CN105813153B - 跨网络切换方法、网元以及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种跨网络切换方法、网元以及系统。该方法包括：接入网络发现和选择功能ANDSF服务器根据策略向用户设备UE的ANDSF客户端发送跨网络切换提示；ANDSF服务器接收来自UE的切换指令以及用户信息；ANDSF服务器根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络；ANDSF服务器通知UE执行跨网络切换以便UE切换到目标网络。本公开提供的跨网络切换方法、网元以及系统，根据UE上ANDSF客户端发起的切换指令，ANDSF服务器可以进行跨网络系统切换，并且，可以在保留IP地址的前提下切换网络，保证了实时性要求高应用的业务连续性，并且引入APP客户端方式实现了用户对跨网络切换的主导性，提高用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种跨网络切换方法、网元以及系统。
背景技术
近年来WLAN(Wireless Local Area Networks，无线局域网)和LTE(Long TermEvolution,长期演进)融合组网在3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)标准组织中提出了SaMOG(S2a Mobility based on GTP，基于GTP的S2a移动性)的组网方案。目前的网络能力与终端能力属于透明单连接模式(TransparentSingle-Connection mode)，该模式是3GPP R12版本以后定义WLAN和LTE协同组网的连接方式之一，但是，在现阶段该连接方式下终端无法发起跨系统的切换。
因此，有必要提出一种跨网络切换方法，使得终端在WLAN和LTE融合组网中能够发起并实现跨系统切换。
发明内容
本公开要解决的一个技术问题是如何使得终端在WLAN和LTE融合组网中能够发起并实现跨系统切换。
本公开提供一种跨网络切换方法，包括：接入网络发现和选择功能ANDSF服务器根据策略向用户设备UE的ANDSF客户端发送跨网络切换提示；ANDSF服务器接收来自UE的切换指令以及用户信息；ANDSF服务器根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络；ANDSF服务器通知UE执行跨网络切换以便UE切换到目标网络。
进一步地，用户信息包括国际移动用户识别码IMSI、接入点名称APN、网络协议IP地址；ANDSF服务器根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络包括：ANDSF服务器根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络的控制器，从而触发分组数据网关P-GW基于IP地址建立UE与目标网络的连接。
可选地，P-GW基于IP地址建立UE与目标网络的连接包括：P-GW收到切换指示，判断是否为UE分配过IP地址，若分配过IP地址，则采用相同的IP地址建立UE与目标网络的连接。
可选地，UE从长期演进LTE切换到无线局域网WLAN时，控制器为第三代合作伙伴计划验证、授权和记账3GPP AAA，ANDSF服务器根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络的控制器、从而触发P-GW基于IP地址建立UE与目标网络的连接包括：ANDSF服务器将包括用户信息的切换指示发送给3GPP AAA；3GPP AAA在UE执行切换接入WLAN并发起扩展认证协议鉴权过程时，基于用户IMSI(International Mobile Subscriber IdentificationNumber，国际移动用户识别码)在给TWAG(trusted wireless LAN access gateway，授信WLAN接入网关)的授权消息中插入切换指示，将附着类型改为切换请求；P-GW接收TWAG根据切换请求发送的会话建立请求后，为UE分配相同的IP地址；P-GW将其自身的P-GW标识和APN信息传递给3GPP AAA服务器，从3GPP AAA获取鉴权信息；P-GW发送会话建立应答，将IP地址发送给UE，IP地址是UE在LTE接入时使用的IP地址。
可选地，UE从无线局域网WLAN切换到长期演进LTE时，控制器为移动管理实体MME，ANDSF服务器根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络的控制器、从而触发P-GW基于IP地址建立UE与目标网络的连接包括：ANDSF服务器将切换指示及用户信息下发到MME；MME接收到UE的附着请求后基于用户的IMSI插入切换指示，将附着请求改为切换请求；MME根据HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)对UE进行认证，若认证成功，MME执行位置更新和签约数据获取过程；P-GW根据MME发送会话建立请求发送会话建立应答，会话建立应答中包括UE在WLAN接入使用的IP地址。
可选地，方法包括：策略包括时间、位置、WLAN网络负荷与质量、LTE网络负荷与质量或使用应用类型。
本公开还提供一种网元，包括：
