CN102164368A - 一种接入无线局域网的方法和通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接入无线局域网的方法，包括：待接入的无线局域网的接入点AP在媒体接入控制MAC层发送其在外部网络的通信标识；用户站点依据所述AP发送的通信标识、以当前所属的中心节点为中间站点与所述AP进行通信，交换与接入无线局域网相关的信令；用户站点与所述AP在无线局域网交换信息，实现无线局域网接入。本发明还公开了一种通信系统。通过本发明，实现了用户站点在接入新的无线局域网AP之前不需要进行认证，节省了接入时延，实现了快速接入。

Description

一种接入无线局域网的方法和通信系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种接入无线局域网的方法和通信系统。

背景技术

无线局域网是一种在小的覆盖范围(典型的覆盖半径在100米以下)内为用户提供高速业务(802.11n无线局域网最高可提供600M比特/秒的数据速率)的无线接入技术。现行的无线局域网技术主要有两种：IEEE组织提出的802.11无线局域网和ETSI组织提出的HiperLAN/2无线局域网，其中802.11无线局域网已经得到广泛的应用。

无线局域网在提出之初主要侧重于如何通过采用新的物理层和MAC层技术来实现低成本的高速业务，对于网络互联的考虑较少。在今天，随着无线局域网越来越广泛的布网和无线局域网与蜂窝网异构融合所存在的广阔的商业前景，无线局域网之间的互联、无线局域网与蜂窝网(及无线城域网等)的互联已经成为亟待解决的技术问题。

为了解决无线局域网互联的问题，IEEE802.11组织提出了802.11r标准，用于解决用户站点从一个无线局域网进入到另一个无线局域网时无线局域网快速转换(transition)的问题。该方案存在的两个问题是：（1）这种无线局域网的转换是通过在MAC层传输信息来实现的，因此需要在无线局域网的接入点AP之间实现一种管理才可以使一个AP根据上述MAC层传输信息找到另一个AP，这种管理需要付出很大的开销；（2）由于不使用网络层或网络层以上层的信息，用户站点在由一个无线局域网进入到另一个无线局域网时并不能实现对当前业务的切换(handover)。

对于无线局域网与蜂窝网（或无线城域网）之间的接入管理和越区切换的实现，现有技术一般只能基于无线局域网中用户站点接入的现有方法、通过在此基础上增加适当的补充步骤来实现，用户站点接入无线局域网的效率低、时延大。这是因为：在公共场合的应用中，当用户站点接入无线局域网时，为了使网络免受黑客攻击而保证其安全性，AP需要对用户站点进行严格的认证才能同意其接入，这种认证可能要通过AP、用户站点与互联网（或蜂窝网核心网）中的用户信息服务器之间进行多次的信令交互来实现，将面临很大的接入时延。另外，在基于竞争方式实现MAC接入的无线局域网（如802.11无线局域网）中，如果其中的工作站点数量较多，待接入的用户站点就需要经过较长的时间才能实现一次MAC接入，这意味着，用户站点与AP之间的每一次信令交互也需要经历较长的时间，从而将大幅增加对用户进行认证的时间。在存在较大的接入时延的情况下，当一个正在传输业务的用户站点由另一个无线局域网或其它网络进入到当前无线局域网时，将该业务切换到无线局域网将会面临很大的切换时延，对于实时业务很难保证其QoS性能，对于上网业务也会影响到用户体验。

发明内容

本发明提供了一种接入无线局域网的方法，利用用户站点已通过认证而接入无线网络这一特性，从而使得用户站点在接入新AP之前不需要进行认证，节省接入时延，快速实现接入。

为达到上述目的，本发明提供了一种接入无线局域网的方法，包括：

待接入的无线局域网的接入点AP在媒体接入控制MAC层发送其在外部网络中的通信标识；

用户站点依据所述AP发送的通信标识、以当前所属的中心节点为中间站点与所述AP进行通信，交换与接入无线局域网相关的信令；

与所述AP在无线局域网交换信息，实现无线局域网接入。

所述AP发送的通信标识为AP在IP外部网络中的IP地址。

所述AP发送的通信标识，具体为：

在蜂窝通信系统中的AP的蜂窝网终端模块的电话号码或国际移动用户识别码IMSI或蜂窝网分配给AP的蜂窝网终端模块的IP地址；

或在通用移动通信系统UMTS蜂窝系统中的AP的蜂窝网终端模块的TMSI或分组移动台临时识别号P-TMSI或UMTS地面无线接入网络UTRAN无线网络临时标识号U-RNTI或小区无线网络临时标识号C-RNTI。

