專利名稱：異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中提供用戶設(shè)備發(fā)起和協(xié)助反向切換的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及移動(dòng)性(mobility)的領(lǐng)域。進(jìn)一步，此發(fā)明涉及異構(gòu)接 入系統(tǒng)中的移動(dòng)性的領(lǐng)域。更進(jìn)一步，此發(fā)明涉及用戶設(shè)備(UE)發(fā)起和 協(xié)助的反向切換(backward handover )，即，本發(fā)明涉及UE通過服務(wù)接入系 統(tǒng)準(zhǔn)備用于切換的目標(biāo)接入系統(tǒng)的方法。本發(fā)明提供UE準(zhǔn)備用于無縫切換 的目標(biāo)系統(tǒng)的方法。本發(fā)明包括UE通過服務(wù)接入系統(tǒng)準(zhǔn)備用于無縫切換的 目標(biāo)系統(tǒng)的方法。更具體地，本發(fā)明涉及在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中提供用戶設(shè)備發(fā) 起和協(xié)助反向切才奐的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)的無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)、系統(tǒng)架構(gòu)(SA) 和核心終端(CT)工作組目的在于開發(fā)增強(qiáng)的UTRAN (E-UTRAN)架構(gòu) 用于下一代無線系統(tǒng)。E-UTRAN系統(tǒng)需要與當(dāng)前第二代(2G )和第三代(3G) 無線系統(tǒng)共存，以及具體而言，其需要支持現(xiàn)有系統(tǒng)與在3GPPTR23.882、 3GPP TS 23.401和3GPP TS 23.402中規(guī)定的新演進(jìn)的E-UTRAN系統(tǒng)之間的 切換。
E-UTRAN系統(tǒng)是3GPP UTRAN系統(tǒng)的演進(jìn)，如圖1中所述，在 E-UTRAN系統(tǒng)中，主要實(shí)體是用戶設(shè)備(UE)、增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)B(ENB)、移動(dòng) 性管理實(shí)體(MME)、用戶平面實(shí)體(UPE)以及接入系統(tǒng)間錨點(diǎn)(IASA)。 期望EUTRAN系統(tǒng)的ENB具有傳統(tǒng)UTRAN系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)B和無線網(wǎng)絡(luò)控制 器(RNC)的特征。系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)(SAE)的MME管理并存儲(chǔ)UE的上下 文(針對空閑狀態(tài)UE/用戶的標(biāo)識(shí)符、UE的移動(dòng)性狀態(tài)、用戶的安全性參 數(shù))。MME產(chǎn)生暫時(shí)的標(biāo)識(shí)符并將它們分配給UE。 MME檢查UE是否可以 安置在TA上或PLMN上的授權(quán)。MME還對用戶進(jìn)行認(rèn)證。SAE的UPE終 止空閑狀態(tài)的UE的下行鏈路數(shù)據(jù)路徑并且當(dāng)下行鏈路數(shù)據(jù)到達(dá)UE時(shí)觸發(fā)/ 發(fā)起尋呼。UPE管理并存儲(chǔ)例如IP承載業(yè)務(wù)的參數(shù)或網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部路由信息的 UE的上下文。UPE執(zhí)行截留(interception )情況下的用戶業(yè)務(wù)的復(fù)制
4(replication) 。 AS間錨點(diǎn)是針對不同接入系統(tǒng)之間的移動(dòng)性的用戶平面錨 點(diǎn)。AS間錨點(diǎn)執(zhí)行或支持不同接入系統(tǒng)之間的切換。
GERAN包括基地臺(tái)收發(fā)站(BTS)和基站控制器(BSC )。 UTRAN包 括節(jié)點(diǎn)B和無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)。 GPRS核心網(wǎng)絡(luò)包括服務(wù)GPRS支持 節(jié)點(diǎn)(SGSN)和網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)，如圖1中所示。
在3GPP TS 23.234規(guī)范中規(guī)定的集成WLAN (I-WLAN)系統(tǒng)提供一種 系統(tǒng)和方法以將傳統(tǒng)UTRAN系統(tǒng)與WLAN系統(tǒng)集成，如圖1中所示。 I-WLAN系統(tǒng)允許WLAN用戶訪問3GPP分組交換服務(wù)(WLAN 3GPP IP接 入)。
然而，當(dāng)前沒有指定的高效的機(jī)制用以由用戶設(shè)備或服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)實(shí) 體提供RAT間切換判決和目標(biāo)系統(tǒng)的準(zhǔn)備，從而在異構(gòu)接入系統(tǒng)(即，SAE、 WiMAX、 I-WLAN和UMTS之間)中進(jìn)行無縫切換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種機(jī)制，UE通過該機(jī)制基于接入系統(tǒng)指 定切換標(biāo)準(zhǔn)和在UE中配置的排序來判決目標(biāo)接入系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的在于，UE通過服務(wù)接入系統(tǒng)發(fā)起切換請求并準(zhǔn)備目 標(biāo)接入系統(tǒng)，用于無縫切換。
本發(fā)明的又一目的在于，通過從RAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)體到核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的分級(jí) 方式、基于有關(guān)切換標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體中可獲得的排序的信息，服務(wù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體 做出RAT間切換判決。
