CN1277380C - 无线局域网中用户终端确定网络选择信息的交互方法 - Google Patents

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    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Abstract

本发明公开了一种无线局域网(WLAN)中用户终端确定网络选择信息的交互方法，对于处在一个以上WLAN覆盖区域的用户终端，以预先设定的初始网络选择信息，依次对每个检测到的WLAN进行轮询，如果当前的WLAN接入网与该用户终端的初始选择网络直接相连，则确定选择当前用户终端的初始选择网络接入；如果当前的WLAN接入网未与该用户终端的初始选择网络直接相连，则轮询下一个WLAN并判断，依此类推，直到找到与当前用户终端的初始选择网络直接相连的WLAN接入网；如果所有WLAN全部轮询完毕，仍不能与当前用户终端的初始选择网络接入，则结束或从所有的访问网络中选一个合适网络接入。该方法使处于一个以上WLAN覆盖区域的用户终端能够根据需要选择适当的移动通信运营网接入。

Description

无线局域网中用户终端确定网络选择信息的交互方法
技术领域
本发明涉及网络接入技术，特别是指一种无线局域网(WLAN)中用户终端确定网络选择信息的交互方法。
背景技术
由于用户对无线接入速率的要求越来越高，无线局域网(WLAN，WirelessLocal Area Network)应运而生，它能在较小范围内提供高速的无线数据接入。无线局域网包括多种不同技术，目前应用较为广泛的一个技术标准是IEEE802.11b，它采用2.4GHz频段，最高数据传输速率可达11Mbps，使用该频段的还有IEEE 802.11g和蓝牙(Bluetooth)技术，其中，802.11g最高数据传输速率可达54Mbps。其它新技术诸如IEEE 802.11a和ETSI BRAN Hiperlan2都使用5GHz频段，最高传输速率也可达到54Mbps。
尽管有多种不同的无线接入技术，大部分WLAN都用来传输因特网协议(IP)分组数据包。对于一个无线IP网络，其采用的具体WLAN接入技术对于上层的IP一般是透明的。其基本的结构都是利用接入点(AP)完成用户终端的无线接入，通过网络控制和连接设备连接组成IP传输网络。
随着WLAN技术的兴起和发展，WLAN与各种无线移动通信网，诸如：GSM、码分多址(CDMA)系统、宽带码分多址(WCDMA)系统、时分双工-同步码分多址(TD-SCDMA)系统、CDMA2000系统的互通正成为当前研究的重点。在第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化组织中，用户终端可以通过WLAN的接入网络与因特网(Internet)、企业内部互联网(Intranet)相连，还可以经由WLAN接入网络与3GPP系统的归属网络或3GPP系统的访问网络连接，具体地说就是，WLAN用户终端在本地接入时，经由WLAN接入网络与3GPP的归属网络相连，如图2所示；在漫游时，经由WLAN接入网络与3GPP的访问网络相连，3GPP访问网络中的部分实体分别与3GPP归属网络中的相应实体互连，比如：3GPP访问网络中的3GPP认证授权计费(AAA)代理和3GPP归属网络中的3GPP认证授权计费(AAA)服务器；3GPP访问网络中的无线局域网接入关口(WAG)与3GPP归属网络中的分组数据关口(PDG，Packet DataGateway)等等，如图1所示。其中，图1、图2分别为漫游情况下和非漫游情况下WLAN系统与3GPP系统互通的组网结构示意图。
参见图1、图2所示，在3GPP系统中，主要包括归属签约用户服务器(HSS)/归属位置寄存器(HLR)、3GPP AAA服务器、3GPP AAA代理、WAG、分组数据关口、计费关口(CGw)/计费信息收集系统(CCF)及在线计费系统(OCS)。用户终端、WLAN接入网络与3GPP系统的所有实体共同构成了3GPP-WLAN交互网络，此3GPP-WLAN交互网络可作为一种无线局域网服务系统。其中，3GPP AAA服务器负责对用户的鉴权、授权和计费，对WLAN接入网络送来的计费信息收集并传送给计费系统；分组数据关口负责将用户数据从WLAN接入网络到3GPP网络或其他分组网络的数据传输；计费系统主要接收和记录网络传来的用户计费信息，还包括OCS根据在线计费用户的费用情况指示网络周期性的传送在线费用信息，并进行统计和控制。
