專利名稱：無線局域網與3gpp網的融合方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種移動通信領域中無線局域網與3GPP網的融合方法。
背景技術：
以802。11為代表的無線局域網技術可以為用戶提供小范圍高數據率的業(yè)務，而3gpp網則提供大范圍相對較低數據率業(yè)務，另外，無線局域網技術可以為用戶提供的業(yè)務只有接入數字網絡，而3GPP網可以為用戶提供的業(yè)務除接入數字網絡(一般指internet或intranet)外，還可以提供如SMS(短消息業(yè)務)之類的附加業(yè)務，對于移動運營商來說，如果能夠將無線局域網和3GPP網有機的結合起來，充分利用3GPP網絡的廣泛覆蓋能力，可以在保證用戶與網絡連接不間斷的同時彌補WLAN覆蓋范圍小的不足；在熱點地區(qū)則利用WLAN的高數據傳輸率來彌補3GPP網絡數據傳輸率低的缺點，同時可以保證用戶不中斷的使用3GPP業(yè)務。
目前還沒有運營中的融合的無線局域網和3GPP網，但有運營中的無線局域網和GPRS網的融合網絡，其中用到的技術可以作為無線局域網和3GPP網融合的借鑒。
目前無線局域網和GPRS網融合的方案主要有兩種松耦合和緊耦合。
松耦合方案中無線局域網的接入網與GPRS網的接入網完全獨立，無線局域網的接入網作為GPRS的接入網的補充，只在用戶數據庫上合一，這樣做的優(yōu)點是無線局域網和GPRS相互獨立，實施方式較為靈活；不用對現有的設備做大的改造，缺點是不利于網絡管理和業(yè)務的融合很難支持業(yè)務互通，無法支持業(yè)務的無縫切換。
緊耦合方案中，無線局域網的接入網和GPRS網的接入網一樣，通過Gb接口直接接入GPRS核心網，來自無線局域網的數據在到達外部分組數據網之前要經過核心網。核心網為GPRS接入提供服務的方式和為無線局域網接入提供服務的方式一樣，無線局域網通過在接入網添加支持GPRS的適配功能實現與GPRS網絡的緊密集成，這樣做的優(yōu)點是可以復用GPRS網絡資源；更容易實現計費與認證的合一；可以實現業(yè)務互通；可以實現業(yè)務的無縫切換，這樣做的缺點是無線局域網的實施成本提高，實施的靈活性下降；技術難度較大；對GPRS核心網也有影響。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供一種無線局域網與3GPP網絡的融合方法，使用該方法能通過現有的無線局域網設備實現兩種網絡的鑒權與計費合一，業(yè)務共享以及保持連續(xù)性的業(yè)務切換。
技術方案本發(fā)明提出的無線局域網與3GPP網絡的融合方法，包括以下步驟a。用戶在接入無線局域網時，采用標準的基于802.1x的eap-aka機制，以GGSN為接入控制器；此時GGSN通過復用已有的PDP上下文或新建PDP上下文得到與用戶的無線局域網接入相關的PDP上下文；GGSN通過與HLR和ISP的Radius server交互完成認證和授權過程，當認證和授權通過后，GGSN為用戶的無線局域網接入采集并生成符合3GPP標準的計費信息GCDR和Radius計費信息；b。用戶設備向用戶顯示3GPP網絡和無線局域網的覆蓋情況僅處于3GPP網絡覆蓋下，僅處于無線局域網覆蓋下或同時處于3GPP網絡和無線局域網覆蓋下；用戶通過用戶設備提供的界面選擇僅通過無線局域網，僅3GPP網絡或同時通過兩種網絡接入外部數據網絡；c。用戶在任一種網絡中去活時，GGSN會被通知該種去活，并變更相關的路由和PDP上下文信息。
有益效果本發(fā)明的有益效果是a。用戶不必為使用兩種接入方式而簽約兩個帳號以及分別支付費用。
b。用戶可以通過一臺設備在使用無線局域網的高數據率特性的同時不中斷3GPP網絡的業(yè)務。
C。兩網間切換時可以保持一定的業(yè)務連續(xù)性。
d.基本上與現有網絡的邏輯架構相容。


圖1是本發(fā)明的網絡結構圖。
圖2是用戶設備與兩種網絡的連接狀態(tài)圖。
圖3是通過無線局域網接入時的鑒權和地址分配的流程圖。
圖4是從僅基于無線局域網絡激活到已同時基于無線局域網和3GPP網絡激活的轉換流程圖。
圖5是計費信息的采集和發(fā)送流程圖。
具體的實施方式本發(fā)明的實施例如圖1至圖5所示圖1中表示的各節(jié)點的連接可以同時存在。
圖2是用戶設備中PDP上下文的狀態(tài)機圖，其中未激活與僅基于3GPP網絡激活之間的狀態(tài)轉換為標準的3GPP過程。
當用戶從無線局域網接入的情況包括兩種狀態(tài)轉換的過程，其一是從未激活到僅基于無線局域網激活，其二是從僅基于3GPP網激活到已同時基于無線局域網和3GPP網絡激活，兩者都需要認證和授權(圖3)。
具體的過程如下1.用戶設備向GGSN(即無線局域網中的接入控制單元)發(fā)送開始認證消息。
