CN1774138A

CN1774138A - 移动终端的无缝切换

Info

Publication number: CN1774138A
Application number: CN200510124710.6A
Authority: CN
Inventors: S·托亚蒂; L·马杜尔
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2006-05-17
Also published as: US20060120171A1

Abstract

本发明涉及一种提供无缝切换的解决方案。建议在第一无线电区域内提供第一服务节点(PDSN)，在第二无线电区域内提供第二服务节点(WSN)以及还提供可由第一服务节点和第二服务节点访问的认证单元。还建议运行一个延迟定时器，用于延迟因从用户接收到据以与所述第一服务节点分离的分离消息而废弃第一地址的操作；以及如果切换过程在该定时器的持续时间内执行，则将所述地址提供给位于第二无线电区域内的用户。

Description

移动终端的无缝切换

技术领域

本发明涉及执行移动终端在不同技术之间的切换，更具体地说涉及WLAN与第三代(3G)移动通信网络之间的切换。

背景技术

诸如CDMA 2000和UMTS(通用电信网络)等第三代(3G)网络在宽覆盖区域上向移动用户提供高速无线因特网接入。与此同时，基于诸如IEEE 802.11或欧洲HiperLAN的无线局域网(WLAN)在小区域内提供低成本的高速无线接入解决方案。

下面结合图1给出一种简化的CDMA2000和WLAN的网络体系结构，用以解释不同技术之间的互操作性问题。具体而言，显示了参与向移动终端提供数据业务(如提供因特网文件)的节点。

WLAN 101至少在逻辑上包括接入点AP 17和局域网网关如无线服务节点WSN 18。根据图1，还有携带了移动台MS 11的用户，该移动台正与WLAN网络连接。移动台(MS)可以是可以接入网络的膝上型设备、掌上型设备或电话。这里要保证移动终端MS 11同时支持两种技术，即WLAN和3G技术。接入点AP 17为所述AP所服务的小区内的用户提供无线电接口。此外，它还通过多种接入协议来协调多个用户之间的通信，并且使小区与WSN18接口，由此实现不同层次的分组转发功能。局域网如WSN 18提供到外部网络(例如因特网和/或3G网络的连接。在图1中，显示了至因特网的一条直接链路。但这不应视为任何限制。还存在多种解决方案，其中利用本地网关与3G核心网络交换机(如CDMA 2000网络中的PDSN)通信，将WLAN集成在3G技术中。与这种连通性无关，局域网关提供了至少处理用户认证和移动性的机制和协议。

CDMA2000分组交换网络100至少逻辑上包括归属地代理HA15、受访地代理FA 16、分组数据服务节点PDSN 13。常常与基站控制器(BSC)设在一起的分组核心功能(PCF)在CDMA 2000中构成无线电网络节点RN 12。此外，还有认证、授权和记帐服务器AAA14；以及在本特定情况下还有携带正连接到网络的移动台MS 11的用户。移动台MS 11可以是可以使用两种技术(即WLAN和3G技术)的膝上型设备、掌上型设备或电话。BSC除了执行其它操作外，负责为MS建立业务信道，协调多个用户的接入。PCF除了执行其它操作外，负责确定要通过哪个PDSN来发送业务。PDSN聚集来自多个BS/PCF的数据业务。它还端接点到点(PPP)连接以及维护其服务区内每个MS的会话状态。

众所周知，借助IP连接有两种数据提供模式，即简单IP和移动IP。在简单IP的情况中，如果MS从一个PDSN移动到另一个，则获得新的IP地址，并且要在MS与PDSN之间重新建立PPP连接，这因此意味着重新建立所有正在运行的数据会话。移动IP已开发成通过如下方式实现各种接入技术之间的无缝移动的解决方案：当用户在PDSN或甚至不同的系统中移动时为会话保持同一IP地址。移动IP将归属地代理HA定义为移动用户始终与之保持联系的锚点(anchor point)，其中受访地代理FA充当移动用户正在访问的接入网处的本地隧道端点。换言之，HA提供移动IP服务并记录与受访网络和当前正在进行的会话的IP地址的MS关联。也就是说，HA为特定会话将某个IP地址分配给MS，如果MS在另一个网络漫游或漫游到另一个PDSN，则它使用旧(即该HA提供的)IP地址建立到新FA的新PPP连接。随后，HA在内部输入项中执行旧IP地址到新FA的重新分配，以便在接收到预定给该MS的分组的情况下，利用MS所在网络中的新FA与IP地址的关系，通过新FA建立隧道并将其用于传送所述数据分组。

再次参考图1，其中还有认证单元，即AAA服务器14，它与HA15和PDSN 13通信，并且通常设在归属地网络中。归属地AAA管理所有用户相关数据，例如认证信息(如密钥)、简简档信息(如业务类别)、最小带宽或记帐信息。此AAA帐户正用于移动IP，以便为漫游用户提供认证服务同时发出单计费表单。

在与CDMA2000互操作的情况中，位于WLAN中且支持移动IP功能的WSN执行AAA服务，以便与3G网络中的归属地AAA服务器互通。这允许对正在WLAN中要接入服务的用户进行认证以及收集WLAN中生成的记帐记录。

