分組數據網絡(pdn)業務的實現方法、系統及網元的製作方法

2023-05-19 04:40:56 2

分組數據網絡(pdn)業務的實現方法、系統及網元的製作方法
【專利摘要】本發明涉及分組數據網絡(PDN)業務的實現方法、系統及網元，該方法包括：行動網路用戶設備(UE)通過固網網元獲取所述UE的IP位址以及所述UE的接入點名稱(APN)的標識IP位址；所述UE利用獲取的IP位址以及APN的標識IP位址通過固網網元與行動網路網關設備交互數據報文。本發明方法、系統及網元使得行動網路用戶設備在FMC網絡架構下從固網接入網絡附著，並建立多個PDN連接，訪問多個不同的移動業務分組網絡。
【專利說明】分組數據網絡(PDN)業務的實現方法、系統及網元
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種分組數據網絡(TON)業務的實現方法、系統及網元(包括行動網路用戶設備、固網網元、行動網路網關設備)。
【背景技術】
[0002]隨著網絡技術的發展和用戶對業務的需求，終端逐漸多模化，可以選擇在不同類型的接入網絡接入，以承載多樣性的業務。由於不同的網絡連接具有不同的特性和傳輸能力，從而能更好地滿足用戶多業務多樣的需求。多模終端可以實現不同類型的無線訪問網絡之間的無縫連接，如蜂窩UMTS (Universal Mobile TelecommunicationsSystem,通用移動通信系統)/EDGE (Enhanced Data Rate for GSM Evolution,增強型數據速率GSM(GlobalSystem for Mobile communication,全球移動通信系統)演進技術)/GPRS(General Packet Radio Service,通用分組無線服務技術)與IEEE (Institute ofElectrical and Electronics Engineers,美國電氣和電子工程師協會)802.1IWLAN(Wireless Local Area Networks,無線區域網)的連接。WLAN 可在小範圍的家庭和熱點區域提供很高的數據速率，而蜂窩網絡可以提供更高的靈活性和無處不在的覆蓋，但數據速率較低，如果能夠結合兩者的優點，用戶將從中受益。在WLAN訪問點的覆蓋範圍內，多模終端利用WLAN進行數據訪問和VoIP (Voice over Internet Protocol,網絡電話)應用，同時還能使用重疊的蜂窩網絡，進行語音呼叫或媒體訪問。
[0003]目前，BBF (Broadband Forum,國際性標準組織寬帶論壇)和3GPP正在進行FMC(Fixed Mobile Convergence,固定網絡與行動網路融合)的標準化工作,涉及的場景包括 3GPP UE (User Equipment,用戶設備)通過 RG (Residential Gateway,住宅網關)從 BBF網絡接入的認證、地址分配以及策略控制。在認證過程中，3GPP UE作為802.1x客服端向RG 發起接入認證,此時 RG 作為 802.1x 認證器及 RADIUS (Remote Authentication Dial InUserService,遠程用戶撥號認證系統)客服端向 BBF AAA(AuthenticationAuthorizationAccounting,認證、授權、計費)伺服器發起認證請求。在地址請求過程中，3GPP UE發起的地址請求消息經由BNG(Broadband NetworkGateway,寬帶網絡網關設備)向移動網網關設備F1DN-GW(Packet DataNetwork Gateway,分組數據網網關)請求IP位址。其中，BNG與PDN-GW 之間建立 S2a 會話，並通過 GTP (GPRS Tunneling Protocol, GPRS (GeneralPacketRadio Service，通用分組無線業務)隧道協議)或代理移動網際網路協議(PMIP)隧道實現。
[0004]現有技術中，每個用戶BNG都需要與TON-GW之間建立S2a會話。為了在現網中支持該場景，需要對所有BNG設備進行升級，對現網影響較大，為解決該問題，引用了固網接入網關(例如，TffAG (Trusted WLAN AccessGateway，信任 WLAN 接入網關))，引入 TWAG 後的網絡結構如圖1所示。引入固網接入網關後不需要對BNG設備進行大規模升級，能儘量減少對現網的影響。
[0005]另外，現有技術中另一種場景將BNG設備升級為eBNG(enhanced BNG,增強型BNG)，以支持與I3DN-GW的會話直連。[0006]移動用戶通過固網接入後，存在同時訪問多個不同的移動業務分組網絡的需求，但現有技術中並沒有提出解決方案。

【發明內容】

[0007]本發明要解決的技術問題是提供一種分組數據網絡(TON)業務的實現方法、系統及網元，以解決移動用戶無法通過固網訪問多個不同的移動業務分組網絡的問題。
[0008]為解決上述技術問題，本發明提供了一種分組數據網絡(TON)業務的實現方法，該方法包括:
[0009]行動網路用戶設備(UE)通過固網網元獲取所述UE的IP位址以及所述UE的接入點名稱(APN)的標識IP位址；
[0010]所述UE利用獲取的IP位址以及APN的標識IP位址通過固網網元與行動網路網關設備交互數據報文。
[0011]進一步地,所述APN的標識IP位址由固網網元或行動網路網關設備。
[0012]為解決上述技術問題，本發明還提供了一種行動網路用戶設備(UE)，該UE包括:
[0013]地址獲取模塊，用於向固網網元發起地址請求，其中攜帶APN信息，還用於接收所述固網網元發送的所述UE的IP位址以及所述UE的接入點名稱(APN)的標識IP位址；
[0014]數據報文收發模塊，用於利用獲取的IP位址以及APN的標識IP位址通過固網網元與行動網路交互數據報文。
