CN103747494A - 一种无线局域网中的切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种无线局域网中的切换方法及装置，源TWAG接收UE发送的用于指示从当前AP切换至目标AP的切换指示信息，并通过切换指示信息确定目标TWAG，向目标TWAG发送至少包括目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数的切换消息，目标TWAG通过切换消息确定出成对临时密钥后，将成对临时密钥发送至目标AP，目标TWAG向源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息，源TWAG将切换应答消息发送给UE，以便UE通过切换应答消息确定出成对临时密钥后，从当前AP切换至目标AP。本申请提供的无线局域网中的切换方法及装置能保证UE向目标AP切换时业务不中断。

Description

一种无线局域网中的切换方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线局域网中的切换方法及装置。

背景技术

3GPP定义了一种无线局域网WLAN接入演进的包交换核心(EvolvedPacket Core，EPC)网络的架构，如图1所示。图1中的Trusted WLAN AccessNetwork为可信WLAN接入网络，可信WLAN接入网络中包括可信WLAN接入网关(Trusted WLAN Access Gateway，TWAG)和接入点(Access Point，AP)。

UE连接到可信WLAN接入网络中的AP，AP连接到TWAG，TWAG再连接到包交换网关(PDN Gate Way，PGW)。TWAG是UE的第一跳路由器，UE的IP地址由PGW分配并发送给TWAG，UE再通过动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)等IP地址分配协议从TWAG获取IP地址。UE与TWAG之间有控制面信令，当前用于激活PDP连接获取IP地址。

发明人在实现本发明创造的过程中发现：当UE从当前AP切换到目标AP的时候，需要重新执行完整的鉴权和密钥协商，而重新执行完整的鉴权和密钥协商通常需要较长的时间，即UE从当前AP切换到目标AP所耗费的时间较长，在UE从当前AP切换到目标AP过程中，会导致VOIP等实时业务中断。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种无线局域网中的切换方法及装置，用以解决现有技术中UE从当前AP切换到目标AP所耗费的时间较长，在UE从当前AP切换到目标AP过程中，会导致VOIP等实时业务中断的问题，其技术方案如下：

第一方面，一种无线局域网中的切换方法，所述方法包括：

接收UE发送的用于指示从当前AP切换至目标AP的切换指示信息，并通过所述切换指示信息确定目标TWAG；

向所述目标TWAG发送至少包括所述目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数的切换消息，以便所述目标TWAG通过所述切换消息确定出成对临时密钥后，将所述成对临时密钥发送至所述目标AP；

接收所述目标TWAG返回的至少包括第二随机数的切换应答消息，并将所述切换应答消息发送给所述UE，以便所述UE通过所述切换应答消息确定出所述成对临时密钥后，从所述当前AP切换至所述目标AP。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述目标AP的标识信息为所述目标AP的BSSID，所述切换指示信息为切换请求消息，所述切换请求消息中至少包括所述目标AP的BSSID；

则通过所述切换指示信息确定目标TWAG，具体为：

基于预先配置的AP与TWAG的对应关系，通过所述切换请求消息中的所述目标AP的BSSID确定与所述目标AP对应的TWAG为所述目标TWAG。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述切换请求消息中还包括所述UE生成的用于安全协商的随机数，所述切换消息中的所述第一随机数为所述UE生成的所述随机数。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述目标AP的标识信息为所述目标AP的BSSID，所述切换指示信息为AP测量报告，所述AP测量报告包括AP的BSSID列表以及与所述AP的BSSID列表中的每个AP的BSSID对应的信号强度信息；

则通过所述切换指示信息确定目标TWAG，具体为：

依据所述AP测量报告中与每个AP的BSSID对应的信号强度信息从所述AP的BSSID列表中确定出所述目标AP；

基于预先配置的AP与TWAG的对应关系，确定与所述目标AP对应的TWAG为所述目标TWAG。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述切换消息中的所述第一随机数由所述源TWAG生成，所述切换应答消息中还包括所述目标AP的BSSID和所述第一随机数。

结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式、第一方面的第三种可能的实现方式和第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述切换应答消息中还包括所述目标TWAG的默认网关地址。

第二方面，一种无线局域网中的切换方法，包括：

接收源TWAG发送的至少包括目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数切换消息；

生成第二随机数并向所述源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息，以便所述UE通过所述切换应答消息确定成对临时密钥后，从所述当前AP切换至所述目标AP；

通过所述成对主密钥、所述第一随机数和所述第二随机数确定所述成对临时密钥，并依据所述目标AP的标识信息将所述成对临时密钥发送给所述目标AP。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述切换消息中还包括所述UE的MAC地址和所述当前业务指示信息，所述当前业务指示信息用于指示所述UE当前正在进行的业务。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述在接收到源TWAG发送的切换消息之后，所述向所述源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息之前，所述方法还包括：

向所述目标AP发送包括所述UE的MAC地址和所述当前业务指示信息的资源预留请求消息，以便所述目标AP依据所述当前业务指示信息为所述UE预留资源。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述方法还包括：