发送模块，用于根据策略向用户设备UE的ANDSF客户端发送跨网络切换提示；接收模块，用于接收来自UE的切换指令以及用户信息；处理模块用于根据切换指令以及用户信息生成切换指示，通过发送模块将切换指示发送到目标网络；发送模块还用于通知UE执行跨网络切换以便UE切换到目标网络。
进一步地，用户信息包括国际移动用户识别码IMSI、接入点名称APN、网络协议IP地址，发送模块用于：根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络的控制器，从而触发分组数据网关P-GW基于IP地址建立UE与目标网络的连接；和/或策略包括时间、位置、WLAN网络负荷与质量、LTE网络负荷与质量或使用应用类型。
本公开还提供一种跨网络切换系统，包括：如上述网元；
ANDSF客户端，用于接收网元根据策略发送的跨网络切换提示，发送切换指令以及用户信息到网元；P-GW，用于接收切换指示，判断是否为UE分配过IP地址，若分配过IP地址，则采用相同的IP地址建立UE与目标网络的连接；第三代合作伙伴计划验证、授权和记账3GPP AAA，用于控制UE接入WLAN；控制器为移动管理实体MME，用于控制UE接入LTE。
可选地，UE从长期演进LTE切换到无线局域网WLAN，包括：
网元用于将包括用户信息的切换指示发送给3GPP AAA；3GPP AAA用于在UE执行切换接入WLAN并发起扩展认证协议鉴权过程时，基于用户IMSI在给TWAG的授权消息中插入切换指示，将附着类型改为切换请求；P-GW用于接收TWAG根据切换请求发送的会话建立请求后，为UE分配相同的IP地址；P-GW用于将其自身的P-GW标识和APN信息传递给3GPP AAA服务器，从3GPP AAA获取鉴权信息；P-GW用于发送会话建立应答，将IP地址发送给UE，IP地址是UE在LTE接入时使用的IP地址。
可选地，UE从无线局域网WLAN切换到长期演进LTE，包括：
网元用于将切换指示及用户信息下发到MME；MME用于接收到UE的附着请求后基于用户的IMSI插入切换指示，将附着请求改为切换请求；MME用于根据HSS对UE进行认证，若认证成功，MME执行位置更新和签约数据获取过程；P-GW用于根据MME发送会话建立请求发送会话建立应答，会话建立应答中包括UE在WLAN接入使用的IP地址。
本公开提供的跨网络切换方法、网元以及系统，根据UE上ANDSF客户端发起的切换指令，ANDSF服务器可以进行跨网络切换。
附图说明
图1示出本发明一个实施例的跨网络切换方法的流程图。
图2示出本发明一个实施例的S2a与S2b组网方案示意图。
图3示出本发明一个实施例的非漫游场景下的ANDSF架构示意图。
图4A示出本发明一个实施例的LTE与WLAN协同组网示意图。
图4B示出本发明一个实施例的ANDSF Server与3GPP AAA、MME间的接口示意图。
图5A示出本发明一个实施例的ANDSF工作流程示意图。
图5B示出本发明一个实施例的ANDI策略信息子节点示意图。
图5C示出本发明一个实施例的ISMP策略信息子节点示意图。
图6示出本发明一个实施例的DNS方式进行ANDSF发现的流程示意图。
图7示出本发明一个实施例的ANDSF Server与UE间发生信息转送的流程示意图。
图8示出本发明一个实施例的LTE到WLAN的切换处理流程示意图。
图9示出本发明一个实施例的WLAN到LTE的切换处理流程示意图。
图10示出本发明一个实施例的网元的结构示意图。
图11示出本发明一个实施例的跨网络切换系统的结构示意图
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。
图1示出本发明一个实施例的跨网络切换方法的流程图。如图1所示，该方法主要包括：
步骤100，接入网络发现和选择功能ANDSF服务器根据策略向用户设备UE的ANDSF客户端发送跨网络切换提示。
步骤102，ANDSF服务器接收来自UE的切换指令以及用户信息。
步骤104，ANDSF服务器根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络。
步骤106，ANDSF服务器通知UE执行跨网络切换以便UE切换到目标网络。
本发明实施例的跨网络切换方法，根据UE上ANDSF客户端发起的切换指令，ANDSF服务器可以进行跨网络切换。
在一实施例中，用户信息包括国际移动用户识别码IMSI、接入点名称APN、网络协议IP地址,
ANDSF服务器根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络包括：ANDSF服务器根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络的控制器，从而触发P-GW基于IP地址建立UE与目标网络的连接。
本发明实施例的跨网络切换方法，可以在保留IP地址的前提下切换网络，防止用户掉线或重新注册，提高用户体验。
在一实施中，P-GW基于IP地址建立UE与目标网络的连接包括：
分组数据网关P-GW收到切换指示，判断是否为UE分配过IP地址，若分配过IP地址，则采用相同的IP地址建立UE与目标网络的连接。
