CN101754214B - 移动台、接入台、网关装置、基站及其握手方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种用于一无线网络架构的移动台、接入台、网关装置、基站及其握手方法。该网络架构包含一第一无线网络以及一第二无线网络，第一无线网络包含该接入台，第二无线网络包含该网关装置及该基站，该接入台与该网关装置之间具有一安全通道，当该移动台由该第一无线网络换手至该第二无线网络，可透过该接入台与该安全通道，将主会议密钥传送至该网关装置。另外，当该移动台由该第二无线网络换手至该第一无线网络时，可透过该该网关装置与该安全通道，将主会议密钥传送至该接入台，藉此，于该第一无线网络与该第二无线网络间换手所需的认证时间将可被有效降低。

Description

移动台、接入台、网关装置、基站及其握手方法

技术领域

本发明是关于一种适用于一无线网络架构的移动台、接入台、基站、网关装置以及其握手方法。更具体说，本发明是关于一种适用于一包含WiMAX网络及WiFi网络的无线网络架构的移动台、接入台、基站、网关装置以及其握手方法。

背景技术

随着科技的进步，人们对于通讯的要求也越来越高，除了对通讯品质的要求，通讯的便利性也越来越受到重视。无线通讯具有不需实体通讯网路布线、机动性高等优点，因此近几年具有无线通讯功能的移动产品，例如手机、笔记本电脑等等，也越来越受到人们的青睐，成为消费型电子产品市场上的主流。

但移动产品于无线网络环境中使用时，常常会因为信号的强弱或其它因素，无可避免的会在两个采用不同无线网络标准的网络间，进行换手(handover)的动作，以维持一定的无线网络使用品质，例如移动产品由WiFi无线网络换手至WiMAX无线网络或由WiMAX无线网络换手至WiFi无线网络。

具体说，移动产品于WiMAX无线网络或WiFi无线网络中使用时，会被视为一客户端，而当客户端欲进入WiMAX/WiFi无线网络享受其服务时，需先通过其所具有的认证机制，以确认该客户端是一合法客户端，如一客户端渐渐脱离WiMAX无线网络的信号范围，而逐渐进入WiFi无线网络的信号范围时，对于此客户端而言，WiMAX无线网络的信号是逐渐减弱，而WiFi无线网络的信号是逐渐增强，因此为维持一定的无线网络使用品质，客户端将由WiMAX无线网络换手至WiFi无线网络，由于WiMAX无线网络与WiFi无线网络两方皆有各自对客户端的认证机制，因此客户端换手至WiFi无线网络前，需重新执行WiFi无线网络的认证机制，此举将大幅影响客户端换手至WiFi无线网络所需时间，反之，如客户端是由WiFi无线网络换手至WiMAX无线网络，也需重新执行WiMAX无线网络的认证机制，此举也将大幅影响客户端换手至WiMAX无线网络所需时间，造成无线网络整体使用效能降低。

综上所述，在客户端进行换手程序时，其所需时间的大部分是用于认证机制，因此，如何有效降低客户端换手至下一无线网络认证所需时间，以增加整体网络的使用效能，这是该领域的业者亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于一无线网络架构的移动台、接入台、基站、网关装置以及其握手方法。此无线网络架构包含一第一无线网络及一第二无线网络，第一无线网络包含该接入台，第二无线网络包含该基站与该网关装置。该移动台欲由第一无线网络换手至第二无线网络时，仅需将于通过第一无线网络的认证机制时所产生的主会议密钥(master session key)，传送给第二无线网络的网关装置即可，不需再通过第二无线网络的认证机制而重新产生主会议密钥。反之，如该移动台欲由第二无线网络换手至第一无线网络，仅需将于通过第二无线网络的认证机制时所产生的主会议密钥，传送给第一无线网络的接入台即可，以有效降低移动台(客户端)换手至第一/第二无线网络认证所需时间。

为达上述目的，该移动台欲由第一无线网络换手至第二无线网络时，该接入台与该网关装置之间具有一安全通道，该接入台储存该移动台的一识别码，该移动台包含一储存模块、一传送/接收模块以及一处理模块。该储存模块用以储存一主会议密钥，该传送/接收模块用以传送该主会议密钥以及一通知信号至该接入台，以便该接入台根据该通知信号，透过该安全通道传送该主会议密钥及该识别码至该网关装置，用以传送一移动台基本能力请求(SS basic capability request)信号至该基站，且用以根据该移动台基本能力请求信号的传送，自该基站接收一移动台基本能力回应(SS basic capability response)信号，该处理模块用以根据该主会议密钥产生一授权密钥，用以根据该授权密钥解码该客户端基本能力回应信号，以及用以利用该授权密钥与该基站进行握手(handshake)。

此外，为达上述的目的，该移动台欲由第一无线网络换手至第二无线网络时，用于该移动台的握手方法包含下列步骤：传送该主会议密钥至该接入台；传送一通知信号至该接入台，以便该接入台根据该通知信号，透过该安全通道传送该主会议密钥及该识别码至该网关装置；根据该主会议密钥，产生一授权密钥；传送一移动台基本能力请求信号至该基站；根据该移动台基本能力请求信号的传送，自该基站接收一移动台基本能力回应信号；根据该授权密钥，解码该客户端基本能力回应信号；以及利用该授权密钥与该基站进行握手。

另外，为达上述的目的，该移动台欲由第一无线网络换手至第二无线网络时，该接入台包含一储存模块以及一传送/接收模块。该储存模块用以储存该移动台的一识别码及一主会议密钥，该传送/接收模块用以于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道，用以自该移动台接收一通知信号，以及用以根据该通知信号，透过该安全通道传送该识别码及该主会议密钥至该网关装置，以便该网关装置根据该主会议密钥产生一授权密钥，以及传送该授权密钥至该基站，以使该基站及该移动台利用该授权密钥进行握手。

再者，为达上述的目的，该移动台欲由第一无线网络换手至第二无线网络时，用于该接入台的握手方法包含下列步骤：于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道自该移动台接收一通知信号；根据该通知信号，透过该安全通道传送该识别码及该主会议密钥至该网关装置，以便该网关装置根据该主会议密钥产生一授权密钥，以及传送该授权密钥至该基站，以使该基站及该移动台利用该授权密钥进行握手。

