GPP UE流量是NSffO分流的流量。虽然用于NSWO的移动设备的接入策略从3GPP网络中获取，但在这种情况下，用于NSWO的3GPP UE的源IP地址由固定宽带接入网络分配，使得3GPP UE流量可以在本地被路由以直接与外部网络通信。
[0045]图3、4、5和6示出了通过3GPP EPC路由流量的固定宽带接入网络的S2a、S2b和S2c传送的用户平面协议栈的差异。
[0046]图3示出了一个示例性简图，其描绘了通过固定宽带接入网络310的3GPP S2a传送的用户协议栈。图3的简图示出了 3GPP UE301的协议栈、分组数据网络网关(PDN Gff)303的协议栈和受信任的非-3GPP接入(接入GW) 302。
[0047]图4示出了一个示例性简图，其描绘了通过固定宽带接入网络410的3GPP S2b传送的用户协议栈。图4的简图示出了 3GPP UE401的协议栈、分组数据网络网关(PDNGW)303的协议栈和演进的分组数据网关(eTOG) 402。
[0048]图5示出了一个示例性简图，其描绘了通过固定宽带接入网络510的3GPP受信任的S2c传送的用户协议栈。图5的简图示出了 3GPP UE501的协议栈、3GPP网关归属代理HA502的协议栈和受信任的非-3GPP接入系统505。
[0049]图6示出了一个示例性简图，其描绘了通过固定宽带接入网络610的3GPP不受信任的S2c传送的用户协议栈。图6的简图示出了 3GPP UE601的协议栈、3GPP网关HA502的协议栈和演进的分组数据网关(eTOG) 605。
[0050]图7示出了网络架构图，其描绘了 EPC路由流量和NSWO流量之间的由示例性的3GPP UE引起的差异。图7的网络架构图示出了例如被描绘为智能手机或平板设备的3GPPUE701，其能够在例如被描绘为LTE网络和WiFi网络的移动通信网络和固定宽带接入网络中操作。网络架构图示出了与3GPP UE701无线通信的分组数据网络(PDN)702和分组数据网络网关(PGW) 703。该网络架构图示出了包括EPC-路由和NSWO流量的示例性无线通信流量。
[0051 ] 产生了一个问题，该问题用于支持3GPP UE的EPC-路由和NSWO流量的共存，同时继续支持固定宽带接入网络中的固定设备。固定设备的3GPP UE的源IP地址和3GPP NSffO流量由固定宽带接入网络分配，但是，固定和3GPP UE的接入策略分别来自固定和3GPP运营商。注意，例如，可以有或者可以没有由固定宽带接入网络分配给固定设备的IP地址，这取决于该类型的固定设备工作在层-2或IP层。表I总结了固定和3GPPUE的接入策略和源IP地址分配的网络责任的一个例子。表2解释了 3GPPUE通过固定宽带接入网络基于从固定或3GPP运营商获得的该类型的IP地址分配如何路由的一个例子。
[0052]表I策略控制和IP地址分配的网络责任的总结
[0053]
【权利要求】
1.一种用于便利在无线网络中可操作的用户设备在固定网络上的连接的方法，包括: 在服务器处接收接入请求；及 基于所述接入请求的类型，向所述用户设备提供因特网协议IP连接， 其中，所述接入请求的类型是第一类型或第二类型中的一种，在所述第一类型中，没有外部的基于IP的隧道来封装来自所述用户设备的内部数据包，在所述第二类型中，使用外部IP隧道封装所述内部数据包。
2.根据权利要求1所述的方法，当所述接入请求是所述第一类型时，则还包括协调在所述固定网络和所述无线网络之间的会话绑定。
3.根据权利要求1所述的方法，当所述接入请求是所述第二类型时，则还包括将所接收的接入请求转发到在所述固定网络中操作的网关。