因此，当前对未来网络的开发进入将两种类型的网络组合的阶段，以向移动用户提供无处不在的高速无线因特网连接。具体而言，在此环境中需要在互补的WLAN与3G网络之间实现无缝切换，即使在因特网会话正在进行期间也需如此。将不同无线电接口组合在一个设备中的移动终端已经可用。此外存在使用移动IP实现无缝切换的解决方案。但是，移动IP遇到复杂网络体系结构的问题。首先，要在网络中实现归属地代理和受访地代理。这导致复杂的路由选择，因为分组要路由到归属地代理，然后再路由到PDSN中的受访地代理，由其将这些数据分组路由到用户。此外，利用移动IP导致高切换时延，甚至可能在10秒左右。此外，实施移动IP导致采用隧道传送IP分组的巨大开销，因为要针对从服务提供商经归属地代理、受访地代理到移动台的每条链路，对数据分组进行封装。

另一方面，上述的简单IP无需实现HA和FA。但是，其缺点是要分配新的IP地址并因此终止正在进行的数据会话，这在下载文件的情况下意味着需要重新加载整个数据文件。

即使在以上说明中描述的是CDMA2000与WLAN之间的互操作，但要指出，在其它3G网络(如在UMTS)也会发生相同的问题。虽然在UMTS中实现了不同的节点，但在所提供的功能中存在某种联系。因此，例如在服务GPRS信令节点(SGSN)和网关GPRS信令节点(GGSN)中实现的功能可与CDMA2000中PDSN节点的为相应服务区域内的用户会话提供服务的功能相比较。此外，UMTS还提供认证单元，如AAA服务器。

此外，如果存在服务用户的不同节点，且变更服务节点用户必须重新建立新连接，则一个网络内也可能发生相同的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种解决方案，用于实现局域网于广域网之间的无缝切换，同时确保这些网络中的最佳数据提供。

因此，本发明的一个广义目的在于，为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的第二服务节点之间的无缝切换，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中提供可由所述第一服务节点和第二服务节点访问的认证单元；所述方法包括在所述第一服务节点上执行的如下步骤：

-将所述第一地址和所述第一服务节点的地址提供给所述认证节点；以及

-从所述用户接收分离消息(detach message)，以便与所述第一服务节点分离；

-运行延迟定时器以延迟废弃所述第一地址，其中在所述延迟定时器的持续时间内收到来自所述第二服务节点的、提供所述第一地址的请求，导致将所述第一地址发送到所述第二服务节点。

因此，本发明的另一个广义目的在于，为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的第二服务节点之间的无缝切换，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中提供可由所述第一服务节点和第二服务节点访问的认证单元；所述方法包括在所述第二服务节点上执行的如下步骤：

-从所述用户接收连接消息(attach message)，以便连接到所述第二服务节点；以及；

-向所述认证单元发送提供接入数据会话的许可的请求；以及

-从所述认证节点接收作为应答的所述第二服务节点的地址；以及

-使用所述第二服务节点的地址向所述第一服务节点发送对所述第一地址的请求；以及

-在接收到所述第一地址之后将所述第一地址分配给所述用户的数据会话。

因此，本发明的另一个广义目的在于，提供一种方法，用于为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的第二服务节点之间的无缝切换，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中，提供可由所述第一服务节点和第二服务节点访问的认证单元；所述方法包括在所述认证单元上执行的如下步骤：

-从所述第一服务节点接收所述第一地址和所述第一服务节点的地址；以及

-保存所述第一地址和所述第一服务节点的地址；以及

-从所述第二服务节点接收提供接入数据会话的许可的请求；以及

-作为响应向所述第二服务节点发送所述第一服务节点的地址。

因此，本发明的另一个广义目的在于，提供第一服务节点，用于为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的第二服务节点之间的无缝切换，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中，提供可由所述第一服务节点和所述第二服务节点访问的认证单元；所述第一服务节点具有：

-发送器单元，用于将所述第一地址和所述第一服务节点的地址提供给所述认证节点；

-接收器单元，用于从所述用户接收分离消息，以便与所述第一服务节点分离；以及

-延迟定时器，用于延迟废弃所述第一地址；其中在所述延迟定时器的持续时间内收到来自所述第二服务节点的、提供所述第一地址的请求，导致将所述第一地址发送到所述第二服务节点。

因此，本发明的另一个广义目的在于，提供第二服务节点，用于为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的所述第二服务节点之间进行无缝切换，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中，提供可由所述第一服务节点和第二服务节点访问的认证单元；所述第二服务节点包括：

-第一接收器单元，用于从所述用户接收连接消息，以便连接到所述第二服务节点；以及

-第一发送器单元，用于向所述认证单元发送提供接入数据会话的许可的请求；以及

-第二接收器单元，用于从所述认证节点接收所述第二服务节点的地址；以及

-第二发送器单元，用于使用所述第二服务节点的地址向所述第一服务节点发送对所述第一地址的请求；以及

-分配单元，用于将所述第一地址分配给所述数据会话。

因此，本发明的另一个广义的目的在于，提供一种认证单元，用于为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的第二服务节点之间的无缝切换，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中，提供可由所述第一服务节点和第二服务节点访问的所述认证单元；所述认证单元包括：

