RU2425454C2

RU2425454C2 - Radio communication device and method

Info

Publication number: RU2425454C2
Application number: RU2008120136A
Authority: RU
Inventors: Кадзуюки КОДЗУ (JP); Кадзуюки КОДЗУ
Original assignee: Нтт Досомо, Инк.
Priority date: 2005-11-01
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2011-07-27
Also published as: JP2007177945A; RU2008120136A

Abstract

FIELD: information technology.

SUBSTANCE: according to the present invention, the communication device includes a mobile station (10), packet transmission device (50) and an access point (70), which performs transmission between the mobile station (10) and packet transmission device (50). The access point (70) on the side of the cellular network sends a tunnel switching request to the second radio network zone in case of successful authentication between the mobile station and the second radio network and transfer of the mobile station from the first radio network zone to the second radio network zone.

EFFECT: secure connection.

2 cl, 8 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к устройству и способу связи, с помощью которых осуществляется передача между мобильной станцией и устройством передачи, которое управляет информацией о маршрутизации мобильной станции.The invention relates to a communication device and method by which a transmission is made between a mobile station and a transmission device that manages the routing information of a mobile station.

Уровень техникиState of the art

В современной ситуации технология соединения сотовой сети 3GPP с системой WLAN (wireless local area network, беспроводная локальная сеть) для их совместного функционирования была определена в документе 3GPP (3rd Generation Partnership Project; партнерский проект для связи третьего поколения) (см., например, непатентный документ 1). Эта спецификация определяет схему (прямой IP-доступ к WLAN) для обеспечения возможности взаимодействия сотовой сети 3GPP и сети системы WLAN друг с другом посредством аутентификации и схему (IP-доступ WLAN-3GPP) для обеспечения возможности использования услуг в сотовой сети 3GPP из системы WLAN. На данный момент, однако, не определена технология осуществления контроля перемещения, когда мобильная станция во время сеансов связи переключается между сотовой системой 3GPP и системой WLAN.In the current situation, the technology for connecting a 3GPP cellular network to a WLAN (wireless local area network) system for their joint operation was defined in 3GPP (3rd Generation Partnership Project; third-generation partnership project) (see, for example, non-patent document 1). This specification defines a scheme (direct IP access to a WLAN) to enable 3GPP cellular network and a WLAN system to communicate with each other through authentication and a scheme (WLAN-3GPP IP access) to enable 3GPP cellular services from a WLAN system . At the moment, however, the technology for controlling movement is not defined when the mobile station switches between the 3GPP cellular system and the WLAN system during communication sessions.

Со стороны сети Интернет в качестве технологии осуществления контроля перемещения между разными подсетями был определен стандарт Mobile IP (см., например, непатентный документ 2 и непатентный документ 3). Эта технология может рассматриваться как один из вариантов технологии для реализации схемы управления мобильной связью между сотовой сетью 3GPP и системой WLAN.On the Internet side, the Mobile IP standard has been defined as a technology for controlling movement between different subnets (see, for example, Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3). This technology can be considered as one of the technology options for implementing a mobile communications management scheme between a 3GPP cellular network and a WLAN system.

В данном случае предположим, что указанная схема Mobile IP применяется к схеме управления мобильной связью между сотовой сетью 3GPP и системой WLAN. Как показано на фиг.8, когда мобильная станция 10 переходит из зоны сотовой системы 3GPP в зону системы WLAN, мобильная станция 10 передает запрос на переключение туннеля в сотовую сеть 100 в устройство 50 пакетной передачи (например, опорное устройство мобильной связи, Mobility Anchor) через точку 60 доступа на стороне WLAN и точку 70 доступа 70 на стороне сотовой сети (например, PDG, packet data gateway, шлюз пакетных данных). После этого выполняется переключение с туннеля А на туннель В.In this case, suppose that the specified Mobile IP scheme is applied to a mobile communication management scheme between a 3GPP cellular network and a WLAN system. As shown in FIG. 8, when the mobile station 10 moves from the area of the 3GPP cellular system to the area of the WLAN system, the mobile station 10 transmits a request to switch the tunnel to the cellular network 100 to the packet transmission device 50 (for example, a mobile reference device, Mobility Anchor) through the access point 60 on the WLAN side and access point 70 on the cellular network side (e.g., PDG, packet data gateway, packet data gateway). After that, the switch from tunnel A to tunnel B is performed.

