经由EAP/Diameter对WIFIQoS的移动网络运营商(MNO)控制的制作方法_4

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,可W W诸如图4B或图4C所图示的设备或 计算机系统的计算设备的存储器中存储的软件(例如,计算机可执行指令)的形式来实现图 3A-D所图示的方法,所述计算机可执行指令当由计算设备的处理器执行时,执行图3A-D所 图示的步骤。
[0074] 下面公开了对于提供至化PC的蜂窝LTE和可信WLAN接入的3GPP架构的更多细节。按 照目前的惯例,移动网络运营商(MNO)通常采用WiFi用于从它们的蜂窝网络和核屯、网络卸 载"尽力服务"互联网业务。然而,对"小型小区"和"运营商WiFi"的运营商部署的兴趣增加, 预计鼓励MNO寻求本地蜂窝和WiFi网络之间更好的互操作性。通常,"小型小区"是指使用 3GPP定义的蜂窝式无线电接入技术(RAT)经由运营商许可的频谱提供无线网络接入的本地 化地理区域。虽然本文讨论了卸载流量,但是可W预期的是,主要使用WiFi通信的设备可W 通过如本文公开的EAP/Diameter实践WLAN QoS。
[0075] 在运营商采用"运营商WiFi"优化它们的网络和减少开销时,预计将存在与运营商 移动核屯、网(MCN)直接接口的"可信"WLAN接入网络(TWAN)的更大部署。类似地,预计在诸如 高流量的大都市城市热点位置的公共地理区域内内将存在MNO部署的小型小区和WiFi接入 网络的更多整合。通过越来越多的支持蜂窝和WiFi接入二者的智能手机推动运种整合。
[0076] 在此背景下,术语"可信WLAN(TWAN)接入"是指采取适当措施保障EPC免于经由 WLAN接入的情况。运些措施都给MNO留了自由裁量权,并且例如,可W包括在WLAN和EPC之间 建立防篡改光纤连接,或者在EPC边缘在WLAN和安全网关之间建立IPSec安全关联。相反,如 果WLAN接入被认为是"不可信的",则WLAN可W在EPC边缘与演进分组数据网关(ePDG)接口, 并且ePDG必须通过WLAN与接入EPC的每个肥建立直接IPSec安全关联。
[0077]图4A是可W实现一个或多个公开的实施例的示例通信系统10的图。图4A描绘了向 EPC 119提供蜂窝LTE和可信WLAN接入的3GPP架构。如3GPP技术规范(TS)23.402的第16.1.1 节中所描述,其内容在此通过引用的方式并入本文,当运营商认为WLAN AN 113可信时,可 信WLAN接入网络(TWAN) 101可W连接到演进分组核屯、化PC) 119,经由Sh接口 104朝向3GPP AAA服务器107用于认证,授权和计费,通过S2a接口 106朝向PDN网关(PGW)IOS用于用户面业 务流。还示出从TWAN 101到本地IP网络111的替选路径(即,内联网)和/或从TWAN 101直接 连接到互联网111的替选路径。
[007引 3GPP LTE接入网络121(即,演进节点B)通过Sl-MME接口 123连接到EPC 119,S1-MME接口 123提供与移动管理实体(MME) 125的通信路径。Sl-U接口 127提供与服务网关(SQV) 129的通信路径,服务网关(SGW) 129经由S5接口 131与PDN网关(PGW) 108接口。
[0079 ]"本地网关"功能a-GW) 133提供小型小区LTE接入,例如,对于家庭eNB化eNB)的部 署。类似地/'HeNB网关"化eNB GW) 135可W用于为朝向MME 125的多个化NB集中控制平面信 令,并且还可W用于处理朝向SGW 129的化NB用户平面业务。胎NB管理系统化eMS)137基于 宽带论坛(BBF)发布的由3GPP采用的TR-069标准提供化NB的"即插即用"自动配置。安全网 关(SeGW) 139经由化NB GW 135提供对EPC 119的可信接入。
[0080] WLAN-AN 113包括一个或多个WLAN接入点(AP)。AP (未示出)终止通过SWw接口 156 的肥102WLAN IE邸802.11链路。例如,可W使用IETF CAPWAP协议将AP部署为独立AP或连 接到无线LAN控制器(WLC)的"瘦"AP。
