CN100440823C - 在无线局域网和蜂窝网络之间漫游的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在WLAN和蜂窝网络之间漫游的方法，其基于移动IP系统互连WLAN和蜂窝网络以平滑漫游。在使用移动IP系统的WLAN和/或蜂窝网络中的数据通信中，一种在WLAN和蜂窝网络之间漫游的方法，包括如下步骤：识别某一特定移动终端IP地址分配的蜂窝网络的分组数据服务节点向位于该移动终端当前服务区域内的WLAN的接入点管理装置通知关于该移动终端当前接入状态的信息，移动终端新近接入的接入点管理装置请求更新地址来以其地址替换分组数据服务节点的地址，根据更新结果向该移动终端分配IP地址，并且将其通知给分组数据服务节点；以及从接入点管理装置接收通知消息的分组数据服务节点发送在由移动到接入点管理节点所导致的漫游过程中获得的数据，由此实现从蜂窝网络到WLAN的漫游。以类似的方式，可以实现从WLAN到蜂窝网络的漫游。

Description

在无线局域网和蜂窝网络之间漫游的方法
技术领域
本发明涉及一种在无线局域网(WLAN)和蜂窝网络之间漫游的方法，特别涉及一种在WLAN和蜂窝网络之间的改进的漫游方法，其基于移动IP系统互连WLAN和蜂窝网络以平滑漫游。
背景技术
通常，基于使用带宽频率为2.4GHz的具有最大数据率为11Mbps的IEEE802.11b标准在国内外分配WLAN服务。802.1x用于用户验证，并且用于安全的802.11i和用于服务质量的802.11e的标准也正在制定中。
在此，必须考虑WLAN和蜂窝网络的互连以便通过克服接入点(AP)的覆盖限制提供灵活的服务。因此，对于分配在世界范围的WLAN服务的激励及WLAN和蜂窝网络的互连已经引起极大关注。
互连WLAN和蜂窝网络的最可靠方法是使用移动IP。使用移动IP的常用方法是在一次对话中切断物理层并且再连接它。这一操作根据现有的协议需要花费若干秒。
然而，为了提供诸如图像或语音通信等实时服务，切断和再连接的时间必需尽可能的减少。也就是说，当终端从一个网络移动到另一个网络时，终端的再验证和再接入过程必需在短时间内执行。因此，非常需要一种在WLAN和蜂窝网络之间能够减少为支持可移动性所花费的时间的漫游方法。
发明内容
相应地，本发明的主要目的在于提供一种在WLAN和蜂窝网络之间的漫游方法，通过可以接入WLAN和蜂窝网络的双模终端从WLAN服务区域移动至蜂窝式服务区域或相反移动时迅速支持漫游，从而减少漫游所需的时间，可以支持适于实时服务的漫游。
本发明的另一个目的在于提供一种在WLAN和蜂窝网络之间漫游的方法，其可以尽可能的防止在漫游中的数据丢失，因为与语音服务不同，在数据服务中数据的维护比实时性更重要。
也就是说，本发明致力于实现在WLAN和蜂窝网络之间的漫游方法以最小化数据丢失并减少漫游时间。
为了实现本发明的上述目的，在使用移动IP系统的WLAN和/或蜂窝网络中的数据通信中，一种在WLAN和蜂窝网络之间漫游的方法，包括：第一步骤，用于检测移动终端的当前位置的蜂窝网络的分组数据服务节点向位于该移动终端当前服务区域内的WLAN的接入点管理装置通知关于该移动终端当前接入状态的信息；第二步骤，移动终端新近接入的接入点管理装置向本地代理请求更新地址来以接入点管理装置的地址替换分组数据服务节点的地址，根据更新结果向该移动终端分配IP地址，并且将该IP地址通知给分组数据服务节点；以及第三步骤，从接入点管理装置接收通知消息的分组数据服务节点，向接入点管理装置发送漫游过程中所获得的数据，由此实现从蜂窝网络到WLAN的漫游。
根据本发明的另一个方面，在使用移动IP系统的WLAN和/或蜂窝网络中的数据通信中，一种在WLAN和蜂窝网络之间漫游的方法，包括：第一步骤，用于检测移动终端的当前位置的WLAN的接入点管理装置向位于该移动终端当前服务区域内的蜂窝网络的分组数据服务节点通知关于该移动终端当前接入状态的信息；第二步骤，移动终端新近接入的分组数据服务节点向本地代理请求更新地址来以分组数据服务节点的地址替换接入点管理装置的地址，根据更新结果向该移动终端分配IP地址，并且将该IP地址通知给接入点管理装置；以及第三步骤，从分组数据服务节点接收通知消息的接入点管理装置，向分组数据服务节点发送漫游过程中所获得的数据，由此实现从WLAN到蜂窝网络的漫游。
附图说明
图1是描述本发明的移动IP系统概念的流程图；
图2是描述当与图1所示的基于移动IP操作的蜂窝网络互连的WLAN单独操作时的概念的流程图；
图3示出根据本发明的最佳实施例在WLAN和蜂窝网络之间的漫游方法中，在执行从图1所示的蜂窝网络到图2所示的WLAN的漫游时的网络互连方法的流程图；
