用于wi-fi在ran中的集成的ue可接入性指示的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于向无线局域网络(WLAN)发射针对电信网络的用户设备(UE)状态的指示以用于在确定是否允许该UE接入到该WLAN中使用的方法和装置。
【背景技术】
[0002]移动运营商正在开始使用无线网络(诸如基于IEEE标准802.11的无线局域网络或者W1-Fi网络)来卸载来自无线电接入网络(RAN)或者移动网络的流量，移动网络诸如，例如，全球移动通信系统(GSM)、cdma2000、宽带码分多址(WCDMA)、以及长期演进(LTE)/LTE高级(例如，2G/3G/4G以及更高)。大多数当前的W1-Fi部署完全从移动网络分离，并且被认为是非集成的。主要归因于免费和宽广的未经许可的频谱以及在UE中对W1-Fi技术的增加的可用性而驱使对W1-Fi的使用。另外，终端用户例如在他们的住宅和办公室处，更加熟练于使用W1-Fi。
[0003]本文所描述的UE可以包括或者表示被使用用于无线通信的任何设备。可以被使用在所描述的无线和移动网络的某些实施例中的用户设备的示例是如下的无线设备，诸如移动电话、移动终端、终端、站(例如，在IEEE 802.11标准中，UE可以是站(STA))、智能电话、诸如膝上型计算机的便携式计算设备、手持式设备、平板计算机、上网本、计算机、个人数字助理、诸如传感器或计量器的机器到机器设备(例如，如下的无线设备，其中不存在与该设备相关联的终端用户)、以及可以连接至无线和/或移动网络的其他无线通信设备。
[0004]针对与W1-Fi有关的集成可能性的不同业务分部(segment)能够被划分为:移动运营商主持/控制的W1-Fi接入点vs第3方主持/控制的W1-Fi接入点。第3方被考虑为是除了移动运营商之外的任何别的事物，第3方AP通常不被移动运营商完全“信任”。第3方可以是，例如，W1-Fi运营商或者甚至是终端用户。在这两个分部中都存在公共/热点、企业和住宅的部署。
[0005]存在各种类型的W1-Fi到移动网络的集成，为了简单，本文通过仅为示例的方式描述了使用系统架构演进(SAE)/LTE节点的第3代合作伙伴计划(3GPP)网络的符号。然而，将意识到，类似的或者相似的网络实体或者节点可以被使用在任何其他的移动网络中，例如，2G/3G/4G以及更高G的移动网络，诸如GSM、WCDMA、通用移动电信系统(UMTS)陆上无线电接入网络(UTRAN)、增强型-UTRAN、LTE、以及LTE-高级。
[0006]W1-Fi向移动核心网络(也称为蜂窝核心网络)的集成正在涌现成为一种在每个运营商的蜂窝接入与W1-Fi接入之间进一步改进终端用户体验的良好方式。这些解决方案主要由如下的成分构成:3GPP与W1-Fi之间的共同认证、以及W1-Fi用户平面流量向移动核心网络的集成。共同认证基于这两种接入类型中的自动基于SM的认证。W1-Fi用户平面集成向移动运营商提供了用以针对经由3GPP并且经由W1-Fi这两者连接时的终端用户来提供相同服务(如家长控制以及基于订购的支付方法)的机会。不同的解决方案被规定在标准化的3GPP技术规范23.402中，并且可以包括覆迭解决方案(S2b、S2c)和集成的解决方案(S2a)，它们当前正在被进一步开发(S2a、S2b、S2c指示朝向分组数据网络(TON)网关(PDN-GW)的3GPP接口 /参考点名称)。
[0007]图1a图示了一种用于包括电信网络101(也称为移动或蜂窝网络)的通信系统100的简化的网络架构，其中电信网络101 (由圆形点状线区域表示)包括RAN 102和核心网络103部分。核心网络部分103由方形点状线区域表示，并且RAN 102由短划点状线区域表示。通信系统100还包括WLAN 104以及进一步的IP网络118 (例如互联网或者任何其他网络)。无线网络104由短划线区域表示。电信网络101、IP网络118、以及WLAN 104经由各种通信路径而连接在一起并且处于与彼此的通信中。在这个示例中，电信网络101被图示为与WLAN 104集成。
