WO2012106984A1 - 一种通过可信任的固网接入移动核心网络的方法和*** - Google Patents

一种通过可信任的固网接入移动核心网络的方法和*** Download PDF

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WO2012106984A1
WO2012106984A1 PCT/CN2012/070492 CN2012070492W WO2012106984A1 WO 2012106984 A1 WO2012106984 A1 WO 2012106984A1 CN 2012070492 W CN2012070492 W CN 2012070492W WO 2012106984 A1 WO2012106984 A1 WO 2012106984A1
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WO
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mobile
address
network
message
core network
Prior art date
Application number
PCT/CN2012/070492
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English (en)
French (fr)
Inventor
刘国燕
毕以峰
宗在峰
周晓云
霍玉臻
Original Assignee
中兴通讯股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/26—Network addressing or numbering for mobility support
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L61/00—Network arrangements, protocols or services for addressing or naming
    • H04L61/50—Address allocation
    • H04L61/5038—Address allocation for local use, e.g. in LAN or USB networks, or in a controller area network [CAN]

Definitions

  • the present invention relates to the field of mobile communications, and in particular, to a method and system for a mobile terminal to access a mobile core network through a trusted fixed network to access a service provided by a mobile operator or a fixed network operator. Background technique
  • the Evolved Packet System (EPS) of the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) is evolved by Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN), mobile management.
  • a component Mobility Management Entity, MME
  • S-GW Serving Gateway
  • P-GW Packet Data Network Gateway
  • HSS Home Subscriber Server
  • the EPS supports interworking with non-3GPP systems, wherein interworking with non-3GPP systems is implemented through an S2a/b/c interface, and the P-GW acts as an anchor between 3GPP and non-3GPP systems.
  • non-3GPP system access is divided into untrusted non-3GPP access and trusted non-3GPP access; wherein, untrusted non-3GPP access requires evolved packet data gateway (Evolved Packet Data Gateway) , ePDG) is connected to the P-GW, the interface between the ePDG and the P-GW is S2b; the trusted non-3GPP access can be directly connected to the P-GW through the S2a interface, and the S2a interface uses the PMIP protocol for information exchange; in addition, the S2c interface Provides user plane-related control and mobility support between User Equipment (UE) and P-GW.
  • UE User Equipment
  • the supported mobility management protocol is dual-stack mobile IPv6 (Moblie IPv6 Support for Dual Stack Hosts and Routers, DSMIPv6), which can be used for untrusted non-3GPP and trusted non-3GPP access.
  • the WLAN network can be used as a trusted non-3GPP access EPS. Because the WLAN network itself has two networking modes, including a routing gateway or a residential gateway (RG), RG is a bridge mode, and RG is a routing mode. Therefore, when WLAN and EPS are intercommunicated, different considerations are needed. Technical requirements for networking mode and EPS interworking.
  • the fixed network When the RG is in the bridging mode, when the UE accesses the fixed network service, the fixed network allocates the local IP and can trigger the Broadband Network Gateway I Broadband Remote Access Server (BNG/BRAS).
  • BNG/BRAS Broadband Network Gateway I Broadband Remote Access Server
  • the mobile core network initiates Proxy Mobile IP (PMIP) tunnel establishment. This only requires BNG/BRAS to support the PMIP protocol, and can return the address assigned by the mobile network to the terminal to the terminal.
  • PMIP Proxy Mobile IP
  • the BNG/BRAS allocates the local IP to the RG (for example: the client device address, Customer Premises Equipment) IP, abbreviated as CPE IP), and then RG is used as a dynamic host configuration protocol server (DHCP Server) to assign an IP address (generally a private address;) to the UE through a DHCP message.
  • DHCP Server dynamic host configuration protocol server
  • the fixed network service can be accessed through the BNG/BRAS; however, if the UE accesses the mobile core network through the WLAN network, the existing message mechanism of the routing mode (as shown in FIG. 2) cannot trigger the BNG/BRAS to pass.
  • the S2a interface sends a PMIP message to the mobile core network to obtain an IP address assigned to the terminal from the mobile core network, and uses the IP address to access the service provided by the mobile operator.
  • the main object of the present invention is to provide a method and system for accessing a mobile core network through a trusted fixed network, which is used to solve the problem that the existing message mechanism UE cannot be triggered when the fixed network is used as a trusted non-3GPP network.
  • the core network assigns an IP address to it, which causes the UE to have no access to the technical problems of the services provided by the mobile operator.
  • a method for a UE to access a mobile core network through a trusted fixed network is applied to a mobile user terminal (UE) accessing a mobile core network by trusting a fixed network, and the home gateway (RG) in the fixed network is in a routing mode Scenario, after the mobile UE accesses the RG, the RG sends a message to the broadband gateway (BNG)/broadband remote access server (BRAS), triggers message interaction between the fixed network and the mobile core network, and requests the mobile core network as the UE.
  • BNG broadband gateway
  • BRAS broadband remote access server
  • the RG After obtaining the IP address allocated by the mobile core network for the mobile UE, and performing corresponding IP address mapping processing, the RG provides the IP address to the mobile UE;
  • the mobile UE uses the IP address provided by the RG to access the service through the mobile network or directly through the fixed network.
  • the method further includes: performing a Point-to-Point Protocol Link Control Protocol (PPP LCP) negotiation between the mobile UE and the RG, and completing a point-to-point protocol extended identity verification protocol ( PPP EAP) authentication process, and implementation of peer-to-peer IP Control Protocol (PPP IPCP) negotiation.
  • PPP LCP Point-to-Point Protocol Link Control Protocol
  • PPP EAP point-to-point protocol extended identity verification protocol
  • PPP IPCP peer-to-peer IP Control Protocol
  • the method further includes: the mobile UE sending a dynamic host configuration protocol (DHCP) message to the RG, where After the mobile UE completes the DHCP negotiation with the RG, the RG allocates an address to the mobile UE. If the mobile UE supports only one IP address, the mobile UE directly performs PPP LCP negotiation with the RG.
  • the user identification information determines whether the mobile UE is currently accessing.
  • the RG is to trigger a message interaction between the fixed network and the mobile core network, and the message sent to the BNG/BRAS is a DHCP message or a Proxy Mobile IP (PMIP) message, where the DHCP message or the PMIP message includes an international Mobile Subscriber Identity (IMSI) and Access Point Name (APN) information.
  • IMSI international Mobile Subscriber Identity
  • API Access Point Name
  • the BNG/BRAS After the BNG/BRAS receives the DHCP message or PMIP message sent by the RG, it sends The PMIP message is sent to a packet data network gateway (P-GW) to complete a process related to the mobile network; the process related to the mobile network includes: PMIP tunnel establishment and IP address allocation, IP-CAN session establishment, and P-GW identity Update process.
  • P-GW packet data network gateway
  • the RG obtains an IP address allocated by the mobile core network for the mobile UE by using a DHCP message or a PMIP message sent by the BNG.
  • the network allocates two IP addresses or one IP address to the mobile UE; the two IP addresses include an IP address allocated by the fixed network for the UE and an IP address allocated by the mobile network to the UE; The mapping between the IP address assigned to the UE by the fixed network and the IP address assigned to it by the mobile network.
  • the mobile UE uses the IP address provided by the RG to perform corresponding encapsulation processing on the data packet, including:
  • the mobile UE In the case that the mobile UE saves two IP addresses or stores an IP address assigned by the mobile core network, and needs to access the service through the mobile network, the mobile UE encapsulates the source address into a packet for the mobile core network. Assigned IP address;
  • the mobile UE When the mobile UE saves an IP address assigned by the fixed network, the mobile UE encapsulates the source address of the packet into an IP address assigned by the fixed network.
  • the RG performs address mapping processing on the data packet according to the local IP address mapping relationship, including:
  • the RG is responsible for packet forwarding
  • the RG changes the IP address assigned by the fixed network to the mobile UE to the mobile core network as the mobile according to the IP address mapping relationship.
  • the IP address assigned by the UE to access the service through the mobile network, or to perform corresponding policy routing based on the service characteristics.
  • the present invention also proposes to access the mobile core network through a trusted fixed network.