图4示出根据本发明的最佳实施例在WLAN和蜂窝网络之间的漫游方法中，在执行从图2所示的WLAN到图1所示的蜂窝网络的漫游时的网络互连方法的流程图；
图5示出在图3和图4中生成并发送的Con-Inform消息的格式；以及
图6示出在图3和图4中生成并发送的Con-Notify消息的格式。
具体实施方式
将参考随附的附图具体描述根据本发明最佳实施例的在WLAN和蜂窝网络之间的漫游方法。
图1是描述本发明的移动IP系统概念的流程图。参考图1，分组数据服务节点PDSN1和PDSN2(110：111和112)是位于用于执行分组数据切换功能的CDMA 2000 1x网络的蜂窝网络中的节点。本地代理(HA)120是位于网络中的位置登记装置，在移动终端(MT)11通过PDSN 110请求位置登记时用于登记位置。在此，HA 120包括多个IP地址资源，其基于位置登记请求消息将该多个IP地址资源链接到PDSN 110和MT 11的识别信息，并动态的分配IP地址且产生地址登记请求消息、地址更新请求消息和地址删除请求消息作为更新所分配的IP地址的地址更新消息。域名服务器(DNS)130是地址管理装置，用于基于来自HA 120的地址更新消息(即，地址登记请求消息、地址更新请求消息或地址删除请求消息)登记、更新或删除分配给MT 11的地址。
下面将参考图1描述移动IP系统的概念。
当具有特定主机名(han)的用户MT 11通过PDSN1 111向HA120请求位置登记时(S201和S202)，HA 120基于来自PDSN1的位置登记请求消息将IP地址资源中的一个(ip1)分配给相应的MT 11(S203)，通过链接为MT 11的主机名han所分配的IP地址资源ip1和当前接入PDSN1 111的识别信息来登记位置(S204)，以及基于位置登记请求消息向DNS 130请求han:ip1的IP地址登记(S205)。DNS130响应该请求登记han:ip1(S206)。
当接入PDSN1 111并且登记其位置和IP地址资源的MT 11移动并通过PDSN2 112向HA 120请求以主机名han和所分配的IP地址ip1进行位置登记时(S207和S208)，HA 120基于来自PDSN2 112的位置登记请求消息识别所登记的han:ip1的PDSN已由PDSN1 111变为PDSN2112，并且通过将han:ip1链接到PDSN2 112的识别信息登记位置(S209)。
HA 120根据位置登记请求消息分配IP地址资源，登记所分配的IP地址，确认接收了所登记的han:ip1的位置登记请求消息，并且计算非接收时间(S210)。当非接收时间超过一预定时间时(S211)，HA 120向DNS 130请求删除所登记的han:ip1(S212)。DNS 130基于删除请求消息删除han:ip1登记信息(S213)，并向HA 120通知删除完成以便将该已分配的地址资源ip1动态地分配给另一终端(S214)。
图2是描述当与图1所示的基于移动IP操作的蜂窝网络互连的WLAN单独操作时的概念的流程图。在图2中，参考标记12表示诸如笔记本PC等具有WLAN通信功能的移动终端，参考标记20表示移动终端12为进行通信而无线接入的接入点，以及参考标记30表示在移动终端12的数据通信过程中用于验证和收费的验证/收费服务器。
当移动终端12接入接入点20时(S251)，其根据802.1x验证过程被验证/收费服务器30验证(S252)。在此，802.1x是包括MD-5(消息摘要-5，Message Digest-5)、TLS(传输层安全，Transport LayerSecurity)、SRP(空间复用协议，Spatial Reuse Protocol)和OTP(一次口令，One Time Password)在内的现有方法中的一种。
在完成验证过程后，接入点20发送消息接入-请求(开始)以通知验证/收费服务器30收费开始以便开始收费(S253)，并且向移动终端12提供数据服务直到在S251中的接入结束(S254)。
图3示出根据本发明的最佳实施例在WLAN和蜂窝网络之间的漫游方法中，在执行从图1所示的蜂窝网络到图2所示的WLAN的漫游时的网络互连方法的流程图。
图4示出根据本发明的最佳实施例在WLAN和蜂窝网络之间的漫游方法中，在执行从图2所示的WLAN到图1所示的蜂窝网络的漫游时的网络互连方法的流程图。