接收所述目标AP发送的切换完成指示信息，所述切换完成指示信息为所述目标AP在接受所述UE后发送的；

在接收到所述目标AP发送的切换完成指示信息之后，向PGW发送修改承载请求消息；

接收所述PGW发送的修改承载应答消息。

第三方面，一种无线局域网中的切换装置，包括：

第一接收单元，用于接收UE发送的用于指示从当前AP切换至目标AP的切换指示信息;

确定单元，用于通过所述切换指示信息确定目标TWAG；

第一发送单元，用于向所述目标TWAG发送至少包括所述目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数的切换消息，以便所述目标TWAG通过所述切换消息确定出成对临时密钥后，将所述成对临时密钥发送至所述目标AP；

第二接收单元，用于接收所述目标TWAG返回的至少包括第二随机数的切换应答消息；

第二发送单元，用于将所述切换应答消息发送给所述UE，以便所述UE通过所述切换应答消息确定出所述成对临时密钥后，从所述当前AP切换至所述目标AP。

结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述目标AP的标识信息为所述目标AP的BSSID，所述切换指示信息为切换请求消息，所述切换请求消息中至少包括所述目标AP的BSSID；

则所述确定单元，具体用于基于预存配置的AP与TWAG的对应关系，通过所述切换请求消息中的所述目标AP的BSSID确定与所述目标AP对应的TWAG为所述目标TWAG。

第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第二种可能的实现方式中，所述切换请求消息中还包括所述UE生成的用于安全协商的随机数，所述切换消息中的所述第一随机数为所述UE生成的所述随机数。

结合第三方面，在第三方面的第三种可能的实现方式中，所述目标AP的标识信息为所述目标AP的BSSID，所述切换指示信息为AP测量报告，所述AP测量报告包括AP的BSSID列表以及与所述AP的BSSID列表中的每个AP的BSSID对应的信号强度信息；

则所述确定单元，具体用于依据所述AP测量报告中与每个AP的BSSID对应的信号强度信息从所述AP的BSSID列表中确定出所述目标AP，然后基于预先配置的AP与TWAG的对应关系，确定与所述目标AP对应的TWAG为所述目标TWAG。

结合第三方面的第三种可能的实现方式，在第三方面的第四种可能的实现方式中所述切换消息中的所述第一随机数由所述源TWAG生成，所述切换应答消息中还包括所述目标AP的BSSID和所述第一随机数。

结合第三方面，第三方面的第一种可能的实现方式、第三方面的第二种可能的实现方式、第三方面的第三种可能的实现方式和第三方面的第四种可能的实现方式，在第三方面的第五种可能的实现方式中，所述切换应答消息中还包括所述目标TWAG的默认网关地址。

第四方面，一种无线局域网中的切换装置，包括：

第一接收单元，用于接收源TWAG发送的至少包括目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数切换消息；

随机数生成单元，用于生成第二随机数；

第一发送单元，用于向所述源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息，以便所述UE通过所述切换应答消息确定成对临时密钥后，从所述当前AP切换至所述目标AP；

确定单元，用于通过所述成对主密钥、所述第一随机数和所述第二随机数确定所述成对临时密钥；

第二发送单元，用于依据所述目标AP的标识信息将所述成对临时密钥发送给所述目标AP。

结合第四方面，在第四方面的第一种可能的实现方式中，所述切换消息中还包括所述UE的MAC地址和所述当前业务指示信息，所述当前业务指示信息用于指示所述UE当前正在进行的业务。

结合第四方面的第一种可能的实现方式，在第四方面的第二种可能的实现方式中，所述装置还包括：

第三发送单元，用于在所述第一接收单元接收到源TWAG发送的切换消息之后，所述第一发送单元向所述源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息之前，向所述目标AP发送包括所述UE的MAC地址和所述当前业务指示信息的资源预留请求消息，以便所述目标AP依据所述当前业务指示信息为所述UE预留资源。

结合第四方面的第二种可能的实现方式，在第四方面的第三种可能的实现方式中，所述装置还包括：

第二接收单元，用于接收所述目标AP发送的切换完成指示信息，所述切换完成指示信息为所述目标AP在接受所述UE后发送的；

第四发送单元，用于在接收到所述目标AP发送的切换完成指示信息之后，向PGW发送修改承载请求消息；

第三接收单元，用于接收所述PGW发送的修改承载应答消息。

上述技术方案具有如下有益效果：

现有技术中，当UE从当前AP切换到目标AP的时候，需要重新执行完整的鉴权和密钥协商，即现有技术必须在UE接入目标AP之后再进行鉴权和密钥协商，而进行鉴权和密钥协商耗时较长，这将导致VOIP等实时业务中断。本发明基于该问题提供了一种无线局域网中的切换方法及装置，该方法提前进行鉴权和密钥协商，即在UE接入目标AP之前进行鉴权和密钥协商，此时，UE还连接着原来的AP，切换到目标AP所需要执行的鉴权和密钥协商同时进行，一方面，在进行鉴权和密钥协商过程中，即在接入到目标AP之前，能够保证业务没有中断，另一方面，在目标AP有足够资源的情况下，在接入到目标AP之后，能够立即进行业务，从而使UE在接入到目标AP之后业务也不中断。另外，本发明还能在UE接入目标AP之前为UE预留资源，从而能够保证UE接入到目标AP之后业务也不中断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为WLAN接入演进的包交换核心EPC网络的架构图；