本发明基于ANDSF架构来实现LTE与WLAN网络间保留IP地址切换的方法，用户通过ANDSF APP客户端告知ANDSF Server要进行跨网络切换，ANDSF Server通过与MME或3GPPAAA的接口下发切换指示，由目标网络的控制器例如MME或3GPP AAA在用户向切换目标网络建立连接的过程中插入切换(handover)指示，确保P-GW检测到“handover”指示后，检查是否给该用户已经分配过IP地址，如果地址已经分配过，则采用相同的IP地址分配给该用户使用。这样，可以保证在现有的流程下仅支持透明单连接模式的终端能够实现LTE与WLAN网络的无缝切换，保证了实时性要求高应用的业务连续性，并且引入APP客户端方式实现了用户对跨网络切换的主导性。
在一实施例中，UE从LTE切换到WLAN时，控制器为3GPP AAA，ANDSF服务器根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络的控制器、从而触发P-GW基于IP地址建立UE与目标网络的连接包括：ANDSF服务器将包括用户信息的切换指示发送给3GPP AAA；3GPP AAA在UE执行切换接入WLAN并发起扩展认证协议鉴权过程时，基于用户IMSI在给TWAG的授权消息中插入切换指示，将附着类型改为切换请求；分组数据网网关(PDN Gateway，PDN-GW，也可缩写为P-GW)接收TWAG根据切换请求发送的会话建立请求后，为UE分配相同的IP地址；P-GW将其自身的P-GW标识和APN信息传递给3GPP AAA服务器，从3GPP AAA获取鉴权信息；P-GW发送会话建立应答，将IP地址发送给UE。
在一实施例中，UE从WLAN切换到LTE时，控制器为MME(移动管理实体，MobilityManagement Entity)，ANDSF服务器根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络的控制器、从而触发P-GW基于IP地址建立UE与目标网络的连接包括：ANDSF服务器将切换指示及用户信息下发到MME；MME接收到UE的附着请求后基于用户的IMSI插入切换指示，将附着请求改为切换请求；MME根据HSS对UE进行认证，若认证成功，MME执行位置更新和签约数据获取过程；P-GW根据MME发送会话建立请求发送会话建立应答，会话建立应答中包括UE在WLAN接入使用的IP地址。
在一实施例中，策略包括时间、位置、WLAN网络负荷与质量、LTE网络负荷与质量或使用应用类型；UE根据原网络的IP地址建立与目标网络的连接后，释放与原网络的连接。
在一实施例中的LTE与WLAN融合组网的SaMOG的组网方案中，在网络中增加TWAG(Trusted WLAN Access Gateway，授信WLAN接入网关)网元，作为WLAN接入EPC(EnhancedPacket Core，增强核心网)的接入网关，P-GW(PDN Gateway或者Public Data NetworkGateway，公用数据库网关)负责用户数据包与其他网络的处理，成为LTE与WLAN业务的统一控制、计费以及IP地址分配的管理节点。
在3GPP中WLAN与LTE协同定义3种方案，称为S2a、S2b、S2c。图2示出本发明一个实施例的S2a与S2b组网方案示意图。其中S2a方案用于WLAN接入作为授信网络接入到EPC网络，上联P-GW接口为S2a；S2b方案用于WLAN接入作为非授信网络接入到EPC网络，即上联P-GW接口为S2b。在S2a方案中有存在两个方案，一种方案是在授信的非3GPP IP接入网(Trusted Non-3GPP IP Access)中，对WLAN网络的BRAS(Broadband Remote AccessServer，宽带远程接入服务器)或AC(Authentication Center，鉴权中心)网元进行改造支持S2a，其S2a接口可以使用MIP(Mobile IP，移动网络协议)协议或GTP(General DataTransfer Platform，通用数据传输平台)协议，另一种方案是在授信的非3GPP IP接入网中，引入新的网元即TWAG，由其支持S2a接口，其S2a接口仅能使用GTP协议，所以称为SaMOG。
在一实施例中，可以将发明的技术方案应用到将整个S2a方案中。
在3GPP标准的中基于SaMOG方案的WLAN接入的三种模式：透明单连接模式(Transparent Single-Connection mode)、单连接模式(Single-Connection mode)、多连接模式(Multi-Connection mode)，可以用于区分支持R11和R12不同阶段的终端能力：
1)透明单连接模式：定义为授信的WLAN建立S2a隧道或者NSWO(非无缝的WLAN分流，Non-seamless WLAN offload)时，对终端没有特殊要求的UE与授信的TWAN间的通信模式；
2)单连接模式：定义为UE与授信的TWAN间在某一时刻只支持建立一条连接的能力。这一连接可以用于NSWO或者PDN连接。单连接模式的使用以及连接相关参数(例如：用于NSWO、用于PDN连接、APN等)在TWAN的认证期间协商。
3)多连接模式：定义为UE与授信的TWAN间在某一时刻可以建立一条连接，也可以建立多条连接的能力。一条连接可以用于NSWO，一条或多条并发连接可以用于PDN连接。多连接模式的使用在TWAN的认证期间协商，PDN连接的建立使用WLCP协议。
对于UE而言，可以将SaMOG方案分为对R11的no-UE-Impact和R12的UE-Impact的两个阶段：
针对no-UE-Impact阶段，主要特征是：
1)对R11之前的UE不进行功能增强，包括：
-不支持多PDN连接、切换等流程；
-不支持传递APN、PDN类型等信息。
2)不支持同时接入EPC和NSWO的场景；
