CN102244912A - 网络切换方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网络切换方法及系统，该方法包括如下步骤：将无线终端通过第一接入网络和核心网建立的点到点链路绑定到第二接入网络的网络接口上；解除第一接入网络的网络端口和点到点链路的绑定。通过本发明提高了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种网络切换方法及系统。
背景技术
目前，无线终端设备(例如，基于监控系统应用情境的无线终端设备)在两个网络之间进行的切换，通常采用手动切换的方式，以无线局域网(Wireless Local Area Network，简称为WLAN)和码分多址(Code Division Multiple Access，简称为CDMA)系统的切换为例，该手动切换的方式为，设备启动后手动检测WLAN的网络信号，当信号强度满足要求时，通过先关闭CDMA模块断开3G网络接入，然后，启用WLAN模块重新发起接入请求接入WLAN网络，从而完成从CDMA网络到WLAN网络的切换。
然而，人工判定是否执行网络切换的方式，在进行网络切换时，需要先手动停止当前所接入的网络模块，断开网络连接，然后启用另外一个网络模块重新接入网络，整个切换过程需要用户手动参与且切换会导致数据业务的中断。
针对相关技术中网络间手动切换时存在的数据业务被中断的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种网络切换方法及系统，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种网络切换方法，该方法包括如下步骤：将无线终端通过第一接入网络和核心网建立的点到点链路绑定到第二接入网络的网络接口上；解除所述第一接入网络的网络端口和所述点到点链路的绑定。
优选地，将所述无线终端通过所述第一接入网络和所述核心网建立的所述点到点链路绑定到所述第二接入网络的网络接口上之前，所述无线终端监测到的所述第二网络满足预先设定的切换条件，并发起从所述第一接入网络到所述第二接入网络的切换。
优选地，所述切换条件包括：所述第二接入网络的信号强度大于阈值。
优选地，所述无线终端通过以下步骤实现所述无线终端中的将所述点到点链路从第一模块切换至第二模块，其中，所述第一模块用于接入到所述第一接入网络，所述第二模块用于接入到所述第二接入网络：为所述第二模块对应的网口获取一个可用的传输通道；将所述可用的传输通道与所述无线终端中的接口单元连接，其中，所述接口单元用于提供点对点链路接口；断开所述第一模块与所述接口单元的连接。
优选地，所述无线终端为无线监控设备。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种网络切换系统，该系统包括：无线终端、第一接入网络、第二接入网络和核心网，所述核心网包括：绑定模块，用于将无线终端通过第一接入网络和所述核心网建立的点到点链路绑定到第二接入网络的网络接口上；解除模块，用于解除所述第一接入网络的网络端口和所述点到点链路的绑定。
优选地，所述无线终端包括：发起模块，用于在将所述无线终端通过所述第一接入网络和所述核心网建立的所述点到点链路绑定到所述第二接入网络的网络接口上之前，在监测到的所述第二接入网络满足预先设定的切换条件时，发起从第一接入网络到所述第二接入网络的切换。
优选地，所述切换条件包括：所述第二接入网络的信号强度大于阈值。
优选地，所述无线终端包括：所述第一模块，用于接入到所述第一接入网络；所述第二模块，用于接入到所述第二接入网络；获取模块，用于为所述第二模块对应的网口获取一个可用的传输通道；连接模块，用于将所述可用的传输通道与所述无线终端中的接口单元连接，并断开所述第一模块与所述接口单元的连接；所述接口单元，用于提供点对点链路接口。
优选地，所述无线终端为无线监控设备。
通过本发明，采用将无线终端通过第一接入网络和核心网建立的点到点链路绑定到第二接入网络的网络接口上；然后再解除第一接入网络的网络端口和点到点链路的绑定，解决了相关技术中网络间手动切换时存在的数据业务被中断的问题，进而达到了业务不被中断的自动无缝切换效果，提高了用户体验。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的网络切换方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的网络切换系统的结构框图；