[0015]為解決上述技術問題，本發明還提供了一種固網網元，所述固網網元包括:
[0016]連接建立模塊，用於基於行動網路用戶設備(UE)的地址請求向行動網路網關設備發送PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息和APN信息；
[0017]地址轉發模塊，用於接收所述行動網路網關設備分配的所述UE的IP位址以及APN的標識IP位址，並向所述UE轉發；
[0018]報文轉發模塊，用於接收數據報文，並根據所述UE的IP位址與APN的標識IP位址的對應關係進行報文轉發。
[0019]為解決上述技術問題，本發明還提供了另一種固網網元，所述固網網元包括:
[0020]連接建立模塊，用於基於行動網路用戶設備(UE)的地址請求向行動網路網關設備發送PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息和APN信息；
[0021 ] 標識IP位址分配模塊，用於為所述UE分配APN的標識IP位址；
[0022]地址轉發模塊，用於接收所述行動網路網關設備分配的所述UE的IP位址，並向所述UE轉發所述UE的IP位址以及分配的APN的標識IP位址；
[0023]報文轉發模塊，用於接收數據報文，並根據所述UE的IP位址與APN的標識IP位址的對應關係進行報文轉發。
[0024]為解決上述技術問題，本發明還提供了一種行動網路網關設備，該設備包括:
[0025]連接請求接收模塊，用於接收固網網元發送的PDN連接建立請求，其中攜帶行動網路用戶設備(UE)的用戶身份信息和接入點APN信息；
[0026]地址分配模塊，用於為所述UE分配IP位址以及APN的標識IP位址；
[0027]地址發送模塊，用於向固網網元發送所述IP位址以及APN的標識IP位址。
[0028]為解決上述技術問題，本發明還提供了一種分組數據網絡(TON)業務的實現系統，該系統包括如上所述的行動網路用戶設備(UE)、固網網元以及行動網路網關設備。
[0029]本發明方法、系統及網元，可使得行動網路用戶設備UE在FMC網絡架構下從固網接入網絡附著，建立多個PDN連接，獲取APN的標識IP位址後，UE和固網網元可利用為UE分配的APN的標識IP位址來區分該UE的不同的PDN連接，從而使得UE可以訪問多個不同的移動業務分組網絡，建立多個PDN連接，實現UE與行動網路的數據報文交互，解決了固定行動網路融合場景下的認證及多連接建立的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0031]圖1是根據現有技術的FMC架構圖一；
[0032]圖2是根據現有技術的FMC架構圖二 ；
[0033]圖3是本發明分組數據網絡(PDN)業務的實現方法實施例1主要步驟的流程圖；
[0034]圖4是UE獲取IP位址以及APN的標識IP位址的流程示意圖；
[0035]圖5是UE獲取IP位址以及APN的標識IP位址的另一流程示意圖；
[0036]圖6是UE發送數據報文的流程示意圖；
[0037]圖7是UE接收數據報文的流程示意圖；
[0038]圖8是本發明分組數據網絡(PDN)業務的實現方法實施例2的流程圖；
[0039]圖9是本發明實施例2的UE數據包的封裝與解封裝及轉發流程圖；
[0040]圖10是本發明本發明分組數據網絡(TON)業務的實現方法實施例3的流程圖；
[0041]圖11是本發明實施例3的UE數據包的封裝與解封裝及轉發流程示意圖；
[0042]圖12本發明分組數據網絡(PDN)業務的實現方法實施例4主要步驟的流程圖；
[0043]圖13是根據本發明實施例4的UE數據包的封裝與解封裝及轉發流程示意圖；
[0044]圖14是本發明分組數據網絡(TON)業務的實現方法實施例5主要步驟的流程圖；
[0045]圖15是根據本發明實施例5的UE數據包的封裝與解封裝及轉發流程示意圖；
[0046]圖16是本發明行動網路用戶設備的模塊結構示意圖；
[0047]圖17是本發明固網網元的模塊結構示意圖；
[0048]圖18是本發明固網網元的另一模塊結構示意圖；
[0049]圖19是本發明行動網路網關設備的模塊結構示意圖。
【具體實施方式】
[0050]下文中將參考附圖並結合具體實施例來詳細說明本發明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
[0051]實施例1
[0052]本發明分組數據網絡(Packet Data Network,分組數據網絡，PDN)業務的實現方法，如圖3所示，包括如下步驟:
[0053]步驟301:行動網路用戶設備(UE)通過固網網元獲取所述UE的IP位址以及所述UE的接入點名稱(APN)的標識IP位址；
[0054]可理解地，UE的IP位址是行動網路網關設備分配地，可選地，UE獲取的APN的標識IP位址可以由固網網元分配，也可以由行動網路網關設備分配。
[0055]具體地，固網網元包括eBNG (見圖2)，或TWAG和BNG的組合(見圖1)。行動網路網關設備為I3DN-GW。
[0056]當所述APN的標識IP位址由行動網路網關設備(I3DN-GW)分配時，不同PDN-GW為相同APN分配的APN標識IP標識地址不同。
[0057]行動網路網關設備分配所述APN的標識IP位址時，如圖4所示，所述UE獲取IP位址以及APN的標識IP位址的步驟包括:
[0058]步驟401:所述UE發起地址請求,其中攜帶APN信息；
[0059]地址請求可以通過DHCP(動態主機設置協議，Dynamic HostConfigurationProtocol,DHCP))或 PPP (點對點協議，Point-to-Point Protocol)方式發送，DHCP 方式中APN信息由DHCP發現(discover)或DHCP請求(request)中的擴展Option (DHCP屬性)欄位攜帶，PPP方式在PPP認證消息的用戶名或IPCP(IP Control Protocol, IP控制協議)階段擴展APN信息欄位攜帶。