图2为本发明实施例提供的一种无线局域网中的切换方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种无线局域网中的切换方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种无线局域网中的切换方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的UE从当前AP切换到目标AP的一种实现方法的信令流程图；

图6为本发明实施例提供的UE从当前AP切换到目标AP的另一种实现方法的信令流程图；

图7为本发明实施例提供的一种无线局域网中的切换装置的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种无线局域网中的切换装置的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种无线局域网中的切换装置的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种TWAG的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的另一种TWAG的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如果站在源TWAG一侧来看本发明的技术方案，请参阅图2，为本发明实施例提供的一种无线局域网中的切换方法的流程示意图，该方法可以包括：

步骤S201：接收UE发送的切换指示信息。

其中，切换指示信息用于指示UE将从当前AP切换至目标AP。

在一种可能的实现方式中，UE发送的切换指示信息可以为切换请求消息，该切换请求消息用于请求从当前AP切换到目标AP。切换请求消息中包括目标AP的标识信息和UE产生的第一随机数，目标AP的标识信息可以目标AP的BSSID。

在另一种可能的实现方式中，切换指示信息可以为AP测量报告。该AP测量报告包括AP的BSSID列表以及与AP的BSSID列表中的每个AP的BSSID对应的信号强度信息。其中，信号强度信息用于标识与其对应的AP的信号强度。

步骤S202：通过切换指示信息确定目标TWAG。

在一种可能的实现方式中，源TWAG预先配置AP与TWAG的对应关系，则当切换指示信息为切换请求消息时，通过切换指示信息确定目标TWAG，具体为：基于预先配置的AP与TWAG的对应关系，通过切换请求消息中的目标AP的BSSID确定与目标AP对应的TWAG为目标TWAG。

在另一种可能的实现方式中，当切换指示信息为AP测量报告时，通过切换指示信息确定目标TWAG，具体为：先依据AP测量报告中与每个AP的BSSID对应的信号强度信息从AP的BSSID列表中确定出目标AP，然后基于预先配置的AP与TWAG的对应关系，确定与目标AP对应的TWAG为目标TWAG。信号强度信息用于标识与其对应的AP的信号强度。

步骤S203：在确定出目标TWAG后，向目标TWAG发送切换消息，以便目标TWAG通过切换消息确定出成对临时密钥后，将对临时密钥发送至目标AP。

其中，切换消息中至少可以包括目标AP的BSSID、成对主密钥和第一随机数。

步骤S204：接收目标TWAG返回的切换应答消息。

其中，该切换应答消息中可以包括第二随机数，还可以包括目标TWAG的默认网关地址。

步骤S205：将切换应答消息发送给UE，以便UE通过切换应答消息确定出成对临时密钥后，从当前AP切换至目标AP。

现有技术中，当UE从当前AP切换到目标AP的时候，需要重新执行完整的鉴权和密钥协商，即现有技术必须在UE接入目标AP之后再进行鉴权和密钥协商，而进行鉴权和密钥协商耗时较长，这将导致VOIP等实时业务中断。本发明基于该问题提供了一种无线局域网中的切换方法，该方法提前进行鉴权和密钥协商，即在UE接入目标AP之前进行鉴权和密钥协商，此时，UE还连接着原来的AP，切换到目标AP所需要执行的鉴权和密钥协商同时进行，一方面，在进行鉴权和密钥协商过程中，即在接入到目标AP之前，能够保证业务没有中断，另一方面，在目标AP有足够资源的情况下，在接入到目标AP之后，能够立即进行业务，从而使得UE在接入到目标AP之后业务也不中断。

如果站在目标TWAG一侧来看本发明的技术方案，请参阅图3，为本发明实施例提供的一种无线局域网中的切换方法的流程示意图，该方法可以包括：

步骤S301：接收源TWAG发送的切换消息。

其中，源TWAG发送的切换消息中至少包括目标AP的BSSID、成对主密钥和第一随机数。

步骤S302：生成第二随机数，并向源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息，以便UE通过切换应答消息确定成对临时密钥后，从当前AP切换至目标AP。

步骤S303：通过成对主密钥、第一随机数和第二随机数确定成对临时密钥。

步骤S304：依据目标AP的BSSID将成对临时密钥发送给目标AP。

现有技术中，当UE从当前AP切换到目标AP的时候，需要重新执行完整的鉴权和密钥协商，即现有技术必须在UE接入目标AP之后再进行鉴权和密钥协商，而进行鉴权和密钥协商耗时较长，这将导致VOIP等实时业务中断。本发明基于该问题提供了一种无线局域网中的切换方法，该方法提前进行鉴权和密钥协商，即在UE接入目标AP之前进行鉴权和密钥协商，此时，UE还连接着原来的AP，切换到目标AP所需要执行的鉴权和密钥协商同时进行，一方面，在进行鉴权和密钥协商过程中，即在接入到目标AP之前，能够保证业务没有中断，另一方面，在目标AP有足够资源的情况下，在接入到目标AP之后，能够立即进行业务，从而能够保证在接入到目标AP之后业务也不中断。