Однако, когда схема Mobile IP применяется непосредственно так, как описано выше, возникает проблема, заключающаяся в том, что передача управляющих сигналов из мобильной станции увеличивает интенсивность графика передачи сигналов в зоне радиосвязи. Более того, имеется дополнительная проблема задержки выполнения переключения туннелей, поскольку функцию управления осуществляет мобильная станция, в силу чего требуется более длительное время для переключения туннеля в другую радиосеть. Кроме того, мобильной станции требуется информация об адресе сетевого узла, например, устройства 50 пакетной передачи и подобных ему, когда мобильная станция передает управляющие сигналы. Это создает еще одну проблему, заключающуюся в снижении защиты сетевого узла.However, when the Mobile IP scheme is applied directly as described above, a problem arises in that the transmission of control signals from the mobile station increases the intensity of the signal transmission schedule in the radio communication zone. Moreover, there is an additional problem of delaying tunnel switching, because the mobile station performs the control function, which requires a longer time to switch the tunnel to another radio network. In addition, the mobile station needs information about the address of the network node, for example, the packet transmission device 50 and the like, when the mobile station transmits control signals. This creates another problem, which is to reduce the security of the network node.

Приведены ссылки на следующие документы.Links to the following documents are provided.

Непатентный документ 1: 3GPP TS23.234 V6.6.0Non-Patent Document 1: 3GPP TS23.234 V6.6.0

Непатентный документ 2: RFC 3344 (IP Mobility Support for lpv4)Non-Patent Document 2: RFC 3344 (IP Mobility Support for lpv4)

Непатентный документ 3: RFC 3775 (Mobility Support in lpv6)Non-Patent Document 3: RFC 3775 (Mobility Support in lpv6)

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

С учетом приведенных выше проблем, настоящее изобретение направлено на создание устройства связи и способа связи, которые обеспечивают эффективное использование радиоресурсов, повышают качество осуществления переключения за счет сокращения задержки выполнения переключения и приводят к увеличению защищенности узла.In view of the above problems, the present invention is directed to a communication device and a communication method that ensure the efficient use of radio resources, improve the quality of switching by reducing the delay in switching, and increase the security of the node.

В рамках реализации вышеописанной задачи первым аспектом настоящего изобретения является устройство связи, расположенное в первой радиосети или во второй радиосети и осуществляющее передачу между мобильной станцией, находящейся в зоне первой радиосети, и устройством передачи, управляющим информацией о маршрутизации мобильной станции, включающее функцию переключения туннеля, реализованную с возможностью передачи в устройство передачи запроса на переключение туннеля в зону второй радиосети, в случае успешного выполнения аутентификации для установления защищенного соединения между мобильной станцией и второй радиосетью и перехода мобильной станции из зоны первой радиосети в зону второй радиосети.In the framework of the implementation of the above task, the first aspect of the present invention is a communication device located in the first radio network or in the second radio network and transmitting between a mobile station located in the area of the first radio network and a transmission device controlling the routing information of the mobile station, including a tunnel switching function, implemented with the possibility of transmitting to the transmission device a request to switch the tunnel to the zone of the second radio network, if authentication is successful to establish a secure connection between the mobile station and the second radio network and transfer the mobile station from the zone of the first radio network to the zone of the second radio network.

Вторым аспектом настоящего изобретения является способ связи в системе связи, содержащей первую радиосеть, вторую радиосеть, мобильную станцию, находящуюся в зоне первой радиосети, устройство передачи, управляющее информацией о маршрутизации мобильной станции, и устройство связи, которое расположено в первой радиосети или во второй радиосети и осуществляет передачу между мобильной станцией и устройством передачи, состоящий в том, что в устройство передачи передают запрос на переключение туннеля в зону второй радиосети, в случае успешного выполнения аутентификации для установления защищенного соединения между мобильной станцией и второй радиосетью и перехода мобильной станции из зоны первой радиосети в зону второй радиосети.A second aspect of the present invention is a communication method in a communication system comprising a first radio network, a second radio network, a mobile station located in the area of the first radio network, a transmission device controlling the routing information of the mobile station, and a communication device that is located in the first radio network or in the second radio network and transmits between the mobile station and the transmission device, consisting in the fact that the request to switch the tunnel to the zone of the second radio network is transmitted to the transmission device, if successful authentication to establish a secure connection between the mobile station and the second radio network and the transition of the mobile station from the zone of the first radio network to the zone of the second radio network.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 показана структурная блок-схема системы связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения (№ 1).Figure 1 shows a structural block diagram of a communication system in accordance with the first embodiment of the present invention (No. 1).

На фиг.2 показана структурная блок-схема системы связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения (№ 2).Figure 2 shows a structural block diagram of a communication system in accordance with the first embodiment of the present invention (No. 2).

На фиг.3 показана структурная блок-схема устройства связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.Figure 3 shows a structural block diagram of a communication device in accordance with the first embodiment of the present invention.

На фиг.4 представлена схема выполнения, иллюстрирующая способ связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.4 is a flowchart illustrating a communication method in accordance with a first embodiment of the present invention.

На фиг.5 показана структурная блок-схема системы связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения (№ 1).5 shows a structural block diagram of a communication system in accordance with a second embodiment of the present invention (No. 1).

На фиг.6 показана структурная блок-схема системы связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения (№ 2).6 shows a structural block diagram of a communication system in accordance with a second embodiment of the present invention (No. 2).

