WO2011011940A1 - 一种移动网络连接的建立方法及*** - Google Patents

一种移动网络连接的建立方法及*** Download PDF

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WO2011011940A1
WO2011011940A1 PCT/CN2009/075241 CN2009075241W WO2011011940A1 WO 2011011940 A1 WO2011011940 A1 WO 2011011940A1 CN 2009075241 W CN2009075241 W CN 2009075241W WO 2011011940 A1 WO2011011940 A1 WO 2011011940A1
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initial
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connection
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apn
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朱春晖
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中兴通讯股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/06—Authentication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup

Definitions

  • the present invention relates to mobile communication technologies, and in particular, to a method and system for establishing a mobile network connection.
  • the Mobile IP (Internet Protocol) protocol is a network layer solution that provides mobility over the Internet (Internet), enabling nodes to switch communications without disrupting ongoing communications.
  • Mobile IP provides an IP routing mechanism that allows mobile nodes to be accessed through their home address when accessing a foreign link.
  • MN Mobile Node
  • UE User Equipment
  • HA Home Agent
  • MN the topology anchor of the home network prefix of MN, and manages the binding state of the MN.
  • Ho A A permanent IP address assigned to a mobile node that belongs to the home link of the mobile node.
  • the standard IP routing mechanism sends packets addressed to the mobile node's home address to its home link.
  • Care of Address Refers to the IP address obtained when the mobile node accesses the foreign link.
  • the subnet prefix of this IP address is the foreign subnet prefix.
  • Binding The association between the MN's IPv6 home network prefix and/or the IPv4 home address and the CoA.
  • the 3rd Generation Partnership Project (3rd The Generation Partnership Project (3GPP) standardization working group is currently working on the next generation evolution of the core network system, the Evolved Packet Core (EPC), which aims to provide users with higher transmission rates and shorter Transmission delay.
  • the EPC system supports access to an evolved Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) and access to non-3GPP access networks, such as Worldwide Interoperability for Microwave Access (World Interoperability for Microwave Access, WiMAX) access network.
  • E-UTRAN evolved Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network
  • WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
  • FIG. 1 is a system architecture diagram of an Evolved Packet System (EPS).
  • EPS Evolved Packet System
  • S-GW Serving Gateway
  • P-GW Packet Data Network Gate
  • HSS Home Subscriber Server
  • AAA Server Authorization The accounting server
  • ePDG evolved packet data gateway
  • Trusted Non 3GPP Access Network There is a trust relationship between the 3GPP network and the non-3GPP access system, and the non-3GPP access system can directly access the P-GW; the untrusted non-3GPP access network (Untrusted Non 3GPP Access): There is no trust relationship between the 3GPP network and the non-3GPP access system.
  • the non-3GPP access system must first access the evolved packet data gateway (ePDG) of the 3GPP network, and then access the P-GW. . At this time, a secure tunnel is established between the UE and the ePDG to ensure secure transmission of data between the UE and the 3GPP network.
  • ePDG evolved packet data gateway
  • the dual stack mobile IP protocol version 6 (Dual Stack ⁇ , DS-MIPv6) is used to keep the user IP address unchanged to maintain user service continuity.
  • the initial P-GW has the function of HA.
  • a trusted non-3GPP access network or ePDG will assign a Care-of Address (CoA) to the UE.
  • the UE uses the mobility service, the UE initiates an Internet Key Exchange Version 2 (IKEv2) to establish a security association with the HA, and the HA allocates an IP address (HoA) to the UE and sends the address to the UE.
  • IKEv2 Internet Key Exchange Version 2
  • HoA IP address
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of a method for establishing a mobile network connection in the prior art. As shown in FIG. 2, in the prior art, establishing a mobile network connection specifically includes the following steps:
  • Step 201 The UE accesses the target P-GW through the E-UTRAN and the serving gateway.
  • the HSS stores an IP address or identity for the service access P-GW currently used by the UE.
  • the service is identified by an Access Point name (APN), and the P-GW is called a target P-GW.
  • APN Access Point name
  • Step 202 The UE switches to the non-3GPP access network to establish a connection with the trusted non-3GPP network or ePDG.
  • Step 203 The UE interacts with the initial P-GW to perform home agent conversion.
  • the UE starts the DSMIPv6 protocol stack and starts to find the address of the HA.
  • the UE obtains the HA address, that is, the initial P-GW address may be queried by using a Domain Name System (DNS), specifically: The home agent-access point name (HA-APN) is given to the DNS server (DNS Server); the DNS server searches for the IP address of the P-GW corresponding to the HA-APN saved by itself, and finds the IP addresses of some P-GWs.
  • DNS Domain Name System
  • the UE obtains the address list of the P-GW returned by the DNS server, and selects an address from which the P-GW corresponding to the address is not the target P-GW, and is the initial P-GW. Afterwards, the UE establishes a security association with the initial P-GW. In the process of establishing the security association, the initial P-GW obtains the address of the target P-GW from the HSS, sends it to the UE, and instructs the UE to redirect to the target. P-GW, which indicates the conversion of the home agent.