所述待接入的无线局域网的接入点AP在MAC层发送其外部网络的通信标识，具体为：

在标示AP特征信息的MAC层通信单元中加入表示AP的所述通信标识的数据项，AP通过发送标示AP特征信息的MAC层通信单元来发送所述通信标识。

在802.11无线局域网中，待接入的无线局域网的接入点AP在MAC层发送其外部网络的通信标识，具体为：

在信标帧和探询响应帧中加入表示AP的所述通信标识的数据项，802.11AP通过发送信标帧和探询响应帧来发送所述通信标识。

在HiperLAN/2无线局域网中，所述待接入的无线局域网的接入点AP在MAC层发送其外部网络的通信标识，具体为：

在MAC帧广播信道中加入表示AP的通信标识的数据项，HiperLAN/2的AP通过发送MAC帧广播信道来发送所述通信标识。

所述以当前所属的中心节点为中间站点与所述AP进行通信，具体包括：

在用户站点与当前所属中心节点之间已经经过了接入认证的情况下，待接入AP将不需要对用户站点进行认证，而接受其对无线局域网的接入。

所述与接入无线局域网相关的信令，其中包含：

用户站点无线局域网网卡的MAC地址，或

用户站点无线局域网网卡的MAC地址和待接入无线局域网当前使用的密钥。

所述交换与接入无线局域网相关的信令，还包括：

如果AP的通信标识中不包含支持切换协议的AP标识，则在所述信令中包含支持切换协议的AP标识。

所述用户站点与AP在无线局域网交换信息，具体为：

AP向用户站点的MAC地址发送包含接受接入的信令的MAC层通信单元；或

用户站点在无线局域网向AP发送包含请求接入的信令的MAC层通信单元，AP核对MAC地址，接受其接入。

用户站点由一种无线网络进入到无线局域网覆盖区域时接入无线局域网和异构切换的流程，具体包括：

用户站点通过被动侦听或主动探询发现无线局域网的AP，同时从其标示AP特征信息的MAC层通信单元中得到该AP的所述通信标识；

用户站点以当前所属的中心节点为中间站点向该AP发起通信，与AP交换与接入无线局域网相关的信令；

AP和用户站点通过无线局域网进行通信，实现用户站点的接入；

如果用户站点要对当前业务进行切换，则采用预定的支持越区切换的协议实现该切换；否则，不执行此操作。

双模终端由单一的蜂窝网覆盖区域进入到无线局域网覆盖区域时接入无线局域网和异构切换的流程，具体包括：

双模终端进入无线局域网覆盖区域，通过被动侦听或主动探询发现无线局域网的AP，同时从其标示AP特征信息的MAC层通信单元中得到该AP在蜂窝网中的通信标识；

双模终端依据上述得到的通信标识，以所属蜂窝基站为中间站点通过蜂窝网连接向无线局域网AP中嵌入的蜂窝网终端模块发起通信，与该蜂窝网终端模块交换与接入无线局域网相关的信令；

AP和双模终端通过无线局域网进行通信，实现双模终端的接入；

如果双模终端要对当前业务进行切换，则执行异构切换的流程；否则，不执行此操作。

为达到上述目的，本发明还提供了一种通信系统，包括：无线局域网的接入点AP、用户站点、中心节点和外部网络；

所述AP，在媒体接入控制MAC层发送其在外部网络中的通信标识；

所述用户站点，依据所述AP发送的通信标识、以当前所属的中心节点为中间站点与所述AP进行通信，交换与接入无线局域网相关的信令；并且与所述AP在无线局域网交换信息，实现无线局域网接入；