  • Network system the system includes:
  • An address obtaining module configured to perform message interaction between the UE, the RG, the BNG/BRAS, and the mobile core network, to obtain an IP address allocated by the mobile core network to the mobile UE; in the module, the RG sends a message to the BNG/BRAS, triggering Message interaction between the fixed network and the mobile core network, requesting and acquiring the mobile core network to allocate an IP address to the mobile UE;
  • the address processing module is configured to: after the RG obtains the IP address assigned by the mobile core network to the UE, perform corresponding IP address mapping relationship processing, and provide the IP address to the UE;
  • the service access module is used by the UE to use the IP address provided by the RG to access the service through the mobile network or directly through the fixed network.
  • system further includes:
  • a PPP negotiation module configured to perform a point-to-point protocol link control protocol (PPP LCP) negotiation between the mobile UE and the RG before the RG sends a message to the BNG/BRAS, and complete a point-to-point protocol extended identity insurance agreement (PPP EAP)
  • PPP LCP point-to-point protocol link control protocol
  • PPP EAP point-to-point protocol extended identity insurance agreement
  • the invention enhances the message between the UE and the fixed network element (including: RG, BNG), ensures that the UE can access the mobile core network through the trusted WLAN network, and access the service provided by the mobile network.
  • the fixed network element including: RG, BNG
  • FIG. 1 is an architectural diagram of a UE accessing a mobile core network through a trusted non-3GPP network
  • FIG. 2 is a flowchart of a UE accessing a mobile core network through a trusted non-3GPP network
  • FIG. 3 is a trusted UE of the present invention.
  • FIG. 4 is a scheme for a UE to access a mobile core network through a trusted non-3GPP network.
  • FIG. 5 is a scheme for a UE of the present invention to access a mobile core network through a trusted non-3GPP network.
  • FIG. 6 is a fourth scheme of the UE of the present invention accessing a mobile core network through a trusted non-3GPP network.
  • RG is in the routing mode and WLAN is used as a trusted non-3GPP network.
  • the mobile terminal UE accesses the mobile core network through the S2a interface.
  • the fixed network and the mobile network respectively allocate an IP address to the UE, and store two IP addresses in the UE.
  • the DHCP protocol is used between RG and BNG/BRAS to solve the problem that the RG and BNG/BRAS cannot forward the IP address assigned by the mobile network to the terminal UE. As shown in Figure 3, it includes:
  • Step 301 A point-to-point protocol (PPP) negotiation and authentication process is performed between the RG and the BNG/BRAS.
  • PPP point-to-point protocol
  • the BNG/BRAS allocates a local IP address, that is, a CPE IP, to the RG.
  • Step 302 The DHCP negotiation process is performed between the UE and the RG.
  • the RG allocates an IP address to the UE, which is generally a private network IP, which is called IP2.
  • Step 303 If the UE is a mobile terminal, that is, a mobile UE, perform PPP Link Control Protocol (PPP Link Control Protocol, PPP LCP) negotiation with the RG.
  • PPP Link Control Protocol PPP Link Control Protocol, PPP LCP
  • Step 304 After receiving the PPP LCP request message of the UE, the RG, as the authenticator, sends an authentication request message to the UE to complete the UE to the 3GPP authentication server (for example, Authorization Authentication and Accounting). Server, AAA Server) EAP authentication process.
  • the RG can identify the UE as a mobile terminal user.
  • Step 305 After receiving the EAP authentication request message, the BNG/BRAS initiates establishment of a fixed network policy session with the Broadband Policy Control Function (BPCF), and the BPCF triggers the policy and charging rule function. (Policy and Charging Rules Function, PCRF) establishment of a policy session; By establishing a good policy session, the management strategy resources can be uniformly coordinated between the mobile network and the fixed network.
  • BPCF Broadband Policy Control Function
  • Step 306 After completing the EAP authentication, the UE initiates a PPP IP Control Protocol (IPCP) request message to the RG.
  • IPCP IP Control Protocol
  • Step 307 After receiving the PPP IPCP request message, the RG constructs a DHCP discover message locally according to the judgment of step 304, if the UE is a mobile terminal user, the message includes: an access point name (APN) Information required by mobile networks such as the International Mobile Subscriber Identification Number (IMSI).
  • API access point name
  • IMSI International Mobile Subscriber Identification Number
  • Step 308 After receiving the DHCP discovery message, the BNG/BRAS sends a Proxy Binding Update (PBU) message to the P-GW, where the message includes: ⁇ , IMSI, etc., to request IP from the P-GW. Address allocation.
  • PBU Proxy Binding Update
  • Step 309 After receiving the PBU message, the P-GW establishes an IP-Connectivity Access Network (IP-CAN) session with the PCRF.
  • IP-CAN IP-Connectivity Access Network
  • Step 310 If the P-GW changes, the P-GW identifier is updated to the HSS.
  • Step 311 After receiving the PBU message, the P-GW sends a Proxy Binding Acknowledgement (PBA) message to the BNG/BRAS, where the IP address assigned to the terminal is called IP1.
  • PBA Proxy Binding Acknowledgement
  • Steps 312-313 After receiving the PBA message, the BNG/BRAS obtains the IP1 from the message, fills in the DHCP providing message, and returns to the RG. After receiving the DHCP-provided message, the RG obtains the IP1 and sends a DHCP request/DHCP response message to the BNG/BRAS that responds with the response. Confirm the assigned IP1.
  • Step 314 After receiving the DHCP response message, the RG sends a PPP IPCP failure response message to the UE, where the message carries the IP1 address to the UE.
  • the RG may obtain an IP address locally, which is called IP3, and locally store the mapping relationship between IP1 and IP3. Then, the RP sends a PPP IPCP negative response message to the UE, where the message carries The IP3 address is given to the UE.
  • Step 314a After receiving the PPP IPCP negative acknowledgment message, the UE will respond to the RG through the PPP IPCP request/PPP IPCP to confirm the assigned IP1 or IP3 address to the RG (specifically, the IP carried in the PPP IPCP negative response message is subject to ).
  • Step 315 If there is a policy that needs to be updated, the PCRF will trigger it and BPCF,
  • a policy update operation will be performed between BNG/BRAS and BPCF.
  • Step 316 The UE may perform data transmission according to the offloading policy obtained from the network side/local configuration, and the specific operations are as follows:
  • A) offloading data (see step 316a): When the UE determines that the service data needs to be offloaded, the UE will fill the IP source address of the service 4 as IP2, and the destination address is the real destination address of the message; When the RG is sent to the RG, the RG will change the IP address of the packet to the CPE IP and send it to the BNG/BRAS. After receiving the packet, the BNG/BRAS sends the packet to the real IP network. destination.
  • step 316b Data accessed from the mobile network (see step 316b): When the UE determines that the service data needs to be accessed through the mobile network, the UE will fill the IP source address of the service with IP1 and the destination address is 4 The true destination address; RG, BNG/BRAS, and mobile network devices can route data to and from it.
  • the UE fills the IP address of the service packet with the IP3 address, and the destination address is the real destination address of the packet.
  • the RG saves the packet according to the local Mapping the IP1 and IP3, modifying the IP address of the packet to IP1, and then routing Forward.
  • GTP GPRS Tunneling Protocol
  • the PBU message is changed to create a session request message, PB.
  • the A message corresponds to the creation of a session response message.
  • Step 315 can occur at any time after step 305.
  • Example 2
  • Step 401 PPP negotiation and authentication process between the RG and the BNG/BRAS.
  • the BNG/BRAS allocates a local IP address, that is, a CPE IP, to the RG.
  • Step 402 The DHCP negotiation process is performed between the UE and the RG.
  • the RG allocates an IP address to the UE, which is generally a private network IP, which is called IP2.
  • Step 403 If the UE is a mobile terminal, the UE performs PPP LCP negotiation with the RG.
  • Step 404 After receiving the PPP LCP request message of the UE, the RG, as the authenticator, initiates a PPP EAP authentication request message to the UE.
  • the RG can identify the UE as a mobile terminal user and complete the UE to the 3GPP authentication server. (Example: AAA Server) EAP certification process.
  • Step 405 After receiving the EAP authentication request message, the BNG/BRAS initiates establishment of a fixed network policy session with the BPCF, and the BPCF further triggers establishment of a policy session with the PCRF;
  • the management strategy resources can be unified and coordinated between the network and the fixed network.
  • Step 406 After completing the EAP authentication, the UE initiates a PPP IPCP request message to the RG.
  • the BNG/BRAS After receiving the PBU message, the BNG/BRAS forwards the PBU message to the P-GW, and the message includes: APN, IMSI, and the like to request IP address allocation from the P-GW.