На фиг.7 представлена схема выполнения, иллюстрирующая способ связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.7 is a flowchart illustrating a communication method in accordance with a second embodiment of the present invention.

На фиг.8 показана структурная блок-схема традиционной системы связи.On Fig shows a structural block diagram of a traditional communication system.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Далее описываются варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертежи. В последующем описании чертежей одинаковые или сходные ссылочные номера присвоены одинаковым или сходным компонентам. Кроме этого, следует иметь в виду, что чертежи являются схематическими.Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar reference numbers are assigned to the same or similar components. In addition, it should be borne in mind that the drawings are schematic.

В вариантах осуществления настоящего изобретения будет представлено описание способа, в котором устройство радиосвязи, расположенное между мобильной станцией и устройством пакетной передачи, передает в устройство пакетной передачи запрос на переключение туннеля во вторую радиосеть, когда выполняются предварительно заданные условия, и когда мобильная станция переходит из зоны первой радиосети в зону второй радиосети.In embodiments of the present invention, a description will be provided of a method in which a radio communication device located between a mobile station and a packet transmission device transmits to the packet transmission device a request to switch a tunnel to a second radio network when predetermined conditions are met and when the mobile station moves out of the zone the first radio network to the zone of the second radio network.

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯFIRST IMPLEMENTATION

Система связиCommunication system

Для первого варианта осуществления представлено описание примера, в котором мобильная станция 10 переключается в систему WLAN в то время, когда мобильная станция 10 осуществляет связь в сотовой системе 3GPP, как показано на фиг.1. В это время точка 70 доступа на стороне сотовой сети передает запрос на переключение туннеля в устройство 50 пакетной передачи, как показано на фиг.2, и таким образом туннель для вызова мобильной станции 10 переключается с туннеля А на туннель В.For the first embodiment, a description is given of an example in which the mobile station 10 switches to the WLAN system while the mobile station 10 is communicating in the 3GPP cellular system, as shown in FIG. At this time, the access point 70 on the side of the cellular network transmits a request to switch the tunnel to the packet transmission device 50, as shown in FIG. 2, and thus the tunnel for calling the mobile station 10 is switched from tunnel A to tunnel B.

Система 200 беспроводной сети (WLAN), показанная на фиг.1 и 2, подключена к сотовой сети 100 с помощью схемы соединения, способной обеспечить IP-доступ WLAN-3GPP. В сотовой сети 100 присутствуют станция 20 управления радиосетью (radio network control station; RNC), SGSN 30 (Serving GPRS support node; узел обслуживания абонентов GPRS), GGSN 40 (Gateway GPRS Support Node; шлюзовой узел GPRS), устройство 50 пакетной передачи, точка 70 доступа на стороне сотовой сети и сервер 80 аутентификации. В системе 200 WLAN имеется точка 60 доступа на стороне WLAN. Кроме этого, само собой разумеется, что по необходимости устанавливаются требуемые сетевые устройства, хотя они и не показаны. Например, между сотовой сетью 100 и системой 200 WLAN располагается шлюз, а между мобильной станцией 10 и станцией 20 управления радиосетью располагается базовая радиостанция.The wireless network system (WLAN) 200 shown in FIGS. 1 and 2 is connected to the cellular network 100 using a connection scheme capable of providing WLAN-3GPP IP access. The cellular network 100 includes a radio network control station 20 (RNC), SGSN 30 (Serving GPRS support node; GPRS customer service node), GGSN 40 (Gateway GPRS Support Node; GPRS gateway node), a packet transmission device 50, a cellular network access point 70 and an authentication server 80. In the WLAN system 200, there is an access point 60 on the WLAN side. In addition, it goes without saying that, if necessary, the required network devices are installed, although they are not shown. For example, a gateway is located between the cellular network 100 and the WLAN system 200, and a radio base station is located between the mobile station 10 and the radio network management station 20.

Ниже описывается каждое из устройств.Each device is described below.

Станция 20 управления радиосетью управляет группой базовых радиостанций.The radio network control station 20 controls a group of radio base stations.

SGSN 30 управляет абонентской информацией (класс обслуживания QoS (quality of service, который может быть предоставлен, информация о пунктах назначения, с которыми можно соединиться, способ аутентификации и т.д.) каждого мобильного абонента, располагающегося в зоне SGSN 30. Кроме того, когда мобильная станция 10 выполняет или принимает вызов, SGSN 30 определяет, следует ли принять данное соединение, и управляет соединением с пунктом назначения соединения на основании абонентской информации.The SGSN 30 manages the subscriber information (QoS class of service (quality of service that can be provided, destination information that can be connected to, authentication method, etc.) of each mobile subscriber located in the SGSN 30 zone. In addition, when the mobile station 10 makes or receives a call, the SGSN 30 determines whether to accept the connection and controls the connection to the connection destination based on the subscriber information.