  • Step 204 The UE establishes a DSMIPv6 security association and a binding relationship with the obtained target P-GW, completes the handover, and implements service continuity.
  • the user data can be directly sent to the UE through the target P-GW.
  • the UE cannot directly establish a DSMIPv6 binding with the P-GW connected before the handover, that is, the target P-GW, and needs a process of converting the home agent from the initial P-GW to the target P-GW. This conversion process wastes network resources and affects the speed and user experience of the UE accessing the network.
  • the main purpose of the present invention is to provide a method and system for establishing a mobile network connection, which can save network resources, improve the speed at which the UE accesses the network, and improve the user experience.
  • the present invention provides a method for establishing a mobile network connection, the method comprising:
  • the user equipment UE initiates establishment of a security association with the initial P-GW;
  • the initial P-GW establishes a connection with the target P-GW and returns an authentication response to the UE;
  • Binding updates are performed between the UE and the initial P-GW.
  • the method further includes:
  • the UE accesses the target P-GW through the evolved universal terrestrial radio access network E-UTRAN and the serving gateway;
  • the UE switches to the non-3rd Generation Partnership Project 3GPP Access Network to establish a connection with the trusted non-3GPP or evolved packet data gateway ePDG.
  • the method further includes:
  • the UE sends the access point name APN to the initial P-GW;
  • the initial P-GW acquires the IP address of the target P-GW from the home subscriber server HSS.
  • the step of establishing the connection between the initial P-GW and the target P-GW includes:
  • the initial P-GW sends a connection establishment request to the target P-GW through an interface with the target P-GW; and the target P-GW returns a connection establishment response to the initial P-GW through an interface with the initial P-GW. , among them,
  • connection establishment request carries at least a user identity, an APN, and a downlink generic routing encapsulation key GRE KEY.
  • the method further includes:
  • the target P-GW searches for the PDN connection context of the packet data network corresponding to the APN according to the user identity and the APN carried in the connection request, and obtains the user IP address saved therein, and Newly described PDN connection context;
  • the target P-GW saves the received downlink GRE KEY and the IP address of the initial P-GW, and allocates the uplink GRE KEY, and then performs the subsequent steps, that is, the target P-GW returns a connection establishment response to the initial P-GW. among them,
  • the setup connection response carries at least an uplink GRE KEY, a user identity, an APN, and a user IP address.
  • the method further includes:
  • the target P-GW forwards the downlink user data to the initial P-GW;
  • the initial P-GW sends the downlink user data to the UE to implement service continuity.
  • the present invention also provides a mobile network connection establishment system, including: a user equipment UE, an initial packet data network gateway P-GW, and a target P-GW, where
  • the UE is configured to: initiate establishment of a security association with the initial P-GW; and perform binding update with the initial P-GW after receiving the authentication response from the initial P-GW;
  • the initial P-GW is configured to: after the UE initiates the establishment of the security association, establish a connection with the target P-GW, and return an authentication response to the UE;
  • the target P-GW is configured to establish a connection with the initial P-GW after the UE initiates the establishment of the security association.
  • the UE is further configured to: after initiating establishment of the security association with the initial P-GW, sending the access point name APN to the initial P-GW;
  • the initial P-GW is also set to acquire the IP address of the target P-GW.
  • the initial P-GW is further configured to: send, by using an interface with the target P-GW, a connection establishment request to the target P-GW, where the connection establishment request carries at least a user identity, APN and downlink general routing encapsulation key GRE KEY;
  • the target P-GW is further configured to: return a connection establishment response to the initial P-GW by using an interface with the initial P-GW, where the connection establishment response carries at least an uplink GRE KEY, The user identity, the APN, and the user IP address.
  • the target P-GW is further configured to: search a PDN connection context of the packet data network corresponding to the APN according to the user identity and the APN carried in the connection request, obtain a user IP address saved therein, and update the PDN connection context; saves the downlink GRE KEY carried in the received connection establishment request and the IP address of the initial P-GW, and allocates the uplink GRE KEY.
  • target P-GW is further configured to: receive downlink user data sent by the external PDN, and forward the downlink user data to the initial P-GW;
  • the initial P-GW is further configured to: send downlink user data from the target P-GW to the UE.
  • the method and system for establishing a mobile network connection of the present invention increases the interface PI between the initial P-GW and the target P-GW, and the UE accesses the target P-GW through the E-UTRAN and the serving gateway, and establishes non-3GPP with trust or After the connection between the ePDGs, the establishment of the security association with the initial P-GW is initiated by the UE, thereby establishing a connection between the initial P-GW and the target P-GW, and the downlink user data sent by the external PDN is continuously sent to The target P-GW forwards the data to the initial P-GW, and then sends the data to the UE by the initial P-GW to implement service continuity.
  • the UE can establish communication with the target P-GW, which saves network resources and can improve the speed and user experience of the UE accessing the network.
  • FIG. 1 is a system architecture diagram of EPS
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of a method for establishing a mobile network connection in the prior art
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a network connection established by the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic flowchart of a method for establishing a mobile network connection according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of a system for establishing a mobile network connection according to the present invention.
