异网协调装置、无线网络及用户设备切换及附着方法

专利名称：异网协调装置、无线网络及用户设备切换及附着方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，更具体的说，本发明涉及一种异网协调 装置、无线网络及用户设备切换及附着方法。
背景技术：
目前无线通信技术飞速发展，为了规范和协调产业化的通信技术，在国际和国内成立了各种各样的标准组织，例如，国际化的标准制订组织包括第三代项目伙伴关系(3GPP， The 3rd Generation Project Partnership )、 第三代项目伙伴关系2 ( 3GPP2， The 3rd Generation Project Partnership 2 )、全 球微波存取互通(WiMAX, World Interoperability for Microwave Access )以及 无线本地接入网络(WLAN, Wireless Local Access Network)等标准组织，所 述各种标准组织均各自制订了其规范和定义的无线通信标准，如何在所述不 同标准的无线通信系统间实现共融互通，是业界关注的一个热点，例如，目 前3GPP下一阶段的研究发展制订的系统架构演进(SAE， System Architecture Evolution)网络，即是一个考虑多种网络技术融合的架构，用户可以通过3GPP 接入系统接入3GPP核心网络，也可以通过非3GPP接入系统(例如WiMAX, WLAN等等)接入3GPP网络。SAE的核心网主要包含移动性管理实体(MME, Mobility Management Entity)、月良务网关(S-GW, Serving Gateway )和分组数据网络网关(P-GW， PDN Gateway)三个逻辑功能模块，其中的MME是移动管理模块，负责控 制面的移动性管理，包括MM Context和移动状态管理，分配用户临时身^分_标 识、安全功能、以及会话管理等；S-GW是2G/3G和3GPP接入网的长期演进(LTE )接入系统间的锚点，以及漫游场景下拜访地S-GW可以承担多种接入 系统的锚点，包含3GPP、非3GPP间的切换，同时S-GW也是用户面实体，负 责空闲状态下为下行数据发起寻呼，管理保存IP承载参数和网络内路由信息 等；P-GW充当不同接入系统间的用户面锚点，与PCRF存在接口。 Non-3GPP 接入系统可以接入P-GW，但在漫游情况下，SAE网络内部各实体逻辑功能划 分随着SAE (现改名演进后的分组域核心网网络，EPC: Evolved Packet Core ) 协议的进展，可能有所调整。目前不同标准的异网系统实现共融互通中一个关键的问题是实现用户设 备在不同标准的异网系统间切换，切换前预先决定目标小区、预先鉴权、预先协商服务质量、预先建立承载是减少切换过程业务中断时间的关^;环节并能够有效提升切换的成功率。。为此，业界提出了在3GPP系统的MME和非3GPP系统增加接口的方案， 即MME拥有所，相关的承载和安全上下文信息，同样，MME能够获取无线，接 入网络(RAN, Radio Access Network)相关信息并通过源侧下发给用户设备。 反之，非3GPP系统同样能够提供对等的信息给MME。这样，通过MME和非 3GPP系统的接口能够明显减少业务中断时间，但所述增加MME和Non-3GPP 系统间接口的方案会影响所有MME和非3GPP控制实体，而且需要3GPP和非 3GPP网络信令紧耦合，导致不同接入技术标准的独立定义和发展受到制约。发明内容本发明实施例解决的技术问题是提供一种异网协调装置、无线网络及用 户设备切换及附着方法，可实现保持各接入系统标准独立发展、减少交叉耦 合的前提下，提供方便的系统间互通、附着及优化的切换性能。为解决上述问题，本发明实施例的一种无线网络，包括不同标准的无线 通信系统，另外，还包括异网协调装置，用于用户设备在所述不同标准的无线通信系统间切换的 协调处理或用户设备多附着协调处理。相应地，本发明实施例的一种异网协调装置，包括 切换协调处理单元，用于用户设备在不同标准的无线通信系统间切换的 切换协调处理。相应地，本发明实施例的一种用户设备，包括切换处理单元，所述切换 处理单元包括切换目标生成单元,用于扫描异网系统邻区并进行测量，确定异网系统 切换目标；切换请求消息封装单元，用于将切换的异网系统目标小区和/或异网系统 鉴权数据信息，和/或为完成切换所需异网系统辅助信息封装到切换请求消息中；切换请求消息发送单元，用于将所述切换请求消息发送到源无线通信系统。相应地，本发明实施例的一种异网协调装置，包括多附着协调处理单元，用于用户设备附着时的多附着协调处理。相应地，本发明实施例的一种用户设备的切换方法，包括用户设备向源无线通信系统控制实体发送切换请求消息；源无线通信系统控制实体向异网协调实体发送切换请求消息；异网协调实体才艮据源无线通信系统控制实体发送来的切换请求消息中的目标小区标识，获知目标无线通信系统以及目标无线通信系统的控制实体地址；异网协调实体根据用户设备在目标无线通信系统的鉴权数据，直接或通 过目标无线通信系统的控制实体向鉴权服务器发起鉴权；并在鉴4又通过后， 向目标无线通信系统控制实体发送携带目标小区标识以及新鉴权/承载上下文的、信令转换后的切换请求消息；目标无线通信系统控制实体向异网协调实体返回切换响应消息；异网协调实体进行承载转换协商，向源无线通信系统控制实体发送信令转换后的切换响应；源无线通信系统控制实体向用户设备发送切换命令，用户设备切换到目标无线通信系统。