-第一接收器单元，用于从所述第一服务节点接收所述第一地址和所述第一服务节点的地址；

-存储单元，用于保存所述第一地址和所述第一服务节点的地址；

-第二接收器单元，用于从所述第二服务节点接收提供接入数据会话的许可的请求；

-发送器单元，用于向所述第二服务节点发送所述第一服务节点的地址。

因此，本发明的另一个广义的目的在于，提供一种网络部分，用于为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的第二服务节点之间的无缝切换，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；提供可由所述第一服务节点和第二服务节点访问的认证单元；所述网络部分具有：

-所述第一服务节点

-将所述第一地址和所述第一服务节点的地址提供给所述认证节点，以便保存所述地址；以及

-因从所述用户收到据以与所述第一服务节点分离的分离消息而运行延迟定时器，以延迟废弃所述第一地址；

-所述第二服务节点

-因从所述用户接收到据以连接到所述第二服务节点的连接消息而向所述认证单元发送提供用于用户数据会话的第二地址的请求；以及

-从所述认证节点接收所述第二地址和所述第二服务节点的地址；以及

-如果所述第一服务节点已通过提供所述第一地址响应所述请求，则将所述第一地址分配给所述用户的数据会话；或者如果所述第一地址不可用，则将所述第二地址分配给所述用户的数据会话。

附图说明

在下文中，将详细描述本发明的优选实例，以使本领域技术人员能够完整透彻地理解本发明，但这些详细描述的实施例仅作为本发明的实例而不旨在进行限制。以下描述参考如下附图，其中：

图1以示意图说明根据现有技术提供无缝切换的网络的体系结构；

图2以流程图说明在数据会话节点中实现无缝切换的本发明实施例；

图3以流程图说明在局域网网关中实现无缝切换的本发明实施例；

图4以流程图说明在认证单元中实现无缝切换的本发明实施例；

图5以示意图说明根据本发明提供无缝切换的网络的体系结构；

图6显示根据本发明的节点操作和信号流程图，以说明广域网中的消息流；

图7显示根据本发明的节点操作和信号流程图，以说明局域网中涉及广域网中的某种功能的消息流。

具体实施方式

应注意，本发明上下文中，术语“节点”、“单元”指用于在通信网络中提供预定功能的硬件和软件的任何适当的组合。这样，所述术语一般指可以分布在网络的几个物理实体上的逻辑实体，但也可以指设在一个物理位置上的物理实体。

应注意，本发明上下文中的术语“用户”指用户设备或移动台，该用户设备或移动台是硬件和软件的某种结合，用于接入数据会话，要为它分配地址以便传输数据。此外，至于它是一个用户还是多个用户，不应该作任何限制，这意味着一个用户可以具有要执行无缝切换的一个或多个数据会话，或者该术语可以表示多个具有其会话的用户终端。

此外，所述第一服务节点和第二服务节点指用于服务用户及其数据会话的任何硬件和软件组合。在CDMA2000中，PDCN节点可以执行所述第一服务节点的任务。在UMTS的情况中，该任务可由设在SGSN和GGSN中的硬件和软件的适当组合来执行。.

最好第二服务节点设在局域网中，例如设在WLAN中，并且其功能可以在所述局域网中的任何适当的网关上实现，如在WLAN中的无线服务节点WSN上实现。

最好，广域通信网络是移动通信网络，例如是根据CDMA2000或UMTS(通用移动电话网)或GPRS(通用分组交换无线电)或诸如EDGE、WCDMA的任何3G系统工作的移动通信网络。但是，本发明还适用于旨在不采用移动IP即可提供无缝切换的任何通信网络。

下面结合图2描述本发明的一个实施例。图2描述了要在根据本发明的第一服务节点上执行的步骤。

为简明起见，建议第一服务节点因从用户接收到数据会话建立消息而参与数据会话。但是，第一服务节点还可以作为一个与数据的传输分离的节点来实现，因为第一服务节点的任务是分配第一地址。此操作可以在例如用户的数据会话建立阶段执行。

因此，根据图2，第一服务节点从用户接收数据会话建立消息(步骤21)。在此阶段，将第一地址，最好是IP地址分配给建立该会话的用户。该IP地址的分配最好在为检查用户可靠性而执行的认证阶段内或之后在第一服务节点上执行。

在将第一地址如IP地址分配给用户的数据会话之后，根据本发明，建议通过发送消息201(步骤22)将分配的第一地址和第一服务节点的地址发送到认证节点。地址的发送可以任何适当的方式来执行，例如它可以在一个或分开的消息中发送。在后续步骤(步骤23)中，第一服务节点最好参与数据传输，当然这不应视为限定。要告知第一服务节点用户正在离开它的服务区(步骤24)。这最好可以通过接收分离消息来执行，分离消息由用户或网络中的任何实体发送，以告知该用户已经离开。这种分离消息需要来启动延迟定时器(步骤25)。

