专利名称：一种移动通信网络业务接入系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种网络通信技术领域，尤其涉及一种移动通信网络业务接入系统及 方法。
背景技术：
移动通信网络一般包括无线接入网和核心网二部分，无线接入网通过GPRS服务 支持节点SGSN接入到核心网，然后SGSN继续通过GTP协议与GPRS网关支持节点GGSN连 接，通过GGSN实现移动终端接入到外部数据网络，例如GPRS、WCDMA和CDMA 2000等通信系统。以GPRS为例，如图1所示，其中服务支持节点SGSN和网关支持节点GGSN是 GPRS/3G通信系统核心网络的关键设备，分组控制单元P⑶/无线网络控制器RNC是 GPRS/3G通信系统无线接入网的关键设备。GPRS通信系统通信协议栈分成信令面和用户 面，如图2和图3所示，信令面用于系统内部信令交互通信，用户面用于用户业务的承载传 送。现行的移动通信网络标准结构中，实现了无线移动接入网接入到核心网以提供业 务接入服务。而在某些情况下，还需要核心网实现其它方式的业务接入，同时在终端应用 层面保持与无线移动接入方式同样的应用能力。例如，终端在具备通过有线/WLAN等固定 接入方式连接到IP网络的环境下，但是终端上的一些移动应用业务，例如彩信发送等只支 持在移动网络接入方式的使用。如何使得核心网支持固定接入方式业务接入，同时终端的 移动应用保持与无线移动接入方式下同样的使用方式，是目前移动通信网络急需解决的课 题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种支持固定接入方式的移动通信 网络业务接入系统，使终端通过固定接入方式，能够继续使用移动网络环境下的应用业务。 本发明的另一目的在于提供基于上述系统的业务接入方法。本发明的目的通过以下二种技术方案予以实现方案一，通过对服务支持节点SGSN接入虚拟专网VPN服务功能，使移动通信网络 支持固定接入方式。具体如下本发明提供的一种移动通信网络业务接入系统，包括客户端、服务支持节点SGSN 和网关支持节点GGSN，所述服务支持节点SGSN与网关支持节点GGSN连接；此外还包括虚拟专网VPN服务接入单元，用于执行VPN接入服务功能及接发业务数据功能、执 行VPN信令与GTP协议GMM/SM信令的变换、执行客户端业务接入的管理、预置业务接入参 数；所述虚拟专网VPN服务接入单元与客户端和服务支持节点SGSN连接。本发明业务接入系统方案一，具体可采取如下进一步措施
所述虚拟专网VPN服务接入单元包括以下功能子单元VPN服务子单元，用于执行VPN接入服务功能，受理客户端发起的VPN接入请求，接 收和转发客户端上下行业务数据；信令互通子单元，用于执行VPN信令与GMM/SM协议信令的变换；业务接入管理子单元，用于执行客户端业务接入的管理、预置业务接入参数；所述服务支持节点SGSN具有GTP协议信令处理子单元，用于执行3GPP标准的GTP信令协议通信；GTP协议数据处理子单元，用于执行3GPP标准的GTP上下行业务数据的封装/解 封装；所述虚拟专网VPN服务接入单元的各子单元相互连接，且通过VPN服务子单元、信 令互通子单元分别与所述SGSN的GTP协议数据处理子单元以及GTP协议信令处理子单元 连接而构成VPN-SGSN网元。方案二，通过对分组控制单元POT/无线网络控制器RNC接入虚拟专网VPN服务功 能，使移动通信网络支持固定接入方式。具体如下本发明提供的一种移动通信网络业务接入系统，包括客户端、分组控制单元POT/ 无线网络控制器RNC、服务支持节点SGSN ；所述分组控制单元POT/无线网络控制器RNC与 服务支持节点SGSN连接；此外还包括虚拟专网VPN服务接入单元，用于执行VPN接入服务功能及接发业务数据功能、执 行VPN信令与GMM/SM协议信令的变换、执行客户端业务接入的管理、预置业务接入参数；所述虚拟专网VPN服务接入单元与客户端和分组控制单元rcu/无线网络控制器 RNC连接。