  • the basic idea of the present invention is: to increase the interface between the initial P-GW and the target P-GW, the UE accesses the target P-GW through the E-UTRAN and the serving gateway, and establishes non-3GPP with trust or After the connection between the ePDGs, the UE initiates the establishment of a security association with the initial P-GW, thereby establishing a connection between the initial P-GW and the target P-GW, and the downlink user data sent by the external PDN continues to be sent to The target P-GW forwards the data to the initial P-GW, and then sends the data to the UE by the initial P-GW to implement service continuity.
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a network connection established by the present invention.
  • the architecture of the network connection established by the present invention is compared with that of FIG. 1 as follows: Adding an initial P-GW to a target P-GW Interface, named Pl.
  • the functions of the interface include, but are not limited to: establishing a user plane connection between the initial P-GW and the target P-GW through signaling interaction, such as a Generic Routing Encapsulation (GRE) tunnel, which has both user plane and signaling plane functions. .
  • GRE Generic Routing Encapsulation
  • FIG. 4 is a schematic flowchart of a method for establishing a mobile network connection according to the present invention. As shown in FIG. 4, the method for establishing a mobile network connection according to the present invention specifically includes the following steps:
  • Step 401 The UE accesses the target P-GW through the E-UTRAN and the serving gateway.
  • Step 402 The UE switches to the non-3GPP access network to establish a connection with the trusted non-3GPP or ePDG.
  • Step 403 The UE initiates establishment of a security association with the initial P-GW.
  • the UE starts the DSMIPv6 protocol stack, and starts to query the address of the HA, that is, the UE sends a query containing the HA-APN to the DNS server; after receiving the query, the DNS server searches for the HA-APN saved by itself.
  • the IP address of the corresponding P-GW is found, and some IP addresses of the P-GW are found, and are returned to the UE in the form of a list; after the UE obtains the address list of the P-GW returned by the DNS server, an address is selected from the P-GW.
  • the P-GW corresponding to the address is not the target P-GW, but the initial P-GW, and then initiates the establishment of the security association with the selected initial P-GW.
  • the UE needs to send an APN to the initial P-GW, and the initial P-GW obtains the address of the target P-GW from the HSS.
  • Step 404 The initial P-GW sends a connection establishment request to the target P-GW through the P1 interface.
  • the connection establishment request includes a user identity and an APN, and a Generic Routing Encapsulation KEY (GRE KEY), wherein the user identity is generally a Network Access ID (NAI) or an international mobile subscriber identity. code (international mobile subscriber identity, IMSI).
  • NAI Network Access ID
  • IMSI international mobile subscriber identity
  • Step 405 After receiving the connection establishment request, the target P-GW returns a connection establishment response to the initial P-GW through the interface P1 with the initial P-GW.
  • the target P-GW searches for the PDN connection context corresponding to the APN according to the user identity and the APN carried in the connection establishment request, obtains the user IP address saved therein, updates the PDN connection context, and saves the received downlink GRE.
  • the IP address of the KEY and the initial P-GW, and the uplink GRE KEY are allocated, and then the connection establishment response is sent to the initial P-GW, where the connection establishment response message includes: an uplink GRE KEY, a user identity and an APN, and a user IP address.
  • Step 406 The initial P-GW sends an authentication response, that is, an authentication completion message to the UE, to complete establishment of the security association.
  • the authentication completion message includes the user IP address obtained from the target P-GW in step 405.
  • Step 407 Perform binding update between the UE and the initial P-GW.
  • the UE sends a binding update to the initial P-GW, and the initial P-GW replies with the binding acknowledgement to the UE, completing the establishment of the DSMIPv6 tunnel between the initial P-GW and the UE.
  • the downlink user data sent by the external PDN is sent to the target P-GW, and the target P-GW forwards the data to the initial P-GW through the P1 interface, and the initial P-GW sends the data to the initial P-GW through the S2c interface.
  • UE achieving business continuity.
  • the system for establishing a mobile network connection of the present invention includes: a UE 51, an initial P-GW 52, and a target P-GW 53, where
  • the UE 51 is configured to initiate establishment of a security association with the initial P-GW 52; and after receiving the authentication response from the initial P-GW 52, perform binding update with the initial P-GW 52;
  • the initial P-GW 52 is configured to establish a connection with the target P-GW 53 after the UE 51 initiates the establishment of the security association, and return an authentication response to the UE 51.
  • the target P-GW 53 is configured to establish a connection with the initial P-GW 52 after the UE 51 initiates the establishment of the security association.
  • the UE 51 is further configured to send an APN to the initial P-GW 52 after initiating establishment of the security association with the initial P-GW 52;
  • the initial P-GW 52 is also used to obtain the address of the target P-GW 53.
  • the initial P-GW 52 is further configured to send a connection establishment request to the target P-GW 53 through an interface with the target P-GW 53;
  • the target P-GW 53 is also used to return a connection establishment response to the initial P-GW 52 through an interface with the initial P-GW 52.
  • the target P-GW 53 is further configured to search for a PDN connection context corresponding to the APN according to the user identity and the APN carried in the connection establishment request, obtain the user IP address saved therein, and update the PDN connection context; The downstream GRE KEY and the IP address of the initial P-GW, and the allocation of the upstream GRE KEY.