本發(fā)明的再一目的在于，解釋上述發(fā)明。
本發(fā)明涉及其中在異構(gòu)接入系統(tǒng)之間UE切換的情形。本發(fā)明的方法包 括向UE提供通過服務(wù)接入系統(tǒng)做出HO判決并且準(zhǔn)備目標(biāo)接入系統(tǒng)的機(jī)制， 用于無縫切換。
本發(fā)明提供一種提供一機(jī)制的方法，通過該機(jī)制，UE基于接入系統(tǒng)指 定的切換標(biāo)準(zhǔn)和在UE中配置的排序來判決目標(biāo)接入系統(tǒng)。
本發(fā)明提供一種方法，通過該方法，UE通過服務(wù)接入系統(tǒng)發(fā)起切換請 求并準(zhǔn)備目標(biāo)接入系統(tǒng)，用于無縫切換。
本發(fā)明提供一種方法，通過該方法，服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體通過分級(jí)的 方式(從RAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)體開始)、基于目標(biāo)接入系統(tǒng)指定切換標(biāo)準(zhǔn)和其中存在的排序信息來判決RAT間HO。
因而，本發(fā)明解釋了一種方法，該方法在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中提供由用戶設(shè)
備發(fā)起并協(xié)助的反向切換。所述方法包括以下步驟 由UE判決從服務(wù)網(wǎng)絡(luò)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的切換需要；
由UE通過經(jīng)由服務(wù)網(wǎng)絡(luò)向目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送切換請求消息來發(fā)起反向切
換；
由服務(wù)網(wǎng)絡(luò)檢查UE的性能并授權(quán)反向切換；
由目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備反向切換且當(dāng)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備好時(shí)通知UE;以及
由UE執(zhí)行切換過程。
因而，本發(fā)明還解釋了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中提供由 用戶設(shè)備發(fā)起并協(xié)助的反向切換。所述系統(tǒng)包括 判決從服務(wù)網(wǎng)絡(luò)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的切換需要的UE;
通過經(jīng)由服務(wù)網(wǎng)絡(luò)向目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送切換請求消息來發(fā)起反向切換的
UE;
檢查UE的性能并授權(quán)反向切換的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)；
準(zhǔn)備反向切換且當(dāng)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備好時(shí)通知UE的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)；以及
執(zhí)行切換過程的UE。
從下面的附圖以及具體的描述中，本發(fā)明的其它的目的、特征和優(yōu)勢將 是明顯的。


圖1說明用于演進(jìn)系統(tǒng)的邏輯高級(jí)架構(gòu)； 圖2說明由UE發(fā)起的、異構(gòu)接入系統(tǒng)之間的反向切換； 圖3說明由UE發(fā)起的、從WiMAX到LTE/SAE接入系統(tǒng)的反向切換(可 選l);
圖4說明由UE發(fā)起的、從WiMAX到LTE/SAE接入系統(tǒng)的反向切換(可 選2);
圖5說明由UE發(fā)起的、從LTE/SAE到WiMAX接入系統(tǒng)的反向切換(可 選l);
圖6說明由UE發(fā)起的、從LTE/SAE到WiMAX接入系統(tǒng)的反向切換(可 選2);圖7說明用于由UE發(fā)起的、從WiMAX到LTE/SAE接入系統(tǒng)的反向切 換的流程圖8說明用于由UE發(fā)起的、從LTE/SAE到WiMAX接入系統(tǒng)的反向切 換的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，所公開 的實(shí)施例僅是本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以以多種多樣的形式來實(shí)現(xiàn)。下面的 說明和圖示不被解讀為限制本發(fā)明且描述多樣的具體細(xì)節(jié)來提供對本發(fā)明 的全面的理解，作為權(quán)利要求的J^出以及作為教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員如何做 出和/或使用本發(fā)明的基礎(chǔ)。但是，在某些例子中，沒有描述已知或慣用的細(xì) 節(jié)，以避免不必要地使本發(fā)明在細(xì)節(jié)中模糊。
本發(fā)明提供一種在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中提供由UE協(xié)助的反向切換的系統(tǒng)和 方法。
本發(fā)明依照以下細(xì)節(jié)來操作
由UE發(fā)起異構(gòu)接入系統(tǒng)之間的反向切換
