СПОСОБ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАЗРЕШЕНИЕМ ДОСТУПА ДЛЯ СИСТЕМЫ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
ACCESS ADMISSION CONTROL METHOD AND SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к системам мобильной связи и, в частности, к способу управления разрешением доступа и к системе для определения доступа к системе SAE/LTE (Эволюция Системной Архитектуры/Эволюция в Долгосрочной Перспективе).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В традиционной системе мобильной связи широкополосного множественного доступа с кодовым разделением (WCDMA), узел B относится к сетевому компоненту, функционирующему в качестве базовой станции для обеспечения покрытия сети оператора. В последнее время базовые станции узла B устанавливаются для покрытия зоны отсутствия приема или в помещении абонента, чтобы предоставить доступ к опорной сети третьего поколения (3G) через общедоступную сеть Интернет-протокола (IP), например Ethernet и асимметричную цифровую абонентскую линию (ADSL). Такая базовая станция называется "базовой станцией фемто", и сота, обслуживаемая базовой станцией фемто, называется фемто-сотой. В частности, домашний развитый узел B базовой станции упоминается как Домашний Узел B (HNB) в системе WCDMA. В отличие от традиционного Узла B, HNB способен предоставить доступ только пользовательскому устройству (UE), зарегистрированному для применения HNB. Это является "управлением разрешения вызова".
Фиг.1 является диаграммой последовательности, иллюстрирующей операции, когда UE пытается получить доступ к HNB.
Согласно фиг.1, HNB/HGW (Шлюз HNB) 102 получает идентификационную информацию UE, т.е. Международный Идентификатор Мобильного Абонента (IMSI) посредством процессов OA&M (Эксплуатация, Администрирование, Техническое обслуживание) (104). Процессы OA&M хорошо известны в данной области техники, и нет необходимости подробно описывать их в настоящем документе.
UE 100 посылает HNB/HGW 102 сообщение Запроса Слоя Без Доступа (NAS), содержащее его IMSI, для запроса доступа к HNB (106). NAS может быть протоколом обмена сообщениями, используемым для сигнализации и трафика между UE и опорной сетью (CN) в Универсальной Системе Мобильной Связи (UMTS), например Присоединения или Маршрутизации.
После приема сообщения запроса NAS, содержащего IMSI UE, HNB/HGW 102 проверяет, содержится ли IMSI в списке IMSI (108). Если IMSI содержится в списке IMSI, т.е. UE 100 предоставляется доступ к HNB, HNB/HGW 102 посылает UE 100 сообщение разрешения NAS (110) в ответ на сообщение запроса NAS (106), в соответствии с которым UE успешно получает доступ к HNB для следующей операции. В противном случае, если IMSI UE 100 не присутствует в списке IMSI, т.е. если UE 100 отказано в доступе к HNB, HNB/HGW 108 посылает UE 100 сообщение Отказа NAS (112). Приведенное выше предложение может быть исключено из рассмотрения. Оно приведено с целью пояснения действия UE после отказа, однако данное действие не относится к настоящему изобретению.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
Как описано выше, HNB/HGW (102), или физически независимые, или объединенные, осуществляют процесс управления доступом на основе IMSI в традиционной системе WCDMA, так что или HNB, или HGW должны иметь информацию IMSI для определения, разрешить или запретить UE доступ к сети. То есть оператор вставляет информацию IMSI разрешенных UE или в HNB, или в HGW (или в оба) вручную. Однако сохранение особо важной информации IMSI абонента в пределах логического объекта, расположенного в IP сети общего пользования, имеет тенденцию вызывать проблемы безопасности, и часто обновляемый список IMSI увеличивает стоимость технического обслуживания.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Настоящее изобретение предоставляет способ и систему управления разрешением доступа для определения, разрешить или запретить UE доступ к домашнему развитому узлу B (HeNB) в системе SAE/LTE, позволяющие эффективно управлять попыткой доступа UE к сети. В примере осуществления настоящего изобретения HeNB или HGW принимает сообщение запроса на доступ, переданное UE, и переадресовывает сообщение запроса на доступ Узлу Управления Мобильностью (MME) вместе с идентификацией его закрытой абонентской группы (CSG ID), так что MME может определить, разрешать или запрещать UE доступ к HeNB, исходя из "белого списка", сохраненного в его запоминающем устройстве. В случае, когда MME не имеет "белого списка" UE, он может запросить домашний сервер абонентов (HSS) или другой MME для обеспечения "белым списком" UE. Затем MME может определить, разрешить или запретить UE доступ к HeNB, исходя из "белого списка", полученного от HSS или другого MME.