3)兼容R11之前的UE功能。
针对UE-Impact阶段，主要特征是：
1)兼容SaMOG方案的R11版本；
2)支持多PDN连接、切换等流程；
3)支持传递APN、PDN类型等信息；
4)支持同时接入EPC和NSWO的场景。UE能够向网络侧指示其是否支持接入EPC或者NSWO，且网络侧也会向UE指示决策的接入EPC或者NSWO的结果。
同时，3GPP TR 23.852也提出了需要考虑以下场景：
1)接入EPC资源/业务的接入控制；
2)EPS业务在3GPP与WLAN间无缝移动性：IP地址不变；
3)EPS业务在3GPP与WLAN间非无缝移动性：IP地址变化；
4)支持UE的单PDN连接与多PDN连接；
5)同时支持WLAN的接入EPC与NSWO。
本发明将现有技术中的连接模式结合终端能力和场景作进一步地细化定义：
表一 连接模式说明
根据上述分析可知，现有技术中网络能力与终端能力均属于透明单连接模式(Transparent Single-Connection mode)，终端无法发起跨系统的切换，网络也无法实现LTE与WLAN网络间保留IP地址的切换，即使R12以后版本会通过对单连接模式(Single-Connection mode)、多连接模式(Multi-Connection mode)的支持，并利用EAP-AKA(Extensible Authentication Protocol-Authentication and Key Agreement，扩展认证协议-认证与密钥协商)认证扩展才能实现LTE与WLAN网络间保留IP地址的切换功能，但当前并未有具备此种能力的终端与网络设备的，需要在现有的网络条件下，本发明提出的LTE与WLAN网络间保留IP地址切换的方法，终端或网络可以发起跨网络切换，并且在跨网络切换过程中切换到目标网络时，可以保留UE原来的IP地址，防止用户在跨网络切换过程的掉线问题，提高用户体验。
图3示出本发明一个实施例的非漫游场景下的ANDSF架构示意图，可以在网络侧增加一个新的ANDSF功能实体例如H-ANDSF 302，该ANDSF功能实体其包含了网络发现与选择相关的数据管理和控制功能，通过与UE间的S14接口可以在网络侧的触发下向UE 301推送数据，也可以响应UE的请求为其传送数据，传送的内容由运营商来决定。其中，H-ANDSF指Home-ANDSF(归属地ANDSF服务器)。
为了使终端在执行跨异网切换之前能提前获得各种接入网(3GPP接入网和非3GPP接入网)的相关信息，供终端提前进行网络发现和选择以减少切换时延，在EPC核心网引入了ANDSF(Access Network Discovery and Selection Function,接入网络发现和选择功能)，在网络侧增加一个新的ANDSF功能实体，通过与UE间的S14接口可以在网络侧的触发下向UE推送数据，也可以响应UE的请求为其传送数据，从而实施基于策略的跨网络选择或切换。
图4A示出本发明一个实施例的LTE与WLAN协同组网示意图，LTE与WLAN协同组网包括SaMOG方案与ANDSF方案。在网络中增加TWAG网元作为WLAN接入EPC的接入网关，此网元涵盖了3GPP标准的SaMOG方案所涉及的TWAG和TWAP(Trusted WLANAAA Proxy，授信WLAN AAA代理)两个逻辑网元的功能；增加ANDSF网元，此网元通过与安装在终端上的ANDSF APP客户端程序之间的交互，实现用户接入时的网络发现与选择。
本发明在UE上设置一种ANDSF APP客户端，对与终端而言可以预装也可以后装，该APP客户端对终端通信模块实施控制管理的。通过在UE侧设置该APP客户端，可以使得用户能够主动的选择网络或进行跨网络切换，将网络选择或切换的控制权可以移交到用户手中。
图4B示出本发明一个实施例的ANDSF Server与3GPP AAA、MME间的接口示意图，如图4B，该接口定义成ANDSF Server向3GPP AAA、MME下发与用户信息例如：IMSI、APN、IP地址等等绑定的切换指示。同时，3GPP AAA、MME将各自进行相应的处理，其中3GPP AAA将基于IMSI信息索引将下发给TWAG的授权信息中附着类型改为“切换附着”，而MME将基于IMSI信息索引将进行执行LTE与WLAN切换的UE发送上来的Attach Request中附着类型为“初始附着”修改为“切换附着”。后续TWAG或MME均将按切换流程定义进行处理。
本发明实施例提出的基于ANDSF架构来实现LTE与WLAN网络间保留IP地址切换的方法，用户通过ANDSF APP客户端告知ANDSF Server要进行跨网络切换，ANDSF Server通过与MME或3GPP AAA的接口下发切换指示，将终端发起正常的接入请求变成切换请求，由MME或3GPP AAA在用户向切换目标网络建立连接的过程中插入“handover”指示，确保P-GW(PDNGateway，公用数据网网关)检测到“handover”指示后，检查是否给该用户已经分配过IP地址，如果地址已经分配过，则采用相同的IP地址分配给该用户使用。本专利无需对现有的EAP(Extensible Authentication Protocol，扩展认证协议)鉴权协议进行扩展，可以保证在现有的流程下仅支持透明单连接模式的终端能够实现LTE与WLAN网络间保留IP地址的切换，同时，引入APP客户端方式实现了用户对跨网络切换的主导性。