另外，为达上述的目的，该移动台欲由第一无线网络换手至第二无线网络时，该网关装置包含一传送/接收模块以及一处理模块。该传送/接收模块用以于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道，以及用以透过该安全通道，自该接入台接收该主会议密钥与该移动台的该识别码，该处理模块用以根据该主会议密钥产生一授权密钥，该传送/接收模块还用以自该基站接收一移动台预先附加(MS-Preattachment)请求信号，该移动台预先附加请求信号是该基站根据一移动台基本能力请求信号而产生，该传送/接收模块还用以根据该移动台预先附加请求信号，传送一包含该授权密钥的移动台预先附加回应信号至该基站，以便该基站根据该授权密钥，产生与传送一移动台基本能力回应信号至该移动台，以使该移动台根据该移动台基本能力回应信号与该基站进行握手。

此外，为达上述的目的，该移动台欲由第一无线网络换手至第二无线网络时，用于该网关装置的握手方法包含下列步骤：于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道；透过该安全通道，自该接入台接收该主会议密钥与该移动台的该识别码；根据该主会议密钥产生一授权密钥；自该基站接收一移动台预先附加请求信号，该移动台预先附加请求信号是该基站根据一移动台基本能力请求信号而产生；以及根据该移动台预先附加请求信号，传送一包含该授权密钥的移动台预先附加回应信号至该基站，以便该基站根据该授权密钥，产生与传送一移动台基本能力回应信号至该移动台，以使该移动台根据该移动台基本能力回应信号与该基站进行握手。

另外，为达上述的目的，该移动台欲由第一无线网络换手至第二无线网络时，该基站包含一传送/接收模块以及一处理模块。该传送/接收模块用以自该移动台接收一移动台基本能力请求信号，用以根据该移动台基本能力请求信号，传送一移动台预先附加请求信号至该网关装置，用以自该网关装置接收一包含该授权密钥的移动台预先附加回应信号，以及用以根据该移动台预先附加回应信号的接收，传送一移动台基本能力回应信号至该移动台，该处理模块用以根据该移动台基本能力请求信号，产生该移动台预先附加请求信号，以及根据该移动台预先附加回应信号，产生该移动台基本能力回应信号，该传送/接收模块还用以于该移动台接收该移动台基本能力回应信号后，与该移动台进行握手。

此外，为达上述的目的，该移动台欲由第一无线网络换手至第二无线网络时，用于该基站的握手方法包含下列步骤：自该移动台接收一移动台基本能力请求信号；根据该移动台基本能力请求信号，传送一移动台预先附加请求信号至该网关装置；自该网关装置接收一包含该授权密钥的移动台预先附加回应信号；用以根据该移动台预先附加回应信号的接收，传送一移动台基本能力回应信号至该移动台；以及于该移动台接收该移动台基本能力回应信号后，与该移动台进行握手。

再者，为达上述目的，该移动台欲由第二无线网络换手至第一无线网络时，该接入台与该网关装置之间具有一安全通道，该移动台包含一储存模块、一传送/接收模块以及一处理模块。该储存模块用以储存一主会议密钥，该传送/接收模块用以传送该主会议密钥与一通知信号至该基站，以便该基站传送该主会议密钥与该通知信号至该网关装置，使该网关装置根据该通知信号，透过该安全通道传送该主会议密钥至该接入台，该传送/接收模块还用以传送一连结(association)请求信号至该接入台，用以根据该连结请求信号的传送，自该接入台接收一连结回应信号，处理模块用以根据该主会议密钥产生一对称临时密钥(pair-wise temporary key；PTK)，该传送/接收模块还用以利用该对称临时密钥与该接入台进行握手。

此外，为达上述目的，该移动台欲由第二无线网络换手至第一无线网络时，用于该移动台的握手方法包含下列步骤：传送该主会议密钥与一通知信号至该基站，以便该基站传送该主会议密钥与该通知信号至该网关装置，使该网关装置根据该通知信号，透过该安全通道传送该主会议密钥至该接入台；传送一连结请求信号至该接入台；根据该连结请求信号的传送，自该接入台处接收一连结回应信号；根据该主会议密钥产生一对称临时密钥；以及利用该对称临时密钥与该接入台进行握手。

另外，为达上述目的，该移动台欲由第二无线网络换手至第一无线网络时，该接入台包含一传送/接收模块、一处理模块以及一储存模块。该传送/接收模块用以于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道，且透过该安全通道，自该网关装置接收该主会议密钥，该处理模块用以根据该主会议密钥产生一对称临时密钥，该储存模块用以储存该主会议密钥，该传送/接收模块还用以于接收该主会议密钥后，接收自该移动台所传送的一连结请求信号，且根据该连结请求信号，传送一连结回应信号至该移动台，以及利用该对称临时密钥与该移动台进行握手。

再者，为达上述目的，该移动台欲由第二无线网络换手至第一无线网络时，用于该接入台的握手方法包含下列步骤：于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道；透过该安全通道，自该网关装置接收该主会议密钥；根据该主会议密钥产生一对称临时密钥；于接收该主会议密钥后，接收自该移动台所传送的一连结请求信号；根据该连结请求信号，传送一连结回应信号至该移动台；以及利用该对称临时密钥与该移动台进行握手。

此外，为达上述目的，该移动台欲由第二无线网络换手至第一无线网络时，该网关装置包含一传送/接收模块。该传送/接收模块用以该接入台与该网关装置间，建立一安全通道，用以透过该基站，接收来自该移动台的该主会议密钥与一通知信号，且用以根据该通知信号，透过该安全通道传送该主会议密钥至该接入台，以便该接入台利用该主会议密钥产生一对称临时密钥，以与该移动台进行握手。

另外，为达上述目的，该移动台欲由第二无线网络换手至第一无线网络时，用于该网关装置的握手方法包含下列步骤：用以于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道；透过该基站接收来自该移动台的该主会议密钥与一通知信号；根据该通知信号，透过该安全通道，传送该主会议密钥至该接入台，以便该接入台利用该主会议密钥产生一对称临时密钥，以与该移动台进行握手。

