CN1604555A

CN1604555A - 实现无线局域网与gsm/gprs系统互通的方法

Info

Publication number: CN1604555A
Application number: CN 03134781
Authority: CN
Inventors: 罗龙
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-06

Abstract

本发明涉及一种实现无线局域网(WLAN)与GSM/GPRS系统互通的方法，用于解决3GPP组织对于preR6系统与WLAN系统间在互通时的考虑不完善问题。包括：定义AAA server与GSM/GPRS系统中HLR间的接口协议(Wh接口)，使HLR支持WLAN用户信息查询、用户状态注册及具有用户管理能力；用户请求接入WLAN系统时，AAA server设备利用该接口协议向HLR请求WLAN用户签约参数，对用户接入进行管理控制；AAA server利用从HLR获取的用户签约参数和用户请求的业务参数进行协商；AAA server按照协商后的业务参数为用户建立连接。本发明可以在现有GSM/GPRS系统上，完全实现用户在WLAN系统与现有移动通信系统间的漫游和互通，对用户使用WLAN业务实现统一管理、计费，且不影响用户在移动网络上已经建立的包括电路域或者分组域的连接。

Description

实现无线局域网与GSM/GPRS系统互通的方法

技术领域

本发明涉及一种无线局域网(WLAN)与移动通信系统间的互通漫游技术，更确切地说是涉及一种通过升级移动通信系统中现有归属位置寄存器(HLR)，实现WLAN与全球移动通信/通用无线分组业务(GSM/GPRS)系统间互通的方法。

背景技术

WLAN与移动通信系统间的互通漫游是当前的一个热门话题，第三代国际标准化组织(3GPP)目前正在定义这方面的协议。所谓的WLAN与移动通信系统互通漫游的协议主要包含几下几方面的内容：接入鉴权和认证的统一、计费的统一和业务的互通。

目前3GPP制定标准包括R6(Release 6)阶段与pre R6阶段的内容，即WLAN系统与宽带码分多址(WCDMA)系统间互通的规范，以及和现有的GSM/GPRS系统互通的规范，制定了一系列的接口，具体可以参照相关的协议，标准中给出的网络结构如图1中所示。结构中给出WLAN接入网(WLANAccess Network)，3GPP被访问网络(3GPP Visited Network)和3GPP归属网络(3GPP Home Network)中及网络间的接口。图中WLAN UE是移动用户终端。

针对WLAN与移动通信系统的互通：对于R6(Release 6)系统，设置归属签约用户服务器(HSS)，由3GPP验证、授权、记帐服务器(AAA server)通过Wx接口访问HSS，来实现用户签约数据与鉴权数据的获取；对于PreR6(Pre Release 6)系统，3GPP在AAA server与归属位置寄存器(HLR)间定义了两个接口：D’和Gr’接口，来实现用户签约数据和鉴权数据的获取。

规范中定义的D’接口和Gr’接口分别是现有GSM/GPRS系统中的D接口和Gr接口的子集，对D接口和Gr接口不作任何扩展。现有技术通过对D’和Gr’接口的定义，部分地实现了pre R6系统与WLAN系统间的互通，但是都有一定的局限性：

使用D’接口在目前实用中发现的问题是：D’接口是通过MAP信令RestoreData(参见3GPP规范)实现的，但很多现网上的HLR，基于安全方面的考虑，在没有发生Update Location过程的条件下，不对AAA server发起的Restore Data进行回应，导致在实现中AAA server无法获得用户的签约数据和鉴权数据；D’接口无法获得用户分组域的签约信息，比如APN(接入点名称)、QoS、IP地址等。

使用Gr’接口在目前实用中发现的问题是：Gr’接口是通过Update Location(参见3GPP规范)过程实现的，由于AAA server发起Update Location会让HLR认为AAA server是一个新的GPRS服务支持节点(SGSN)，所以就切断与原来SGSN的联系和删除用户数据，导致用户的GPRS数据连接断裂，影响了用户的使用。

综上所述，3GPP组织对于pre Release 6系统与WLAN系统间在互通上确实有考虑不完善的地方。

发明内容

本发明的目的是提出一种实现无线局域网与GSM/GPRS系统互通的方法，主要针对3GPP组织对于pre Release 6系统与WLAN系统间在互通上的不完善考虑而提出的一种改进方法，一方面解决WLAN系统与GSM/GPRS系统间的漫游与互通，另一方面又不会切断GSM/GPRS系统的原有连接，不影响用户对其他业务的正常使用。