  • Step 408 After receiving the PBU message, the P-GW will establish an IP-CAN session with the PCRF, and will reply to the BNG/BRAS with a PBA message carrying the IP address assigned to the terminal, which is called IP1.
  • Step 409 If the P-GW changes, the P-GW identifier is updated to the HSS.
  • Step 410 The BNG/BRAS forwards the PBA message to the RG.
  • Step 411 After receiving the PB A message, the RG sends a PPP IPCP negative response message to the UE, where the message carries the IP1 address to the UE.
  • the RG may locally allocate an IP address, which is called IP3, and locally store the mapping relationship between IP1 and IP3; and then send a PPP IPCP negative response message to the UE, where the message carries the IP3. Address to the UE.
  • Step 411a After receiving the PPP IPCP negative acknowledgment message, the UE will respond to the RG through the PPP IPCP request/PPP IPCP to confirm the assigned IP1 or IP3 address to the RG (specifically, the IP carried in the PPP IPCP negative response message is subject to ).
  • Step 412 If there is a policy that needs to be updated, the PCRF will trigger a policy update operation with BPCF, BNG/BRAS and BPCF.
  • Step 413 The UE may perform data transmission according to the offloading policy obtained from the network side/local configuration, and the specific operations are as follows:
  • the offloading data (see step 413a): When the UE determines that the service data needs to be offloaded, the UE will fill the IP source address of the service packet with IP2, and the destination address is the real destination address of the packet; When the RG is reached, the RG will change the IP address of the packet to the CPE IP and send it to the BNG/BRAS. After receiving the packet, the BNG/BRAS sends the packet to the real destination through the external IP network. .
  • step 413b Data accessed from the mobile network (see step 413b):
  • the UE determines that the service data needs to be accessed through the mobile network, the UE fills the IP source address of the service packet with IP1, and the destination address is 4 The real destination address; RG, BNG/BRAS, and mobile network devices can forward and forward data.
  • the UE fills the IP address of the service packet with the IP3 address, and the destination address is the real destination address of the packet.
  • the RG saves the packet according to the local In the mapping table of IP1 and IP3, modify the IP source address of the packet to IP1, and then perform route forwarding.
  • the GTP protocol can be used between the BNG/BRAS and the P-GW in addition to the PMIP protocol. If the GTP protocol is used, the PBU message is changed to create a session request message, and the PBA message is changed to create a session response message.
  • Step 412 can occur at any time after step 405.
  • the process is similar to the first embodiment.
  • the main difference is that the address obtained by the UE is an IP address, for example, the mobile network allocates it or assigns it to the fixed network.
  • the method includes: Step 501: RG and The PNG negotiation and authentication process is performed between the BNG/BRAS. During the PPP negotiation process, the BNG/BRAS allocates a local IP address, that is, a CPE IP, to the RG.
  • Step 502 If the UE is a mobile terminal, perform PPP LCP negotiation with the RG.
  • Step 503 After receiving the PPP LCP request message of the UE, the RG, as the authenticator, initiates a PPP EAP authentication request message to the UE.
  • the RG can identify the UE as a mobile terminal user and complete the UE to the 3GPP authentication server. (For example: AAA Server) EAP authentication process.
  • Step 504 After receiving the EAP authentication request message, the BNG/BRAS initiates establishment of a fixed network policy session with the BPCF, and the BPCF further triggers establishment of a policy session with the PCRF.
  • the management strategy resources can be unified and coordinated between the network and the fixed network.
  • Step 505 After completing the EAP authentication, the UE initiates a PPP IPCP request message to the RG.
  • Step 507 After receiving the DHCP discovery message, the BNG/BRAS sends a PBU message to the P-GW, where the message includes: APN, IMSI, and the like to request IP address allocation from the P-GW.
  • Step 508 After receiving the PBU message, the P-GW establishes an IP-CAN session with the PCRF.
  • Step 509 If the P-GW changes, the P-GW identifier is updated to the HSS.
  • Step 511-512 After receiving the PBA message, the BNG/BRAS obtains the IP1 from the message, fills in the DHCP provision message, and replies to the RG. After receiving the DHCP offer message, the RG obtains the IP1 and sends a DHCP request/DHCP response message with the BNG/BRAS replying to the response, confirming the assigned IP1.
  • the RG may use one of the following two methods to transmit the corresponding data packet.
  • Method 1 (steps 513a, 513a, 514, 515a):
  • Step 513a After receiving the DHCP response message, the RG sends a PPP IPCP failure response message to the UE, where the message carries the IP1 address to the UE.
  • Step 513a after receiving the PPP IPCP negative acknowledgement message, the UE and the RG pass the PPP IPCP request/PPP IPCP response to confirm the assigned IP1 address to the RG.
  • Step 514 If there is a policy that needs to be updated, the PCRF will trigger a policy update operation with BPCF, BNG/BRAS and BPCF.
  • Step 515a The UE encapsulates the source address of the IP header of the sent data packet into IP1, and the destination address is the destination address of the packet. Then, the packet is forwarded by the RG, BNG/BRAS, etc., and is routed to the mobile core network for access. The business provided by the mobile operator.
  • Method 2 (steps 513b, 513b, 514, 515b):
  • Step 513b After receiving the DHCP response message, the RG sends a PPP IPCP negative response message to the UE, where the message carries the IP2 address to the UE, and the mapping relationship between IP1 and IP2 is saved locally.
  • Step 513b After receiving the PPP IPCP negative acknowledgement message, the UE and the RG pass the PPP IPCP request/PPP IPCP response to confirm the assigned IP2 address to the RG.
  • Step 514 If there is a policy that needs to be updated, the PCRF will trigger it and the BPCF, A policy update operation will be performed between BNG/BRAS and BPCF.
  • Step 515b The UE encapsulates the source address of the IP header of the sent data packet into IP2, and the destination address is the destination address of the packet; after receiving the packet, the RG changes the source address to IP1 and sends it out; It is forwarded by devices such as BNG/BRAS and routed to the mobile core network to access services provided by mobile operators.
  • the RG can perform corresponding policy routing based on specific service features (such as service quintuple information), for example: directly through fixed network access. Or access the business through a mobile network.
  • specific service features such as service quintuple information
  • Step 514 can occur at any time after step 504.
  • the process is similar to the first embodiment.
  • the main difference is that the address obtained by the UE is an IP address, for example, the mobile network allocates it or assigns it to the fixed network.
  • the method includes: Step 601: RG and The PNG negotiation and authentication process is performed between the BNG/BRAS. During the PPP negotiation process, the BNG/BRAS allocates a local IP address, that is, a CPE IP, to the RG.
  • Step 602 If the UE is a mobile terminal, perform PPP LCP negotiation with the RG.
  • Step 603 After receiving the PPP LCP request message of the UE, the RG, as the authenticator, initiates a PPP EAP authentication request message to the UE.
  • the RG can identify the UE as a mobile terminal user and complete the UE to the 3GPP authentication server. (For example: AAA Server) EAP authentication process.
  • Step 604 After receiving the EAP authentication request message, the BNG/BRAS initiates and BPCF. After the establishment of the fixed network policy session, the BPCF in turn triggers the establishment of a policy session with the PCRF; by establishing a good policy session, the management strategy resource can be uniformly coordinated between the mobile network and the fixed network.
  • Step 605 After completing the EAP authentication, the UE initiates a PPP IPCP request message to the RG.
  • the BNG/BRAS After receiving the PBU message, the BNG/BRAS forwards the PBU message to the P-GW, and the message includes: APN, IMSI, and the like to request IP address allocation from the P-GW.
  • Step 607 After receiving the PBU message, the P-GW establishes an IP-CAN session with the PCRF.
  • Step 608 If the P-GW changes, the P-GW identifier is updated to the HSS.
  • Step 609 After receiving the PBU message, the P-GW replies to the BNG/BRAS with the PBA message, and the message carries the IP address assigned to the terminal, which is called IP1.
  • the BNG/BRAS forwards the PBA message to the RG.
  • the RG may use one of the following two methods to encapsulate different data packets.
  • Method 1 (steps 610a, 610a, 611, 612a):
  • Step 610a After receiving the DHCP response message, the RG sends a PPP IPCP failure response message to the UE, where the message carries the IP1 address to the UE.
  • Step 610a After receiving the PPP IPCP negative acknowledgement message, the UE and the RG acknowledge the assigned IP1 address with the PG through the PPP IPCP request/PPP IPCP response.
