CN103546932B - 一种网络切换的方法、装置、网元及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种网络切换的方法、装置、网元及系统，其中，方法包括：通过终端当前接入的第一网络获得终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息；根据所述消息，与所述第二网络交互，完成所述切换前准备流程后，释放所述第一连接通道，使所述终端在释放所述第一连接通道后直接建立与所述第二网络的连接。本发明的方案可以避免切换前后的两个网络在切换时产生的干扰问题。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是指一种网络切换的方法、装置、网元及系统。
背景技术
切换与移动性管理是移动通信系统的基本问题之一。现有技术中，3GPP网络的移动性管理使用基于GTP(GPRS Tunnelling Protocol，GPRS隧道协议)的移动性管理机制，在切换前后，能够保证IP层地址不变，因而能够维持业务的连续性。类似的，IETF(Internet工程任务组)也制定了基于IP的移动性管理协议，包括MIPv4(移动IPv4)/MIPv6(移动IPv6)/DSMIPv6等。随着网络逐渐向着异构化的方向演进，WLAN与蜂窝网逐步融合的趋势越发明显。WLAN与蜂窝网切换的移动性管理技术目前3GPP已有定义，包括S2a，S2b，S2c接口三种类型的方案。
在现有技术中，WLAN(无线局域网络)与蜂窝网的切换采用断前连接(make before break)的方式，即首先建立到目标网络的链接，等待切换完成后再断开与源网络的链接，在这个过程中，WLAN与蜂窝网的无线接口需要同时打开，这就会造成无线干扰的问题，尤其是在LTE(长期演进网络)与WLAN切换的场景下，干扰问题将会更为严重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种网络切换的方法、装置、网元及系统，可以避免切换前后的两个网络在切换时产生的干扰问题。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种网络切换的方法，包括：
通过终端当前接入的第一网络获得终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息；
根据所述消息，与所述第二网络交互，完成所述切换前准备流程后，释放所述第一连接通道，使所述终端在释放所述第一连接通道后直接建立与所述第二网络的连接。
其中，释放所述第一连接通道前还包括：
获得终端接入所述第二网络的IP地址；
将所述IP地址通过所述第一连接通道发送给所述终端。
其中，所述第一网络为3GPP网络，所述第二网络为WLAN网络；
通过终端当前接入的第一网络，获得所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息的步骤包括：
建立与终端当前接入的第一网络连接的第一连接通道，所述第一连接通道是基于IP协议的三层隧道；
通过所述第一连接通道，获得经过所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息。
其中，所述切换前准备流程包括：
对所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息进行解封装，获得所述切换前准备流程所需要的消息；
建立与所述第二网络连接的第二连接通道，所述第二连接通道是基于无线接入点的控制和配置协议CAPWAP的三层隧道；
通过所述第二连接通道将所述切换前准备流程所需要的消息发送给所述第二网络的认证网元；
获得所述认证网元认证成功后，反馈的认证确认消息。
其中，与所述第一网络连接的第一连接通道是与所述第一网络中的网关网元连接的第一连接通道；所述切换前准备流程所需要的消息包括：802.11二层的关联消息和连接认证消息。
其中，所述第一网络为WLAN网络，所述第二网络为3GPP网络；
通过终端当前接入的第一网络，获得所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息的步骤包括：
建立与终端当前接入的第一网络的第一连接通道，所述第一连接通道是基于三层隧道协议的三层隧道；
通过所述第一连接通道，获得经过所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息。
其中，所述切换前准备流程包括：
对所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息进行解封装，获得所述切换前准备流程所需要的消息；
建立与所述第二网络连接的PDP链路；
通过所述PDP链路将所述PDP链路所需要的消息发送给所述第二网络的认证网元；
获得所述认证网元反馈的PDP链路激活确认后，反馈PDP链路激活成功的确认消息。