在非漫游情况下，当WLAN用户终端希望直接接入Internet/Intranet时，用户终端通过WLAN接入网与AAA服务器(AS)完成接入认证授权后，用户终端可通过WLAN接入网接入到Internet/Intranet。如果WLAN用户终端还希望接入3GPP分组交换(PS)域业务，则可进一步向3GPP归属网络申请互通场景3(Scenario3)的业务，即：WLAN用户终端向3GPP归属网络的AS发起互通场景3的业务授权请求，3GPP归属网络的AS对该业务授权请求进行业务鉴权和授权，如果成功，则AS给用户终端发送接入允许消息，且AS给用户终端分配相应的PDG，用户终端与所分配的PDG之间建立隧道后，即可接入3GPPPS域业务。同时，CGw/CCF和OCS根据用户终端的网络使用情况记录计费信息。在漫游情况下，当WLAN用户终端希望直接接入Internet/Intranet时，用户终端可通过3GPP访问网络向3GPP归属网络申请接入到Internet/Intranet。如果用户终端还希望申请互通场景3业务，接入到3GPP PS域业务，则用户终端需要通过3GPP访问网络向3GPP归属网络发起业务授权过程，该过程同样在用户终端和3GPP归属网络的AS之间进行，当授权成功后，AS给用户终端分配相应的归属PDG，用户终端通过3GPP访问网络中的WAG与分配的PDG之间建立隧道后，用户终端即可接入归属网络的3GPP PS域业务。
如图3所示，在3GPP-WLAN互通网络中，如果一个WLAN同时与多个3GPP访问网络，即与多个移动通信运营网相连，这里3GPP访问网络就是指访问公众陆地移动网络(VPLMN)，则WLAN用户终端接入该WLAN后，就需要选择希望接入的VPLMN网络，比如：在中国，一个WLAN接入网同时与中国移动、中国联通两个VPLMN运营网络连接，那么，中国联通的用户从WLAN接入后，就需要指示WLAN接入网接入中国联通的VPLMN运营网络。再比如，某法国用户漫游到中国的某个WLAN中，如果该法国用户的归属网络同时与中国移动、中国联通都有漫游协议，则在WLAN接入网与中国移动、中国联通都相连的情况下，该法国用户在接入WLAN后，就需要选择接入的VPLMN网络。
在另一专利申请中曾提出一种网络选择的解决方案，参见图4中步骤401～步骤408所示：WLAN用户终端通过WLAN接入3GPP-WLAN互通网络时，该专利申请中，WLAN用户终端与WLAN接入网建立无线连接后初次接入时，该用户终端与网络之间进行通过接入认证，并且，网络向当前用户终端请求用户标识；然后用户终端将向WLAN接入网发送携带有网络选择信息的响应报文；发送给WLAN接入网，WLAN接入网根据所携带的网络选择信息判断是否属于自身所连接的移动通信运营网，如果是，则将当前用户终端连至所选的网络中进行接入认证及后续操作；否则，即所指示的网络未与WLAN接入网直接相连，则网络会向当前用户终端下发通知信令，用户终端根据通知信令的内容完成后续操作。其中，网络选择信息是指用户终端当前所要接入的移动通信运营网信息，可以放置于单独设置的字段内，也可以放置于以网络接入标识(NAI)格式定义的用户标识字段内，该用户标识字段包括用户名和域名两部分。
但是，如果当前用户终端处在多个WLAN网络同时存在的网络环境下，则上述方案无法保障该用户在该网络环境下选择到最优的PLMN网络，比如：无法确保该用户终端选到其归属网络。以图5所示网络环境为例，WLAN用户终端同时处于WLAN1和WLAN2的覆盖范围内，其中WLAN1连接当前用户终端的三个访问网络VPLMN1、VPLMN2和VPLMN3，WLAN2连接当前用户终端的归属网络HPLMN和访问网络VPLMN3，在这种情况下，对于当前用户终端来说，一般其最优的选择是该用户终端的归属网络HPLMN。但按现有技术的网络选择方案，该用户终端可能先从WLAN1接入，而用户终端选定的WLAN1网络直接连接的都是漫游运营商网络，那么，用户终端就没有机会选择WLAN2网络直接连接的自身的归属网络。如何才能使用户终端每次都选择到最优的移动通信运营网接入，目前尚未有人提出具体的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线局域网中确定用户终端网络选择信息的交互方法，使处于一个以上WLAN覆盖区域的用户终端能够根据需要选择适当的移动通信运营网接入。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种无线局域网(WLAN)中用户终端确定网络选择信息的交互方法，该方法包括以下步骤：