当前，在接收到分离消息时废弃第一地址，因为这意味着用户已不在该服务区。根据本发明，建议废弃分配给用户的第一地址延迟所述延迟定时器的持续时间。所述定时器可以任何适当的方式实现，以实现对应于设定时间值的计数。定时器的持续时间可以静态地设为某个特定值，或它也可以是可变的值。一些试验表明，不同网络之间的切换可能持续最长达60秒，因此，如果为网络间切换实施本发明，则此测量值可以作为示例。但是这不应视为对本发明的任何限定。

因此，根据定时器的实现方式，除非发生下列事件之一：即定时器到期或从第二服务节点接收到提供第一地址的请求(消息302)，否则所述定时器会运行。如果在步骤27，检查过程判定定时器到期，则在步骤28废弃第一地址。如果所发生的事件是在步骤29接收到请求，则在步骤30回送第一地址和消息203。因此，如果定时器尚未到期，则只可能提供第一地址。如果来自第二服务节点的请求在定时器到期之后到达，则最好可以向第二服务节点发送第一地址不可用的消息。另一个选择可以是，在此情况中第一服务节点不发送任何消息，而是由第二服务节点负责执行相应操作。

在下文中，描述图3所示的本发明实施例。图3描述了要在根据本发明的第二服务节点上执行的步骤。

如上所述，第二服务节点最好位于采用不同技术的第二网络中的节点，例如是位于WLAN中的无线服务节点WSN。

进入第二网络的用户必须连接到所述第二网络中的服务区，以建立用于数据传输的连接。第二服务节点最好参与通信。因此根据图3，它在步骤31接收建立消息，以建立至用户的连接。为了建立数据会话，第二服务节点为用户分配地址，最好是IP地址。此操作在获得建立至用户的连接的许可之后执行。因此，在步骤32，向认证单元发送提供接入数据会话的许可的请求(消息301)。根据本发明，第二服务节点因此在步骤33通过消息401接收第一服务节点的地址，其中第一服务节点的地址用于联系所述第一服务节点，以获得第一地址，参见步骤34消息302。发送该请求可能导致接收到响应，参见步骤35。如果对第一地址的请求已在第一服务节点上启动的延迟定时器的持续时间内被该第一服务节点接收到，则来自第一服务节点的响应会提供第一地址(消息203)。如果对第一地址的请求未在该延迟定时器的持续时间内被接收到，则最好可以向第二服务节点提供第一地址不可用的消息。但是还可以有其它适合的解决方案，以通知第二服务节点第一地址不可用。例如，该第二服务节点也可以有定时器，因此，如果在该定时器的持续时间未接收到任何响应，则认为无法提供第一地址。因此，建议在步骤36检查所接收到的响应是否含有第一地址，其中此操作可以任何适当的方式执行。

如果有第一地址，则将所述地址分配给用户的数据会话，参见步骤37。由于从第一无线电网络移动到第二无线电网络时地址尚未改变，所以用户仍可以在新网络中接入同一个数据会话。因此，用户体验到了变更网络时的无缝切换。但是，如果无法提供第一地址，则为用户分配第二地址，参见步骤38，这意味着在此情况下必须重新建立会话。最好由第二服务节点提供第二地址。存在提供地址，如'地址的不同方法，可以联系服务器以分配唯一的地址或可以从地址池中选取地址。此外，要注意，提供第二地址可以在根据图3的过程中的任何时候执行。

下面描述图4所示的本发明实施例。图4描述了要在根据本发明的认证单元上执行的步骤。

根据图4，认证单元在步骤41通过消息201接收到第一地址和第一服务节点的地址。在后续步骤42，所述地址以任何适当的方式存储在任何优选的位置上。步骤41和42在用户位于第一无线电网络中，例如在广域网(如CDMA 2000或UMTS网络)中时执行。如果所述用户移动到第二无线电网络，如WLAN，则所述认证单元接收接入数据会话的许可请求。所述请求在步骤43从第二服务节点接收到(消息301)。作为响应，认证单元在步骤44根据本发明发送第一服务节点的地址(消息401)。该应答可以任何适当的方式生成，例如，作为单独的消息或作为接受接入的消息的一部分。

下面结合图5给出本发明的一个实施例。图5显示了一些示意节点和它们之间的连接，从而给出了一种根据本发明提供无缝切换的网络的体系结构。其中有第一网络110和第二网络111。网络的职能是为当前位于所述网络之一内的用户即MS 11服务。。此外，还有因特网102，用于向用户即MS 11提供数据。但是，不应将提供因特网视为对本发明的限定，因为还可以实施提供数据的不同方式，例如，在这些网络之一中设置用于数据提供的服务器。如前所述，例如第一网络可以是广域网，如CDMA 2000或UMTS；以及第二网络可以是局域网，如WLAN。在图5中，第一和第二网络显示为两个分离的网络。但是，还可以有这样的解决方案，其中一个网络集成到另一个网络中，两种网络提供不同的无重叠的无线电覆盖区。另一个实施例可以是具有一个网络和多个服务节点的网络体系结构，其中，要为切换服务结点的用户分配用于提供数据会话的地址。因此，根据本发明，采用通用术语即第一无线电区域和第二无线电区域。在与所述类似的网络体系结构中，可应用根据本发明的无缝切换。