[0081 ] TWAG 117终止与PGW 108的基于61?的5^1接口 106,并且可W在其WLAN接入链路上 用作UE 102的默认IP路由器。它也可W用作UE 102的DHCP服务器。TWAG 117通常维护在UE 102(经由WLAN AP)和相关联的S^i接口 106的GTP-U隧道(经由PGW 108)之间转发分组的UE MAC地址关联。
[0082] 可信WLAN AAA代理(TWAP) 115终止与3GPP AAA服务器107的基于Diameter的Sh接 口 104dTWAP 115在WLAN AN 113和3GPP AAA服务器107(或在漫游情况下的代理)之间中继 AAA信息。TWAP 115可W向TWAG 117通知第二层附接和分离事件的发生。TWAP 115建立UE预 订数据(包括IMSI)与肥MC地址的绑定,并且可W向TWAG 117提供运种信息。
[0083] 在现有系统中,UE 102可W对于3GPP和非3GPP WLAN接入两者利用USIM特征。在 3GPP TS 23.402的第4.9.1节中描述了认证和安全的处理,其内容在此通过引用全部并入。 如其中所描述的,诸如经由WLAN AN 113发生的非3GPP接入认证定义了用于接入控制的过 程,并且从而允许或拒绝订户附接到和使用与EPC 119互联的非3GPP IP接入的资源。在UE 102和3GPP AAA服务器107和HSS 109之间执行非3GPP接入认证信令。该认证信令可W通过 AAA代理。
[0084] 跨Sh接口 104执行可信的基于3GPP的接入认证。基于3GPP的接入认证信令基于 IETF协议,例如,可扩展认证协议化AP)。Sh接口 104和Diameter应用用于经由可信的非 3GPP接入对EPC 119接入认证和授权肥102e3GPP TS 29.273描述了Sh接口 104上当前支 持的标准TWAN过程,其内容在此通过引用全部并入。
[00化]对于经由基于GTP的TWAN 101的EPC 119接入,当通过TWAN 101与EPC 119建立新 的PDN连接时,IPv4地址和/或IPv6前缀被分配给肥102。对于本地网络业务和/或直接互联 网卸载,也可W由TWAN 101分配单独的IP地址。
[0086] 对于经由 TWAN 101 通过 EPC 119 的 PDN 连接,TWAN 101 经由 EAP/Diameter 或 WLCP 信 令接收相关的PDN信息。TWAN 101可W经由GTP创建会话请求从PGW 108请求肥102的IPv4 地址。经由GTP创建会话响应在GTP隧道建立期间将IPv4地址传送到TWAN 101。当肥102请 求通过DHCPv4的PDN连接的IPv4地址时,TWAN 101在DHCPv4信令内向UE 102传送接收的 IPv4地址。也为IPv6定义相应的过程。
[0087] 对于3GPP LTE接入,UE 102自动触发PDN连接,作为到EPC 119的其初始附接的一 部分。根据需要,肥102可W随后建立附加的PDN连接。
[0088] 附接过程的主要目的在于UE 102与网络注册,W接收其已经预订的服务。附加过 程确认用户的身份、识别被允许接收的服务、建立安全参数(例如,用于数据加密)、W及向 UE 102的网络通知初始位置(例如,在需要被寻呼的情况下)。此外,为了支持今天的用户所 期望的"始终在线"的网络连接,LTE标准将默认PDN连接的建立指定为附接程序的一部分。 可W在不活动期间释放默认连接的无线电资源,然而,其余连接保持原封不动,并且可W通 过响应于肥102服务请求重新分配无线电资源迅速而重新建立端对端连接。
[0089] 当肥102尝试通过化)eNB LTE网络121附接到EPC 119时,它首先与化)eNB LTE网 络121建立RRC连接,并且在RRC信令中封装附接请求。然后,化)eNB LTE网络121在Sl-MME接 口 123经由Sl-AP信令向MME 125转发附接请求。MME 125通过S6a接口 126从HSS 109检索预 订信息,W认证肥102和允许附接到EPC 119。
[0090] 在成功认证肥102之后,MME 125选择SGW 129(例如,基于到化)eNB LTE网络121 的接近度),并且还选择PGW 108(例如,基于从服S 109检索的默认APN或肥102请求的特定 APNKMME 125在Sll接口 124与SGW 129通信,并且请求创建PDN连接。SGW 129执行信令,W 通过S5接口 131与指定PGW 108建立GTP用户平面隧道。
