CN101860976A

CN101860976A - 实现用户设备本地ip接入的方法、设备及系统

Info

Publication number: CN101860976A
Application number: CN200910081516A
Authority: CN
Inventors: 汪颖; 熊春山
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT; Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2009-04-10
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2029-04-10
Also published as: CN101860976B

Abstract

本发明公开了一种实现UE本地IP接入的方法、设备及系统，所述方法包括：家庭基站HeNB接收UE的附着请求，并将所述附着请求发送给移动性管理实体MME；接收MME发送的为UE本地IP接入建立的系统架构演进SAE承载；通过所述SAE承载将UE接入到家庭网络或本地因特网。利用本发明，可以使UE通过本地IP接入到家庭网络或本地因特网。

Description

实现用户设备本地IP接入的方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及通信技术，具体涉及一种实现用户设备本地IP接入的方法、设备及系统。

背景技术

E-UTRAN(演进全球陆上无线接入)系统在逻辑结构上引入了HeNB GW(家庭基站网关)，相当于扩展了HeNB(家庭基站)和核心网之间的S1接口，从而可以在系统中配置更多的家庭基站。对于HeNB，HeNB GW相当于MME(移动性管理实体)。HeNB GW服务的用户在小区间的移动可以不需要进行MME之间的切换。

如图1所示，是现有E-UTRAN包含HeNB GW的网络架构示意图：

其中，eNB之间是X2接口，eNB和MME之间是S1接口，HeNB通过一个集中节点HeNB GW接入到MME，HeNB之间没有接口，HeNB同时只能和一个HeNB GW相连。

在现有的技术规范中定义了对HeNB的需求，为了让无线接入到HeNB的支持IP能力的UE和家庭其他支持IP能力的设备相互连接，HeNB需要支持本地IP接入到家庭网络的特性，即UE可以同时接入到运营商的网络以及通过本地IP接入到家庭网络。但目前HeNB的规范中并没有给出支持UE如何接入到家庭网络的机制。

发明内容

本发明实施例提供一种实现用户设备本地IP接入的方法、设备及系统，可以使UE通过本地IP接入到家庭网络。

为此，本发明实施例提供如下技术方案：

一种实现用户设备本地IP接入的方法，包括：

家庭基站HeNB接收UE的附着请求，并将所述附着请求发送给移动性管理实体MME；

接收MME发送的为UE本地IP接入建立的系统架构演进SAE承载；

通过所述SAE承载将UE接入到家庭网络或本地因特网。

一种家庭基站，包括：

用户侧接收单元，用于接收UE的附着请求；

网络侧发送单元，用于将所述附着请求发送给MME；

第一承载建立单元，用于获取MME发送的为UE本地IP接入建立的SAE承载；

接入处理单元，用于通过所述SAE承载将UE接入到家庭网络或本地因特网。

一种移动性管理实体，包括：

接收单元，用于接收家庭基站HeNB转发的UE的附着请求；

判断单元，用于根据所述附着请求中UE提供的信息确定UE是否需要进行本地IP接入；

第二承载建立单元，用于在所述判断单元确定UE需要进行本地IP接入后，为UE本地IP接入建立SAE承载；

发送单元，用于将为UE本地IP接入建立的SAE承载发送给HeNB。

一种实现用户设备本地IP接入的系统，包括家庭基站和移动性管理实体；

所述家庭基站，用于接收UE的附着请求，并将所述附着请求发送给移动性管理实体；

所述移动性管理实体，用于根据所述附着请求中UE提供的信息确定UE需要进行本地IP接入，为UE本地IP接入建立SAE承载，并将所述SAE承载发送给所述家庭基站；

所述家庭基站，还用于接收所述移动性管理实体发送的为UE本地IP接入建立的SAE承载，通过所述SAE承载将UE接入到家庭网络或本地因特网。

本发明实施例接实现用户设备本地IP接入的方法、设备及系统，通过HeNB接收UE的附着请求，并将所述附着请求发送给MME，MME根据所述附着请求中UE提供的信息确定UE需要进行本地IP接入，为UE本地IP接入建立SAE(系统架构演进)承载，HeNB通过所述SAE承载将UE接入到家庭网络或本地因特网。从而可以使通过无线接入到HeNB的UE通过本地IP接入到家庭网络或本地因特网，和家庭网络或本地因特网中其他支持IP能力的设备互连，满足了UE本地IP接入的需求。