再次参考图5，第一网络110包括认证单元500、第一服务节点510、第一无线电区域RN 12。RN 12提供至当前正在其覆盖区域内的MS 11的无线电连接。如果用户MS 11移动到第二无线电区域111，则由其中的无线电接入点为其提供服务，根据图5，该接入点是接入点AP 17。此外，第二无线电区域还包括第二服务节点520。

第一服务节点510包括发送器56、接收器57和定时器55。这些组件可以任何适当的、优选的方式实现。因此，它们可以实现为硬件或软件或它们的任意组合。此外，它们还可以实现为分离的若干单元或一个单元。发送器56通过连接201向认证单元500提供第一地址和所述第一服务节点的地址。接收器57的任务是从用户接收分离消息，以从第一服务节点510分离。所述消息通过无线电连接和501所示的连接来传送。此外，还包括定时器55，用于延迟废弃所述第一地址，如上所述。

认证单元500包括发送器52、接收器54和存储器53。这些组件可以任何适当的方式实现。因此，它们可以实现为硬件或软件或它们的任意组合。此外，它们还可以实现为分离的若干单元或一个单元。具体而言，预见接收器接收下列消息：来自第一服务节点510的消息201，其携带第一地址和第一服务节点的地址；以及来自第二服务节点的消息301，其携带提供用于数据会话的第二地址的请求。最好这两种功能均在一个单元中实现。此外，还有存储单元53，用于保存第一地址和第一服务节点的地址。发送器52发送消息401和402，它们也可以实现为一个消息，以将第二地址和第一服务节点的地址传送给第二服务节点。

第二服务节点520具有发送器58，其功能是发送携带提供接入数据服务的许可的请求的消息301息；以及发送携带提供第一地址的请求的消息302。可以预见，接收器59会通过消息502从要连接到第二服务节点的用户MS 11接收连接消息，以以及通过消息401从认证单元接收第二服务节点的地址。

根据本发明，第一服务节点510将分配给正在进行的用户数据会话的第一地址和第一服务节点的地址通过消息201发送到认证单元502，以将所述地址存储在存储器53中。这两个地址最好是IP地址。在从所述用户接收到分离消息501之后，启动定时器55，以延迟废弃第一地址。

如果用户MS 11移动到含第二服务节点520的第二无线电网络111。首先MS 11通过连接消息502连接到该网络，然后第二服务节点520向认证单元500发送提供接入服务的许可的请求，此操作可以在例如认证过程期间执行。在接收到此消息后，认证单元500提供第二服务节点的地址(消息401)。在下一步骤中，第二服务节点520借助接收到的第二服务节点的地址将对第一地址的请求发送到第一服务节点510(消息302)。第一服务节点510接收到该请求，它首先检查分配给用户数据会话的第一地址在用户处于其覆盖区内时是否仍可用，换言之，检查延迟定时器此时是否到期。在此情况中，通过消息203将第一地址提供给第二服务节点520。如果第二服务节点接收到第一地址，则可以通过将第一地址分配给该用户的数据会话来确保无缝切换，此操作在分配单元51中执行。为了提供完整的系统功能，建议如果已知第一地址不可用，则将第二地址分配给用户的数据会话。

在下文中，参考图6描述本发明的一个实施例，图6显示根据本发明的节点操作和信号流程图，以说明在CDMA 2000中不采用移动'实现软切换的消息流程。网络110包括无线电网络部分12，它可以由BS/PCF节点代表，如上所述。此外，该网络包括PDSN 61和AAA节点62。要注意，在本实例中，PDSN 61对应于第一服务节点510以及AAA是CDMA 2000中的认证单元的一个实施例。移动台MS 11位于网络110的服务区内，并由RN 12和PDSN 61提供服务。通常MS用唯一的标识来识别，例如用国际用户标识(IMSI)来识别。但是，可能存在实现用户标识的不同方式。

在图6中，MS 11发起至RN 12的空中链路会话601，这可以通过发送连接消息来执行。在从MS 11接收到发起消息时，RN 12建立R-P会话(602)。R-P会话是无线电网络(具体为PCF)与PDSN之间建立的逻辑连接，尤其用于提供PPP会话。PDSN 61通过发送PPP-LCP阶段协商CHAP消息603来发起建立PPP连接。下面将更详细地解释PPP连接的建立。

点到点协议(PPP)提供一种在点到点链路上封装网络层协议信息的标准方法。PPP还定义了一种可扩展的链路控制协议(LCP)。链路控制协议(LCP)利用来建立、配置以及测试数据链路连接。因此，PPP链路的每一端首先在链路建立阶段发送LCP分组来配置数据链路，以便进入可选的认证阶段，之后才继续到传输数据会话的网络层协议阶段。目前利用两个协议来进行认证，即密码认证协议PAP和询问握手认证协议CHAP。密码认证协议(PAP)为节点提供了一种简单的方法，以通过重复发送分配的标识/密码对，直到对所述节点的认证得到确认或连接被终止为止来建立标识。询问握手认证协议(CHAP)用于定期验证节点的标识。这在初始链路建立后立刻执行，并且可以在建立了链路之后于任何时候重复执行。因此，有三种方法可供选择，用以在PPP连接建立期间执行认证。其中，为了成功地执行认证，通信节点将根据所选择的节点进行相应的配置。