  • the target P-GW 53 is further configured to receive downlink user data sent by the external PDN, and forward the data to the initial P-GW 52;
  • the initial P-GW 52 is also used to send the data from the target P-GW 53 to the UE 51.
  • the above is only the preferred embodiment of the present invention and is not intended to limit the scope of the present invention.
  • the method and system for establishing a mobile network connection of the present invention increases the interface PI between the initial P-GW and the target P-GW, and the UE accesses the target P-GW through the E-UTRAN and the serving gateway, and establishes non-3GPP with trust or After the connection between the ePDGs, the establishment of the security association with the initial P-GW is initiated by the UE, thereby establishing a connection between the initial P-GW and the target P-GW, and the downlink user data sent by the external PDN is continuously sent to The target P-GW forwards the data to the initial P-GW, and then sends the data to the UE by the initial P-GW to implement service continuity. With the present invention, the UE can establish communication with the target P-GW, which saves network resources and can improve the speed and user experience of the UE accessing the network.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明提供了一种移动网络连接的建立方法及***，增加了初始P-GW与目标P-GW之间的接口，UE通过E-UTRAN和服务网关接入目标P-GW，且建立与信任的非3GPP或者ePDG之间的连接之后，由 UE发起与初始P-GW之间的安全联盟的建立，从而建立初始P-GW和目标P-GW之间的连接，外部PDN发来的下行用户数据继续发给目标P-GW，目标P-GW将这些数据转发给初始P-GW，再由初始P-GW将数据发给UE，以实现业务连续。通过本发明，UE能够与目标P-GW建立通信，节约了网络资源，且能提高UE接入网络的速度及用户体验。

Description

一种移动网络连接的建立方法及***
技术领域
本发明涉及移动通信技术， 尤其涉及一种移动网络连接的建立方法及系 统。
背景技术
移动 IP ( Internet Protocol 因特网协议）协议是一种在因特网 （ Internet ) 上提供移动功能的网络层方案， 能够使节点在切换链路时不中断正在进行的 通信。 特别是移动 IP提供了一种 IP路由机制， 使得在移动节点接入外地链 路时仍然可以通过其家乡地址被访问。
下面解释本文中涉及的关于移动 IP的重要专有名词：
移动节点（Mobile Node, MN ) ： 指移动 IP中能够从一个链路的连接点 移动到另一个连接点， 同时， 仍能通过其家乡地址被访问的节点。 本发明中， 用户设备 ( User Equipment, UE)也可称为移动节点。
家乡代理（Home Agent, HA ) ： 指移动节点家乡链路上的一个路由器。 当移动节点离开家乡链路时， 能截取其家乡链路上的目的地址为移动节点家 乡地址的数据包， 通过隧道转发到移动节点注册的转交地址。 HA是 MN的 家乡代理，它是 MN的家乡网络前缀的拓朴锚点，并且管理 MN的绑定状态。
家乡地址（Home Address, Ho A): 指分配给移动节点的永久的 IP地址， 属于移动节点的家乡链路。 标准的 IP路由机制会把发给移动节点家乡地址的 分组发送到其家乡链路。
转交地址（Care of Address, CoA )： 指移动节点访问外地链路时获得的 IP地址。 这个 IP地址的子网前缀是外地子网前缀。
绑定（ Binding )：是 MN的 IPv6家乡网络前缀和 /或 IPv4家乡地址与 CoA 之间的关联关系。