附图说明

图1是现有E-UTRAN包含HeNB GW的网络架构示意图；

图2是本发明实施例实现用户设备本地IP接入的方法的流程图；

图3是本发明实施例中UE通过HeNB接入家庭网络的附着过程的示意图；

图4是本发明实施例中UE通过HeNB接入家庭网络后的服务请求过程的示意图；

图5是本发明实施例HeNB的结构示意图；

图6是本发明实施例MME的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

参照图2，是本发明实施例实现用户设备本地IP接入的方法的流程图，主要包括以下步骤：

步骤201，HeNB接收UE的附着请求，并将所述附着请求发送给MME。

在所述附着请求中，携带有UE提供的信息，以指示UE是否需要进行本地IP接入，比如接入到家庭网络或本地因特网，进一步地，如果系统支持UE同时接入到多个家庭网络的场景，则在所述附着请求中还可以携带有指示UE是否接入到多个家庭网络的信息，比如所述附着请求中携带有APN(接入点名称)参数，则表明UE需要接入到多个家庭网络。

MME收到所述附着请求后，可以根据所述附着请求中UE提供的信息确定UE需要进行本地IP接入。如果确定UE需要本地IP接入，则为UE的本地IP接入建立SAE承载，并将建立的SAE承载发送给HeNB。

步骤202，接收MME发送的为UE本地IP接入建立的SAE承载。

步骤203，通过所述SAE承载将UE接入到家庭网络或本地因特网。

对于接入到家庭网络或本地因特网的UE来说，SAE承载由UE到HeNB的无线承载组成，HeNB接收到与这些SAE承载相对应的空口无线承载上的UE的数据后，直接将这些数据路由到家庭网络或本地因特网中。

下面以UE接入到家庭网络为例，对本发明实施例进行进一步详细说明。

参照图3，是本发明实施例中UE通过HeNB接入家庭网络的附着过程的示意图。

步骤301，UE向HeNB发起附着过程，发送Attach Request(附着请求)消息。

步骤302：HeNB通过Initial UE Message(初始UE消息)中携带Attach Request消息发送给MME。

步骤303，MME根据UE的Attach Request中提供的信息判断出UE是接入到家庭网络，MME不需要给HeNB发送此家庭网络对应的所有承载的S-GW(服务网关)的传输地址信息和GTP隧道信息。

为此，MME可以将发送给HeNB的Initial Context Setup Request(初始上下文请求)消息中携带的Transport Layer Address(传输层地址)和GTP(通用分组无线业务隧道协议)TEID(隧道终点标识)置空，即IP地址与TEID值设置为全零，或者直接不携带这两个参数，也就是将这两个参数的presence(存在)从原来规范中定义的必选项改为可选项，并且对家庭网络的承载是不携带的；或者将Initial Context Setup Request消息中携带的Transport Layer Address参数设为HeNB的IP地址。

如果系统支持UE同时接入到多个家庭网络的场景，还可以在此消息中指示UE家庭网络承载和家庭网络APN的绑定关系，比如在消息中携带APN IE。HeNB根据此信息可以将UE和不同家庭网络的IP数据包路由到相应的家庭网络中。