为了实现本发明的目的，本发明提出了一种实现无线局域网与GSM/GPRS系统互通的方法，其特征在于包括以下步骤：

A.定义AAA server与GSM/GPRS系统中HLR间的接口协议，使HLR持WLAN用户信息查询、用户状态注册及具有用户管理能力；

B.移动用户终端请求接入WLAN系统时，AAA server设备利用所述的接口协议向HLR请求WLAN用户签约参数，对用户接入进行管理控制；

C.AAA server设备使用从HLR获取的用户签约参数和移动用户终端请求的WLAN业务参数进行协商；

D.AAA server通知移动用户终端协商后的结果，并按协商后的业务参数为用户终端建立连接。

其中步骤B的向HLR请求WLAN用户签约参数，进一步包括：

B1.AAA server根据移动用户终端的接入请求从HLR获得鉴权数据并与移动用户终端进行鉴权过程；

B2.AAA server通过鉴权后，从HLR获得所述的WLAN用户签约参数。

本发明通过重新定义AAA server与GSM/GPRS系统中HLR之间的Wh接口，以MAP协议为基础，通过升级HLR，获得用户鉴权数据和签约信息(如QoS、IP地址、APN等的数据业务信息)，HLR可以通过Wh接口实现对用户的管理、控制与数据更新等过程，AAA server可以通过Wh接口实现用户状态的报告以及业务数据变化请求等过程。本发明可以在现有的GSM/GPRS系统上，完全实现用户在WLAN系统与移动通信系统间的漫游和互通，可以实现用户分组域业务数据的获取，可以不影响用户在移动网络上已经建立的连接(包括电路域或者分组域的连接)。

附图说明

图1是3GPP规范中给出的WLAN系统与WCDMA系统互通的网络结构示意图；

图2是本发明通过AAA服务器与归属位置寄存器之间的Wh接口，获取用户鉴权数据、签约参数的网络结构示意图；

图3是本发明定义的AAA server和HLR之间Wh接口的WLAN用户接入流程框图；

图4是本发明定义的AAA server和HLR之间Wh接口的WLAN用户信息动态更新流程框图；

图5是本发明定义的AAA server和HLR之间Wh接口由AAA server发起的清除(Purge)流程框图；

图6是本发明定义的AAA server和HLR之间Wh接口由HLR发起的位置取消流程框图。

具体实施方式

本发明是通过AAA服务器直接与GSM/GPRS系统的HLR设备之间定义的基于MAP协议的Wh接口实现的。涉及的网络结构如图2中所示。

图2所示网络结构中的用户终端(UE)通过WLAN系统(WLAN system)接入数据网络。当用户终端要求接入WLAN系统时，WLAN系统会通过AAAserver设备与GSM/GPRS系统中HLR设备之间的Wh接口，向HLR请求用户的签约参数，该请求中带有用户标识；HLR根据用户标识向AAA设备提供用户的签约参数；再由AAA server对用户接入进行应答，将最终协商后的业务参数发送给用户终端，AAA server根据协商后的业务参数为用户建立业务连接。

针对背景技术中采用D’接口方案，本发明的方案体现如下：

通过定义接口参数对HLR进行必要的升级，使HLR支持与AAA server之间的Wh接口。包括：可提供用户信息查询，用户状态注册，以及用户管理。此种表现为支持Wh接口的对HLR的升级，与背景技术中采用D’接口的方案相比较，其区别在于：通过新定义的Wh接口，可支持分组域业务参数的传递，包括APN(接入点名称)、IP地址、Qos等，而且对用户现有的电路域与分组域均无影响。本技术方案，由于对HLR进行了升级，可以从根本上解决现有技术中HLR不一定回应Restore Data的问题。

针对背景技术中采用Gr’接口方案，本发明的方案体现如下：

通过定义接口参数对HLR进行必要的升级，使HLR支持与AAA server之间的Wh接口，与背景技术中采用Gr’接口的方案相比较，其区别在于：通过新定义的Wh接口不会产生切断用户原有GPRS连接的问题。本技术方案，由于对Wh接口的支持，可以从根本上避免现有技术中切断用户原有GPRS连接的问题。