GGSN 40 осуществляет управление доступом (уведомление о соединении, уведомление о поступлении вызова и т.д.) для обеспечения доступа к ISP (Internet Service Provider; поставщик Интернет-услуг). Кроме этого, GGSN 40 управляет адресом передачи данных, который должен назначаться мобильной станции 10 для осуществления пакетной связи.The GGSN 40 provides access control (call notification, call notification, etc.) to provide access to the ISP (Internet Service Provider; Internet Service Provider). In addition, the GGSN 40 controls the data address to be assigned to the mobile station 10 for packet communication.

Устройство 50 пакетной передачи регистрирует информацию о маршрутизации мобильной станции 10 и управляет информацией о маршрутизации. «Домашний агент» (home agent) в схеме Mobile IP, например, может быть назван устройством 50 пакетной передачи.The packet transmission device 50 registers the routing information of the mobile station 10 and manages the routing information. A “home agent” in a Mobile IP scheme, for example, may be called a packet transmission device 50.

Точка 70 доступа на стороне сотовой сети представляет собой устройство связи, которое осуществляет передачу между мобильной станцией 10 и устройством 50 пакетной передачи. Шлюз пакетных данных (PDG), например, может быть назван точкой доступа 70 на стороне сотовой сети.The access point on the cellular network side is a communication device that transmits between the mobile station 10 and the packet transmission device 50. A Packet Data Gateway (PDG), for example, may be called an access point 70 on a cellular network side.

Как показано на фиг.3, точка 70 доступа на стороне сотовой сети (устройство связи) включает в себя функцию 2 маршрутизации, функцию 3 управления адресами, функцию 4 фильтрации, функцию 5 взаимодействия с сервером аутентификации, функцию 6 оконечной точки IPsec (IP security protocol, протокол безопасности IP) и функцию 7 переключения туннеля.As shown in FIG. 3, the access point on the cellular network side (communication device) includes a routing function 2, an address management function 3, a filtering function 4, an authentication server interaction function 5, an IPsec (IP security protocol) endpoint function 6 , IP security protocol) and tunnel switching function 7.

Функция 2 маршрутизации определяет туннель для передачи пакетов, передаваемых между отправителем и получателем.Routing function 2 defines a tunnel for the transmission of packets transmitted between the sender and receiver.

Функция 3 управления адресами управляет адресом пункта назначения соединения.The address management function 3 controls the address of the connection destination.

Функция 4 фильтрации разрешает прохождение только определенных пакетов и запрещает прохождение остальных пакетов.Filtering function 4 allows only certain packets to pass through and prevents the rest of the packets from passing through.

Функция 5 взаимодействия с сервером аутентификации осуществляет взаимодействие с сервером 80 аутентификации и выполняет аутентификацию для установления защищенного соединения между мобильной станцией 10 и системой 200 WLAN.The authentication server interaction function 5 interacts with the authentication server 80 and performs authentication to establish a secure connection between the mobile station 10 and the WLAN system 200.

Конкретно, функция 5 взаимодействия с сервером аутентификации передает запрос на аутентификацию в сервер 80 аутентификации для выполнения аутентификации пользователя, которая требуется для установления туннеля IPsec между функцией 6 оконечной точки IPsec и мобильной станцией 10. Затем, когда выполнение аутентификации успешно завершается, функция 5 взаимодействия с сервером аутентификации принимает с сервера 80 аутентификации ответ на запрос аутентификации, который указывает на успешный результат.Specifically, the authentication server interaction function 5 transmits an authentication request to the authentication server 80 to perform user authentication, which is required to establish the IPsec tunnel between the IPsec endpoint function 6 and the mobile station 10. Then, when the authentication is completed successfully, the interaction function 5 the authentication server receives from the authentication server 80 a response to the authentication request, which indicates a successful result.

Функция 6 оконечной точки IPsec устанавливает туннель IPsec между точкой 70 доступа на стороне сотовой сети и мобильной станцией 10.The IPsec endpoint function 6 establishes an IPsec tunnel between the access point 70 on the cellular network side and the mobile station 10.

Конкретно, функция 6 оконечной точки IPsec устанавливает туннель IPsec между точкой 70 доступа на стороне сотовой сети и мобильной станцией 10 в ответ на запрос установки Ipsec, который включает в себя запрос на переключение туннеля и передается из мобильной станции 10 через точку 60 доступа на стороне WLAN.Specifically, the IPsec endpoint function 6 establishes an IPsec tunnel between the access point 70 on the cellular network side and the mobile station 10 in response to the Ipsec setup request, which includes the tunnel switching request and is transmitted from the mobile station 10 via the access point 60 on the WLAN side .

