CN100446492C

CN100446492C - 局域网终端接入局域网的方法

Info

Publication number: CN100446492C
Application number: CNB2005100930533A
Authority: CN
Inventors: 姚忠辉
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2025-08-25
Also published as: CN1866889A

Abstract

本发明涉及一种局域网终端接入局域网的方法。本发明主要包括：在局域网中，局域网终端设备接收网络侧发来的携带有其网络互通能力信息的消息，并获取相应的网络互通能力信息。这样，当局域网终端漫游到新的局域网中时，则可以根据获取的各个局域网的互通能力信息选择一个希望的局域网进行漫游接入。因此，本发明提供的网络能力发现方法使得局域网终端在尝试接入WLAN(无线局域网)之前，便可以准确获知网络互通能力信息，从而可以根据自身的接入需求及各个可接入的WLAN的网络互通能力信息准确选择一个可以接入的WLAN，这样，局域网终端的漫游接入的成功率可以大大提高，并可以减少尝试接入所消耗的时间，提高用户的满意度。

Description

局域网终端接入局域网的方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种局域网终端接入局域网的方法。

背景技术

WLAN(无线局域网)技术因其在无线化优势、可比拟有线的高速率接入，以及成本低廉的特点而深受市场的欢迎。目前，WLAN技术已开始取代有线广泛应用于家庭、校园、酒店、企业办公等场合，并开始作为一种无线宽带接入技术广泛部署于公众热点地区，提供公众无线宽带数据接入服务。

目前，IEEE 802.11定义的WLAN系统的基本结构如图1所示，包括：

STA(Station，站点)，是指包含IEEE 802.11无线局域网接口的终端设备，目前市场上许多手机都支持无线局域网接口，便携机也已内置无线局域网接口。对于一些不带无线局域网接口的设备，可以通过WLAN无线网卡的方式，提供无线局域网接口。

AP(Access Point，接入点)，其相当于移动网络的基站，其主要功能是使得STA能与其它的STA或有线网络的相关设备进行通信，例如：多个STA接入到一个AP组成一个无线局域网进行通信，接入到不同的AP的STA组成一个局域网进行通信，以及STA与有线局域网的相关设备进行通信。关联到一个AP下的STA构成一个BSS(基本服务集)。

DS(Distribution System，分发系统)，用于使不同的BSS之间、以及BSS与有线局域网之间能够组成一个大的局域网。其中portal是指提供DS与有线局域网之间MSDUs(MAC服务数据单元)转发的逻辑点。

在WLAN系统中，采用SSID(Service Set Identifier，服务设置标识)区分不同的无线局域网。当不同的BSS(用BSSID标识)通过DS组成一个大的局域网时，则它们拥有同样的SSID。

目前，在酒店、校园、机场等热点地区，普遍开始为顾客提供基于WLAN接口的internet接入服务，所述的WLAN接入服务或由当地电信运营商提供，或由酒店、校园等自身来运营。因此，目前还缺乏一个统一的针对WLAN的无线接入网规范，不同的WLAN接入网，其要求的STA客户端程序、空口安全标准、用户接入认证方式可能都不一样，比较难以支持跨运营商的漫游服务。

在IEEE 802.11标准，为WLAN定义了许多能力信息以支持STA和AP的互通，这些能力信息可以通过其周期性广播的管理帧(即Beacon帧)进行发布。STA在关联(相当于建立连接)到AP时，必须确保自己的能力与AP所能支持的一致，否则不能关联到AP。