本发明的实施例还提供一种网络切换的装置，包括：
第一获得模块，用于通过终端当前接入的第一网络获得终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息；
处理模块，用于根据所述消息，与所述第二网络交互，完成所述切换前准备流程后，释放所述第一连接通道，使所述终端在释放所述第一连接通道后直接建立与所述第二网络的连接。
其中，上述装置还包括：
第二获得模块，用于在释放所述第一连接通道前，获得终端接入所述第二网络的IP地址；
发送模块，用于将所述IP地址通过所述第一连接通道发送给所述终端。
本发明的实施例还提供一种网元，包括：如上所述的装置。
本发明的实施例还提供一种网络系统，包括：第一网络，第二网络，还包括如上所述的网元。
本发明的实施例还提供一种网络切换的方法，包括：
建立与终端当前接入的3GPP网络连接的第一连接通道，所述第一连接通道是基于IP协议的三层隧道；
通过所述第一连接通道，获得经过所述第一连接通道封装后的所述终端切换到WLAN网络时的切换前准备流程所需要的消息；
对所述第一连接通道封装后的所述终端切换到WLAN网络时的切换前准备流程所需要的消息进行解封装，获得所述切换前准备流程所需要的消息；
根据所述消息，与所述WLAN网络交互，建立与所述WLAN网络连接的第二连接通道，所述第二连接通道是基于无线接入点的控制和配置协议CAPWAP的三层隧道；
通过所述第二连接通道将所述切换前准备流程所需要的消息发送给所述WLAN网络的认证网元；
获得所述认证网元认证成功后，反馈的认证确认消息；
获得终端接入所述WLAN网络的IP地址；
将所述IP地址通过所述第一连接通道发送给所述终端；
释放所述第一连接通道，使所述终端在释放所述第一连接通道后直接建立与所述WLAN网络的连接。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，通过在终端当前接入的第一网络中，完成终端切换到第二网络时所要进行的准备流程，从而使当终端决策要切换到第二网络后，可以不需要再进行接入第二网络的准备流程，这样终端就可以切换到第二网络时，首先关闭第一网络的连接接口，然后打开与第二网络的连接接口，终端只需要重新关联到第二网络即可完成到第二网络的切换，从而避免了干扰问题，另外由于主要的切换准备工作在切换之前已经完成，可以提升切换的性能。
附图说明
图1为本发明的网络切换的方法的第一实施例流程图；
图2为本发明的网络切换的方法的第二实施例流程图；
图3为本发明的网络切换的方法的第一具体应用流程图；
图4为本发明的网络切换的方法的第二具体应用流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明的实施例提供一种网络切换的方法，包括：
步骤11，通过终端当前接入的第一网络获得终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息；
步骤12，根据所述消息，与所述第二网络交互，完成所述切换前准备流程后，释放所述第一连接通道，使所述终端在释放所述第一连接通道后直接建立与所述第二网络的连接。
该实施例中，通过在终端当前接入的第一网络中，完成终端切换到第二网络时所要进行的准备流程，从而使当终端决策要切换到第二网络后，可以不需要再进行接入第二网络的准备流程，这样终端就可以切换到第二网络时，首先关闭第一网络的连接接口，然后打开与第二网络的连接接口，终端只需要重新关联到第二网络即可完成到第二网络的切换；从而避免了干扰问题，另外由于主要的切换准备工作在切换之前已经完成，可以提升切换的性能。
如图2所示，本发明的网络切换的方法的第二实施例流程图，包括：
步骤21，通过终端当前接入的第一网络获得终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息；
步骤22，根据所述消息，与所述第二网络交互，完成所述切换前准备流程；
步骤23，获得终端接入所述第二网络的IP地址/动态主机设置协议DHCP(是动态分配IP地址的协议)；
步骤24，将所述IP地址通过所述第一连接通道发送给所述终端；
步骤25，释放所述第一连接通道，使所述终端在释放所述第一连接通道后直接建立与所述第二网络的连接。
该实施例中，通过将IP地址在切换到第二网络前就分配给终端，可以使终端在切换到第二网络时，不再进行IP地址的获取，从而可以将二层数据重新关联到第二网络就可以建立与第二网络的连接，从而不需要在从第一网络切换到第二网络的过程中，同时打开与第一网络的连接接口和与第二网络的连接接口，从而避免了切换过程中两个网络的干扰问题，且由于主要的切换准备工作在切换之前已经完成，可以提升切换的性能。
本发明的上述网络切换的方法的第一具体应用实施例，其中，以第一网络为3GPP网络，所述第二网络为WLAN网络为例进行说明，该流程包括上述图2所示的所有步骤的基础上，其中步骤21包括：