步骤304，HeNB向UE发送RRC Connection Reconfiguration(RRC连接重配置)消息，消息中包含无线承载参数。

步骤305，UE向UE响应RRC Connection Complete(RRC连接完成)消息。

步骤306，对于接入到家庭网络的UE来说，SAE承载由UE到HeNB的无线承载组成，没有HeNB到S-GW的S1用户面承载，当HeNB接收到Initial Context Setup Request消息后，如果发现某些承载没有相应的Transport Layer Address和GTP TEID信息，或者如果Transport Layer Address为HeNB的IP地址，将认为这些承载是为接入家庭网络而建立的SAE承载，不是HeNB和S-GW之间的SAE承载，不需要为这些承载分配相应的S1-U接口(服务网关和UE之间的接口)的Transport Layer Address和GTP TEID信息。HeNB将与这些SAE承载相对应的空口无线承载上接收到的数据直接路由到家庭网络中。

HeNB在返回的Initial Context Setup Response消息中也将Transport Layer Address和GTP TEID置空(即IP地址与GTP TEID值设置为全零)，或者直接不携带这两个参数，也就是将这两个参数的presence从原来规范中定义的必选项改为可选项，并且对家庭网络的承载是不携带的；或者将Initial Context Setup Response消息中的Transport Layer Address设置为HeNB的IP地址。

如果系统支持UE同时接入到多个家庭网络的场景，在Initial Context Setup Request消息中会指示UE家庭网络承载和家庭网络APN的绑定关系，HeNB在响应消息中，也会返回MME指示的家庭网络承载和家庭网络APN的绑定关系，并指示成功建立的承载和失败的承载信息。

参照图4，是本发明实施例中UE通过HeNB接入家庭网络后的服务请求过程的示意图。

步骤401，UE向HeNB发起NAS(网络接入服务)过程，发送Service Request (服务请求)消息。

步骤402，HeNB通过Initial UE Message(初始UE消息)中携带Service Request消息发送给MME。

步骤403，UE和HSS(归属用户服务器)间进行网络认证过程。

步骤404，MME不需要给HeNB发送UE接入到家庭网络对应的所有承载的S-GW的传输地址信息和GTP隧道信息，MME可以将发送给HeNB的Initial Context Setup Request消息中携带的Transport Layer Address和GTP TEID置空，即IP地址与TEID值设置为全零，或者直接不携带这两个参数，也就是将这两个IE的presence从原来规范中定义的必选项改为可选项，并且对家庭网络的承载是不携带的；或者将Initial Context Setup Request消息中携带的Transport Layer Address参数设为HeNB的IP地址。

如果系统支持UE同时接入到多个家庭网络的场景，MME需要在此消息中指示UE家庭网络承载和家庭网络APN的绑定关系，比如在消息中携带APNIE。HeNB根据此信息可以将UE和不同家庭网络的IP数据包路由到相应的家庭网络中。

步骤405，HeNB和UE间的无线承载建立过程。

步骤406，UE向S-GW发送上行数据。

步骤407，对于接入到家庭网络的UE来说，SAE承载由UE到HeNB的无线承载组成，没有HeNB到S-GW的S1用户面承载，当HeNB接收到Initial Context Setup Request消息，如果发现某些承载没有相应的Transport Layer Address和GTP TEID信息，或者如果Transport Layer Address为HeNB的IP地址，将认为这些承载是为接入家庭网络而建立的SAE承载，不是HeNB和S-GW之间的SAE承载，不需要为这些承载分配相应的S1-U接口的Transport Layer Address和GTP TEID信息。HeNB将与这些SAE承载相对应的空口无线承载上接收到的数据直接路由到家庭网络中。

HeNB在返回的Initial Context Setup Response消息中也将Transport Layer Address和GTP TEID置空，即IP地址与TEID值设置为全零，或者直接不携带这两个参数，也就是将这两个IE的presence从原来规范中定义的必选项改为可选项，并且对家庭网络的承载是不携带的；或者将Initial Context Setup Response消息中的Transport Layer Address设置为HeNB的IP地址。