[0060]UE的不同PDN連接可以通過攜帶不同的APN信息的方式發起地址請求。
[0061]步驟402:固網網元收到所述地址請求後,根據所述APN信息向行動網路網關設備發起PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息和APN信息；
[0062]行動網路用戶設備UE的用戶身份信息為IMSI信息。
[0063]固網網元在發起PDN連接請求之前，判斷該行動網路用戶設備UE已通過認證。
[0064]步驟403:所述行動網路網關設備接收所述PDN連接建立請求後，分配所述UE的IP位址以及所述APN的標識IP位址並向所述固網網元發送；
[0065]步驟404:所述固網網元將所述UE的IP位址以及所述APN的標識IP位址發送給所述UE。
[0066]所述APN的標識IP位址攜帶在DHCP提供(offer)或回復(reply)消息的擴展屬性或PPP IPCP確認消息的表示APN標識IP位址的選項欄位中
[0067]可選地，當固網網元分配所述APN的標識IP位址時，如圖5所示，所述UE獲取IP位址以及APN的標識IP位址的步驟包括:
[0068]步驟501:所述UE發起地址請求，其中攜帶APN信息；
[0069]地址請求可以通過DHCP或PPP方式發送，DHCP方式中APN信息由擴展Option (DHCP屬性)欄位攜帶，PPP方式在IPCP (IP Control Protocol，IP控制協議)階段擴展APN信息欄位攜帶。
[0070]UE的不同PDN連接可以通過攜帶不同的APN信息的方式發起地址請求。
[0071 ] 步驟502:固網網元收到所述地址請求後，根據所述APN信息向行動網路網關設備發起PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息和APN信息；
[0072]行動網路用戶設備UE的用戶身份信息為IMSI信息。
[0073]固網網元在發起PDN連接請求之前，判斷該行動網路用戶設備UE已通過認證。
[0074]步驟503:所述行動網路網關設備接收所述PDN連接建立請求後，分配所述UE的IP位址並向所述固網網元發送
[0075]步驟504:所述固網網元接收所述UE的IP位址，為所述UE分配所述APN的標識IP位址；[0076]步驟505:所述固網網元將所述UE的IP位址以及所述APN的標識IP位址發送給所述UE。
[0077]可選地，所述APN的標識IP位址信息攜帶在DHCP offer/reply消息或PPP IPCP確認消息的表示APN標識IP位址的option欄位中。
[0078]步驟302:所述UE利用獲取的IP位址以及APN的標識IP位址通過固網網元與行動網路網關設備交互數據報文。
[0079]以下就UE發送數據報文和接收數據報文的過程進行描述:
[0080]UE發送數據報文的流程如圖6所示，包括:
[0081]步驟601:所述UE發送兩層封裝的第一數據報文，其中外層源、目的地址分別為所述UP的IP位址以及APN的標識IP位址；UE發送數據報文時採用IP in IP (IPEncapsulation within IP, IP報文載荷中填充IP報文)封裝方式，外層目的IP位址為所述APN的標識IP位址，內層目的IP位址為目的地IP位址，外層源IP位址和內層源IP位址為所述行動網路網關設備為所述移動用戶設備UE分配的用戶IP位址。
[0082]步驟602:固網網元接收所述第一數據報文，將所述外層源、目的地址替換為所述固網網元與行動網路網關設備之間的GTP隧道報文頭，生成第二數據報文；
[0083]步驟603:固網網元通過GTP隧道向所述行動網路網關設備發送所述第二數據報文。
[0084]所述UE接收數據報文的流程如圖7所示，包括:
[0085]步驟701:行動網路網關設備發送第三數據報文，該第三數據報文包括GTP隧道報文頭，且源IP位址為DNS或預配置的該業務的IP位址，目的IP位址為roN-GW為UE分配的IP位址；
[0086]步驟702:固網網元接收所述第三數據報文後，刪除其中的GTP隧道報文頭，修改為雙層封裝的第四數據報文，所述第四數據報文的外層源IP位址為對應的APN標識IP位址，外層目的IP位址為I3DN-GW為UE分配的IP位址；
[0087]步驟703:所述固網網元發送所述第四數據報文給所述UE。
[0088]獲取APN的標識IP位址後，UE和固網網元利用為UE分配的APN的標識IP位址來區分該UE的不同的PDN連接，從而使得UE可以訪問多個不同的移動業務分組網絡，建立多個PDN連接，實現UE與行動網路的數據報文交互。
[0089]實施例2
[0090]本實施例2如圖1所示場景，UE通過802.1x方式進行認證、並通過分別發起DHCP請求的方式獲取各個PDN連接的IP位址和APN的標識IP位址。如圖8所示，包括:
[0091]步驟801，UE發起802.1x認證攜帶IMSI信息，經過BNG、BBF AAA、3GPP AAA的交互完成用戶身份認證，認證過程中攜帶用戶的頂SI信息。可選的，接入設備(DSLAM/0LT)在認證過程中添加用戶的接入位置信息；
[0092]步驟802, UE發送DHCP發現(discover)消息,通過擴展DHCP選項(Option)欄位攜帶APN信息。
[0093]UE可以採用DHCP Option 60 (Vendor Type,廠商類型屬性)欄位攜帶APN信息，也可以通過擴展新的Option欄位攜帶APN信息。
[0094]可選的,接入設備在DHCP discover消息中添加option 82欄位表示用戶的接入位置信息；
[0095]步驟803，BNG判斷該用戶已經通過認證，根據UE的MSI信息找到對應的TWAG，並將discover消息轉發(DHCP Relay方式或DHCP Snooping方式)給TWAG設備。