相应地，本发明实施例的一种用户设备的切换方法，包括用户设备向源无线通信系统控制实体发送切换请求消息；源无线通信系统控制实体向异网协调实体发送切换请求消息；异网协调实体根据源无线通信系统控制实体发送来的切换请求消息中的目标小区标识，获知目标无线通信系统以及目标无线通信系统的控制实体地址；异网协调实体根据用户设备在目标无线通信系统的鉴权数据，直接或信 令转换通过目标无线通信系统的控制实体向鉴权服务器发起鉴权；并在鉴权 通过后，信令转换向目标无线通信系统控制实体发送携带目标小区标识以及 新鉴权々 义载上下文的切换请求消息；目标无线通信系统控制实体建立用户设备在目标无线通信系统的^c载；目标无线通信系统控制实体向异网协调实体返回切换响应消息；异网协调实体向源无线通信系统控制实体发送信令转换后的切换响应消自、.，源无线通信系统控制实体向用户设备发送切换命令，用户设备切换到目 标无线通信系统。相应地，本发明实施例的一种用户设备附着方法，包括 用户设备向待附着的无线通信系统控制实体发起附着请求； 待附着的无线通信系统控制实体检测到所述用户设备为多模终端或多接入用户，通知异网协调实体进行多附着鉴权；异网协调实体根据用户鉴权参数向鉴权服务器发起多附着鉴权，若多附着鉴权通过，异网协调实体通知待附着的通信系统控制实体鉴权通过； 待附着的通信系统控制实体控制完成后续附着流程。 相应地，本发明实施例的一种用户设备附着方法，包括 用户设备向待附着的通信系统控制实体发起附着请求； 待附着的通信系统控制实体检测到所述用户设备为多模终端或多接入用 户，通知异网协调实体进行鉴权，若鉴权通过，异网协调实体检查用户设备 是否在其他通信系统附着过，并在检查结果为是时，向原附着的通信系统控 制实体获取原附着通信系统的数据锚点信息和/或原有业务信息；待附着的通信系统控制实体根据所述获取的数据锚点信息和/或原有业务 信息建立数据通道，继续完成附着。根据本发明的实施例，用户设备在不同标准的无线通信系统间切换或附 着时，通过一个异网协调装置进行切换的协调处理或用户设备多附着的协调 处理，既可实现用户设备在不同标准的异网通信系统间切换或附着，同时可 保持各个不同标准的异网通信系统独立发展，且通过异网协调装置的协调可 保持业务连续性，优化切换性能，解决用户设备频繁在网间附着无法互知的 问题，对用户设备和各网络通信系统改动较小。


图1是本发明无线网络的一种具体实施例示意图；图2是本发明异网协调实体与不同标准通信系统的具体实施例4妻口示意图；图3是本发明异网协调实体与不同标准通信系统的另一具体实施例接口示意图；图4是本发明用户设备切换方法的第 一具体实施例消息处理流程图；图5是本发明用户设备切换方法的第二具体实施例消息处理流程图；图6是本发明用户设备附着方法的一种消息处理流程图；图7是本发明异网协调装置第 一具体实施例的结构示意图；图8是图7所示切换协调处理单元的具体实施例结构示意图；图9是本发明用户设备的一种具体实施例的结构示意图；图10是本发明异网协调装置的第二具体实施例结构示意图；图11是图IO所示多附着协调处理单元的具体实施例结构示意图。
具体实施方式
参考图1，本发明无线网络的一种具体实施例，所述无线网络包括不同标 准的无线通信系统，所述不同标准的无线通信系统可以是3GPP通信系统、 3GPP2通信系统、WiMAX通信系统和/或WLAN通信系统，以及其^也形式的 无线通信系统，本实施例中以第 一标准无线通信系统及第二标准无线通信系 统示例，在所述不同标准的无线通信系统间(例如所述第一标准无线通信系 统1与第二标准无线通信系统2之间)可包括独立的功能实体异网协调装 置12,本实施例中所述异网协调装置12可用于用户设备在所述不同标准的无 线通信系统间切换的协调处理或用户设备多附着协调处理。通过所述异网协 调装置的协调，可进行用户设备在所述不同标准的无线通信系统间的异网切 换、以及异网交叉附着，可解决所述不同标准的异网系统既独立发展，以及 切换优化的问题，以及优化频繁网间附着无法交互的[司题。为描述方便，以下对异网协调装置也可以异网协调实体相称，另外，异 网切换即是用户设备在不同标准的无线通信系统间切换，应当理解，所述表 述仅是用于描述清楚，并不用于限定本发明的权利要求范围。所述异网协调实体的实体形态也可以位于或集成在某一标准的无线通信系统的某一功能实体上，例如所述异网协调实体形态可以为位于或集成在 所述3GPP通信系统的移动性管理实体，或业务GPRS支持节点，或所述 WiMAX通信系统的接入服务网络网关的判决点，或所述3GPP2通信系统中 的控制实体接入网关或所述WLAN通信系统中互通的控制实体，以及由此可 直接推演的其他形态，这里不再赘述。需要说明的，所述异网协调实体对于不同标准的通信系统，可适配对应 的接口定义，例如对3GPP标准的通信系统侧可提供SIO、 Sl 1接口 ，对WiMAX 通信系统侧可提供R4或R7接口 ，对3GPP2通信系k侧可提供3GPP2相应 定义的4妄口 ，同样对WLAN通信系统侧可提供WLAN相关控制实体的4妾口 。例如，参考图2，在S-GW与ASN GW分建情况下，所述异网协调实体 通过R4接口(当异网协调实体类似一个独立ASN GW的鉴权实体时)与ASN GW互通，或通过R7接口 (当异网协调实体位于一个ASNGW的DP实体)。 S-GW与ASN GW之间使用R4接口互通。或使用SAE定义的接口互通(S2 或SAE后续定义的新接口名称)。S-GW执行切换前后的承载转换，并转发数 据给ASN GW。异网协调实体与S-GW之间通过Sll接口或R4接口 (或起 等同作用的新定义接口)进行互通。另夕卜，例如，参考图3，在S-GW与ASNGW合建，所述异网协调实体 可通过Sll或R4或R7接口与S-GW/ASN GW互通，或可通过R4接口或者R7接口与其他ASN GW互通，通过S10接口与MME互通。