如果系统支持UE同时接入到多个家庭网络的场景，MME在Initial Context Setup Request消息中指示UE家庭网络承载和家庭网络APN的绑定关系，则HeNB在Initial Context Setup Response消息中，也会返回MME指示的家庭网络承载和家庭网络APN的绑定关系，并指示成功建立的承载和失败的承载信息。

步骤408～412是核心网更新UE的承载信息的过程，该过程与现有过程相同。具体如下：

步骤408，MME向S-GW发送Update Bearer Request(更新承载请求)消息。

步骤409，S-GW将收到的Update Bearer Request消息发送给PDN GW(分组数据网络网关)。

步骤410，PDN GW收到Update Bearer Request消息后，与PCRF(策略和计费规则功能)实体进行IP连接接入网络会话修改过程，获得PCC(策略和计费控制)规则。

步骤411，PDN GW向S-GW发送Update Bearer Response(更新承载响应)消息。

步骤412，S-GW将收到的Update Bearer Response消息发送给MME。

可见，利用本发明实施例的方法，可以将无线接入到HeNB的支持IP能力的UE接入到家庭网络，而且不会影响UE接入到运营商的网络。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

本发明实施例还提供了一种HeNB，如图5所示，是该HeNB的一种结构示意图。

在该实施例中，所述HeNB500包括：用户侧接收单元501、网络侧发送单元502、第一承载建立单元503和接入处理单元504。其中：

用户侧接收单元501，用于接收UE的附着请求；

网络侧发送单元502，用于将所述附着请求发送给MME；

第一承载建立单元503，用于获取MME发送的为UE本地IP接入建立的SAE承载；

接入处理单元504，用于通过所述SAE承载将UE接入到家庭网络或本地因特网，具体地，所述接入处理单元将与所述SAE承载相对应的空口无线承载上接收到的UE的数据路由到家庭网络或本地因特网中。

在本发明实施例中，所述第一承载建立单元503的一种优选结构包括：接收子单元531和确定子单元532。其中，所述接收子单元531，用于接收MME发送的初始上下文建立请求消息。所述确定子单元532，用于根据所述初始上下文建立请求消息中的信息，确定MME建立的SAE承载是为UE本地IP接入建立的SAE承载。具体地，所述确定子单元532可以通过判断所述初始上下文建立请求消息中携带的传输层地址参数和GTP隧道信息参数为空，或者所述初始上下文建立请求消息中未携带传输层地址参数和GTP隧道信息参数，或者所述初始上下文建立请求消息中携带传输层地址参数为HeNB的IP地址，确定MME建立的SAE承载是为UE接入家庭网络建立的SAE承载。

当然，第一承载建立单元503并不仅限于这种结构，还可以有其他实现方式。

在本发明实施例中，所述网络侧发送单元502，还可进一步用于向MME返回初始上下文建立响应消息，所述初始上下文建立响应消息中携带的传输层地址参数和GTP隧道信息参数为空，或者所述初始上下文建立请求消息中未携带传输层地址参数和GTP隧道信息参数，或者所述初始上下文建立请求消息中携带的传输层地址参数为HeNB的IP地址。

如果系统支持UE同时接入到多个家庭网络的场景，则在所述初始上下文建立响应消息中携带MME指示的家庭网络承载和家庭网络APN的绑定关系，并指示成功建立的承载和失败的承载信息。

需要说明的是，上述HeNB的结构是从逻辑功能上来划分的，其中各功能单元可以是独立的模块，也可以将部分或全部功能单元集成在同一个模块中。也就是说，在实际应用中，根据应用需要，所述HeNB还可以有其他结构形式。

本发明实施例的HeNB，可以将无线接入到HeNB的支持IP能力的UE接入到家庭网络或本地因特网，使UE与家庭网络或本地因特网中其他支持IP能力的设备互连，而且不会影响该UE接入到运营商的网络。利用该HeNB将UE接入家庭网络或本地因特网的过程可参照前面本发明方法实施例中的描述，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种MME，如图6所示，是该MME的一种结构示意图。