为了保持第三代移动通信***在移动通信领域的竟争力， 必须提高其网 络性能以及降低网络建设和运营成本。 因此， 第三代合作伙伴计划 （3rd Generation Partnership Project, 3 GPP )的标准化工作组目前正致力研究核心网 ***下一代演进——演进的分组核心网 （Evolved Packet Core, EPC ) , 目的 是能为用户提供更高的传输速率， 更短的传输时延。 EPC***支持演进的通 用陆地无线接入网 ( Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, E-UTRAN ) 的接入， 以及非 3GPP接入网的接入， 如全球微波互联接入 ( Worldwide Interoperability for Microwave Access , WiMAX )接入网。
图 1为演进的分组***（ Evolved Packet System, EPS ) 的***架构图， 如图 1所示， UE处于非漫游情况下时， 通过非 3GPP接入网接入 EPC。 图中 的网元还包括有： 服务网关（ Serving Gateway, S-GW ) 、 分组数据网络网关 ( Packet Data Network Gate Way, P-GW )、 归属用户服务器（ Home Subscriber Server, HSS ) /认证、 授权、 计费服务器（AAA Server )和演进的分组数据网 关（Evolved Packet Data Gateway, ePDG ) , 其中， P-GW区分为初始 P-GW 和目标 P-GW, 非 3GPP接入网包括以下两种类型：
信任的非 3GPP接入网 （ Trusted Non 3GPP Access ) ： 3GPP网络和该非 3GPP接入***之间存在信任关系， 非 3GPP接入***可以直接接入 P-GW; 不信任的非 3GPP接入网 （ Untrusted Non 3GPP Access ) ： 3GPP网络和 该非 3GPP接入***之间不存在信任关系， 非 3GPP接入***必须首先接入 3GPP网络的演进的分组数据网关（ePDG ) ,再接入 P-GW。这时 UE与 ePDG 之间建立一个安全隧道， 保证 UE与 3GPP网络之间数据的安全传输。
当 UE作为移动节点通过非 3GPP接入网接入 EPS网络时， 双栈移动 IP 协议第六版（ Dual Stack ΜΙΡνό , DS-MIPv6 )被用来保持用户 IP地址不变， 以维持用户业务连续性， 此时初始 P-GW具有 HA的功能。 信任的非 3GPP 接入网或者 ePDG会为 UE分配转交地址（ CoA )。 当 UE使用移动性业务时， UE发起因特网密钥交换第 2版（ Internet Key Exchange version 2 , IKEv2 )与 HA建立安全联盟， HA会为 UE分配 IP地址（HoA )并把该地址发给 UE。
图 2为现有技术中移动网络连接的建立方法流程示意图， 如图 2所示， 现有技术中， 建立移动网络连接具体包括以下步骤：
步骤 201： UE通过 E-UTRAN和服务网关接入目标 P-GW。 HSS中保存有对于 UE当前使用的业务接入 P-GW的 IP地址或者身份， 该业务用接入点名称（ Access point name, APN )标识， 该 P-GW即称为目标 P-GW。
步骤 202: UE切换到非 3GPP接入网络， 建立与信任的非 3GPP网络或 者 ePDG的连接。
步骤 203: UE与初始 P-GW交互， 进行家乡代理转换。
这里， UE启动 DSMIPv6协议栈， 开始查找 HA的地址， 现有技术中 UE 获取 HA地址， 即初始 P-GW地址的方式可以是通过域名*** ( Domain Name System, DNS )查询， 具体为： UE发送家乡代理 -接入点名称（HA-APN )给 DNS服务器（ DNS Server )； DNS Server查找自身保存的该 HA-APN对应的 P-GW的 IP地址， 查找到一些 P-GW的 IP地址， 将其以列表的形式返回给 UE; UE获取到 DNS Server返回的 P-GW的地址列表，从其中选取一个地址， 该地址对应的 P-GW不是目标 P-GW,是初始 P-GW。之后， UE与初始 P-GW 建立安全联盟， 在建立该安全联盟的过程中， 初始 P-GW会从 HSS获取目标 P-GW的地址， 将其发给 UE, 并且指示该 UE重定向到目标 P-GW, 即指示 家乡代理转换。
步骤 204: UE与获取的目标 P-GW建立 DSMIPv6安全联盟和绑定关系， 完成切换， 实现业务连续。
完成切换后， 用户数据便可通过目标 P-GW直接发给 UE。
可以看出， 现有技术中， UE 不能直接与切换前连接的 P-GW、 即目标 P-GW建立 DSMIPv6绑定， 需要一个从初始 P-GW到目标 P-GW的家乡代理 转换的过程， 这个转换过程浪费网络资源， 且影响 UE接入网络的速度及用 户体验。 发明内容
有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种移动网络连接的建立方法及 ***， 能够节省网络资源， 提高 UE接入网络的速度， 且提高用户体验。
为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的： 本发明提供一种移动网络连接的建立方法， 该方法包括：
增加初始分组数据网络网关 P-GW与目标 P-GW之间的接口；
用户设备 UE发起与初始 P-GW之间的安全联盟的建立；
