CN1324909C - 认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信系统数据同步方法，公开了一种认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法，使得在不增加新卡或影响原有业务的前提下，归属位置寄存器和认证服务器的用户签约数据也能够同步。这种认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法包含以下步骤：A判断所述认证服务器上的用户签约数据的保存时间是否超过了门限，如果是则从所述归属位置寄存器中重新获取所述用户签约数据；B判断所述用户签约数据的获取是否成功，如果是则更新从所述归属位置寄存器成功获取所述用户签约数据的时间。

Description

认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统数据同步方法，特别涉及无线局域网与移动通信系统融合体系中认证服务器与归属位置寄存器的数据同步方法。

背景技术

无线局域网(Wireless Local Area Network，简称“WLAN”)是利用射频(Radio Frequency，简称“RF”)的技术，取代传统的线缆而构成的局域网络。WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbps(802.11b)，最高速率可达54Mbps(802.11a)，传输距离可远至20km以上。它是对有线连网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机具有可移动性，能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络连通问题。WLAN已经成为数据通信领域发展的热点。

WLAN产品主要包括两部分：无线网卡和无线接入点(Access Point，简称“AP”)。基本工作方式是：无线网卡安装在笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称“PDA”)等终端上，与AP通过无线方式进行连接，AP则以有线方式上连有线网络，实现与其他网络(例如因特网)的连接。

随着WLAN技术的兴起和发展，WLAN与各种无线移动通信网的互通正成为当前研究的重点。这些无线移动通信网包括：全球移动通信系统(Global System for mobile Communication，简称“GSM”)、码分多址(CodeDivision Multiple Access，简称“CDMA”)系统、宽带码分多址(WidebandCode Division Multiple Access，简称“WCDMA”)系统、时分同步码分多址(Time Division Synchronous CodeDivision Multiple Access SCDMA，简称“TD-SCDMA”)系统、CDMA2000系统等。在第三代合作伙伴项目(3rdGeneration Partnership Project，简称“3GPP”)标准化组织中，用户设备(UserEquipment，简称“UE”)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接入网络与第三代移动通信(The Third Generation，简称“3G”)系统的网络连接。

图1示出了WLAN和3G融合体系结构图。UE10通过无线方式接入到WLAN接入网30。WLAN接入网30一方面与Internet/Intranet20相连接，另一方面与3G体系中的认证服务器60和通用分组无线业务网关支持节点(GPRS Gateway Support Node，简称“GGSN”)70连接。认证服务器60的全称是认证、授权和记帐服务器(Authentication，Authorization andAccounting Server，简称“AAA Server”)。认证服务器60还与3G体系中的GGSN70、归属签约用户服务器(Home Subscriber Server，简称“HSS”)40、归属位置寄存器(Home Location Register，简称“HLR”)50、计费网关(Charging Gateway，简称“CG”)/计费网关功能(Charging GatewayFunctionality，简称“CGF”)80、在线计费系统(Online Charging System，简称“OCS”)90相连接。

3GPP规定了WLAN与3G系统的交互方案。在WLAN与3GPP系统的交互中，若UE10为GSM用户，则认证服务器60与HLR50交互，采用与GSM类似的鉴权机制完成对UE的鉴权；若UE10为3G用户，认证服务器60与HSS40交互，采用与3G类似的鉴权机制完成对UE的鉴权。

下面结合图2说明现有技术中WLAN与3G融合的接入流程。

在步骤110中，UE与WLAN接入网建立底层连接。连接一般通过802.1X协议(例如802.11b协议等)进行，此时未进行认证，UE10不能访问Internet/Intranet20，只能与认证服务器60交互，进行认证。

接着进入步骤120，UE10发起认证请求并与认证服务器60进行认证交互。UE10与认证服务器60之间会有多条消息交互，如UE10提供国际移动台识别号码(International Mobile Station Identify，简称“IMSI”)等。此时认证服务器60会判断本地是否有该UE10所对应的用户的鉴权信息，如果有则直接进行认证并进入步骤150，否则进入步骤130。