再者，为达上述目的，该移动台欲由第二无线网络换手至第一无线网络时，该基站包含一传送/接收模块。该传送/接收模块用以接收来自该移动台的该主会议密钥与一通知信号，以及用以传送该主会议密钥与该通知信号至该网关装置，以便该网关装置根据该通知信号透过该安全通道传送该主会议密钥至该接入台，以使该接入台根据该主会议密钥产生一对称临时密钥以与该移动台进行握手。

此外，为达上述目的，该移动台欲由第二无线网络换手至第一无线网络时，用于该基站的握手方法包含下列步骤：接收来自该移动台的该主会议密钥；接收来自该移动台的一通知信号；以及传送该通知信号与该主会议密钥至该网关装置，以便该网关装置根据该通知信号，透过该安全通道传送该主会议密钥至该接入台，以使该接入台根据该主会议密钥产生一对称临时密钥以与该移动台进行握手。

综上所述，本发明的移动台欲由一目前无线网络换手至下一无线网络时，仅需将目前无线网络的认证机制时所产生的主会议密钥，传送给下一无线网络的网关装置即可，不需再通过下一无线网络的认证机制，以有效降低移动台(客户端)换手至下一无线网络认证所需时间，克服现有技术的缺点。

附图说明

在参阅附图及随后描述的实施方式后，该技术领域具有通常知识者便可了解本发明的其它目的，以及本发明的技术手段及实施态样，其中：

图1是本发明的第一实施例的无线网络架构的示意图；

图2是本发明的第一实施例的移动台的示意图；

图3是本发明的第一实施例的接入台的示意图；

图4是本发明的第一实施例的网关装置的示意图；

图5是本发明的第一实施例的基站的示意图；

图6是本发明的第二实施例的无线网络架构的示意图；

图7是本发明的第二实施例的移动台的示意图；

图8是本发明的第二实施例的基站的示意图；

图9是本发明的第二实施例的网关装置的示意图；

图10是本发明的第二实施例的接入台的示意图；

图11A是本发明的第三实施例的握手方法的部分流程图；

图11B是本发明的第三实施例的握手方法的另一部分流程图；

图11C是本发明的第三实施例的握手方法的又一部分流程图；

图12A是本发明的第四实施例的握手方法的部分流程图；以及

图12B是本发明的第四实施例的握手方法的另一部分流程图。

具体实施方式

以下将透过实施例来解释本发明的内容，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以限制本发明。须说明的是，以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示；且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。

为方便说明，以下各实施例的移动台皆是适用于一无线网络架构，此无线网络架构包含一第一无线网络及一第二无线网络，第一无线网络是一符合IEEE 802.11标准的WiFi无线网络，第二无线网络是一符合IEEE 802.16标准的WiMAX无线网络，且第一无线网络所包含的一接入台是符合IEEE 802.11标准，第二无线网络包含的一网关装置以及一基地站是符合IEEE 802.16标准。

本发明的第一实施例如图1所示，是一移动台1由WiFi无线网络换手至WiMAX无线网络的示意图，WiFi无线网络包含一接入台2，WiMAX无线网络包含一基站3以及一网关装置4。为明确定义本实施例的实施环境，假设移动台1目前已通过WiFi无线网络的认证机制且接受WiFi无线网络的接入台2所提供的服务，并储存有移动台1的一识别码1c与于WiFi无线网络认证中所产生的一主会议密钥(master session key)12，移动台1还根据主会议密钥12以及移动台1的识别码1c，产生一授权密钥，此皆是符合IEEE 802.11标准，在此不加赘述。另外，WiFi无线网络的接入台2与WiMAX无线网络的网关装置4间已根据网际网络通讯协议(internet protocol；以下简称IP)层的安全加密协议，建立一安全通道20，其可利用现有技术达成，在此不加赘述。

假设目前移动台1已渐渐离开接入台2的信号覆盖范围，且已进入基站3的信号覆盖范围，对于移动台1而言，接入台2的信号强度已渐渐减弱，基站3的信号强度已渐渐增强，因此移动台1为维持一定的无线网络使用品质，将根据IEEE802.21标准，执行一信号强度检测程序10，以判断移动台1与接入台2间的一信号强度是否小于一预设强度，且判断移动台1与基站3间的一信号强度是否不小于该预设强度，如移动台1与接入台2间的信号强度是不小于该预设强度，且移动台1与基站3间的信号强度是小于该预设强度，则移动台1将继续接受接入台2所提供的无线网络服务，不换手至基站3。

如移动台1与接入台2间的信号强度是小于该预设强度，且移动台1与基站3间的信号强度是不小于该预设强度，则移动台1将由接入台2换手至基站3，接受基站3所提供的无线网络服务，换言之，移动台1将由WiFi无线网络换手至WiMAX无线网络，接受WiMAX无线网络所提供的无线网络服务，以维持一定的无线网络使用品质。为使移动台1顺利且迅速由WiFi无线网络换手至WiMAX无线网络，移动台1、接入台2、基站3以及网关装置4间将进行以下握手程序，以便使移动台1在不大幅变更现有无线网络架构的前提下，换手至WiMAX无线网络。

由于目前移动台1是处于接入台2的信号范围且接受接入台2所提供的无线网络服务，并未换手至基站3，因此，接入台2储存有移动台1的识别码1c，为换手至WiMAX无线网络，移动台1传送主会议密钥12以及一通知信号14至接入台2。接入台2于接收到主会议密钥12后将其储存，且接入台2用以接收通知信号14，并根据通知信号14，透过安全通道20传送主会议密钥12及识别码1c至网关装置4，以便使网关装置4透过安全通道20，接收来自接入台2的主会议密钥12及识别码1c。

移动台1为了用以测量与基站3的距离，还用以传送一距离(ranging)测量请求信号16至基站3，基站3接收来自移动台1的距离测量请求信号16后，根据距离测量请求信号16，传送一距离测量回应信号310至移动台1，以便使移动台1可获得其与基站3间的距离。移动台1还根据距离测量回应信号310，以一适当功率传送一移动台基本能力请求信号18至基站3，基站3于接收移动台基本能力请求信号18后，还用以根据移动台基本能力请求信号18，传送一移动台预先附加(MS-Preattachment)请求信号330至网关装置4。