步骤211，建立与终端当前接入的第一网络连接的第一连接通道，所述第一连接通道是基于IP协议的三层隧道；与所述第一网络连接的第一连接通道是与所述第一网络中的网关网元连接的第一连接通道，所述第一网络的网关网元可以是如S-GW(服务网关)和/或P-GW(分组数据网关)；
步骤212，通过所述第一连接通道，获得经过所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息；其中，所述切换前准备流程所需要的消息可以包括：802.11二层的关联消息和连接认证消息。
进一步的，切换前准备流程包括：
步骤213，对所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息进行解封装，获得所述切换前准备流程所需要的消息；
步骤214，建立与所述第二网络连接的第二连接通道，所述第二连接通道是基于无线接入点的控制和配置协议CAPWAP的三层隧道；
步骤215，通过所述第二连接通道将所述切换前准备流程所需要的消息发送给所述第二网络的认证网元；
步骤216，获得所述认证网元认证成功后，反馈的认证确认消息。
具体的，如图3所示，该流程包括：
1、切换开始前，终端STA连接在3GPP网络；
2、终端发现WLAN网络，网络发现的方法可以使用现有技术，比如基于ANDSF的网络发现等；终端通过3GPP接入网络与WiFi MGW(切换装置)建立三层隧道(即上述第一连接通道)，优选的，此三层隧道基于IP协议；
3、终端将连接到WLAN网络的802.11二层的关联信息通过此三层隧道进行封装，发给WiFi MGW网元；
4、WiFi MGW网元与第二网络(WLAN网络)的第二连接通道建立，该第二连接通道也为三层隧道(如基于无线接入点的控制和配置协议CAPWAP协议的三层隧道)，将接收到802.11二层数据通过CAPWAP隧道封装，转发给WLAN网络中负责认证的网元WLAN Authenticator(在实际部署中，WLANAuthenticator一般是AC)；
5、终端将连接到WLAN网络的认证消息通过此三层隧道进行封装，发给WiFi MGW网元；
6、WiFi MGW网元通过第二连接通道将封装后的认证消息发送给WLAN网络中的网元WLAN Authenticator，WLAN Authenticator与网络中负责认证的AAA服务器交互；
7、经过4次握手，完成基于802.1X和EAP(可扩展认证协议)的认证过程；
8、完成基于802.1X和EAP的认证过程后，WiFi MGW通过隧道为终端分配IP地址，终端上可以通过虚接口方式接收到网络分配的IP地址。
9、完成上述切换准备后，终端释放与WiFi MGW之间的三层隧道(即上述第一连接通道)。
10、终端决策要切换到WLAN网络；
11、首先关闭3GPP接口，然后打开WiFi接口；由于终端在WLAN网络已经完成了认证和切换准备，因此终端只需要重新关联到WLAN网络即可完成二层的切换。
12和13、WiFi链路建立后，终端发送DSMIPv6协议的绑定注册和绑定更新消息到PGW以完成注册过程，注册过程完成后，则数据传输从3GPP切换到WLAN网络。
本发明的上述网络切换的方法的第二具体应用实施例，其中，以第一网络为WLAN网络，所述第二网络为3GPP网络为例进行说明，该流程包括上述图2所示的所有步骤的基础上，步骤21包括：
步骤221，建立与终端当前接入的第一网络的第一连接通道，所述第一连接通道是基于三层隧道协议的三层隧道；
步骤222，通过所述第一连接通道，获得经过所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息；
进一步地，所述切换前准备流程包括：
步骤223，对所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息进行解封装，获得所述切换前准备流程所需要的消息；
步骤224，建立与所述第二网络连接的PDP链路；
步骤225，通过所述PDP链路将所述PDP链路所需要的消息发送给所述第二网络的认证网元；
步骤226，获得所述认证网元反馈的PDP链路激活确认后，反馈PDP链路激活成功的确认消息。
具体的，如图4所示，该流程包括：
1、终端STA初始化接入WLAN网络；
2、终端通过WLAN网络的网关与切换装置(3GPP MGW网关)建立第一连接通道，该第一连接通道是基于三层隧道协议的三层隧道；
3、切换装置通过第一连接通道获得终端要切换到3GPP网络所需要的PDP(Packet Data Protocol)链路激活需要的信息；
4、切换装置与3GPPP网络建立第二连接通道，将PDP链路激活所需要的信息发送给3GPP中的网关S-GW，并进一步转发给AAA服务器进行认证；
5、认证成功后，确认PDP链路激活；
6、切换装置获得终端切换到3GPP网络时的IP地址或者DHCP；并通过第一连接通道发送给终，终端可以通过虚拟接口接收；
7、释放掉第一连接通道；
8、终端决策切换到3GPP网络，建立与3GPP网络的连接；