本发明业务接入系统方案二，具体可采取如下进一步措施所述虚拟专网VPN服务接入单元包括以下功能子单元VPN服务子单元，用于执行VPN接入服务功能，受理客户端发起的VPN接入请求，接 收和转发客户端上下行业务数据；信令互通子单元，用于执行VPN信令与GMM/SM协议信令的变换；业务接入管理子单元，用于执行客户端业务接入的管理、预置业务接入参数；所述分组控制单元POT/无线网络控制器RNC具有Gb/Iu接口协议信令处理子单元，用于执行3GPP标准LLC层数据包封装和解封装 以及(ib/Iu接口信令协议通信；(ib/Iu接口协议数据处理子单元，用于执行3GPP标准LLC/SNDCP层数据包封装和 解封装以及(Λ/Iu接口业务数据通信；所述虚拟专网VPN服务接入单元的各子单元相互连接，且通过VPN服务子单元、信 令互通子单元分别与所述分组控制单元POT/无线网络控制器RNC的(Λ/Iu接口协议数据 处理子单元以及Gb/Iu接口协议信令处理子单元连接而构成VPN-P⑶/RNC网元。本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现本发明提供的一种移动通信网络业务接入方法，基于GTP协议移动通信网络；服 务支持节点SGSN、或分组控制单元PCU/无线网络控制器RNC设置有虚拟专网VPN服务接入 功能而构成VPN-SGSN网元、或VPN-P⑶/RNC网元；所述方法包括以下步骤
a.所述VPN-SGSN网元、或VPN-PCU/RNC网元接收VPN客户端发起的VPN接入请 求，转换为GPRS/3G网络GMM/SM信令在Gn或(ib\Iu接口上继续发起PDP激活/创建请求；b.所述VPN-SGSN网元、或VPN-P⑶/RNC网元在PDP激活/创建请求被正常接收 后，将分配到的移动终端地址作为VPN地址分配给VPN客户端；c.所述VPN客户端使用VPN地址作为移动应用的IP网络地址，将移动应用业务数 据接入到所述VPN-SGSN网元、或VPN-PCU/RNC网元；d.所述VPN-SGSN网元、或VPN-P⑶/RNC网元接收VPN客户端发起的上行业务数 据，封装为符合或(ib\Iu接口协议的业务数据包后进行上行转发；或者接收或(ib\Iu 接口协议下行业务数据包，进行解封装后通过VPN进行下行转发至客户端。本发明具有以下有益效果通过对服务支持节点SGSN或分组控制单元POT/无线 网络控制器RNC进行虚拟专网VPN服务接入功能设置，拓展了移动通信网络业务接入方式， 使终端通过固定IP接入方式，能够继续使用移动网络环境下的移动应用业务。
下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述图1是现有技术GPRS/3G通信网络系统结构原理示意图；图2是现有技术GPRS通信网络系统信令面通信协议栈示意图；图3是现有技术GPRS通信网络系统用户面通信协议栈示意图；图4是本发明实施例之一业务接入系统结构原理框图；图5是图4所示实施例系统信令面通信协议栈示意图；图6是图4所示实施例系统用户面通信协议栈示意图；图7是图4所示实施例系统业务接入方法的流程示意图；图8是本发明实施例之二业务接入系统结构原理框图；图9是图8所示实施例系统信令面通信协议栈示意图；图10是图8所示实施例系统用户面通信协议栈示意图；图11是图8所示实施例系统业务接入方法的流程示意图。图中客户端101 ；VPN服务子单元102 ；信令互通子单元103 ；业务接入管理子单 元104 ；GTP协议信令处理子单元105 ；GTP协议数据处理子单元106 ；VPN-SGSN网元107 ；网 关支持节点GGSN 108 ；(Λ/Iu接口协议信令处理子单元109 ；(Λ/Iu接口协议数据处理子单 元110 ；VPN-PCU/RNC网元111 ；服务支持节点SGSNl 1具体实施例方式实施例一图4 图7所示为本发明的实施例之一。本实施例一种移动通信网络业务接入系 统，如图4所示，包括客户端101、服务支持节点SGSN和网关支持节点GGSN 108。其中服务 支持节点SGSN设置有虚拟专网VPN服务接入功能而构成VPN-SGSN网元107。VPN-SGSN网元107包括以下子单元VPN服务子单元102，用于执行VPN接入服务功能，受理客户端发起的VPN接入请 求，接收和转发客户端上下行业务数据；