网关装置4自基站3接收移动台预先附加请求信号330，且根据移动台预先附加请求讯330，产生且传送一包含授权密钥的移动台预先附加回应信号410至基站3，基站3于接收移动台预先附加回应信号410后，根据移动台预先附加回应信号410的授权密钥，产生及传送一移动台基本能力回应信号332至移动台1，移动台1接收到移动台基本能力回应信号332后，移动台1根据移动台基本能力回应信号332便可以利用先前产生的授权密钥与基站3进行IEEE 802.16标准所规定的三向握手(3-way handshake)协议，以便使移动台1可透过基站3换手至WiMAX无线网络。

具体说，请参阅图2，其是移动台1的示意图，移动台1包含一储存模块11、一传送/接收模块13以及一处理模块15，储存模块11是用以储存移动台1的识别码1c与于WiFi无线网络认证中所产生的主会议密钥12，处理模块15是用以执行一信号强度检测程序10，以判断移动台1与接入台2间的信号强度是否小于该预设强度，且判断移动台1与基站3间的信号强度是否不小于该预设强度，如处理模块15判断移动台1与接入台2间的信号强度是不小于该预设强度，且移动台1与基站3间的信号强度是小于该预设强度，则移动台1将继续接受接入台2所提供的无线网络服务，不换手至基站3。

如处理模块15判断移动台1与接入台2间的信号强度是小于该预设强度，且移动台1与基站3间的信号强度是不小于该预设强度，则处理模块15还用以根据识别码1c与主会议密钥12，产生一授权密钥150，且储存模块11将储存授权密钥150，授权密钥150的功用是熟悉此项技术者所熟知，在此不加赘述。传送/接收模块13用以根据这些判断结果152，传送主会议密钥12以及通知信号14至接入台2，以便接入台2根据通知信号14，透过安全通道20传送主会议密钥12及识别码1c至网关装置4。

为更进一步说明，请一并参阅图3，其是接入台2的示意图，接入台2包含一储存模块21、一传送/接收模块23以及一处理模块25。需注意者，处理模块25的功能与作用将于其它实施例中另作说明，于本实施例中暂不予以描述。传送/接收模块23用以根据IP层的安全加密协议，于接入台2与网关装置4间建立安全通道20，需注意者，安全通道20也可由网关装置4主动要求建立，并不以此为限。

传送/接收模块23用以自移动台1接收主会议密钥12，储存模块21是用以储存移动台1的识别码1c以及所接收的主会议密钥12，需注意者，移动台1目前是由接入台2提供无线网络服务，因此移动台1的识别码1c于移动台1欲换手前，已被储存于储存模块21，移动台1并不需为了换手而传送移动台1的识别码1c至接入台2。传送/接收模块23还用以自移动台1接收通知信号14，接入台2由通知信号14可得知移动台1欲换手至WiMAX无线网络，因此传送/接收模块23还根据通知信号14，透过安全通道20，传送主会议密钥12与移动台1的识别码1c至网关装置4，以便网关装置4根据主会议密钥12及识别码1c，产生一授权密钥150，以使基站3及移动台1利用授权密钥150进行握手。

为更进一步说明，请一并参阅图4，其是网关装置4的示意图，网关装置4包含一传送接收模块41、一处理模块43以及一储存模块45，传送接收模块41用以于接入台2与网关装置4间，建立安全通道20，于安全通道20建立后，传送接收模块41还用以透过安全通道20，自接入台2接收主会议密钥12与移动台1的识别码1c，处理模块43用以根据主会议密钥12与移动台1的识别码1c，自行产生授权密钥150，储存模块45用以储存主会议密钥12、移动台1的识别码1c以及授权密钥150。

请再参阅图2，于网关装置4接收到主会议密钥12与移动台1的识别码1c后，移动台1便可直接与基站3进行通讯，因此，为测量移动台1与基站3的距离，移动台1的传送/接收模块13还用以传送一距离测量请求信号16至基站3，为说明基站3收到距离测量请求信号16的运作，请参阅图5，其是基站3的示意图，基站3包含一传送/接收模块31与一处理模块33。传送/接收模块31是用以自移动台1接收距离测量请求信号16，且根据距离测量请求信号16，传送一距离测量回应信号310至移动台1，需注意者，距离测量请求信号16与距离测量回应信号310的功用是定义于IEEE 802.16标准中，在此不加赘述。

请再次参阅图2，移动台1的传送/接收模块13还用以自基站3接收距离测量回应信号310，且根据距离测量回应信号310，传送移动台基本能力请求信号18至基站3，需注意者，为避免WiMAX无线网络进行其认证机制，移动台基本能力请求信号18的一关于认证方式的字段，是被填入不做认证的数值。请再次参阅图5，基站3的接收/传送模块31还用以接收移动台基本能力请求信号18，且处理模块33根据移动台基本能力请求信号18，产生移动台预先附加请求信号330，且基站3的接收/传送模块31还用以传送移动台预先附加请求信号330至网关装置4，请参阅图4，网关装置4的传送接收模块41还根据移动台预先附加请求信号330，传送一包含授权密钥150的移动台预先附加回应信号410至基站3。

基站3的接收/传送模块31接收移动台预先附加回应信号410后，基站3的处理模块33用以根据移动台预先附加回应信号410所包含的授权密钥150，产生移动台基本能力回应信号332，基站3的接收/传送模块31还用以传送移动台基本能力回应信号332至移动台1，移动台1透过传送/接收模块13接收移动台基本能力回应信号332后，处理模块15用以根据自行产生的授权密钥150，解码移动台基本能力回应信号332，以利用解码后的移动台基本能力回应信号332与授权密钥150与基站3进行IEEE 802.16标准所规定的三向握手协议1a，以便使移动台1可透过基站3换手至WiMAX无线网络。

本发明的第二实施例如图6所示，是一移动台1由WiMAX无线网络换手至WiFi无线网络的示意图，WiFi无线网络包含一接入台2，WiMAX无线网络包含一基站3以及一网关装置4。为明确定义本实施例的实施环境，假设移动台1目前已通过WiMAX无线网络的认证机制且接受WiMAX无线网络的基站3及网关装置4所提供的服务，并储存有于WiMAX无线网络认证中所产生的一主会议密钥12，此皆是符合IEEE 802.16标准，在此不加赘述。另外，WiFi无线网络的接入台2与WiMAX无线网络的网关装置4间已根据IP层的安全加密协议，建立一安全通道20，其是可利用现有技术达成，在此不加赘述。