在该实施例中，所述MME600包括：接收单元601、判断单元602、第二承载建立单元603、发送单元604。其中：

接收单元601，用于接收HeNB转发的UE的附着请求；

判断单元602，用于根据所述附着请求中UE提供的信息确定UE是否需要进行本地IP接入；

第二承载建立单元603，用于在所述判断单元602确定UE需要进行本地IP接入后，为UE本地IP接入建立SAE承载，具体地，可以通过初始上下文建立请求消息为UE本地IP接入建立SAE承载，所述初始上下文建立请求消息携带的传输层地址参数和GTP隧道信息参数为空，或者所述初始上下文建立请求消息中未携带传输层地址参数和GTP隧道信息参数，或者所述初始上下文建立请求消息中携带的传输层地址参数为HeNB的IP地址；

发送单元604，用于将为UE本地IP接入建立的SAE承载发送给HeNB。

在本发明实施例中，所述判断单元602，还可进一步用于根据所述附着请求中UE提供的信息确定UE是否需要同时接入到多个家庭网络；相应地，所述第二承载建立单元603，还用于在所述判断单元602确定UE需要同时接入到多个家庭网络后，在所述初始上下文建立请求消息中携带指示家庭网络承载和家庭网络APN的绑定关系。

需要说明的是，上述MME的结构是从逻辑功能上来划分的，其中各功能单元可以是独立的模块，也可以将部分或全部功能单元集成在同一个模块中。也就是说，在实际应用中，根据应用需要，所述MME还可以有其他结构形式。

本发明实施例的MME，可以根据UE提供的信息确定UE需要进行本地IP接入，从而为UE本地IP接入建立SAE承载，使HeNB根据所述SAE承载将UE接入家庭网络或本地因特网。具体过程可参照前面本发明方法实施例中的描述，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种实现用户设备本地IP接入的系统，所述系统包括HeNB和MME。其中：

所述HeNB，用于接收UE的附着请求，并将所述附着请求发送给MME；

所述MME，用于根据所述附着请求中UE提供的信息确定UE需要进行本地IP接入，为UE本地IP接入建立SAE承载，并将所述SAE承载发送给所述HeNB；

所述HeNB，还用于接收所述MME发送的为UE本地IP接入建立的SAE承载，通过所述SAE承载将UE接入到家庭网络或本地因特网。

所述HeNB和MME的具体结构可参照前面本发明实施例中的描述，在此不再赘述。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种实现用户设备本地IP接入的方法，其特征在于，包括：

接收MME发送的为UE本地IP接入建立的系统架构演进SAE承载；

通过所述SAE承载将UE接入到家庭网络或本地因特网。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

MME根据所述附着请求中UE提供的信息确定UE需要进行本地IP接入；

所述接收MME发送的为UE本地IP接入建立的SAE承载包括：

接收MME发送的初始上下文建立请求消息；

根据所述初始上下文建立请求消息中的信息确定MME建立的SAE承载是为UE本地IP接入建立的SAE承载。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始上下文建立请求消息中的信息确定MME建立的SAE承载是为UE本地IP接入建立的SAE承载包括：

如果所述初始上下文建立请求消息中携带的传输层地址参数和通用无线分组业务隧道协议GTP隧道信息参数为空，则确定MME建立的SAE承载是为UE本地IP接入建立的SAE承载；或者

如果所述初始上下文建立请求消息中未携带传输层地址参数和GTP隧道信息参数，则确定MME建立的SAE承载是为UE本地IP接入建立的SAE承载；或者

如果所述初始上下文建立请求消息中携带的传输层地址参数为HeNB的IP地址，则确定MME建立的SAE承载是为UE本地IP接入建立的SAE承载。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

