[发明专利]一种减少IP地址需求的方法和移动网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种减少IP地址需求的方法和移动网络系统。

背景技术

由于移动网络的灵活性和便利性等特征，以及价格越来越适合大众消费市场等等原因，移动网络获得高速发展，例如现在的移动网络用户数量已经超过了固定网络用户数量。而且，移动网络的IP(Internet Protocol)化标准过程现在已经基本上实现。对长期演进和系统架构演进(Long Term Evolution/System Architecture Evolution，简称LTE/SAE)网络，已经只支持分组交换(Packet Switched，简称PS)域，而不再支持传统的电路交换(Circuit Switched，简称CS)域，所有网络业务基本上都通过IP网络机制来实现。一般而言，一个移动网络的终端设备，都至少需要分配一个IP地址，以实现网络通信。由于移动网络的用户数量庞大，这样就需要大量的IP地址。

图1是典型的第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称3GPP)长期演进(Long Term Evolution，简称LET))/系统结构演进(SAE System Architecture Evolution，简称SAE)网络结构图。其中，UE是用户终端设备，演进的基站节点(evolved NodeB，简称eNB)为基站设备，S-GW(Serving Gateway)为服务网关，分组数据网络网关(Packet Data Network Gateway，简称P-GW或PDN GW)用于连接外部IP网络。移动性管理单元(Mobility Management Entity，简称MME)负责管理功能，而策略控制和计费规则功能(Policy and Charging Rules Function)实现策略和计费控制。P-GW为用户进行IP地址分配，并需要在UE和P-GW之间，经过eNB和S-GW，建立起有关默认承载和专用承载，从而实现有关业务的连接。

图2是LTE/SAE网络典型的注册和IP地址分配流程图，包括以下步骤：

步骤201，随机接入过程。用户注册到网络，需要通过这个过程，使得终端和网络建立一个无线资源控制(Radio Resource Control，简称RRC)连接。

步骤202，终端向MME发送一个注册请求，包括它的识别码。该识别码可以是国际移动用户识别码(International Mobile SubscriberIdentity，简称IMSI)，也可以是一个有效的S-临时移动用户识别码(S-Temporary Mobile Subscriber Identity，简称S-TMSI)。

步骤203，认证和密钥协商(Authentication and Key Agreement，简称AKA)认证过程。MME提取到用户识别码，开始认证和密钥协商过程，实现网络和终端间的相互认证。

步骤204，MME和归属用户服务器(Home Subscriber Server，简称HSS)之间进行位置更新和插入用户数据(以及确认)过程。

步骤205，MME向P-GW发承载建立请求。

步骤206，P-GW进行用户的IP地址分配等，并返回创建承载响应。在这个消息中，返回分配给用户的IP地址。

步骤207，MME发送初始上下文请求消息给eNB，其中包括发给UE的注册接受(也称为连接接受)消息，注册接受消息中携带IP地址等信息；

步骤208，eNB向UE发RRC连接重配置消息，其中带有发给UE的注册接受消息，注册接受消息中携带IP地址等信息。

步骤209，RRC连接重配置完成后，UE向eNB发送RRC连接重配置响应消息。

步骤210，eNB向MME发注册完成(也称为连接完成)消息。

步骤211，UE在获得IP地址后，就可以通过已经建立的默认/专用承载进行有关的业务过程(例如WWW浏览和IMS应用等)。

网络需要为进行网络业务的每个移动终端均分配一IP地址。在IPv4地址已经接近耗尽的情况下，如何获得大量的IP地址，来满足移动网络的IP业务的实现，对运营商而言，是一个比较大的挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种减少IP地址需求的方法和相应的移动网络系统。