CN1232079C - 无线局域网与移动通信系统互通时的用户主动下线处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种在无线局域网(WLAN)与移动通信网络互通时的用户主动下线的处理方法，WLAN接入网经验证、鉴权、记帐(AAA)服务器与移动通信网相连。当用户请求下线时，只有当确认在线计费系统(OCS)对该用户停止计费成功并且归属签约用户服务器/归属位置寄存器(HSS/HLR)对用户信息注销成功时，AAA服务器才命令接入网与该用户断开连接。因此当根据用户认证通过与注销之间的时间间隔来计算用户业务使用时长时，不会出现用户虽然下线但由于未在HSS/HLR内成功注销而引起的计费错误，也不会导致HSS/HLR中用户信息与AAA服务器中用户信息的不一致。

Description

无线局域网与移动通信系统互通时的用户主动下线处理方法
技术领域
本发明涉及无线局域网(WLAN)与移动通信系统的互通方法，特别涉及一种WLAN与第三代移动通信方法互通过程中的无线局域网用户主动下线处理方法。
背景技术
随着无线局域网(WLAN)技术的兴起和发展，其应用日益广泛，因此WLAN与无线移动通信网(包括GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000)的融合正成为当前研究的重点。例如第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化组织已经提出了一系列WLAN系统与3GPP系统互通的标准(具体参见3GPP标准化组织在2002年8月颁布的22.934标准和23.234标准)。
图1示出了WLAN系统与3GPP系统互通的简化网络结构模型。WLAN接入网(带或不带中间网络)在功能上相当于移动通信系统中的无线接入网，如图1所示，其与用户设备(UE)和3GPP归属网络相连，从而为接入WLAN接入网的UE提供享用3GPP系统资源和业务的接口。WLAN接入网还与外部因特网(internet)或企业网(intranet)相连从而使WLAN网络的用户也可以享用外部因特网的资源和业务。
3GPP网络系统包括验证、鉴权和记帐服务器(以下简称为AAA服务器或AAA服务器)、归属签约用户服务器/归属位置寄存器(HSS/HLR)、计费网关/计费收集功能(CGw/CCF)和在线计费系统(OCS)。其中，AAA服务器用于从HLR/HSS获取签约用户的认证信息和签约配置文件并根据从HSS/HLR获取的认证信息对3GPP签约用户进行验证；HSS/HLR用于存储3GPP签约用户的认证和签约信息；OCS用于在线收集计费信息并当签约用户帐户中的费用耗尽时通知WLAN网断开与用户的连接；CGw/CCF用于为后付费用户收集计费信息。
在图1中，WLAN接入网与3GPP系统内的AAA服务器之间通过Wr和Wb接口通信，其中Wr接口采用RADIUS/DIAMETER协议，可传输用户认证和授权信息，Wb接口也采用RADIUS/DIAMETER协议，可传输记帐信息；AAA服务器与HSS/HLR之间通过Wx接口通信，其采用MAP或DIAMETER协议，可传输用户认证、签约配置信息；AAA服务器与OCS之间通过Wo接口通信，其采用DIAMETER协议，可传输在线计费信息。当WLAN用户欲通过WLAN网接入到3GPP网络或外部Internet/Intranet时，首先由AAA服务器对用户身份进行验证并在验证成功的基础上授权用户接入WLAN接入网，随后AAA服务器将该WLAN用户的标识符和所属AAA服务器地址在HSS/HLR内注册。至此，该WLAN用户方可使用WLAN网络。在上述WLAN与3GPP网络的互通过程中，虽然实现了AAA服务器对WLAN用户身份的验证、授权、注册以及HSS/HLR发起的用户注销、配置文件检索和配置文件更新过程，但是未定义AAA服务器主动发起的用户注销过程。这将导致出现下列异常情况，具体而言，当WLAN用户主动下线或该用户为预付费用户并且帐户金额即将耗尽时，由于未定义AAA服务器主动请求HSS/HLR注销WLAN用户的过程，因此WLAN用户只能断开UE与AAA服务器之间的连接，而HSS/HLR中仍然保留该WLAN用户的信息。又由于运营网络一般是根据用户认证通过与注销之间的时间间隔来计算用户业务使用时长的，所以如果因客户端异常关机或者异常运行而导致无法发出注销消息，则虽然客户端已经下线，但是计费过程仍在继续，从而将导致计费错误。