图3是根据本发明优选实施例的无线视频监控设备的网络接入示意图；
图4是根据本发明优选实施例的网络切换组网示意图；
图5是根据本发明优选实施例的无线视频监控设备网络切换流程图；
图6是根据本发明优选实施例的网络切换示意图；
图7是根据本发明优选实施例的PPP链路网络端口动态绑定的示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本实施例中的网络切换是通过一种网络接入技术接入通信网络的终端设备，在检测到另外一种网络的可接入信号时，基于某种需求，可以从当前网络的接入方式切换到另外一种网络接入方式。图1是根据本发明实施例的网络切换方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
步骤S102，将无线终端(也称为终端设备，例如，无线监控终端)通过第一接入网络和核心网建立的点到点链路绑定到第二接入网络的网络接口上；
步骤S104，解除第一接入网络的网络端口和点到点链路的绑定。
通过上述步骤，将PPP绑定到第二接入网的网络接口上之后在解除第一接入网络的网络接口的绑定，解决了相关技术中网络间手动切换时存在的数据业务被中断的问题，进而达到了数据业务不被中断的自动无缝切换效果，提高了用户体验。
对于切换，可以预先设置切换条件(例如，从第一接入网络到第二接入网络的切换条件，或者从第二接入网络到第一接入网络的切换条件)，然后，无线终端监测到的第二接入网络满足预先设定的切换条件之后，再发起从第一接入网络到第二接入网络的切换。通过该优选实施例方式，可以完全实现无线终端的自动检测并自动执行切换。例如，切换条件可以包括：第二接入网络的信号强度大于阈值。通过信号强度的判断实现比较简单，除此之外也可以考虑其他的条件，例如有些运营商在一些时段的费用比较优惠，可以在这些时段切换到费用优惠的网络中。
对于无线终端内部的切换，在本实施例中也提供了一种优选的实施方式：即无线终端通过以下步骤实现无线终端中的将点到点链路从第一模块切换至第二模块(第一模块用于接入到第一接入网络，第二模块用于接入到第二接入网络)：
步骤S202，为第二模块对应的网口获取一个可用的传输通道；
步骤S204，将可用的传输通道与无线终端中的接口单元连接，其中，接口单元用于提供点对点链路接口；断开第一模块与接口单元的连接。
通过上述步骤，可以在终端中比较可靠地完成切换。
在本实施例中，还提供了一种网络切换系统，用于实现上述实施例及其优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述，下面对该系统涉及到的模块进行说明。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统和方法较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图2是根据本发明实施例的网络切换系统的结构框图，如图2所示，该系统包括：无线终端、第一接入网络、第二接入网络和核心网，其中，核心网包括绑定模块20和解除模块22，下面对该系统的各个模块进行说明。
绑定模块20，用于将无线终端通过第一接入网络和核心网建立的点到点链路绑定到第二接入网络的网络接口上；
解除模块22，用于解除第一接入网络的网络端口和点到点链路的绑定。
优选地，无线终端包括：发起模块，用于在将无线终端通过第一接入网络和核心网建立的点到点链路绑定到第二接入网络的网络接口上之前，在监测到的第二接入网络满足预先设定的切换条件时，发起从第一接入网络到第二接入网络的切换。
优选地，切换条件包括：第二接入网络的信号强度大于阈值。
优选地，该无线终端还包括第一模块，用于接入到第一接入网络；第二模块，用于接入到第二接入网络；获取模块，用于为第二模块对应的网口获取一个可用的传输通道；连接模块，用于将可用的传输通道与无线终端中的接口单元连接，并断开第一模块与接口单元的连接，接口单元，用于提供点对点链路接口。
优选地，无线终端为无线监控设备。
以下以CDMA与WLAN之间的切换为例进行说明。
在CDMA与WLAN之间的网络切换中，在客户端进行网络接入时可以使用UIM卡统一认证，然后提供CDMA与WLAN网络间数据业务的双向无缝自动切换功能，其中，无缝网络切换就是指在两种不同的网络接入方式间进行切换时，用户的数据业务可以不被中断，整个切换过程可以不被用户感知的切换技术。