Согласно примеру осуществления настоящего изобретения способ управления разрешением доступа для системы мобильной связи, включающей в себя мобильный терминал, базовую станцию и контроллер доступа к сети, включает в себя передачу, в мобильном терминале, сообщения запроса на доступ к базовой станции; переадресацию, в базовой станции, сообщения запроса на доступ контроллеру доступа к сети вместе с идентификатором базовой станции; и разрешение, в контроллере доступа к сети, доступа мобильного терминала к базовой станции, если идентификатор базовой станции содержится в "белом списке" мобильного терминала.
Согласно другому примеру осуществления настоящего изобретения способ управления разрешением доступа для системы мобильной связи LTE, включающей в себя мобильный терминал, базовую станцию фемто и Узел Управления Мобильностью (MME), включает в себя передачу, в мобильном терминале, сообщения запроса Слоя Без Доступа (NAS) к базовой станции фемто; переадресацию, в базовой станции фемто, сообщения запроса NAS в MME с идентификацией закрытой абонентской группы (CSG ID) базовой станции фемто; и разрешение, в MME, доступа мобильного терминала к базовой станции фемто, если CSG ID содержится в "белом списке" мобильного терминала.
Согласно другому примеру осуществления настоящего изобретения способ управления разрешением доступа для системы мобильной связи, в которой контроллер доступа к сети управляет доступом мобильного терминала к базовой станции, включает в себя прием, в контроллере доступа к сети, идентификации закрытой абонентской группы (CSG ID) базовой станции и сообщение запроса Слоя Без Доступа (NAS), переданного мобильным терминалом; и разрешение доступа мобильного терминала к базовой станции, если SG ID содержится в "белом списке" мобильного терминала.
Согласно другому примеру осуществления настоящего изобретения система управления разрешением доступа включает в себя пользовательское устройство (UE), которое передает сообщение запроса на доступ; домашний развитый узел B (HeNB), который получает сообщение запроса на доступ, переданное UE, и переадресует сообщение запроса на доступ вместе с идентификацией закрытой абонентской группы (CSG ID) HeNB; и Узел Управления Мобильностью (MME), который принимает сообщение запроса на доступ и CSG ID и определяет, разрешить или запретить UE доступ, исходя из "белого списка", содержащегося в абонентской информации UE.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как описывалось выше, способ и система управления разрешением доступа для системы мобильной связи, согласно настоящему изобретению, определяют, следует ли одобрить или отказать в доступе UE к HeNB, исходя из "белого списка" UE, тем самым эффективно управляют доступом UE к HeNB.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеуказанные свойства и преимущества настоящего изобретения будут более очевидными из следующего подробного описания совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 является диаграммой последовательности, иллюстрирующей операции, если UE пытается получить доступ к HNB;
Фиг.2 является блок-схемой, иллюстрирующей способ управления разрешением доступа с целью определения, разрешить или запретить попытку доступа UE к HeNB в системе SAE/LTE, согласно примеру осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3 является диаграммой последовательности, иллюстрирующей операции, когда UE пытается получить доступ к HeNB в системе управления разрешением доступа согласно примеру осуществления настоящего изобретения; и
Фиг.4 является диаграммой последовательности, иллюстрирующей операции, когда UE пытается подсоединить HeNB в системе SAE/LTE согласно примеру осуществления настоящего изобретения.
Варианты осуществления изобретения
Примеры осуществления настоящего изобретения подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Одни и те же ссылочные позиции используются на всех чертежах для ссылки на одинаковые или подобные элементы. Подробные описания широко известных функций и структур, включенных в настоящий документ, могут быть опущены, чтобы избежать скрытия сущности настоящего изобретения. Термины и слова, использованные в описании и формуле изобретения, не следует понимать, как ограниченные лексическим значением. Исходя из принципа, что автор изобретения может соответствующим образом определять термины для лучшего описания изобретения, термины и слова следует интерпретировать как соответствующие технической сущности настоящего изобретения. Соответственно, примеры и чертежи, раскрытые в описании, представляют собой только типичные примеры и чертежи, и возможны различные эквиваленты и модификации при применении патента на настоящее изобретение.