发明内容
针对上述缺陷，本发明提出一种在无线局域网(WLAN)与第三代移动通信系统互通时的用户主动下线的处理方法，它能够确保HSS/HLR注销下线用户的信息，因此不会产生上述计费错误。
为达到上述发明目的，在按照本发明的无线局域网(WLAN)与移动通信系统互通时的WLAN用户主动下线方法中，当一个WLAN用户向WLAN接入网请求与其断开时，包括以下步骤：
(1)WLAN接入网向验证、鉴权、记帐(AAA)服务器发送对该用户停止计费的消息；
(2)AAA服务器确认在线计费系统(OCS)对该用户停止计费操作是否成功和归属签约用户服务器/归属位置寄存器(HSS/HLR)对用户信息注销操作是否成功；以及
(3)如果AAA服务器确认OCS对该用户停止计费操作成功并且HSS/HLR对用户信息注销操作成功，则命令WLAN接入网与该用户断开连接。
在上述方法中，所述WLAN用户为预付费业务用户，如果其帐户中的金额小于预先设定的余额，则OCS通知该用户向WLAN接入网发送下线请求。
在上述方法中，比较好的是，所述步骤(2)包括以下步骤：
(2a)AAA服务器响应WLAN接入网向其发送的对该用户停止计费的消息，向在线计费系统(OCS)发送请求停止对该用户计费的消息；
(2b)OCS响应AAA服务器向其发送的请求停止计费消息，停止对该用户的计费操作并向归属签约用户服务器/归属位置寄存器(HSS/HLR)发送请求注销该用户信息的消息；
(2c)HSS/HLR响应OCS向其发送的请求注销消息，向AAA服务器确认是否注销该用户信息，如果得到AAA服务器的确认，则HSS/HLR注销该用户信息并向OCS发送成功注销该用户的消息；以及
(2d)OCS响应HSS/HLR向其发送的成功注销消息，向AAA服务器发送允许该用户下线的消息以指示成功完成停止计费操作和注销信息操作。
在上述方法中，比较好的是，所述步骤(2)包括以下步骤：
(2a)AAA服务器响应WLAN向其发送的消息，向HSS/HLR发送消息请求HSS/HLR注销该用户信息并向OCS发送消息请求停止对该用户计费；以及
(2b)HSS/HLR响应AAA服务器向其发送的请求注销消息，向AAA服务器确认是否注销该用户信息，如果得到AAA服务器的确认，则HSS/HLR注销该用户信息，并且OCS响应AAA服务器向其发送的停止计费消息，停止对该用户的计费操作并向AAA服务器发送成功完成对该用户停止计费操作的消息。
在上述本发明的方法中，AAA服务器根据HSS/HLR是否成功注销用户信息和OCS是否成功停止计费这两个条件来确定是否命令WLAN接入网与用户断开连接，只有在两个条件同时成立时，WLAN接入网才与用户断开，因此当根据用户认证通过与注销之间的时间间隔来计算用户业务使用时长时不会出现上述计费错误。
附图说明
图1为无线局域网(WLAN)与第三代合作伙伴计划(3GPP)网络互通的模型。
图2为按照本发明第一个实施例的WLAN用户主动请求下线处理方法的流程图。
图3为按照本发明第二个实施例的WLAN用户主动请求下线处理方法的流程图。
具体实施方式
如上所述，本发明方法的核心思想是在验证、鉴权、记帐(AAA)服务器命令无线局域网(WLAN)接入网与主动请求下线的用户断开之前，必须确保归属签约用户服务器/归属位置寄存器(HSS/HLR)注销该用户信息操作成功和在线计费系统(OCS)停止对该用户计费操作成功。以下借助附图描述本发明的较佳实施例，在下述较佳实施例中，可以确保HSS/HLR注销该用户信息操作成功和OCS停止对该用户计费操作成功后才使接入网与用户断开。
以下以WLAN与3GPP系统互通为例，借助图2和3描述当WLAN用户主动请求下线(即与WLAN断开连接)时的处理流程。但是应该理解的是，本发明的方法还可以推广至WLAN与其它移动通信网互通时的用户主动下线处理过程，只要在这样的移动通信系统中，HSS/HLR注销用户信息操作的成功和OCS停止对用户计费操作的成功能够保证避免出现上述计费错误即可。
WLAN接入网包括将用户设备(UE)接入WLAN的接入点(AP)和对接入呼叫进行路由控制的路由器，UE接入AP的技术标准可参考IEEE802.11标准，此处不作详述。