在本优选实施例中，首先，C+W(CDMA和WLAN间的双向切换过程)切换整体参考同一分组数据服务节点(Packet Data Serving Node，简称为PDSN)、分组控制功能(PacketControl Function，简称为PCF)间的切换流程，在网络侧不做改动；其次，在整个切换的流程中，用户设备(User Equipment，简称为UE)与PDSN之间的数据链路(即点到点链路(Point-to-Point链路，简称为PPP链路))始终保持，切换的只是空口链路以及PCF与PDSN之间的A11隧道，从而达到不重新发起PPP链路，不改变UE的IP地址、不中断终端业务，切换过程用户无感知，最终通过C+W功能，灵活实现持有CDMA和WLAN的多网络模块的终端用户，在WLAN网络覆盖区域通过WLAN网络高速、快捷的使用相应业务的目的。
本优选实施例中的无线终端，使其在WLAN及CDMA网络覆盖区域内，能根据实际的网络状况，在用户数据业务不被中断、切换过程用户无感知的前提下，实现两种网络之间的双向切换，并通过该设备阐述一种类似应用情景下实现网络无缝切换的方法，以更好的满足用户对业务的需求。
下面以无线视频监控设备为例进行说明，该无线视频监控设备为拥有双无线网络接入模块以及与核心网PDSN接入单元只允许建立一条PPP链路的终端设备，在实现无缝网络切换需求时，均可采用本实施例阐述的切换方案。
图3是根据本发明优选实施例的无线视频监控设备的网络接入示意图，如图3所示，该网络设备必须要同时具备CDMA及WIFI两种无线网络模块，可以分别通过这两种网络模块进行网络接入。图3中还涉及到的设备或者系统单元装置包括：无线视频监控终端，核心网接入单元基站(Base Station，简称为BS)、PCF、无线接入网关(Wireless Access Gateway，简称为WAG)、接入点(Access Point，简称为AP)以及分组数据服务节点(简称为PDSN)。
无线视频监控终端，由其向核心网的各接入单元发起网络连接、实时监测可接入WLAN热点的网络信号、控制网络切换并向用户提供数据业务。该终端设备拥有两个网络接入模块，例如，分别是CDMA模块和无线保真(Wireless Fidelity，简称为WIFI)模块，终端可根据实际网络状况，选择启用其中的任意一个网络模块接入核心网，接入成功后，亦可根据本实施例中的PPP链路端口动态绑定技术，实现网络的无缝切换。
BS、PCF、WAG、AP以及PSDN等都是电信现网的网络接入设备单元，其中BS是指无线信号基站，PCF是分组控制功能单元，WAG是WLAN网络的接入网关，AP是WLAN网络接入点，PDSN是指分组数据服务节点。上述核心网网络接入单元的工作原理和接入方式可以参考相关的电信技术规范。下面结合上述设备进行说明。
无线终端在上电启动后，通过CDMA网络和平台建立网络连接，并同时启动WIFI模块搜索可接入的WLAN AP热点，并实时监测WLAN网络信号，当信号强度大于切入值时，终端和AP进行关联，并通过AP向WAG进行注册、鉴权，鉴权成功后，通过PPP链路网络端口固定绑定的方式，将PPP链路对应于终端端的网络传输单元绑定到WLAN对应的物理网口上，通过WIFI的物理网口实现业务数据的收发，然后将CDMA网络的传输单元和PPP链路解绑定，断开CDMA网络接入，由此实现网络的切换。如果终端设备向WAG网关注册或者鉴权失败，则重新搜索可用的AP，并再次发起注册鉴权请求，如果一直失败，则一直重复该过程，并维持CDMA网络不断开。
图4是根据本发明优选实施例的网络切换组网示意图，如图4所示，该网络切换组网中，双模网络终端在WLAN覆盖区域时，可以连接到WLAN AP，通过WAG接入核心网，而在CDMA网络覆盖区域，可以通过PCF接入核心网，在进行网络切换(例如，从CDMA切换到WLAN网络)时，只需要终端在完成向WAG的注册、鉴权后，PSDN停止向PCF发送下行数据，改为向WAG发送下行数据，即可完成终端网络接入方式的切换。
图5是根据本发明优选实施例的无线视频监控设备网络切换流程图，如图5所示，该流程包括如下步骤：
步骤S502，开启终端设备，并上电，即，无线视频监控设备上电启动。
步骤S504，无线视频监控设备开启WIFI模块。
步骤S506，通过CDMA无线模块接入核心网，并和PDSN建立PPP链路，满足用户的数据业务需求。
需要说明的是，步骤S504和步骤S506的执行顺序并不限于此，在实施时，可以进行改变，也可以同时执行。
步骤S508，搜索当前可用的AP热点，并实时监测AP的信号强度。
步骤S510，判断搜索到的AP信号强度是否满足网络切换的条件，例如，信号强度是否大于切入值，如果满足，执行步骤S512，如果不满足切换条件，执行步骤S508。