  • Step 611 If there is a policy that needs to be updated, the PCRF will trigger a policy update operation with BPCF, BNG/BRAS and BPCF.
  • Step 612a The UE encapsulates the source address of the IP header of the sent data packet into IP1, and the destination address is the destination address of the packet. Then, the packet is forwarded by the RG, BNG/BRAS, etc., and is routed to the mobile core network for access. The business provided by the mobile operator.
  • Step 610b After receiving the DHCP response message, the RG sends a PPP IPCP negative response message to the UE, where the message carries the IP2 address to the UE, and the mapping relationship between IP1 and IP2 is saved locally.
  • Step 610b After receiving the PPP IPCP negative acknowledgement message, the UE and the RG respond with a PPP IPCP request/PPP IPCP to confirm the assigned IP2 address to the RG.
  • Step 611 If there is a policy that needs to be updated, the PCRF will trigger it and BPCF,
  • a policy update operation will be performed between BNG/BRAS and BPCF.
  • Step 612b The UE encapsulates the source address of the sent data packet as IP2, and the destination address is the destination address of the packet. After receiving the packet, the RG changes the source address to IP1 and sends it out; It is forwarded by devices such as BNG/BRAS and routed to the mobile core network to access services provided by mobile operators.
  • the RG can perform corresponding policy routing based on specific service features (such as service quintuple information), for example: directly through fixed network access. Or access the business through a mobile network.
  • service features such as service quintuple information
  • the GTP protocol can be used between the BNG/BRAS and the P-GW in addition to the PMIP protocol. If the GTP protocol is used, the PBU message is changed to create a session request message, and the PBA message is changed to create a session response message.
  • Step 611 can occur at any time after step 604, embodiment 5
  • the present invention provides a system for accessing a mobile core network through a trusted fixed network based on the foregoing method embodiments, the system comprising:
  • An address obtaining module configured to perform message interaction between the UE, the RG, the BNG/BRAS, and the mobile core network, to obtain an IP address allocated by the mobile core network to the mobile UE; in the module, the RG sends a message to the BNG/BRAS, triggering Message interaction between the fixed network and the mobile core network, requesting and acquiring the mobile core network to allocate an IP address to the mobile UE;
  • the address processing module is configured to: after the RG obtains the IP address assigned by the mobile core network to the UE, perform corresponding IP address mapping relationship processing, and provide the IP address to the UE;
  • the service access module is used by the UE to use the IP address provided by the RG to access the service through the mobile network or directly through the fixed network.
  • the system further includes: a PPP negotiation module, configured to perform PPP LCP negotiation between the mobile UE and the RG, complete the PPP EAP authentication process, and perform PPP IPCP negotiation before the RG sends the message to the BNG/BRAS .
  • a PPP negotiation module configured to perform PPP LCP negotiation between the mobile UE and the RG, complete the PPP EAP authentication process, and perform PPP IPCP negotiation before the RG sends the message to the BNG/BRAS .
  • each module included in the system is configured to implement a corresponding step process in the foregoing method embodiments.
  • the system embodiment of the present invention may be further The function completed by each step process corresponding to each method embodiment is completed by adding a new module, so as to save space, no further details are provided here.