[0008]在这个示例中，电信网络101是基于LTE的网络并且RAN 102包括eNodeB 108，eNodeB 108经由S1-接口 (例如Sl-MME和S1-U)分别连接至核心网络部分103的移动性管理实体(MME)115和服务网关(SGW)116。核心网络部分103除了其他的网络节点和元件之外还包括归属订户服务器121 (HSS)和代理-呼叫会话控制功能(P-CSCF，未示出)。eNodeB 108服务于或者支持由双点短划线区域指示的网络小区106。WLAN 104在这个示例中是W1-Fi接入网络(AN)，其经由S2a接口而连接至核心网络部分103的TON-GW 117并且经由STa接口而连接至3GPP认证、授权和计费(AAA)服务器119。WLAN 104包括无线接入点(AP) 112，其是W1-Fi APo无线AP 112连接至无线接入控制器(AC) 113，其在这个示例中是W1-FiAC。无线AC 113可以直接地或者经由I3DN-GW 117经由核心网络部分103将WLAN104连接至进一步的IP网络(例如互联网)。
[0009]网络小区106和WLAN 104包括UE 110, UE 110包括用于与eNodeB 108进行通信的无线电接入技术(RAT)，eNodeB 108支持或者服务于UE 110。如所示出的，UE 110处于与RAN 102的eNodeB108的通信中，并且还可以包括用于经由无线AP 112与WLAN 104进行通信的适合的RAT。当电信网络101与WLAN 104集成时(例如，经由TON-GW 117与无线AC 113之间的52&链路)，无线八0 113与用于在授权UE 110接入WLAN 104并且经由WLAN104接入电信网络101中使用的3GPP AAA服务器119进行通信。如果电信网络101没有与WLAN集成(例如，没有S2a链路)，则无线AC仍然能够与用于在授权UE 110接入WLAN104中使用的3GPP AAA服务器119进行通信。
[0010]尽管上面描述了一种部署选择，但是本领域的技术人员将意识到，存在用于将移动网络与无线网络进行集成的多种部署选择。一些示例可以包括:将无线AC 113连接至宽带网络网关(BNG)(未示出)以将无线网络104连接至进一步的IP网络118和TON Gff117;将无线AP 112与住宅网关(RG)并置，如在上面的示例中那样不利用BNG来部署无线AP 112和无线AC 113 ;或者甚至利用RG和BNG但是不利用无线AC 113来部署无线AP112。另外，将意识到，存在用于终接/连接S2a接口的多种选择。一些进一步的示例包括，将S2a接口连接在无线AP 112/RG与PDN Gff 117之间、在无线AC 113与PDN Gff 117之间(如图1a的示例中所示出的)、在BNG与TON GW117之间、或者在专属的可信无线局域网络(WLAN)接入网关(TWAG)与PDN GW 117之间。
[0011]图1b图示了当UE 110基于IEEE 802.11标准来发起或者连接至WLAN 104时可能的WLAN接入消息。UE 110与无线AP 112进行关联以获得WLAN 104的服务，其中关联是如下的过程，UE通过该过程而加入WLAN 104。UE 110发起关联过程，并且无线AP 112可以基于关联请求的内容来选择准予或者否决接入。如果UE 110在单个扩展的服务区域内的基本服务区域之间移动，则它必须评估信号强度并且或许从无线AP 112切换至另一无线AP(未示出)。认证是对于关联而言的必要的先决条件，因为仅有经认证的用户才可以被授权使用WLAN 104。
[0012]图1c图示了当可扩展认证协议(EAP)信令被用来向WLAN 104认证UE 110时用于UE 110经由无线AP 112和AC 113连接至WLAN104的可能的WLAN接入消息。UE 110使用MSI或者某种其他证书来向WLAN 104识别它自己。注意，IEEE 802.11认证响应仅开放有限个端口以允许EAP认证进行下去。IEEE 802.11层2关联响应仅提供“未决的关联”，并且完全的关联在一经EAP认证的成功完成时才被准予。当UE 110接入WLAN 104时，能够使用例如EAP-订户标识模块(SM)/EAP-认证和密钥协定(AKA)/EAP-AKA Prime (AKA’)协议来认证它。在这些情况中，能够通过完全的认证网络接入标识符(NAI)或者通过快速重认证NAI来识别UE 110。完全的认证NAI包含UE 110的国际移动订户标识(MSI)，并且快速重认证NAI类似于在LTE接入中使用的临时标识并且被称为快速重认证标识或者假名(pseudonym)。
[0013]如上面所讨论的，不同的标准组织已经开始认识到针对对于W1-Fi接入而言的增强的用户体验的需求，其由3GPP运营商所驱动。这一点的示例是具有Hot-Spot2.0 (HS2.0)创制的W1-Fi联盟，现在官方称为PassPointo HS2.0主要被适配于W1-Fi网络。HS2.0构建在IEEE 802.1lu上，并且对认证机制和自动供给支持添加了要求。3GPP运营商正在尝试引入附加的流量调控能力，以利用HS2.0802.1lu机制。HS2.0使用接入网络查询协议(ANQP)作为WLAN发现和选择功能的一部分。这为UE(以及旧式UE)提供了一种机制来从无线AP请求不同的信息，以允许UE 110即在与无线AP 112的关联之前决定是否连接至无线AP 112。