再次参考图6，在步骤603，PDSN提议采用CHAP来执行认证。显然，MS 11不支持所述协议，因为在步骤604，发送了携带拒绝CHAP的信息和采用PAP的提议的消息。作为应答，PDSN 61在步骤605向MS 11发送PPP-LCP阶段协商PAP消息，MS 11则通过发送PAP接受消息606来接受它。发送此消息意味着PPP-LCP阶段成功结束。

在步骤607，MS 11在后续消息中发送PAP认证请求，它以参数形式携带如前所述的包括用户名和密码的信息对。在此上下文中，要注意的是，该用户名可以任何优选的方式提供，具体取决于网络中实施的方法。因此，它可以是NAI号码如IMSI号码。此外，借助PAP的认证要视为一种可能的实施方式，而不应视为对本发明的任何限制。因此，可以应用其它任何认证方法，或者甚至因为认证不是强制要求的，可以不采用任何认证协议来执行建立阶段。用户名用于验证是否允许所述用户接入服务。因此，在步骤608，向AAA 62发送携带用户名的接入请求消息6084。在服务器AAA中，执行对应的验证过程，如对用户名标识的用户验证接收到的密码。如果验证成功，则在步骤609向MS 11发送接入接受消息。MS 11接收作为成功执行的认证的应答的确认消息，即PPP-认证阶段-PAP认证确认(610)，发送此消息意味着认证阶段结束。

在下一阶段，建立并配置用于数据会话的IP连接。因此，在步骤611中，MS 11向PDSN发送PPP-IPCP阶段消息，其中IPCP是PPP因特网协议控制协议的缩写，用于建立和配置PPP上的IP协议。当接收到此消息时，PDSN 61在步骤612从本地地址池分配IP地址()，并将所述IP地址指配给该用户名。在此上下文中，以上刚所述的IP地址是所述第一地址的一个实施例。用户MS 11以确认消息即PPP-IPCP阶段-确认613的形式接收成功分配IP地址的通知，其中所述消息携带了分配给用户MS 11的IP地址。在下一步骤中，PDSN61在步骤614向AAA 62发送记帐请求，以对如下数据会话启动记帐过程。这里，本发明建议设置具有第一地址的AAA服务器62，在本实施例中，所述第一地址是分配的IP地址和PDSN的IP地址。在接收到该信息时，PDSN 61在步骤615以适当的方式将其保存。建议最好将该信息保存在用户简档中，所述用户简档已经存在于AAA服务器上。但也可以任何适当地方式执行此保存操作，以确保重建用户名、分配的IP地址和PDSN节点的IP地址之间的关系。

随后，PDSN 62在步骤616向MS 11发送记帐响应，由此在步骤617开始数据会话传输。如果用户移动到另一个网络或另一个PDSN(这可以通过从用户MS 11接收到分离消息而认识到)，则从旧PDSN61向AAA 62发送记帐停止消息618。根据本发明，当发出记帐停止消息时在步骤619启动延迟定时器。如上所述，该定时器用于延迟删除分配给用户数据会话的IP地址。当前，此消息在发送记帐停止消息之后正在被直接删除。根据本发明，在定时器的持续时间内，PDSN等待接收有关用户位置的任何信息，换言之，它等待从已发送分离消息且移动到另一个网络的用户接收消息。因此，使IP地址的删除延迟了切换持续的时间延迟了。如果在该时间间隔内未从服务该用户的新网络接收到任何消息，则当定时器到期时，便废弃该用户数据会话的IP地址。

在下文中，参考图7描述本发明的一个实施例，其中显示根据本发明的节点操作和信号流程图，以说明在涉及位于CDMA 2000中的某些功能(即PDSN和AAA)的WLAN中不采用移动IP实现软切换的消息流程。网络111包括接入点AP 17，在无线用户的情况中，它是WLAN网络中的无线电网络部分。再次参考图7，其中有现场路由器(site router)71，它表示如下所述的DHCP中继代理以及无线服务网络WSN 72(它是第二服务节点的一个实施例)。如进一步所述，WSN还包括附加的功能，如DHSP服务器功能。在图7中，还显示了AAA 62和PDSN 61，如结合图6所述。移动台MS 11位于网络111的服务区内，旨在接入因特网102。