在步骤130中，认证服务器从HSS/HLR45中获取用户鉴权信息并保存。HSS/HLR45是指HSS40或HLR50的意思。具体来说，对3G用户，认证服务器60从HSS40中获取用户的鉴权信息。对GSM用户，认证服务器60从HLR50中获取用户的鉴权信息。

接着进入步骤140，认证服务器从HSS/HLR45中获取用户签约数据并保存在本地。对3G用户，认证服务器60从HSS40中获取用户签约数据。对GSM用户，认证服务器60从HLR50中获取用户签约数据。此后进入步骤150。

在步骤150中，认证服务器60对UE10进行认证。如果认证通过，则进入步骤160，否则拒绝该UE10的接入请求。

在步骤160中，认证服务器60通知WLAN接入网30认证成功。

接着进入步骤170，WLAN接入网30通知UE10认证成功。

接着进入步骤180，认证服务器60向HSS40登记位置信息。这一步仅对3G用户有效。

关于WLAN和3G融合的进一步详细内容，可以参照文献3GPP TS23.234 V1.9.0，《3GPP system to Wireless Local Area Network(WLAN)Interworking，System Description》，中文名称可以译为《第三代合作伙伴项目系统与无线局域网(WLAN)的协同工作，系统描述》，和文献GSM 09.02V7.0.0，《Mobile Application Part(MAP)specification》，中文名称可以译为《移动应用部分(MAP)规格》。

对于WLAN和3G融合系统及其相关流程来说，很重要的一点是要保持认证服务器60上的用户签约数据和HSS/HLR45中的用户签约数据同步。这是因为在图2所示的流程中，认证服务器60首先使用本地的用户签约数据进行认证，如果本地没有该用户的用户签约数据，才从HSS/HLR45获取。如果认证服务器60与HSS/HLR45上的用户签约数据不能保持同步，可能会导致认证的错误。例如，HSS/HLR45上的用户签约数据已经修改，扩大了某一个用户的访问权限，但是认证服务器60上的用户签约数据还是原来的，未作同步更新，由此导致该用户无法享用新的权限。

如果UE10为3G用户，认证服务器60和HSS40之间关于用户签约数据的同步没有问题。因为在认证过程中，认证服务器60通过“SubscriberProfile Request”(用户签约数据请求)消息请求从HSS40中获取用户签约数据并保存(即步骤140)，当认证成功后，认证服务器60发起“WLANRegistration”(无线局域网注册)流程向HSS40注册，在该流程处理中，HSS40在该用户的信息中保存此认证服务器60的地址。在后续过程中，若用户的签约数据发生了改变，或是删除签约数据，HSS40都能及时通知认证服务器60，保持数据同步，以便认证服务器60作相应的处理。

但是如果UE10为GSM用户，认证服务器60和HLR50之间之间关于用户签约数据的同步目前无法实现。认证服务器60和HLR50之间流程如图3所示，该流程是利用成熟的七号信令协议信令实现的，这样做是为了避免对现有网络的HLR50进行修改。

在步骤210中，认证服务器60通过“MAP_RESTORE_DATA”(移动应用部分恢复数据)消息请求从HLR50获取用户的签约数据，该消息的参数中带有用户的IMSI。

随后进入步骤220，HLR50向认证服务器60反馈“MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA”(移动应用部分插入签约数据)消息，该消息的参数中带有用户的IMSI和签约数据。HLR50只是简单地提供用户的签约数据，并不作其它处理，而且在认证成功后，也没有类似于“WLAN Registration”的流程以便认证服务器60向HLR50注册，因而在HLR50中没有保存认证服务器60的地址。

从以上的流程可以看出，在认证过程中，若认证服务器60中没有用户的签约数据，则从HLR50中获取用户签约数据并保存，此时，认证服务器60与HLR50中的用户签约数据是一致的。但是由于HLR50中没有用户所在认证服务器60的地址，当HLR50中用户签约数据发生改变时，无法通知认证服务器60，即无法保持数据同步，因此，该现有技术方案存在如下缺点：