在具体执行HLR升级时，可对HLR内部数据结构进行升级也可以不升级HLR内部数据结构。对HLR内部数据结构进行升级，就是为WLAN业务新增关联数据结构，实现对用户的WLAN业务管理与计费；不升级HLR内部数据结构时，则在实现中通过用户现有的GPRS业务的参数(将原有的提供给GPRS使用的业务参数映射给WLAN业务使用)对用户的WLAN业务进行管理与计费。

上述两种方案都能较好地实现WLAN与现有GSM/GPRS系统的互通与漫游，其中后一方案需要将GPRS业务参数映射到WLAN业务上。

通过定义Wh接口，HLR可以根据用户的签约业务数据，完整地实现对用户使用业务的动态管理。其互通过程主要体现在WLAN用户的接入流程上(图3)，而用户签约参数的动态更新、用户的清除(Purge)以及WLAN上用户位置取消等流程则都是该接入主流程的附属流程，分别用图4至6说明。

参见图3，图3流程主要说明了WLAN用户终端(UE)的接入过程。包括：

301：用户终端向WLAN系统发起接入请求，该接入请求中携带了用户标识等参数；

302：WLAN系统通过AAA server向HLR发起鉴权信息请求，该信息请求中携带了用户标识，请求该用户标识下的鉴权数据；

303：HLR根据用户标识向AAA server返回该用户标识下的鉴权数据，进行WLAN鉴权信息应答；

304：AAA server使用HLR发来的鉴权数据与WLAN用户终端间进行鉴权过程。

通过上述步骤301至304，体现的过程是：AAA server根据用户终端的接入请求从HLR获得鉴权数据并与用户终端进行鉴权过程。

305：通过鉴权后，AAA server向HLR发起WLAN位置注册请求，该请求中携带了AAA server地址以及用户标识等参数；

306：HLR向AAA server发送用户信息插入，插入信息包括用户标识、签约的WLAN业务参数(如APN、IP地址、Qos等)，该签约WLAN业务参数保存在AAA server中；

307：作为对步骤306的应答，AAA server向HLR发送用户信息插入确认的回应消息，消息中包含用户标识；

308，作为对步骤305的应答，HLR向AAA server发送位置注册确认的应答消息。

通过步骤305至308，体现的过程是，AAA server通过鉴权后，从HLR获得用户终端签约的WLAN业务参数。

309，AAA server根据所获得的用户签约的WLAN业务参数(保存)，与用户请求的WLAN业务参数协商(用户请求的WLAN业务参数可以在任何步骤由移动用户终端发送给AAA server)，如果请求的WLAN业务参数等级高于签约的WLAN业务参数等级，协商结果为使用签约的WLAN业务参数，如果请求的WLAN业务参数等级低于签约的WLAN业务参数等级，协商结果为使用请求的WLAN业务参数，即采用低于或者等于签约的WLAN业务参数的业务参数作为协商的结果；

310，AAA server根据协商结果，向用户终端发送WLAN接入应答，将最终的WLAN业务参数发送给用户终端。AAA server根据协商结果为用户终端建立业务连接。

通过步骤309至310，体现的过程是，AAA server根据获得的用户终端的签约WLAN业务参数，对用户终端发起的接入请求进行应答，应答中包含用户终端所使用的业务参数。

实施时，上述步骤301至308也可合并执行，用户终端通过发送接入请求，通过AAA server和HLR，一次获得用户终端的签约参数。

参见图4，由于用户签约参数的更新，由操作维护台修改或者用户通过服务台修改HLR中保存的用户签约参数，此时HLR需要动态更新AAAserver在步骤306中从HLR获得的签约用户业务参数，图4流程主要定义了这个过程。

401：HLR向AAA server发送WLAN用户信息插入请求，该请求中包括用户标识和更新的签约用户业务参数；

402：AAA server更新自身保存的该用户标识下的签约用户业务参数，和向HLR发送WLAN用户信息插入确认。

参见图5，图5流程主要定义了由AAA server发起的清除(Purge)过程，由于某些原因，如用户终端下网、计费等，终止用户业务使用过程，由AAA server发起Purge请求，通知HLR用户终端已经下线。