a.处于一个以上WLAN覆盖范围的当前WLAN用户终端从自身检测到的所有未选择过的WLAN中选择一个WLAN接入，并将自身的初始网络选择信息发送给当前选定的WLAN接入网；
b.判断是否从当前选定的WLAN接入网成功接入当前用户终端的初始选择网络，如果成功，则将当前WLAN用户终端的接入认证请求发送至其初始选择网络，结束当前网络选择流程；否则，当前选定的WLAN接入网将自身连接的移动通信运营网信息发送给当前WLAN用户终端，该用户终端存储所收到的移动通信运营网信息，然后判断是否还存在未选择过的WLAN，如果有，则返回步骤a；如果没有，则结束当前网络选择流程。
上述方案中，如果当前不存在未选择过的WLAN，该方法进一步包括：
c.当前WLAN用户终端从自身存储的所有移动通信运营网信息中选出所要接入的移动通信运营网，并将选定的移动通信运营网信息作为网络选择信息发送给该移动通信运营网对应的WLAN接入网。
该方法进一步包括：预先在用户终端中设置初始网络选择。
步骤a进一步包括：
a1.当前WLAN用户终端选择一个WLAN后，先与该选定WLAN接入网建立无线连接，然后由网络或WLAN用户终端发起接入认证过程，WLAN接入网向当前WLAN用户终端发送请求用户名报文；
a2.当前WLAN用户终端收到请求用户名报文后，向当前选定WLAN接入网返回携带有初始网络选择信息的响应报文。
则步骤b中所述判断是否成功接入为：网络收到携带有当前WLAN用户终端初始网络选择信息的响应报文后，判断当前WLAN用户终端的初始网络选择是否属于当前WLAN接入网连接的移动通信运营网，如果属于，则接入成功；否则，接入失败。
上述方案中，所述初始网络选择为当前WLAN用户终端的归属网络。
步骤c之后进一步包括：
d.收到当前WLAN用户终端网络选择信息的WLAN接入网，将该WLAN用户终端的接入认证请求发送至网络选择信息所标识的移动通信运营网。
步骤c中所述当前WLAN用户终端根据预先设定的最优访问网络判定条件选择最优的移动通信运营网接入。所述最优访问网络判定条件根据服务费率、网络带宽、网络速度、网络能力、能够提供给用户终端所需服务情况来决定。
步骤b中当前选定WLAN接入网将所有与自身直接相连的移动通信运营网信息发送给当前WLAN用户终端。或者，步骤b中当前选定WLAN接入网将所有与自身直接相连的、且与当前WLAN用户终端所指示的归属网络有漫游关系的移动通信运营网信息发送给当前WLAN用户终端。
本发明所提供的无线局域网中确定用户终端网络选择信息的交互方法，对于处在一个以上WLAN覆盖区域的用户终端，该用户终端以预先设定的初始网络选择信息，依次对每个检测到的WLAN进行轮询，确定是否能通过某个WLAN接入初始选择网络，如果不能，则可以任选一个移动通信运营网接入。如此，解决了WLAN用户终端处于多WLAN覆盖范围时，当前用户终端每次都能选择到相对最优的移动通信运营网接入，为用户提供了更好的服务。
附图说明
图1为漫游情况下WLAN系统与3GPP系统互通的网络结构示意图；
图2为非漫游情况下WLAN系统与3GPP系统互通的网络结构示意图；
图3为WLAN与多个访问网络连接的网络结构示意图；
图4为本发明用户终端网络选择信息的交互处理流程示意图；
图5为当前用户终端处于多个WLAN覆盖范围的网络结构示意图；
图6为本发明实现的流程示意图；
图7为本发明确定网络选择信息交互处理第一实施例的流程示意图；
图8为本发明确定网络选择信息交互处理第二实施例的流程示意图；