圖2示出協(xié)助異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)之間的反向切換的一般的UE。互通功能/單 元(IWF/IWU)的功能性在于將一個(gè)接入系統(tǒng)的RAN和CN容器(container) /協(xié)議/參數(shù)轉(zhuǎn)換為另一個(gè)。利用實(shí)體指定接口協(xié)議，IWF與不同的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體 接口連接，IWF能夠與任何其它網(wǎng)絡(luò)實(shí)體共同位于服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中或目標(biāo)網(wǎng)絡(luò) 中，或可選地，IWF可以是服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中或目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中單獨(dú)的實(shí)體。以下具體 給出由UE協(xié)助的反向切換的操作
UE向服務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)送周期的或基于事件的測量結(jié)果。
如果服務(wù)接入系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)UE的測量結(jié)果低于閾值或者服務(wù)接入系統(tǒng)通過 任何其它手段判決服務(wù)RAT不能被繼續(xù)，則服務(wù)接入系統(tǒng)能夠請求UE開始 掃描其它的RAT,或者可選地，UE通過L2或通過某些其它的手段判決服 務(wù)RAN不能被繼續(xù)而開始掃描其它的RAT。
l正基于與RAT指定切換標(biāo)準(zhǔn)和在UE中配置的排序次序相比較的測量 報(bào)告來判決目標(biāo)系統(tǒng)。
UE通過經(jīng)由服務(wù)網(wǎng)絡(luò)向目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送切換請求消息來發(fā)起反向切換過程。服務(wù)網(wǎng)絡(luò)檢查性能并授權(quán)UE所請求的切換。
接著，服務(wù)網(wǎng)絡(luò)向互通功能(IWF)轉(zhuǎn)發(fā)該HO請求。服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將UE 的安全性上下文與該消息包括在 一起。
IWF將服務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)指定參數(shù)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)指定參數(shù)并將該請求轉(zhuǎn)發(fā)到 目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。
IWF在HO請求消息中查尋目標(biāo)系統(tǒng)參數(shù)并將該HO請求轉(zhuǎn)發(fā)到適當(dāng)?shù)?目標(biāo)接入系統(tǒng)實(shí)體。
目標(biāo)系統(tǒng)接著利用HO請求參數(shù)來準(zhǔn)備UE切換。
在成功準(zhǔn)備HO之后，目標(biāo)系統(tǒng)向IWF發(fā)送HO響應(yīng)消息。目標(biāo)系統(tǒng)將 如實(shí)體ID和/或IP地址的與目標(biāo)系統(tǒng)相關(guān)的參數(shù)、和選中的安全性配置與該 HO響應(yīng)包括在一起。
接著，IWF根據(jù)服務(wù)系統(tǒng)指定參數(shù)轉(zhuǎn)換參數(shù)以及將HO響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)。然后，UE發(fā)起到目標(biāo)系統(tǒng)的L2連接。
針對如圖3所示的從WiMAX到LTE/SAE接入系統(tǒng)的反向切換的說明 性示例
UE向WiMAX網(wǎng)絡(luò)的BS發(fā)送周期的或基于事件的測量結(jié)果。
如果BS發(fā)現(xiàn)UE的測量結(jié)果低于閾值或者BS通過任何其它的手段判 決WiMAX RAN不能被繼續(xù)，則BS接著能夠請求UE開始掃描其它的RAT, 或者可選地，l正通過L2或某些其它的手段判決服務(wù)RAN不能被繼續(xù)而開 始掃描其它的RAT。
UE基于與RAT指定切換標(biāo)準(zhǔn)和在UE中配置的排序次序相比較的 LTE/SAE測量報(bào)告判決LTE/SAE為目標(biāo)系統(tǒng)。
UE通過經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)向LTE/SAE網(wǎng)絡(luò)發(fā)送切換請求消息來發(fā)起反 向切換過程。UE包括UE的安全性能、TAI、小區(qū)ID、 RAT間HO的指示、 服務(wù)和目標(biāo)RAT等。UE向BS發(fā)送HO請求而BS接著轉(zhuǎn)發(fā)該HO請求到 ASN GW。
ASN GW接著聯(lián)系用于授權(quán)的AAA服務(wù)器。如果允許RAT間HO,則 AAA服務(wù)器檢查用戶的簡檔。如果用戶具有RAT間切換的能力，則AAA 服務(wù)器在授權(quán)應(yīng)答中包括未使用的AV、最近的CK和IK或可選地主密鑰 (MK)。
ASN GW將HO請求消息連同AAA服務(wù)器給出的安全性密鑰一起轉(zhuǎn)發(fā)到IWF。
IWF功能接著通過接口指定協(xié)議將HO請求轉(zhuǎn)發(fā)到MME。 IWF通過解 析TAI來獲取MME的IP地址，或者可選地，IWF具有TAI到MME的映射。
MME判決目標(biāo)ENB并導(dǎo)出LTE/SAE指定密鑰以及準(zhǔn)備UE HO。 MME 利用WiMAX網(wǎng)絡(luò)的CK和IK或主密鑰來導(dǎo)出LTE/SAE指定密鑰KASME。 從CK和IK中導(dǎo)出Kasme是通近CK和IK的并置(concatention ),或可選 地，使用偽隨機(jī)函數(shù)(PRF)且將CK和IK輸入到PRF,或可選地，異或密 鑰CK和IK,或可選地，使用CK和IK或使用MK的某些其它的手段來實(shí) 現(xiàn)的。接著，從kasme導(dǎo)出所有其它的密鑰，如在3GPPTR33.821中所規(guī)范 的。
MME將安全性上下文傳遞給目標(biāo)ENB并建立用于UE的RAB。 MME 將在WiMAX系統(tǒng)中由UE使用的算法作為優(yōu)選算法發(fā)送到目標(biāo)ENB。
在成功準(zhǔn)備HO之后，MME將HO響應(yīng)消息發(fā)送到IWF。 MME將如 ENB ID的與目標(biāo)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)、和選中的安全性配置參數(shù)與HO響應(yīng) 包括在一起。