S-GW/ASN GW 合建的好处在于节约S-GW与ASN GW之间的隧道(当ASN GW通过S-GW 接入P-GW时)，或节约S-GW到ASN GW的移动因特网协议(MIP )重新注 册/隧道重新建立过程(当S-GW和ASN GW都通过MIP接入P-GW并互通 时)，并使得S-GW可统一多种接入(3GPP, WiMAX),类似的合建可以进一 步扩展到与3GPP2 AGW共建、与WLAN ePDG共建。当P-GW与S-GW合 建时，上述分组域网关(P-GW， S-GW, ASN GW, AGW， ePDG )随之有统一合 建形态。另外，需要说明的，所述异网协调实体在应用所涉及的各种通信系统中， 可寻址所需要的ID或者IP地址，而所述异网协调实体的IP地址或寻址方式 (ID或等同作用的寻址方式)可以被相关网元(例如，MME/ASN GW以及类似 实体)配置。相关网元发il有异网协调实体，则可通过异网协调实体进行异网 切换，否则，可采用其他方式切换或由终端发起在新的网络重新接入；若异 网协调实体故障，相关网元可直接返回切换失败。下面以具体网络环境说明通过所述异网协调实体实现用户设备异网切 换的方法。参考图4，本实施例中给出S-GW与ASNGW为代表的非3GPP网关分 建的异网切换消息处理流程。非3GPP网关包含WiMAX网络中分组i或网关 ASN GW ( ASN GW与BS合一则对应合一后实体)、3GPP2网络中分组域网 关AGW(3GPP2中部分流程由BS完成，对功能分布和流程有少量不同，但不 影响本发明实质)、WLAN中分组域网关ePDG。其中标号后面加s表示SAE 中接口 ，标号后面加r表示WiMAX中接口 ，图中eNodeB可以指代BS或无 线网络控制器(RNC)、 ASN GW可以指代-WiMAX ASN合一形态的ASN GW+BS、MME可以指代SGSN， P-GW可以指代GGSN， S-GW可以指代SGSN或GGSN的一部分功能，具体切换的消息处理流程如下S101s: UE上报切换请求消息，所述切换请求消息中携带异系统目标切换小区信息、和/或终端异系统鉴权参数和/或为完成切换所需异网系统辅助信 台S102s: eNodeB判定确定异系统目标小区为切换目标，将切换请求消息 发送给MME,所述切换请求消息中携带异系统目标切换小区信息、和/或终 端异系统鉴权参数，所述切换请求消息可利用原接口已有消息，例如 Relocation Request消息或其^f也可替^消息。需要说明的，若异系统与本系统鉴权参数完全相同，或可直接在异网协 调实体转换得出，则用户不需向源无线通信系统控制实体(本实施例中所述源无线通信系统控制实体即MME)再上报此参数，所述S101、 S102中UE 也可直接上报切换请求消息给MME。S103s: MME发现目标小区不属于本通信系统，发送切换请求消息给异 网协调实体，消息中携带异系统目标小区、终端异系统鉴权参数、承载上下 文，以及切换指示消息原有内容，所述切换请求消息可以是原接口已有消息， ^口.Forward Relocation Request消'息或其4也可替^R消息、；S104:异网协调实体在此步骤有如下处理a:根据目标小区标识，获知目标通信系统，以及获取目标通信系统控 制实体地址，例如解析出WiMAX的ASN GW地址。解析过程可以遵照目标 通信系统已规定的域名解析系统(DNS)解析或其他起对等解析作用的流程。 其中切换目标小区可通过下述可选的方式获得方式l: UE属于双模或多模终端，自己搜索异网，并上报异系统目标小区。 当前通信系统根据本系统内的候选小区做切换判决，若无本系统内的合适候 选小区，或切换算法以及切换规则判断启用异系统目标小区，或认为UE上报 的候选小区为优先准则，则通过异网协调实体进行异系统鉴权、或通过异网协调实体寻求异系统小区所属控制网元地址进行切换前的预鉴权。UE提供异系统切换的目标小区。网络侧改动很小，UE传递到eNodeB, 传递到MME,传递到SigBorder,或UE传递到BS,传递到ASNGW，传递到 Sig Border,或UE传递到BS,传递到Sig Border只通过一个4言元透传到异网协 调实体,可以携带在切换请求消息中或捎带在其他消息中。方式2: MME或eNodeB通过配置获得并4是供异系统的邻近小区，或者， ASNGW或BS通过配置获得并提供异系统的邻近小区，辅助进行网络搜索。 或综合多种测量信息，在无线接入网络进行切换目标小区的选取。方式3:网络侧独立拓朴管理实体根据终端物理位置信息、和网络拓朴结 构与物理位置映射关系，通过当前系统下发异系统的邻近小区给当前系统。 辅助终端进行网络搜索选择。另外，也可选包括b:异网协调实体才艮据UE在源系统中的信息转换得到 UE在目标系统中的鉴权参数，当部分参数缺失时，可基于异网互通协议条款 使用配置数据进行规则性补充。当UE已上报异系统鉴权参数时，取用UE上 报的参数。异网协调实体可以包含WiMAX Authenticator实体功能，并负责请求鉴 权。当异网协调实体直接承担鉴权实体功能时，异网协调实体向家乡签约服 务器(HSS Home Subscriber Server)或鉴权、授权、计费(服务器)(AAA, Authentication Authorization Accounting) i青求鉴^又、并获耳又在目沖示通4言系 统的签约数据，例如通过Diameter协议、移动应用部分(MAP)协议等现有 协议进行信元补充扩展完成。这里不再赘述。当异网协调实体不直接承担鉴权实体功能时，可根据源侧网络的消息， 信令转换为目标通信系统的消息，请求目标通信系统控制实体地址(ASN GW 或反之MME)进行鉴权。另外，可选包括c:异网协调实体需要对承载进行转换处理。