501：AAA server向HLR发送Purge请求，该请求中包含用户标识，通知HLR用户终端被删除；

502：HLR对该用户终端的相应用户信息进行删除操作后，向AAA server发送Purge应答消息，该消息中包含用户标识。

参见图6，图6流程主要定义了由HLR向AAA server发起用户终端位置被取消，HLR向AAA server进行通知的流程。

601：HLR向AAA server发起WLAN用户位置取消请求，请求中包括用户标识；

602：通知用户下线，删除用户数据，然后向HLR发送用户位置取消应答消息。

本发明通过对现有GSM/GPRS系统中HLR的升级，在AAA server和HLR之间采用基于MAP协议和经扩展的Wh接口，通过AAA server与GSM/GPRS的HLR设备间的交互过程，使支持对移动用户使用WLAN业务时实现统一的管理和计费。

Claims

1.一种实现无线局域网与GSM/GPRS系统互通的方法，其特征在于包括以下步骤：

A.定义AAA server与GSM/GPRS系统中HLR间的接口协议，使HLR支持WLAN用户信息查询、用户状态注册及具有用户管理能力；

2.根据权利要求1所述的实现无线局域网与GSM/GPRS系统互通的方法，其特征在于所述步骤A进一步包括：升级HLR内部数据结构，为WLAN用户建立关联数据结构。

3.根据权利要求1所述的实现无线局域网与GSM/GPRS系统互通的方法，其特征在于所述步骤A进一步包括：不升级HLR内部数据结构，将原有提供给GPRS业务使用的用户业务参数映射给WLAN业务使用，实现对用户的WLAN业务管理。

4.根据权利要求1所述的实现无线局域网与GSM/GPRS系统互通的方法，其特征在于所述步骤B，向HLR请求WLAN用户签约参数进一步包括：

B2.AAA server通过鉴权后，从HLR获得所述的WLAN用户签约参数。

5.根据权利要求4所述的实现无线局域网与GSM/GPRS系统互通的方法，其特征在于：

所述的步骤B1进一步包括：

B11.移动用户终端向WLAN系统发起接入请求，该接入请求中携带了包括用户标识的用户业务数据；

B12.WLAN系统通过AAA server向HLR发起鉴权信息请求，请求该用户标识下的鉴权数据；

B13.HLR根据用户标识向AAA server返回该用户标识下的鉴权数据，进行WLAN鉴权信息应答；

B14.AAA server使用HLR发来的鉴权数据与移动用户终端间进行鉴权；

所述的步骤B2进一步包括：

B21.通过鉴权后，AAA server向HLR发起WLAN位置注册请求，该请求中携带有AAA server地址以及用户标识信息；

B22.HLR向AAA server发送用户信息插入，插入信息包括用户标识和包含接入点名称、IP地址、Qos的用户签约参数；

B23.AAA server向HLR发送用户信息插入确认的回应消息，消息中包含用户标识；

B24.HLR向AAA server发送位置注册确认的应答消息。

6.根据权利要求1所述的实现无线局域网与GSM/GPRS系统互通的方法，其特征在于所述步骤C的协商进一步包括：对所述用户请求的WLAN业务参数等级与用户签约参数等级进行协商；请求的WLAN业务参数等级高于用户签约参数等级时，协商结果以用户签约参数作为业务参数；请求的WLAN业务参数等级低于用户签约参数等级时，协商结果以用户请求的WLAN业务参数作为业务参数。

7.根据权利要求1所述的实现无线局域网与GSM/GPRS系统互通的方法，其特征在于还包括：在HLR中保存的用户签约参数修改后，动态更新AAAserver中保存的经步骤B从HLR获得的签约用户业务参数，由HLR向AAAserver发送WLAN用户信息插入请求，该请求中包括用户标识和更新的用户签约参数；AAA server完成更新后向HLR发送WLAN用户信息插入确认。

8.根据权利要求1所述的实现无线局域网与GSM/GPRS系统互通的方法，其特征在于还包括：在移动用户终端终止用户业务使用时，由AAA server向HLR发送清除请求，该请求中包含用户标识；HLR删除该移动用户终端的相关信息后，向AAA server发送清除应答消息，该消息中包含用户标识。

9.根据权利要求1所述的实现无线局域网与GSM/GPRS系统互通的方法，其特征在于还包括：取消WLAN上的用户位置时，由HLR向AAA server发起WLAN用户位置取消请求，请求中包括用户标识；AAA server通知用户下线，删除用户相关数据后，向HLR发送用户位置取消应答消息。