在下述较佳实施例中，WLAN接入网与3GPP系统内的AAA服务器之间通过Wr和Wb接口通信并且遵循RADIUS/DIAMETER协议；AAA服务器与HSS/HLR之间通过Wx接口通信，其采用MAP或DIAMETER协议；AAA服务器与OCS之间通过Wo接口通信，其采用DIAMETER协议。此外，虽然图1所示互通模型中未指明HSS/HLR与OCS之间的通信接口，但是在图2所示较佳实施例中将涉及二者之间的通信，因此为其定义一个称为Wz的接口，该接口可采用MAP、RADIUS或DIAMETER协议。
以下首先描述本发明的第一实施例。如图2所示，当WLAN用户欲下线时，首先由UE向WLAN中的AP发送EAPOL-logoff消息，请求断开用户与WLAN接入网的连接。WLAN接入网接收到EAPOL-logoff消息后通过Wr/Wb接口向3GPP网内的AAA服务器发送Accounting-request(stop)消息，请求对该用户停止计费，该消息遵循RADIUS或DIAMETER协议。在C1点，AAA服务器接收到Accounting-requesr(stop)消息后通过Wo接口向OCS发送基于DIAMETER协议的Accounting-requesr(stop)消息，请求OCS停止对该WLAN用户的计费操作。
在C2点，OCS响应接收到的来自AAA服务器的Accounting-request(stop)消息，按照预先确定的操作流程停止对该WLAN用户的计费操作。当完成停止计费操作后，OCS经Wz接口向HSS/HLR发送基于MAP、RADIUS或DIAMETER协议的Cancel Registration Request消息，请求HSS/HLR注销该用户在HSS/HLR内的信息，该消息中包含标识用户永久身份的标识符PermanentIdentity和涉及用户请求下线原因的信息Cause。
HSS/HLR在接收到的Cancel Registration Request消息后，并不立即注销用户信息，而是经Wx接口向AAA服务器发送包含有标识用户永久身份的标识符Permanent Identity的Cancel WLAN Registration消息，确认是否应注销该用户的信息。由于该用户的确已经通过WLAN向AAA服务器请求停止计费，所以AAA服务器在接收到上述Cancel WLAN Registration消息之后经Wx接口向HSS/HLR返回Cancel Registration ACK消息，确认HSS/HLR应注销该用户的信息。HSS/HLR在接收到上述Cancel Registration ACK消息后即将其内的用户信息注销，并向OCS发送Cancel Registration ACK消息，通知OCS用户信息已经注销。
OCS在接收到来自HSS/HLR的Cancel Registration ACK消息之后即向AAA服务器发送Accounting-response消息，确认对该用户的停止计费操作和用户信息注销操作均成功完成。
在C3点，AAA服务器接收到上述Accounting-response消息后即向WLAN接入网发送Accounting-response消息，命令其断开与该用户的连接，而WLAN接入网作出响应，立即断开其与该用户的连接。
以下描述本发明第二实施例。如图3所示，当WLAN用户欲下线时，首先由UE向WLAN中的AP发送EAPOL-logoff消息，请求断开用户与WLAN接入网的连接。WLAN接入网接收到EAPOL-logoff消息后通过Wr/Wb接口向3GPP网内的AAA服务器发送Accounting-requesr(stop)消息，请求对该用户停止计费，该消息遵循RADIUS或DIAMETER协议。
在C1点，AAA服务器接收到Accounting-requesr(stop)消息后通过Wo接口向OCS发送Accounting-requesr(stop)消息，请求OCS停止对该WLAN用户的计费操作。在C2点，OCS响应接收到的来自AAA服务器的Accounting-request(stop)消息，按照预先确定的操作流程停止对该WLAN用户的计费操作。当完成停止计费操作后，OCS经Wo接口向AAA服务器返回Accounting-response消息，指示成功完成停止计费操作。
另一方面，AAA服务器经Wx接口向HSS/HLR发送Cancel RegistrationRequest消息，请求HSS/HLR注销该用户在HSS/HLR内的信息，该消息中包含标识用户永久身份的标识符Permanent Identity和涉及用户请求下线原因的信息Cause。