假设目前移动台1已渐渐离开基站3的信号覆盖范围，且已进入接入台2的信号覆盖范围，因此移动台1为维持一定的无线网络使用品质，将根据IEEE 802.21标准，执行一信号强度检测程序10，以判断移动台1与基站3间的一信号强度是否小于一预设强度，且判断移动台1与接入台2间的一信号强度是否不小于该预设强度，如移动台1与基站3间的信号强度是不小于该预设强度，且移动台1与接入台2间的信号强度是小于该预设强度，则移动台1将继续接受基站3所提供的无线网络服务，不换手至接入台2。

如移动台1与基站3间的信号强度是小于该预设强度，且移动台1与接入台2间的信号强度是不小于该预设强度，则移动台1将由基站3换手至接入台2，接受接入台2所提供的无线网络服务，换言之，移动台1将由WiMAX无线网络换手至WiFi无线网络，接受WiFi无线网络所提供的无线网络服务，以维持一定的无线网络使用品质。为使移动台1顺利且迅速由WiMAX无线网络换手至WiFi无线网络，移动台1、接入台2、基站3以及网关装置4间将进行以下握手程序，以便使移动台1在不大幅变更现有无线网络架构的前提下，换手至WiFi无线网络。

由于目前移动台1是处于基站3的信号范围且尚未换手至接入台2的信号范围，因此，移动台1传送一通知信号14至基站3，且根据主会议密钥12，产生一对称临时密钥(pair-wise temporary key)154。随后，基站3根据通知信号14，产生与传送另一通知信号312送给网关装置4，网关装置4是根据通知信号312，透过安全通道20传送主会议密钥12至接入台2，接入台2是透过安全通道20，接收来自网关装置4的主会议密钥12。

在接入台2接收主会议密钥12后，移动台1便可直接与接入台2通讯，移动台1用以传送一连结(association)请求信号130至接入台2，接入台2于接收连结请求信号130后，用以根据连结请求信号130，传送一连结回应信号336至移动台1，移动台1于接收连结回应信号336后，便可利用移动台1先前产生的对称临时密钥154与接入台2进行IEEE 802.11标准所规定的四向握手(4-way handshake)协议1f，以便使移动台1可透过接入台2换手至WiFi无线网络。

为更详细说明起见，请参阅图7，其是移动台1的示意图，移动台1包含储存模块11、传送/接收模块13以及处理模块15，储存模块11是用以储存主会议密钥12，传送/接收模块13用以传送通知信号14至基站3，以便使基站3传送另一通知信号312至网关装置4，为详细说明起见，请一并并参阅图8，是基站3的示意图，基站3包含传送/接收模块31以及处理模块33，需注意者，处理模块33的功用已于第一实施例中介绍，在此仅描述基站3于本实施例中会使用的传送/接收模块31。传送/接收模块31用以接收来自移动台1的通知信号14，且根据通知信号14产生另一通知信号312，并传送通知信号312至网关装置4，以便网关装置4根据通知信号312透过安全通道20传送主会议密钥12至接入台2。

请一并参阅图9，其是网关装置4的示意图，网关装置4包含传送/接收模块41、处理模块43以及储存模块45，需注意者，处理模块43的功用已于第一实施例中介绍，在此谨描述网关装置4于本实施例中会使用的传送/接收模块41与储存模块45。传送/接收模块41用以于接入台2与网关装置4间，建立安全通道20。传送/接收模块41还用以透过基站3接收通知信号312，接着根据通知信号312，透过安全通道20传送网关装置4的主会议密钥12至接入台2，以便接入台2利用主会议密钥12产生对称临时密钥154，以与移动台1进行握手，其中网关装置4是依IEEE 802.16标准与基站3进行通讯。

请参阅至图10，其是接入台2的示意图，接入台2包含储存模块21、接收/传送模块23以及处理模块25，传送/接收模块23用以于接入台2与网关装置4间，建立安全通道20，且透过安全通道20，自网关装置4接收主会议密钥12，处理模块25根据主会议密钥12，产生对称临时密钥154，储存模块21是用以储存主会议密钥12以及对称临时密钥154，请再参阅图7，移动台1的传送/接收模块13还用以传送一连结请求信号130至接入台2，接入台2的传送/接收模块23还用以于接收主会议密钥12后，接收自移动台1所传送的连结请求信号130，且根据连结请求信号130，传送一连结回应信号336至移动台1，以及利用对称临时密钥250与移动台1进行握手1f。

本发明的第三实施例如图11A至图11C所示，是用于第一实施例的无线网络架构的握手方法的流程图，请先参阅图11A，首先执行步骤700，于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道，执行步骤701，判断该移动台与该接入台间的一信号强度小于一预设强度，执行步骤702，判断该移动台与该基站间的一信号强度不小于该预设强度，之后，执行步骤703，传送主会议密钥至该接入台。

接下来，执行步骤704，传送一通知信号至该接入台，执行步骤705，根据该主会议密钥及该识别码，产生一授权密钥，执行步骤706，自该移动台接收通知信号，执行步骤707，根据该通知信号，透过该安全通道传送该识别码及该主会议密钥至该网关装置，执行步骤708，透过该安全通道，自该接入台接收该主会议密钥与该移动台的该识别码，执行步骤709，传送一距离测量请求信号至该基站，请参阅图11B，执行步骤710，自该移动台接收一距离测量请求信号，执行步骤711，传送一距离测量回应信号至该移动台。

之后，执行步骤712，自该基站接收一距离测量回应信号，执行步骤713，根据该距离测量请求信号，传送一移动台基本能力请求信号至该基站，执行步骤714，自该移动台接收移动台基本能力请求信号，执行步骤715，送一移动台预先附加请求信号至该网关装置，执行步骤716，自该基站接收一移动台预先附加请求信号，执行步骤717，根据该移动台预先附加请求信号，传送一包含该授权密钥的移动台预先附加回应信号至该基站。