为了既简洁，又连续，重复显示了图6的最后几个步骤，即步骤618、记帐停止步骤和步骤619、启动延迟定时器，以便强调用户MS 11在WLAN中启动会话建立时PDSN的状态。WLAN通常基于熟知的IEEE 802.1标准与定义的802.1协议。根据802.1框架，在用户通过认证之前不可能有网络业务，并且这是通过802.1x认证消息在步骤70中执行的。AP 17不保持用户列表，而是向“认证”服务器发送认证请求，该服务器通常是远程认证拨号接入用户服务(RADIUS)服务器，在本实施例中它在AAA服务器62上实现。因此，在步骤702，发送802.1x的RADIUS认证。虽然图7中未显示，但IEEE 802.1x认证包括从用户MS 11向RADIUS服务器AAA发送接入请求，其中所述消息携带的属性包括用户名。此外，它可以携带密码，用于验证用户的可靠性，以便接入服务。但是，要指出的是，存在许多可行的验证算法。随后，作为对接入请求消息的响应，PDSN 62向用户MS 11发送接入接受或接入拒绝。根据本发明，AAA62以PDSN的IP地址扩充接入接受消息，并由WSN监听该消息，以便捕获PDSN的所述IP地址。在本实施例中，在认证过程期间，PDSN的IP地址自动包含在响应消息中。但是，这不应视为对本发明的任何限定。在本实施例中，还可以显式地请求PDSN的IP地址或在任何适合的消息中自动得到它。

再次参考图7，在步骤703，WSN在认证阶段结束之后接收PDSN的IP。在下一步骤704(此步骤不一定是步骤703的后继步骤，在不执行认证时就可能出现这种情况)，向WSN 72发送DHCP发现消息。

熟知的动态主机配置协议(DHCP)提供了一种向因特网上用户传递配置信息的框架。DHCP增加了为因特网用户自动分配可重复使用的网络地址和配置选项的功能。DHCP由两部分组成：用于将用户特定配置参数从DHCP服务器传递给用户的协议和用于为用户分配网络地址的机制。DHCP客户机是使用DHCP来获取配置参数(如IP地址)的因特网用户。在本实施例中，用户MS 11是DHCP客户机，而WSN 72完成DHCP服务器的任务。为了获取IP地址，用户MS 11发送DHCP发现广播消息704，以定位DHCP服务器。所述广播消息由中继代理即现场路由器71截取(步骤705)，所述现场路由器71在用户MS 11(DHCP客户机)与WSN 72(DHCP服务器)之间转发分组。WSN(DHCP服务器)72在DHCP提供单播消息中向用户提供配置参数(如IP地址)。根据本发明，在以DHCP提供消息响应之前，在步骤706，WSN使用接收到的PDSN IP地址来查询PDSN，以获取旧的用户IP地址(IP地址是第一地址的实施例)，该IP地址是用户在先前的网络中所具有的地址。在步骤707，WSN接收作为查询结果的应答，其中，所述应答包含旧的用户IP地址或它携带有如下指示：用户的IP地址不再可用。该应答消息的内容取决于接收查询消息的时刻。如果该查询消息在延迟定时器的持续时间内被接收到，则回传旧的IP地址。但是，如果定时器已到期，则该用户IP已经被删除，因此仅回传IP地址不可用的指示。

根据图7，假定在延迟定时器持续时间内执行了上述查询操作，则导致在步骤708发送携带旧IP地址的DHCP提供消息用户MS 11使用所述IP地址来在WLAN网络内传输用户业务，其中确保将先前网络中使用的同一IP地址提供给位于新网络中的用户，因而确保接收数据的连续性，从而实现无缝切换。

要注意的是，如果查询消息是在定时器到期之后发送的，则如根据DHCH协议已知的那样，WSN执行新IP地址的分配，所述新IP地址是第二地址的实施例。因此，如果应答消息707是否定的，则WSP最好生成新的IP地址，此IP地址通过DHCP提供消息发送到用户。当然，这种情况不提供无缝切换。

此外，要指出的是，尽管在上述描述中，描述了CDMA 2000和WLAN之间的互操作，但这不应视为对本发明的限定，因为在诸如UMTS的其它3G网络中也会发生相同的问题。虽然在UMTS中实现了不同的节点，但所提供的功能之间存在某种联系。因此，例如在服务GPRS信令节点(SGSN)中和网关GPRS信令节点(GGSN)中实现的功能可以与在CDMA2000中PDSN节点的、为对应服务区内的用户会话提供服务的功能相比。因此，本发明的解决方案也适用于诸如UMTS等其它网络。

因此，虽然在附图中显示并且在以上详细说明中描述了本发明的几个优选实施例，但应理解，本发明并局限于所公开的实施例，而是可以在不背离所附权利要求所阐明并限定的本发明的精神的前提下，进行各种重新配置、修改和替换。

Claims

1.为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的第二服务节点之间的无缝切换的方法，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中，提供了可由所述第一服务节点和第二服务节点访问的认证单元；所述方法包括在所述第一服务节点上执行的下列步骤：

将所述第一地址和所述第一服务节点的地址提供给所述认证节点；以及

从所述用户接收分离消息，以便与所述第一服务节点分离，

运行延迟定时器以延迟废弃所述第一地址，其中，在所述延迟定时器的持续时间内收到来自所述第二服务节点的、提供所述第一地址的请求，导致将所述第一地址发送到所述第二服务节点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一无线电区域在广域网中，所述第二无线电区域在局域网中。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述第一服务节点是服务于其服务区内的用户数据会话的节点，所述第二服务节点是局域网网关。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述定时器的持续时间是预先确定的。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：收到来自所述第二服务节点的、提供所述第一地址的请求，如果所述请求是在所述延迟定时器的持续时间之外被接收到的，则导致将所述第一地址不可用的消息发送到所述第二服务节点。