如果站在目标TWAG一侧来看本发明的技术方案，请参阅图4，为本发明实施例提供的另一种无线局域网中的切换方法的流程示意图，该方法可以包括：

步骤S401：接收源TWAG发送的切换消息。

其中，切换消息中包括目标AP的BSSID、成对主密钥、第一随机数、当前业务指示信息和UE的MAC地址。当前业务指示信息用于指示UE当前正在进行的业务，如VOIP业务、视频业务等。

步骤S402：向目标AP发送包括UE的MAC地址和当前业务指示信息的资源预留请求消息，以便目标AP依据当前业务指示信息为UE预留资源。

步骤S403：生成第二随机数，并向源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息，以便UE在通过切换应答消息确定成对临时密钥后，从当前AP切换至目标AP。

步骤S404：通过成对主密钥、第一随机数和第二随机数确定成对临时密钥。

步骤S405：依据目标AP的BSSID将成对临时密钥发送给目标AP。

现有技术中，当UE从当前AP切换到目标AP的时候，需要重新执行完整的鉴权和密钥协商，即现有技术必须在UE接入目标AP之后再进行鉴权和密钥协商，而进行鉴权和密钥协商耗时较长，这将导致VOIP等实时业务中断。本发明基于该问题提供了一种无线局域网中的切换方法，该方法提前进行鉴权和密钥协商，并在目标AP为UE预留资源，即在UE接入目标AP之前进行鉴权和密钥协商，此时，UE还连接着原来的AP，切换到目标AP所需要执行的鉴权和密钥协商同时进行，一方面，在进行鉴权和密钥协商过程中，即在接入到目标AP之前，能够保证业务没有中断，另一方面，由于预先为UE预留了资源，因此，在接入到目标AP之后，能够立即进行业务，从而能够保证在接入到目标AP之后业务也不中断。

在上述实施例的基础上，下面通过UE、源TWAG、目标TWAG、目标AP、PGW之间的信令交互来详细说明，本发明的技术方案中UE如何从当前AP切换到目标AP。图5示出了UE从当前AP切换到目标AP的一种实现方法的信令流程图，该方法可以包括：

步骤S501：UE向源TWAG发送切换请求消息。

其中，切换请求消息用于请求从当前AP切换到目标AP。

切换请求消息中包括：目标AP的BSSID，以及，由UE产生的第一随机数SNone。

步骤S502：源TWAG接收到UE发送的切换请求消息后，通过切换请求消息中的目标AP的BSSID确定目标TWAG。

在一种可能的实现方式中，源TWAG可预先存储AP与TWAG的对应关系，具体的，AP与TWAG的对应关系为AP的BSSID与TWAG标识的对应关系表。当源TWAG接收到切换请求消息时，从切换请求消息中提取目标AP的BSSID，然后在对应关系表中查找与目标AP的BSSID相同的BSSID，将与查找到的BSSID对应的TWAG标识作为第一标识，确定该第一标识所标识的TWAG为目标TWAG。

在另一种可能的实现方式中，当源TWAG接收到切换请求消息时，配置AP与TWAG的对应关系，然后基于配置的AP与TWAG的对应关系通过切换请求消息中目标AP的BSSID确定目标TWAG。基于配置的AP与TWAG的对应关系通过目标AP的BSSID确定目标TWAG的方式与上述方式相同，在此不作赘述。

步骤S503：源TWAG向目标TWAG发送切换消息。

其中，切换消息中可以包括成对主密钥(Pairwise Mater Key，PMK)、第一随机数SNone和目标AP的BSSID，还可以包括UE的MAC地址，以及用于指示UE当前正在进行的业务的当前业务指示信息，示例性的，当前业务指示信息用于指示UE当前正在进行VOIP业务或视频业务。

其中，第一随机数SNone和目标AP的BSSID从切换请求消息中获得。

其中，成对主密钥PMK、UE的MAC地址以及当前业务指示信息是已知的。具体的，当UE接入WLAN网络的时候，在UE和WLAN网络侧都会按照一定的算法计算出一个成对主密钥PMK，用于进一步计算成对临时密钥(Pairwise Transient Key，PTK)。PTK用于空口加密与完整性保护。UE进行的所有业务都经过TWAG，因此，TWAG知道UE具体的业务，包括VOIP视频等。由于UE的MAC地址在每个用户面数据包里都有，这些包会直接发给TWAG，因此，TWAG知道UE的MAC地址。

步骤S504：目标TWAG向目标AP发送资源预留请求消息。

其中，资源预留请求消息用于请求目标AP为UE预留资源。

具体的，目标TWAG在接收到切换消息后，从切换消息中提取出目标AP的BSSID、UE的MAC地址、当前业务指示信息等信息，生成资源预留请求消息，该资源预留请求消息中包括UE的MAC地址和当前业务指示信息，然后通过目标AP的BSSID将资源预留请求消息发送至目标AP。