9、终端的3GPP接口打开，WLAN接口关闭；
10、终端与3GPP网络的会话通道建立，数据传输切换到3GPP网络。
本发明的上述实施例主要特点是在切换过程中不再使用“首先建立到目标网络的链接，等待切换完成后再断开与源网络的链接”方式，而是采用预先做好切换准备的方式，切换准备包括与目标网络的认证，IP地址的分配等过程；这样终端就可以切换到第二网络时，首先关闭第一网络的连接接口，然后打开与第二网络的连接接口，终端只需要重新关联到第二网络即可完成到第二网络的切换，从而避免了干扰问题，另外由于主要的切换准备工作在切换之前已经完成，可以提升切换的性能。
本发明的实施例还提供一种网络切换的装置，包括：
第一获得模块，用于通过终端当前接入的第一网络获得终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息；
处理模块，用于根据所述消息，与所述第二网络交互，完成所述切换前准备流程后，释放所述第一连接通道，使所述终端在释放所述第一连接通道后直接建立与所述第二网络的连接。
其中，在本发明的该装置的另一实施例中，还可以包括：
第二获得模块，用于在释放所述第一连接通道前，获得终端接入所述第二网络的IP地址；
第一发送模块，用于将所述IP地址通过所述第一连接通道发送给所述终端。
当所述第一网络为3GPP网络，所述第二网络为WLAN网络时，所述第一获得模块包括：
第一建立模块，用于建立与终端当前接入的第一网络连接的第一连接通道，所述第一连接通道是基于IP协议的三层隧道；
第一获得子模块，用于通过所述第一连接通道，获得经过所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息。
其中，所述处理模块包括：
第一解封装模块，用于对所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息进行解封装，获得所述切换前准备流程所需要的消息；
第二建立模块，用于建立与所述第二网络连接的第二连接通道，所述第二连接通道是基于无线接入点的控制和配置协议CAPWAP的三层隧道；
第二发送模块，用于通过所述第二连接通道将所述切换前准备流程所需要的消息发送给所述第二网络的认证网元；
第二获得子模块，用于获得所述认证网元认证成功后，反馈的认证确认消息。
在本发明的装置的另一实施例中，所述第一网络为WLAN网络，所述第二网络为3GPP网络；所述第一获得模块包括：
第三建立模块，用于与终端当前接入的第一网络的第一连接通道，所述第一连接通道是基于三层隧道协议的三层隧道；
第三获得子模块，用于通过所述第一连接通道，获得经过所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息。
所述处理模块包括：
第二解封装模块，用于对所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息进行解封装，获得所述切换前准备流程所需要的消息；
第四建立模块，用于建立与所述第二网络连接的PDP链路；
第三发送模块，用于通过所述PDP链路将所述PDP链路所需要的消息发送给所述第二网络的认证网元；
第四获得子模块，用于获得所述认证网元反馈的PDP链路激活确认后，反馈PDP链路激活成功的确认消息。
需要说明的是：该装置的实施例是与上述方法实施例相应的装置实施例，上述方法实施例中的所有实现手段均适用于该装置实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的实施例还提供一种网元，包括：如上所述的装置，优选的，所述网元为设置于WLAN网络的WiFi MGW网关，也可以是设置于3GPP网络的3GPP MGW网关。
本发明的实施例还提供一种网络系统，包括：第一网络，第二网络，还包括如上所述的网元。
具体的，如图5所示，为第一网络为3GPP网络，第二网络为WLAN网络的网络系统架构图，其中，WiFi MGW与WLAN接入网络和P-GW都分别有接口：WiFi MGW与WLAN接入网络之间使用IETF定义的CAPWAP作为接口协议；WiFi MGW与P-GW之间使用IP隧道作为接口协议。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种网络切换的方法，其特征在于，包括：
通过终端当前接入的第一网络获得终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息；
根据所述消息，与所述第二网络交互，完成所述切换前准备流程后，获得终端接入所述第二网络的IP地址；
将所述IP地址通过第一连接通道发送给所述终端；
释放所述第一连接通道，使所述终端在释放所述第一连接通道后直接建立与所述第二网络的连接；
所述第一网络为3GPP网络，所述第二网络为WLAN网络时，通过终端当前接入的第一网络，获得所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息的步骤包括：