图5A示出本发明一个实施例的ANDSF工作流程示意图，用户执行切换时，可以从LTE切换到WLAN，也可以从WLAN切换到LTE，图5A以从LTE切换到WLAN为例，说明ANDSF的工作流程，如图5A所示
S501：UE接入到LTE系统中。
S502：打开UE侧的ANDSF APP客户端，其以DNS解析方式或者是客户端配置IP地址方式与网络侧的ANDSF Server建立通信，此过程为ANDSF Discovery(ANDSF发现过程)；
S503：ANDSF Server基于UE的位置下发可以切换到WLAN的消息，这些策略可以是时间、位置、LTE网络负荷与质量及使用应用类型等因素来触发的；
S504：由用户自己选择是否进行跨系统的切换。若用户选择了不进行切换，则将继续保持LTE的连接；
S505：若用户选择了要进行切换，则由ANDSF APP客户端将执行切换的决定以及用户的相关信息(如：IMSI、APN、IP地址等等)上报给ANDSF Server；
S506：ANDSF Server将绑定用户信息的切换指示下发到切换目标系统内，本例中为下发到WLAN系统的3GPP AAA网元上，见图4的描述；
S507：ANDSF Server向ANDSF APP客户端发送切换确认消息，告知UE可以执行跨系统的切换；
S508：完成跨系统切换的过程。
本发明实施例的ANDSF工作流程，可以基于ANDSF APP客户端的指令实现UE跨系统的切换。在ANDSF中提供系统间移动性策略ISMP(inter-system mobility policy系统间移动性策略)、ANDI接入网发现信息(access network discovery information)、系统间路由策略ISRP(inter-system routing policy)和APN(Access Point Name，接入点名字)间路由策略IARP(inter-APN routing policy)4种类型的信息，可以是全部提供，也可以是仅提供其中一种。
本发明的基础是SaMOG的透明单连接模式，在ANDSF中至少可提供的三种策略，包括ANDI、ISMP及IARP。ANDSF服务器根据策略向ANDSF APP客户端发送可以进行切换的提示，这策略包括静态的业务类型、时间、用户属性、位置等维度和准实时/动态的网络负荷及质量、用户使用流量等多个维度，这些维度来触发ANDSF服务器向ANDSF APP客户端发送可以进行切换的提示，而ANDSF服务器与ANDSF APP客户端间通信采用了3GPP标准定义的内容，推送的是ANDSF MO(管理对象)，其有标准格式，ANDI主要将UE此时可以选择的WLAN网络列表或者LTE网络列表从ANDSF服务器推送给ANDSF APP客户端。ISMP则是规定了是否可以切换到这些网络中以及何时能切换过去。IARP则规定了哪些APN即业务路由可以切换到这些网络中以及何时能切换过去。
图5B示出本发明一个实施例的ANDI策略信息子节点示意图。图5C示出本发明一个实施例的ISMP策略信息子节点示意图。
在一实施例中，系统间移动性策略(ISMP)规定了是否允许进行系统间的移动，并为用户接入到EPC系统选择最合适的接入系统。该策略可以提供给UE，ANDSF也可以基于运营商策略或者基于UE发送的网络发现和选择信息对系统间的移动性策略进行修改。当终端无法通过多接入连接进入EPC时，使用ISMP策略。ISMP即可标识用户使用哪种接入技术或哪个特定的接入网接入EPC，也可标识何时允许或禁止系统间移动。例如：ISMP可以指示不允许从LTE切换到WLAN(或者特定时间或地点场景下禁止系统间移动性)，也可以指示WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入)接入优先级高于WLAN以及WLAN网络中SSID1(Service Set Identifier，服务集标识)接入优先级高于SSID2等等。当使用自动接入网选择功能，UE不会向ISMP中受限制的接入网发起EPC连接，用户手工选择的话，无需考虑此种限制。同时，ISMP也不涉及电路域业务。当使用自动接入网络选择时，系统间移动策略指示了接入EPC时，是否运营商偏好的接入网络或接入技术类型列表优先于用户偏好的列表。
本实施例简要说明下接入网络发现信息(ANDI)。根据UE的请求，ANDSF可以提供UE邻近区域的所有接入系统的接入网络列表。接入网络信息可以包括接入技术类型(如WLAN或WiMAX)，无线接入网络标识符(WLAN的SSID)，其他的具体技术信息如一个或者多个载频，约束条件如条件标识何时提供的接入网络信息有效。终端可以保留前次接受到的ANDI，直到系统推送新的ANDI。
本实施例简要说明下APN间路由策略(IARP)。在OPIIS研究课题中为了支持IP接口选择策略，制定了业务流到APN的选择策略，引入一个新的路由策略IARP(Inter-APNRouting Policies)，所选择的APN必须当前有对应的PDN连接存在。每个可当作路由策略选择的IP接口必须连接到不同的APN。IARP将不包含多个IP接口连接相同的APN的选择，以及IP接口没有相对应的APN也不包含在IARP的路由決策中。同时，但现有的APN选择机制例如某一应用与APN的绑定以及用户偏好都比IARP优先级高，IARP由H-ANDSF提供，若是V-ANDSF下发的，UE可以忽略此IARP。