所述中心节点，作为中间站点，使得所述用户站点与所述AP进行通信。

所述在MAC层发送通信标识，具体为：

在标示AP特征信息的MAC层通信单元中加入表示AP的通信标识的数据项，AP通过发送标示AP特征信息的MAC层通信单元来发送所述通信标识。

所述以当前所属的中心节点为中间站点与所述AP进行通信，具体包括：

在用户站点与当前所属中心节点之间已经经过了接入认证的情况下，待接入AP将不需要对用户站点进行认证，而接受其对无线局域网的接入。

所述交换与接入无线局域网相关的信令，还包括：

如果AP的通信标识中不包含支持切换协议的AP标识，则在所述信令中包含支持切换协议的AP标识。

所述与接入无线局域网相关的信令，其中包含：

用户站点无线局域网网卡的MAC地址，或

用户站点无线局域网网卡的MAC地址和待接入无线局域网当前使用的密钥。

所述用户站点与AP在无线局域网交换信息，具体为：

AP向用户站点的MAC地址发送包含接受接入的信令的MAC层通信单元；或

用户站点在无线局域网向AP发送包含请求接入的信令的MAC层通信单元，AP核对MAC地址，接受其接入。

采用本发明所提出的方法，将可以实现以下功能及效果：

1、通过本发明提出的方法，用户站点由其当前所属的网络(通常为无线网络)快速接入到待接入的无线局域网中。

2、这种接入不需要经过待接入AP对用户站点进行认证这一步骤而能保证其安全性。

3、通过采用支持切换协议的AP标识，本发明的方法可以支持用户当前业务的越区切换。

4、与802.11r的接入方法相比，本发明的方法具有实现简单、适用范围广的优点。

附图说明

图1是本发明由原标示AP特征信息的MAC层通信单元中加入通信标识的数据项得到新的标示AP特征信息的MAC层通信单元的实现过程示意图；

图2 是本发明新定义的802.11无线局域网的信标帧和探询响应帧的帧结构的示意图；

图3是本发明实施例一中一种无线网络与无线局域网构成的联合系统的示意图；

图4是本发明实施例二中蜂窝网-无线局域网异构融合系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。

本发明涉及到的一些名词解释如下：

中心节点：目前大多数的无线网络都采用基站-用户站点的网络结构，若干个用户站点在一个中心基站的覆盖下工作，该中心基站称为中心节点，用户站点通过该中心节点与外部网络（如互联网、电话网等）发生连接。随着无线网络的应用需求日益增多，已经提出了新的网络结构，如802.11s提出的Mesh结构的无线局域网，在该网络中虽然没有实现对所有用户站点覆盖的中心基站，但仍可能存在接入外部网络的接入点AP，用户站点通过该AP与外部网络发生连接，且该类AP也仍保留或仍存在一定程度的对于用户站点的控制、管理功能。因此，在本发明中，也将这种不存在中心基站的网络中的与外部网络连接的接入点称为该网络的中心节点。

标示AP特征信息的MAC层通信单元：AP通过广播或单播的方式向无线局域网内的用户站点发送关于其自身工作方式、工作能力、无线局域网名称等信息的MAC层通信单元。在802.11系统中，该标示AP特征信息的MAC层通信单元为MAC帧，如信标帧、探询响应帧。在HiperLAN/2系统中，该通信单元为MAC帧中的广播信道。

通信连接：两个通信实体之间通过有线、无线或有线无线混合方式形成的通信通路。在本发明中简称为连接。

本发明提出一种接入无线局域网的方法，包括：待接入的无线局域网的接入点AP在媒体接入控制MAC层发送其在外部网络中的通信标识；用户站点依据AP发送的所述通信标识，以当前所属的网络(通常为无线网络)的中心节点为中间站点与所述AP进行通信，并与该AP交换与接入无线局域网相关的信令；用户站点与所述AP在无线局域网交换信息，实现无线局域网接入；若用户站点在接入无线局域网时正在传输数据，则将当前业务转移到接入的无线局域网上进行传输。

在本发明的方法中，站点在外部网络中的通信标识指的是站点在该外部网络中与其它站点进行通信时所使用的地址、可以搜索到的标号、名称等通用的通信标识，不包括为了实现无线局域网的接入而针对AP专设的其在外部网络中的通信标识。所述通信标识的典型例子如：IP外部网络(如：互联网)中站点的IP地址、蜂窝通信系统中用户站点的电话号码等。用户站点在外部网络中采用所述通信标识与AP进行通信，这意味着，依据外部网络的已有设备和通信协议就可以实现本发明的方法，而不是必须对外部网络增加或更换其网络设备、或者增加或修改其网络通信协议才可以实现本发明的方法。

在无线局域网系统中，用户站点可采用两种方式发现无线局域网：被动侦听和主动探询。在被动侦听方式中，用户站点通过侦听AP发出的标示AP特征信息的MAC层通信单元（例如：信标帧、MAC帧的广播信道）来发现该无线局域网。这种标示AP特征信息的MAC层通信单元通常是用广播方式、并且通常是周期性发送的。主动探询则是指用户站点在静寂的信道上发送一个包含探询请求功能的MAC层通信单元（例如：探询请求帧），无线局域网的AP在收到该通信单元后，用标示AP特征信息的MAC层通信单元(例如：探询响应帧)进行响应，告知其自身的信息。在本发明提出的方法中，通过将AP的通信标识的信息加入到AP发送的标示AP特征信息的MAC层通信单元中、并通过它进行发送，使得用户站点在发现无线局域网的同时，就可以得知该AP在外部网络中的通信标识。除了通过标示AP特征信息的MAC层通信单元外，AP还可以通过其它类型的MAC层通信单元来发送所述的通信标识，但通过标示AP特征信息的MAC层通信单元来发送该通信标识是其典型应用。

在本发明提出的方法中，用户站点在接入所述待接入的无线局域网之前，必须已经接入到某个网络（该网络通常为无线网络，例如：无线城域网、蜂窝网或另一个无线局域网），并且该网络的中心节点（例如：所属无线城域网的基站、所属蜂窝网的基站、所属无线局域网的AP）能够通过外部网络与所述待接入的无线局域网的AP进行通信。对于用户站点已经接入的网络为有线网络的情况，其中心节点就是该网络的具有中心控制、管理作用的站点，例如以太网的网关。