[0091] %TP控制"信令在MME 125和化)eNB 121之间的Sl-AP协议内发生。运最终导致化) eNB 121和SGW 129之间在Sl-U接口 127上建立GTP用户平面隧道。UE 102和PGW 108之间的 PDN连接的路径由此通过化)eNB 121和SGW 129完成。
[0092] 肥102和PGW 108之间的PDN连接的端对端路径由此通过化)eNB 12巧日SGW 129完 成。
[0093] 在通信经由TWAN 101发生的系统中,经由肥102和3GPP AAA服务器107之间的EAP 信令实现肥102认证和EPC 119附接。
[0094] 通过肥102和TWAN 101之间的点对点连接,级联TWAN 101与PGW 108之间的S2a承 载106,来提供PDN连接服务。与LTE模式不同,从EPC角度,WLAN无线资源是"始终在线"。换句 话说,显然在WLAN内使用IE邸802.11处理任何节能优化。
[00巧]当肥102尝试通过TWAN 101附接到EPC 119时,它首先建立与WLAN AN 113的层2 连接,并且将EAP消息封装在EAI^L数据信令内。WLAN AN 113向TWAP 115转发EAP消息,TWAP 115将消息封装在Diameter信令内,并经由S化接口 104向3GPP AAA服务器107转发该消息。 3GPP AAA服务器107经由洲X接口 128从HSS 109检索订户信息,W认证肥102和允许附接到 EPC I19O
[0096] 对于3GPP RU版本,3GPP AAA服务器107还可W经由接口STa 104向TWAN 101提供 信息,用于建立到服S 109配置的默认PDN的PDN连接。然后,TWAN 101在直接朝向PGW 108的 S2a接口 106运用GTP控制平面(GTP-C)和用户平面(GTP-U)协议,从而通过TWAN 101完成UE 102和PGW 108之间的PDN连接。
[0097] 对于3GPP Rl2版本,SaMOG第二阶段工作项目定义了UE发起的PDN连接、多PDN连 接、和无缝系统间切换的附加过程。对于具有TWAN能力的单PDN场景的情况,定义EAP扩展W 支持UE发起的PDN请求和无缝系统间切换请求。对于具有TWAN能力的多PDN场景的情况,在 肥和TWAN之间定义WLAN控制协议(WLCP),W启用一个或多个肥PDN连接请求和无缝切换过 程。然而,在肥和3GPP AAA服务器之间仍然使用独立的过程用于肥认证。
[0098] 图4B是诸如UE 102的示例用户设备的系统图。示例用户设备(UE)包括但不限于, 移动站、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、智能电话、膝上型计 算机、上网本、个人计算机、无线传感器、消费电子产品、可穿戴设备等。如图4B所示,UE 102 可W包括处理器32、收发器34、发射/接收元件36、扬声器/麦克风38、小键盘40、显示器/触 摸板42、非可移动存储器44、可移动存储器46、电源48、全球定位系统(GPS)忍片组50、和其 它外围设备52。应当理解,UE 102可W包括上述元件的任何子组合,同时与实施例保持一 致。UE 102可W是使用所公开的通过EAP/Diameter的WLAN QoS的系统、设备、和方法的设 备。
[0099] 处理器32可W是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多 个微处理器、与DSP内核相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路 (ASIC)、现场可编程口阵列(FPGA)电路、任何其他类型的集成电路(1C)、状态机等。处理器 32可W执行信号编码,数据处理、功率控制、输入/输出处理、和/或使肥102能够在无线环 境中操作的任何其他功能。处理器32可W禪接到收发器34,收发器34可W禪接到发射/接收 元件36。尽管图4B描绘了处理器32和收发器34作为单独的组件,但是应当理解,处理器32和 收发器%可W-起集成在电子封装或忍片上。处理器
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