ANDSF发现是在非漫游场景下通过DNS或DHCP方式实现ANDSF的发现，同时，也可以在UE中预配置ANDSF的IP地址。在漫游场景下，UE可能同时获取H-ANDSF和V-ANDSF的IP地址。当UE位于拜访PLMN(Public Land Mobile Network，公众陆地移动电话网)下，UE可以使用DNS解析方式获取ANDSF的IP地址。图6示出本发明一实施例的DNS方式进行ANDSF发现的流程示意图。如图6所示，UE通过WLAN/CDMA/LTE与DNS、ANDSF建立连接，DNS方式进行ANDSF发现的流程包括：
步骤601，UE预制系统间移动策略，UE向DNS发送DNS(Domain Name System，域名系统)query(询问)。
步骤602，DNS询问应答(DNS query response)。
步骤603，UE向ANDSF服务器发送通用警告(generic alert)。
图7示出本发明一个实施例的ANDSF Server与UE间发生信息转送的流程示意图。UE完成ANDSF发现过程后，通过触发ANDSF的策略，例如：ANDI、ISMP等策略信息在ANDSFServer与UE间进行转送。如图7所示，该方法包括：
步骤701，策略控制和计费(PCC)或感知分析系统进行网络状态更新。
步骤702，ANDSF server执行网络状态更新确认。
步骤703，ANDSF server发送SMS(Short Message Service，短信息服务)到UE。
步骤704，Alert：Replace(终端信息)。如果未建立安全连接，应用发送报警信息：替换。
步骤705，ANDSF server根据位置、应用和网络状态等判断推送哪一些策略信息。
步骤706，ANDSF server向UE发送Status(状态)：Replace(替换)策略信息。
步骤707，UE向ANDSF server发送状态响应信息。
步骤708，UE评估策略，执行响应的网络选择。
图8示出本发明一个实施例的LTE到WLAN的切换处理流程示意图，如图8所示，该切换流程包括：
步骤801，UE从LTE网络接入，在S5/S8接口上使用PMIPv6(Proxy Mobile IPv6，代理移动IPv6协议)或者GTP隧道，该PMIPv6是一种基于网络的区域性移动性管理协议；
步骤802，ANDSF客户端和服务器之间进行接入信息交互，若用户选择执行切换，服务器将收集到用户的信息(如：IMSI、APN、IP地址等等)，若用户选择不执行切换，则将继续驻留在LTE网络上；
步骤803，ANDSF服务器通过新增接口将切换指示及用户信息等下发给3GPP AAA；
步骤804，UE执行切换，将执行由所定义的非3GPP的接入过程，UE接入WLAN并发起EAP(Extensible Authentication Protocol，扩展认证协议)鉴权过程，3GPP AAA基于用户IMSI在给TWAG授权消息中插入切换指示，将附着类型改为“handover”，后续为按切换流程定义进行处理；
步骤805，TWAG向P-GW发送Create Session Request消息(包括切换指示)给P-GW，RAT type标识为WLAN接入。则P-GW根据切换指示重分配相同的IP地址；
步骤806，P-GW把自己的标识和APN信息传递给3GPP AAA服务器，并从3GPP AAA上获取鉴权信息；
步骤807，P-GW给TWAN应答Create Session Response，并携带了该UE之前在LTE接入时分配的IP地址；
步骤808，TWAG与P-GW间的GTP隧道建立成功；
步骤809，TWAG通知3GPP AAA隧道的建立，EAP(Extensible AuthenticationProtocol，扩展认证协议)过程结束即WLAN侧连接建立完成；
步骤810，P-GW发起网络内的PDN连接去激活流程，释放LTE网络侧的资源。
本发明实施例的跨网络切换方法，从LTE到WLAN的切换流程中：UE在接入WLAN系统过程中先执行初始化接入请求，在3GPP AAA网元将基于用户IMSI在给TWAG授权消息中插入切换指示，将附着类型改为“handover”，后续TWAG将按切换流程的定义完成流程处理，可以保证在现有的流程下仅支持透明单连接模式的终端能够实现LTE与WLAN网络的无缝切换，保证了实时性要求高应用的业务连续性，并且引入APP客户端方式实现了用户对跨网络切换的主导性。
图9示出本发明一个实施例的WLAN到LTE的切换处理流程示意图。如图9所示，该流程包括：
步骤901，UE通过WLAN接入EPC，在S2a接口上使用GTP；
步骤902，ANDSF客户端和服务器之间进行信息交互，若用户选择执行切换，服务器将收集到用户当前的信息(IMSI、APN、IP地址等等)，若用户选择不执行切换，则将继续驻留在LTE网络上；
步骤903，ANDSF服务器通过新增接口将切换指示及用户信息等下发MME；
步骤904，UE执行切换，UE发送Attach Request到MME，MME基于用户IMSI插入切换指示，将请求类型改为“handover”，后续为按切换流程定义进行处理：
步骤905，UE通过MME连接到HSS进行认证；
步骤906，认证成功后MME执行位置更新和签约数据获取过程；
步骤907～步骤908，MME选择SGW和P-GW，发送Create Session Request(包括切换指示)消息到SGW再到P-GW。因包含切入指示，P-GW此时不要将隧道从WLAN切换到LTE；