2.GGSN通過EAP機制中的NAI屬性得到用戶的IMSI，APN和PDPADDR信息。
3.GGSN通過IMSI，APN和PDPADDR搜索已激活的PDP上下文列表，如果沒有找到對應的PDP上下文，則可判斷為PDP未激活，執(zhí)行從未激活到僅基于無線局域網激活的轉換，為此用戶的此次接入新建一個PDP上下文，狀態(tài)為未激活；如果找到則執(zhí)行從已基于3GPP網絡激活到同時基于無線局域網和3GPP網絡激活的轉換，復用該PDP上下文。以下4，5，為兩種轉換的共同步驟，7僅對從已基于3GPP網絡激活到同時基于無線局域網和3GPP網絡激活的轉換有效，8，9僅對從未激活狀態(tài)到僅基于無線局域網激活狀態(tài)的轉換有效。
4.GGSN利用IMSI信息調用MAP協議棧功能從HLR得到用戶的認證五元組，該五元組為3GPP網絡對具備USIM功能的用戶進行認證(即AKA機制)的標準方式。
5.GGSN利用IMSI信息調用MAP協議棧功能從HLR得到用戶的簽約信息，利用簽約信息判斷該用戶是否可以由無線局域網接入，如果可以則進行以下步驟，如不可以則中斷認證過程，并釋放相關資源。
6.GGSN與用戶之間通過基于EAP的AKA機制完成相互認證與密鑰生成過程。
7.如果前面3中是復用先前激活的PDP上下文則PDP狀態(tài)轉換到已基于無線局域網和3GPP網絡激活，用戶設備可以同時在3GPP網絡與無線局域網中收發(fā)與該PDP相關的協議數據單元。
8.如果是非透明接入外部數據網絡則GGSN將啟動radius/diameter認證過程，如果認證通過則可能同對分配IP地址給用戶。
9.若沒有在6中分配IP地址給用戶，則用戶設備會發(fā)起一個DHCP過程得到IP地址。該過程成功后，該PDP上下文進入僅基于無線局域網激活狀態(tài)，用戶設備可以在無線局域網中收發(fā)與該PDP相關的協議數據單元。
從僅連接到無線局域網到已同時與無線局域網與3GPP網絡連接的狀態(tài)轉換流程(圖4)當PDP上下文從僅基于無線局域網激活到已同時基于無線局域網與3GPP網絡激活轉換時，用戶設備啟動的激活和網絡側要求的激活兩種情況，用戶設備啟動的激活步驟為(圖4)1.首先執(zhí)行標準的3GPP中的激活過程，直到SGSN向GGSN發(fā)創(chuàng)建PDP上下文請求。
2.如PDPADDR不為空，則GGSN通過收到的APN，MSISDN和PDPADDR搜索本地僅基于WLAN激活PDP上下文表，如果已有對應的PDP上下文，則復用此PDP上下文，并據此發(fā)回創(chuàng)建PDP上下文響應。該PDP上下文在3GPP網絡中的激活流程完成后進入已同時基于無線局域網和3GPP網激活狀態(tài)。
GGSN定時采集用戶的流量及在線時長信息，在必須向3GPP的計費網關(CGF)發(fā)送G-CDR的同時，還應在非透明接入的情況下通過radius/diameter機制向AAA Server上報計費消息(圖5)。
權利要求
1.無線局域網與3GPP網絡的融合方法，其特征在于包括以下步驟a。用戶在接入無線局域網時，采用標準的基于802.1x的eap-aka機制，以GGSN為接入控制器；此時GGSN通過復用已有的PDP上下文或新建PDP上下文得到與用戶的無線局域網接入相關的PDP上下文；GGSN通過與HLR和ISP的Radius server交互完成認證和授權過程，當認證和授權通過后，GGSN為用戶的無線局域網接入采集并生成符合3GPP標準的計費信息GCDR和Radius計費信息；b。用戶設備向用戶顯示3GPP網絡和無線局域網的覆蓋情況僅處于3GPP網絡覆蓋下，僅處于無線局域網覆蓋下或同時處于3GPP網絡和無線局域網覆蓋下；用戶通過用戶設備提供的界面選擇僅通過無線局域網，僅3GPP網絡或同時通過兩種網絡接入外部數據網絡；c。用戶在任一種網絡中去活時，GGSN會被通知該種去活，并變更相關的路由和PDP上下文信息。
全文摘要
無線局域網與3GPP網的融合方法，用戶在接入無線局域時，采用標準的基于802.1x的eap－aka機制，以GGSN為接入控制器；此時GGSN通過復用已有的PDP上下文或新建PDP上下文得到與用戶的無線局域網接入相關的PDP上下文；GGSN通過與HLR和ISP的Radius server交互完成認證和授權過程，當認證和授權通過后，GGSN為用戶的無線局域網接入采集并生成符合3GPP標準的計費信息。用戶不必為使用兩種接入方式而簽約兩個帳號以及分別支付費用，可以通過一臺設備在使用無線局域網的高數據率特性的同時不中斷3GPP網絡的業(yè)務。
文檔編號H04L12/56GK1719799SQ200510019098
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月15日 優(yōu)先權日2005年7月15日
發(fā)明者劉勁, 葉猛 申請人:北京北方烽火科技有限公司