IWF接著根據(jù)服務(wù)系統(tǒng)指定參數(shù)轉(zhuǎn)換參數(shù)并將HO響應(yīng)通過AAA、 ASN GW和BS轉(zhuǎn)發(fā)到UE。然后，UE發(fā)起到ENB的L2連接。
針對如圖4所示的從WiMAX到LTE/SAE接入系統(tǒng)的反向切換的說明 性示例
UE將周期的或基于事件的測量結(jié)果發(fā)送到WiMAX網(wǎng)絡(luò)的BS。 如果BS發(fā)現(xiàn)UE的測量結(jié)果小于閾值或者BS通過其它手段判決 WiMAX RAN不能被繼續(xù)，則BS能夠請求UE開始掃描其它的RAT,或者 可選地，UE通過L2或某些其它的手段判決服務(wù)RAN不能被繼續(xù)而開始掃 描其它的RAT。
UE基于與RAT指定切換標(biāo)準(zhǔn)和在UE中配置的排序次序相比較的 LTE/SAE測量報(bào)告判決LTE/SAE為目標(biāo)系統(tǒng)。
UE通過經(jīng)由WiMAX網(wǎng)絡(luò)向LTE/SAE網(wǎng)絡(luò)發(fā)送切換請求消息來發(fā)起反 向切換過程。UE包括UE的安全性能、TAI、小區(qū)ID、 RAT間HO的指示、 服務(wù)和目標(biāo)RAT等。UE向BS發(fā)送HO請求而BS接著轉(zhuǎn)發(fā)該HO請求到 ASN GW。 ASN GW轉(zhuǎn)發(fā)HO請求消息到IWF。接著，IWF通過AA請求消息聯(lián)系用于授權(quán)的AAA服務(wù)器。 如果允許RAT間HO，則AAA服務(wù)器檢查用戶的簡檔。如果用戶具有
RAT間切換的能力，則AAA服務(wù)器在授權(quán)應(yīng)答消息中包括未使用的AV、
最近的CK和IK或可選地主密鑰(MK)。
IWF將HO請求消息連同AAA服務(wù)器給出的安全性密鑰一起轉(zhuǎn)發(fā)到 MME。 IWF功能接著通過接口指定協(xié)議將HO請求轉(zhuǎn)發(fā)到MME。 IWF通過 解析TAI來獲取MME的IP地址，或者可選地，IWF具有TAI到MME的映射。
MME判決目標(biāo)ENB并導(dǎo)出LTE/SAE指定密鑰以及準(zhǔn)備UE HO。 MME 利用WiMAX網(wǎng)絡(luò)的CK和IK或主密鑰來導(dǎo)出LTE/SAE指定密鑰KASME。 從CK和IK中導(dǎo)出KASME是通過CK和IK的并置，或可選地， -使用偽隨才幾 函數(shù)(PRF )且將CK和IK輸入到PRF,或可選地，異或密鑰CK和IK， 或可選地，使用CK和IK或使用MK的某些其它的手段來實(shí)現(xiàn)的。接著， 從KASME導(dǎo)出所有其它的密鑰，如在3GPPTR33.821中所規(guī)范的。
MME將安全性上下文傳遞給目標(biāo)ENB并建立用于UE的RAB。 MME 將在WiMAX系統(tǒng)中由UE使用的算法作為優(yōu)選算法發(fā)送到目標(biāo)ENB。
在成功準(zhǔn)備HO之后，MME將HO響應(yīng)消息發(fā)送到IWF。 MME將如 ENB ID與目標(biāo)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)、和選中的安全性配置參數(shù)與HO響應(yīng)包 括在一起。
接著，IWF根據(jù)服務(wù)系統(tǒng)指定參數(shù)轉(zhuǎn)換參數(shù)并將HO響應(yīng)通過ASN GW 和BS轉(zhuǎn)發(fā)到UE。然后，UE發(fā)起到ENB的L2連接。
針對如圖5所示的從LTE/SAE到WiMAX接入系統(tǒng)的反向切換的說明 性示例
UE將周期的或基于事件的測量結(jié)果發(fā)送到LTE接入網(wǎng)絡(luò)的ENB。
如果ENB發(fā)現(xiàn)UE的測量結(jié)果小于閾值或者ENB通過任何其它的手段 判決WiMAX RAN不能被繼續(xù)，則ENB接著能夠請求UE開始掃描其它的 RAT，或者可選地，UE通過L2或某些其它的手段判決服務(wù)RAN不能被繼 續(xù)而開始掃描其它的RAT。
UE基于與RAT指定切換標(biāo)準(zhǔn)和在UE中配置的排序次序相比較的 LTE/SAE測量報(bào)告判決WiMAX為目標(biāo)系統(tǒng)。
UE通過經(jīng)由LTE/SAE網(wǎng)絡(luò)向WiMAX網(wǎng)絡(luò)發(fā)送切換請求消息來發(fā)起反向切換過程。UE包括UE的安全性能、BSID、 NAI (基于IMSI形成的)、 ASN ID、 RAT間HO的指示、服務(wù)和目標(biāo)RAT等。UE向ENB發(fā)送HO請 求而ENB接著轉(zhuǎn)發(fā)該HO請求到MME。
如果允許針對UE的RAT間HO,則MME檢查用戶的簡檔。
如果用戶具有RAT間切換的能力，則MME接著轉(zhuǎn)發(fā)HO請求消息到 IWF。 MME將未使用的AV、最近的CK和IK與HO請求消息包括在一起。
IWF接著通過接口指定協(xié)議聯(lián)系用于授權(quán)和密鑰導(dǎo)出的AAA服務(wù)器。 IWF通過解析NAI來獲得AAA服務(wù)器的IP地址，或者可選地，IWF具有 NAI到AAA服務(wù)器的映射。
IWF將AA請求消息發(fā)送到用于認(rèn)證和授權(quán)的AAA服務(wù)器。除安全性 密鑰外，AA請求消息還包括UE安全性能、BS ID、 NAI(基于IMSI形成 的)、ASN ID、 RAT間HO的指示、服務(wù)和目標(biāo)RAT、未使用的AV等。安 全性密鑰可以是從KASME中導(dǎo)出的CK和IK，或者可選地，MME發(fā)送KASME 作為安全性密鑰。
手段來映射目標(biāo)ASN GW并導(dǎo)出WiMAX指定密鑰。WiMAX指定密鑰的主 密鑰(MK)是由從LTE/SAE系統(tǒng)接收的CK和IK密鑰中導(dǎo)出的，如在正TF RFC 4187(用于第三代認(rèn)證和密鑰協(xié)定的可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議方法(EAP-AKA )) 中規(guī)范的，或者可選地，如果從LTE/SAE系統(tǒng)中接收到Kasme，則AAA使 用kasme作為MK。根據(jù)主密鑰，AAA服務(wù)器導(dǎo)出以下密鑰暫時(shí)EAP密 鑰(TEK)、主會(huì)話密鑰(MSK)和擴(kuò)展的主會(huì)話密鑰(EMSK)，如在IETF RFC 4187(用于第三代認(rèn)證和密鑰協(xié)定的可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議方法(EAP-AKA)) 中規(guī)范的。
