一种lte蜂窝移动网络接入系统及相应的通信方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通信技术领域，具体地说，涉及一种LTE蜂窝移动网络接入系统及相应的通信方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]目前，人们要想出国在境外使用手机，享受境外语音通信服务，就需要开通漫游服务，因此在境外使用手机就需收取额外的漫游费用。
[0004]另一方面，VoIP技术可以实现境外通信服务，VoIP技术，将模拟信号(Voice)数字化，以数据封包(Data Packet)的形式在IP网络(IP Network)上做实时传递。但是，该技术却存在着以下技术问题:1)当境外的手机用户采用该技术给国内的手机用户拨打电话时，主叫方的电话号码名称无法正常显示在被叫方的手机上，给被叫方带来难以识别的困扰，由此会给双方的沟通带来不必要的障碍；2)当用户处于境外时，他人直接拨打该用户的常用号码，可能出现无法联系上该用户的现象；3)目前VoIP技术方案无法收发短信。
[0005]另外，当无线信号差，网络覆盖不好以及基站故障等情况时，手机便无法接入网络，影响用户正常联络。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种在境外无需漫游费的LTE蜂窝移动网络接入系统及相应的通?目方法。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供了一种LTE蜂窝移动网络接入系统，包括SM卡接口设备，移动终端，以及接入国内蜂窝移动网的NRS服务器；所述SIM卡接口设备用于安装SM卡，所述SM卡接口设备还用于通过所述移动终端将所述SM卡的鉴权信息转发至NRS服务器；所述移动终端通过互联网与所述NRS服务器通信，用于向所述NRS服务器注册并传输信令数据和语音数据；所述NRS服务器与所述国内蜂窝移动网建立标准SI连接，并向所述国内蜂窝移动网传输信令数据和语音数据。
[0009]其中，所述SIM卡接口设备包括:蓝牙盒子、贴膜SIM卡、读卡器或者带IP网络功能的盒子。
[0010]其中，所述SM卡接口设备可以用SIM卡托管装置替换。
[0011]其中，所述移动终端包括:手机、平板电脑、台式电脑、笔记本电脑或者其相对应的App应用。
[0012]其中，所述NRS服务器连接一个数据库。
[0013]本发明还提供了一种基于上述的LTE蜂窝移动网络接入系统的LTE蜂窝移动网络接入系统通信方法，包括下列步骤:
I)所述移动终端通过所述SIM卡接口设备与SIM卡通信，所述移动终端通过NRS服务器接入国内蜂窝移动网，所述SIM卡协助所述移动终端完成接入国内蜂窝移动网的鉴权过程;
2)所述移动终端读取SIM卡信息并向NRS服务器注册，在NRS服务器和移动终端之间建立IP数据通道，传输信令数据和语音数据；
3)所述NRS服务器接受注册，为SM卡建立与所述国内蜂窝移动网的标准SI连接，向国内蜂窝移动网传输注册信令，SIM卡完成在运营商核心网的注册；
4)所述NRS服务器保存移动终端及SIM卡信息，模拟移动终端的状态、信令，控制短信的传输；
5)所述NRS服务器基于所述SM卡接口设备所转发的SIM卡鉴权信息，完成国内蜂窝移动网的鉴权过程，遇到所述国内蜂窝移动网的鉴权要求时，所述NRS服务器通过所述移动终端访让SIM卡完成鉴权，并将鉴权结果反馈给NRS服务器，再由NRS服务器传递给国内蜂窝移动网；
6)所述移动终端通过所述NRS服务器接入国内蜂窝移动网，与通信对端进行通话和短信交互。
[0014]其中，所述步骤6)中，所述移动终端发起主叫的过程如下:
所述移动终端向NRS服务器发起主叫请求，所述NRS服务器通过标准SI接口，连接国内蜂窝移动网，实现呼叫流程，所述移动终端通过NRS服务器，与国内蜂窝移动网络内的通信对端建立进行通话的连接并实现语音流的传递。
[0015]其中，所述步骤6)中，所述移动终端被叫的过程如下:
所述通信对端通过国内蜂窝移动网经过标准SI接口，连接NRS服务器，寻呼所述SM卡用户；所述NRS服务器收到呼叫请求，通过互联网对所述移动终端进行寻呼并建立连接，进行语音通话。
[0016]其中，所述步骤6)中，所述移动终端发送短信的过程如下:
所述移动终端向所述NRS服务器发送短消息，所述NRS服务器发送短消息到国内蜂窝移动网，从而传递给通信对端。
[0017]其中，所述步骤6)中，所述移动终端接收短信的过程如下:
所述NRS服务器收到国内蜂窝移动网过来的短信后，将该短信转换为IP消息发送到所述移动终端。
[0018]相对于现有技术，本发明具有以下有益效果:
1)当用户在境外使用归属地卡时，在境外通过App或IM进行通信，享受境内通信服务和资费；