HeNB向MME返回初始上下文建立响应消息，所述初始上下文建立响应消息中携带的传输层地址参数和GTP隧道信息参数为空，或者所述初始上下文建立请求消息中未携带传输层地址参数和GTP隧道信息参数，或者所述初始上下文建立响应消息中携带的传输层地址参数为HeNB的IP地址。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果MME确定UE需要同时接入到多个家庭网络，则在所述初始上下文建立请求消息中携带指示家庭网络承载和家庭网络接入点名称APN的绑定关系；

HeNB在所述初始上下文建立响应消息中携带MME指示的家庭网络承载和家庭网络APN的绑定关系，并指示成功建立的承载和失败的承载信息。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述通过所述SAE承载将UE接入到家庭网络或本地因特网包括：

HeNB将与所述SAE承载相对应的空口无线承载上接收到的UE的数据路由到家庭网络或本地因特网中。

7.一种家庭基站，其特征在于，包括：

用户侧接收单元，用于接收UE的附着请求；

网络侧发送单元，用于将所述附着请求发送给MME；

8.根据权利要求7所述的家庭基站，其特征在于，所述第一承载建立单元包括：

接收子单元，用于接收MME发送的初始上下文建立请求消息；

确定子单元，用于根据所述初始上下文建立请求消息中的信息，确定MME建立的SAE承载是为UE本地IP接入建立的SAE承载。

9.根据权利要求8所述的家庭基站，其特征在于，所述确定子单元识别所述初始上下文建立请求消息中携带的传输层地址参数和GTP隧道信息参数为空，或者所述初始上下文建立请求消息中未携带传输层地址参数和GTP隧道信息参数，或者所述初始上下文建立请求消息中携带传输层地址参数为所述家庭基站的IP地址，确定MME建立的SAE承载是为UE本地IP接入建立的SAE承载。

10.根据权利要求8所述的家庭基站，其特征在于，

所述网络侧发送单元，还用于向MME返回初始上下文建立响应消息，所述初始上下文建立响应消息中携带的传输层地址参数和GTP隧道信息参数为空，或者所述初始上下文建立请求消息中未携带传输层地址参数和GTP隧道信息参数，或者所述初始上下文建立请求消息中携带的传输层地址参数为所述家庭基站的IP地址。

11.根据权利要求10所述的家庭基站，其特征在于，所述初始上下文建立响应消息中携带MME指示的家庭网络承载和家庭网络APN的绑定关系，并指示成功建立的承载和失败的承载信息。

12.根据权利要求7至11任一项所述的家庭基站，其特征在于，所述接入处理单元将与所述SAE承载相对应的空口无线承载上接收到的UE的数据路由到家庭网络或本地因特网中。

13.一种移动性管理实体，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收家庭基站HeNB转发的UE的附着请求；

发送单元，用于将为UE本地IP接入建立的SAE承载发送给HeNB。

14.根据权利要求13所述的移动性管理实体，其特征在于，

所述第二承载建立单元，通过初始上下文建立请求消息为UE本地IP接入建立SAE承载，所述初始上下文建立请求消息携带的传输层地址参数和GTP隧道信息参数为空，或者所述初始上下文建立请求消息中未携带传输层地址参数和GTP隧道信息参数，或者所述初始上下文建立请求消息中携带的传输层地址参数为HeNB的IP地址。

15.根据权利要求14所述的移动性管理实体，其特征在于，

所述判断单元，还用于根据所述附着请求中UE提供的信息确定UE是否需要同时接入到多个家庭网络；

所述第二承载建立单元，还用于在所述判断单元确定UE需要同时接入到多个家庭网络后，在所述初始上下文建立请求消息中携带指示家庭网络承载和家庭网络APN的绑定关系。

16.一种实现用户设备本地IP接入的系统，其特征在于，包括家庭基站和移动性管理实体；

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述家庭基站为权利要求7至12任一项所述的家庭基站。

18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述移动性管理实体为权利要求13至15任一项所述的移动性管理实体。