  • modules or steps of the present invention can be implemented by a general-purpose computing device, which can be concentrated on a single computing device or distributed over a network composed of multiple computing devices. Alternatively, they may be implemented by program code executable by the computing device, such that they may be stored in the storage device by the computing device and, in some cases, may be different from the order herein. Perform the steps shown or described, or separate them into individual integrated circuit modules, or multiple of them Blocks or steps are made in a single integrated circuit module. Thus, the invention is not limited to any specific combination of hardware and software.
  • the invention enhances the message between the UE and the fixed network element to ensure that the UE can access the mobile core network through the trusted WLAN network and access the service provided by the mobile network.

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Description

一种通过可信任的固网接入移动核心网络的方法和*** 技术领域
本发明涉及移动通信领域， 尤其涉及一种移动终端通过可信任的固网 接入移动核心网络， 访问移动运营商或者固网运营商提供的业务的方法和 ***。 背景技术
第三代合作伙伴计划 （ 3rd Generation Partnership Project, 3GPP ) 的演 进的分组***（ Evolved Packet System, EPS ) 由演进的通用地面无线接入 网 ( Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, E-UTRAN )、 移动 管理单元（ Mobility Management Entity , MME )、服务网关（ Serving Gateway , S-GW )、 分组数据网络网关（Packet Data Network Gateway, P-GW )和归 属用户服务器（ Home Subscriber Server, HSS )组成。
EPS支持与非 3GPP***的互通， 其中， 与非 3GPP***的互通通过 S2a/b/c接口实现， P-GW作为 3GPP与非 3GPP***间的锚点。 在 EPS的 ***架构图中，非 3GPP***接入被分为不可信任非 3GPP接入和可信任非 3GPP接入； 其中， 不可信任非 3GPP接入需经过演进的分组数据网关 ( Evolved Packet Data Gateway, ePDG )与 P-GW相连， ePDG与 P-GW间 的接口为 S2b;可信任非 3GPP接入可直接通过 S2a接口与 P-GW连接， S2a 接口采用 PMIP协议进行信息交互； 另外， S2c接口提供了用户设备 ( User Equipment, UE )与 P-GW之间的用户面相关的控制和移动性支持， 其支持 的移动性管理协议为支持双栈的移动 IPv6 ( Moblie IPv6 Support for Dual Stack Hosts and Routers, DSMIPv6), 其可用于不可信任非 3GPP和可信任 非 3GPP接入。 WLAN网络可以作为可信任非 3GPP接入 EPS。 因为 WLAN网络本身 有两种组网模式 , 包括路由网关或家庭网关（ Routing Gateway or Residential Gateway, RG ), RG为桥接模式和 RG为路由模式，所以，在 WLAN与 EPS 互通时， 需要分别考虑不同组网模式与 EPS互通的技术要求。
其中， RG为桥接模式时， UE访问固网业务时， 固网为其分配本地 IP, 并能够触发宽带网关 /宽带远端接入服务器（Broadband Network Gateway I Broadband Remote Access Server , BNG/BRAS ) 向移动核心网发起代理移 动 IP ( Proxy Mobile IP, PMIP )隧道建立，这只需要 BNG/BRAS支持 PMIP 协议， 并能够把移动网络为终端分配的地址返回给终端。
而 RG为路由模式时（如图 1、 2所示）， UE访问固网业务时， 流程的 具体步驟是： 首先， BNG/BRAS为 RG分配本地 IP (比如： 用户端设备地 址， Customer Premises Equipment IP , 简称 CPE IP ), 然后 RG作为动态主 机配置协议月良务器 ( Dynamic Host Configuration Protocol Server , DHCP Server ), 通过 DHCP消息， 为 UE分配一个 IP地址（一般为私有地址；)， UE获取该 IP地址之后， 即可以通过 BNG/BRAS访问固网业务； 但是， 如 果 UE通过 WLAN网络接入移动核心网络的话， 路由模式的现有消息机制 (如图 2所示）， 无法触发 BNG/BRAS通过 S2a接口向移动核心网络发送 PMIP消息， 以从移动核心网络获取其为终端分配的 IP地址， 并采用该 IP 地址， 访问移动运营商提供的业务。 发明内容
有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种通过可信任的固网接入移 动核心网络的方法及***，用于解决固网作为可信任的非 3GPP网络时，现 有消息机制 UE无法触发核心网为其分配 IP地址， 导致 UE无法访问移动 运营商提供的业务的技术问题。
为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的： 一种 UE通过可信任的固网接入移动核心网络的方法，该方法应用于移 动用户终端 （UE )通过信任固网接入移动核心网络， 且固网中的家庭网关 ( RG )处于路由模式的场景，移动 UE接入 RG后， RG向宽带网关（BNG ) /宽带远端接入服务器（BRAS )发送消息， 触发固网与移动核心网络之间的 消息交互， 请求移动核心网络为该 UE分配 IP地址；
RG获得移动核心网络为所述移动 UE分配的 IP地址， 并进行相应的 IP地址映射关系处理之后， 将 IP地址提供给所述移动 UE;
所述移动 UE采用 RG提供的 IP地址， 通过移动网络或者直接通过固 网访问业务。
进一步地， 在所述 "RG向 BNG/BRAS发送消息" 之前， 还包括： 所述移动 UE与 RG之间进行点对点协议链路控制协议 ( PPP LCP )协 商， 且完成点对点协议扩展身份验证协议（PPP EAP )认证流程， 以及执行 点对点 IP控制协议 ( PPP IPCP )协商。
进一步地， 若所述移动 UE支持两个 IP地址共存， 则在所述移动 UE 与 RG之间进行 PPP LCP协商之前还包括：所述移动 UE向 RG发送动态主 机配置协议 ( DHCP ) 消息， 在所述移动 UE与 RG完成 DHCP协商之后， RG为所述移动 UE分配一个地址； 若所述移动 UE仅支持一个 IP地址， 则 所述移动 UE直接与 RG之间进行 PPP LCP协商。 用户标识信息判断当前是否为移动 UE接入。
进一步地， 所述 RG 为触发固网与移动核心网络之间的消息交互， 向 BNG/BRAS所发送的消息为 DHCP消息或代理移动 IP ( PMIP )消息， 所述 DHCP消息或 PMIP消息中包含国际移动用户识别码（ IMSI )和接入点名称 ( APN )信息。
当 BNG/BRAS收到所述 RG发送的 DHCP消息或 PMIP消息后， 发送 PMIP消息给分组数据网络网关 （P-GW ), 以完成与移动网络相关的流程； 所述与移动网络相关的流程包含： PMIP隧道建立和 IP地址分配、 IP-CAN 会话建立和 P-GW标识更新流程。
进一步地， 所述 RG通过 BNG发送的 DHCP消息或 PMIP消息获取移 动核心网络为所述移动 UE分配的 IP地址。
进一步地， 网络为所述移动 UE分配两个 IP地址或者一个 IP地址； 所 述两个 IP地址包括固网为 UE分配的 IP地址和移动网络为 UE分配的 IP 地址； 所述 IP地址映射关系为固网为 UE分配的 IP地址和移动网络为其分 配的 IP地址之间的映射关系。
所述移动 UE采用 RG提供的 IP地址， 对数据报文进行相应的封装处 理包括：
在所述移动 UE保存两个 IP地址或保存一个移动核心网络为其分配的 IP地址， 且需要通过移动网络访问业务的情况下， 所述移动 UE为报文封 装源地址为移动核心网络为其分配的 IP地址；
所述移动 UE保存一个固网为其分配的 IP地址时， 所述移动 UE为报 文封装源地址为固网为其分配的 IP地址。
所述移动 UE需要通过移动网络访问业务的过程中，所述 RG根据本地 的 IP地址映射关系， 对数据报文进行地址映射处理包括：
在所述移动 UE保存两个 IP地址或保存一个移动核心网络为其分配的 IP地址， 且需要通过移动网络访问业务时， RG负责报文转发；
在所述移动 UE保存一个固网为其分配的 IP地址时， RG根据 IP地址 映射关系， 将 4艮文头中固网为所述移动 UE分配的 IP地址更改为移动核心 网络为所述移动 UE分配的 IP地址， 以通过移动网络访问业务， 或者基于 业务特征进行相应的策略路由。
基于上述方法， 本发明还提出一种通过可信任的固网接入移动核心网 络的***， 该***包括：
地址获取模块， 用于在 UE、 RG、 BNG/BRAS和移动核心网络之间进 行消息交互， 以获取移动核心网络为移动 UE分配的 IP地址； 该模块中， RG向 BNG/BRAS发送消息， 触发固网与移动核心网络之间的消息交互， 请求并获取移动核心网络为该移动 UE分配 IP地址；