需要说明的是，网络切换条件的判定可以是根据当前WIFI信号强度和WLAN网络切入值及切出值的比较结果设定的，为了避免反复进行网络切换，分别设定了从CDMA网络切换到WLAN网络的临界值及从WLAN网络切换到CDMA网络的临界值，称之为切入值和切出值，当WIFI信号强度大于切入值时，判定满足从CDMA切换到WLAN的网络切换条件，反之，当信号强度小于切出值时，判定满足从WLAN网络切换到CDMA网络的切换条件。一般情况下，切入之总是大于切出值。
步骤S512，当检测到某个AP的信号强度大于切入值，则该终端设备与AP进行关联，即，终端设备发起从CDMA网络到WLAN网络的网络切换。如果关联失败，则返回到步骤S508，重新检测网络信号，关联成功则执行步骤S514。
步骤S514，无线视频监控终端通过所关联的AP，向核心网的WAG发起注册、鉴权请求。
步骤S516，判断鉴权是否成功，如果成功执行步骤S518，失败则断开终端和AP之间的关联，返回步骤S512，重新发起和AP的关联请求，或者返回步骤S508。
步骤S518，通过PPP链路端口动态绑定的方式，将终端通过CDMA网络和PDSN建立的PPP链路，绑定到WLAN网络的网络接口上，然后将CDMA网络的网络接口和PPP链路进行解绑定。
步骤S520，断开3G网络。
通过上述步骤，在不重新发起PPP链路协商的前提下，实现了PPP链路终端所对应的传输单元的更换，从而后续的业务数据均通过WLAN对应的网络接口进行收发，完成网络的切换，而切换过程完全由终端设备触发，不被用户感知，并且不需要重新协商PPP链路，从而实现了网络间的无缝网络切换。
步骤S522，心跳包保活，继续检测Wifi信号强度。
步骤S524，判断关联的AP的网络信号是否小于切出值，如果不小于，则执行步骤S522，如果小于，则将无线视频监控设备的接入网络从WLAN切换到CDMA。需要说明的是，切换流程和前面描述的从CDMA切换到WLAN网络的流程类似，已经进行过说明的不再赘述。
步骤S526，完成终端设备从WLAN网络的切出后，需要断开终端设备和当前AP的关联，执行步骤S508，重新检测WLAN网络信号。
通过上述的实施方式，与现有的双网络无线视频监控设备及其网络切换方式相比，该设备可以自动完成网络的切换，切换过程不需要用户手动参与，且用户无感知，而且数据业务不被中断，实现了无缝网络切换。因此，本实施例中的无线视频监控设备和网络切换方法可以在很大程度上提高用户对无线视频监控的应用观感，促进无线视频监控技术的发展。
图6是根据本发明优选实施例的网络切换示意图，如图6所示，以从CDMA切换到WLAN的切换过程为例，整个切换过程包括准备过程以及执行过程，准备过程中，终端先选定可用AP，获取WLAN层的接入IP，向WAG网关进行注册、鉴权，此期间保持CDMA连接和数据传输；执行过程是指终端向WAG鉴权成功并重新绑定了PPP链路网络端口后，断开CDMA连接，PSDN不需要执行PPP重协商和PPP鉴权。切换步骤为终端和AP关联后，向WAG发起注册过程，然后经WAG想PSDN发起注册，成功后PSDN向WAG响应注册消息，且PDSN与目标WAG间建立新的业务连接，PDSN将用户的业务更新到新的连接上。PDSN发送业务更新消息给CDMA网络接入的PCF，通知PCF释放原来的业务连接。PCF收到更新消息后，回应PSDN一个ACK消息，紧接着发送一个业务停止消息到PSDN。PSDN响应PCF的停止消息，CDMA的网络连接被释放，网络切换流程完成。
图7是根据本发明优选实施例的PPP链路网络端口动态绑定的示意图，如图7所示，无线视频监控终端采用用户空间PPP实现方式，在PPP驱动程序中，每一个网络接口对应一条PPP传输通道(channel)，每一个内核PPP设备对应一个PPP接口单元(unit)，建立PPP链路时，将网口对应的传输通道和内核PPP设备(PPP0)对应的接口单元连接在一起进行数据的收发。而如果在建立PPP链路后，将另一个网口对应的传输通道和接口单元进行连接，解除原先传输通道的连接，则该PPP链路就可以通过另外一个物理网络进行数据收发，从而完成网络的切换。该过程包括：
终端上电后，通过CDMA无线模块的ttyUsB0设备和PSDN建立PPP链路。当切换到WLAN网络时，先通过系统调用为WLAN无线模块对应的wlan0网口获取一个可用的传输通道，接口调用可以采用下面的方式，但不限于此：
nNewFd＝open(″/dev/ttyAMA1″，O_NONBLOCK|O_RDWR，0)；
ioctl(nNewFd，PPPIOCGCHAN，&nNewChann)＝＝-1)