目前IEEE 802.11标准定义的能力信息包括：

(1)IEEE 802.11物理层相关能力信息，如物理层标准，速率等；

(2)IEEE 802.11MAC(媒体接入控制)层相关能力信息，如安全能力信息，QoS(服务质量)能力信息等。

当STA漫游到一个WLAN网络时，根据目前的IEEE 802.11标准，STA无法知道该WLAN网络是否具备与外部网络的互通能力及具备什么样的互通能力。在进行用户接入认证之前，STA同时也无法知道该WLAN网络是否与其归属网络存在漫游关系，是否允许其接入。总之，目前的IEEE802.11标准没有考虑到WLAN网络与外部网络的互通要求。因此，当STA漫游到一个新的WLAN接入网络时，STA只能任意地选择一个WLAN网络并进行关联建立连接，开始用户接入认证流程。STA在用户接入认证时，可能发现该网络根本不支持所期望的接入能力，如该网络无法识别你的身份等。这样，导致尝试接入过程花费时间过长、使得STA终端耗电过多，以及无法支持实时的跨不同接口业务切换。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种局域网终端接入局域网的方法，从而使得在用户尝试接入之前可以确定该WLAN网络是否支持STA的互通要求，从而选择漫游接入的网络，提高接入成功率，缩短接入时间。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种局域网终端接入局域网的方法，包括：

A、局域网终端设备获取待接入的漫游地的局域网网络互通能力信息；

B、根据所述的网络互通能力信息判断是否可以接入漫游地的局域网，当判断出可以接入漫游地的局域网时，请求接入所述可以接入漫游地的局域网；

所述的网络互通能力信息包括：局域网网络所有者标识信息或网络互通基本能力信息或支持的在线注册方法信息，且所述的各信息分别承载于消息的相应字段中；

所述的网络互通基本能力信息包括：是否支持拜访者用户接入的指示信息或是否支持紧急呼叫或是否支持媒体独立的切换MIH的指示信息，且所述的各信息分别承载于消息的相应字段中。

所述的步骤A包括：

A1、漫游地的局域网通过广播消息广播其网络互通能力信息；

A2、局域网终端设备通过扫描所述的广播消息获取网络互通能力信息，或网络互通能力信息和外部网络信息。

所述的步骤A1包括：

漫游地的局域网定期通过广播报文消息发送其网络互通能力信息。

所述的步骤A还包括：

A3、局域网终端设备向网络侧发送发现请求消息；

A4、网络侧将网络互通能力信息通过发现响应消息发送给局域网终端设备，局域网终端设备获取相应的信息。

本发明中，当局域网终端获取相应的网络互通能力信息时，则所述的发现请求消息中承载着局域网终端设备需要获取的外部网络信息；

所述的外部网络信息包括：

归属网络标识信息、附加的归属网络信息和/或互通业务类型信息，且所述的各信息分别承载于消息的相应字段中。

所述的局域网包括有线局域网和无线局域网，且在无线局域网WLAN中，网络互通能力发现请求消息可以通过探测请求Probe Request管理帧或操作Action管理帧携带，网络互通能力发现响应消息可以通过探测响应ProbeResponse管理帧或Action管理帧携带。

所述的网络互通能力信息保存于网络侧的接入点设备上或设置于网络侧的独立的信息服务器中。

所述的步骤B包括：

局域网终端设备根据漫游地的各个局域网的网络互通能力信息及自身的接入需求选择一个匹配的局域网作为可以接入的漫游地的局域网，并请求接入该局域网。

本发明提供的网络互通能力发现方法使得STA(局域网终端)在尝试接入WLAN之前，便可以确定该WLAN是否支持STA的互通要求，从而可以更准确地选择一个可以接入的WLAN，这样，局域网终端的接入的成功率可以大大提高，并可以减少尝试接入所消耗的时间，提高用户的满意度。

另外，本发明还可以使得局域网终端可以获得其他与外部网络互通相关的其他辅助信息如计费政策等，这样，网络运营过程中便能够支持STA更灵活的网络选择策略，以便于STA自由地选择其最希望接入的网络。

附图说明

图1为现有的WLAN系统结构示意图；

图2为本发明中获取网络互通能力信息的处理过程示意图；

图3为本发明所述的方法的处理流程示意图；

图4为本发明中获取网络互通能力信息的处理流程图。

具体实施方式

为便于对本发明的理解，首先对本发明的需求进行说明。

一种应用需求为：一个要求与外部网络互通的STA在选择WLAN网络之前，要求获知该网络是否具备互通能力及具备什么样的互通能力，以及相应的外部网络信息。STA根据上述信息以确定该WLAN是否支持其互通要求。所述互通要求包括网络接受STA归属网络的接入认证及相应的互通类型(如internet接入、与3GPP互通等)，或者STA可选择网络所提供的在线注册方法接入网络。