Когда мобильная станция 10 переходит из зоны сотовой системы 3GPP в зону системы WLAN, функция 7 переключения туннеля передает в устройство 50 пакетной передачи запрос на переключение туннеля в систему 200 WLAN при выполнении предварительно заданного условия (см. фиг.2).When the mobile station 10 moves from the area of the 3GPP cellular system to the area of the WLAN system, the tunnel switching function 7 transmits to the packet transmission device 50 a request to switch the tunnel to the WLAN system 200 when a predetermined condition is fulfilled (see FIG. 2).

Конкретно, функция 7 переключения туннеля передает в устройство 50 пакетной передачи запрос на переключение туннеля в систему 200 WLAN, когда функция 5 взаимодействия с сервером аутентификации 5 примет вышеуказанный ответ на запрос аутентификации.Specifically, the tunnel switching function 7 transmits to the packet transmission device 50 a request to switch the tunnel to the WLAN system 200 when the interaction function 5 with the authentication server 5 receives the above response to the authentication request.

Другими словами, в отличие от традиционной схемы (Mobile IP), в которой мобильная станция 10 передает запрос на переключение туннеля в систему 200 WLAN после того, как мобильная станция 10 передаст запрос установки IPsec, данный вариант осуществления организован таким образом, что функция 7 переключения туннеля точки 70 доступа на стороне сотовой сети передает запрос на переключение туннеля в систему 200 WLAN, когда выполнение аутентификации пользователя успешно. Соответственно, данный вариант осуществления выполнен таким образом, что достигается эффективное использование радиоресурсов.In other words, in contrast to the traditional scheme (Mobile IP), in which the mobile station 10 transmits a tunnel switching request to the WLAN system 200 after the mobile station 10 transmits an IPsec setup request, this embodiment is arranged such that the switching function 7 the tunnel of the access point 70 on the side of the cellular network transmits a request to switch the tunnel to the WLAN system 200 when the user authentication is successful. Accordingly, this embodiment is designed in such a way that efficient use of radio resources is achieved.

В данном случае предварительно заданным условием будет обнаружение функцией 7 переключения туннеля того, что мобильная станция 10 переходит из зоны сотовой системы 3GPP в зону системы WLAN (например, это обнаруживается в результате приема уведомления из мобильной станции), и что выполнение аутентификации для установления защищенного соединения между мобильной станцией 10 и системой 200 WLAN является успешным.In this case, the predefined condition is the detection by the tunnel switching function 7 that the mobile station 10 moves from the zone of the 3GPP cellular system to the zone of the WLAN system (for example, this is detected as a result of receiving a notification from the mobile station), and that authentication is performed to establish a secure connection between the mobile station 10 and the WLAN system 200 is successful.

Сервер 80 аутентификации выполняет аутентификацию пользователя, необходимую для установления туннеля IPsec. Сервер ААА (authentication, authorization, accounting, аутентификация, авторизация, учет), например, может представлять собой сервер 80 аутентификации. Сервер ААА имеет функции аутентификации, авторизации и учета, соответственно.The authentication server 80 performs user authentication necessary to establish an IPsec tunnel. The AAA server (authentication, authorization, accounting, authentication, authorization, accounting), for example, may be an authentication server 80. The AAA server has authentication, authorization, and accounting functions, respectively.

Точка 60 доступа на стороне WLAN представляет собой устройство связи, которое осуществляет передачу между мобильной станцией 10 и точкой 70 доступа на стороне сотовой сети. Точка радиодоступа (radio access point; АР) представляет собой пример точки 60 доступа на стороне WLAN.The access point on the WLAN side is a communication device that transmits between the mobile station 10 and the access point 70 on the cellular network side. A radio access point (AP) is an example of an access point 60 on a WLAN side.

Способ связиCommunication method

Далее описывается способ связи в соответствии с первым вариантом осуществления со ссылкой на фиг.4.The following describes a communication method in accordance with the first embodiment with reference to Fig.4.

Если мобильная станция 10 переходит из зоны сотовой системы в зону WLAN в то время, когда мобильная станция 10 осуществляет связь, мобильная станция 10 сначала определяет наличие радиозоны системы 200 WLAN и определяет, нужно ли переключать туннель для вызова во время связи из сотовой сети 100 в систему 200 WLAN 200 (шаг S101).If the mobile station 10 moves from the cellular system zone to the WLAN zone while the mobile station 10 is communicating, the mobile station 10 first determines the radio area of the WLAN system 200 and determines whether to switch the tunnel for calling during communication from the cellular network 100 to system 200 WLAN 200 (step S101).