图9为本发明确定网络选择信息交互处理第三实施例的流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：对于处在一个以上WLAN覆盖区域的用户终端，该用户终端以预先设定的初始网络选择信息，依次对每个检测到的WLAN进行轮询，如果当前的WLAN接入网与当前用户终端的初始选择网络直接相连，则确定选择当前用户终端的初始选择网络接入；如果当前的WLAN接入网未与当前用户终端的初始选择网络直接相连，则轮询下一个WLAN并判断，依此类推，直到找到与当前用户终端的初始选择网络直接相连的WLAN接入网；如果所有WLAN全部轮询完毕，没有直接与当前用户终端的初始选择网络相连的WLAN接入网，则根据网络下发的移动通信运营网信息和用户设置的优先条件从所有的访问网络中选定一个最优的进行接入或把信息呈现给用户判断选择一个网络进行接入。
这里，网络选择信息是指用户终端当前所要接入的与WLAN网络相连的移动通信运营网信息，该网络选择信息可以放置于接入认证请求中单独设置的字段内，也可以放置于接入认证请求中以网络接入标识(NAI)格式定义的用户标识字段内。每个用户终端的初始网络选择是预先设定的，该初始网络选择可以是每个用户终端各自的归属网络。
基于图5所示的网络结构，WLAN用户终端通过WLAN接入3GPP-WLAN互通网络时，当前用户终端检测无线接入网络，发现有一个以上WLAN网络存在，本发明中确定网络选择信息的交互处理，如图6所示，包括以下步骤：
步骤601：当前用户终端从所有检测到的未选择过的WLAN中选择其一接入。这里的选择可以是任意选择；也可以是根据某种条件选择，比如信号强度。
由WLAN用户终端或网络发起接入认证过程，以WLAN用户终端发起接入认证过程为例，WLAN用户终端先向当前选定的WLAN接入网发送接入认证请求；该WLAN接入网收到请求后，与用户终端之间开始接入认证过程，当前用户终端将初始网络选择信息作为网络选择信息。具体地说就是：该WLAN接入网向用户终端发送请求用户标识报文，请求当前用户终端的用户名；WLAN用户终端收到该请求后，向该WLAN接入网发送包含有当前用户终端初始网络选择信息的响应报文。
步骤602～605：该WLAN接入网收到响应报文后，对该响应报文中的用户标识字段进行分析；判断用户标识字段中携带的网络选择信息是否为本WLAN连接的移动通信运营网络，如果是，也就是说WLAN1直接与当前用户终端的初始选择网络相连，则确定当前用户终端要接入的移动通信运营网络为其初始选择网络，并将当前用户终端的接入认证请求送到其归属网络进行接入认证处理，结束当前流程；否则，也就是WLAN1未直接与当前用户终端的初始选择网络相连，则网络向当前用户终端下发当前选定WLAN接入网所连接的移动通信运营网信息，当前用户终端存储所有下发的网络信息，然后执行步骤606。
步骤606～608：判断是否还有WLAN未尝试接入，如果有，则返回步骤601，同样，该选择可以是任意选择，也可以是根据某种条件选择；如果没有，则当前用户终端从所有存储的移动通信运营网中选择一个进行接入，并将所选的移动通信运营网信息作为网络选择信息，发送给所选移动通信运营网对应的WLAN接入网，完成后续操作。这里，当前用户终端可以根据预先设定的最优访问网络判定条件选择最优的移动通信运营网接入。该最优访问网络判定条件由每个移动通信运营网的服务费率、网络带宽、网络速度、网络能力、能够提供给用户终端所需服务情况等等因素来决定的。当然，用户终端也可以将可选择网络显示给用户，由用户来选择确定。
上述方案中，也可以省略步骤607和608，也就是说，如果轮询完所有检测到的WLAN后，仍未能成功接入到当前用户终端的初始选择网络，则结束当前流程，不再选择新的移动网络接入。
在上述方案中，网络提供给用户终端进行选择的移动通信运营网信息存储在专门的网络信息存储单元，一般包括以下参数：网络名称、网络承载能力QOS、带宽、业务能力、能够提供的WLAN互通场景情况、费率情况、业务者种类等等。网络下发当前WLAN连接的移动通信运营网信息时，可将当前WLAN接入网连接的所有移动通信运营网信息全部下发给当前用户终端，也可选择与当前用户终端所指示的归属网络有漫游关系的访问网络信息下发，如果没有则可以不下发，或通知用户没有漫游关系存在。
实施例一：
本实施例为3GPP-WLAN交互网络中，WLAN1直接与当前用户终端的归属网络相连，当前用户终端先轮询WLAN1，以自身的归属网络信息作为初始网络选择信息，并成功从WLAN1接入自身的归属网络。如图7所示，本实施例中确定网络选择信息的交互处理过程包括以下的步骤：