建立与终端当前接入的第一网络连接的第一连接通道，所述第一连接通道是基于IP协议的三层隧道；
通过所述第一连接通道，获得经过所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息；
所述第一网络为WLAN网络，所述第二网络为3GPP网络时，通过终端当前接入的第一网络，获得所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息的步骤包括：
建立与终端当前接入的第一网络的第一连接通道，所述第一连接通道是基于三层隧道协议的三层隧道；
通过所述第一连接通道，获得经过所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一网络为3GPP网络，所述第二网络为WLAN网络时，所述切换前准备流程包括：
对所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息进行解封装，获得所述切换前准备流程所需要的消息；
建立与所述第二网络连接的第二连接通道，所述第二连接通道是基于无线接入点的控制和配置协议CAPWAP的三层隧道；
通过所述第二连接通道将所述切换前准备流程所需要的消息发送给所述第二网络的认证网元；
获得所述认证网元认证成功后，反馈的认证确认消息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，与所述3GPP网络连接的第一连接通道是与所述3GPP网络中的网关网元连接的第一连接通道；所述切换前准备流程所需要的消息包括：802.11二层的关联消息和连接认证消息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一网络为WLAN网络，所述第二网络为3GPP网络时，所述切换前准备流程包括：
对所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息进行解封装，获得所述切换前准备流程所需要的消息；
建立与所述第二网络连接的PDP链路；
通过所述PDP链路将所述PDP链路所需要的消息发送给所述第二网络的认证网元；
获得所述认证网元反馈的PDP链路激活确认后，反馈PDP链路激活成功的确认消息。
5.一种网络切换的装置，其特征在于，包括：
第一获得模块，用于通过终端当前接入的第一网络获得终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息；
处理模块，用于根据所述消息，与所述第二网络交互，完成所述切换前准备流程后，释放第一连接通道，使所述终端在释放所述第一连接通道后直接建立与所述第二网络的连接；
第二获得模块，用于在释放所述第一连接通道前，获得终端接入所述第二网络的IP地址；
第一发送模块，用于将所述IP地址通过所述第一连接通道发送给所述终端；
所述第一网络为3GPP网络，所述第二网络为WLAN网络时，所述第一获得模块用于：建立与终端当前接入的第一网络连接的第一连接通道，所述第一连接通道是基于IP协议的三层隧道；通过所述第一连接通道，获得经过所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息；
所述第一网络为WLAN网络，所述第二网络为3GPP网络时，所述第一获得模块用于：建立与终端当前接入的第一网络的第一连接通道，所述第一连接通道是基于三层隧道协议的三层隧道；通过所述第一连接通道，获得经过所述第一连接通道封装后的所述终端切换到第二网络时的切换前准备流程所需要的消息。
6.一种网元，其特征在于，包括：如权利要求5所述的装置。
7.一种网络系统，包括：第一网络，第二网络，其特征在于，还包括如权利要求6所述的网元。
8.一种网络切换的方法，其特征在于，包括：
建立与终端当前接入的3GPP网络连接的第一连接通道，所述第一连接通道是基于IP协议的三层隧道；
通过所述第一连接通道，获得经过所述第一连接通道封装后的所述终端切换到WLAN网络时的切换前准备流程所需要的消息；
对所述第一连接通道封装后的所述终端切换到WLAN网络时的切换前准备流程所需要的消息进行解封装，获得所述切换前准备流程所需要的消息；
根据所述消息，与所述WLAN网络交互，建立与所述WLAN网络连接的第二连接通道，所述第二连接通道是基于无线接入点的控制和配置协议CAPWAP的三层隧道；
通过所述第二连接通道将所述切换前准备流程所需要的消息发送给所述WLAN网络的认证网元；
获得所述认证网元认证成功后，反馈的认证确认消息；
获得终端接入所述WLAN网络的IP地址；
将所述IP地址通过所述第一连接通道发送给所述终端；
释放所述第一连接通道，使所述终端在释放所述第一连接通道后直接建立与所述WLAN网络的连接。
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