[0096]步驟804，TffAG根據所述APN信息向TON-GW發起PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息和APN信息，PDN-Gff將為用戶分配的IP位址和該APN的標識IP位址發送給TWAG。
[0097]執行該步驟後，TffAG與PDN-GW建立了 GTP隧道。
[0098]對於同一 APN的UE，APN標識IP位址相同，且可以路由到對應的TWAG和PDN-GW設備。
[0099]該APN標識IP位址也可以是由TWAG本地為該APN分配的，對於同一 APN的UE，APN標識IP位址相同，且可以路由到對應的TWAG設備。
[0100]步驟805，TffAG通過BNG向UE發送DHCP offer消息，以通知UE可以提供地址。[0101 ] 步驟806，UE向BNG發送DHCP request消息，請求IP位址和APN的標識IP位址，BNG將該消息轉發(DHCP Relay方式或DHCP Snooping方式)給TWAG。
[0102]步驟807，TffAG通過BNG向UE發送DHCP reply消息，將用戶的IP位址和APN標識IP位址發送給UE。
[0103]步驟808，所述UE利用獲取的IP位址以及APN的標識IP位址通過BNG和TWAG與TON-GW交互數據報文。
[0104]本實施例從固網接入的移動用戶終端設備UE連接建立後，UE數據包的封裝與解封裝及傳送流程。具體流程請參見圖9。
[0105]步驟911，UE發送業務數據流前首先選擇APN，採用IP in IP封裝方式，外層目的IP位址為所選擇的APN的標識IP位址，內層目的IP位址為DNS或預配置的該業務目的地的IP位址，外層源IP位址和內層源IP位址為roN-GW為UE分配的用戶IP位址。
[0106]步驟912，BNG收到UE的數據流之後，將報文轉發到對應的TWAG。
[0107]步驟913，TWAG收到UE的數據流之後，根據APN標識IP找到對應的GTP隧道封裝信息，並將報文的外層IP位址刪除，替換為TWAG和roN-GW之間的GTP隧道報文頭，並發送給 PDN-GW。
[0108]PDN-Gff通過GTP隧道接收到UE的業務數據流。
[0109]PDN-Gff的數據包的封裝與解封裝及傳送流程與前述流程類似，是上述流程的逆過程，包括:
[0110]roN-GW封裝數據報文並通過GTP隧道發送，該數據報文包括GTP隧道報文頭，且源IP位址為DNS或預配置的該業務的IP位址，目的IP位址為roN-GW為UE分配的IP位址；
[0111]TWAG通過GTP隧道收到數據報文後，根據該UE的IP位址，找到對應的APN標識IP位址，刪除GTP隧道報文頭，採用IP in IP封裝方式，增加外層源、目的地址並發送，外層源IP位址為對應的APN標識IP位址，外層目的IP位址為TON-GW為UE分配的IP位址；
[0112]BNG接收雙層封裝報文後，發送；
[0113]UE接收雙層封裝報文。
[0114]實施例3:
[0115]本實施例圖1所示場景，UE通過PPP方式接入認證並請求地址的方式獲取各個PDN連接的IP位址。如圖10所示，包括:
[0116]步驟100LUE發起PPPoE接入請求，與BNG完成PPPoE協商和PPP LCP協商過程，並與BBF AAA、3GPP AAA完成用戶身份認證。
[0117]可選的，接入設備(DSLAM/0LT)在認證過程中添加用戶的接入位置信息；
[0118]步驟1002，UE發送IPCP地址請求消息，攜帶UE的MSI信息和APN信息。
[0119]步驟1003，BNG判斷該用戶已經通過認證，根據UE的MSI信息找到對應的TWAG，並通過DHCP方式向TWAG設備發起地址請求，攜帶APN信息。
[0120]步驟1004，TffAG根據所述APN信息向TON-GW發起PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息，PDN-Gff將為用戶分配的IP位址發送給TWAG。
[0121 ] 執行該步驟後，TffAG與PDN-GW建立了 GTP隧道。
[0122]步驟1005，TffAG與BNG完成DHCP地址請求過程，同時TWAG在本地為該APN分配一個標識IP位址，並將UE IP位址與該APN的標識IP位址發送給BNG。
[0123]對於同一 APN的UE，APN標識IP位址相同，且可以路由到對應的TWAG設備。
[0124]步驟1006，BNG將分配給UE的IP位址和該APN的標識IP位址發送給UE。
[0125]步驟1007，所述UE利用獲取的IP位址以及APN的標識IP位址通過BNG和TWAG與roN-GW交互數據報文。
[0126]本實施例從固網接入的移動用戶終端設備UE連接建立後，UE數據包的封裝與解封裝及傳送流程。具體流程請參見圖11。
[0127]步驟1111，UE發送業務數據流前首先選擇APN，採用IP in IP封裝方式，外層目的IP位址為所選擇的APN的標識IP位址，內層目的IP位址為DNS或預配置的該業務目的地的IP位址，外層源IP位址和內層源IP位址為I3DN-GW為UE分配的用戶IP位址。IP inIP報文採用PPPoE方式封裝。
[0128]步驟1112，BNG收到UE的數據流之後，刪除PPPoE報文頭，並將報文轉發到對應的TffAG0
[0129]步驟1113，TffAG收到UE的數據流之後，根據APN標識IP找到對應的GTP隧道封裝信息，將報文的外層IP位址刪除，替換為TWAG和roN-GW之間的GTP隧道報文頭，並發送給 PDN-GW。
[0130]PDN-Gff通過GTP隧道接收到UE的業務數據流。
[0131]PDN-Gff的數據包的封裝與解封裝及傳送流程與前述流程類似，是上述流程的逆過程，包括:
[0132]TON-GW封裝數據報文並通過GTP隧道發送，該數據報文包括GTP隧道報文頭，且源IP位址為DNS或預配置的該業務的IP位址，目的IP位址為roN-GW為UE分配的IP位址；