在本发明提出的方法中，无线局域网的AP可能连接到两个或两个以上的外部网络，用户终端所属的中心节点通过其中的一个外部网络与其通信、并交换与接入无线局域网相关的信令，该外部网络为本发明方法所述的外部网络。

在本发明提出的方法的典型应用中，用户站点在通过接收到标示AP特征信息的MAC层通信单元而发现新的无线局域网AP时，同时得到该AP的所述通信标识，然后可以以当前所属的中心节点为中间站点向AP发起通信。

针对蜂窝网与无线局域网异构融合的应用所面临的问题，提出了一种蜂窝网-无线局域网异构融合的实现系统，该系统通过在现行无线局域网的AP中嵌入一个蜂窝网终端模块、再在该蜂窝网终端模块与用户的蜂窝网-无线局域网双模终端之间创建一条蜂窝网连接而实现，所述的蜂窝网连接以用户双模终端所属的蜂窝网基站为中间站点而实现，主要用来在AP与双模终端之间传输与异构网络管理相关的信令、且在典型应用中只用来传输这种信令。对于该蜂窝网-无线局域网异构融合系统，可以使用AP的蜂窝网终端模块在蜂窝网中的标识或地址作为其通信标识来实现本发明的方法，这种通信标识例如：蜂窝网分配给AP嵌入的蜂窝网终端模块的IP地址、该蜂窝网终端模块的电话号码、国际移动用户标识号（MSI，International Mobile Subscriber Identity）等，如果所述蜂窝系统为通用移动通信系统（UMTS，Universal Mobile Telecommunications System），则这种通信标识的例子还包括：该蜂窝网终端模块的临时移动用户标识号（TMSI，Temporary Mobile Subscriber Identity）、分组移动台临时识别号（P-TMSI，Packet Temporary Mobile Subscriber Identity）、UMTS地面无线接入网络（UTRAN，UMTS Terrestrial Radio Access Network）无线网络临时标识号（U-RNTI，UTRAN Radio Network Temporary Identity）、小区无线网络临时标识号（C-RNTI，Cell Radio Network Temporary Identity）等。在典型的应用中，当双模终端由蜂窝网覆盖区域进入一个无线局域网覆盖区域时，双模终端通过所接收到的该AP发送的标示AP特征信息的MAC层通信单元得知该AP嵌入的蜂窝网终端模块的通信标识。

通过将所述AP的通信标识作为一项或多项数据项，加入到原无线局域网标准定义的标示AP特征信息的MAC层通信单元（例如：信标帧、探询响应帧、MAC帧广播信道）中，可以得到用于本发明的方法中的新的标示AP特征信息的MAC层通信单元。当用户站点接收到该新的标示AP特征信息的MAC层通信单元后，可以解析得到当前AP的前述通信标识的信息，从而可以通过外部网络发起与该AP的通信。由原标示AP特征信息的MAC层通信单元加入所述通信标识的数据项得到新的标示AP特征信息的MAC层通信单元的实现过程如图1所示。

下面具体地给出802.11无线局域网中新的信标帧或探询响应帧的构造方法。

802.11系统的MAC帧由帧头、帧体和帧校验序列（FCS，frame check sequence）三部分构成。802.11系统的信标帧和探询响应帧的帧体由若干数据项所构成，包含了用户站点接入该无线局域网或通过该无线局域网通信时所需要了解的AP特征信息，包括AP的工作方式、工作能力、无线局域网名称等。对现行802.11协议定义的信标帧和探询响应帧加入用以表示AP的所述通信标识的一项或多项数据项，得到新定义的802.11信标帧和探询响应帧的帧结构如图2所示。图中，N为802.11协议定义的信标帧或探询响应帧的数据项的项数，K为新加入的数据项的项数。使用该信标帧和探询响应帧的802.11 AP能够与现有的802.11用户站点兼容工作。

对于HiperLAN/2无线局域网，则在其MAC帧广播信道中加入表示AP的通信标识的数据项，得到新定义的HiperLAN/2的MAC帧广播信道，来实现本发明的方法。

在本发明所述的方法中，用户站点在接入所述无线局域网之前，已经接入了某个网络（通常为无线网络），并通过该网络中的中心节点与外部网络进行通信。当用户站点进入到一个无线局域网、并通过AP发送的标示AP特征信息的MAC层通信单元得知该AP的所述通信标识后，它将以当前所属的中心节点为中间站点而与待接入AP进行通信，并与该AP交换与接入无线局域网相关的信令。