信令互通子单元103，用于执行VPN信令与GMM/SM协议信令的变换；业务接入管理子单元104，用于执行客户端业务接入的管理、预置业务接入参数；GTP协议信令处理子单元105，用于执行3GPP标准的GTP信令协议通信；GTP协议数据处理子单元106，用于执行3GPP标准的GTP上下行业务数据的封装
/解封装。VPN-SGSN网元107中的VPN服务子单元102、信令互通子单元103、业务接入管理 子单元104相互连接，且VPN服务子单元102、信令互通子单元103分别与GTP协议数据处 理子单元106以及GTP协议信令处理子单元105连接。此外，VPN服务子单元102与客户端101连接，GTP协议信令处理子单元105以及 GTP协议数据处理子单元106连接到网关支持节点GGSN 108。本实施例业务接入系统，终端以固定接入方式接入到IP网络；VPN-SGSN网元可提 供虚拟专网(VPN)接入服务功能，接受终端VPN接入请求。如图5和图6所示，VPN-SGSN网 元执行VPN接入管理信令与接口移动性管理/会话管理协议信令的转换。VPN-SGSN网 元将GTP协议分配的移动台地址作为VPN地址分配给终端；终端使用VPN地址作为移动应 用的IP网络地址，将移动应用业务数据接入到VPN-SGSN ；VPN-SGSN将接入的终端业务数据 进行GTP协议封装、通过GTP用户面进行转发。从GGSN角度而言，该GTP业务与正常接收 到的移动台发起的GTP业务没有区别。本实施例系统业务接入方法，如图7所示，其步骤如下AO1、客户端的VPN客户端程序发起VPN接入请求；A02,VPN-SGSN网元执行VPN接入服务功能，接收到VPN客户端发起的VPN建立请 求后，按照预先设置参数转换进行信令转换为PDP上下文激活请求；A03、VPN-SGSN网元向GGSN发出PDP上下文创建请求数据包；A04、VPN-SGSN网元接收GGSN发来的PDP上下文创建接受响应数据包；A05、VPN-SGSN网元解析PDP上下文创建接受响应数据包，建立与GGSN的PDP上 下文信令面和用户面连接；然后根据PDP上下文创建接受响应数据包中分配的移动台动态 地址或者预先设置的静态移动台地址，作为VPN客户端地址，进行VPN信令变换；A06、VPN-SGSN网元向VPN客户端发送VPN接入接受响应；A07、VPN客户端获得VPN地址，客户端的上层移动应用使用VPN地址发送上行业 务数据包；A08、VPN-SGSN网元接收VPN客户端上行业务数据包，进行GTP协议封装；A09、VPN-SGSN网元将GTP数据包通过步骤A05建立的用户面连接向GGSN转发；A10、VPN-SGSN网元接收GGSN发来的下行GTP数据包；All、VPN-SGSN网元进行GTP协议解封装；A12、VPN-SGSN网元向VPN客户端发送下行数据包。实施例二 图8 图11所示为本发明的实施例之二。本实施例一种移动通信网络业务接入 系统，如图8所示，包括客户端101、分组控制单元POT/无线网络控制器RNC、服务支持节点 SGSN 112。其中分组控制单元POT/无线网络控制器RNC设置有虚拟专网VPN服务接入功 能而构成VPN-PCU/RNC网元111。