步骤S505：目标AP接收到资源预留请求消息后，依据资源预留请求消息中的当前业务指示信息为UE预留资源。

目标AP接收到资源预留请求消息后，通过当前业务指示信息确定自己的资源是否支持UE当前正在进行的业务，如果支持，则为UE预留资源。

步骤S506：目标TWAG产生第二随机数ANonce，并向源TWAG发送切换应答消息。

其中，切换应答消息中包括第二随机数ANonce和目标TWAG的默认网关地址。默认网关地址可能包括其IP地址和MAC地址。

步骤S507：源TWAG将切换应答消息转发给UE。

步骤S508：UE通过成对主密钥PMK、第一随机数SNone和第二随机数ANonce计算成对临时密钥PTK，目标TWAG也通过成对主密钥PMK、第一随机数SNone和第二随机数ANonce计算成对临时密钥PTK。

步骤S509：UE向目标AP发送重关联消息。

其中，重关联消息使用计算得到的临时密钥PTK进行加密。

步骤S510：目标AP接受UE，并向目标TWAG发送重关联消息。

其中，向目标TWAG发送的重关联消息中包括切换完成指示信息。

步骤S511：目标TWAG进行承载修改，向PGW发送修改承载请求消息。

步骤S512：接收PGW发送修改承载应答消息。

本发明实施例提供的UE从当前AP切换到目标AP实现方法，提前进行鉴权和密钥协商，并在目标AP为UE预留资源，即在UE接入目标AP之前进行鉴权和密钥协商，此时，UE还连接着原来的AP，切换到目标AP所需要执行的鉴权和密钥协商同时进行，一方面，在进行鉴权和密钥协商过程中，即在接入到目标AP之前，能够保证业务没有中断，另一方面，由于预先为UE预留了资源，因此，在接入到目标AP之后，能够立即进行业务，从而能够保证在接入到目标AP之后业务也不中断。

请参阅图6，为本发明实施例提供的UE从当前AP切换到目标AP的另一种实现方法的信令流程图，该方法可以包括：

步骤S601：UE向源TWAG发送AP测量报告。

其中，AP测量报告包括AP的BSSID列表以及与AP的BSSID列表中的每个AP的BSSID对应的信号强度信息。

步骤S602：源TWAG接收到UE发送的AP测量报告后，通过AP测量报告确定目标TWAG。

具体的，源TWAG通过与AP的BSSID列表中的每个AP的BSSID对应的信号强度信息从AP的BSSID列表确定出目标AP的BSSID。示例性的，源TWAG通过信号强度信息确定信号强度最大的AP，并将信号强度最大的AP作为目标AP，从AP列表中提取信号强度最大的AP的BSSID，得到目标AP的BSSID。

步骤S603：源TWAG生成第一随机数SNone，并向目标TWAG发送切换消息。

其中，切换消息中可以包括成对主密钥(Pairwise Mater Key，PMK)、第一随机数SNone和目标AP的BSSID，还可以包括UE的MAC地址，以及用于指示UE当前正在进行的业务的当前业务指示信息，示例性的，当前业务指示信息用于指示UE当前正在进行VOIP业务或视频业务。

其中，成对主密钥PMK、UE的MAC地址以及当前业务指示信息是已知的。具体的，当UE接入WLAN网络的时候，在UE和WLAN网络侧都会按照一定的算法计算出一个成对主密钥PMK，用于进一步计算成对临时密钥(Pairwise Transient Key，PTK)。PTK用于空口加密与完整性保护。UE进行的所有业务都经过TWAG，因此，TWAG知道UE具体的业务，包括VOIP视频等。由于UE的MAC地址在每个用户面数据包里都有，这些包会直接发给TWAG，因此，TWAG知道UE的MAC地址。

步骤S604：目标TWAG向目标AP发送资源预留请求消息。

在本实施例中，目标TWAG通过CAPWAP协议向目标AP发送资源预留请求消息。

其中，资源预留请求消息用于请求目标AP为UE预留资源。

具体的，目标TWAG在接收到切换消息后，从切换消息中提取出目标AP的BSSID、UE的MAC地址、当前业务指示信息等信息，生成资源预留请求消息，该资源预留请求消息中包括UE的MAC地址和当前业务指示信息，然后通过目标AP的BSSID将资源预留请求消息发送至目标AP。

步骤S605：目标AP接收到资源预留请求消息后，依据资源预留请求消息中的当前业务指示信息为UE预留资源。

目标AP接收到资源预留请求消息后，通过当前业务指示信息确定自己的资源是否支持UE当前正在进行的业务，如果支持，则为UE预留资源。

步骤S606：目标TWAG生成第二随机数ANonce，并向源TWAG发送切换应答消息。

其中，切换应答消息中可以包括目标AP的BSSID、第一随机数SNone、第二随机数ANonce和目标TWAG默认网关地址。默认网关地址可能包括其IP地址和MAC地址。

步骤S607：源TWAG将切换应答消息转发给UE。

在本实施例中，切换应答消息中包括了第一随机数SNone。在另一种可能的实现方式中，切换应该消息可不包括第一随机数SNone。由于第一随机数SNone由源TWAG产生，因此，当源TWAG接收到切换应答消息后，可将其生成的第一随机数SNone添加至切换应答消息中。

步骤S608：UE通过成对主密钥PMK，以及切换应答消息中的第一随机数SNone和第二随机数ANonce计算成对临时密钥PTK，目标TWAG也通过成对主密钥PMK、第一随机数SNone和第二随机数ANonce计算成对临时密钥PTK。