在切换前系统，与切换后系统中，由于承载粒度的不同，切换过程中可能无法逐一保 留原有承载。如果切换前后承载相同，则可以使用直接对应的方式。如果切方式，即整个UE或UEIP地址在目标通信系统使用一个粗承载，没有更细致 的根据QoS的承载进行区分，这样可以保证切换的成功，但无法精确保证每 一个承载原来的QoS,而如果不许可承载转换，则可由目标通信系统在新系 统独立建立新承载，或返回失败信息。S105r:异网协调实体在目标控制实体寻址、鉴权、承载转换通过后，使 用目标通信系统的接口和目标控制实体通信。本实施例中异网协调实体使用 R4或R7接口与WiMAX ASN GW通信，表达切换请求消息(原接口已有此 消息，实例-口MOB—HO-IND或其他可替代消息)，携带在目标系统的新切换 上下文、承载上下文。需要说明的，若步骤S104中没有鉴权和取签约数据时，则本步骤需要鉴 权和取签约数据，签约数据可包含协议定义的P-GW地址和其他数据。可选的，S106r:目标控制实体获取策略与计费控制(PCC )规则，例 如当前标准中有多种可能方式，可通过P—GW、或S-GW、或拜访地策略和计 费控制规则功能(vPCRF)获得。S107r:目标控制实体判断是否接受此切换请求，并返回系统切换响应消 息给异网协调实体，具体实现时，可利用原有接口消息返回切换响应消息， 例如R4 HO一Cnf或其他可替代消息；S108r或S108s:异网协调实体判断如果认为需要执行承载转换，则向S-GW 发送要求承载转换的命令，并携带目标控制实体判断分配的用户面切换数据 转发通道标识。S109r或S109s: S-GW收到异网协调实体的承载转换命令，执行S-GW上面与UE相关的目标通信系统侧承载上下文的建立以及与源系统承载上下文的 对应关系，包括上下行转发用承载和无损切换需要的切换数据转发用承载，然后返回S-GW分配的切换数据转发通道标识。S110s:异网协调实体使用切换源通信系统的协议，转发目标通信系统 的切换响应消息给MME,所述响应消息中可携带S-GW分配的切换数据转发 通道标识，具体可利用原接口已有消息，如Forward Relocation Response或其 他可替代消息下发。Sills: MME下发切换命令给eNodeB,具体可利用原接口已有消息， 如MME-eNodeB接口 l吏用Relocation Command或其他可替代消息下发切换命 令，eNodeB可启动切换数据转发流程。S112s: eNodeB下发切换命令，可利用原接口已有消息，如eNodeB通 过HandQver Command或其他可替代消息下发切换命令通知UE。 .S113s、 S113r: 步骤Sllls触发的切换数据转发流程，eNodeB将数据转 发到S-GW (使用源侧通信接口协议)，S-GW转发到ASN GW (使用目标侧通 信接口协议)。S114: UE切入目标侧的新网；S115r、 S116s:切换完成指示通过异网协调实体从目标侧新网转发到源 侧MME;具体可利用原接口已有的消息转发，例如WiMAX侧实例如R4 HO—Complete或其他可替代消息转发，3GPP侧实例如Forward Relocation Complete消息其他可替代消息转发。S117r、 S118:切换到的目标控制实体所指定用户面，发送隧道更新消息 到S-GW切换上下行数据通道到目标侧(可选更新P-GW，主要是根据P-GW是 否需要知道)。上述步骤中，涉及用户承载处理，可通过在步骤S107r目标无线通信系统 控制实体向异网协调实体ii回切换响应消息之前还包括执行切换承载预建立；而后续S108r或S108s后^c载处理相关步骤中，异网协调实体辅助建立切 换数据转发通道等承载转换协商处理；源端通信系统控制实体向用户设备发 送切换命令时，并指示相关实体通过切换数据转发通道转发切换的数据包等， 在源侧通信系统根据原有流程释放数据通道后，即可完成切换过程。需要说明的，在切换前系统与切换后系统中，信令的体制有差别。信令 转换并不限于上述信令的对应转换，即根据新的场景可能调整信令转换，当 信令状态无法完全对应时，异网协调实体可以增加功能实现状态转换，或者 直接返回切换失败，；改弃异网切换流程。另外，需要说明的，若切换反向，即由WiMAX切入LTE,或在其他系 统中也可类似应用，S-GW与ASN GW共建时流程相似，不再单独表述，而 上述过程以正常切换流程为代表，对于切换失败等异常流程的原理是类似的， 异网协调实体可借助于原有'系统做异常流程的信令转换。参考图5,本实施例为切换目标侧系统承载新建、不通过S-GW转换的切 换消息处理流程，与前述图4所示实施例不同的，本实施例的主要变化在步 骤S106r之后，新增S106A步骤目标控制实体与S-GW、 P-GW建立新承载， S-GW可不同。去除步骤S108、 S109异网协调实体向S-GW下发承载转换的 步骤，去除步骤S113转发数据的步骤。其余步骤中的动作和参数略有变化，S101s: UE上报切换请求消息，所述切换请求消息中携带异系统目标切 换小区信息、和/或终端异系统鉴权参数和/或为完成切换所需异网系统辅助信息。。S102s: eNodeB判定确定异系统目标小区为切换目标，将切换请求消息 发送给MME,所述切换请求消息中携带异系统目标切换小区信息、和/或终端异系统鉴权参数，所述切换请求消息可利用原接口已有消息，例如Relocation R叫uest消息或其他可替代消息。需要说明的，若异网系统与本系统鉴权参数完全相同，或可直接在异网 协调实体转换得出，则用户不需向源无线通信系统控制实体(本实施例中所 述源无线通信系统控制实体即MME)再上报此参数，所述S101、 S102中UE 也可直接上报切换请求消息给MME。