1、若在HLR50中更改了用户的签约数据，如停止用户的WLAN业务，HLR50无法通知认证服务器60作处理。若用户已接入WLAN成功，除非用户主动下线，否则，就可以一直享受WLAN业务。

2、若用户销户，在HLR50中删除了用户签约数据，HLR50无法通知认证服务器60作处理。若用户已接入WLAN成功，除非用户主动下线，否则，就可以一直享受WLAN业务。

为了解决上述问题，目前有一种改进方案，认证服务器60通过发起带有IMSI参数的“MAP_UPDATE_LOCATION”(移动应用部分更新位置)流程，代替协议中的“MAP_RESTORE_DATA”流程，从HLR50中获取用户签约数据。在该流程中，认证服务器60模拟一个VLR，向HLR50发起“MAP_UPDATE_LOCATION”请求。HLR50在处理该请求时，会先向此用户原来所在的VLR发送“MAP_CANCEL_LOCATION”请求消息，通知此VLR删除用户信息，然后再登记新的VLR地址(实际上为认证服务器60的地址)。由于HLR50会登记认证服务器60的地址，当HLR50中用户签约数据发生了改变，HLR50会主动通知认证服务器60，从而使得认证服务器60中的用户签约数据能与HLR50保持同步，并在数据改变时进行相应的处理。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：必须发给用户另外一张新卡，否则不能同时享受WLAN业务与用户原有的业务。

造成这种情况的一个主要原因在于，由于HLR50会通知用户原来所在的VLR删除用户信息，故会影响用户原有的业务。所以，为了用户享受WLAN业务，不得不采取另外再发一张新卡的办法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法，使得在不增加新卡或影响原有业务的前提下，归属位置寄存器和认证服务器的用户签约数据也能够同步。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法，包含以下步骤：

A判断所述认证服务器上的用户签约数据的保存时间是否超过了门限，如果是则从所述归属位置寄存器中重新获取所述用户签约数据；

B判断所述用户签约数据的获取是否成功，如果是则更新从所述归属位置寄存器成功获取所述用户签约数据的时间。

其中，还包含以下步骤：

C所述认证服务器从所述归属位置寄存器成功获取所述用户签约数据以后，判断所述用户签约数据变化的情况，并进行相应处理。

在所述步骤A之前，包括：

用户通过用户设备发起认证请求；

判断所述认证服务器中是否有所述用户的用户签约数据，如果是则直接使用所述认证服务器中的所述用户签约数据进行认证，否则所述认证服务器向所述归属位置寄存器获取所述用户的用户签约数据。

所述认证服务器向所述归属位置寄存器获取所述用户的用户签约数据的步骤之后还包括：

判断所述用户签约数据的获取是否成功，如果是则以新获取的所述用户签约数据进行认证，并保存从所述归属位置寄存器成功获取所述用户签约数据的时间。

在所述步骤A中，当所述认证服务器上的用户签约数据的保存时间没有超过门限时，获取下一条所述认证服务器上的用户签约数据，并重新进入步骤A。

所述步骤A中，从所述归属位置寄存器中重新获取所述用户签约数据的步骤包含以下子步骤：

A1所述认证服务器向所述归属位置寄存器发送移动应用部分恢复数据消息；

A2所述归属位置寄存器向所述认证服务器反馈移动应用部分插入签约数据消息。

所述步骤A中，从所述归属位置寄存器中重新获取所述用户签约数据的步骤还包含以下子步骤：

A3所述认证服务器向所述归属位置寄存器回复移动应用部分插入用户签约数据响应消息；

A4所述归属位置寄存器向所述认证服务器回复移动应用部分恢复数据响应消息。

所述步骤A1中，所述移动应用部分恢复数据消息的参数中包含用户的国际移动台识别号码。

所述步骤A2中，所述移动应用部分插入签约数据消息的参数中包含用户的国际移动台识别号码和所述用户签约数据。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，认证服务器定期对保存时间超过门限的本地用户签约数据进行主动刷新。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即在不增加新卡或影响原有业务的前提下，能够在预定时间内保持认证服务器与HLR中用户签约数据的同步。因为是主动刷新，不需要模拟VLR，不需要删除原先VLR中用户信息后重新登记，因此不会影响原有业务，不需要增加新卡。又因为一旦用户签约数据在认证服务器保存的时间超过门限后就刷新，因此能够在预定时间内保持认证服务器与HLR中用户签约数据的同步。此外本方案不需要改动现有网络中HLR，实现起来较为方便。