[0014]图1d图示了 UE 110在对WLAN 104的发起/连接期间使用通用通告服务(GAS)协议用于运载ANQP请求。ANQP请求被包括在GAS消息(GAS查询帧)中，并且允许UE 110在关联之前针对配置和可达性信息来查询无线AP 112。UE 110在GAS消息中发射ANQP查询。例如，在图1 d中，UE 110在GAS请求消息中发射包括ANQP请求“ ANQP (3GPP蜂窝网络信息)”，其是对于来自WLAN 104的3GPP蜂窝信息的请求。无线AP 112可以用GAS响应消息(例如，GAS响应帧)来响应。ANQP提供的服务提供商和能力的列表可以变为扩展的，从GAS服务器(未示出)取回的信息能够由UE 110使用来决定它是否想要连接至无线AP112。GAS请求中的ANQP查询能够返回与场所名称(Venue Name)信息、网络认证类型信息、漫游联盟列表、IP地址类型可用性信息、NAI领域列表、3GPP蜂窝网络信息、域名列表、热点运营商友好名称、操作类别、热点WAN度量、热点连接能力、NAI归属领域相关联的信息。
[0015]然而，上面用于UE和旧式UE连接至无线AP 112的方法仅在UE的W1-Fi接入/关联尝试时或者在其期间才采取动作来拒绝/接受接入尝试，并且通常是在认证之后。这些动作可能是拒绝或者接受接入尝试。在接入拒绝的情况中，主要问题是何时拒绝UE 110并且最小化UE 110接入尝试中的延迟。通常，优选的是，在WLAN 104发起/连接过程的早期，即在802.11层2关联的初始创建期间(例如，在EAP认证之前)，拒绝UE 110的接入尝试。然而，UE的永久标识符(MSI)在这个阶段一般是不可用的，因为UE的W1-Fi MAC地址被使用。这适用于完全认证和快速重认证(EAP-SM/AKA/AKA’)两者。替换地，在该过程中稍后(例如在EAP-SM/AKA/AKA’认证之后，当UE的MSI在网络侧上被知晓并且被认证时)拒绝接入尝试是可能的，但是在当接入尝试例如在EAP-SM/AKA/AKA’认证期间或者之后，或者甚至是在DHCP过程期间被拒绝时的情况中没有定义UE行为。当UE 110在WLAN104接入尝试期间缺少对电信网络101的接入时，例如，当终端用户已经关闭或者禁用了经由电信网络101(例如3GPP)的数据接入，或者UE 110在电信网络101覆盖之外时，出现了进一步的问题。然而，当其他的终端用户归因于它们对接入电信网络110用于数据服务的偏好或能力而可以替代地被拒绝时，对于WLAN 104而言没有方法来确定用户/UE的偏好或者甚至是在UE 110处的减少的能力(例如，缺少数据接入)，并且取决于负载可能拒绝UE110的接入尝试。
[0016]因此，存在提供如下机制的显著需求，该机制用于高效地向WLAN 104提供UE信息，以用于在迅速地确定是否准予UE接入到该WLAN中使用。
【发明内容】
[0017]这里已经认识到，尽管存在用于向UE提供网络信息以用于在确定是否接入WLAN中使用的某些机制，但是相关系统中没有一个系统能够将UE的能力或者偏好纳入考虑，以用于在高效地确定是否允许UE接入到WLAN中使用。本发明提供了如下的优点:使用已有的接入机制/消息/信号来将针对电信网络的UE状态上的改变纳入考虑，以更加准确地确定哪个UE最需要接入WLAN。当前，对于WLAN而言没有方法来确定或者对于UE而言没有方法向WLAN通知:UE在电信网络中的状态，诸如可用服务或者偏好，以用于基于与对UE为可用的不同类型的接入有关的知识来确定UE应当如何在电信网络与WLAN之间移动。
[0018]根据本发明的第一方面，提供了一种用于操作通信系统中的网络实体的方法，该通信系统包括WLAN和电信网络，该电信网络包括RAN和核心网络部分。该方法包括从UE接收WLAN接入消息。该WLAN接入消息包括针对该电信网络的UE状态的指示。根据该指示该网络实体确定是否允许该UE接入到该WLAN。
[0019]作为一种选择，该方法包括:在该WLAN接入消息内检测UE状态的该指示。可选地，该指示包括表示针对该RAN的UE状态的数据并且包括RAN可接入性信息。作为另一种选择，该指示包括表示是否仅WLAN接入在该UE中激活的数据，并且确定步骤包括:当UE状态的该指示