步骤701～703：WLAN用户终端通过WLAN1接入3GPP-WLAN互通网络时，先与WLAN1接入网建立连接；然后WLAN1接入网向用户终端发送用户标识请求；WLAN用户终端收到该请求后，向WLAN1接入网发送携带有该用户终端归属网信息的响应报文。
步骤704～706：WLAN1接入网收到响应后，发现报文中所标识的用户终端的归属网是WLAN1连接的移动通信运营网络，则进一步确定当前用户终端要接入的其归属网的AAA服务器；然后，将当前用户终端的用户标识和接入认证请求送至该用户终端归属网络的3GPP AAA服务器进行接入认证处理。
实施例二：
本实施例为3GPP-WLAN交互网络中，WLAN1未与当前用户终端的归属网络直接相连，WLAN2直接与当前用户终端的归属网络相连，当前用户终端先轮询WLAN1，以自身的归属网络信息作为初始网络选择信息，但未成功接入；接着又轮询WLAN2，同样以自身的归属网络信息作为初始网络选择信息，并成功从WLAN2接入自身的归属网络。如图8所示，本实施例中确定网络选择信息的交互处理过程包括以下的步骤：
步骤801～803：与实施例一中的步骤701～703完全相同。
步骤804～806：WLAN1接入网收到响应后，判断报文中所标识的用户终端的归属网是否为WLAN1连接的移动通信运营网络，发现不是，则WLAN1接入网向当前用户终端下发自身连接的移动通信运营网信息，当前用户终端收到后存储，然后断开与WLAN1的无线连接。
步骤807～809：当前用户终端与WLAN2接入网建立无线连接，WLAN2接入网向用户终端发送用户标识请求；WLAN用户终端收到该请求后，向WLAN2接入网发送携带有该用户终端归属网信息的响应报文。
步骤810～812：WLAN2接入网收到响应后，发现报文中所标识的用户终端的归属网是WLAN2连接的移动通信运营网，则进一步确定当前用户终端要接入的其归属网的AAA服务器；然后，将当前用户终端的用户标识和接入认证请求送至该用户终端归属网络的3GPP AAA服务器进行接入认证处理。
实施例三：
本实施例为3GPP-WLAN交互网络中，WLAN1和WLAN2均未与当前用户终端的归属网络直接相连，当前用户终端先轮询WLAN1，以自身的归属网络信息作为初始网络选择信息，未成功接入；接着又轮询WLAN2，同样以自身的归属网络信息作为初始网络选择信息，仍未成功接入；最后，从WLAN1和WLAN2所连接的所有移动通信运营网中选定一个最优的进行接入。如图9所示，本实施例中确定网络选择信息的交互处理过程包括以下的步骤：
步骤901：与WLAN1接入网建立无线连接，向WLAN1接入网发送携带有该用户终端归属网信息的响应报文，WLAN1接入网收到响应报文后，经判断发现用户终端的归属网并未与WLAN1接入网相连，则向用户终端发送自身连接的移动通信运营网信息，当前用户终端收到后存储，然后WLAN1接入网断开与当前用户终端之间的无线连接。
步骤902：与WLAN2接入网建立无线连接，向WLAN2接入网发送携带有该用户终端归属网信息的响应报文，WLAN2接入网收到响应报文后，经判断发现用户终端的归属网并未与WLAN2接入网相连，则向用户终端发送自身连接的移动通信运营网信息，当前用户终端收到后存储，然后WLAN2接入网断开与当前用户终端之间的无线连接。
步骤903～904：当前用户终端从自身存储的所有移动通信运营网信息中选择一个与WLAN2接入网连接的移动通信运营网，然后通过初始认证报文EAPOL-Start再次向WLAN2主动发起接入认证过程。
步骤905～906：WLAN2接入网收到EAPOL-Start报文后，向该WLAN用户终端再次下发EAP-Request[Identity]信令，重新请求用户标识；该WLAN用户终端通过EAP-Response[Identity]报文向WLAN2接入网返回携带有新网络选择信息的用户标识。
步骤907～908：WLAN2接入网收到新的用户标识后，根据其中的新网络选择信息确定该WLAN用户终端所选择的移动通信运营网，并将该WLAN用户终端的接入认证请求信息送到网络选择信息所标识的网络的AAA Proxy及AS中进行接入认证处理。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的保护范围。