附图说明

图1是WLAN和3G融合体系结构图；

图2是现有技术中WLAN与3G融合的接入流程图；

图3是现有技术中认证服务器从HLR获取GSM用户签约数据的流程图；

图4是根据本发明的一个实施例的认证服务器对UE进行认证的流程图；

图5是根据本发明的一个实施例的认证服务器与HLR数据同步方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

认证服务器对UE进行认证的流程如图4所示，在步骤310中，UE发起认证请求。

此后进入步骤320，认证服务器判断本地是否有该用户的签约数据，如果是则进入步骤330，否则进入步骤340。认证服务器上保留有部分或全部用户的签约数据，这些用户签约数据一般是该用户以前接入时从HLR获取并保留下来的。这些用户签约数据会在一定的时机从认证服务器删除，不过具体的删除时机可能各不相同，一般由运营商制定的策略决定。因此当用户发起认证请求时，有较大的机会使用认证服务器本地的用户签约数据。

在步骤330中，认证服务器用本地的用户签约数据进行认证，此后结束本流程。因为本地有用户签约数据，因此优先使用本地用户签约数据进行认证，这样可以提高效率。

在步骤340中，认证服务器向HLR获取该用户的用户签约数据，此后进入步骤350。HLR中保存了所有用户的用户签约数据，因此当认证服务器发现本地没有需要的用户签约数据时(例如对于新接入的用户)，向HLR发送带有该用户ISMI参数的“MAP_RESTORE_DATA”消息，请求发送该用户的用户签约数据，HLR回复“MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA”消息，该消息的参数中带有该用户的IMSI和签约数据。

在步骤350中，认证服务器判断用户签约数据的获取是否成功，如果是进入步骤360，否则结束本流程，拒绝UE的认证请求。判断用户签约数据的获取是否成功的方法就是检查是否在规定时间内收到了来自HLR的“MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA”消息，并且在该消息的参数中含有该用户IMSI和有效的用户签约数据。

在步骤360中，认证服务器以获取的用户签约数据进行认证，并保存成功获取该数据的时间。此后本流程结束。之所以要保存成功获取用户签约数据的时间，是为认证服务器与HLR数据同步流程服务的。

上面说明了UE发起认证请求时认证服务器的认证流程，下面结合图5说明认证服务器与HLR数据同步流程。

在步骤410中，认证服务器判断本地保存的用户签约数据的保存时间是否超过门限，如果是则进入步骤420，否则进入步骤430。从步骤360可以知道，认证服务器在成功获取每一条用户签约数据以后都会保存获取时间，因此只要比较当前系统时间和每一条用户签约数据的获取时间就可以知道该数据的保存时间是否超过门限了。在本发明的一个较佳实施例中，采用定时轮询的方式对每一条用户签约数据进行检查。如果数据可能较多，还可以采用以下方法：在周期性定时器每次超时后检查预定数量的用户签约数据，并保留检查结束的位置，在下一次周期性定时器超时后，从上一次检查结束的位置开始本次检查。

在步骤420中，认证服务器向HLR发送“MAP_RESTORE_DATA”消息，此后进入步骤440。该消息的参数中带有用户的IMSI，请求HLR发送该用户的用户签约数据。

在步骤430中，认证服务器取下一个用户签约数据，此后进入步骤410。因为当前用户签约数据的保存时间没有超时，因此取下一个用户签约数据进行检查。

在步骤440中，HLR向认证服务器发送“MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA”消息，此后进入步骤450。HLR收到“MAP_RESTORE_DATA”消息后，根据该消息中的IMSI在本地数据库中查找出对应的用户签约数据，然后将该IMSI和用户签约数据作为参数通过“MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA”消息发送给认证服务器。