[0133]TffAG通過GTP隧道收到數據報文後，根據該UE的IP位址，找到對應的APN標識IP位址，刪除GTP隧道報文頭，採用IP in IP封裝方式，增加外層源、目的地址並發送，外層源IP位址為對應的APN標識IP位址，外層目的IP位址為TON-GW為UE分配的IP位址；
[0134]BNG收到雙層封裝報文後，增加PPPoE報文頭後發送；
[0135]UE接收BNG發送的數據報文。
[0136]實施例4:
[0137]本實施例圖2所示場景，UE通過802.1x方式進行認證、並通過分別發起DHCP請求的方式獲取各個PDN連接的IP位址。如圖12所示，包括:
[0138]步驟1201，UE 發起 802.1x 認證攜帶 MSI 信息，經過 eBNG、BBF AAA、3GPP AAA 的交互完成用戶身份認證，認證過程中攜帶用戶的MSI信息。
[0139]可選的，接入設備(DSLAM/0LT)在認證過程中添加用戶的接入位置信息；
[0140]步驟1202，UE發送DHCP discover消息，攜帶APN信息。
[0141]可選的,接入設備在DHCP discover消息中添加option 82欄位表示用戶的接入
位置信息；
[0142]步驟1203，eBNG判斷該用戶已經通過認證，根據UE的MSI信息和APN信息找到對應的roN-GW，向roN-GW發起PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息和APN信息，PDN-Gff將為用戶分配的IP位址發送給eBNG。
[0143]執行該步驟後，eBNG與PDN-GW建立了 GTP隧道。
[0144]步驟1204，eBNG向UE發送DHCP offer消息，以通知UE可以提供地址。
[0145]步驟1205，UE向eBNG發送DHCP request消息，請求IP位址和APN的標識IP位址。
[0146]步驟1206，eBNG在本地為該APN分配一個標識IP位址，eBNG在UE發送的DHCPreply消息中將用戶的IP位址和APN標識IP位址發送給UE。
[0147]對於同一 APN的UE，APN標識IP位址相同，且可以路由到對應的eBNG設備。
[0148]步驟1207，所述UE利用獲取的IP位址以及APN的標識IP位址通過eBNG與PDN-GW交互數據報文。
[0149]本實施例從固網接入的移動用戶終端設備UE連接建立後，UE數據包的封裝與解封裝及傳送流程。具體流程請參見圖13。
[0150]步驟1311，UE發送業務數據流前首先選擇APN，採用IP in IP封裝方式，外層目的IP位址為所選擇的APN的標識IP位址，內層目的IP位址為DNS或預配置的該業務目的地的IP位址，外層源IP位址和內層源IP位址為I3DN-GW為UE分配的用戶IP位址。
[0151]步驟1312，eBNG收到UE的數據流之後，根據APN標識IP找到對應的GTP隧道封裝信息，並將報文的外層IP位址刪除，替換為eBNG和roN-GW之間的GTP隧道報文頭，並發送給 PDN-GW。
[0152]PDN-Gff通過GTP隧道接收到UE的業務數據流。
[0153]PDN-Gff的數據包的封裝與解封裝及傳送流程與前述流程類似，是上述流程的逆過程，包括:
[0154]PDN-Gff封裝數據報文通過GTP隧道發送該數據報文，該數據報文包括GTP隧道報文頭，且源IP位址為DNS或預配置的該業務的IP位址，目的IP位址為roN-GW為UE分配的IP位址；
[0155]eBNG通過GTP隧道收到數據報文後，根據該UE的IP位址，找到對應的APN標識IP位址，刪除GTP隧道報文頭，採用IP in IP封裝方式，增加外層源、目的地址並發送，外層源IP位址為對應的APN標識IP位址，外層目的IP位址為TON-GW為UE分配的IP位址；
[0156]UE接收eBNG發送的雙層封裝報文。
[0157]實施例5:
[0158]本實施例圖2所示場景，UE通過PPP方式接入認證並請求地址的方式獲取地址各個PDN連接的IP位址。如圖14所示，包括:
[0159]步驟1401，UE發起PPPoE接入請求，與eBNG完成PPPoE協商和PPPLCP協商過程，並與BBF AAA、3GPP AAA完成用戶身份認證。
[0160]可選的，接入設備(DSLAM/0LT)在認證過程中添加用戶的接入位置信息；
[0161]步驟1402，UE發送IPCP地址請求消息，攜帶APN信息。
[0162]步驟1403，eBNG判斷該用戶已經通過認證，根據UE的MSI信息和APN信息找到對應的roN-GW，根據所述APN信息向PDN-GW發起PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息，PDN-Gff將為用戶分配的IP位址發送給eBNG。
[0163]執行該步驟後，eBNG與PDN-GW建立了 GTP隧道。
[0164]步驟1404，eBNG在本地為該APN分配一個標識IP位址，並將UE IP位址與該APN的標識IP位址發送給UE。
[0165]對於同一 APN的UE，APN標識IP位址相同，且可以路由到對應的eBNG。
[0166]該APN標識IP位址也可以是由PDN-GW為該APN分配並告知eBNG的，對於同一APN的UE，APN標識IP位址相同，且可以路由到對應的eBNG和PDN-GW設備。
[0167]步驟1405，所述UE利用獲取的IP位址以及APN的標識IP位址通過eBNG與TON-GW交互數據報文。
[0168]本實施例從固網接入的移動用戶終端設備UE連接建立後，UE數據包的封裝與解封裝及傳送流程。具體流程請參見圖15。
[0169]步驟1511，UE發送業務數據流前首先選擇APN，採用IP in IP封裝方式，外層目的IP位址為所選擇的APN的標識IP位址，內層目的IP位址為DNS或預配置的該業務目的地的IP位址，外層源IP位址和內層源IP位址為I3DN-GW為UE分配的用戶IP位址。IP inIP報文採用PPPoE方式封裝。