在图3和图4所示的实施例中，蜂窝网络是CDMA 2000 1x网络，图3所示的基站控制器(BSC)410、分组数据服务节点(PDSN)420以及本地代理(HA)430表示图1所示的蜂窝网络的节点，接入点(AP)510和接入点管理装置(APM)520表示图2所示的WLAN的节点。APM 520作为管理AP 510并支持移动性的节点被新近设置在WLAN中以具有与PDSN 420相对应的功能，以及验证/收费服务器(AAA)440是用于对蜂窝网络和WLAN的用户进行验证并收费的服务器。此外，移动终端(MT)10是双模终端，其可以接入图1所示的蜂窝网络和图2所示的WLAN，并采用移动IP堆栈。PDSN 420和APM 520作为节点被操作用于执行在每个网络中的基于移动IP的切换功能以便支持MT 10的移动性。
下面将参考图3描述从蜂窝网络到WLAN的漫游方法。
位于蜂窝网络中的MT 10通过包含基站和PDSN 420的BSC 410执行信道和R-P(无线电-分组，Radio-Packet)的建立。也就是说，MT 10访问BSC 410来执行双向信道建立(CH建立)(S301)，并且已建立信道的BSC 410执行与PDSN 420的双向R-P建立(S302)，其已由现有技术披露。
此后，MT 10和PDSN 420执行点对点协议(PPP)验证(S303)。相应的，PDSN 420分别向HA 430和AAA 440发送接入请求并接收响应以使HA 430和AAA 440可以执行相关功能(S304)。该过程也已由现有技术披露。
MT 10的移动IP堆栈执行与PDSN 420的预定过程以接收IP地址(MIP请求和通告(advertisement))(S305)。
在执行S305的与移动IP有关的协议后，MT 10利用网络接入标识符(NAI)、ID和密码通过PDSN 420向HA 430请求位置登记(登记请求)(S306和S307)。HA 430向AAA 440发送接入请求消息接入请求以开始收费(S308)，并且接收响应消息接入响应(S309)。作为结果，当AAA 440和HA 430的用户验证和移动IP登记成功时，HA 430通过PDSN 420和BSC 410向MT 10分配IP地址作为对S306和S307的响应(S310和S311)。除了与AAA 440相关的处理之外，S306到S311的过程，即位置登记和IP地址分配的过程与S201到S206的过程是一样的，并且因此省略了其细节性的描述。
通过S311，MT 10当前接入的PDSN 420检测MT 10的当前位置(即，基站区域)和登记响应，并通过图5所示的Con-Inform消息向作为在该区域内的AP 510的管理设备的APM 520通知MT 10的当前接入状态(S312)。
参考图5，Con-Inform消息包括协议版本及其长度(例如，1字节)、消息标识符及其长度(例如，2字节)、分组长度及其长度(例如，2字节)、发送方IP地址及其长度、客户端MAC地址及其长度、用户ID及其长度、用户NAI及其长度、用户密码及其长度、从0到2048的序列号及其长度(例如，2字节)，及其他。
当MT 10移动至WLAN区域来接入，其根据802.1x通过AP 510和APM 520被验证(S313和S314)。在此，当APM 520在S312接收MT 10的信息时，其利用其地址作为转交地址(COA)向HA 430请求更新联编表(漫游登记)(S315)。
此后，当MT 10请求时，APM 520发送在S315中更新的所分配的IP地址来管理MT 10(DHCP请求及响应)(S316)。该地址是从APM520向MT 10发送数据所需的。
APM 520利用图6所示的Con-Notify消息向S312中发送数据的PDSN 420通知漫游已经执行(S317)。
如图6所示，Con-Notify消息包括协议版本及其长度(例如，1字节)、消息标识符及其长度(例如，2字节)、分组长度及其长度(例如，2字节)、发送方IP地址及其长度、连接上下文及其长度、从0到2048的序列号及其长度(例如，2字节)，及其他。
最后，在S317中接收Con-Notify消息的PDSN 420向APM 520发送漫游过程中获得的数据(间隔数据转发)(S318)。
下面将参考图4描述从WLAN到蜂窝网络的漫游方法。
位于WLAN中的MT 10接入AP 510(S601)，并且根据801.1验证过程通过AAA来验证(S602)。
MT 10的移动IP堆栈执行与APM 520的预定过程来接收IP地址(MIP请求和通告)(S603)。
在执行S603中的与移动IP有关的协议后，MT 10利用NAI值、ID和密码通过APM 520向HA 430请求位置登记(登记请求)(S604和S605)。HA 430向AAA 440发送接入请求消息接入请求以开始收费(S606)，并接收响应消息接入响应(S607)。作为结果，当AAA 440和HA 430的用户验证和移动IP登记成功时，HA 430通过APM 520和AP 510向MT 10分配IP地址作为对S604和S605的响应(S608和S609)。