В последующих описаниях термин «система мобильной связи» может означать любую из множества систем связи, таких как SAE/LTE, UMTS и CDMA. Термин "базовая станция" может означать любой контроллер базовой станции и шлюз. Термины «фемто-сота», «Домашний еУзел B (HeNB)», «Домашний Узел B (HNB)» и «развитый Узел B (eNB)» используются как синонимы на протяжении всего последующего описания. Термины «шлюз Домашний еУзел B», «шлюз Домашний Узел B», «шлюз еУзел B», HGW и EGW используются как синонимы на протяжении всего последующего описания. В последующих описаниях термин «контроллер доступа к сети» может означать любой из Узла Управления Мобильностью (MME), Центра Коммутации Мобильной Связи (MSC), Обслуживающего Шлюза Обслуживающей Сети (SGSN) и их эквиваленты. В последующем описании термин "хранилище пользовательской информации" может означать любой из Домашнего Сервера Абонентов (HSS) и Домашнего Регистра Местоположения (HLR).
В примере осуществления изобретения настоящее изобретение описывается в ассоциации с системой SAE/LTE, включающей в себя HeNB/HGW в качестве базовой станции, MME в качестве контроллера доступа к сети, и HSS в качестве хранилища пользовательской информации. Хотя способ и система управления разрешением доступа описываются в ассоциации с системой LTE в примерах осуществления настоящего изобретения, они могут быть применены к другим типам систем мобильной связи.
В примере осуществления настоящего изобретения UE предпринимает попытки доступа к HeNB посредством сообщения Слоя Без Доступа (NAS). Например, HeNB постоянно осуществляет широковещательную передачу идентификатора базовой станции на своей несущей радиочастоте. Когда UE принимает из сети пейджинговое сообщение или хочет передать данные в режиме ожидания или требуется обновление местоположения, UE предпринимает попытку доступа к HeNB с помощью сообщения запроса NAS. Затем HeNB пересылает сообщение запроса NAS контроллеру доступа к сети с его идентификатором базовой станции. Идентификатор базовой станции может быть идентификацией закрытой абонентской группы (CSG ID). Контроллер доступа к сети может сохранять списки разрешенных CSG на каждый UE, которые содержат идентификации CSG разрешенных сот. В примере осуществления настоящего изобретения идентификационный список разрешенных базовых станций называется "белым списком". В случае, когда контроллер доступа к сети не имеет "белого списка", он может запросить хранилище пользовательской информации или другой контроллер доступа к сети в сети, с которой UE соединялся прежде.
Настоящее изобретение предоставляет способ для управления доступом UE к HeNB в системе SAE/LTE, в которой Узел Управления Мобильностью (MME), в качестве Узла Опорной Сети, определяет, разрешить или запретить UE доступ к HeNB, исходя из абонентской информации UE.
В системе SAE/LTE "белый список" может быть сохранен в Универсальном Модуле Идентификации Абонента (USIM). "Белый список" содержит все идентификации CSG тех CSG, к которым принадлежит абонент, и идентификация CSG (CSG ID) используется UE для идентификации HeNB. То есть UE разрешается получение доступа к HeNB, чья CSG ID содержится в "белом списке". Для некоторых исключительных случаев, а именно ручного выбора соты HeNB пользователем, UE может пытаться получить доступ к HeNB, CSG ID которого нет в его "белом списке". Чтобы справиться с ситуацией, в которой UE является неисправным или предпринимает попытки доступа к HeNB, который не разрешен для UE, управление разрешением требуется на стороне сети.
В примере осуществления настоящего изобретения Узел Управления Мобильностью (MME) предполагается в качестве узла сети для управления установлением соединения. Если получено сообщение запроса на доступ от UE, HeNB пересылает сообщение запроса NAS вместе с его собственным CSG ID в MME. MME анализирует абонентскую информацию UE и посылает ответное сообщение NAS, показывающее разрешение или запрещение доступа к UE в ответ на сообщение запроса NAS. То есть когда MME имеет абонентскую информацию, включающую в себя "белый список" соответствующего UE, он определяет, разрешить или запретить UE доступ к HeNB, исходя из "белого списка" UE. В случае, когда MME не имеет абонентской информации UE, он запрашивает домашний сервер абонентов (HSS) или другой MME на посылку абонентской информации UE для определения, одобрить или отказать UE в доступе к HeNB.
В примере осуществления настоящего изобретения Домашний Шлюз (HGW) расположен между HeNB и опорной сетью (CN) и может иметь некоторые функции HeNB. Данные функции могут включать в себя аутентификацию абонента и регистрацию местоположения. То есть функции HeNB могут быть разделены для реализации с HGW. Поэтому отмечается, что HNB является идентичным с HNB/HGW по функциональности в примере осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 является блок-схемой, иллюстрирующей способ управления разрешением доступа для определения, следует ли разрешить или запретить попытку доступа UE к HeNB в системе SAE/LTE согласно примеру осуществления настоящего изобретения.