S103s: MME发现目标小区不属于本通信系统，发送切换请求消息给异 网协调实体，消息中携带异系统目标小区、终端异系统鉴权参数、承载上下 文，以及切换指示消息原有内容，所述切换请求消息可以是原接口已有消息， 如Forward Relocation Request消息或其他可替代消息；S104:异网协调实体在此步骤有如下工作a:根据目标小区标识，获知目标通信系统，以及获取.目标通信系统控制 实体地址，例如解析出WiMAX的ASN GW地址。解析过程可以遵照目标通 信系统已规定的DNS解析或其他起对等解析作用的流程。其中切换目标小区可通过下述可选的方式获得方式l: UE属于双模或多模终端，自己搜索异网，并上报异系统目标小区。 当前通信系统根据本系统内的候选小区做切换判决，若无本系统内的合适候 选小区，或切换算法以及切换规则判断启用异系统目标小区，或认为UE上报 的候选小区为优先准则，则通过异网协调实体进行异系统鉴权、或通过异网 协调实体寻求异系统小区所属控制网元地址进行切换前的预鉴权。UE提供异系统切换的目标小区。网络侧改动很小，UE传递到eNodeB, 传递到MME,传递到异网协调实体，或UE传递到BS,传递到ASNGW,传递 到异网协调实体，或UE传递到BS，传递到异网协调实体只通过一个信元透传 到异网协调实体,可以携带在切换请求消息中或捎带在其他消息中。方式2: MME戒eNodeB通过配置获得并提供异系统的邻近小区，或者，ASN GW或BS通过配置获得并提供异系统的邻近小区，辅助进行网络4叟索， 并辅助UE进行切换判决。方式3:网络侧独立拓朴管理实体根据终端物理位置信息、和网络拓朴结 构与物理位置映射关系，通过当前系统下发异系统的邻近小区给当前系统。 辅助终端进行网络搜索选择。另外，也可选包括b:异网协调实体根据UE在源系统中的信息转换得到 UE在目标系统中的鉴权参数，当部分参数缺失时，可基于异网互通协议条款 使用配置数据进行规则性补充。当UE已上报异系统鉴权参数时，取用UE上 报的参数。异网协调实体可以包含WiMAX Authenticator实体功能，并负责"^青求鉴 权。当异网协调实体直接承担鉴权实体功能时，异网协，调实体向HSS或AAA 请求鉴权、并获取在目标通信系统的签约数据，例如通过Diameter协议、MAP 协议等现有协议进行信元补充扩展完成。这里不再赘述。当异网协调实体不直接承担鉴权实体功能时，可根据源侧网络的消息， 信令转换为目标通信系统的消息，请求目标通信系统控制实体地址(ASNGW 或反之MME)进行鉴权。S105r:异网协调实体在目标控制实体寻址、鉴权通过后，使用目标通信 系统的接口和目标控制实体通信。本实施例中异网协调实体使用R4或R7接 口与WiMAX ASN GW通信，表达切换:请求消息(原接口已有此消息，实例 如MOB—HO-IND或其他可替代消息)，携带在目标系统的新切换上下文、承 载上下文。可选地，S106r:目标控制实体获取PCC规则，例如通过P-GW、或S-GW、 或vPCRF获得。S106A:目'标控制实体与S-GW、 P-GW建立新承载，S-GW可不同，P-G'W可以保留源侧承载。S107r:目标控制实体判断是否接受此切换指示消息，并返回系统切换响 应给异网协调实体，例如R4 HO—Cnf或其他可替代消息返回切换响应消息。S110s:异网协调实体使用切换源通信系统的协议，转发目标通信系统的 切换响应消息给MME,具体可利用原接口已有消息，如Forward Relocation Response或其他可^,代消息下发。Sills: MME下发切换命令给eNodeB，具体可利用原接口已有消息，如 MME-eNodeB接口使.用Relocation Command或其他可替代消息。SI 12s: eNodeB下发切换命令，可利用原接口已有消息，如eNodeB通过 Handover Command或其4也可替^消息通知UE。S114: UE切入目标侧的新网；S115r、 S116s:切换完成指示通过异网协调实体从目标侧新网转发到源侧 MME;具体可利用原接口已有的消息转发，例如WiMAX侧实例如R4 HO—Complete或其他可替〃R消息转发，3GPP侧实例如Forward Relocation Complete消息其他可替代消息转发。源侧系统根据原有流程释放数据通道，完成切换过程。需要il明的，若切换反向，即由WiMAX切入LTE,或在其他系统中也 可类似应用，而上述过程以正常切换流程为代表，对于切换失败等异常流程 的原理是类似的，异网协调实体可借助于原有系统做异常流程的信令转换。下面以具体实施例对附着流程给出示例说明。参考图6,本实施例中MME可在发现双才莫终端或终端说明自身为多接 入用户附着时就将鉴权体迁移到异网协调实体，而在后续流程中可直接从异 网协调实体获取签约数据，或从异网协调实体获取数据通道是否需要建立以 恢复业务的信息。其中异网协调实体的地址是配置的。另外，同前述，本实施例中标号后面加s表示SAE中接口 ，标号后面加r表示WiMAX中接口 。 图中eNodeB可以指代BS或RNC、 ASN GW可以指代WiMAX ASN合一形 态的ASN GW+BS、 MME可以指代SGSN, P-GW可以指代GGSN， S-GW可 以指代SGSN/GGSN的一部分功能。 具体消息处理流程如下S201s、 S202s: UE从LTE附着，上报自身为多模终端，或上报自身为多 接入用户(指示位等方式)。S203s: MME知道用户为多模终端或多接入用户，则直接通知异网协调 实体进行多附着鉴权，同时把UE的鉴权所需参数传递到异网协调实体。S204:异网协调实体向筌权服务器(本实施例中例如HSS或AAA)请求 鉴权，获取多系统签约数据。S205s:鉴权通过，HSS或AAA将相应鉴.