地址处理模块，用于在 RG获得移动核心网络为 UE分配的 IP地址后 , 进行相应的 IP地址映射关系处理， 并将 IP地址提供给 UE;
业务访问模块， 用于 UE采用 RG提供的 IP地址， 通过移动网络或者 直接通过固网访问业务。
进一步地， 该***还包括：
PPP协商模块，用于在 RG向 BNG/BRAS发送消息之前，所述移动 UE 与 RG之间进行点对点协议链路控制协议（PPP LCP )协商， 且完成点对点 协议扩展身份险证协议 ( PPP EAP )认证流程， 以及执行点对点 IP控制协 议（PPP IPCP )协商。
本发明对 UE和固网网元（包括： RG , BNG )之间的消息进行增强， 保证 UE能够通过可信任的 WLAN网络接入移动核心网络， 并访问移动网 络提供的业务。 附图说明
图 1是 UE通过可信任的非 3GPP网络接入移动核心网络的架构图； 图 2是 UE通过可信任的非 3GPP网络接入移动核心网络的流程图； 图 3是本发明 UE通过可信任的非 3GPP网络接入移动核心网络的方案 图 4是本发明 UE通过可信任的非 3GPP网络接入移动核心网络的方案 图 5是本发明 UE通过可信任的非 3GPP网络接入移动核心网络的方案 图 6是本发明 UE通过可信任的非 3GPP网络接入移动核心网络的方案 四。 具体实施方式
为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 以下举实施例并 参照附图， 对本发明进一步详细说明。
实施例 1
本流程是 RG为路由模式下， WLAN作为可信任的 non 3GPP网络。 移 动终端 UE通过 S2a接口接入移动核心网。其中， 固定网络和移动网络分别 为 UE分配一个 IP地址， 在 UE中保存两个 IP地址。 RG和 BNG/BRAS之 间采用 DHCP协议， 来解决 RG和 BNG/BRAS之间无法转发移动网络为终 端 UE分配的 IP地址的问题。 如图 3所示， 包括：
步驟 301 : RG 和 BNG/BRAS 之间进行点到点协议（Point to Point Protocol, PPP )协商和认证过程， 在 PPP协商过程中， BNG/BRAS为 RG 分配本地 IP地址， 即 CPE IP。
步驟 302: UE和 RG之间进行 DHCP协商过程，在 DHCP协商过程中， RG为 UE分配一个 IP地址， 一般为私网 IP, 称为 IP2。
步驟 303： 如果该 UE为移动终端， 即移动 UE的话， 则与 RG之间进 行 PPP链路控制协议 ( PPP Link Control Protocol, PPP LCP )协商。
步驟 304: RG收到 UE的 PPP LCP请求消息后， 作为认证者， 会向 认证请求消息， 从而完成 UE向 3GPP认证服务器（比如： 授权， 鉴权和计 费月良务器 , Authorization Authentication and Accounting Server, AAA Server ) 的 EAP认证流程。 在 EAP认证流程中， RG可以识别该 UE为移动终端用 户。 步驟 305： BNG/BRAS收到 EAP认证请求消息之后， 会发起与宽带策 略控制功能（ Broadband Policy Control Function, BPCF )之间的固网策略会 话的建立， BPCF进而会触发与策略与计费规则功能（Policy and Charging Rules Function , PCRF )之间的策略会话的建立； 通过建立好的策略会话， 移动网络和固网之间可以统一协调管理策略资源。
步驟 306: 在完成 EAP认证之后， UE向 RG发起点对点 IP控制协议 ( PPP IP Control Protocol , ΡΡΡ IPCP )请求消息。
步驟 307: RG收到 PPP IPCP请求消息之后， 基于步驟 304的判断， 如 果该 UE为移动终端用户的话， 则本地构造 DHCP discover消息， 该消息中 包含： 接入点名称 （ Access Point Name , APN )、 国际移动用户识别码 ( International Mobile Subscriber Identification Number, IMSI )等移动网络 需要的信息。
步驟 308: BNG/BRAS收到 DHCP发现消息之后， 会向 P-GW发起代 理绑定更新 ( Proxy Binding Update, PBU )消息，该消息中包括： ΑΡΝ, IMSI 等信息， 以向 P-GW请求 IP地址分配。
步驟 309: P-GW收到 PBU消息之后， 会与 PCRF之间进行 IP连接访 问网络（IP-Connectivity Access Network, IP-CAN )会话的建立。
步驟 310: 如果 P-GW发生改变的话， 则向 HSS进行 P-GW标识的更 新。
步驟 311: P-GW收到 PBU消息之后， 会向 BNG/BRAS回复代理绑定 确认（Proxy Binding Acknowledgement, PBA )消息， 该消息中携带为终端 分配的 IP地址, 称为 IP1。
步驟 312-313: BNG/BRAS收到 PBA消息之后， 从消息中获取 IP1之 后，填到 DHCP提供消息中，并回复给 RG。 RG收到 DHCP提供消息之后， 获取 IP1 , 并与回复响应的 BNG/BRAS发送 DHCP请求/ DHCP响应消息， 确认被分配的 IP1。
步驟 314: RG收到 DHCP响应消息之后， 会向 UE发送 PPP IPCP否 定应答消息， 该消息携带 IP1地址给 UE。
可选地， RG收到 DHCP响应消息之后， 获取 IP1之后， 可以本地分 配一个 IP地址 , 称为 IP3 , 且本地保存 IP1和 IP3的映射关系； 然后向 UE 发送 PPP IPCP否定应答消息， 该消息携带 IP3地址给 UE。
步驟 314a: UE收到 PPP IPCP否定应答消息之后， 会与 RG之间通过 PPP IPCP请求/ PPP IPCP应答， 以向 RG确认分配的 IP1或者 IP3地址（具 体以 PPP IPCP否定应答消息携带的 IP为准）。
步驟 315 : 如果有需要更新的策略， 则 PCRF 会触发其和 BPCF、
BNG/BRAS和 BPCF之间会进行策略更新操作。
步驟 316: UE可以根据从网络侧 /本地配置获取的分流策略， 进行数据 传输， 具体操作如下：
A)分流数据（见步驟 316a ): 当 UE判断该业务数据需要分流时， 则 UE会将业务 4艮文的 IP源地址填为 IP2, 目的地址为 ^艮文的真正目的地址； 当该报文发送到 RG时， RG会将该报文的 IP源地址改为 CPE IP, 并发送 给 BNG/BRAS; BNG/BRAS收到报文之后， 即通过外部的 IP网络， 发送报 文到真正的目的地。
B)从移动网络访问的数据（见步驟 316b ): 当 UE判断该业务数据需要 通过移动网络访问的话，则 UE会将该业务 4艮文的 IP源地址填为 IP1 , 目的 地址为 4艮文的真正目的地址； RG、 BNG/BRAS以及移动网络的设备均对数 据进行路由转发即可。
可选地， 如果 UE获取的是 IP3 , 则 UE会将该业务报文的 IP源地址填 为 IP3 , 目的地址为报文的真正目的地址； RG在收到该报文之后， 根据本 地保存的 IP1和 IP3的映射表，修改报文的 IP源地址为 IP1 , 然后进行路由 转发。
以上仅说明上行报文的封装机制， 下行报文的封装机制进行报文头中 的目的 IP地址映射操作即可， 在此不特别说明。
另外， 在 BNG/BRAS和 P-GW之间除了采用 PMIP协议， 还可以采用 GPRS隧道协议（GPRS Tunnelling Protocol, GTP ); 如果采用 GTP协议的 话， 则 PBU消息对应的改为创建会话请求消息， PB A消息对应的改为创建 会话响应消息。
说明：
1)步驟 309-311之间没有先后顺序。
2)步驟 315可以在步驟 305之后的任意时刻发生。 实施例 2
本流程是 RG为路由模式下， WLAN作为可信任的 non 3GPP网络。移 动终端 UE通过 S2a接口接入移动核心网。其中， 固定网络和移动网络分别 为 UE分配一个 IP地址， 在 UE中保存两个 IP地址。 与实施例 1的区别在 于： RG和 BNG/BRAS之间采用 PMIP协议， 来解决 RG和 BNG/BRAS之 间无法转发移动网络为终端 UE分配的 IP地址的问题。如图 4所示， 包括： 步驟 401: RG和 BNG/BRAS之间进行 PPP协商和认证过程， 在 PPP 协商过程中， BNG/BRAS为 RG分配本地 IP地址， 即 CPE IP。
步驟 402: UE和 RG之间进行 DHCP协商过程，在 DHCP协商过程中， RG为 UE分配一个 IP地址， 一般为私网 IP, 称为 IP2。
步驟 403:如果该 UE为移动终端的话，则 UE与 RG之间进行 PPP LCP 协商。
步驟 404: RG收到 UE的 PPP LCP请求消息后， 作为认证者， 会向 UE发起 PPP EAP认证请求消息； 在 EAP认证流程中， RG可以识别该 UE 为移动终端用户， 完成 UE向 3GPP认证服务器（比如： AAA Server ) 的 EAP认证流程。
步驟 405: BNG/BRAS收到 EAP认证请求消息之后， 会发起与 BPCF 之间的固网策略会话的建立， BPCF进而会触发与 PCRF之间的策略会话的 建立； 通过建立好的策略会话， 移动网络和固网之间可以统一协调管理策 略资源。
步驟 406: 在完成 EAP认证之后， UE向 RG发起 PPP IPCP请求消息。 步驟 407： RG收到 PPP IPCP请求消息之后， 基于步驟 404的判断， 如果该 UE为移动终端用户的话， 则本地构造 PBU消息， 该消息中包含： APN、 IMSI等移动网络需要的信息。