2)用户在境外可以使用访问地卡和归属地卡双待，归属地卡和都可在境外通信。
[0019]
【附图说明】
[0020]图1为本发明一个实施方式中的LTE蜂窝移动网络接入系统的结构示意图。
[0021]图2为本发明一个实施方式中的LTE蜂窝移动网络接入系统的通信方法示意图。
[0022]图3为本发明一个实施方式中的LTE蜂窝移动网络接入系统中NRS服务器进行通话业务的流程示意图。
[0023]图4为本发明一个实施方式中的LTE蜂窝移动网络接入系统中NRS服务器进行短信业务的流程示意图。
[0024]图5为本发明一个实施方式中的LTE蜂窝移动网络接入系统的SI接口协议栈架构图。
[0025]
【具体实施方式】
[0026]下面参考附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件或处理的表示和描述。
[0027]下面结合附图对本发明做进一步描述。
[0028]图1示出了本实施例中的LTE蜂窝移动网络接入系统，包括SM卡接口设备(图1中未示出)，移动终端(图1中显示为手机及其App应用或者电脑及其IM软件)，以及接入国内蜂窝移动网(EPC，包括MME、SGW等)的NRS服务器(No Roaming Server，简称为NRS，也可称为家乡服务器)；图1中Homing代表家乡网络，Visiting代表外地网络，所述SM卡接口设备用于安装SIM卡，所述SIM卡接口设备还用于通过所述移动终端将所述SIM卡的鉴权信息转发至NRS服务器；所述移动终端通过互联网与所述NRS服务器通信，用于向所述NRS服务器注册并传输信令数据和语音数据；所述NRS服务器与所述国内蜂窝移动网建立标准SI连接，并向所述国内蜂窝移动网传输信令数据和语音数据。
[0029]作为一种优选的方式，所述NRS服务器可以连接一个数据库(如图1所示)。
[0030]作为一种优选的方式，所述SIM卡接口设备可以为一个蓝牙盒子(如图2所示)，SIM卡安装在蓝牙盒子内，手机上的App应用软件通过蓝牙盒子与SIM卡通信；另外SIM卡接口设备也可以为贴膜SM卡、读卡器或者带IP网络功能的盒子。
[0031]作为一种优选的方式，所述SM卡接口设备还可以用SM卡托管装置替换。
[0032]本发明所述的移动终端包括:手机、平板电脑、台式电脑、笔记本电脑或者其相对应的App应用。
[0033]基于上述的LTE蜂窝移动网络接入系统本发明还提供了一种LTE蜂窝移动网络接入系统的通信方法，包括下列步骤:
I)所述移动终端通过所述SIM卡接口设备与SIM卡通信，所述移动终端通过NRS服务器接入国内蜂窝移动网，所述SIM卡协助所述移动终端完成接入国内蜂窝移动网的鉴权过程。
[0034]2)所述移动终端读取SM卡信息并向NRS服务器注册，在NRS服务器和移动终端之间建立IP数据通道，传输信令数据和语音数据；
App登陆NRS服务器:App申请登陆NRS服务器时，服务器会检查该用户App是否允许接入；允许接入，则App和NRS之间会建立一条IP通路，该IP通路用于传输信令数据和语音数据；
App和SM卡通信:SM卡放到一个蓝牙盒子内，手机App通过蓝牙和蓝牙盒子进行连接和通信；蓝牙盒子通过标准的7816指令访问SIM ； App登陆PLMN网络:App通过蓝牙盒子，读取SM卡的MSI信息，并向NRS发起PLMN网(公共陆地移动网络)注册请求，NRS模拟移动通信SI 口信令消息，向EPC(PLMN网络)发起注册请求；注册过程中，EPC网会要求App进行鉴权，App通过访问SIM卡，实现鉴权，并把鉴权结果反馈给NRS，NRS反馈给EPC，鉴权通过，App允许接入PLMN网络。
[0035]3)所述NRS服务器接受注册，为SM卡建立与所述国内蜂窝移动网的标准SI连接，向国内蜂窝移动网传输注册信令，SIM卡完成在运营商核心网的注册；
NRS包含了标准SI 口协议栈，还包括NAS和SIP模块，信令交互为移动通信标准接口消息，语音格式也采用AMR格式，和现有移动通信网一致。
[0036]NRS和EPC (包括MME和SGW)中间的接口称为SI 口。标准的在PLMN网络注册过程，SI 口信令交互如下:
NRS—>MME:1nitial UE Message (attach request)
MME—> NRS: authenticat1n request (鉴权请求)
1)NRS —>App:转发鉴权请求信息
2)App -> NRS: App给sim卡发送鉴权请求信息，sim卡反向鉴权autn，并计算出秘钥xres，返回给app ；app发送给NRS
NRS —>MME: authenticat1n response (鉴权应答)
MME—> NRS: security mode command (加密协商)
NRS —>MME: securtiy mode complete (加密确认)
MME—