另一种需求为：当STA是一个支持MIH(媒体独立的切换)的多模终端时，所述外部网络必须同时也具备MIH能力才可以支持MIH功能。同时上述外部网络信息也应该包括外部网络MIH相关信息以帮助STA进行跨不同接入媒体的网络选择。

根据上述需求，考虑到当STA漫游到某一个WLAN接入网络时，STA需要获知该WLAN接入网络是否满足其互通要求，例如，该WLAN网络是否能提供internet接入服务或其它互通服务，可以通过什么样的认证方式接入该WLAN网络，是否允许本STA从该WLAN网络接入，等等。

因此，本发明的核心是针对WLAN应用于无线接入网络所面临的网络选择问题，提出一种局域网终端接入局域网的方法，使得STA在选择与目标接入网建立关联之前，通过对网络互通能力信息的获取来迅速判断目标接入网络是否是候选网络，即是否可以提供相应的能力支持，以达到STA省时、省电，及网络选择及接入自动化处理的目的。

如图2所示，AP可以基于广播机制或请求-响应机制获取所述网络互通能力及相应的外部网络信息，也可以同时应用两种机制获取相应的信息。

在WLAN系统中，广播机制可以基于被动信道扫描机制即指通过信标(Beacon)帧携带相关信息；请求-响应机制可以基于主动扫描机制即由Probe-request携带外部网络信息请求，Probe-Response携带网络互通能力和/或外部网络信息响应。请求-响应机制也可使用ACTION管理帧实现。

下面以一个具体的应用实例对本发明提供了局域网终端接入局域网的方法进行说明，但在具体实现本发明过程中并不仅限于该应用实例。

如图3和图4所示，本发明所述的方法具体包括以下步骤：

步骤31：局域网终端设备通过广播消息和/或请求/响应消息获取待接入的漫游地局域网的网络互通能力信息；

具体的获取网络互通能力信息的方式如图4所示，可以为通过消息1获取所述的网络互通能力信息，如广播消息，也可以通过消息2和消息3进行网络互通能力信息的获取，如请求/响应消息，或者，也可以同时使用消息1、消息2和消息3进行网络互通能力信息的获取；

下面将对所述的消息1、消息2和消息3分别进行说明：

消息1：AP通过周期性的广播信道(如802.11Beacon帧)发布WLAN网络互通能力信息的消息，STA在扫描期间可获得广播发布的WLAN网络互通能力信息，称为信息1；

当然，AP也可以在响应STA发起Probe Request(探测请求)回ProbeResponse(探测响应)的消息中，携带所述信息1；

消息2：STA给AP发送网络互通能力发现请求消息，消息中携带着STA接入WLAN网络需要获取的具体的网络互通能力信息的请求，称为信息2；

消息3：AP给STA响应网络互通能力发现响应消息，消息携带着根据其请求确定的相应的网络互通能力信息，称为信息3，其中包含了STA请求发现的网络互通能力。

本发明中，分为两个步骤获取网络互通能力信息的目的是：对于基本的概要性质的网络互通能力信息可以首先通过消息1获得，进一步的更具体STA密切相关的外部网络信息可以通过之后的消息2和消息3获得。

在实际应用过程中，当采用消息1、消息2和消息3获取网络互通能力信息时，则STA在扫描广播消息期间，首先判断该网络能否满足STA接入的基本需求，在满足基本需求的基础上再进行消息2和消息3的交互，以发现该STA接入所要求的网络互通能力均可以支持。