BNG/BRAS收到 PBU消息之后， 会向 P-GW转发 PBU消息， 该消息 中包括： APN, IMSI等信息， 以向 P-GW请求 IP地址分配。
步驟 408: P-GW收到 PBU消息之后，会与 PCRF之间进行 IP-CAN会 话的建立， 并会向 BNG/BRAS回复 PBA消息， 该消息中携带为终端分配 的 IP地址, 称为 IP1。
步驟 409: 如果 P-GW发生改变的话， 则向 HSS进行 P-GW标识的更 新。
步驟 410: BNG/BRAS转发 PBA消息给 RG。
步驟 411: RG收到 PB A消息之后， 会向 UE发送 PPP IPCP否定应答 消息， 该消息携带 IP1地址给 UE。
可选地， RG收到 PBA消息之后， 获取 IP1之后， 可以本地分配一个 IP地址，称为 IP3,且本地保存 IP1和 IP3的映射关系；然后向 UE发送 PPP IPCP否定应答消息， 该消息携带 IP3地址给 UE。
步驟 411a: UE收到 PPP IPCP否定应答消息之后， 会与 RG之间通过 PPP IPCP请求/ PPP IPCP应答， 以向 RG确认分配的 IP1或者 IP3地址（具 体以 PPP IPCP否定应答消息携带的 IP为准）。 步驟 412: 如果有需要更新的策略， 则 PCRF 会触发其和 BPCF、 BNG/BRAS和 BPCF之间会进行策略更新操作。
步驟 413: UE可以根据从网络侧 /本地配置获取的分流策略， 进行数据 传输， 具体操作如下：
A)分流数据（见步驟 413a ): 当 UE判断该业务数据需要分流时， 则 UE会将业务报文的 IP源地址填为 IP2, 目的地址为报文的真正目的地址； 当该报文发送到 RG时， RG会将该报文的 IP源地址改为 CPE IP, 并发送 给 BNG/BRAS; BNG/BRAS收到报文之后， 即通过外部的 IP网络， 发送报 文到真正的目的地。
B)从移动网络访问的数据（见步驟 413b ): 当 UE判断该业务数据需要 通过移动网络访问的话，则 UE会将该业务报文的 IP源地址填为 IP1 , 目的 地址为 4艮文的真正目的地址； RG、 BNG/BRAS以及移动网络的设备均对数 据进行路由转发即可。
可选地， 如果 UE获取的是 IP3 , 则 UE会将该业务报文的 IP源地址填 为 IP3, 目的地址为报文的真正目的地址； RG在收到该报文之后， 根据本 地保存的 IP1和 IP3的映射表，修改报文的 IP源地址为 IP1 , 然后进行路由 转发。
以上仅说明上行报文的封装机制， 下行报文的封装机制进行报文头中 的目的 IP地址映射操作即可， 在此不特别说明。
另外， 在 BNG/BRAS和 P-GW之间除了采用 PMIP协议， 还可以采用 GTP协议； 如果采用 GTP协议的话， 则 PBU消息改为创建会话请求消息， PBA消息改为创建会话响应消息。
说明：
1)步驟 408-410之间没有先后顺序。
2)步驟 412可以在步驟 405之后的任意时刻发生。 实施例 3
本流程是与实施例 1类似， 主要区别在于 UE获取的地址为一个 IP地 址， 比如： 移动网络为其分配的或者固网为其分配的， 如图 5所示， 包括： 步驟 501: RG和 BNG/BRAS之间进行 PPP协商和认证过程， 在 PPP 协商过程中， BNG/BRAS为 RG分配本地 IP地址， 即 CPE IP。
步驟 502： 如果该 UE为移动终端的话， 则与 RG之间进行 PPP LCP协 商。
步驟 503: RG收到 UE的 PPP LCP请求消息后， 作为认证者， 会向 UE发起 PPP EAP认证请求消息； 在 EAP认证流程中， RG可以识别该 UE 为移动终端用户， 完成 UE向 3GPP认证服务器（比如： AAA Server ) 的 EAP认证流程。
步驟 504: BNG/BRAS收到 EAP认证请求消息之后， 会发起与 BPCF 之间的固网策略会话的建立， BPCF进而会触发与 PCRF之间的策略会话的 建立； 通过建立好的策略会话， 移动网络和固网之间可以统一协调管理策 略资源。
步驟 505： 在完成 EAP认证之后， UE向 RG发起 PPP IPCP请求消息。 步驟 506: RG收到 PPP IPCP请求消息之后， 基于步驟 303的判断， 如 果该 UE为移动终端用户的话， 则本地构造 DHCP发现消息， 该消息中包 含： APN、 IMSI等移动网络需要的信息。
步驟 507: BNG/BRAS收到 DHCP发现消息之后，会向 P-GW发起 PBU 消息， 该消息中包括： APN, IMSI等信息， 以向 P-GW请求 IP地址分配。
步驟 508: P-GW收到 PBU消息之后，会与 PCRF之间进行 IP-CAN会 话的建立。
步驟 509: 如果 P-GW发生改变的话， 则向 HSS进行 P-GW标识的更 新。 步驟 510: P-GW收到 PBU消息之后， 会向 BNG/BRAS回复 PBA消 息， 该消息中携带为终端分配的 IP地址， 称为 IP1
步驟 511-512: BNG/BRAS收到 PBA消息之后， 从消息中获取 IP1之 后，填到 DHCP提供消息中，并回复给 RG。 RG收到 DHCP提供消息之后， 获取 IP1 , 并与回复响应的 BNG/BRAS发送 DHCP请求/ DHCP响应消息， 确认被分配的 IP1。
RG收到移动网络为终端分配的 IP1之后， 可能会采用下面两种方式之 一来进行相应的数据报文传输。
方式一（步驟 513a、 513a，、 514、 515a ):
步驟 513a: RG收到 DHCP响应消息之后， 会向 UE发送 PPP IPCP否 定应答消息， 该消息携带 IP1地址给 UE。
步驟 513a，： UE收到 PPP IPCP否定应答消息之后， 会与 RG之间通过 PPP IPCP请求/ PPP IPCP应答， 以向 RG确认分配的 IP1地址。
步驟 514: 如果有需要更新的策略， 则 PCRF 会触发其和 BPCF、 BNG/BRAS和 BPCF之间会进行策略更新操作。
步驟 515a: UE对发送的数据报文 IP头的源地址封装为 IP1 , 目的地址 为报文的目的地址； 然后， 经过 RG、 BNG/BRAS等的报文转发， 路由到移 动核心网络， 以访问移动运营商提供的业务。
方式二（步驟 513b、 513b，、 514、 515b ):
步驟 513b: RG收到 DHCP响应消息之后， 向 UE发送 PPP IPCP否定 应答消息， 该消息携带 IP2地址给 UE, 且本地会保存 IP1和 IP2的映射关 系。
步驟 513b，： UE收到 PPP IPCP否定应答消息之后，会与 RG之间通过 PPP IPCP请求/ PPP IPCP应答， 以向 RG确认分配的 IP2地址。
步驟 514: 如果有需要更新的策略， 则 PCRF 会触发其和 BPCF、 BNG/BRAS和 BPCF之间会进行策略更新操作。
步驟 515b: UE对发送的数据报文 IP头的源地址封装为 IP2, 目的地址 为报文的目的地址； RG收到该报文之后， 会对源地址更改为 IP1 , 并发送 出去； 然后， 经过 BNG/BRAS等设备转发， 路由到移动核心网络， 以访问 移动运营商提供的业务。
另外， 如果该方案需要实现业务分流， 通过固网直接访问业务的话， 则需要 RG能够基于具体的业务特征（比如： 业务五元组信息）， 进行相应 的策略路由， 比如： 直接通过固网访问或者通过移动网络访问业务。
以上仅说明上行报文的封装机制， 下行报文的封装机制进行报文头中 的目的 IP地址映射操作即可， 在此不特别说明。
说明：
1)步驟 508-510之间没有先后顺序。
2)步驟 514可以在步驟 504之后的任意时刻发生。
实施例 4
本流程是与实施例 1类似， 主要区别在于 UE获取的地址为一个 IP地 址， 比如： 移动网络为其分配的或者固网为其分配的， 如图 6所示， 包括： 步驟 601: RG和 BNG/BRAS之间进行 PPP协商和认证过程， 在 PPP 协商过程中， BNG/BRAS为 RG分配本地 IP地址， 即 CPE IP。
步驟 602: 如果该 UE为移动终端的话， 则与 RG之间进行 PPP LCP协 商。
步驟 603: RG收到 UE的 PPP LCP请求消息后， 作为认证者， 会向 UE发起 PPP EAP认证请求消息； 在 EAP认证流程中， RG可以识别该 UE 为移动终端用户， 完成 UE向 3GPP认证服务器（比如： AAA Server ) 的 EAP认证流程。
步驟 604: BNG/BRAS在收到 EAP认证请求消息之后，会发起与 BPCF 之间的固网策略会话的建立， BPCF进而会触发与 PCRF之间的策略会话的 建立； 通过建立好的策略会话， 移动网络和固网之间可以统一协调管理策 略资源。
步驟 605： 在完成 EAP认证之后， UE向 RG发起 PPP IPCP请求消息。 步驟 606： RG收到 PPP IPCP请求消息之后， 基于步驟 403的判断， 如果该 UE为移动终端用户的话， 则本地构造 PBU消息， 该消息中包含： APN、 IMSI等移动网络需要的信息。
BNG/BRAS收到 PBU消息之后， 会向 P-GW转发 PBU消息， 该消息 中包括： APN, IMSI等信息， 以向 P-GW请求 IP地址分配。
步驟 607: P-GW收到 PBU消息之后，会与 PCRF之间进行 IP-CAN会 话的建立。
步驟 608: 如果 P-GW发生改变的话， 则向 HSS进行 P-GW标识的更 新。
步驟 609: P-GW收到 PBU消息之后， 会向 BNG/BRAS回复 PBA消 息， 该消息中携带为终端分配的 IP地址， 称为 IP1。 BNG/BRAS转发 PBA 消息给 RG。
RG收到移动网络为终端分配的 IP1之后， 可能会采用下面两种方式之 一来进行不同的数据报文封装。