Согласно фиг.2, MME принимает сообщение запроса NAS, переадресованное HeNB/HGW вместе с CSG ID HeNB/HGW, сообщение запроса NAS передается посредством UE (S202). Здесь HGW может быть сетевым узлом, установленным между HeNB и опорной сетью, и может обладать некоторыми функциями HeNB. HeNB/HGW идентичен по функциональности HNB/HGW на фиг.1. Сообщение NAS может быть присоединенным сообщением запроса, сообщением запроса Обновления Зоны Слежения (TAU) или сообщением Запроса Услуги.
После получения сообщения NAS и CSG ID, MME определяет, присутствует ли абонентская информация UE (данные подписки, содержащие "белый список") в его хранилище (S204). В примере осуществления настоящего изобретения абонентская информация UE может включать в себя "белый список", содержащий CSG ID, принадлежащие CSG, к которым имеет доступ абонент. Если абонентская информация UE отсутствует (а именно, если MME не имеет "белого списка" UE), MME запрашивает HSS или другой MME, который имеет контекст UE для абонентской информации (данные подписки, включающие в себя "белый список") (S206). Затем MME принимает абонентскую информацию (данные подписки, включающие в себя "белый список"), переданную HSS или другим MME (S208). После получения сообщения запроса NAS MME проверяет, присутствует ли абонентская информация (данные подписки, включающие в себя "белый список") UE, и запрашивает, при отсутствии абонентской информации UE, HSS или другой MME, чтобы послать абонентскую информацию UE. Если абонентская информация UE получена из его хранилища на этапе 204 или получена от HSS или от другого MME на этапе 208, то MME определяет, содержится ли CSG ID HeNB/HGW в "белом списке" UE (S210). Если CSG ID HeNB/HGW содержится в "белом списке" UE, MME посылает сообщение разрешения NAS в UE (S212). В другом случае, если CSG ID HeNB/HGW не содержится в "белом списке" UE, MME посылает сообщение об отказе NAS в UE (S214).
Фиг.3 является диаграммой последовательности, иллюстрирующей типичную операцию при попытках UE доступа к HeNB в системе управления разрешением доступа в соответствии с типичным воплощением настоящего изобретения.
Согласно фиг.3, UE 300 посылает сообщение запроса NAS, содержащее IMSI, сохраненный в USIM внутри UE 300, в HeNB/HGW 302 (308). Если UE присвоен временный идентификатор от сети, временный идентификатор может быть включен в сообщение запроса NAS вместо IMSI. HeNB/HGW 302 переадресует сообщение запроса NAS в MME 304 вместе с его CSG ID (310). После приема сообщения запроса NAS и CSG ID HeNB/HGW 302 MME 304 определяет, разрешить или запретить UE доступ через процедуру, как изображено на фиг.2. То есть MME 304 определяет, присутствует ли абонентская информация ("белый список") UE 300 в его хранилище и, при отсутствии абонентской информации UE 300, запрашивает абонентскую информацию UE 300 от HSS 306 или другого MME (не показано). Если "белый список" UE 300 не сохранен в MME 304, MME 304 посылает сообщение ответа данных подписки в HSS 306 или сообщение запроса контекста UE в другой MME (не показано) для запроса абонентской информации (данных подписки) (312). В ответ на сообщение ответа данных подписки, изображенный HSS 306 посылает сообщение ответа данных подписки, содержащее абонентскую информацию (включая "белый список") UE 300, в MME 304 (314). В одном аспекте изобретения MME 304 может посылать сообщение подтверждения к HSS 306 или другому MME в ответ на запрошенные UE данные подписки (318).
После получения абонентской информации, включающей в себя "белый список" UE 300, MME 304 определяет, одобрить или отказать в доступе UE 300 на основании "белого списка" UE 300 (316), а именно если CSG ID HeNB/HGW 302 содержится в "белом списке" UE 300, MME 304 посылает сообщение разрешения NAS в HeNB/HGW 302 (320), и HeNB/HGW 302 переадресует сообщение разрешения NAS в UE 300 (322). В другом случае, если CSG ID HeNB/HGW 302 не содержится в "белом списке" UE 300, MME 304 посылает сообщение отказа NAS в HeNB/HGW 302 (324), и HeNB/HGW 302 переадресует сообщение отказа NAS UE 300 (326).