然后，执行步骤718，自该网关装置接收包含该授权密钥的移动台预先附加回应信号，执行步骤719，传送一移动台基本能力回应信号至该移动台，请参阅图11C，执行步骤720，自该基站接收移动台基本能力回应信号，执行步骤721，根据该授权密钥，解码该户端基本能力回应信号，最后，执行步骤722，利用该授权密钥与该基站进行握手。

除前述步骤外，第三实施例亦能执行在第一实施例中所述的所有功能及操作，熟悉此项技术领域者可根据第一实施例的相关描述轻易理解，在此不加赘述。

本发明的第四实施例如图12A至图12B所示，是用于第二实施例的无线网络架构的握手方法的流程图，请参阅图12A，首先执行步骤800，于该接入台与该网关系统间，建立一安全通道，执行步骤801，传送通知信号至该基站，执行步骤802，接收来自该移动台的通知信号，执行步骤803，根据该通知信号产生另一通知信号，执行步骤804，传送该另一通知信号至该网关装置，执行步骤805，接收来自该基站的通知信号，执行步骤806，根据通知信号，透过该安全通道传送主会议密钥至该接入台，执行步骤807，透过该安全通道，自该网关装置接收该主会议密钥，执行步骤808，根据该主会议密钥产生一对称临时密钥，之后，执行步骤809，传送一连结请求信号至该接入台。

接下来请参阅图12B，执行步骤810，接收来自该移动台所传送的连结请求信号，执行步骤811，根据该连结请求信号，传送一连结回应信号至该移动台，接下来，执行步骤812，自该接入台处接收连结回应信号，最后，执行步骤813，利用该对称临时密钥与该接入台进行握手。

除前述步骤外，第四实施例亦能执行在第二实施例中所述的所有功能及操作，熟悉此项技术领域者可根据第二实施例的相关描述轻易理解，在此不加赘述。

综上所述，本发明的移动台欲由一目前无线网络换手至下一无线网络时，仅需将于通过目前无线网络的认证机制时所产生的主会议密钥，传送给下一无线网络的网关装置即可，不需再通过下一无线网络的认证机制，以有效降低移动台(客户端)换手至下一无线网络认证所需时间，克服现有技术的缺点。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以申请专利范围为准。

Claims (38)

1.一种适用于一无线网络架构的移动台，该无线网络架构包含一第一无线网络及一第二无线网络，该第一无线网络包含一接入台，该第二无线网络包含一网关装置及一基站，该接入台与该网关装置之间具有一安全通道，该接入台储存该移动台的一识别码，该移动台包含：

一储存模块，用以储存一主会议密钥及该识别码；

一传送/接收模块，用以传送该主会议密钥以及一通知信号至该接入台，以使该接入台根据该通知信号，透过该安全通道传送该主会议密钥及该识别码至该网关装置，用以传送一移动台基本能力请求信号至该基站，且用以根据该移动台基本能力请求信号的传送，自该基站接收一移动台基本能力回应信号；以及

一处理模块，用以根据该主会议密钥及该识别码，产生一授权密钥，用以根据该授权密钥解码该客户端基本能力回应信号，以及用以利用该授权密钥与该基站进行握手。

2.如权利要求1所述的移动台，其特征在于该处理模块还用以判断该移动台与该接入台间的一信号强度小于一预设强度，且判断该移动台与该基站间的一信号强度不小于该预设强度，该传送/接收模块根据该等判断结果，传送该通知信号至该接入台。

3.如权利要求1所述的移动台，其特征在于该传送/接收模块还用以传送一距离测量请求信号至该基站，且根据该距离测量请求信号的传送，自该基站接收一距离测量回应信号，其中，该传送/接收模块根据该距离测量回应信号的接收，传送该移动台基本能力请求信号至该基站。

4.如权利要求1所述的移动台，其特征在于该移动台是依IEEE 802.11标准与该接入台进行通讯，且该移动台是依IEEE 802.16标准与该基站及该网关装置进行通讯，该移动台是与该基站进行IEEE 802.16标准所规定的三向握手协议。

5.一种用于一移动台的握手方法，适用于一无线网络架构，该无线网络架构包含一第一无线网络及一第二无线网络，该第一无线网络包含一接入台，该第二无线网络包含一网关装置及一基站，该接入台与该网关装置之间具有一安全通道，该接入台储存该移动台的一识别码，该移动台储存一主会议密钥及该识别码，该握手方法包含下列步骤：

传送该主会议密钥至该接入台；

传送一通知信号至该接入台，以便该接入台根据该通知信号，透过该安全通道传送该主会议密钥及该识别码至该网关装置；

根据该主会议密钥及该识别码，产生一授权密钥；

传送一移动台基本能力请求信号至该基站；

根据该移动台基本能力请求信号的传送，自该基站接收一移动台基本能力回应信号；

根据该授权密钥，解码该客户端基本能力回应信号；以及

利用该授权密钥与该基站进行握手。

6.如权利要求5所述的握手方法，其特征在于还包含下列步骤：

判断该移动台与该接入台间的一信号强度小于一预设强度；以及

判断该移动台与该基站间的一信号强度不小于该预设强度；

其中，传送该通知信号至该接入台的步骤是根据该等判断结果而执行。

7.如权利要求5所述的握手方法，其特征在于还包含下列步骤：

传送一距离测量请求信号至该基站；以及

根据该距离测量请求信号的传送，自该基站接收一距离测量回应信号；

其中，传送该移动台基本能力请求信号至该基站的步骤是根据该距离测量回应信号的接收而执行。

8.如权利要求5所述的握手方法，其特征在于该移动台是依IEEE 802.11标准与该接入台进行通讯，且该移动台是依IEEE 802.16标准与该基站及该网关装置进行通讯，该移动台是与该基站进行IEEE 802.16标准所规定的三向握手协议。

9.一种适用于一无线网络架构的接入台，该无线网络架构包含一移动台、一第一无线网络及一第二无线网络，该第一无线网络包含该接入台，该第二无线网络包含一网关装置及一基站，该接入台包含：

一储存模块，用以储存该移动台的一识别码及一主会议密钥；以及

一传送/接收模块，用以于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道，用以自该移动台接收一通知信号，以及用以根据该通知信号，透过该安全通道传送该识别码及该主会议密钥至该网关装置，以使该网关装置根据该主会议密钥及该识别码，产生一授权密钥，以及传送该授权密钥至该基站，以使该基站及该移动台利用该授权密钥进行握手。