初始 P-GW建立与目标 P-GW之间的连接， 并向 UE返回认证响应； 以 及
UE与初始 P-GW之间进行绑定更新。
进一步地， 所述 UE发起与初始 P-GW之间的安全联盟的建立的步骤之 前， 所述方法还包括：
UE 通过演进的通用陆地无线接入网 E-UTRAN和服务网关接入目标 P-GW; 以及
UE向非第三代合作伙伴计划 3GPP接入网切换， 建立与信任的非 3GPP 或者演进的分组数据网关 ePDG之间的连接。
进一步地， 所述 UE发起与初始 P-GW之间的安全联盟的建立的步骤之 后， 所述方法还包括：
UE发送接入点名称 APN给初始 P-GW; 以及
初始 P-GW从归属用户服务器 HSS获取目标 P-GW的 IP地址。
所述初始 P-GW建立与目标 P-GW之间的连接的步骤包括：
初始 P-GW通过与目标 P-GW之间的接口， 向目标 P-GW发送建立连接 请求； 以及 目标 P-GW通过与初始 P-GW之间的接口， 向初始 P-GW返回建立连接 响应， 其中，
所述建立连接请求至少携带有用户身份、 APN、 以及下行通用路由封装 键 GRE KEY。
进一步地，所述初始 P-GW向目标 P-GW发送建立连接请求的步骤之后 , 所述方法还包括：
目标 P-GW根据建立连接请求中携带的用户身份和 APN,查找所述 APN 对应的分组数据网络 PDN连接上下文， 获取其中保存的用户 IP地址， 并更 新所述 PDN连接上下文;
目标 P-GW保存收到的下行 GRE KEY和初始 P-GW的 IP地址， 以及分 配上行 GRE KEY, 之后执行后续步骤， 即所述目标 P-GW向所述初始 P-GW 返回建立连接响应， 其中，
所述建立连接响应中至少携带有上行 GRE KEY、 用户身份、 APN、 以及 用户 IP地址。
进一步地， 所述 UE与初始 P-GW之间进行绑定更新的步骤之后， 所述 方法还包括：
目标 P-GW将所述下行用户数据转发给初始 P-GW; 以及
初始 P-GW将所述下行用户数据发给 UE, 实现业务连续。
本发明还提供一种移动网络连接的建立***， 其包括： 用户设备 UE、 初 始分组数据网络网关 P-GW和目标 P-GW， 其中，
所述 UE设置为： 发起与初始 P-GW之间的安全联盟的建立； 以及在收 到来自初始 P-GW的认证响应后 , 与初始 P-GW之间进行绑定更新；
所述初始 P-GW设置为：在 UE发起安全联盟的建立后，建立与目标 P-GW 之间的连接， 并向 UE返回认证响应；
所述目标 P-GW设置为：在 UE发起安全联盟的建立后，建立与初始 P-GW 之间的连接。
进一步地， 所述 UE还设置为： 在发起与初始 P-GW之间的安全联盟的 建立后， 发送接入点名称 APN给初始 P-GW;
所述初始 P-GW还设置为获取目标 P-GW的 IP地址。
进一步地， 所述初始 P-GW还设置为： 通过与目标 P-GW之间的接口， 向目标 P-GW发送建立连接请求， 其中， 所述建立连接请求中至少携带有用 户身份、 所述 APN以及下行通用路由封装键 GRE KEY;
所述目标 P-GW还设置为：通过与初始 P-GW之间的接口，向初始 P-GW 返回建立连接响应， 其中， 所述建立连接响应中至少携带有上行 GRE KEY、 所述用户身份、 所述 APN、 以及所述用户 IP地址。
进一步地， 所述目标 P-GW还设置为： 根据建立连接请求中携带的用户 身份和 APN, 查找所述 APN对应的分组数据网络 PDN连接上下文， 获取其 中保存的用户 IP地址， 并更新所述 PDN连接上下文； 保存收到的建立连接 请求中携带的下行 GRE KEY和初始 P-GW的 IP地址， 以及分配上行 GRE KEY。
进一步地， 所述目标 P-GW还设置为： 接收外部 PDN发来的下行用户数 据， 并将所述下行用户数据转发给初始 P-GW;
所述初始 P-GW还设置为：将来自目标 P-GW的下行用户数据发送给 UE。 本发明移动网络连接的建立方法及***， 增加初始 P-GW与目标 P-GW 之间的接口 PI , UE通过 E-UTRAN和服务网关接入目标 P-GW, 且建立与信 任的非 3GPP或者 ePDG之间的连接之后，由 UE发起与初始 P-GW之间的安 全联盟的建立 ,从而建立初始 P-GW和目标 P-GW之间的连接， 外部 PDN发 来的下行用户数据继续发给目标 P-GW, 目标 P-GW将这些数据转发给初始 P-GW, 再由初始 P-GW将数据发给 UE, 以实现业务连续。 通过本发明， UE 能够与目标 P-GW建立通信， 节约了网络资源， 且能提高 UE接入网络的速 度及用户体验。 附图概述
图 1为 EPS的***架构图；
图 2为现有技术中移动网络连接的建立方法流程示意图；
图 3为本发明建立的网络连接的架构示意图；
图 4为本发明移动网络连接的建立方法流程示意图； 以及
图 5为本发明移动网络连接的建立***结构示意图。
本发明的较佳实施方式
本发明的基本思想是： 增加初始 P-GW与目标 P-GW之间的接口， UE 通过 E-UTRAN和服务网关接入目标 P-GW, 且建立与信任的非 3GPP或者 ePDG之间的连接之后， 由 UE发起与初始 P-GW之间的安全联盟的建立，从 而建立初始 P-GW和目标 P-GW之间的连接，外部 PDN发来的下行用户数据 继续发给目标 P-GW, 目标 P-GW将这些数据转发给初始 P-GW, 再由初始 P-GW将数据发给 UE, 以实现业务连续。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。