权上下文传递给MME,或仅仅 通知MME筌权通过。S206:待附着的通信系统控制实体MME控制完成后续附着流程，并可 指示给S-GW用户涉及多网，要有多网锚点。后续步骤与前面步骤可独立进行，不依赖于多附着，具体如下S207r:当用户从WiMAX接入ASN GW,上报自身为多模终端，或上报 自身为多接入用户(指示位等方式)。S208r: ASN GW发现用户是多网用户，则向异网协调实体请求上下文， 同时把UE的鉴权所需参数传递到异网协调实体，通知异网协调实体进行鉴权。 异网协调实体可本地判断是否WiMAX鉴权通过。若不可本地判断，则向 HSS/AAA请求鉴权。S209s:异网协调实体判断用户是否曾在其他网络附着过，并在^f全查结 果为是时，向原附着的通信系统控制实体获取原附着通信系统的数据锚点信息和/i原有业务信息，例如，如果发现在其他网络附着过，则发i请求给对应网络控制实体(本实施例中为MME )，询问P-GW地址、和/或S-GWi也址，是否有业务待建立数据通路等信息。MME给出响应。异网协调实体也可做一些数据辅助记录。S210r:异网协调实体鉴4又通过，将鉴权上下文通知症合ASNGW。 S211s:若传递有业务待建立，则ASNGW向P-GW获取PCC,建立数据通道(其中S-GW可选参与PCC获取过程)，否则按正常附着流程只建立缺省承载。另外仅在多附着时，在S212:异网协调实体可向HSS或AAA刷新当前系 统信息。可采用多次刷新合并、或仅刷新不同、或定时进行等方式在运营商 许可的情况下减少对HSS的访问。另夕卜，异网协调实体以可按照安全框架做密 钥更新等工作。下面详细说明异网协调实体<参考图7，本发明实施例的一种异网协调装置，其主要包括 切换协调处理单元121,所述切换协调处理单元121主要用于用户i殳备在不同标准的通信系统间切换的切换协调处理，其中所述不同标准的无线通信系统包括3GPP通信系统、3GPP2通信系统、WiMAX通信系统和/或WLAN遏信系统等，这里不再赘述。具体实现时，为实现异网间切换的协调，参考图8，所述切换协调处理单元121可包括源无线通信系统消息收/发单元1211，用于接收源无线通信系统控制实体 发送奉的切换请求消息幾询源无线通信系统发送切换响应消息，另外，^可 用于向源无线通信系统发送切换完成消息；寻址单元1212,用于根据所述源无线通信系统消息收/发单元1211接收 到'的源无线通信系统切换请求消息中的目标小区标识，获知目标无线通信系26统以及目标无线通信系统的控制实体地址；鉴权协调单元1213，用于获取用户设备在目标无线通信系统的鉴权数据， 直接或通过目标无线通信系统的控制实体向鉴权服务器发起鉴权；作为一个具体实施例，所述鉴权协调单元1213可包括筌权数据转换单元1213a,用于将源无线通信系统用户设备的签约数据转 换为目标无线通信系统的签约数据；或鉴权实体单元1213b，用于根据用户设备在目标无线通信系统签约数据代 用户设备直接向鉴权服务器发起鉴权；或鉴权指示单元1213c,用于向目标无线通信系统控制实体转发用户设备在 目标无线通信系统的签约数据，由目标无线通信系统的控制实体根据所述用 户设备在目标无线通信系统的签约数据向鉴权服务器发起鉴权。目标无线通信系统消息收/发单元1214,用于向目标无线通信系统控制实 体发送携带目标小区标识以及新鉴权/承载上下文的切换请求消息；或接收目 标无线通信系统控制实体发送来的切换响应消息，另外，还用于接收目标通 信系统发送来的切换完成消息；信令转换单元1215,用于源无线通信系统与目标无线通信系统间消息处 理信令的转换，其中主要涉及发送给源无线通信系统的切换响应消息或切换 完成消息在发送前均需按照源端信令协议转换，以及发送给目标无线通信系 统的切换请求消息在发送之前还需按照目标无线通信系统的信令协议转换， 以及可能涉及承载处理的信令协议转换或其他可能涉及的信令协议转换。需要说明的，如前所述，对于切换后的承载，既可以通过承载前的承载 转换，也可以通过新建承载，对于需要承载转换的，所述异网协调装置也可 以进行相应协调，即所述异网协调装置还可包括承载转换协调处理单元1216,用于用户设备从所述谅无线通信系统切换到目标无线通信系统的承载转换协调处理。作为一个具体实施例，所述承载转换协调处理单元1216可包括 承载信息转换处理单元1216a，用于在收到源无线通信系统控制实体的切换请求消息后，根据源无线通信系统中为用户所建立的承载信息，转换得到目标无线通信系统中所需要的承载信息；承载关联建立处理单元1216b，用于当目标无线通信系统控制实体才艮据承载信息预建立起承载，返回接受切换的切换响应消息后，通知源、目标无线通信系统所共用的数据锚点，建立源、目标无线通信系统针对同一用户承载的关联；切换数据转发通道建立协调单元1216c，用于根据目标无线通信系统控 制实体切换响应消息携带的数据转发通道信息与源无线通信系统相关实体协 调，以建立源无线通信系统和目标无线通信系统间的切换it据转发通道。参考图9，对于通过用户设备上报目标小区的，需要用户设备上报目标 小区信息，为此，本实施例中的一种用户设备，其包括有切换处理单元13， 所述切换处理单元13可包括切换目标生成单元131,本实施例中所述切换目标生成单元121主要用 于扫描异网系统邻区并进行测量，确定异网系统切换目标；切换请求消息封装单元132，本实施例中所述切换请求消息封装单元132 主要用于将所述切换的异网系统目标小区和/或异网系统鉴权数据信息，和/ 或为完成切换所需异网系统辅助信息封装到切换请求消息中；切换请求消息发送单元133,本实施例中切换请求消息发送单元133所 述用于将所述切换请求消息发送到源无线通信系统。参考图10，另一实施例的异网协调装置，其主i包括多附着协调处理单元122,本实施例中所述多附着协调处理单元122主 要用于用户i殳备多附着时的附着协调处理。