10.如权利要求9所述的接入台，其特征在于该接入台是依IEEE 802.11标准与该移动台进行通讯。

11.一种用于一接入台的握手方法，适用于一无线网络架构，该无线网络架构包含一第一无线网络、一第二无线网络及一移动台，该第一无线网络包含该接入台，该第二无线网络包含一基站及一网关装置，该接入台储存该移动台的一识别码及一主会议密钥，该握手方法包含下列步骤：

于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道；

自该移动台接收一通知信号；

根据该通知信号，透过该安全通道传送该识别码及该主会议密钥至该网关装置，以便该网关装置根据该主会议密钥及该识别码，产生一授权密钥，以及传送该授权密钥至该基站，以使该基站及该移动台利用该授权密钥进行握手。

12.如权利要求11所述的握手方法，其特征在于该接入台是依IEEE 802.11标准与该移动台进行通讯。

13.一种适用于一无线网络架构的网关装置，该无线网络架构包含一移动台、一第一无线网络及一第二无线网络，该第一无线网络包含一接入台，该接入台储存该移动台的一识别码及一主会议密钥，该第二无线网络包含一基站及该网关装置，该网关装置包含：

一传送/接收模块，用以于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道，以及用以透过该安全通道，自该接入台接收该主会议密钥与该移动台的该识别码；以及

一处理模块，用以根据该主会议密钥及该识别码，产生一授权密钥；

其中，该传送/接收模块还用以自该基站接收一移动台预先附加请求信号，该移动台预先附加请求信号是该基站根据一移动台基本能力请求信号而产生，该传送/接收模块还用以根据该移动台预先附加请求信号，传送一包含该授权密钥的移动台预先附加回应信号至该基站，以使该基站根据该授权密钥，产生与传送一移动台基本能力回应信号至该移动台，以使该移动台根据该移动台基本能力回应信号与该基站进行握手。

14.如权利要求13所述的网关装置，其特征在于该网关装置是符合IEEE 802.16标准。

15.一种用于一网关装置的握手方法，适用于一无线网络架构，该无线网络架构包含一第一无线网络、一第二无线网络及一移动台，该第一无线网络包含一接入台，该接入台储存该移动台的一识别码以及一主会议密钥，该第二无线网络包含该网关装置及一基站，该握手方法包含下列步骤：

于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道；

透过该安全通道，自该接入台接收该主会议密钥与该移动台的该识别码；

根据该主会议密钥及该识别码，产生一授权密钥；

自该基站接收一移动台预先附加请求信号，该移动台预先附加请求信号是该基站根据一移动台基本能力请求信号而产生；以及

根据该移动台预先附加请求信号，传送一包含该授权密钥的移动台预先附加回应信号至该基站，以使该基站根据该授权密钥，产生与传送一移动台基本能力回应信号至该移动台，以使该移动台根据该移动台基本能力回应信号与该基站进行握手。

16.如权利要求15所述的握手方法，其特征在于该握手方法是符合IEEE 802.16标准。

17.一种适用于一无线网络架构的基站，该无线网络架构包含一移动台及一无线网络，该无线网络包含该基站及一网关装置，该网关装置储存一授权密钥，该基站包含：

一传送/接收模块，用以自该移动台接收一移动台基本能力请求信号，用以根据该移动台基本能力请求信号，传送一移动台预先附加请求信号至该网关装置，用以自该网关装置接收一包含该授权密钥的移动台预先附加回应信号，以及用以根据该移动台预先附加回应信号的接收，传送一移动台基本能力回应信号至该移动台；以及

一处理模块，用以根据该移动台基本能力请求信号，产生该移动台预先附加请求信号，以及根据该移动台预先附加回应信号的授权密钥，产生该移动台基本能力回应信号；

其中，该传送/接收模块还用以于该移动台接收该移动台基本能力回应信号后，与该移动台进行握手。

18.如权利要求17所述的基站，其特征在于该传送/接收模块还用以于接收该移动台基本能力请求信号前，自该移动台接收一距离测量请求信号，且根据该距离测量请求信号，传送一距离测量回应信号至该移动台，以使该移动台根据该距离测量回应信号，传送该移动台基本能力请求信号。

19.如权利要求17所述的基站，其特征在于该基站是依IEEE 802.16标准与该移动台及该网关装置进行通讯，该基站是与该移动台进行IEEE 802.16标准所规定的三向握手协议。

20.一种用于一基站的握手方法，适用于一无线网络架构，该无线网络架构包含一无线网络及一移动台，该无线网络包含该基站及一网关装置，该网关装置储存一授权密钥，该握手方法包含下列步骤：

自该移动台接收一移动台基本能力请求信号；

根据该移动台基本能力请求信号，传送一移动台预先附加请求信号至该网关装置；

自该网关装置接收一包含该授权密钥的移动台预先附加回应信号；

用以根据该移动台预先附加回应信号的接收，传送一移动台基本能力回应信号至该移动台；以及

于该移动台接收该移动台基本能力回应信号后，与该移动台进行握手。

21.如权利要求20所述的握手方法，其特征在于还包含下列步骤：

于接收该移动台基本能力请求信号前，自该移动台接收一距离测量请求信号；以及

根据该距离测量请求信号，传送一距离测量回应信号至该移动台，以使该移动台根据该距离测量回应信号，传送该移动台基本能力请求信号。

22.如权利要求20所述的握手方法，其特征在于该基站是依IEEE 802.16标准与该移动台及该网关装置进行通讯，该基站是与该移动台进行IEEE 802.16标准所规定的三向握手协议。

23.一种适用于一无线网络架构的移动台，该无线网络架构包含一第一无线网络及一第二无线网络，该第一无线网络包含一一接入台，该第二无线网络包含一网关装置及一基站，该接入台与该网关装置之间具有一安全通道，该网关装置储存一主会议密钥，该移动台包含：

一储存模块，用以储存该主会议密钥；

一传送/接收模块，用以传送一通知信号至该基站，以使该基站根据该通知信号，产生与传送另一通知信号至该网关装置，使该网关装置根据该另一通知信号，透过该安全通道传送储存于该网关装置的主会议密钥至该接入台，该传送/接收模块还用以传送一连结请求信号至该接入台，用以根据该连结请求信号的传送，自该接入台接收一连结回应信号；以及