在步骤450中，认证服务器向HLR回复“MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA_ACK”(移动应用部分插入用户签约数据响应)消息，此后进入步骤460。发送该消息的目的是认证服务器告知HLR已经成功收到了“MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA”消息。否则，如果HLR长时间收不到“MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA_ACK”消息，会重发“MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA”消息。

在步骤460中，HLR向认证服务器回复“MAP_RESTORE_DATA_ACK”(移动应用部分恢复数据响应)消息，此后进入步骤470。该消息主要是对步骤420中“MAP_RESTORE_DATA”消息的响应，HLR告知认证服务器“MAP_RESTORE_DATA”消息要求的工作已经完成。

在步骤470中，认证服务器判断获取用户签约数据是否成功，如果是则进入步骤480，否则进入步骤430。

在步骤480中，认证服务器更新从HLR成功获取用户签约数据的时间，此后进入步骤490。做这步的目的是为了保证下一次用户签约数据的更新能够正常进行。

在步骤490中，认证服务器判断用户签约数据变化的情况，并进行相应处理，此后进入步骤430。如果用户签约数据发生了变化，认证服务器需要马上进行调整。例如HLR中已经删除了某一个用户的用户签约数据，那么就要检查该用户是否正在线上，如果是则需要马上强制该用户下线。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法，其特征在于，包含以下步骤：

A判断所述认证服务器上的用户签约数据的保存时间是否超过了门限，如果是则从所述归属位置寄存器中重新获取所述用户签约数据；

B判断所述用户签约数据的获取是否成功，如果是则更新从所述归属位置寄存器成功获取所述用户签约数据的时间。

2.根据权利要求1所述的认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法，其特征在于，还包含以下步骤：

C所述认证服务器从所述归属位置寄存器成功获取所述用户签约数据后，判断所述用户签约数据变化的情况，并进行处理。

3.根据权利要求1所述的认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法，其特征在于，在所述步骤A之前，包括：

用户通过用户设备发起认证请求；

判断所述认证服务器中是否有所述用户的用户签约数据，如果是则直接使用所述认证服务器中的所述用户签约数据进行认证，否则所述认证服务器向所述归属位置寄存器获取所述用户的用户签约数据。

4.根据权利要求3所述的认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法，其特征在于，所述认证服务器向所述归属位置寄存器获取所述用户的用户签约数据的步骤之后还包括：

判断所述用户签约数据的获取是否成功，如果是则以新获取的所述用户签约数据进行认证，并保存从所述归属位置寄存器成功获取所述用户签约数据的时间。

5.根据权利要求1所述的认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法，其特征在于，在所述步骤A中，当所述认证服务器上的用户签约数据的保存时间没有超过门限时，获取下一条所述认证服务器上的用户签约数据，并重新进入步骤A。

6.根据权利要求1所述的认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法，其特征在于，所述步骤A中，从所述归属位置寄存器中重新获取所述用户签约数据的步骤包含以下子步骤：

A1所述认证服务器向所述归属位置寄存器发送移动应用部分恢复数据消息；

A2所述归属位置寄存器向所述认证服务器反馈移动应用部分插入签约数据消息。

7.根据权利要求6所述的认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法，其特征在于，所述步骤A中，从所述归属位置寄存器中重新获取所述用户签约数据的步骤还包含以下子步骤：；

A3所述认证服务器向所述归属位置寄存器回复移动应用部分插入用户签约数据响应消息；

A4所述归属位置寄存器向所述认证服务器回复移动应用部分恢复数据响应消息。

8.根据权利要求6所述的认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法，其特征在于，所述步骤A1中，所述移动应用部分恢复数据消息的参数中包含用户的国际移动台识别号码。

9.根据权利要求6所述的认证服务器与归属位置寄存器数据同步方法，其特征在于，所述步骤A2中，所述移动应用部分插入签约数据消息的参数中包含用户的国际移动台识别号码和所述用户签约数据。

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