上述用户站点以当前所属的中心节点为中间站点而进行的与待接入AP之间的通信包括用户站点与当前所属的中心节点之间的通信和当前所属的中心节点与待接入的AP之间的通信。在实际的网络应用中，网络的中心节点在接入主干网络时通常是已经经过了严格的认证，而且，这些中心节点中的很多都属于电信运营商，严格的认证更容易实现，因此，中心节点与中心节点通过主干网络进行的通信通常可以认为是安全的，特别是对于这两个中心节点属于同一运营商的情况，更是如此。另一方面，在无线网络的应用中，为了保证网络的安全性，通常需要对用户站点进行严格的认证、才能接受其接入。因此，在本发明提出的方法中，在用户站点与当前所属中心节点之间已经经过了接入认证的情况下，待接入的AP不需要再对该用户站点进行认证，即可接受其接入。

在上述用户站点与待接入AP交换信令的过程中，一方面，用户站点需要在其发送给AP的信令中将其无线局域网网卡的MAC地址发送给AP；另一方面，在当前无线局域网采用加密方式进行通信时，AP还需要在其发送给该用户站点的信令中将无线局域网当前所使用的密钥发送给用户站点。

如果用户站点接入无线局域网时正在传输数据、且通过网络选择的判别准则需要将当前业务转换到无线局域网时，则需要进行越区切换的操作（该切换可能是同构的无线局域网之间的切换，也可能是异构切换），这可以通过预定的支持越区切换的通信协议（如：移动IP协议、移动控制传输协议（SCTP，Stream Control Transport Protocol）等）来实现。为支持这些协议的实现，用户站点和/或其当前所属的中心节点需要知道待接入AP的某种通信标识，如：为了实现移动IP协议，用户站点需要知道AP接入外部网络的IP地址。本发明中把这种通信标识称为支持切换协议的AP标识。这种支持切换协议的AP标识可能已经包含在前述AP发送的通信标识中，若未包含在该通信标识中，则可以在上述用户站点与待接入AP的信令交换中，由AP发送给用户站点，和/或在进行这种信令交换的同时，由AP发送给用户站点所属的中心节点。

在上述信令交换完成后，AP和用户站点将通过无线局域网进行通信，实现用户站点的接入。这可以通过AP在无线局域网的MAC层主动向相应的MAC地址发送包含接受接入的信令的MAC层通信单元（如：MAC帧）的方式来实现，也可以通过AP被动接收用户站点通过无线局域网发送的包含接入请求的信令的MAC层通信单元、然后AP核对其MAC地址的方式来实现。如果当前无线局域网采用加密方式进行通信，则上述MAC层通信单元可以通过加密的方式来进行传输。

在用户站点接入无线局域网后，可继续执行退出当前网络或/和对当前业务进行异构切换的操作。

如果用户站点在接入无线局域网时没有业务正在传输，则在用户站点接入后，可以由AP或用户站点向用户站点当前所属的中心节点发送退出请求信令，该中心节点关闭对用户站点的连接。

如果用户站点在接入无线局域网时正在传输数据，则可以通过预定的支持越区切换的通信协议（如：移动IP协议、移动SCTP协议等）、并利用前述支持切换协议的AP标识，将当前业务转移到接入的无线局域网上进行传输。同时，用户站点当前所属的中心节点可关闭对用户站点的连接。

在无线通信系统中，为保证通信网络的安全性，通常要对接入网络的用户站点进行严格的认证，这种认证通常涉及到对远端的用户信息服务器的访问，并将涉及多次与远端的服务器的信令交互，因而将产生很大的接入时延。在用户站点接入无线局域网时也是如此。本发明提出的方法利用了用户站点已经过当前接入网络的认证的特性，大幅节省了用户站点接入无线局域网的时延，提高了用户站点接入无线局域网的性能，可以对用户站点进入无线局域网时的同构的或异构的越区切换起到很好的支持作用。

根据本发明的方法，可得到一种通信系统，包括：无线局域网的接入点AP、用户站点、网络(通常为无线网络)的中心节点和外部网络；其中，AP，在MAC层发送其在外部网络的通信标识；用户站点，依据AP发送的所述通信标识、以当前所属的网络的中心节点为中间站点与所述AP进行通信，交换与接入无线局域网相关的信令；并且与所述AP在无线局域网交换信息，实现接入；网络的中心节点，作为AP和用户站点通信的中间站点，使得所述用户站点与所述AP进行通信，来交换与接入无线局域网相关的信令。

下面通过两个具体实施例分别考察在两种典型的应用系统中接入无线局域网的具体流程。两种系统分别为：（1）由一种无线网络与无线局域网构成的联合系统；（2） 蜂窝网-无线局域网异构融合系统。