4.一种 用于便利在无线网络中可操作的无线设备在固定网络上的连接的装置，包括: 接收器，所述接收器接收接入请求；及 互联网协议IP连接提供者，所述互联网协议连接提供者基于所述接入请求的类型向所述用户设备提供IP连接， 其中，所述接入请求的类型是第一类型或第二类型中的一种，在所述第一类型中，没有外部的基于IP的隧道来封装来自所述用户设备的内部数据包，在所述第二类型中，使用外部IP隧道封装所述内部数据包。
5.根据权利要求4所述的装置，还包括: 协调器，当所述接入请求是所述第一类型时，所述协调器协调在所述固定网络和所述无线网络之间的会话绑定。
6.根据权利要求4所述的装置，还包括: 中继器，当所述接入请求是所述第二类型时，所述中继器将所接收的接入请求转发到在所述固定网络中操作的网关。
7.一种计算机程序产品，包括其上存储有指令的非临时性的计算机可读介质，当所述指令由处理器执行时，使所述处理器执行用于便利在无线网络中可操作的用户设备在固定网络上的连接的方法，所述指令包括: 用于在服务器接收接入请求的代码；及 用于基于所述接入请求的类型向所述用户设备提供因特网协议IP连接的代码， 其中，所述接入请求的类型是第一类型或第二类型中的一种，在所述第一类型中，没有外部的基于IP的隧道来封装来自所述用户设备的内部数据包，在所述第二类型中，使用外部IP隧道封装所述内部数据包。
8.根据权利要求7所述的非临时性的计算机可读介质，当所述接入请求是所述第一类型时，还包括用于协调在所述固定网络和所述无线网络之间的会话绑定的代码。
9.根据权利要求7所述的非临时性的计算机可读介质，当所述接入请求是所述第二类型时，还包括用于将所接收的接入请求转发到在所述固定网络中操作的网关的代码。
10.一种可实现于在接入网络中可操作的宽带网络网关BNG的方法，所述方法包括: 从用户设备接收附接请求； 基于所接收到的附接请求，确定所述附接请求是否针对无线网络路由的传输；及 当确定所述附接请求是针对所述无线网络路由的传输时，将所述附接请求转发到受信任的无线接入网关TWAG。
11.一种可操作在接入网络中的宽带网络网关BNG的装置，所述装置包括: 接收器单元，所述接收器单元用于接收来自用户设备的附接请求； 处理单元，所述处理单元电耦合到所述接收器，以基于由所述接收器单元接收的附接请求确定所述附接请求是否针对无线网络路由的传输；及 发送单元，所述发送单元电耦合到所述处理单元，当由所述处理单元确定所述附接请求是针对所述无线网络路由的传输时，所述发送单元将所述附接请求转发到受信任的无线接入网关TWAG。
12.—种计算机程序产品，包括其上存储有指令的非临时性的计算机可读介质，当所述指令由处理器执行时，使所述处理器执行可实现在可在接入网络中操作的宽带网络网关BNG的方法，所述指令包括: 用于从用户设备接收附接请求的代码； 用于基于所接收到的附接请求，确定所述附接请求是否针对无线网络路由的传输的代码；及 用于当确定所述附接请求是针对所述无线网络路由的传输时，将所述附接请求转发到受信任的无线接入网关TWAG的代码。
13.一种通信系统，包括: 受信任的无线接入网关； 宽带网络网关； 及 用户设备， 其中: 所述用户设备被配置为发送附接请求， 所述宽带网络网关被配置为从所述用户设备接收所述附接请求，并确定所述附接请求是否是可扩展的认证协议EAP认证请求，并且当确定所述附接请求是EAP认证请求时，将所述附接请求转发到所述受信任的无线网关，及 所述受信任的无线接入网关被配置为基于所述附接请求的类型来满足所述附接请求。
【文档编号】H04W76/02GK103428811SQ201310191422
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年5月21日 优先权日:2012年5月21日
【发明者】特里奇·苏, 尤建洁, 朱春晖 申请人:中兴通讯股份有限公司, 中兴通讯(美国)公司