AAA服務(wù)器將AA響應(yīng)消息連同MSK密鑰一起傳遞到目標(biāo)ASN GW。
ASN GW從MSK中導(dǎo)出WiMAX指定密鑰并將WiMAX指定密鑰和安 全性上下文傳遞到目標(biāo)BS。 ASN GW可選擇地建立UE的RAB。
在成功導(dǎo)出密鑰之后，ASNGW將AA應(yīng)答消息發(fā)送到AAA服務(wù)器。 ASN GW將PMK序列號(hào)與AA應(yīng)答消息包括在一起。
AAA服務(wù)器將該消息轉(zhuǎn)發(fā)到IWF。
IWF將HO請求消息發(fā)送到ASN GW。 IWF將UE ID和BS ID以及其
它參數(shù)包括在消息中。
iiASN GW發(fā)送具有目標(biāo)BS ID的HO響應(yīng)消息。
IWF接著根據(jù)LTE/SAE指定參數(shù)轉(zhuǎn)換參數(shù)并將HO命令通過MME和 ENB發(fā)送到l正。IWF包括目標(biāo)BS ID、 PMK序列號(hào)。
UE利用LTE/SAE系統(tǒng)中經(jīng)協(xié)議的最近的CK和IK密鑰來產(chǎn)生WiMAX 指定密鑰。WiMAX指定密鑰的主密鑰(MK)是由在LTE/SAE系統(tǒng)中所使 用的CK和IK密鑰中導(dǎo)出的，如在正TF RFC 4187 (用于第三代認(rèn)證和密鑰 協(xié)定的可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議方法(EAP-AKA))中規(guī)范的，或者可選地，如果使 用KASME，則UE使用KASME作為MK。根據(jù)主密鑰，UE導(dǎo)出以下密鑰暫 時(shí)EAP密鑰(TEK)、主會(huì)話密鑰(MSK)和擴(kuò)展的主會(huì)話密鑰(EMSK)， 如在IETF RFC 4187 (用于第三代i人證和密鑰協(xié)定的可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議方法 (EAP-AKA))中規(guī)范的，并且開始切換過程。
UE進(jìn)行802.16e連接過程。UE設(shè)置HO過程優(yōu)化比特?；蛘呖蛇x地， UE能夠通過持有一個(gè)新的比特來指示HO間優(yōu)化過程。在通過SBC—Req消 息的安全性能交換期間，UE能夠發(fā)送作為在LTE/SAE系統(tǒng)中使用的算法的 優(yōu)選算法
接著，WiMAX BS開始PKMv2三方握手并建立用于鏈路層保護(hù)的SA。 BS可以接受UE優(yōu)選算法，如果它支持的話。
針對如圖6所示的從LTE/SAE到WiMAX接入系統(tǒng)的反向切換的說明 性示例
UE將周期的或基于事件的測量結(jié)果發(fā)送到LTE接入網(wǎng)絡(luò)的ENB。
如果ENB發(fā)現(xiàn)UE的測量結(jié)果小于閾值或者ENB通過其它的手段判決 WiMAX RAN不能被繼續(xù)，則ENB接著能夠請求UE開始掃描其它的RAT, 或者可選地，UE通過L2或某些其它的手段判決服務(wù)RAN不能被繼續(xù)而開 始掃描其它的RAT。
UE基于與RAT指定切換標(biāo)準(zhǔn)和在UE中配置的排序次序相比較的 LTE/SAE測量報(bào)告判決WiMAX為目標(biāo)系統(tǒng)。
UE通過經(jīng)由LTE/SAE網(wǎng)絡(luò)向WiMAX網(wǎng)絡(luò)發(fā)送切換請求消息來發(fā)起反 向切換過程。UE包括UE的安全性能、BSID、 NAI (基于IMSI形成的)、 ASNID、 RAT間HO的指示、服務(wù)和目標(biāo)RAT等。UE向ENB發(fā)送HO請 求而ENB接著轉(zhuǎn)發(fā)該HO請求到MME。
如果允許針對UE的RAT間HO，則MME檢查用戶的簡檔。如果用戶具有RAT間切換的能力，則MME轉(zhuǎn)發(fā)HO請求消息到IWF。 MME將未使用的AV、最近的CK和IK與HO請求消息包括在一起。
接著，IWF利用BS ID或通過任何其它的手段來聯(lián)系A(chǔ)SN GW。
IWF通過接口指定協(xié)議將HO請求消息發(fā)送到ASN GW。除安全性密鑰 夕卜，HO請求消息還包括UE的安全性能、BSID、 NAI(基于IMSI形成的)、 ASNID、 RAT間HO的指示、服務(wù)和目標(biāo)RAT、未使用的AV等。
ASN GW聯(lián)系用于授權(quán)和密鑰導(dǎo)出的AAA服務(wù)器。ASN GW將AA請 求消息發(fā)送到AAA服務(wù)器。除安全性密鑰外，AA請求消息還包括UE安全 性能、BSID、 NAI (基于IMSI形成的)、ASNID、 RAT間HO的指示、服 務(wù)和目標(biāo)RAT、未使用的AV等。安全性密鑰可以是從K:ASME導(dǎo)出的CK和 IK,或者可選地，MME發(fā)送KASME作為安全性密鑰。
AAA服務(wù)器檢查授權(quán)并導(dǎo)出WiMAX指定密鑰。WiMAX指定密鑰的主 密鑰(MK )是由從LTE/SAE系統(tǒng)接收的CK和IK密鑰中導(dǎo)出的，如在IETF RFC 4187(用于第三代認(rèn)證和密鑰協(xié)定的可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議方法(EAP-AKA )) 中規(guī)范的，或者可選地，如果從LTE/SAE系統(tǒng)中接收到KASME,則AAA使 用KASME作為MK。根據(jù)主密鑰，AAA服務(wù)器導(dǎo)出以下密鑰暫時(shí)EAP密 鑰(TEK)、主會(huì)話密鑰(MSK)和擴(kuò)展的主會(huì)話密鑰(EMSK)，如在IETF RFC 4187(用于第三代認(rèn)證和密鑰協(xié)定的可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議方法(EAP-AKA)) 中規(guī)范的。
AAA服務(wù)器將AA響應(yīng)消息連同MSK密鑰一起傳遞到ASN GW。
