[发明专利]用于集成小型小区和Wi-Fi网络的统一认证

说明书

本公开内容涉及用于集成小型小区和Wi‑Fi网络的统一认证。多RAT UE当前具有2个独立的路径来与HSS进行认证(经由MME或3GPP AAA服务器引起对HSS的重复认证消息。描述了UE和HSS之间用于小型小区和Wi‑Fi认证的一个统一认证路径的使用。首先，新的3GPP EPC‑TWAN互通架构使MME管理来自多RAT UE的所有认证请求。其次，添加新的统一认证程序，其允许基于ISWN的多RAT UE直接与所述HSS认证，与其当前的接入网络无关(TWAN或HeNB)。第三，完成针对RAT间移交情形的新的快速重新认证程序。最后，描述了执行所述认证程序所需的各种标准协议消息的扩展。

本申请是于2016年6月3日提交的、题为“用于集成小型小区和Wi-Fi网络的统一认证”的国际申请号为PCT/US2016/035757、国家申请号为201680039873.0的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请主张2015年6月5日提交的美国临时专利申请序列号62/171,497的权益，其公开内容犹如整体陈述的方式以引用的方式并入本文中。

背景技术

近来，移动网络运营商(MNO)对部署集成小型小区和Wi-Fi(ISW)网络表现出很大的兴趣，以适应无线数据使用的普遍增长。更具体来说，ISW网络利用许可频谱中的长期演进(LTE)小型小区以及非许可频谱中的无线局域网(WLAN)接入点(AP)的部署。ISW主题已经由标准化、学术和产业机构解决，诸如第三代合作伙伴计划(3GPP)、小型小区论坛(SCF)和无线宽带联盟(WBA)等。如此巨大的兴趣将推动各种网络架构、订户服务选项和策略管理机制向ISW网络的发展。

在3GPP TS 23.402中，已经引入了用于在演进分组核心(EPC)与非3GPP网络(例如，WLAN)之间的基于核心网络(CN)的互通的3GPP技术规范。3GPP TS 23.402文件为可信广域网(TWAN)与3GPP演进分组核心(EPC)之间的互通提供了完整的架构、接口、接入和移交程序。图1示出了TWAN与3GPP EPC网络互通的网络架构。如所示，TWAN通过S2a接口接入分组数据网络(PDN)GW。因此，所开发的3GPP EPC-WLAN互通架构迫使系统间移交长期演进(LTE)到Wi-Fi且反之亦然)在分组数据网络网关(P-GW)处发生，这可能给移动核心网络(MCN)造成巨大的负担，特别是在预期大量的小型小区部署的情况下。

由于EPC的基本架构原理是分别处置数据平面和控制平面(即MME/S-GW)，移动性管理实体(MME)扩展以及TWAN扩展可以为系统间移动性管理信令提供逻辑选择，而相应的S-GW扩展可以支持系统间用户平面功能性。移动性管理实体(MME)可以扩展到用于LTE和Wi-Fi接入两者的公共控制平面实体中，同时使得S-GW能够用作用于LTE和Wi-Fi接入两者的公共用户平面网关。图2所示的参考点S1a-MME和S1a-U先前在3GPP EPC-WLAN集成架构中引入。MME 202经由用于控制平面信令的S1a-MME参考点连接到WLAN AN 204，并且针对用户面在WLAN AN 204和服务网关S-GW 206之间定义S1a-U参考点。具有此类MME/S-GW集成锚点将导致更有效的移交程序。

这些扩展可以通过使系统间移动性程序的执行更接近网络边缘来提高性能。可以通过最小化在核心网络深处的信令程序(即，朝向PDN网关(P-GW)208)的需要来减少等待时间。当移动网络运营商(MNO)在共同的地理区域部署小型小区和Wi-Fi接入两者时，这可能是特别有益的。还通过降低P-GW 208处理负担来提高可扩展性，例如通过将一些系统间移动性功能分配给MME 202和S-GW 206。

下文给出关于AKA算法的一般背景，包含用户设备(UE)214与网络之间的相互认证以及密钥生成层级。接着，关于3GPP(EPS AKA)和WLAN(EAP-AKA’)网络来描述此类通用认证和密钥协议(AKA)算法。