本发明实施例一是在一种无线网络与无线局域网构成的联合系统中用户站点接入无线局域网的实现过程。

图3为一种无线网络与无线局域网构成的联合系统。图3中，实直线表示有线连接，虚直线表示无线连接，该系统包括：用户站点301、无线局域网的接入点AP302、一个无线网络的中心节点303，外部网络304。其中，无线网络和无线局域网都连接到外部网络。该无线网络可能是与所述无线局域网同种的无线局域网。外部网络304的典型例子是互联网，但仍可包括其它情况，如：出于网络安全的需要而在一个系统或一个单位内部使用的网络。方框“用户站点”右侧的箭头表示移动方向，即用户站点301目前处于一个无线网络，用户站点301属于当前的中心节点303，此时用户站点301从该无线网络向无线局域网方向移动。在外部网络是互联网的情况下，所述无线网络的典型例子是802.16无线城域网或802.11无线局域网，所述无线局域网的典型例子是802.11无线局域网。

对于图3的系统，AP在其发送的标示AP特征信息的MAC层通信单元中将包含其自身在外部网络中的通信标识（例如：当外部网络为互联网时，该通信标识为该AP的IP地址）。

对于图3所示的系统，下面描述用户站点由当前所属无线网络覆盖区域进入无线局域网覆盖区域时的接入无线局域网和进行越区切换的流程：

步骤s501、用户站点通过被动侦听或主动探询方式接收到某个标示AP特征信息的MAC层通信单元、从而发现待接入的AP，并从该MAC层通信单元中得到该AP在外部网络的通信标识（例如：该AP的IP地址）。

步骤s502、用户站点以当前所属的中心节点为中间站点向该AP发起通信，与AP交换与无线局域网接入相关的信令。在上述与无线局域网接入相关的信令中，将包含用户站点的无线局域网网卡的MAC地址（由用户站点发送给AP），如果当前无线局域网采用加密方式进行通信，则在这些信令中还将包含无线局域网使用的密钥（由AP发送给用户站点），在这些信令中，还可能包含AP发送给用户站点的支持切换协议的AP标识。

步骤s503、AP和用户站点通过无线局域网进行通信，实现用户站点的接入，这既可以通过AP在无线局域网的MAC层主动向相应的MAC地址发送包含接受接入的信令的MAC层通信单元的方式来实现，也可以通过AP被动接收用户站点通过无线局域网发送的包含接入请求信令的MAC层通信单元、然后AP核对MAC地址的方式来实现。如果当前无线局域网采用加密方式进行通信，则上述MAC层通信单元可以通过加密的方式来实现传输。

步骤s504、若用户站点存在当前业务，则通过在中心节点、AP和用户站点之间采用预定的支持异构或同构网络越区切换的协议（例如：当外部网络为互联网时，可采用移动IP协议），将发送给用户站点的业务流由中心节点转发给AP，再由AP将其发送给用户站点，同时中心节点在其网络中关闭对用户站点的连接；若用户站点不存在当前业务，则在用户站点接入AP后，由AP或用户站点向中心节点发送退出请求的信令，中心节点关闭对用户站点的连接。

本发明实施例二是在蜂窝网-无线局域网异构融合系统中接入无线局域网的实现方法。

图4为蜂窝网-无线局域网异构融合系统的结构示意图，图4中，实直线表示有线连接，虚直线表示无线连接，系统中包括双模终端401、无线局域网的接入点AP402、互联网403、蜂窝基站一4041和蜂窝基站二4042、和蜂窝网更上层的部分405。其中，蜂窝通信系统更上层的部分405是蜂窝通信系统中蜂窝基站以上的部分且不包含蜂窝基站，在其中包含蜂窝网的核心网。无线局域网的接入点AP402包括原AP模块4021和蜂窝网终端模块4022，蜂窝网终端模块4022用于在所述无线局域网的接入点和蜂窝网之间建立一条蜂窝网通信连接。蜂窝网终端模块4022连接到蜂窝基站一4041，双模终端401连接到蜂窝基站二4042，即：蜂窝基站一4041是蜂窝网终端模块4022所属的蜂窝基站，蜂窝基站二4042是双模终端401所属的蜂窝基站。图4中，蜂窝基站二4042的虚线框表示该基站可能与蜂窝基站一4041是不同的基站，也可能与蜂窝基站一4041是同一个基站；蜂窝基站一4041与蜂窝基站二4042是否为同一个蜂窝基站取决于无线局域网的接入点AP402中嵌入的蜂窝网终端模块4022和双模终端401是否选择了同一个基站。由于蜂窝网终端模块4022和双模终端401与蜂窝基站的相对位置关系、蜂窝基站的信号强度的分布等因素，蜂窝网终端模块4022和双模终端401可能选择同一个蜂窝基站，也可能选择不同的蜂窝基站。方框“双模终端”左侧的箭头表示双模终端正从蜂窝网单一覆盖区域向蜂窝网、无线局域网双重覆盖区域移动。