ASN GW從MSK密鑰中導(dǎo)出WiMAX指定密鑰，如在WiMAX規(guī)范 "WiMAX Forum Network Architecture-Stage 3-Detailed Protocols and Procedures- Release 1.0.0"中規(guī)范的，并將WiMAX指定密鑰和安全性上下 文傳遞到目標(biāo)BS。 ASNGW可選地建立用于UE的RAB。
在成功導(dǎo)出密鑰之后，ASN GW將HO響應(yīng)消息發(fā)送到AAA服務(wù)器。 ASN GW將PMK序列號(hào)和目標(biāo)BS ID與HO響應(yīng)消息包括在一起。
接著，IWF根據(jù)LTE/SAE指定參數(shù)轉(zhuǎn)換參數(shù)并將HO命令通過MME 和ENB發(fā)送到UE。 IWF包括目標(biāo)BS ID、 PMK序列號(hào)。
UE利用在LTE/SAE系統(tǒng)中經(jīng)協(xié)議的最近的CK和IK密鑰來產(chǎn)生 WiMAX指定密鑰。WiMAX指定密鑰的主密鑰(MK )是由在LTE/SAE系 統(tǒng)中所使用的CK和IK密鑰導(dǎo)出的，如在IETF RFC 4187 (用于第三代認(rèn)證和密鑰協(xié)定的可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議方法(EAP-AKA))中規(guī)范的，或者可選地， 如果使用KASME,則UE使用KASME作為MK。根據(jù)主密鑰，UE導(dǎo)出以下密 鑰暫時(shí)EAP密鑰(TEK )、主會(huì)話密鑰(MSK )和擴(kuò)展的主會(huì)話密鑰(EMSK ), 如在正TF RFC 4187 (用于第三代認(rèn)證和密鑰協(xié)定的可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議方法 (EAP-AKA))中規(guī)范的，并且開始切換過程。
UE進(jìn)行802.16e鏈接過程。UE設(shè)置HO進(jìn)程優(yōu)化比特。或者可選地， UE能夠通過具有一個(gè)新的比特來指示HO間優(yōu)化過程。在通過SBC—Req消 息安全性能交換期間，UE能夠發(fā)送作為在LTE/SAE系統(tǒng)中使用的算法的優(yōu) 選算法。
接著WiMAX BS開始PKMv2三方握手并建立用于鏈路層保護(hù)的SA。 BS可以接受UE優(yōu)選算法，如果它支持的話。
對本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員而言將同樣明顯的是，可以從由說明書和附圖 所教導(dǎo)的本發(fā)明的多樣的方法和裝置的組合中導(dǎo)出其它的控制方法和裝置， 而這些應(yīng)當(dāng)同樣地被理解為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。進(jìn)一步，因而在上面省略 有關(guān)這樣的組合體和變體的描述。還應(yīng)當(dāng)注意到的是，用于存儲(chǔ)應(yīng)用程序的 主機(jī)包括但不限制于微芯片、微處理器、手持通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)、繪制 (rendering )設(shè)備或多功能設(shè)備。
盡管已經(jīng)參照附圖，結(jié)合其中優(yōu)選實(shí)施例全面地描述了本發(fā)明，但要注 意的是，可以有多樣的變化和修改并且對本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員而言是明顯 的。這樣的變化和修改可以理解為包含在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范 圍之內(nèi)，除非它們從中脫離。
術(shù)語及其定義的詞匯表
3GPP:第三代合作伙伴計(jì)劃(3rd Generation Partnership Project) 3GPP2:第三代合作伙伴計(jì)劃2 (3rd Generation Partnership Project 2) AAA: 認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)(Authentication, Authorization and Accounting) APN:才妻入點(diǎn)名一爾(Access Point Name) AS:才妻入系統(tǒng)(Access System)
ASN GW:接入月l務(wù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)(Access Serving Network Gateway ) AV: 認(rèn)證向量(Authentication Vector) AuC:認(rèn)i正中心(Authentication Center)反向切換(Backward handover):源RAN節(jié)點(diǎn)發(fā)起切換，且在目標(biāo)RAN節(jié)點(diǎn)
中準(zhǔn)備資源。在TR25.931中報(bào)告了反向切換概念的示例。
BTS:基;也臺(tái)收發(fā)站(Base Transceiver Station)
BSC:基站控制器(Base Station Controller)
CK:密碼索引(CipherKey)
ENB:演進(jìn)節(jié)點(diǎn)B (Evolving Node B)
前向切換(Forward handover) : UE變化到目標(biāo)RAN節(jié)點(diǎn)而在網(wǎng)絡(luò)中沒有任 何準(zhǔn)備。在TR25.931中報(bào)告了這個(gè)概念的示例。 GERAN:由BTS和BSC組成的GSNEDGE無線接入網(wǎng) GGSN:網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn) GPRS:通用分組無線服務(wù)
HA:本地代理，當(dāng)分組離開本地時(shí)隧穿分組到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的本地網(wǎng)
絡(luò)上的路由器
HLR:本地位置寄存器
HO:切換
HSS:本地訂閱服務(wù)器
IMS: IP多媒體服務(wù)
IK:完整密鑰(Integrity Key)
IP:互耳關(guān)網(wǎng)十辦i義(InternetProtocol)
IP Sec:互if關(guān)網(wǎng)協(xié)i義安全性(Internet Protocol Security)