步骤909～步骤910，P-GW响应Create Session Response消息给SGW再到MME，消息中包含UE在WLAN接入使用的IP地址，指示S5承载建立和更新成功，PMIPv6(Proxy MobileIPv6)或GTP隧道建立；
步骤911，LTE无线和接入承载建立；
步骤912～913，MME发送修改承载请求(Modify Bearer Request)消息到SGW再到P-GW，该修改承载请求包括切换指示。因包括切换指示P-GW将隧道从WLAN切换到LTE侧，立刻开始将报文路由到SGW建立的默认和专用EPS承载。
步骤914～步骤915，P-GW向SGW和MME返回修改承载应答(Modify BearerResponse)进行确认；
步骤916，LTE系统连接建立完成，用户使用LTE进行数据的接收和发送；
步骤917，P-GW发起WLAN侧的资源释放过程。
本发明实施例的跨网络切换方法，从WLAN到LTE的切换流程中，UE在接入LTE系统过程中先执行“初始附着”的Attach Request，在MME网元将基于用户IMSI插入切换指示，将附着类型改为“handover”，后续MME将按切换流程的定义完成流程处理，可以保证在现有的流程下仅支持透明单连接模式的终端能够实现LTE与WLAN网络的无缝切换，保证了实时性要求高应用的业务连续性，并且引入APP客户端方式实现了用户对跨网络切换的主导性。
图10示出本发明一个实施例的网元的结构示意图，在一实施例中该网元可以是ANDSF服务器。如图10所示，该网元包括：
发送模块1003，用于根据策略向用户设备UE的ANDSF客户端发送跨网络切换提示；
接收模块1001，用于接收来自UE的切换指令以及用户信息；
处理模块1002用于根据切换指令以及用户信息生成切换指示，通过发送模块1003将切换指示发送到目标网络；
发送模块1003还用于通知UE执行跨网络切换以便UE切换到目标网络。
在一实施例中，用户信息包括国际移动用户识别码IMSI、接入点名称APN、网络协议IP地址，
发送模块1003用于，根据切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络的控制器，从而触发分组数据网关P-GW基于IP地址建立UE与目标网络的连接；和/或策略包括时间、位置、WLAN网络负荷与质量、LTE网络负荷与质量或使用应用类型。
图11示出本发明一个实施例的跨网络切换系统的结构示意图，如图11所示，该网元包括：
如上述的网元1101；ANDSF客户端1102，用于接收网元根据策略发送的跨网络切换提示，发送切换指令以及用户信息到网元；P-GW1103，用于接收切换指示，判断是否为UE分配过IP地址，若分配过IP地址，则采用相同的IP地址建立UE与目标网络的连接；第三代合作伙伴计划验证、授权和记账3GPP AAA 1104，用于控制UE接入WLAN；控制器为移动管理实体MME1105，用于控制UE接入LTE。
在一实施例中，UE从长期演进LTE切换到无线局域网WLAN，包括：网元1101用于将包括用户信息的切换指示发送给3GPP AAA；3GPP AAA 1104用于在UE执行切换接入WLAN并发起扩展认证协议鉴权过程时，基于用户IMSI在给TWAG的授权消息中插入切换指示，将附着类型改为切换请求；P-GW 1103用于接收TWAG根据切换请求发送的会话建立请求后，为UE分配相同的IP地址；P-GW 1103用于将其自身的P-GW标识和APN信息传递给3GPP AAA服务器，从3GPP AAA获取鉴权信息；P-GW 1103用于发送会话建立应答，将IP地址发送给UE，IP地址是UE在LTE接入时使用的IP地址。
在一实施例中，UE从无线局域网WLAN切换到长期演进LTE，包括：网元1101用于将切换指示及用户信息下发到MME；MME1105用于接收到UE的附着请求后基于用户的IMSI插入切换指示，将附着请求改为切换请求；MME1105用于根据HSS对UE进行认证，若认证成功，MME执行位置更新和签约数据获取过程；P-GW1103用于根据MME发送会话建立请求发送会话建立应答，会话建立应答中包括UE在WLAN接入使用的IP地址。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种跨网络切换方法，其特征在于，包括：
接入网络发现和选择功能ANDSF服务器根据策略向用户设备UE的ANDSF客户端发送跨网络切换提示，其中，所述UE的能力为透明单连接模式，透明单连接模式不支持传递APN信息、分组数据网网关PDN类型信息；
ANDSF服务器接收来自所述UE的切换指令以及用户信息，其中，所述用户信息包括国际移动用户识别码IMSI、接入点名称APN、网络协议IP地址；
ANDSF服务器根据所述切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络，包括：ANDSF服务器通过与目标网络的控制器的接口下发切换指示到目标网络的控制器，由目标网络的控制器在用户向切换目标网络建立连接的过程中插入切换指示，从而触发分组数据网关P-GW基于所述IP地址建立所述UE与所述目标网络的连接，其中，目标网络的控制器为移动管理实体MME或第三代合作伙伴计划验证、授权和记账3GPP AAA；
ANDSF服务器通知所述UE执行跨网络切换以便所述UE切换到所述目标网络。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，P-GW基于所述IP地址建立所述UE与所述目标网络的连接包括：