步骤32：局域网终端根据获取的网络互通能力信息确定可以接入的漫游地的局域网；

具体可以根据获取的网络互通能力信息以及局域网终端自身的需求进行接入的局域网的选择；

步骤33：局域网终端请求接入所述确定的漫游地的局域网。

经过上述处理过程，局域网终端可以准确地选择接入的局域网，并能够快速地在漫游地实现网络接入。

下面将对上述步骤31所述的处理过程中涉及的信息1、信息2和信息3包含的具体的内容信息进行说明。

信息1：基本的网络互通能力信息

基本的WLAN网络互通能力信息包括三部分内容：

(1)WLAN网络所有者标识信息(Network Owner Identifier)；

(2)网络互通基本能力信息(Network Interworking Capability)；

(3)支持的在线注册方法信息(Online Enrollment Methods)；

具体如表1所示：

Network Owner Identifier

Network Interworking Capability

Online Enrollment Methods

其中：

(1)WLAN网络所有者标识：

用于说明该WLAN网络属于谁，如机场的WLAN网络所有者可能是机场或某个本地运营商，酒店的WLAN网络其所有者可能是酒店或某个本地运营商，某个小区的WLAN网络拥有者可能属于物业管理部门，等等。目前在一些实际应用中，也有采用SSID来标识网络所有者的，由于SSID有其特定的语义，因此，广播的WLAN互通能力信息增加新的区分WLAN网络所有者的字段。STA通过WLAN网络拥有者标识，可以判断该网络是否属于其归属网络(Home Network)。

(2)网络互通基本能力字段：

用于说明基本的概要性质的互通能力说明，通过约定不同比特位的特定含义来表示响应的网络互通能力，具体包括：

拜访者用户接入(Visited User Access)(1bit)，用于标识该网络是否与其他业务提供商有漫游关系，并支持拜访者接入外部网络，如置位为1表示支持，为0表示不支持；对于一个不支持拜访者用户接入的网络，STA只能选择由该网络本地所提供的在线接入方法接入网络。

紧急呼叫(1bit)，用于说明该网络是否支持紧急呼叫业务，如置位为1表示支持紧急呼叫，为0表示不支持；支持紧急呼叫的网络具备与紧急呼叫中心互通的能力，以及具备向紧急呼叫中心提供呼叫终端位置信息的能力。紧急呼叫业务一般要求免费提供。

MIH(1bit)，用于说明该网络是否支持MIH标准，即能支持终端跨不同接入媒体的切换，如置位为1表示支持，为0表示不支持。对于一个支持MIH的多模终端来说，要求在WLAN网络与其它网络之间的进行切换，因此也要求相应的WLAN网络具备MIH标准支持能力。

(3)支持的在线注册方法：

该字段罗列该网络所支持的在线注册方法，例如，是否支持UAM(Universal Access Method，一种基于浏览器劫持的接入认证方法)。STA可选择网络所支持的在线注册方法接入网络。

因此，STA在获得消息1的内容后，可以获知两方面信息：

一方面可以获知：该网络是否属于其归属网络；

另一方面可以获知：若该网络不属于其归属网络，能够知道该网络具体的网络互通能力以及所支持的在线注册方法。

假设STA的归属网络为A，当该网络不属于A时，STA需求知道该WLAN网络是否支持其接入并获得相关服务，这时就进入步骤2进行信息2和信息3的交互过程，从而获取具体的网络互通能力信息。

需要说明的是：STA在选择进入步骤2之前，同时还应综合考虑网络的其他能力信息，如安全能力信息、QoS能力信息等，以判断该网络是否能满足相应的业务的需求；所述的网络的其他能力信息可以通过主动扫描或被动扫描获得。

信息2：网络互通能力发现请求中承载的信息

通过在网络互通能力发现请求消息中承载信息2来询问AP与其归属网络是否有漫游关系，以及是否支持相应的互通业务需求。考虑到一个STA可能装载有多个归属网络的客户端程序，通过信息2可同时询问AP对多个归属网络的支持能力。

所述的信息2的格式如下表所示：

归属网络数(N)

归属网络信息(第1个归属网络)

......

归属网络信息(第N个归属网络)

其中归属网络信息的内容包括：

归属网络标识(Home Network Identifier，HNI)；

互通业务类型(Interworking Type)。

所述的互通业务类型为：

描述STA期望支持的外部网络类型及WLAN与外部网络的互通方式。具体可能的互通业务类型包括：

Intranet接入；

Internet接入

3GPP-场景2；

3GPP-场景3；

3GPP2；

UMA(非授权频段移动接入，一种WLAN/Bluetooth与GSM/GPRS的互通方法)

等等。

在802.11WLAN网络，所述的信息2可以由Probe Request(探测请求)管理帧携带，或者由Action(操作)管理帧携带。

信息3：网络互通能力发现响应消息中承载的信息

AP收到STA的信息2后，需要确定与STA的归属网络是否存在漫游关系。信息3的格式如下表所示：

归属网络数(N)

归属网络发现结果(第1个归属网络)

......