图 3为本发明建立的网络连接的架构示意图， 如图 3所示， 本发明建立 的网络连接的架构与图 1相比， 有如下改动： 增加初始 P-GW与目标 P-GW 之间的接口， 命名为 Pl。 该接口的功能包括但不限于： 通过信令交互， 建立 初始 P-GW与目标 P-GW的用户面连接， 如通用路由封装（GRE ) 隧道， 该 接口同时具有用户面和信令面的功能。
图 4为本发明移动网络连接的建立方法流程示意图， 如图 4所示， 本发 明移动网络连接的建立方法具体包括以下步骤：
步骤 401： UE通过 E-UTRAN和服务网关接入目标 P-GW。
步骤 402: UE向非 3GPP接入网切换，建立与信任的非 3GPP或者 ePDG 之间的连接。
步骤 403： UE发起与初始 P-GW之间的安全联盟的建立。
这里， UE启动 DSMIPv6协议栈， 开始查询 HA的地址， 即 UE向 DNS Server发送含有 HA-APN的查询 4艮文； DNS Server收到所述查询 4艮文后， 查 找自身保存的该 HA-APN对应的 P-GW的 IP地址， 查找到一些 P-GW的 IP 地址， 将其以列表的形式返回给 UE; UE获取到 DNS Server返回的 P-GW的 地址列表后， 从其中选取一个地址， 该地址对应的 P-GW不是目标 P-GW, 而是初始 P-GW, 之后发起与所选取的初始 P-GW的安全联盟的建立。
需要说明的是， 在建立该安全联盟的过程中， UE需要发送 APN给初始 P-GW, 初始 P-GW从 HSS获取目标 P-GW的地址。
步骤 404: 初始 P-GW通过 P1接口， 向目标 P-GW发送建立连接请求。 该建立连接请求中包含用户身份和 APN, 以及下行通用路由封装键 ( Generic Routing Encapsulation KEY, GRE KEY )等， 其中， 用户身份一般 为网络接入标识 （ Network Access ID , NAI ) 或者国际移动用户识别码 ( international mobile subscriber identity, IMSI ) 。
步骤 405： 目标 P-GW收到建立连接请求后， 通过与初始 P-GW之间的 接口 P1向初始 P-GW返回建立连接响应。
具体的， 目标 P-GW根据建立连接请求中携带的用户身份和 APN, 查找 所述 APN对应的 PDN连接上下文， 获取其中保存的用户 IP地址， 同时更新 上述 PDN连接上下文， 保存收到的下行 GRE KEY和初始 P-GW的 IP地址， 以及分配上行 GRE KEY, 之后发送建立连接响应给初始 P-GW, 该建立连接 响应消息中包含： 上行 GRE KEY, 用户身份和 APN, 以及用户 IP地址等。
步骤 406: 初始 P-GW发送认证响应、 即认证完成消息给 UE, 完成安全 联盟的建立。
该认证完成消息中包括步骤 405中从目标 P-GW获取到的用户 IP地址。 步骤 407: UE与初始 P-GW之间进行绑定更新。
UE发送绑定更新给初始 P-GW, 初始 P-GW回复绑定确认给 UE, 完成 初始 P-GW与 UE之间的 DSMIPv6隧道的建立。
绑定更新完成后， 外部 PDN发来的下行用户数据继续发给目标 P-GW, 目标 P-GW将这些数据通过 P1接口转发给初始 P-GW, 初始 P-GW通过 S2c 接口将数据发给 UE, 实现了业务连续。
图 5为本发明移动网络连接的建立***结构示意图， 如图 5所示， 本发 明移动网络连接的建立***包括： UE 51、 初始 P-GW 52和目标 P-GW 53 , 其中，
UE 51 , 用于发起与初始 P-GW 52之间的安全联盟的建立； 以及在收到 来自初始 P-GW 52的认证响应后 , 与初始 P-GW 52之间进行绑定更新；
初始 P-GW 52,用于在 UE 51发起安全联盟的建立后，建立与目标 P-GW 53之间的连接， 并向 UE 51返回认证响应；
目标 P-GW 53 ,用于在 UE 51发起安全联盟的建立后，建立与初始 P-GW 52之间的连接。
UE 51 , 还用于在发起与初始 P-GW 52之间的安全联盟的建立后， 发送 APN给初始 P-GW 52; 初始 P-GW 52, 还用于获取目标 P-GW 53的地址。
初始 P-GW 52,还用于通过与目标 P-GW 53之间的接口，向目标 P-GW 53 发送建立连接请求；
目标 P-GW 53 ,还用于通过与初始 P-GW 52之间的接口 ,向初始 P-GW 52 返回建立连接响应。
目标 P-GW 53 , 还用于根据建立连接请求中携带的用户身份和 APN, 查 找所述 APN对应的 PDN连接上下文， 获取其中保存的用户 IP地址， 并更新 所述 PDN连接上下文； 保存收到的下行 GRE KEY和初始 P-GW的 IP地址 , 以及分配上行 GRE KEY。
目标 P-GW 53 ,还用于接收外部 PDN发来的下行用户数据， 并将所述数 据转发给初始 P-GW 52;
初始 P-GW 52, 还用于将所述来自目标 P-GW 53的数据发给 UE 51。 以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保护 范围。 工业实用性