Проиллюстрированная процедура (процедура присоединения) выполняется, когда UE пытается получить доступ к сети посредством передачи сообщения запроса присоединения, сообщения запроса Обновления Зоны Слежения (TAU) или сообщения Запроса Услуги. Следует отметить, что процессы, такие как конфигурация канала и процесс присоединения, использующий старые GUTI, которые не входят в объем настоящего изобретения, опущены.
Согласно фиг.4, UE 400 посылает сообщение присоединения, содержащее его IMSI, в HeNB/HGW 402 (408). HeNB/HGW 402 переадресует сообщение присоединения MME 404 вместе с его CSG ID (410). На фиг.4 этапы 412-416 являются процессом аутентификации UE и не нуждаются в детальном обсуждении, принимая во внимание описание настоящего изобретения.
После приема сообщения присоединения и CSG ID HeNB/HGW 402 MME 404 посылает сообщение Обновления Местоположения HSS 406 (418). В ответ на сообщение Обновления Местоположения HSS 406 посылает сообщение Регистрация Абонентских данных, содержащее "белый список" UE 400, в MME 404 (420). После приема сообщения Регистрации Абонентских Данных MME 404 проверяет, содержится ли CSG ID HeNB/HGW 402 в "белом списке" UE 400 (422). В примере осуществления настоящего изобретения предполагается, что CSG ID HeNB/HGW 402 содержится в "белом списке" UE 400. Если CSG ID HeNB/HGW 402 содержится в "белом списке" UE 400, принятом от HSS 406, MME 404 посылает Регистрацию Абонентских данных в HSS 406 в ответ на сообщение Регистрации Абонентских данных (424). После приема сообщения подтверждения (АСК) Регистрации Абонентских данных, HSS 406 посылает сообщение подтверждения (АСК) Обновления Местоположения к MME 404 в ответ на сообщение Обновления Местоположения (426). Следует отметить, что данные абонента могут быть доставлены в подтверждении (АСК) Обновления Местоположения без этапов 420 и 424. В таком случае этап 422 произойдет после этапа 426. Когда принимается сообщение АСК Обновления Местоположения, MME 404 посылает сообщение разрешения присоединения HeNB/HGW 402 (428), и HeNB/HGW 402 переадресует сообщение разрешения присоединения UE 400 (430). В результате, UE 400, HeNB/HGW 402, MME 404 и HSS 406 продолжают процедуру присоединения (432).
Хотя настоящее изобретение описано в отношении сообщения NAS, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что сообщения NAS также могут быть заменены на другие типы сообщений, созданных для таких же функций, в примере осуществления настоящего изобретения.
Как описано выше, способ и система управления разрешением доступа для определения, разрешить или запретить доступ UE к HeNB в системе SAE/LTE, обеспечивает эффективное управление попыткой доступа UE к сети. В примере осуществления настоящего изобретения HeNB (HNB) или HGW принимают сообщение запроса на доступ, переадресуют сообщение запроса на доступ MME вместе с CSG ID, так что MME может определить, разрешить или запретить UE доступ к HeNB (HNB), исходя из "белого списка", ассоциированного с UE, который сохранен в его хранилище или принят от HSS или другого MME.
Как описано выше, способ и система доступа к управлению разрешением доступа для системы мобильной связи, согласно настоящему изобретению, определяют, разрешить или запретить UE доступ к HeNB, исходя из "белого списка" UE, благодаря чему эффективно управляется доступ UE к HeNB.
Вышеописанные способы согласно настоящему изобретению могут быть реализованы аппаратно, или в виде программы, или в виде машинного кода, который может быть сохранен на носителе информации, таком как CD ROM, RAM, гибкий диск, жесткий диск или магнито-оптический диск, или загружен через сеть, так что способы, описанные в настоящем документе, могут быть выполнены подобным программным обеспечением с применением компьютера общего назначения или специального процессора, или на программируемой специализированной аппаратуре, такой как ASIC или FPGA. Как понимают в данной области техники, компьютер, процессор или программируемая аппаратура включают в себя компоненты памяти, например, RAM, ROM, флэш и т.д., которые могут хранить или получать программное обеспечение или машинный код, который при доступе и выполнении компьютером, процессором или аппаратурой реализует способы обработки, описанные в настоящем документе.
Хотя примеры осуществления настоящего изобретения подробно описаны выше в настоящем документе, следует ясно понимать, что многочисленные вариации или модификации основных идей изобретения в настоящем документе, которые могут возникнуть у специалистов в данной области техники, будут соответствовать сущности и объему настоящего изобретения, как определено в формуле изобретения.