[0170]步驟1512，eBNG收到UE的數據流之後，刪除PPPoE報文頭，並根據APN標識IP找到對應的GTP隧道封裝信息，將報文的外層IP位址刪除，替換為TWAG和TON-GW之間的GTP隧道報文頭，並發送給H)N-GW。
[0171]步驟1513，PDN-Gff通過GTP隧道接收到UE的業務數據流。
[0172]PDN-Gff的數據包的封裝與解封裝及傳送流程與前述流程類似，是上述流程的逆過程，包括:
[0173]PDN-Gff封裝數據報文並發送，該數據報文包括GTP隧道報文頭，且源IP位址為DNS或預配置的該業務的IP位址，目的IP位址為I3DN-GW為UE分配的IP位址；
[0174]eBNG通過GTP隧道收到數據報文後，根據該UE的IP位址，找到對應的APN標識IP位址，刪除GTP隧道報文頭，採用IP in IP封裝方式，增加外層源、目的地址及PPPoE報文頭並發送，外層源IP位址為對應的APN標識IP位址，外層目的IP位址為TON-GW為UE分配的IP位址；
[0175]UE接收eBNG發送的數據報文。
[0176]為實現以上方法，本發明還提供了一種行動網路用戶設備(UE)，如圖16所示，該UE包括:
[0177]地址獲取模塊，用於向固網網元發起地址請求，其中攜帶APN信息，還用於接收所述固網網元發送的所述UE的IP位址以及所述UE的接入點名稱(APN)的標識IP位址；[0178]數據報文收發模塊，用於利用獲取的IP位址以及APN的標識IP位址通過固網網元與行動網路交互數據報文。
[0179]進一步地，所述APN的標識IP位址由固網網元或行動網路網關設備分配。
[0180]所述APN信息攜帶在DHCP發現(discover)或DHCP請求(request)消息的擴展屬性或PPP認證消息的用戶名或選項欄位中；所述APN的標識IP位址攜帶在DHCP提供(offer)或回復(r印Iy)消息的擴展屬性或PPP IPCP確認消息的表示APN標識IP位址的選項欄位中；
[0181]具體地所述數據報文收發模塊接收或發送的數據報文採用兩層封裝，發送的數據報文的外層源、目的地址分別為所述UP的IP位址以及APN的標識IP位址，接收的數據報文的外層源、目的地址分別為APN的標識IP位址和所述UP的IP位址。
[0182]為實現前述方法實施例，本發明還提供了一種固網網元，如圖17所示，所述固網網元包括:
[0183]連接建立模塊，用於基於行動網路用戶設備(UE)的地址請求向行動網路網關設備發送PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息和APN信息；
[0184]地址轉發模塊，用於接收所述行動網路網關設備分配的所述UE的IP位址以及APN的標識IP位址，並向所述UE轉發；
[0185]報文轉發模塊，用於接收數據報文，並根據所述UE的IP位址與APN的標識IP位址的對應關係進行報文轉發。
[0186]具體地，接收的數據報文為雙層封裝的第一數據報文，且外層源、目的地址分別為所述UP的IP位址以及APN的標識IP位址，所述報文轉發模塊將所述第一數據報文的外層源、目的地址替換為所述固網網元與行動網路網關設備之間的GTP隧道報文頭後發送；
[0187]接收的數據報文為第三數據報文，所述第三數據報文包括GTP隧道報文頭，且源IP位址為DNS或預配置的該業務的IP位址，目的IP位址為I3DN-GW為UE分配的IP位址，所述報文轉發模塊刪除所述數據報文中的GTP隧道報文頭，修改為雙層封裝的第四數據報文後發送，所述第四數據報文的外層源IP位址為對應的APN標識IP位址，外層目的IP位址為I3DN-GW為UE分配的IP位址。
[0188]優選地,所述APN信息攜帶在DHCP發現(discover)或DHCP請求(request)消息的擴展屬性或PPP認證消息的用戶名或選項欄位中；所述APN的標識IP位址攜帶在DHCP提供(offer)或回復(Mply)消息的擴展屬性或PPP IPCP確認消息的表示APN標識IP位址的選項欄位中。
[0189]顯然，圖17所示的固網網元發送給UE的APN的標識IP位址是行動網路網關設備分配的，對應於方法實施例，APN的標識IP位址還可以是固網網元分配的，對應的，本發明還提供了另一種固網網元，如圖18所示，所述固網網元包括:
[0190]連接建立模塊，用於基於行動網路用戶設備(UE)的地址請求向行動網路網關設備發送PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息和APN信息；
[0191 ] 標識IP位址分配模塊，用於為所述UE分配APN的標識IP位址；
[0192]地址轉發模塊，用於接收所述行動網路網關設備分配的所述UE的IP位址，並向所述UE轉發所述UE的IP位址以及分配的APN的標識IP位址；
[0193]報文轉發模塊，用於接收數據報文，並根據所述UE的IP位址與APN的標識IP位址的對應關係進行報文轉發。
[0194]具體地，接收的數據報文為雙層封裝的第一數據報文，且外層源、目的地址分別為所述UP的IP位址以及APN的標識IP位址，所述報文轉發模塊將所述第一數據報文的外層源、目的地址替換為所述固網網元與行動網路網關設備之間的GTP隧道報文頭後發送；
[0195]接收的數據報文為第三數據報文，所述第三數據報文包括GTP隧道報文頭，且源IP位址為DNS或預配置的該業務的IP位址，目的IP位址為I3DN-GW為UE分配的IP位址，所述報文轉發模塊刪除所述數據報文中的GTP隧道報文頭，修改為雙層封裝的第四數據報文後發送，所述第四數據報文的外層源IP位址為對應的APN標識IP位址，外層目的IP位址為I3DN-GW為UE分配的IP位址如權利要求所述的固網網元。
[0196]所述APN信息攜帶在DHCP發現(discover)或DHCP請求(request)消息的擴展屬性或PPP認證消息的用戶名或選項欄位中；所述APN的標識IP位址攜帶在DHCP提供(offer)或回復(r印Iy)消息的擴展屬性或PPP IPCP確認消息的表示APN標識IP位址的選項欄位中