方式一（步驟 610a、 610a，、 611、 612a ):
步驟 610a: RG收到 DHCP响应消息之后， 会向 UE发送 PPP IPCP否 定应答消息， 该消息携带 IP1地址给 UE。
步驟 610a，： UE收到 PPP IPCP否定应答消息之后， 会与 RG之间通过 PPP IPCP请求/ PPP IPCP应答， 向 RG确认分配的 IP1地址。
步驟 611 : 如果有需要更新的策略， 则 PCRF 会触发其和 BPCF、 BNG/BRAS和 BPCF之间会进行策略更新操作。 步驟 612a: UE对发送的数据报文 IP头的源地址封装为 IP1 , 目的地址 为报文的目的地址； 然后， 经过 RG、 BNG/BRAS等的报文转发， 路由到移 动核心网络， 以访问移动运营商提供的业务。
方式二（步驟 610b、 610b \ 611、 612b ):
步驟 610b: RG收到 DHCP响应消息之后， 向 UE发送 PPP IPCP否定 应答消息， 该消息携带 IP2地址给 UE, 且本地会保存 IP1和 IP2的映射关 系。
步驟 610b，： UE收到 PPP IPCP否定应答消息之后，会与 RG之间通过 PPP IPCP请求/ PPP IPCP应答， 以向 RG确认分配的 IP2地址。
步驟 611 : 如果有需要更新的策略， 则 PCRF 会触发其和 BPCF、
BNG/BRAS和 BPCF之间会进行策略更新操作。
步驟 612b: UE对发送的数据报文 IP头的源地址封装为 IP2, 目的地址 为报文的目的地址； RG收到该报文之后， 会对源地址更改为 IP1 , 并发送 出去； 然后， 经过 BNG/BRAS等设备转发， 路由到移动核心网络， 以访问 移动运营商提供的业务。
另外， 如果该方案需要实现业务分流， 通过固网直接访问业务的话， 则需要 RG能够基于具体的业务特征（比如： 业务五元组信息）， 进行相应 的策略路由， 比如： 直接通过固网访问或者通过移动网络访问业务。 以上仅说明上行报文的封装机制， 下行报文的封装机制进行报文头中 的目的 IP进行映射操作即可， 在此不特别说明。
另夕卜， 在 BNG/BRAS和 P-GW之间除了采用 PMIP协议， 还可以采用 GTP协议； 如果采用 GTP协议的话， 则 PBU消息改为创建会话请求消息， PBA消息改为创建会话响应消息。
说明：
1)步驟 607-609之间没有先后顺序。 2)步驟 611可以在步驟 604之后的任意时刻发生, 实施例 5
基于上述方法实施例， 本发明提出基于上述方法实施例的通过可信任 的固网接入移动核心网络的***， 该***包括：
地址获取模块， 用于在 UE、 RG、 BNG/BRAS和移动核心网络之间进 行消息交互， 以获取移动核心网络为移动 UE分配的 IP地址； 该模块中， RG向 BNG/BRAS发送消息， 触发固网与移动核心网络之间的消息交互， 请求并获取移动核心网络为该移动 UE分配 IP地址；
地址处理模块，用于在 RG获得移动核心网络为 UE分配的 IP地址后 , 进行相应的 IP地址映射关系处理， 并将 IP地址提供给 UE;
业务访问模块， 用于 UE采用 RG提供的 IP地址， 通过移动网络或者 直接通过固网访问业务。
进一步地，所述***还包括： PPP协商模块，用于在 RG向 BNG/BRAS 发送消息之前，所述移动 UE与 RG之间进行 PPP LCP协商，且完成 PPP EAP 认证流程 , 以及执行 PPP IPCP协商。
由于该***基于上述方法实施例实现， 因此， 所述***中所包含的各 模块都是为实现上述各方法实施例中相应的步驟流程而设， 进一步地， 还 可对本发明***实施例进行细化或通过附加新的模块， 以完成与各方法实 施例对应的各步驟流程所完成的功能， 为节省篇幅， 此处不再赘述。
显然， 本领域的技术人员应该明白， 上述的本发明的各模块或各步驟 可以用通用的计算装置来实现， 它们可以集中在单个的计算装置上， 或者 分布在多个计算装置所组成的网络上， 可选地， 它们可以用计算装置可执 行的程序代码来实现， 从而， 可以将它们存储在存储装置中由计算装置来 执行， 并且在某些情况下， 可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的 步驟， 或者将它们分别制作成各个集成电路模块， 或者将它们中的多个模 块或步驟制作成单个集成电路模块来实现。 这样， 本发明不限制于任何特 定的硬件和软件结合。
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
本发明对 UE和固网网元之间的消息进行增强，保证 UE能够通过可信 任的 WLAN网络接入移动核心网络， 并访问移动网络提供的业务。

Claims

权利要求书
1、 一种通过可信任的固网接入移动核心网络的方法， 该方法应用于移 动用户终端 UE通过信任固网接入移动核心网络， 且固网中的家庭网关 RG 处于路由模式的场景， 该方法包括：
移动 UE接入 RG后， RG向宽带网关 BNG/宽带远端接入服务器 BRAS 发送消息， 触发固网与移动核心网络之间的消息交互， 请求移动核心网络 为该 UE分配 IP地址；
RG获得移动核心网络为所述移动 UE分配的 IP地址， 并进行相应的 IP地址映射关系处理之后， 将 IP地址提供给所述移动 UE;
所述移动 UE采用 RG提供的 IP地址， 通过移动网络或者直接通过固 网访问业务。
2、根据权利要求 1所述的方法， 其中， 在所述 RG向 BNG/BRAS发送 消息之前， 还包括：
所述移动 UE与 RG之间进行点对点协议链路控制协议 PPP LCP协商， 且完成点对点协议扩展身份验证协议 PPP EAP认证流程， 以及执行点对点 IP控制协议 PPP IPCP协商。
3、 根据权利要求 1所述的方法， 其中， 若所述移动 UE支持两个 IP地 址共存， 则在所述移动 UE与 RG之间进行 PPP LCP协商之前还包括： 所 述移动 UE向 RG发送动态主机配置协议 DHCP消息， 在所述移动 UE与 RG完成 DHCP协商之后， RG为所述移动 UE分配一个地址；
若所述移动 UE仅支持一个 IP地址， 则所述移动 UE直接与 RG之间 进行 PPP LCP协商。
4、 根据权利要求 1所述的方法， 其中， 所述 RG依据扩展身份验证协 议 EAP认证消息中携带的用户标识信息判断当前是否为移动 UE接入。
5、 根据权利要求 1所述的方法， 其中， 所述 RG为触发固网与移动核 心网络之间的消息交互，向 BNG/BRAS所发送的消息为 DHCP消息或代理 移动 IP即 PMIP消息， 所述 DHCP消息或 PMIP消息中包含国际移动用户 识别码 IMSI和接入点名称 APN信息。
6、 根据权利要求 5所述的方法， 其中， 当 BNG/BRAS收到所述 RG 发送的 DHCP消息或 PMIP消息后， 发送 PMIP消息给分组数据网络网关 P-GW, 以完成与移动网络相关的流程； 所述与移动网络相关的流程包含： PMIP隧道建立和 IP地址分配、 IP-CAN会话建立和 P-GW标识更新流程。
7、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述 RG通过 BNG发送的 DHCP 消息或 PMIP消息获取移动核心网络为所述移动 UE分配的 IP地址。
8、 根据权利要求 1所述的方法， 其中， 网络为所述移动 UE分配两个 IP地址或者一个 IP地址； 所述两个 IP地址包括固网为 UE分配的 IP地址 和移动网络为 UE分配的 IP地址；
所述 IP地址映射关系为固网为 UE分配的 IP地址和移动网络为其分配 的 IP地址之间的映射关系。
9、 根据权利要求 8所述的方法， 其中， 所述移动 UE采用 RG提供的 IP地址， 对数据报文进行相应的封装处理；
在所述移动 UE保存两个 IP地址或保存一个移动核心网络为其分配的 IP地址， 且需要通过移动网络访问业务的情况下， 所述移动 UE为报文封 装源地址为移动核心网络为其分配的 IP地址；
所述移动 UE保存一个固网为其分配的 IP地址时， 所述移动 UE为报 文封装源地址为固网为其分配的 IP地址。
10、根据权利要求 8所述的方法， 其中， 所述移动 UE需要通过移动网 络访问业务的过程中， 所述 RG根据本地的 IP地址映射关系， 对数据报文 进行地址映射处理： 在所述移动 UE保存两个 IP地址或保存一个移动核心网络为其分配的 IP地址， 且需要通过移动网络访问业务时， RG负责报文转发；
在所述移动 UE保存一个固网为其分配的 IP地址时， RG根据 IP地址 映射关系， 将 4艮文头中固网为所述移动 UE分配的 IP地址更改为移动核心 网络为所述移动 UE分配的 IP地址， 以通过移动网络访问业务， 或者基于 业务特征进行相应的策略路由。
11、 一种通过可信任的固网接入移动核心网络的***， 该***包括： 地址获取模块， 用于在 UE、 RG、 BNG/BRAS和移动核心网络之间进 行消息交互， 以获取移动核心网络为移动 UE分配的 IP地址； 该模块中， RG向 BNG/BRAS发送消息， 触发固网与移动核心网络之间的消息交互， 请求并获取移动核心网络为该移动 UE分配 IP地址；
地址处理模块，用于在 RG获得移动核心网络为 UE分配的 IP地址后 , 进行相应的 IP地址映射关系处理， 并将 IP地址提供给 UE;
业务访问模块， 用于 UE采用 RG提供的 IP地址， 通过移动网络或者 直接通过固网访问业务。
12、 根据权利要求 11所述的***， 该***还包括：
PPP协商模块，用于在 RG向 BNG/BRAS发送消息之前，所述移动 UE 与 RG之间进行点对点协议链路控制协议 PPP LCP协商， 且完成点对点协 议扩展身份验证协议 PPP EAP认证流程， 以及执行点对点 IP控制协议 PPP IPCP协商。
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