一处理模块，用以根据该储存模块的主会议密钥产生一对称临时密钥；

其中，该传送/接收模块还用以利用该对称临时密钥与该接入台进行握手。

24.如权利要求23所述的移动台，其特征在于该移动台是依IEEE 802.16标准与该基站进行通讯，该移动台是与该接入台进行IEEE 802.16标准所规定的四向握手。

25.一种用于一移动台的握手方法，适用于一无线网络架构，该无线网络架构包含一第一无线网络及一第二无线网络，该第一无线网络包含一接入台，该第二无线网络包含一网关装置与一基站，该移动台储存一主会议密钥，该网关装置储存该主会议密钥，该接入台与该网关装置之间具有一安全通道，该握手方法包含下列步骤：

传送一通知信号至该基站，以使该基站根据该通知信号，产生与传送另一通知信号至该网关装置，使该网关装置根据该另一通知信号，透过该安全通道传送储存于该网关装置的主会议密钥至该接入台；

传送一连结请求信号至该接入台；

根据该连结请求信号的传送，自该接入台处接收一连结回应信号；

根据该储存模块的主会议密钥产生一对称临时密钥；以及

利用该对称临时密钥与该接入台进行握手。

26.如权利要求25所述的握手方法，其特征在于该移动台是依IEEE 802.16标准与该基站进行通讯，该移动台是与该接入台进行IEEE 802.16标准所规定的四向握手。

27.一种用于一无线网络架构的一接入台，该无线网络架构包含一移动台、一第一无线网络以及一第二无线网络，该第一无线网络包含该接入台，该第二无线网络包含一网关装置及一基站，该网关装置储存该移动台的一主会议密钥，该接入台包含：

一传送/接收模块，用以于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道，且透过该安全通道，自该网关装置接收该主会议密钥；

一处理模块，用以根据该主会议密钥产生一对称临时密钥；以及

一储存模块，用以储存该主会议密钥；

其中，该传送/接收模块还用以于接收该主会议密钥后，接收自该移动台所传送的一连结请求信号，且根据该连结请求信号，传送一连结回应信号至该移动台，以及利用该对称临时密钥与该移动台进行握手。

28.如权利要求27所述的接入台，其特征在于该接入台是与该移动台进行IEEE802.16标准所规定的四向握手。

29.一种用于一接入台的握手方法，适用于一无线网络架构，该无线网络架构包含一移动台、一第一无线网络以及一第二无线网络，该第一无线网络包含该接入台，该第二无线网络包含一网关装置及一基站，该网关装置储存一主会议密钥，该握手方法包含下列步骤：

于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道；

透过该安全通道，自该网关装置接收该主会议密钥；

根据该主会议密钥产生一对称临时密钥；

于接收该主会议密钥后，接收自该移动台所传送的一连结请求信号；

根据该连结请求信号，传送一连结回应信号至该移动台；以及

利用该对称临时密钥与该移动台进行握手。

30.如权利要求29所述的握手方法，其特征在于该接入台是与该移动台进行IEEE 802.16标准所规定的四向握手。

31.一种用于一无线网络架构的一网关装置，该无线网络架构包含一移动台、一第一无线网络及一第二无线网络，该第一无线网络包含一接入台，该第二无线网络包含该网关装置及一基站，该网关装置包含：

一储存模块，用以储存一主会议密钥；以及

一传送/接收模块，用以该接入台与该网关装置间，建立一安全通道，用以接收来自该基站的一通知信号，且用以根据该通知信号，透过该安全通道传送该储存模块的主会议密钥至该接入台，以便该接入台利用该主会议密钥产生一对称临时密钥，以与该移动台进行握手。

32.如权利要求31所述的网关装置，其特征在于该网关装置是依IEEE 802.16标准与该基站进行通讯。

33.一种用于一网关装置的握手方法，该无线网络架构包含一移动台、一第一无线网络及一第二无线网络，该第一无线网络包含一接入台，该第二无线网络包含该网关装置及一基站，该网关装置储存有一主会议密钥，该握手方法包含下列步骤：

用以于该接入台与该网关装置间，建立一安全通道；

接收来自该基站的一通知信号；

根据该通知信号，透过该安全通道，传送该主会议密钥至该接入台，以使该接入台利用该主会议密钥产生一对称临时密钥，以与该移动台进行握手。

34.如权利要求33所述的握手方法，其特征在于该网关装置是依IEEE 802.16标准与该基站进行通讯。

35.一种适用于一无线网络架构的基站，该无线网络架构包含一移动台、一第一无线网络及一第二无线网络，该移动台储存一主会议密钥，该第一无线网络包含一接入台，该第二无线网络包含该基站及一网关装置，该接入台与该网关装置之间具有一安全通道，该网关装置储存该主会议密钥，该基站包含：

一传送/接收模块，用以接收来自该移动台的一通知信号，根据该通知信号产生另一通知信号，以及用以传送该另一通知信号至该网关装置，以便该网关装置根据该另一通知信号透过该安全通道，传送储存于该网关装置的主会议密钥至该接入台，以使该接入台根据该主会议密钥产生一对称临时密钥以与该移动台进行握手。

36.如权利要求35所述的基站，其特征在于该基站是依IEEE 802.16标准与该移动台及该网关装置进行通讯。

37.一种用于一基站的握手方法，适用于一无线网络架构，该无线网络架构包含一移动台、一第一无线网络及一第二无线网络，该移动台储存一主会议密钥，该第一无线网络包含一接入台，该第二无线网络包含该基站及一网关装置，该接入台与该网关装置之间具有一安全通道，该网关装置储存该主会议密钥，该握手方法包含下列步骤：

接收来自该移动台的一通知信号；

根据该通知信号产生另一通知信号；以及

传送该另一通知信号至该网关装置，以使该网关装置根据该另一通知信号，透过该安全通道传送储存于该网关装置的主会议密钥至该接入台，以使该接入台根据该主会议密钥产生一对称临时密钥以与该移动台进行握手。

38.如权利要求37所述的握手方法，其特征在于该基站是依IEEE 802.16标准与该移动台及该网关装置进行通讯。

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