После этого, когда определено, что переключение туннеля необходимо, мобильная станция 10 начинает операцию IP-доступа WLAN-3GPP для WLAN и устанавливает туннель IPsec между мобильной станцией 10 и точкой 70 доступа на стороне сотовой сети (например, PDG). Для установления этого туннеля IPsec мобильная станция 10 передает запрос установки IPsec, включающий запрос на переключение туннеля (шаг S102), с тем, чтобы точка 70 доступа на стороне сотовой сети могла отличить этот запрос от обычного запроса связи WLAN (например, отличить этот вызов от вызова, для которого не требуется переключение туннеля).After that, when it is determined that tunnel switching is necessary, the mobile station 10 starts the WLAN-3GPP IP access operation for the WLAN and establishes an IPsec tunnel between the mobile station 10 and the access point 70 on the cellular network side (e.g., PDG). To establish this IPsec tunnel, the mobile station 10 transmits an IPsec setup request including a tunnel switching request (step S102) so that the access point 70 on the cellular side can distinguish this request from a regular WLAN communication request (for example, distinguish this call from call for which tunnel switching is not required).

Когда точка 70 доступа на стороне сотовой сети принимает этот запрос установки туннеля Ipsec, включающий запрос на переключение туннеля, точка 70 доступа на стороне сотовой сети определяет, что мобильная станция 10 переходит из зоны сотовой системы 3GPP в зону системы WLAN и передает запрос аутентификации в сервер 80 аутентификации (например, ААА) (шаг S103) для выполнения аутентификации пользователя, необходимой для установления туннеля IPsec. Затем, после получения сигнала, указывающего на успешное выполнение аутентификации, с сервера 80 аутентификации, выполнение переходит к шагу S105 и последующим шагам. Следует иметь в виду, что в данном случае, когда аутентификация неуспешна, туннель для вызова во время связи не может быть переключен из сотовой сети 100 в систему 200 WLAN. Таким образом, выполнение прекращается.When the access point 70 on the cellular network side receives this Ipsec tunnel installation request including the tunnel switching request, the access point 70 on the cellular network side determines that the mobile station 10 moves from the area of the 3GPP cellular system to the area of the WLAN system and sends the authentication request to the server Authentication 80 (e.g., AAA) (step S103) to perform user authentication necessary to establish an IPsec tunnel. Then, after receiving a signal indicative of a successful authentication from the authentication server 80, the execution proceeds to step S105 and subsequent steps. It should be borne in mind that in this case, when authentication is unsuccessful, the tunnel for the call during communication cannot be switched from the cellular network 100 to the WLAN system 200. Thus, execution is terminated.

Затем точка 70 доступа на стороне сотовой связи определяет, принимает ли точка 70 доступа на стороне сотовой связи запрос на переключение туннеля с мобильной станции 10 и успешно ли выполнена аутентификация для установления защищенного соединения между мобильной станцией 10 и системой 200 WLAN (шаг S105). Если запрос на переключение туннеля принят и аутентификация успешна, точка 70 доступа на стороне сотовой связи передает запрос на переключение туннеля в устройство 50 пакетной передачи (такое, как опорное устройство мобильной связи) (шаг S106).Then, the access point 70 on the cellular side determines whether the access point 70 on the cellular side receives the request to switch the tunnel from the mobile station 10 and whether authentication is successfully performed to establish a secure connection between the mobile station 10 and the WLAN system 200 (step S105). If the tunnel switching request is accepted and authentication is successful, the access point on the cellular side transmits the tunnel switching request to the packet transmission device 50 (such as a mobile reference device) (step S106).

Затем, в ответ на запрос, устройство 50 пакетной передачи переключает туннель для вызова мобильной станции 10 из сотовой сети 100 в систему 200 WLAN (шаг S107). В это же время точка 70 доступа на стороне сотовой связи передает ответное уведомление в мобильную станцию 10; ответное уведомление указывает на завершение установления туннеля IPsec (шаг S108).Then, in response to the request, the packet transmission device 50 switches the tunnel to call the mobile station 10 from the cellular network 100 to the WLAN system 200 (step S107). At the same time, the access point 70 on the cellular side transmits a response notification to the mobile station 10; a response notification indicates completion of the IPsec tunnel establishment (step S108).

В результате мобильная станция 10 осуществляет связь через систему 200 WLAN (шаг S109).As a result, the mobile station 10 communicates via the WLAN system 200 (step S109).

Функционирование и результатыFunctioning and Results

В соответствии с выполнением точки 70 доступа на стороне сотовой связи (устройства связи) и способом связи первого варианта осуществления может быть обеспечено эффективное использование радиоресурсов, поскольку мобильная станция 10 не посылает запрос на переключение туннеля напрямую в устройство 50 пакетной передачи.According to the implementation of the access point 70 on the cellular side (communication device) and the communication method of the first embodiment, the efficient use of radio resources can be ensured, since the mobile station 10 does not send the tunnel switching request directly to the packet transmission device 50.

Кроме этого, может быть увеличено качество осуществления переключения путем уменьшения задержки переключения, поскольку переключение выполняет точка 70 доступа на стороне сотовой связи. Более того, информация об адресе сетевых узлов может быть скрыта, поскольку операции по переключению выполняются на стороне сети. Благодаря этому можно ожидать улучшения защищенности узлов.In addition, the quality of the switching operation can be improved by reducing the switching delay, since the switching is performed by the access point 70 on the cellular side. Moreover, information about the address of network nodes may be hidden, since switching operations are performed on the network side. Due to this, an improvement in the security of nodes can be expected.

ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯSECOND EMBODIMENT

Система связиCommunication system

В первом варианте осуществления было представлено описание примера, в котором мобильная станция 10 переходит в систему WLAN в то время, когда мобильная станция 10 осуществляет связь в сотовой системе 3GPP. Во втором варианте осуществления приведено описание примера, в котором мобильная станция 10 переходит в сотовую систему 3GPP в то время, когда мобильная станция 10 осуществляет связь в системе WLAN, как показано на фиг.5.In a first embodiment, a description was provided of an example in which the mobile station 10 transitions to the WLAN system while the mobile station 10 is communicating in the 3GPP cellular system. In a second embodiment, an example is described in which a mobile station 10 transitions to a 3GPP cellular system while the mobile station 10 is communicating in a WLAN system, as shown in FIG.

Во втором варианте осуществления, как показано на фиг.6, GGSN 40 передает запрос на переключение туннеля в устройство 50 пакетной передачи, и, таким образом, туннель для вызова мобильной станции 10 переключается с туннеля А на туннель В.In the second embodiment, as shown in FIG. 6, the GGSN 40 transmits the tunnel switching request to the packet transmission device 50, and thus the tunnel for calling the mobile station 10 is switched from tunnel A to tunnel B.

Система 200 WLAN 200, показанная на фиг.5 и 6, подключена к сотовой сети 100 с помощью схемы соединения, способной обеспечить IP-доступ WLAN-3GPP. В сотовой сети 100 присутствуют станция 20 управления радиосетью (radio network control station; RNC), SGSN 30 (Serving GPRS support node; узел обслуживания абонентов GPRS), GGSN 40 (Gateway GPRS Support Node; шлюзовой узел GPRS), устройство 50 пакетной передачи, точка 70 доступа на стороне сотовой сети и сервер 80 аутентификации. В системе 200 WLAN имеется точка 60 доступа на стороне WLAN. Кроме этого, само собой разумеется, что по необходимости устанавливаются требуемые сетевые устройства, хотя они и не показаны. Например, между сотовой сетью 100 и системой 200 WLAN располагается шлюз, а между мобильной станцией 10 и станцией 20 управления радиосетью располагается базовая радиостанция.The WLAN 200 system 200 shown in FIGS. 5 and 6 is connected to the cellular network 100 using a connection scheme capable of providing WLAN-3GPP IP access. The cellular network 100 includes a radio network control station 20 (RNC), SGSN 30 (Serving GPRS support node; GPRS customer service node), GGSN 40 (Gateway GPRS Support Node; GPRS gateway node), a packet transmission device 50, a cellular network access point 70 and an authentication server 80. In the WLAN system 200, there is an access point 60 on the WLAN side. In addition, it goes without saying that, if necessary, the required network devices are installed, although they are not shown. For example, a gateway is located between the cellular network 100 and the WLAN system 200, and a radio base station is located between the mobile station 10 and the radio network management station 20.

GGSN 40 осуществляет управление доступом (уведомление о соединении, уведомление о поступлении вызова и т.д.) для обеспечения доступа к поставщику Интернет-услуг. Кроме этого, GGSN 40 управляет адресом передачи данных, который должен назначаться мобильной станции 10 для осуществления пакетной связи.The GGSN 40 provides access control (connection notification, call notification, etc.) to provide access to an Internet service provider. In addition, the GGSN 40 controls the data address to be assigned to the mobile station 10 for packet communication.

GGSN 40 (устройство связи) в соответствии со вторым вариантом осуществления включает в себя функцию переключения туннеля, аналогично с точкой 70 доступа на стороне сотовой сети, описанной в первом варианте осуществления.The GGSN 40 (communication device) in accordance with the second embodiment includes a tunnel switching function, similarly to the access point 70 on the cellular network side described in the first embodiment.

Когда мобильная станция 10 переходит из зоны системы WLAN в зону сотовой системы 3GPP, функция переключения туннеля передает запрос на переключение туннеля в устройство 50 пакетной передачи (см. фиг.6) при выполнении предварительно заданного условия. В данном случае предварительно заданным условием будет являться обнаружение функцией переключения туннеля того, что мобильная станция 10 переходит из зоны системы WLAN в зону сотовой системы 3GPP и что выполнение аутентификации для установления защищенного соединения между мобильной станцией 10 и сотовой сетью 100 является успешным.When the mobile station 10 moves from the zone of the WLAN system to the zone of the 3GPP cellular system, the tunnel switching function transmits the tunnel switching request to the packet transmission device 50 (see FIG. 6) when a predetermined condition is fulfilled. In this case, the predefined condition will be the detection by the tunnel switching function that the mobile station 10 is moving from the zone of the WLAN system to the zone of the 3GPP cellular system and that authentication to establish a secure connection between the mobile station 10 and the cellular network 100 is successful.