本发明移动网络连接的建立方法及***， 增加初始 P-GW与目标 P-GW 之间的接口 PI , UE通过 E-UTRAN和服务网关接入目标 P-GW, 且建立与信 任的非 3GPP或者 ePDG之间的连接之后，由 UE发起与初始 P-GW之间的安 全联盟的建立 ,从而建立初始 P-GW和目标 P-GW之间的连接， 外部 PDN发 来的下行用户数据继续发给目标 P-GW, 目标 P-GW将这些数据转发给初始 P-GW, 再由初始 P-GW将数据发给 UE, 以实现业务连续。 通过本发明， UE 能够与目标 P-GW建立通信， 节约了网络资源， 且能提高 UE接入网络的速 度及用户体验。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种移动网络连接的建立方法， 所述方法包括：
增加初始分组数据网络网关 P-GW与目标 P-GW之间的接口；
用户设备 UE发起与所述初始 P-GW之间的安全联盟的建立；
所述初始 P-GW建立与所述目标 P-GW之间的连接， 并向所述 UE返回 认证响应； 以及
所述 UE与所述初始 P-GW之间进行绑定更新。
2、根据权利要求 1所述的建立方法，其中，所述 UE发起与所述初始 P-GW 之间的安全联盟的建立的步骤之前， 所述方法还包括：
所述 UE通过演进的通用陆地无线接入网 E-UTRAN和服务网关接入所述 目标 P-GW; 以及
所述 UE向非第三代合作伙伴计划 3GPP接入网切换， 建立与信任的非 3GPP或者演进的分组数据网关 ePDG之间的连接。
3、根据权利要求 1所述的建立方法，其中，所述 UE发起与所述初始 P-GW 之间的安全联盟的建立的步骤之后， 所述方法还包括：
所述 UE发送接入点名称 APN给所述初始 P-GW; 以及
所述初始 P-GW从归属用户服务器 HSS获取所述目标 P-GW的 IP地址。
4、 根据权利要求 3所述的建立方法， 其中， 所述初始 P-GW建立与所述 目标 P-GW之间的连接的步骤包括：
所述初始 P-GW通过与所述目标 P-GW之间的所述接口， 向所述目标 P-GW发送建立连接请求； 以及
所述目标 P-GW通过与所述初始 P-GW之间的所述接口， 向所述初始 P-GW返回建立连接响应， 其中，
所述建立连接请求至少携带有用户身份、所述 APN以及下行通用路由封 装键 GRE KEY。
5、 根据权利要求 4所述的建立方法， 其中， 所述初始 P-GW向所述目标 P-GW发送建立连接请求的步骤之后， 所述方法还包括： 所述目标 P-GW根据所述建立连接请求中携带的所述用户身份和所述 APN, 查找所述 APN对应的分组数据网络 PDN连接上下文， 获取其中保存 的用户 IP地址 , 并更新所述 PDN连接上下文；
所述目标 P-GW保存收到的所述下行 GRE KEY和初始 P-GW的 IP地址， 以及分配上行 GRE KEY,之后执行后续步骤， 即所述目标 P-GW向所述初始 P-GW返回建立连接响应， 其中，
所述建立连接响应中至少携带有上行 GRE KEY、 所述用户身份、 所述 APN、 以及所述用户 IP地址。
6、 根据权利要求 1至 5任一项所述的建立方法， 其中， 所述 UE与所述 初始 P-GW之间进行绑定更新的步骤之后， 所述方法还包括：
外部 PDN向所述目标 P-GW发送下行用户数据；
所述初始 P-GW将所述下行用户数据发送给所述 UE, 实现业务连续。
7、 一种移动网络连接的建立***， 所述***包括： 用户设备 UE、 初始 分组数据网络网关 P-GW和目标 P-GW， 其中，
所述 UE设置为： 发起与所述初始 P-GW之间的安全联盟的建立； 以及 在收到来自所述初始 P-GW的认证响应后， 与所述初始 P-GW之间进行绑定 更新；
所述初始 P-GW设置为： 在所述 UE发起安全联盟的建立后， 建立与所 述目标 P-GW之间的连接， 并向所述 UE返回认证响应；
所述目标 P-GW设置为： 在所述 UE发起安全联盟的建立后， 建立与所 述初始 P-GW之间的连接。
8、 根据权利要求 7所述的建立***， 其中，
所述 UE还设置为： 在发起与所述初始 P-GW之间的安全联盟的建立后， 发送接入点名称 APN给所述初始 P-GW;
所述初始 P-GW还设置为获取所述目标 P-GW的 IP地址。
9、 根据权利要求 8所述的建立***， 其中， 所述初始 P-GW还设置为： 通过与所述目标 P-GW之间的接口， 向所述 目标 P-GW发送建立连接请求， 其中， 所述建立连接请求中至少携带有用户 身份、 所述 APN以及下行通用路由封装键 GRE KEY;
所述目标 P-GW还设置为： 通过与所述初始 P-GW之间的接口， 向所述 初始 P-GW返回建立连接响应， 其中， 所述建立连接响应中至少携带有上行 GRE KEY、 所述用户身份、 所述 APN、 以及所述用户 IP地址。
10、 根据权利要求 9所述的建立***， 其中，
所述目标 P-GW还设置为： 根据所述建立连接请求中携带的所述用户身 份和所述 APN, 查找所述 APN对应的分组数据网络 PDN连接上下文， 获取 其中保存的用户 IP地址， 并更新所述 PDN连接上下文； 保存收到的所述建 立连接请求中携带的所述下行 GRE KEY和初始 P-GW的 IP地址， 以及分配 所述上行 GRE KEY。
11、 根据权利要求 7至 10任一项所述的建立***， 其中，
所述目标 P-GW还设置为： 接收外部 PDN发来的下行用户数据， 并将所 述下行用户数据转发给所述初始 P-GW;
所述初始 P-GW还设置为： 将来自所述目标 P-GW的所述下行用户数据 发送给所述 UE。
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