HSS/HLR在接收到的Cancel Registration Request消息后，并不立即注销用户信息，而是经Wx接口向AAA服务器发送包含有标识用户永久身份的标识符Permanent Identity的Cancel WLAN Registration消息，确认是否应注销该用户的信息。由于该用户的确已经通过WLAN向AAA服务器请求停止计费，所以AAA服务器在接收到上述Cancel WLAN Registration消息之后经Wx接口向HSS/HLR返回Cancel Registration ACK消息，确认HSS/HLR应注销该用户的信息。HSS/HLR在接收到上述Cancel Registration ACK消息后即将其内的用户信息注销。
在C3点，AAA服务器只有在接收到上述来自OCS的Accounting-response消息和向HSS/HLR返回Cancel Registration ACK消息后才向WLAN接入网发送Accounting-response消息，命令其断开与该用户的连接，而WLAN接入网作出响应，立即断开其与该用户的连接。
值得指出的是，在上述第二个实施例中，在图3的C1点与C3点之间，AAA服务器在接收到来自WLAN接入网的Accounting-request(stop)消息后，可以同时向HSS/HLR和OCS分别发送注销该WLAN用户信息的消息和停止该用户计费操作的消息；也可以先向HSS/HLR发送注销该WLAN用户信息的消息，然后向OCS发送停止该用户计费操作的消息；还可以先向OCS发送停止该用户计费操作的消息，然后向HSS/HLR发送注销该WLAN用户信息的消息。这些消息发送顺序的先后对本发明没有实质性的影响，只要在C3点确保AAA服务器在接收到OCS返回的成功停止计费操作消息和向HSS/HLR返回Cancel Registration ACK消息后才向WLAN接入网发送Accounting-response即可。

Claims (17)

1.一种无线局域网(WLAN)与移动通信系统互通时的WLAN用户主动下线处理方法，其特征在于，当一个WLAN用户向WLAN接入网请求与其断开时，包括以下步骤：
(1)WLAN接入网向验证、鉴权、记帐(AAA)服务器发送请求对该用户停止计费的消息；
(2)AAA服务器确认在线计费系统(OCS)对该用户停止计费操作是否成功和归属签约用户服务器/归属位置寄存器(HSS/HLR)对用户信息注销操作是否成功；以及
(3)如果AAA服务器确认OCS对该用户停止计费操作成功并且HSS/HLR对用户信息注销操作成功，则命令WLAN接入网与该用户断开连接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述WLAN用户为预付费业务用户，如果OCS确定该用户帐户中的金额小于预先设定的余额，则通知该用户向WLAN接入网发送下线请求。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：
(2a)AAA服务器响应WLAN接入网向其发送的对该用户停止计费的消息并向在线计费系统(OCS)发送请求停止对该用户计费的消息；
(2b)OCS响应AAA服务器向其发送的请求停止计费消息，停止对该用户的计费操作并向归属签约用户服务器/归属位置寄存器(HSS/HLR)发送请求注销该用户信息的消息；
(2c)HSS/HLR响应OCS向其发送的请求注销消息，向AAA服务器确认是否注销该用户信息，如果得到AAA服务器的确认，则HSS/HLR注销该用户信息并向OCS发送成功注销该用户的消息；以及