所述P-GW收到切换指示，判断是否为所述UE分配过IP地址，若分配过IP地址，则采用相同的IP地址建立所述UE与目标网络的连接。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，UE从长期演进LTE切换到无线局域网WLAN时，所述控制器为第三代合作伙伴计划验证、授权和记账3GPP AAA，ANDSF服务器根据所述切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络的控制器、从而触发P-GW基于所述IP地址建立所述UE与所述目标网络的连接包括：
ANDSF服务器将包括所述用户信息的切换指示发送给3GPP AAA；
3GPP AAA在UE执行切换接入WLAN并发起扩展认证协议鉴权过程时，基于用户IMSI在给授信WLAN接入网关TWAG的授权消息中插入切换指示，将附着类型改为切换请求；
P-GW接收TWAG根据所述切换请求发送的会话建立请求后，为所述UE分配相同的IP地址；
P-GW将其自身的P-GW标识和APN信息传递给3GPP AAA服务器，从3GPP AAA获取鉴权信息；
P-GW发送会话建立应答，将所述IP地址发送给所述UE，所述IP地址是UE在LTE接入时使用的IP地址。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，UE从无线局域网WLAN切换到长期演进LTE时，所述控制器为移动管理实体MME，所述ANDSF服务器根据所述切换指令以及用户信息发送切换指示到目标网络的控制器、从而触发P-GW基于所述IP地址建立所述UE与所述目标网络的连接包括：
ANDSF服务器将切换指示及用户信息下发到MME；
MME接收到UE的附着请求后基于用户的IMSI插入切换指示，将所述附着请求改为切换请求；
MME根据HSS对UE进行认证，若认证成功，MME执行位置更新和签约数据获取过程；
P-GW根据MME发送会话建立请求发送会话建立应答，所述会话建立应答中包括UE在WLAN接入使用的IP地址。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
所述策略包括时间、位置、WLAN网络负荷与质量、LTE网络负荷与质量或使用应用类型。
6.一种网元，其特征在于，包括：
发送模块，用于根据策略向用户设备UE的ANDSF客户端发送跨网络切换提示，其中，所述UE的能力为透明单连接模式，透明单连接模式不支持传递APN信息、分组数据网网关PDN类型信息；
接收模块，用于接收来自所述UE的切换指令以及用户信息，其中，所述用户信息包括国际移动用户识别码IMSI、接入点名称APN、网络协议IP地址；
处理模块，用于根据所述切换指令以及用户信息生成切换指示，通过所述发送模块将切换指示发送到目标网络；
所述发送模块还用于通知所述UE执行跨网络切换以便所述UE切换到所述目标网络，以及通过与目标网络的控制器的接口下发切换指示到目标网络的控制器，以便由目标网络的控制器在用户向切换目标网络建立连接的过程中插入切换指示，从而触发分组数据网关P-GW基于所述IP地址建立所述UE与所述目标网络的连接，其中，目标网络的控制器为移动管理实体MME或第三代合作伙伴计划验证、授权和记账3GPP AAA。
7.根据权利要求6所述的网元，其特征在于，
所述策略包括时间、位置、WLAN网络负荷与质量、LTE网络负荷与质量或使用应用类型。
8.一种跨网络切换系统，其特征在于，包括：
如权利要求6或7所述的网元；
ANDSF客户端，用于接收所述网元根据策略发送的跨网络切换提示，发送切换指令以及用户信息到所述网元；
P-GW，用于接收切换指示，判断是否为UE分配过IP地址，若分配过IP地址，则采用相同的IP地址建立所述UE与目标网络的连接；
第三代合作伙伴计划验证、授权和记账3GPP AAA，用于控制UE接入WLAN；
控制器为移动管理实体MME，用于控制UE接入LTE。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，UE从长期演进LTE切换到无线局域网WLAN，包括：
所述网元用于将包括所述用户信息的切换指示发送给3GPP AAA；
3GPP AAA用于在UE执行切换接入WLAN并发起扩展认证协议鉴权过程时，基于用户IMSI在给TWAG的授权消息中插入切换指示，将附着类型改为切换请求；
P-GW用于接收授信WLAN接入网关TWAG根据所述切换请求发送的会话建立请求后，为所述UE分配相同的IP地址；
P-GW用于将其自身的P-GW标识和APN信息传递给3GPP AAA服务器，从3GPP AAA获取鉴权信息；
P-GW用于发送会话建立应答，将所述IP地址发送给所述UE，所述IP地址是UE在LTE接入时使用的IP地址。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，UE从无线局域网WLAN切换到长期演进LTE，包括：
网元用于将切换指示及用户信息下发到MME；
MME用于接收到UE的附着请求后基于用户的IMSI插入切换指示，将所述附着请求改为切换请求；
MME用于根据HSS对UE进行认证，若认证成功，MME执行位置更新和签约数据获取过程；
P-GW用于根据MME发送会话建立请求发送会话建立应答，所述会话建立应答中包括UE在WLAN接入使用的IP地址。
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