步骤S609：UE向目标AP发送重关联消息。

其中，重关联消息使用计算得到的临时密钥PTK进行加密。

步骤S610：目标AP接受UE，并向目标TWAG发送重关联消息。

其中，向目标TWAG发送的重关联消息中包括切换完成指示信息。

步骤S611：目标TWAG进行承载修改，向PGW发送修改承载请求消息。

步骤S612：接收PGW发送修改承载应答消息。

本发明实施例提供的UE从当前AP切换到目标AP实现方法，提前进行鉴权和密钥协商，并在目标AP为UE预留资源，即在UE接入目标AP之前进行鉴权和密钥协商，此时，UE还连接着原来的AP，切换到目标AP所需要执行的鉴权和密钥协商同时进行，一方面，在进行鉴权和密钥协商过程中，即在接入到目标AP之前，能够保证业务没有中断，另一方面，由于预先为UE预留了资源，因此，在接入到目标AP之后，能够立即进行业务，从而能够保证在接入到目标AP之后业务也不中断。

请参阅图7，为本发明实施例提供的一种无线局域网中的切换装置的结构示意图，该装置应用于源TWAG，该装置可以包括：第一接收单元701、确定单元702、第一发送单元703、第二接收单元704和第二发送单元705。其中：

第一接收单元701，用于接收UE发送的用于指示从当前AP切换至目标AP的切换指示信息。

确定单元702，用于通过切换指示信息确定目标TWAG。

第一发送单元703，用于向目标TWAG发送至少包括目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数的切换消息，以便目标TWAG通过所述切换消息确定出成对临时密钥后，将对临时密钥发送至目标AP。

第二接收单元704，用于接收目标TWAG返回的至少包括第二随机数的切换应答消息。

第二发送单元705，用于将切换应答消息发送给UE，以便UE通过切换应答消息确定出成对临时密钥后，从当前AP切换至目标AP。

本发明实施例提供的无线局域网中的切换装置，提前进行鉴权和密钥协商，即在UE接入目标AP之前进行鉴权和密钥协商，此时，UE还连接着原来的AP，切换到目标AP所需要执行的鉴权和密钥协商同时进行，一方面，在进行鉴权和密钥协商过程中，即在接入到目标AP之前，能够保证业务没有中断，另一方面，在目标AP有足够资源的情况下，在接入到目标AP之后，能够立即进行业务，从而能够保证在接入到目标AP之后业务也不中断。

在一种可能的实现方式中，目标AP的标识信息为目标AP的BSSID，切换指示信息为切换请求消息，切换请求消息中至少包括所述目标AP的BSSID。则确定单元702，具体用于基于预存配置的AP与TWAG的对应关系，通过所述切换请求消息中的所述目标AP的BSSID确定与所述目标AP对应的TWAG为所述目标TWAG。

其中，切换请求消息中还包括UE生成的用于安全协商的随机数，切换消息中的第一随机数为UE生成的随机数。

在另一种可能的实现方式中，目标AP的标识信息为目标AP的BSSID，切换指示信息为AP测量报告，AP测量报告包括AP的BSSID列表以及与AP的BSSID列表中的每个AP的BSSID对应的信号强度信息。则确定单元702，具体用于先依据AP测量报告中与每个AP的BSSID对应的信号强度信息从AP的BSSID列表中确定出目标AP，然后基于预先配置的AP与TWAG的对应关系，确定与目标AP对应的TWAG为目标TWAG。

其中，切换消息中的第一随机数由源TWAG生成，切换应答消息中还包括目标AP的BSSID和第一随机数。

上述实施例中的切换应答消息中还包括目标TWAG的默认网关地址。

请参阅图8，为本发明实施例提供的一种无线局域网中的切换装置的结构示意图，该装置应用于目标TWAG，该装置可以包括：第一接收单元801、随机数生成单元802、第一发送单元803、确定单元804和第二发送单元805。其中：

第一接收单元801，用于接收源TWAG发送的至少包括目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数切换消息。

随机数生成单元802，用于生成第二随机数。

第一发送单元803，用于向源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息，以便UE通过切换应答消息确定成对临时密钥后，从当前AP切换至目标AP。

确定单元804，用于通过成对主密钥、第一随机数和第二随机数确定成对临时密钥。

第二发送单元805，用于依据目标AP的标识信息将成对临时密钥发送给目标AP。

本发明实施例提供的无线局域网中的切换装置，提前进行鉴权和密钥协商，即在UE接入目标AP之前进行鉴权和密钥协商，此时，UE还连接着原来的AP，切换到目标AP所需要执行的鉴权和密钥协商同时进行，一方面，在进行鉴权和密钥协商过程中，即在接入到目标AP之前，能够保证业务没有中断，另一方面，在目标AP有足够资源的情况下，在接入到目标AP之后，能够立即进行业务，从而能够保证在接入到目标AP之后业务也不中断。

请参阅图9，为本发明实施例提供的另一种无线局域网中的切换装置的结构示意图，该装置应用于目标TWAG，与上述实施例不同的是，该装置除了可以包括第一接收单元801、随机数生成单元802、第一发送单元803、确定单元804和第二发送单元805外，还可以包括第三发送单元901、第二接收单元902、第四发送单元903和第三接收单元904。