(2d)OCS响应HSS/HLR向其发送的成功注销消息，向AAA服务器发送允许该用户下线的消息以指示成功完成停止计费操作和注销信息操作。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，WLAN用户通过向WLAN接入网发送EAPOL-logoff消息请求断开其与接入网的连接。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，WLAN接入网向AAA服务器发送的对用户停止计费的消息基于RADIUS协议或DIAMETER协议。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(2a)中，AAA服务器向OCS发送的请求停止对该用户计费的消息基于DIAMETER协议。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(2b)中，OCS向HSS/HLR发送的请求注销该用户的消息基于MAP、RADIUS或DIAMETER协议并且包含标识该用户永久身份的标识符和涉及用户请求下线原因的信息。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2c)包括：
(2c1)HSS/HLR响应OCS向其发送的请求注销消息，向AAA服务器发送注销该用户的消息，该消息中包含标识该用户永久身份的标识符；
(2c2)AAA服务器响应HSS/HLR向其发送的注销该用户的消息，向HSS/HLR返回确认注销该用户的消息；以及
(2c3)HSS/HLR响应AAA服务器向其发送的确认注销的消息，注销该WLAN用户在其内的信息并向OCS发送成功注销该用户的消息，该消息基于MAP、RADIUS协议或DIAMETER协议中的一种。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤(2d)中，OCS向AAA服务器发送的允许下线消息基于DIAMETER协议。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，AAA服务器通过将从OCS接收到的允许下线消息返回给WLAN用户，命令WLAN接入网与该用户断开连接。
11.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：
(2a)AAA服务器响应WLAN向其发送的消息，向HSS/HLR发送消息请求HSS/HLR注销该用户信息并向OCS发送消息请求停止对该用户计费；以及
(2b)HSS/HLR响应AAA服务器向其发送的请求注销消息，向AAA服务器确认是否注销该用户信息，如果得到AAA服务器的确认，则HSS/HLR注销该用户信息，并且OCS响应AAA服务器向其发送的停止计费消息，停止对该用户的计费操作并向AAA服务器发送成功完成对该用户停止计费操作的消息。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，WLAN用户通过向WLAN接入网发送EAPOL-logoff消息请求断开其与接入网的连接。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，WLAN接入网向AAA服务器发送的对用户停止计费的消息基于RADIUS协议或DIAMETER协议。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在步骤(2a)中，AAA服务器向HSS/HLR发送的请求注销该用户信息的消息基于MAP协议或DIAMETER协议并包含标识用户永久身份的标识符和涉及请求下线原因的信息，而AAA服务器向OCS发送的请求停止对该用户计费的消息基于DIAMETER协议。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤(2b)中HSS/HLR注销该用户信息的过程包括：
(2b1)HSS/HLR响应AAA服务器向其发送的请求注销消息，向AAA服务器发送注销该用户的消息，该消息中包含标识该用户永久身份的标识符；以及
(2b2)AAA服务器响应HSS/HLR向其发送的注销该用户的消息，向HSS/HLR返回确认注销该用户的消息。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在步骤(2b)中，OCS向AAA服务器发送的成功完成停止对该用户计费操作的消息基于DIAMETER协议。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，AAA服务器根据其向HSS/HLR返回确认注销该用户的消息确定注销操作成功，而根据从OCS接收到成功完成停止对该用户计费操作的消息判断停止计费操作成功。
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