Inter AS MM: AS間MM (接入系統(tǒng)間移動(dòng)性管理，Inter Access System
Mobility Manager,協(xié)助跨接入系統(tǒng)的移動(dòng)性的實(shí)體)
IWF/IW: 互通功能或互通單元(Interworking Function or Interworking Unit)
IWF和IW是相同的且可互換。
L2:層2
L3:層3
LTE:長期演進(jìn)
MIP:包括版本4和版本6的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 MME:移動(dòng)性管理實(shí)體
MSC:移動(dòng)交換中心 NAI:網(wǎng)絡(luò)地址標(biāo)識(shí)符
NodeB:節(jié)點(diǎn)B， UMTS網(wǎng)絡(luò)中的基站
15PCF:分組控制功能
PCRF:策略與計(jì)費(fèi)規(guī)則功能(Policy and Charging Rules Function)
PDP:分組數(shù)據(jù)協(xié)議(Packet Data Protocol)
PDSN:分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)(Packet Data Serving Node)
PRP:偽F逸才幾功能(pseudo-random function)
QoS:服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service)
RAT:無線接入技術(shù)(Radio Access Technology)
RNC:無線網(wǎng)全備控制器(RadioNetwork Controller)
RO:路由優(yōu)化(MIP中)(Route Optimization (in MIP))
RRC:無線資源控制(Radio Resource Control)
SAE:系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)(System Architecture Evolution)
SGSN:服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(Serving GPRS Support Node)
UE:用戶i殳備(UserEquipment)
UMTS:通用移動(dòng)通4言系統(tǒng)(Universal Mobile Telecommunication System) UPE:用戶平面實(shí)體(User Plane Entity)
User terminal:用戶終端末端用戶設(shè)備，例如移動(dòng)站(MS)或用戶設(shè)備(UE) UTRAN:由節(jié)點(diǎn)B和RNC組成的UMTS地面無線接入網(wǎng)
權(quán)利要求
1、一種在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中提供由用戶設(shè)備發(fā)起并協(xié)助的反向切換的方法，所述方法包括以下步驟由所述UE判決從服務(wù)網(wǎng)絡(luò)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的切換需要；由所述UE通過經(jīng)由服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將切換請求消息發(fā)送到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)來發(fā)起反向切換；由所述服務(wù)網(wǎng)絡(luò)檢查UE的性能并授權(quán)反向切換；由目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備反向切換并且當(dāng)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備好時(shí)通知UE；以及由所述UE執(zhí)行所述切換過程。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，互通功能/單元(IWF/IWU)將一個(gè)接入系統(tǒng)的RAN和CN容器/協(xié)議/參數(shù)轉(zhuǎn)換為另 一個(gè)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，IWF用實(shí)體指定接口協(xié)議與不同的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體相接口連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，IWF與任何其它的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體共同位于服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中或者目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中，或者可選地，IWF可以是服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中或目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的獨(dú)立實(shí)體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，UE發(fā)送周期的或基于事件的測量結(jié)果到所述服務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，如果所述服務(wù)接入系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)UE的測量結(jié)果低于閾值或者服務(wù)接入系統(tǒng)通過任何其它的手段判決服務(wù)RAT不能被繼續(xù)，則所述服務(wù)接入系統(tǒng)能夠請求UE開始掃描其它的RAT，或者可選地，UE通過L2或某些其它的手段判決服務(wù)RAN不能被繼續(xù)而開始掃描其它的RAT。