作为一个具体实施例，参考图11,所述多附着协调处理单元122可包括鉴权处理单元1221，用于与鉴权服务器交互进行用户设备多附着的鉴权 处理，即根据待附着的无线通信系统发送来的鉴权参数向鉴权服务器发起鉴 权，若鉴权通过，则可获取多附着的签约数据；鉴权结果通知单元1222,用于将用户设备多附着鉴权处理结果通知用户设 备待附着的通信系统控制实体。另外，为解决用户设备在异网间频繁附着无法互知的情况，本实施例中 所述多附着协调处理单元122可包括如下独立的功能实体;险查处理单元1223,用于;f全查用户设备是否在其他通信系统附着过，并 在检查结果为是时，向原附着的通信系统控制实体获取原附着通信系统的数 据锚点信息和/或原有业务信息；另外，若附着过程涉及不同标准系统的交互处理，本实施例中所述多附 着协调处理单元122也可包括信令转换处理单元1224,用于上述附着处理涉 及的不同标准的通信系统间消息处理信令的转换。以上所述仅是本发明的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应^L为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种无线网络，包括不同标准的无线通信系统，其特征在于，还包括异网协调装置，用于用户设备在所述不同标准的无线通信系统间切换的协调处理或用户设备多附着协调处理。
2、 根据权利要求1所述的无线网络，其特征在于，所述异网协调装置为 独立功能实体。
3、 根据权利要求1所述的无线网络，其特征在于，所述不同标准的无线 通信系统包括3GPP通信系统、3GPP2通信系统、WiMAX通信系统和/或WLAN通信 系统；所述异网协调装置位于或集成在所述3GPP通信系统的移动性管理实体， 或业务GPRS支持节点，'或所述WiMAX通信系统的接入服务网络网关的判 决点，或所述3GPP2通信系统中的控制实体接入网关或所述WLAN通信系统 中互通的控制实体。
4、 一种异网协调装置，其特征在于，包括切换协调处理单元，用于用户设备在不同标准的无线通信系统间切换的 切换协调处理。
5、 根据权利要求4所述的异网协调装置，其特征在于，所述切换协调处 理单元包括源无线通信系统消息收/发单元，用于接收源无线通信系统控制实体发送 来的切换请求消息或向源无线通信系统发送切换响应消息；寻址单元，用于根据所述源无线通信系统消息收/发单元接收到的源无线 通信系统切换请求消息中的目标小区标识，获知目标无线通信系统以及目标 无线通信系统的控制实体地址；鉴权协调单元，用于获取用户设备在目标无线通信系统的鉴权数据，直接或通过目标无线通信系统的控制实体向鉴权服务器发起鉴权；目标无线通信系统消息收/发单元，用于向目标无线通信系统控制实体发送携带目标小区标识以及新鉴权/承载上下文的切换请求消息；或接收目标无线通信系统控制实体发送来的切换响应消息；信令转换单元，用于源无线通信系统与目标无线通信系统间消息处理信令的转换。
6、 根据权利要求5所述的异网协调装置，其特征在于，还包括承载转换 协调处理单元，用于用户设备从所述源无线通信系统切换到目标无线通信系 统的承载转换协调处理。
7、 根据权利要求6所述的异网协调装置，其特征在于，所述承载转换协 调处理单元包括承载信息转换处.理单元，用于在收到源无线通信系统控制实体的切换请 求消息后，才艮据源无线通信系统中为用户所建立的承载信息，转换得到目标 无线通信系统中所需要的承载信息；承载关联建立处理单元，用于当目标无线通信系统控制实体根据承载信 息预建立起承载，返回接受切换的切换响应消息后，通知源、目标无线通信 系统所共用的数据锚点，建立源、目标无线通信系统针对同 一用户承载的关 联；切换数据转发通道建立协调单元，用于才艮据目标无线通信系统控制实体 发送来的切换响应消息携带的数据转发通道信息与源无线通信系统相关实体 协调，以建立源无线通信系统和目标无线通信系统间的切换数据转发通道。
8、 根据权利要求6所述的异网协调装置，其特征在于，所述鉴权协调单 元包括鉴权数据转换单元，用于将源无线通信系统用户设备的签约数据转换为 目标无线通信系统的签约泰:据；或鉴权实体单元，用于根据用户设备在目标无线通信系统签约数据代用户设备直接向鉴权服务器发起鉴权；或鉴权指示单元，用于向目标无线通信系统控制实体转发用户设备在目标 无线通信系统的签约数据，由目标无线通信系统的控制实体根据所述用户设 备在目标无线通信系统的签约数据向鉴权服务器发起鉴权。
9、 一种用户设备，包括切换处理单元，其特4正在于，所述切换处理单元 包括切换目标生成单元，用于扫描异网系统邻区并进行测量，确定异网系统 切换目标；切换请求消息封装单元，用于将切换的异网系统目标小区和/或异网系统 鉴权数据信息，和/或为完成切换所需异网系统辅助信息封装到切换请求消息 中；切换请求消息发送单元，用于将所述切换请求消息发送到源无线通信系统。
10、 一种异网协调装置，其特征在于，包括多附着协调处理单元，用于用户设备附着时的多附着协调处理。
11、 根据权利要求IO所述的异网协调装置，其特征在于，所述多附着协 调处理单元包括鉴权处理单元，用于与鉴权服务器交互进行用户设备多附着的鉴权处理； 鉴权结果通知单元，用于将用户设备多附着鉴权处理结果通知用户设备 待附着的通信系统控制实体。
12、 根据权利要求11所述的异网协调装置，其特征在于，还包括 检查处理单元，用于检查用户设备是否在其他通信系统附着过，并在检查结果为是时，向原附着的通信系统控制实体获取原附着通信系统的数据锚 点信息和/或原有业务信息；信令转换处理单元，用于涉及不同标准的通信系统间附着处理的消息处 理信令的转换。