VPN-PCU/RNC网元包括以下子单元VPN服务子单元102，用于执行VPN接入服务功能，受理客户端发起的VPN接入请 求，接收和转发客户端上下行业务数据；信令互通子单元103，用于执行VPN信令与GMM/SM协议信令的变换；业务接入管理子单元104，用于执行客户端业务接入的管理、预置业务接入参数；Gb/Iu接口协议信令处理子单元109，用于执行3GPP标准LLC层数据包封装和解 封装以及(Λ/Iu接口信令协议通信；Gb/Iu接口协议数据处理子单元110，用于执行3GPP标准LLC/SNDCP层数据包封 装和解封装以及(Λ/Iu接口业务数据通信。VPN-P⑶/RNC网元111中的VPN服务子单元102、信令互通子单元103、业务接入管 理子单元104相互连接，且VPN服务子单元102、信令互通子单元103分别与Gb/Iu接口协 议数据处理子单元110以及(Λ/Iu接口协议信令处理子单元109连接。此外，VPN服务子单元102与客户端101连接，(Λ/Iu接口协议信令处理子单元109 以及(Λ/Iu接口协议数据处理子单元110连接到服务支持节点SGSN 112。本实施例业务接入系统，终端以固定接入方式接入到IP网络；VPN-P⑶/RNC网 元可提供虚拟专网(VPN)接入服务功能，接受终端VPN接入请求。如图9和图10所示， VPN-P⑶/RNC网元执行VPN接入管理信令与(Λ/Iu接口移动性管理/会话管理协议信令的 转换；VPN-P⑶/RNC网元将GTP协议分配的移动台地址作为VPN地址分配给终端；终端使 用VPN地址作为移动应用的IP网络地址，将移动应用业务数据接入到VPN-P⑶/RNC网元； VPN-P⑶/RNC网元将接入的终端业务数据进行(Λ/Iu接口协议封装和转发。从SGSN角度而 言，该业务与正常接收到的移动台业务没有区别。本实施例系统业务接入方法，如图11所示，其步骤如下BO1、客户端的VPN客户端程序发起VPN建立请求；B02、VPN-P⑶/RNC网元执行VPN接入服务功能，接收到VPN客户端发起的VPN建 立请求后，按照预先设置参数转换进行信令转换为PDP上下文激活请求；B03、VPN_P⑶/RNC网元将PDP上下文激活请求数据经过逻辑链路控制层协议封装 后，通过(Λ/Iu接口业务数据包方式发送到SGSN ；B04、VPN-PCU/RNC网元接收SGSN通过Gb/Iu接口业务数据包方式发来的PDP上 下文激活接受响应数据包；B05、VPN-P⑶/RNC网元解析PDP上下文激活接受响应数据包，建立起PDP上下文 连接；然后根据PDP上下文激活接受响应数据包中分配的移动台动态地址或者预先设置的 静态移动台地址，作为VPN客户端地址、变换为VPN接入响应信令；B06、VPN-P⑶/RNC网元向VPN客户端发送VPN接入接受响应；B07、VPN客户端获得VPN地址，客户端的上层移动应用使用VPN地址发送上行业 务数据包；B09、VPN-PCU/RNC网元接收VPN客户端上行数据包，进行LLC/SNDCP协议封装；B10、VPN-PCU/RNC网元将LLC/SNDCP协议封装数据包通过步骤B05建立的PDP上 下文连接通过(Λ/Iu接口向SGSN转发；BlU VPN-PCU/RNC网元接收SGSN通过Gb/Iu接口发来的下行LLC/SNDCP协议封装数据包；B12、VPN-PCU网元进行LLC/SNDCP协议封装数据包解封装；B13、VPN-P⑶网元的VPN服务端向VPN客户端发送下行数据包。
权利要求
1.一种移动通信网络业务接入系统，包括客户端(101)、服务支持节点SGSN和网关支 持节点GGSN(IOS)，所述服务支持节点SGSN与网关支持节点GGSN(IOS)连接；其特征在于还包括虚拟专网VPN服务接入单元，用于执行VPN接入服务功能及接发业务数据功能、执行 VPN信令与GTP协议GMM/SM信令的变换、执行客户端业务接入的管理、预置业务接入参数； 所述虚拟专网VPN服务接入单元与客户端(101)和服务支持节点SGSN连接。
2.根据权利要求1所述的移动通信网络业务接入系统，其特征在于 所述虚拟专网VPN服务接入单元包括以下功能子单元VPN服务子单元(10 ，用于执行VPN接入服务功能，受理客户端发起的VPN接入请求， 接收和转发客户端上下行业务数据；信令互通子单元(103)，用于执行VPN信令与GMM/SM协议信令的变换；业务接入管理子单元(104)，用于执行客户端业务接入的管理、预置业务接入参数；所述服务支持节点SGSN具有GTP协议信令处理子单元(105)，用于执行3GPP标准的GTP信令协议通信； GTP协议数据处理子单元(106)，用于执行3GPP标准的GTP上下行业务数据的封装/ 解封装；所述虚拟专网VPN服务接入单元的各子单元相互连接，且通过VPN服务子单元(102)、 信令互通子单元(10 分别与所述SGSN的GTP协议数据处理子单元(106)以及GTP协议 信令处理子单元(105)连接而构成VPN-SGSN网元(107)。