打开内核PPP模块的设备文件/dev/ppp，将其和wlan0对应的传输通道绑定。
new_ppp_fd＝open(″/dev/ppp″，O_RDWR)；
ioctl(new_ppp_fd，PPPIOCATTCHAN，&nNewChann)
解除接口单元和PPP设备文件的连接，然后将wlan0网口绑定的设备文件和接口单元连接起来。
通过以上操作，就完成了由CDMA网络切换到WLAN网络时的端口动态绑定。
在另外一个实施例中，还提供了一种网络切换软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施例中描述的技术方案。
在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述传输时延控制软件，该存储介质包括但不限于光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
通过上述实施例及其优选实施例，通过CDMA等3G网络与WLAN网络之间进行无缝网络切换的移动通信终端及方法，在检测到WLAN网络信号时能够从3G网络切换到WLAN，或者WLAN网络信号消失时能够从WLAN网络切换到3G网络，保证切换过程中数据业务不被中断，切换过程不被用户感知的无缝网络切换技术。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种网络切换方法，其特征在于包括如下步骤：
将无线终端通过第一接入网络和核心网建立的点到点链路绑定到第二接入网络的网络接口上；
解除所述第一接入网络的网络端口和所述点到点链路的绑定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述无线终端通过所述第一接入网络和所述核心网建立的所述点到点链路绑定到所述第二接入网络的网络接口上之前，所述无线终端监测到的所述第二网络满足预先设定的切换条件，并发起从所述第一接入网络到所述第二接入网络的切换。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述切换条件包括：所述第二接入网络的信号强度大于阈值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线终端通过以下步骤实现所述无线终端中的将所述点到点链路从第一模块切换至第二模块，其中，所述第一模块用于接入到所述第一接入网络，所述第二模块用于接入到所述第二接入网络：
为所述第二模块对应的网口获取一个可用的传输通道；
将所述可用的传输通道与所述无线终端中的接口单元连接，其中，所述接口单元用于提供点对点链路接口；
断开所述第一模块与所述接口单元的连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述无线终端为无线监控设备。
6.一种网络切换系统，包括：无线终端、第一接入网络、第二接入网络和核心网，其特征在于，所述核心网包括：
绑定模块，用于将无线终端通过第一接入网络和所述核心网建立的点到点链路绑定到第二接入网络的网络接口上；
解除模块，用于解除所述第一接入网络的网络端口和所述点到点链路的绑定。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无线终端包括：发起模块，用于在将所述无线终端通过所述第一接入网络和所述核心网建立的所述点到点链路绑定到所述第二接入网络的网络接口上之前，在监测到的所述第二接入网络满足预先设定的切换条件时，发起从第一接入网络到所述第二接入网络的切换。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述切换条件包括：所述第二接入网络的信号强度大于阈值。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无线终端包括：
所述第一模块，用于接入到所述第一接入网络；
所述第二模块，用于接入到所述第二接入网络；
获取模块，用于为所述第二模块对应的网口获取一个可用的传输通道；
连接模块，用于将所述可用的传输通道与所述无线终端中的接口单元连接，并断开所述第一模块与所述接口单元的连接；
所述接口单元，用于提供点对点链路接口。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述无线终端为无线监控设备。
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