13、 一种用户设备的切换方法，其特征在于，包括用户设备向源无线通信系统控制实体发送切换请求消息； 源无线通信系统控制实体向异网协调实体发送切换请求消息； 异网协调实体根据源无线通信系统控制实体发送来的切换请求消息中的 目标小区标识，获知目标无线通信系统以及目标无线通信系统的控制实体地址；异网协调实体根据用户设备在目标无线通信系统的鉴权数据，直接或通 过目标无线通信系统的控制实体向鉴权服务器发起鉴权；并在鉴权通过后， 向目标无线通信系统控制实体发送携带信令转换后的目标小区标识以及新鉴 ^/承载上下.文的切换请求消息；目标无线通信系统控制实体向异网协调实体返回切换响应消息；异网协调实体进行承载转换协商，向源无线通信系统控制实体发送信令 转换后的切换响应；源无线通信系统控制实体向用户设备发送切换命^K用户设备切换到目 标无线通信系统。
14、 根据权利要求13所述的用户设备的切换方法，其特征在于，目标无 线通信系统控制实体向异网协调实体返回切换响应消息之前还包括执行切换 承载预建立；异网协调实体进行承载转换协商时还包括辅助建立切换数据转发通道； 源无线通信系统控制实体向用户设备发送切换命令时，并指示相关实体 通过切换数据转发通道转发切换的数据包。
15、 根据权利要求13所述的用户设备的切换方法，其特征在于，所述用 户设备在目标无线通信系统的鉴'权数据为通过用户设备的源无线通信系统鉴权数据转换得到的鉴权数据，或用户设备发送的切换请求消息中上报的鉴权数据。
16、 根据权利要求13、 14或15任一项所述的用户设备的切换方法，其 特征在于，所述源无线通信系统和目标无线通信系统包括下述不同标准的通 信系统3GPP通信系统、3GPP2通信系统、WiMAX通信系统和/或WLAN通信 系统。
17、 一种用户设备的切换方法，其特征在于，包括用户设备向源无线通信系统控制实体发送切换请求消息；源无线通信系统控制实体向异网协调实体发送切换请求消息；异网协调实体根据源无线通信系统控制实体发送来的切换请求消息中的目标小1^标识，荻知目标无线通信系统以及目标无线通信系统的控.制实体地址；异网协调实体根据用户设备在目标无线通信系统的鉴权数据，直接或信 令转换通过目标无线通信系统的控制实体向鉴权服务器发起鉴权；并在鉴权 通过后，信令转换向目标无线通信系统控制实体发送携带目标小区标识以及 新鉴权/承载上下文的切换请求消息；目标无线通信系统控制实体建立用户设备在目标无线通信系统的承载；目标无线通信系统控制实体向异网协调实体返回切换响应消息；异网协调实体向源无线通信系统控制实体发送信令转换后的切换响应消白 源无线通信系统控制实体向用户设备发送切换命令，用户设备切换到目 标无线通信系统。
18、 根据权利要求17所述的用户设备的切换方法，其特征在于，所述用 户设备在目标无线通信系统'的鉴权数据为通过用户设备的源无线通信系统鉴权数据转换得到的鉴权数据，或用户设备切换请求消息中上报的鉴权数据。
19、 根据权利要求17或18所述的用户设备的切换方法，其特征在于， 所述源无线通信系统和目标无线通信系统包括下述不同标准的通信系统3GPP通信系统、3GPP2通信系统、WiMAX通信系统和/或WLAN通信 系统。
20、 一种用户设备附着方法，其特征在于，包括用户设备向待附着的无线通信系统控制实体发起附着请求； 待附着的无线通信系统控制实体检测到所述用户设备为多模终端或多接入用户，通知异网协调实体进行多附着鉴权；异网协调实体根据用户鉴权参数向鉴权服务器发起多附着鉴权，若多附着鉴权通过，异网协调实体通知待附着的通信系统控制实体鉴权通过； .待附着的通信系统控制实体控制完成后续附着流程。 .
21、 根据权利要求20所述的用户设备附着方法，其特征在于，所述待附 着的通信系统控制实体为3GPP通信系统的移动性管理实体，或业务GPRS 支持节点，或WiMAX通信系统的接入服务网络网关的判决点，或3GPP2通 信系统中的控制实体接入网关或WLAN通信系统中的控制实体。
22、 一种用户设备附着方法，其特征在于，包括 用户设备向待附着的通信系统控制实体发起附着请求；待附着的通信系统控制实体检测到所述用户设备为多模终端或多接入用 户，通知异网协调实体进行鉴权，若鉴权通过，异网协调实体检查用户设备 是否在其他通信系统附着过，并在检查结果为是时，向原附着的通信系统控 制实体获取原附着通信系统的数据锚点信息和/或原有业务信息；待附着的通信系统控制实体根据所述获取的数据锚点信息和/或原有业务 信息建立数据通道，继续完成附着。
23、 根据权利要求三所述的用户设备附着方法，其特征在于，所述异网协调实体进行鉴权为异网协调实体检测所述用户设备是否已本地鉴权通过，若检测不到，则 根据用户鉴权参数向鉴权服务器发起多附着鉴权。
24、根据权利要求22或23所述的用户设备附着方法，其特征在于，所 述待附着的通信系统控制实体为3GPP通信系统的移动性管理实体，或业务 GPRS支持节点，或WiMAX通信系统的接入服务网络网关的判决点，或3GPP2 通信系统中的控制实体接入网关或WLAN通信系统中的控制实体。
全文摘要
本发明公开一种无线网络，其包括不同标准的无线通信系统，另外还可包括异网协调装置，用于用户设备在所述不同标准的无线通信系统间切换的协调处理或用户设备多附着协调处理。本发明还公开了相应的用户设备切换及附着方法，可实现保持各接入系统标准独立发展、减少交叉耦合的前提下，提供方便的系统间互通、附着及优化的切换性能。
文档编号H04W92/00GK101330713SQ200710028688
公开日2008年12月24日 申请日期2007年6月19日 优先权日2007年6月19日
发明者叶文林, 吴问付, 艳 周, 胡伟华, 袁立平 申请人:华为技术有限公司