S604到S609的过程，即位置登记和IP地址分配的过程与S306到S311的过程是一样的。也就是说，AP 510和APM 520作为WLAN的构成节点与作为蜂窝网络的构成节点的基站/BSC 410和PDSN 420具有相似/相同的功能。
通过S609，MT 10当前接入的APM 520检测MT 10的当前位置(即，AP区域)和登记响应，并通过图5所示的Con-Inform消息向用于该区域内的基站/BSC 410的PDSN 420通知MT 10的当前接入状态(S610)。
当MT 10移动至蜂窝网络区域，位于蜂窝网络中的MT 10通过BSC 410和PDSN 420执行如图3的S301到S303所示的信道建立和R-P建立(S611和S612)。此后，MT 10和PDSN 420执行PPP验证(S613)。
在此，当PDSN 420在S610中接收关于MT 10的信息，其利用其地址作为COA向HA 430请求更新联编表(漫游登记)(S614)。其与图3的S315相对应。
当MT 10请求时，PDSN 420发送在S614中更新的所分配的IP地址来管理MT 10(DHCP请求和响应)(S615)。该地址是从PDSN 420向MT 10发送数据所需的。
PDSN 420利用图6所示的Con-Notify消息向S610中发送数据的APM 520通知漫游已经执行(S616)。最后，在S616中接收Con-Notify消息的APM 520向PDSN 420发送在漫游过程中获得的数据(间隔数据转发)(S617)。S615到S617的过程与图3所示的S316到S318的过程相对应。
本发明并不局限于前面提到的实施例。例如，本发明可以在WLAN的使用频率为5GHz带宽的802.11a中应用。也就是说，本发明可以以各种形式实现而不背离本发明的本质特征的精神。
工业可应用性
综上所述，在WLAN和蜂窝网络之间的漫游方法通过减少漫游时间可以支持更适于实时服务的漫游，并可防止在漫游过程中的数据丢失。也就是说，本发明可以最小化数据丢失和减少漫游所需的时间。

Claims (6)

1.在使用移动IP系统的WLAN和/或蜂窝网络中的数据通信中，一种在WLAN和蜂窝网络之间漫游的方法，包括：
第一步骤，用于检测移动终端的当前位置的蜂窝网络的分组数据服务节点向位于该移动终端当前服务区域内的WLAN的接入点管理装置通知关于该移动终端当前接入状态的信息；
第二步骤，移动终端新近接入的接入点管理装置向本地代理请求更新地址来以接入点管理装置的地址替换分组数据服务节点的地址，根据更新结果向该移动终端分配IP地址，并且将该IP地址通知给分组数据服务节点；以及
第三步骤，从接入点管理装置接收通知消息的分组数据服务节点，向接入点管理装置发送漫游过程中所获得的数据，由此实现从蜂窝网络到WLAN的漫游。
2.在使用移动IP系统的WLAN和/或蜂窝网络中的数据通信中，一种在WLAN和蜂窝网络之间漫游的方法，包括：
第一步骤，用于检测移动终端的当前位置的WLAN的接入点管理装置向位于该移动终端当前服务区域内的蜂窝网络的分组数据服务节点通知关于该移动终端当前接入状态的信息；
第二步骤，移动终端新近接入的分组数据服务节点向本地代理请求更新地址来以分组数据服务节点的地址替换接入点管理装置的地址，根据更新结果向该移动终端分配IP地址，并且将该IP地址通知给接入点管理装置；以及
第三步骤，从分组数据服务节点接收通知消息的接入点管理装置，向分组数据服务节点发送漫游过程中所获得的数据，由此实现从WLAN到蜂窝网络的漫游。
3.根据权利要求1或2的方法，其中第一步骤中的通知消息包括协议版本及其长度、消息标识符及其长度、分组长度及其长度、发送方IP地址及其长度、客户端MAC地址及其长度、用户ID及其长度、用户网络接入标识符及其长度、用户密码及其长度、序列号及其长度。
4.根据权利要求1或2的方法，其中第二步骤中的通知消息包括协议版本及其长度、消息标识符及其长度、分组长度及其长度、发送方IP地址及其长度、连接上下文及其长度、序列号及其长度。
5.根据权利要求1或2的方法，其中分组数据服务节点和接入点管理装置执行基于移动IP的切换功能以支持移动终端的可移动性。
6.根据权利要求1或2的方法，其中移动终端为双模终端，其可以接入蜂窝网络和WLAN两者且采用移动IP堆栈。
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