Claims (11)

1、一种无线局域网WLAN中用户终端确定网络选择信息的交互方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a.处于一个以上WLAN覆盖范围的当前WLAN用户终端从自身检测到的所有未选择过的WLAN中选择一个WLAN接入，并将自身的初始网络选择信息发送给当前选定的WLAN接入网；
b.判断是否从当前选定的WLAN接入网成功接入当前用户终端的初始选择网络，如果成功，则将当前WLAN用户终端的接入认证请求发送至其初始选择网络，结束当前网络选择流程；否则，当前选定的WLAN接入网将自身连接的移动通信运营网信息发送给当前WLAN用户终端，该用户终端存储所收到的移动通信运营网信息，然后判断是否还存在未选择过的WLAN，如果有，则返回步骤a；如果没有，则结束当前网络选择流程。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果当前不存在未选择过的WLAN，该方法进一步包括：
c.当前WLAN用户终端从自身存储的所有移动通信运营网信息中选出所要接入的移动通信运营网，并将选定的移动通信运营网信息作为网络选择信息发送给该移动通信运营网对应的WLAN接入网。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：预先在用户终端中设置初始网络选择。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a进一步包括：
a1.当前WLAN用户终端选择一个WLAN后，先与该选定WLAN接入网建立无线连接，然后由网络或WLAN用户终端发起接入认证过程，WLAN接入网向当前WLAN用户终端发送请求用户名报文；
a2.当前WLAN用户终端收到请求用户名报文后，向当前选定WLAN接入网返回携带有初始网络选择信息的响应报文。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b中所述判断是否成功接入为：网络收到携带有当前WLAN用户终端初始网络选择信息的响应报文后，判断当前WLAN用户终端的初始网络选择是否属于当前WLAN接入网连接的移动通信运营网，如果属于，则接入成功；否则，接入失败。
6、根据权利要求1、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述初始网络选择为当前WLAN用户终端的归属网络。
7、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤c之后进一步包括：
d.收到当前WLAN用户终端网络选择信息的WLAN接入网，将该WLAN用户终端的接入认证请求发送至网络选择信息所标识的移动通信运营网。
8、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤c中所述当前WLAN用户终端根据预先设定的最优访问网络判定条件选择最优的移动通信运营网接入。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述最优访问网络判定条件根据服务费率、网络带宽、网络速度、网络能力、能够提供给用户终端所需服务情况来决定。
10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中当前选定WLAN接入网将所有与自身直接相连的移动通信运营网信息发送给当前WLAN用户终端。
11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中当前选定WLAN接入网将所有与自身直接相连的、且与当前WLAN用户终端所指示的归属网络有漫游关系的移动通信运营网信息发送给当前WLAN用户终端。
CNB031532098A 2003-08-07 2003-08-07 无线局域网中用户终端确定网络选择信息的交互方法 Expired - Lifetime CN1277380C (zh)

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