归属网络发现结果(第N个归属网络)

其中，针对信息2中每个归属网络的归属网络发现结果，主要包括：

(1)归属网络标识(Home Network Identifier，HNI)；

(2)结果(Result)，主要标识成功或者失败原因，成功则表示局域网终端的该归属网络与这一AP之间可以漫游互通，失败则表示两网之间不能漫游互通；

(3)附加的归属网络信息，当归属网络发现结果为成功时，则可进一步携带该网络的附加的归属网络信息，例如：

计费政策：例如漫游费的计算；

MIH相关信息：当支持MIH时，网络侧MIH相关信息；

等等。

(4)互通业务类型(Interworking Service Requirements)；

所述的互通业务类型为：

Intranet接入；

Internet接入

3GPP-场景2；

3GPP-场景3；

3GPP2；

等等。

所述的信息3可以通过Probe Response管理帧携带，或者也可以由Action管理帧携带。

本发明中，要求DS能获得相关外部网络信息以满足STA的互通能力发现要求，这些信息可以直接配置在AP上，或者将外部网络信息服务作为DS的功能，AP通过DS所提供的外部网络信息服务而获得相应的外部网络信息。

针对所述的信息1、信息2及信息3，在传递过程中根据需要还可以提供相应的保护或安全机制。

本发明提供的网络互通能力发现的方法，除可以应用于802.11无线局域网之外，还可以应用到其它接入网络，如IEEE 802.3有线局域网、IEEE802.16无线城域网等。当应用到其他网络时，上述信息1、信息2、信息3由相应网络所支持的管理帧携带，或者增加新的管理帧以携带这些信息。如在802.3网络，需要增加新的以太网协议类型区别其他数据报文，以支持这些信息的传递。

本发明还提供了一种局域网终端接入无线局域网的方法，该方法中，首先，局域网终端设备获取待接入的漫游地的各个WLAN的网络互通能力信息；之后，局域网终端设备根据漫游地的各个WLAN的网络互通能力信息及自身的接入需求选择一个匹配的WLAN作为可以接入的漫游地的WLAN，并请求接入该WLAN。由于本发明在接入之前进行了可以接入的WLAN的选择工作，因此，可以大大提高接入的成功率，避免多次尝试接入，节省了局域网终端漫游接入WLAN需要的时间。

综上所述，本发明提供的网络互通能力发现方法使得STA(局域网终端)在尝试接入WLAN之前，便可以确定该WLAN是否支持STA的互通要求，从而可以更准确地选择一个可以接入的WLAN，这样，局域网终端的接入的成功率可以大大提高，并可以减少尝试接入所消耗的时间，提高用户的满意度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1、一种局域网终端接入局域网的方法，其特征在于，包括：

2、根据权利要求1所述的局域网终端接入局域网的方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

A2、局域网终端设备通过扫描所述的广播消息获取网络互通能力信息。

3、根据权利要求2所述的局域网终端接入局域网的方法，其特征在于，所述的步骤A1包括：

4、根据权利要求1所述的局域网终端接入局域网的方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

A3、局域网终端设备向网络侧发送发现请求消息；

5、根据权利要求4所述的局域网终端接入局域网的方法，其特征在于，当局域网终端获取相应的网络互通能力信息时，则所述的发现请求消息中承载着局域网终端设备需要获取的外部网络信息；

所述的外部网络信息包括：归属网络标识信息、附加的归属网络信息和/或互通业务类型信息，且所述的各信息分别承载于消息的相应字段中。

6、根据权利要求4所述的局域网终端接入局域网的方法，其特征在于，所述的局域网包括有线局域网和无线局域网，且在无线局域网WLAN中，网络互通能力发现请求消息可以通过探测请求Probe Request管理帧或操作Action管理帧携带，网络互通能力发现响应消息可以通过探测响应ProbeResponse管理帧或Action管理帧携带。

7、根据权利要求4所述的局域网终端接入局域网的方法，其特征在于，所述的网络互通能力信息保存于网络侧的接入点设备上或设置于网络侧的独立的信息服务器中。