6.为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的第二服务节点之间的无缝切换的方法，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中，提供可由所述第一服务节点和第二服务节点访问的认证单元；所述方法包括在所述第二服务节点上执行的如下步骤：

从所述用户接收连接消息，以便连接到所述第二服务节点；以及

向所述认证单元发送提供接入数据会话的许可的请求；以及

从所述认证节点接收作为应答的所述第二服务节点的地址；以及

使用所述第二服务节点的地址向所述第一服务节点发送对所述第一地址的请求；以及

在接收到所述第一地址之后将所述第一地址分配给所述用户的数据会话。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：如果对所述第一地址的请求已在所述第一服务节点上启动的延迟定时器的持续时间内被所述第一服务节点接收到，则从所述第一服务节点接收的响应提供所述第一地址。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：如果所述第一服务节点已通过提供所述第一地址响应所述请求，则执行将所述第一地址分配给所述数据会话；如果所述第一地址不可用，则提供第二地址并将其分配给所述数据会话。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于：来自所述第一服务节点的响应提供有关所述第一地址的不可用的信息。

10.为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的第二服务节点之间的无缝切换的方法，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中，提供可由所述第一服务节点和第二服务节点访问的认证单元；所述方法包括在所述认证单元上执行的如下步骤：

从所述第一服务节点接收所述第一地址和所述第一服务节点的地址；

保存所述第一地址和所述第一服务节点的地址；以及

从所述第二服务节点接收提供接入数据会话的许可的请求；以及

作为响应向所述第二服务节点发送所述第一服务节点的地址。

11.一种第一服务节点，用于为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的第二服务节点之间的无缝切换，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中，提供可由所述第一服务节点和所述第二服务节点访问的认证单元；所述第一服务节点具有：

发送器单元，用于将所述第一地址和所述第一服务节点的地址提供给所述认证节点；以及

接收器单元，用于从所述用户接收分离消息，以便与所述第一服务节点分离；以及

延迟定时器，用于延迟废弃所述第一地址，其中，在所述延迟定时器的持续时间内收到来自所述第二服务节点的、提供所述第一地址的请求，导致将所述第一地址发送到所述第二服务节点。

12.一种第二服务节点，用于支持用户在第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的所述第二服务节点之间进行无缝切换，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中，提供可由所述第一服务节点和第二服务节点访问的认证单元；所述第二服务节点包括

第一接收器单元，用于从所述用户接收连接消息，以便连接到所述第二服务节点；

第一发送器单元，用于向所述认证单元发送提供接入数据会话的许可的请求；

第二接收器单元，用于从所述认证节点接收所述第二服务节点的地址；

第二发送器单元，用于使用所述第二服务节点的地址向所述第一服务节点发送对所述第一地址的请求；

分配单元，用于将所述第一地址分配给所述数据会话。

13.如权利要求12所述的第二服务节点，其特征在于：如果所述第一服务节点已通过提供所述第一地址响应所述请求，则用于为所述数据会话分配地址的所述分配单元分配第一地址；或者如果所述第一地址不可用，则提供第二地址并将其分配给所述数据会话。

14.如权利要求12所述的第二服务节点，其特征在于：所述第一和第二发送器在物理上及逻辑上作为一个单元来实现；和/或所述第一和第二接收器在物理上及逻辑上作为一个单元来实现。

15.一种认证单元，用于为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的第二服务节点之间的无缝切换的方法，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中，提供可由所述第一服务节点和第二服务节点访问的所述认证单元；所述认证单元包括：

第一接收器单元，用于从所述第一服务节点接收所述第一地址和所述第一服务节点的地址；以及

存储单元，用于保存所述第一地址和所述第一服务节点的地址；以及

第二接收器单元，用于从所述第二服务节点接收提供接入数据会话的许可的请求；以及

发送器单元，用于向所述第二服务节点发送所述第二地址和所述第一服务节点的地址。

16.一种网络部分，用于为用户提供第一无线电区域中的第一服务节点与第二无线电区域中的第二服务节点之间的无缝切换的方法，其中，在所述第一无线电区域内借助第一地址标识用户的数据会话；其中，提供可由所述第一服务节点和所述第二服务节点访问的认证单元；所述网络部分具有：

所述第一服务节点，用于：

将所述第一地址和所述第一服务节点的地址提供给所述认证节点，以便保存所述地址；以及

因从所述用户收到据以与所述第一服务节点分离的分离消息而运行延迟定时器，以延迟废弃所述第一地址；

所述第二服务节点，用于：

在从所述用户接收到用以连接到所述第二服务节点的连接消息之后，向所述认证单元发送提供接入数据会话的许可的请求；以及

如果所述第一服务节点已通过提供所述第一地址响应所述请求，则接收并将所述第一地址分配给所述用户的数据会话；或者如果所述第一地址不可用，则将第二地址分配给所述数据会话。