[0197]以上圖17、18中所示的固網網元的功能模塊主要在TWAG或eBNG中實現。
[0198]對應於上述方法實施例，本發明還提供了一種行動網路網關設備，如圖19所示，該設備包括:
[0199]連接請求接收模塊，用於接收固網網元發送的PDN連接建立請求，其中攜帶行動網路用戶設備(UE)的用戶身份信息和接入點APN信息；
[0200]地址分配模塊，用於為所述UE分配IP位址以及APN的標識IP位址；
[0201]地址發送模塊，用於向固網網元發送所述IP位址以及APN的標識IP位址。
[0202]為實現以上方法實施例，本發明還提供了一種分組數據網絡(TON)業務的實現系統，該系統包括如圖16所示的行動網路用戶設備(UE)、如圖17所示的固網網元以及如19所示的行動網路網關設備。
[0203]為實現以上方法實施例，本發明還提供了另一種分組數據網絡(TON)業務的實現系統，其特徵在於，該系統包括如圖16所示的行動網路用戶設備(UE)、如圖18所示的固網網元以及如19所示的行動網路網關設備。
[0204]本發明方法、系統及網元，可使得行動網路用戶設備UE在FMC網絡架構下從固網接入網絡附著，建立多個PDN連接，獲取APN的標識IP位址後，UE和固網網元可利用為UE分配的APN的標識IP位址來區分該UE的不同的PDN連接，從而使得UE可以訪問多個不同的移動業務分組網絡，建立多個PDN連接，實現UE與行動網路的數據報文交互，解決了固定行動網路融合場景下的認證及多連接建立的問題。
[0205]本領域普通技術人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關硬體完成，所述程序可以存儲於計算機可讀存儲介質中，如只讀存儲器、磁碟或光碟等。可選地，上述實施例的全部或部分步驟也可以使用一個或多個集成電路來實現。相應地，上述實施例中的各模塊/單元可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模塊的形式實現。本發明不限制於任何特定形式的硬體和軟體的結合。
【權利要求】
1.一種分組數據網絡(roN)業務的實現方法，其特徵在於，該方法包括: 行動網路用戶設備(UE)通過固網網元獲取所述UE的IP位址以及所述UE的接入點名稱(APN)的標識IP位址； 所述UE利用獲取的IP位址以及APN的標識IP位址通過固網網元與行動網路網關設備交互數據報文。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述APN的標識IP位址由固網網元或行動網路網關設備。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述UE獲取IP位址以及APN的標識IP位址的步驟包括: 所述UE發起地址請求，其中攜帶APN信息； 固網網元收到所述地址請求後，根據所述APN信息向行動網路網關設備發起PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息和APN信息； 所述行動網路網關設備接收 所述PDN連接建立請求後，分配所述UE的IP位址以及所述APN的標識IP位址並向所述固網網元發送； 所述固網網元將所述UE的IP位址以及所述APN的標識IP位址發送給所述UE。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述UE獲取IP位址以及APN的標識IP位址的步驟包括: 所述UE發起地址請求，其中攜帶APN信息； 固網網元收到所述地址請求後，根據所述APN信息向行動網路網關設備發起PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息和APN信息； 所述行動網路網關設備收到PDN連接建立請求後，為所述UE分配IP位址並向所述固網網元發送； 所述固網網元接收所述UE的IP位址，為所述UE分配所述APN的標識IP位址，並將所述UE的IP位址以及所述APN的標識IP位址發送給所述UE。
5.如權利要求3或4所述的方法，其特徵在於:所述地址請求通過DHCP或PPP方式發送。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述APN信息攜帶在動態主機設置協議(DHCP)發現(discover)或DHCP請求(request)消息的擴展屬性或PPP認證消息的用戶名或選項欄位中；所述APN的標識IP位址攜帶在DHCP提供(offer)或回復(reply)消息的擴展屬性或點對點協議(PPP) IP控制協議(IPCP)確認消息的表示APN標識IP位址的選項欄位中。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述UE發送數據報文的過程包括: 所述UE發送兩層封裝的第一數據報文，其中外層源、目的地址分別為所述UP的IP位址以及APN的標識IP位址； 固網網元接收所述第一數據報文，將所述外層源、目的地址替換為所述固網網元與行動網路網關設備之間的GTP隧道報文頭，生成第二數據報文； 固網網元通過GTP隧道向所述行動網路網關設備發送所述第二數據報文。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述UE接收數據報文的過程包括: 行動網路網關設備發送第三數據報文，該第三數據報文包括GTP隧道報文頭，且源IP位址為DNS或預配置的該業務的IP位址，目的IP位址為I3DN-GW為UE分配的IP位址； 固網網元接收所述第三數據報文後，刪除其中的GTP隧道報文頭，修改為雙層封裝的第四數據報文，所述第四數據報文的外層源IP位址為對應的APN標識IP位址，外層目的IP位址為I3DN-GW為UE分配的IP位址； 所述固網網元發送所述第四數據報文給所述UE。