3.一种移动通信网络业务接入系统，包括客户端(101)、分组控制单元PCU/无线网络 控制器RNC、服务支持节点SGSN(112)；所述分组控制单元POT/无线网络控制器RNC与服务 支持节点SGSN (112)连接；其特征在于还包括虚拟专网VPN服务接入单元，用于执行VPN接入服务功能及接发业务数据功能、执行 VPN信令与GMM/SM协议信令的变换、执行客户端业务接入的管理、预置业务接入参数；所述虚拟专网VPN服务接入单元与客户端(ιο )和分组控制单元rcu/无线网络控制 器RNC连接。
4.根据权利要求3所述的移动通信网络业务接入系统，其特征在于 所述虚拟专网VPN服务接入单元包括以下功能子单元VPN服务子单元(10 ，用于执行VPN接入服务功能，受理客户端发起的VPN接入请求， 接收和转发客户端上下行业务数据；信令互通子单元(103)，用于执行VPN信令与GMM/SM协议信令的变换；业务接入管理子单元(104)，用于执行客户端业务接入的管理、预置业务接入参数；所述分组控制单元POT/无线网络控制器RNC具有Gb/Iu接口协议信令处理子单元(109)，用于执行3GPP标准LLC层数据包封装和解封 装以及(Λ/Iu接口信令协议通信；Gb/Iu接口协议数据处理子单元(110)，用于执行3GPP标准LLC/SNDCP层数据包封装 和解封装以及(Λ/Iu接口业务数据通信；所述虚拟专网VPN服务接入单元的各子单元相互连接，且通过VPN服务子单元(102)、信令互通子单元(10 分别与所述分组控制单元P⑶/无线网络控制器RNC的(ib/Iu接口协 议数据处理子单元(110)以及(Λ/Iu接口协议信令处理子单元(109)连接而构成VPN-POT/ RNC 网元(111)。
5. 一种移动通信网络业务接入方法，基于GTP协议移动通信网络，其特征在于服务支 持节点SGSN、或分组控制单元rcu/无线网络控制器RNC设置有虚拟专网VPN服务接入功能 而构成VPN-SGSN网元、或VPN-P⑶/RNC网元；所述方法包括以下步骤a.所述VPN-SGSN网元、或VPN-P⑶/RNC网元接收VPN客户端发起的VPN接入请求，转 换为GPRS/3G网络GMM/SM信令在Gn或(ib\Iu接口上继续发起PDP激活/创建请求；b.所述VPN-SGSN网元、或VPN-P⑶/RNC网元在PDP激活/创建请求被正常接收后，将 分配到的移动终端地址作为VPN地址分配给VPN客户端；c.所述VPN客户端使用VPN地址作为移动应用的IP网络地址，将移动应用业务数据接 入到所述VPN-SGSN网元、或VPN-PCU/RNC网元；d.所述VPN-SGSN网元、或VPN-P⑶/RNC网元接收VPN客户端发起的上行业务数据，封 装为符合或(ib\Iu接口协议的业务数据包后进行上行转发；或者接收或(ib\Iu接口 协议下行业务数据包，进行解封装后通过VPN进行下行转发至客户端。
全文摘要
本发明公开了一种移动通信网络业务接入系统，通过对服务支持节点SGSN或分组控制单元PCU/无线网络控制器RNC接入虚拟专网VPN服务功能，使移动通信网络支持固定接入方式。本发明还公开了一种移动通信网络业务接入方法。本发明拓展了移动通信网络业务接入方式，使终端通过固定IP接入方式，能够继续使用移动网络环境下的移动应用业务。
文档编号H04W28/06GK102149133SQ20101011457
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者魏江 申请人:广州科讯技术有限公司