此系统中的用户站点为双模终端401，中心节点为蜂窝基站二4042，本发明方法中的外部网络为蜂窝网。

在该系统中，双模终端401进入无线局域网时，可以从无线局域网AP402发送的标示AP特征信息的MAC层通信单元中得到该AP在蜂窝网中的通信标识，如：蜂窝网对AP的蜂窝网终端模块分配的IP地址、该蜂窝网终端模块的电话号码、IMSI、UMTS系统中该蜂窝网终端模块的TMSI、P-TMSI、U-RNTI、C-RNTI等中的一种或若干种，然后它通过蜂窝网的连接、以其所属的蜂窝基站(蜂窝基站二)为中间站点与AP进行通信。由于双模终端与蜂窝基站二、蜂窝基站二与AP中嵌入的蜂窝网终端之间的通信连接均已经过了认证，因此，不需要经过认证，双模终端即可与AP交换与接入无线局域网相关的信令。

对于图4所示的蜂窝网-无线局域网异构融合系统，下面描述双模终端由蜂窝网单一覆盖区进入无线局域网覆盖区时的接入无线局域网和进行异构切换的流程。

步骤s601、双模终端进入无线局域网覆盖区域，通过被动侦听或主动探询接收到某个标示AP特征信息的MAC层通信单元、从而发现无线局域网的AP，并从该MAC层通信单元中得到该AP嵌入的蜂窝网终端模块的通信标识。

步骤s602、双模终端依据上述得到的通信标识，以蜂窝基站二、蜂窝基站一为中间站点通过蜂窝网连接向无线局域网AP中嵌入的蜂窝网终端模块发起通信，与该蜂窝网终端模块交换与接入无线局域网相关的信令。在这些信令中，将包含由双模终端发送给AP的其无线局域网网卡MAC地址，如果当前无线局域网采用加密方式进行通信，则在这些信令中还将包括由AP发送给双模终端的无线局域网当前使用的密钥，在这些信令中，还可能包含AP发送给用户站点的支持切换协议的AP标识。

步骤s603、AP和双模终端通过无线局域网进行通信，实现双模终端的接入，这既可以通过AP在无线局域网的MAC层主动向相应的MAC地址发送包含接入请求信令的MAC层通信单元的方式来实现，也可以通过AP被动接收双模终端通过无线局域网发送的包含接入请求信令的MAC层通信单元、然后AP核对MAC地址的方式来实现。如果当前无线局域网采用加密方式进行通信，则上述MAC层通信单元可以通过加密的方式来实现传输。

步骤s604、双模终端在接入无线局域网时如果当前正在传输数据，则需要进行异构切换，该异构切换的流程如下：通过在双模终端、接入点、蜂窝网核心网的相应网关之间采用预定的支持异构切换的通信协议（如：移动IP协议、移动SCTP协议等），来自远方站点的当前业务数据由蜂窝网核心网中的相应网关通过互联网转移到无线局域网的接入点上再传输给双模终端，完成异构切换；同时蜂窝网和双模终端将双模终端在蜂窝网中的状态设置为空闲模式状态。如果双模终端当前没有传输数据，则不执行此操作。

本发明提供了一种接入无线局域网的方法和通信系统，在该方法和系统中，用户站点利用AP发送的其在外部网络中的通信标识、通过外部网络与AP进行通信并交换与接入无线局域网相关的信令，实现无线局域网接入。利用用户站点已通过认证而接入当前所属网络这一特性，其在接入所述无线局域网AP时不需要进行认证，节省了接入时延，实现了快速接入。

根据所述的公开实施例，可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种接入无线局域网的方法，其特征在于，包括：

待接入的无线局域网的接入点AP在媒体接入控制MAC层发送其在外部网络中的通信标识；

用户站点依据所述AP发送的通信标识、以当前所属的中心节点为中间站点与所述AP进行通信，交换与接入无线局域网相关的信令；

与所述AP在无线局域网交换信息，实现无线局域网接入。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述AP发送的通信标识为AP在IP外部网络中的IP地址。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述AP发送的通信标识，具体为：

在蜂窝通信系统中的AP的蜂窝网终端模块的电话号码或国际移动用户识别码IMSI或蜂窝网分配给AP的蜂窝网终端模块的IP地址；

或在通用移动通信系统UMTS蜂窝系统中的AP的蜂窝网终端模块的TMSI或分组移动台临时识别号P-TMSI或UMTS地面无线接入网络UTRAN无线网络临时标识号U-RNTI或小区无线网络临时标识号C-RNTI。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待接入的无线局域网的接入点AP在MAC层发送其外部网络的通信标识，具体为：