9.一種行動網路用戶設備(UE)，其特徵在於，該UE包括: 地址獲取模塊，用於向固網網元發起地址請求，其中攜帶APN信息，還用於接收所述固網網元發送的所述UE的IP位址以及所述UE的接入點名稱(APN)的標識IP位址； 數據報文收發模塊，用於利用獲取的IP位址以及APN的標識IP位址通過固網網元與行動網路交互數據報文。
10.如權利要求9所述的UE，其特徵在於，所述APN的標識IP位址由固網網元或行動網路網關設備分配。
11.如權利要求9所述的UE,其特徵在於:所述APN信息攜帶在DHCP發現(discover)或DHCP請求(request)消息的擴展屬性或PPP認證消息的用戶名或選項欄位中；所述APN的標識IP位址攜帶在DHCP提供(offer)或回復(r印Iy)消息的擴展屬性或PPP IPCP確認消息的表示APN標識IP位址的選項欄位中。
12.如權利要求9所述的UE，其特徵在於:所述數據報文收發模塊接收或發送的數據報文採用兩層封裝，發送的數據報文的外層源、目的地址分別為所述UP的IP位址以及APN的標識IP位址，接收的數據報文的外層源、目的地址分別為APN的標識IP位址和所述UP的IP位址。`
13.一種固網網元，其特徵在於，所述固網網元包括: 連接建立模塊，用於基於行動網路用戶設備(UE)的地址請求向行動網路網關設備發送PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息和APN信息； 地址轉發模塊，用於接收所述行動網路網關設備分配的所述UE的IP位址以及APN的標識IP位址，並向所述UE轉發； 報文轉發模塊，用於接收數據報文，並根據所述UE的IP位址與APN的標識IP位址的對應關係進行報文轉發。
14.如權利要求13所述的固網網關，其特徵在於: 接收的數據報文為雙層封裝的第一數據報文，且外層源、目的地址分別為所述UP的IP位址以及APN的標識IP位址，所述報文轉發模塊將所述第一數據報文的外層源、目的地址替換為所述固網網元與行動網路網關設備之間的GTP隧道報文頭後發送； 接收的數據報文為第三數據報文，所述第三數據報文包括GTP隧道報文頭，且源IP位址為DNS或預配置的該業務的IP位址，目的IP位址為I3DN-GW為UE分配的IP位址，所述報文轉發模塊刪除所述數據報文中的GTP隧道報文頭，修改為雙層封裝的第四數據報文後發送，所述第四數據報文的外層源IP位址為對應的APN標識IP位址，外層目的IP位址為PDN-Gff為UE分配的IP位址。
15.如權利要求13所述的固網網元，其特徵在於:所述APN信息攜帶在DHCP發現(discover)或DHCP請求(request)消息的擴展屬性或PPP認證消息的用戶名或選項欄位中；所述APN的標識IP位址攜帶在DHCP提供(offer)或回復(reply)消息的擴展屬性或PPP IPCP確認消息的表示APN標識IP位址的選項欄位中。
16.一種固網網元，其特徵在於，所述固網網元包括: 連接建立模塊，用於基於行動網路用戶設備(UE)的地址請求向行動網路網關設備發送PDN連接建立請求，其中攜帶所述UE的用戶身份信息和APN信息； 標識IP位址分配模塊，用於為所述UE分配APN的標識IP位址； 地址轉發模塊，用於接收所述行動網路網關設備分配的所述UE的IP位址，並向所述UE轉發所述UE的IP位址以及分配的APN的標識IP位址； 報文轉發模塊，用於接收數據報文，並根據所述UE的IP位址與APN的標識IP位址的對應關係進行報文轉發。
17.如權利要求16所述的固網網元，其特徵在於: 接收的數據報文為雙層封裝的第一數據報文，且外層源、目的地址分別為所述UP的IP位址以及APN的標識IP位址，所述報文轉發模塊將所述第一數據報文的外層源、目的地址替換為所述固網網元與行動網路網關設備之間的GTP隧道報文頭後發送； 接收的數據報文為第三數據報文，所述第三數據報文包括GTP隧道報文頭，且源IP位址為DNS或預配置的該業務的IP位址，目的IP位址為I3DN-GW為UE分配的IP位址，所述報文轉發模塊刪除所述數據報文中的GTP隧道報文頭，修改為雙層封裝的第四數據報文後發送，所述第四數據報文的外層源IP位址為對應的APN標識IP位址，外層目的IP位址為PDN-Gff為UE分配的IP位址如權利要求所述的固網網元。
18.如權利要求16所述的固網網元，其特徵在於:所述APN信息攜帶在DHCP發現(discover)或DHCP請求(request)消息的擴展屬性或PPP認證消息的用戶名或選項欄位中；所述APN的標識IP位址攜帶在DHCP提供(offer)或回復(reply)消息的擴展屬性或PPP IPCP確認消息的表示APN標識IP位址的選項欄位中。
19.一種行動網路網關設備，其特徵在於，該設備包括: 連接請求接收模塊，用於接收固網網元發送的PDN連接建立請求，其中攜帶行動網路用戶設備(UE)的用戶身份信息和接入點APN信息； 地址分配模塊，用於為所述UE分配IP位址以及APN的標識IP位址； 地址發送模塊，用於向固網網元發送所述IP位址以及APN的標識IP位址。
20.—種分組數據網絡(TON)業務的實現系統，其特徵在於，該系統包括如權利要求9至12中任一項所述的行動網路用戶設備(UE)、如權利要求13或15中任一項所述的固網網元以及如權利要求19所述的行動網路網關設備。
21.一種分組數據網絡(TON)業務的實現系統，其特徵在於，該系統包括如權利要求9至12中任一項所述的行動網路用戶設備(UE)、如權利要求16或18所述的固網網元以及行動網路網關設備。
【文檔編號】H04W48/16GK103781156SQ201210397730
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月18日 優先權日:2012年10月18日
【發明者】範亮, 袁博, 朱春暉 申請人:中興通訊股份有限公司