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，l正基于與RAT指定切換標(biāo)準(zhǔn)和在UE中配置的排序次序相比較的測量報(bào)告來判決目標(biāo)系統(tǒng)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，UE通過將切換請求消息經(jīng)由服務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)來發(fā)起反向切換過程。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述服務(wù)網(wǎng)絡(luò)檢查性能并授權(quán)l(xiāng)正所請求的切換。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述服務(wù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)HO請求到互通功能(IWF),其中所述服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將UE的安全性上下文與該消息包括在一起。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，IWF將服務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)指定參數(shù)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)指定參數(shù)并將所述請求轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，IWF在HO請求消息中查尋目標(biāo)系統(tǒng)參數(shù)并將該HO請求轉(zhuǎn)發(fā)到合適的目標(biāo)接入系統(tǒng)實(shí)體。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，目標(biāo)系統(tǒng)利用HO請求參數(shù)準(zhǔn)備UE切換以及當(dāng)成功準(zhǔn)備HO之后，目標(biāo)系統(tǒng)將所述HO響應(yīng)消息發(fā)送到IWF
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，目標(biāo)系統(tǒng)將如實(shí)體ID和/或IP地址的與目標(biāo)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)、和選中的安全性配置與HO響應(yīng)包括在一起。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，IWF根據(jù)服務(wù)系統(tǒng)指定參數(shù)來轉(zhuǎn)換參數(shù)并將HO響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，以及接著UE發(fā)起到目標(biāo)系統(tǒng)的L2連接。
16、 一種在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中提供用戶設(shè)備發(fā)起和協(xié)助的反向切換的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于判決從服務(wù)網(wǎng)絡(luò)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的切換需要的UE;通過經(jīng)由服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將切換請求消息發(fā)送到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)來發(fā)起反向切換的UE;檢查UE的性能并且授權(quán)反向切換的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)；準(zhǔn)備反向切換并當(dāng)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備好時(shí)通知UE的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)；以及執(zhí)行切換過程的UE。
17、 一種在具體參照附圖大體描述的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中提供用戶設(shè)備發(fā)起并協(xié)助的反向切換的方法。
18 、 一種在具體參照附圖大體描述的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中提供用戶設(shè)備發(fā)起并協(xié)助的反向切換的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)性的領(lǐng)域。具體而言，本發(fā)明提出了一種在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中提供用戶設(shè)備(UE)發(fā)起和協(xié)助的反向切換的系統(tǒng)和方法。根據(jù)確定的標(biāo)準(zhǔn)，UE可以判決是否需要從服務(wù)網(wǎng)絡(luò)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的切換。UE通過將切換請求消息經(jīng)由服務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)來發(fā)起反向切換。服務(wù)網(wǎng)絡(luò)檢查UE的性能并授權(quán)反向切換。目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備反向切換并且當(dāng)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備好時(shí)通知UE。UE接著開始切換過程。
文檔編號(hào)H04B7/26GK101523765SQ200780036426
公開日2009年9月2日 申請日期2007年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者宋晤碩, 崔成豪, 拉賈維爾薩米·拉賈杜萊 申請人:三星電子株式會(huì)社