其中，第一接收单元801接收的切换消息中还包括当前业务指示信息和UE的MAC地址，当前业务指示信息用于指示UE当前正在进行的业务。

第三发送单元，用于在第一接收单元801接收到源TWAG发送的切换消息之后，第一发送单元803向源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息之前，向目标AP发送包括UE的MAC地址和当前业务指示信息的资源预留请求消息，以便目标AP依据当前业务指示信息为UE预留资源。

第二接收单元，用于接收目标AP发送的切换完成指示信息，切换完成指示信息为目标AP在接受UE后发送的。

第四发送单元，用于在接收到目标AP发送的切换完成指示信息之后，向PGW发送修改承载请求消息。

第三接收单元，用于接收PGW发送的修改承载应答消息。

本发明实施例提供的无线局域网中的切换装置，该方法提前进行鉴权和密钥协商，并在目标AP为UE预留资源，即在UE接入目标AP之前进行鉴权和密钥协商，此时，UE还连接着原来的AP，切换到目标AP所需要执行的鉴权和密钥协商同时进行，一方面，在进行鉴权和密钥协商过程中，即在接入到目标AP之前，能够保证业务没有中断，另一方面，由于预先为UE预留了资源，因此，在接入到目标AP之后，能够立即进行业务，从而能够保证在接入到目标AP之后业务也不中断。

图7所示的无线局域网中的切换装置，在实际应用中，具体应用于TWAG中，该TWAG作为源TWAG，部署图7所示的无线局域网中的切换装置的TWAG备，可以保证UE从当前AP切换到目标AP时业务不中断。

请参见图10，为本发明实施例提供的一种TWAG的结构示意图，该TWAG作为源TWAG，至少可以包括存储器1001和通过通信总线与存储器1001连接的处理器1002。

存储器1001，用于存储一组第一程序指令，该存储器可以是高速RAM存储器，也可能是非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器等。

处理器1002，用于调用存储器1001存储的第一程序指令，执行如下操作：

接收UE发送的用于指示从当前AP切换至目标AP的切换指示信息，并通过切换指示信息确定目标TWAG；

向目标TWAG发送至少包括目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数的切换消息，以便目标TWAG通过切换消息确定出成对临时密钥后，将对临时密钥发送至目标AP；

接收目标TWAG返回的至少包括第二随机数的切换应答消息，并将切换应答消息发送给UE，以便UE通过切换应答消息确定出成对临时密钥后，从当前AP切换至目标AP。

图8或图9所示的无线局域网中的切换装置，在实际应用中，具体应用于TWAG中，该TWAG作为目标TWAG，部署图8或图9所示的无线局域网中的切换装置的TWAG备，可以保证UE从当前AP切换到目标AP时业务不中断。

请参见图11，为本发明实施例提供的一种TWAG的结构示意图，该TWAG作为目标TWAG，至少可以包括存储器1101和通过通信总线与存储器1101连接的处理器1102。

存储器1101，用于存储一组第一程序指令，该存储器可以是高速RAM存储器，也可能是非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器等。

处理器1102，用于调用存储器1001存储的第一程序指令，执行如下操作：

接收源TWAG发送的至少包括目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数切换消息；

生成第二随机数并向源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息，以便UE通过切换应答消息确定成对临时密钥后，从当前AP切换至目标AP；

通过成对主密钥、第一随机数和第二随机数确定成对临时密钥，并依据目标AP的标识信息将成对临时密钥发送给所述目标AP。

处理器1102执行的操作还可以包括：在接收到源TWAG发送的切换消息之后，向所述源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息之前，向目标AP发送包括UE的MAC地址和当前业务指示信息的资源预留请求消息，以便目标AP依据当前业务指示信息为UE预留资源。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (20)

1.一种无线局域网中的切换方法，其特征在于，所述方法包括：

接收UE发送的用于指示从当前AP切换至目标AP的切换指示信息，并通过所述切换指示信息确定目标TWAG；

向所述目标TWAG发送至少包括所述目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数的切换消息，以便所述目标TWAG通过所述切换消息确定出成对临时密钥后，将所述成对临时密钥发送至所述目标AP；

接收所述目标TWAG返回的至少包括第二随机数的切换应答消息，并将所述切换应答消息发送给所述UE，以便所述UE通过所述切换应答消息确定出所述成对临时密钥后，从所述当前AP切换至所述目标AP。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标AP的标识信息为所述目标AP的BSSID，所述切换指示信息为切换请求消息，所述切换请求消息中至少包括所述目标AP的BSSID；

则通过所述切换指示信息确定目标TWAG，具体为：

基于预先配置的AP与TWAG的对应关系，通过所述切换请求消息中的所述目标AP的BSSID确定与所述目标AP对应的TWAG为所述目标TWAG。

3.根据权利2所述的方法，其特征在于，所述切换请求消息中还包括所述UE生成的用于安全协商的随机数，所述切换消息中的所述第一随机数为所述UE生成的所述随机数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标AP的标识信息为所述目标AP的BSSID，所述切换指示信息为AP测量报告，所述AP测量报告包括AP的BSSID列表以及与所述AP的BSSID列表中的每个AP的BSSID对应的信号强度信息；