在标示AP特征信息的MAC层通信单元中加入表示AP的所述通信标识的数据项，AP通过发送标示AP特征信息的MAC层通信单元来发送所述通信标识。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在802.11无线局域网中，待接入的无线局域网的接入点AP在MAC层发送其外部网络的通信标识，具体为：

在信标帧和探询响应帧中加入表示AP的所述通信标识的数据项，802.11AP通过发送信标帧和探询响应帧来发送所述通信标识。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在HiperLAN/2无线局域网中，所述待接入的无线局域网的接入点AP在MAC层发送其外部网络的通信标识，具体为：

在MAC帧广播信道中加入表示AP的通信标识的数据项，HiperLAN/2的AP通过发送MAC帧广播信道来发送所述通信标识。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以当前所属的中心节点为中间站点与所述AP进行通信，具体包括：

在用户站点与当前所属中心节点之间已经经过了接入认证的情况下，待接入AP将不需要对用户站点进行认证，而接受其对无线局域网的接入。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与接入无线局域网相关的信令，其中包含：

用户站点无线局域网网卡的MAC地址，或

用户站点无线局域网网卡的MAC地址和待接入无线局域网当前使用的密钥。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交换与接入无线局域网相关的信令，还包括：

如果AP的通信标识中不包含支持切换协议的AP标识，则在所述信令中包含支持切换协议的AP标识。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户站点与AP在无线局域网交换信息，具体为：

AP向用户站点的MAC地址发送包含接受接入的信令的MAC层通信单元；或

用户站点在无线局域网向AP发送包含请求接入的信令的MAC层通信单元，AP核对MAC地址，接受其接入。

11.如权利要求1-10中之一所述的方法，其特征在于，用户站点由一种无线网络进入到无线局域网覆盖区域时接入无线局域网和异构切换的流程，具体包括：

用户站点通过被动侦听或主动探询发现无线局域网的AP，同时从其标示AP特征信息的MAC层通信单元中得到该AP的所述通信标识；

用户站点以当前所属的中心节点为中间站点向该AP发起通信，与AP交换与接入无线局域网相关的信令；

AP和用户站点通过无线局域网进行通信，实现用户站点的接入；

如果用户站点要对当前业务进行切换，则采用预定的支持越区切换的协议实现该切换；否则，不执行此操作。

12.如权利要求1-10中之一所述的方法，其特征在于，双模终端由单一的蜂窝网覆盖区域进入到无线局域网覆盖区域时接入无线局域网和异构切换的流程，具体包括：

双模终端进入无线局域网覆盖区域，通过被动侦听或主动探询发现无线局域网的AP，同时从其标示AP特征信息的MAC层通信单元中得到该AP在蜂窝网中的通信标识；

双模终端依据上述得到的通信标识，以所属蜂窝基站为中间站点通过蜂窝网连接向无线局域网AP中嵌入的蜂窝网终端模块发起通信，与该蜂窝网终端模块交换与接入无线局域网相关的信令；

AP和双模终端通过无线局域网进行通信，实现双模终端的接入；

如果双模终端要对当前业务进行切换，则执行异构切换的流程；否则，不执行此操作。

13.一种通信系统，其特征在于，包括：无线局域网的接入点AP、用户站点、中心节点和外部网络；

所述AP，在媒体接入控制MAC层发送其在外部网络中的通信标识；

所述用户站点，依据所述AP发送的通信标识、以当前所属的中心节点为中间站点与所述AP进行通信，交换与接入无线局域网相关的信令；并且与所述AP在无线局域网交换信息，实现无线局域网接入；

所述中心节点，作为中间站点，使得所述用户站点与所述AP进行通信。

14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述在MAC层发送通信标识，具体为：

在标示AP特征信息的MAC层通信单元中加入表示AP的通信标识的数据项，AP通过发送标示AP特征信息的MAC层通信单元来发送所述通信标识。

15.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述以当前所属的中心节点为中间站点与所述AP进行通信，具体包括：

在用户站点与当前所属中心节点之间已经经过了接入认证的情况下，待接入AP将不需要对用户站点进行认证，而接受其对无线局域网的接入。

16.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述交换与接入无线局域网相关的信令，还包括：

如果AP的通信标识中不包含支持切换协议的AP标识，则在所述信令中包含支持切换协议的AP标识。

17.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述与接入无线局域网相关的信令，其中包含：

用户站点无线局域网网卡的MAC地址，或

用户站点无线局域网网卡的MAC地址和待接入无线局域网当前使用的密钥。

18.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述用户站点与AP在无线局域网交换信息，具体为：

AP向用户站点的MAC地址发送包含接受接入的信令的MAC层通信单元；或

用户站点在无线局域网向AP发送包含请求接入的信令的MAC层通信单元，AP核对MAC地址，接受其接入。

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