则通过所述切换指示信息确定目标TWAG，具体为：

依据所述AP测量报告中与每个AP的BSSID对应的信号强度信息从所述AP的BSSID列表中确定出所述目标AP；

基于预先配置的AP与TWAG的对应关系，确定与所述目标AP对应的TWAG为所述目标TWAG。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述切换消息中的所述第一随机数由所述源TWAG生成，所述切换应答消息中还包括所述目标AP的BSSID和所述第一随机数。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述方法，其特征在于，所述切换应答消息中还包括所述目标TWAG的默认网关地址。

7.一种无线局域网中的切换方法，其特征在于，包括：

接收源TWAG发送的至少包括目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数切换消息；

生成第二随机数并向所述源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息，以便所述UE通过所述切换应答消息确定成对临时密钥后，从所述当前AP切换至所述目标AP；

通过所述成对主密钥、所述第一随机数和所述第二随机数确定所述成对临时密钥，并依据所述目标AP的标识信息将所述成对临时密钥发送给所述目标AP。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述切换消息中还包括所述UE的MAC地址和所述当前业务指示信息，所述当前业务指示信息用于指示所述UE当前正在进行的业务。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在接收到源TWAG发送的切换消息之后，所述向所述源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息之前，所述方法还包括：

向所述目标AP发送包括所述UE的MAC地址和所述当前业务指示信息的资源预留请求消息，以便所述目标AP依据所述当前业务指示信息为所述UE预留资源。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述目标AP发送的切换完成指示信息，所述切换完成指示信息为所述目标AP在接受所述UE后发送的；

在接收到所述目标AP发送的切换完成指示信息之后，向PGW发送修改承载请求消息；

接收所述PGW发送的修改承载应答消息。

11.一种无线局域网中的切换装置，其特征在于，包括：

第一接收单元，用于接收UE发送的用于指示从当前AP切换至目标AP的切换指示信息;

确定单元，用于通过所述切换指示信息确定目标TWAG；

第一发送单元，用于向所述目标TWAG发送至少包括所述目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数的切换消息，以便所述目标TWAG通过所述切换消息确定出成对临时密钥后，将所述成对临时密钥发送至所述目标AP；

第二接收单元，用于接收所述目标TWAG返回的至少包括第二随机数的切换应答消息；

第二发送单元，用于将所述切换应答消息发送给所述UE，以便所述UE通过所述切换应答消息确定出所述成对临时密钥后，从所述当前AP切换至所述目标AP。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述目标AP的标识信息为所述目标AP的BSSID，所述切换指示信息为切换请求消息，所述切换请求消息中至少包括所述目标AP的BSSID；

则所述确定单元，具体用于基于预存配置的AP与TWAG的对应关系，通过所述切换请求消息中的所述目标AP的BSSID确定与所述目标AP对应的TWAG为所述目标TWAG。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述切换请求消息中还包括所述UE生成的用于安全协商的随机数，所述切换消息中的所述第一随机数为所述UE生成的所述随机数。

14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述目标AP的标识信息为所述目标AP的BSSID，所述切换指示信息为AP测量报告，所述AP测量报告包括AP的BSSID列表以及与所述AP的BSSID列表中的每个AP的BSSID对应的信号强度信息；

则所述确定单元，具体用于依据所述AP测量报告中与每个AP的BSSID对应的信号强度信息从所述AP的BSSID列表中确定出所述目标AP，然后基于预先配置的AP与TWAG的对应关系，确定与所述目标AP对应的TWAG为所述目标TWAG。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述切换消息中的所述第一随机数由所述源TWAG生成，所述切换应答消息中还包括所述目标AP的BSSID和所述第一随机数。

16.根据权利要求11～15中任意一项所述的装置，其特征在于，所述切换应答消息中还包括所述目标TWAG的默认网关地址。

17.一种无线局域网中的切换装置，其特征在于，包括：

第一接收单元，用于接收源TWAG发送的至少包括目标AP的标识信息、成对主密钥和第一随机数切换消息；

随机数生成单元，用于生成第二随机数；

第一发送单元，用于向所述源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息，以便所述UE通过所述切换应答消息确定成对临时密钥后，从所述当前AP切换至所述目标AP；

确定单元，用于通过所述成对主密钥、所述第一随机数和所述第二随机数确定所述成对临时密钥；

第二发送单元，用于依据所述目标AP的标识信息将所述成对临时密钥发送给所述目标AP。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述切换消息中还包括所述UE的MAC地址和所述当前业务指示信息，所述当前业务指示信息用于指示所述UE当前正在进行的业务。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三发送单元，用于在所述第一接收单元接收到源TWAG发送的切换消息之后，所述第一发送单元向所述源TWAG发送至少包括第二随机数的切换应答消息之前，向所述目标AP发送包括所述UE的MAC地址和所述当前业务指示信息的资源预留请求消息，以便所述目标AP依据所述当前业务指示信息为所述UE预留资源。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二接收单元，用于接收所述目标AP发送的切换完成指示信息，所述切换完成指示信息为所述目标AP在接受所述UE后发送的；

第四发送单元，用于在接收到所述目标AP发送的切换完成指示信息之后，向PGW发送修改承载请求消息；

第三接收单元，用于接收所述PGW发送的修改承载应答消息。

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