Станция 20 управления радиосетью, SGSN 30, устройство 50 пакетной передачи, точка 60 доступа на стороне WLAN, точка 70 доступа на стороне сотовой сети и сервер 80 аутентификации 80 являются теми же, что и в случае первого варианта осуществления, поэтому соответствующее описание опускается.The radio network management station 20, SGSN 30, packet transmission device 50, WLAN side access point 60, cellular network access point 70 and authentication server 80 are the same as in the case of the first embodiment, therefore, the corresponding description is omitted.

Способ связиCommunication method

Далее описывается способ связи в соответствии со вторым вариантом осуществления со ссылкой на фиг.7.The following describes the communication method in accordance with the second embodiment with reference to Fig.7.

Если мобильная станция 10 переходит из зоны WLAN в зону сотовой системы в то время, когда мобильная станция 10 осуществляет связь, мобильная станция 10 сначала определяет наличие сотовой сети 100 и определяет, нужно ли переключать туннель для вызова во время связи с системой 200 WLAN в сотовую сеть 100 (шаг S201).If the mobile station 10 moves from the WLAN zone to the zone of the cellular system while the mobile station 10 is communicating, the mobile station 10 first determines the presence of the cellular network 100 and determines whether to switch the tunnel for calling during communication with the WLAN system 200 to the cellular network 100 (step S201).

После этого мобильная станция 10 выполняет аутентификацию во взаимодействии с SGSN 30 (шаг S202). В данном случае, если аутентификация успешна, выполнение переходит к шагу S203 и последующим шагам. Следует иметь в виду, что если аутентификация неуспешна, туннель для вызова во время связи не может быть переключен из системы 200 WLAN в сотовую сеть 100. Таким образом, выполнение прекращается.After that, the mobile station 10 performs authentication in cooperation with the SGSN 30 (step S202). In this case, if the authentication is successful, the execution proceeds to step S203 and the subsequent steps. It should be borne in mind that if authentication is unsuccessful, the tunnel for calling during communication cannot be switched from the WLAN system 200 to the cellular network 100. Thus, execution is terminated.

Затем, когда мобильная станция 10 определяет, что требуется переключение туннеля, мобильная станция 10 передает запрос на установление сеанса в сотовую сеть 100 (шаг S203). При установлении сеанса мобильная станция 10 передает запрос на установление сеанса, включающий запрос на переключение туннеля, с тем, чтобы GGSN 40 мог отличить этот запрос от обычного запроса на установление сеанса (например, отличить этот вызов от вызова, для которого не требуется переключение туннеля).Then, when the mobile station 10 determines that tunnel switching is required, the mobile station 10 transmits a session request to the cellular network 100 (step S203). When establishing a session, the mobile station 10 transmits a session establishment request including a tunnel switching request so that the GGSN 40 can distinguish this request from a regular session establishment request (for example, distinguishing this call from a call that does not require tunnel switching) .

Затем SGSN 30 передает запрос на установление сеанса, включающий запрос на переключение туннеля, в GGSN 40 (шаг S204).Then, the SGSN 30 transmits a session establishment request including a tunnel switching request to the GGSN 40 (step S204).

Далее GGSN 40 принимает запрос на переключение туннеля из мобильной станции 10 посредством SGSN 30 (шаг S205). Когда аутентификация выполняется успешно, GGSN 40 передает запрос на переключение туннеля в устройство 50 пакетной передачи (например, опорное устройство мобильной связи; Mobility Anchor) (шаг S206).Next, the GGSN 40 receives the tunnel switching request from the mobile station 10 via the SGSN 30 (step S205). When authentication succeeds, the GGSN 40 transmits the tunnel switching request to the packet transmission device 50 (e.g., mobile reference device; Mobility Anchor) (step S206).

Затем, в ответ на запрос, устройство 50 пакетной передачи переключает туннель для вызова мобильной станции 10 из системы 200 WLAN в сотовую сеть 100 (шаг S207). В это же время GGSN 40 передает в SGSN 30 ответное уведомление, которое указывает на завершение установления сеанса (шаг S208), и SGSN 30 передает на мобильную станцию 10 ответное уведомление, которое указывает на завершение установления сеанса (шаг S209). В результате мобильная станция 10 осуществляет связь через сотовую сеть 100 (шаг S210).Then, in response to the request, the packet transmission device 50 switches the tunnel to call the mobile station 10 from the WLAN system 200 to the cellular network 100 (step S207). At the same time, the GGSN 40 transmits a response notification to the SGSN 30 that indicates the end of the session establishment (step S208), and the SGSN 30 sends a response notification to the mobile station 10 that indicates the end of the session establishment (step S209). As a result, the mobile station 10 communicates via the cellular network 100 (step S210).

Функционирование и результатыFunctioning and Results

В соответствии с выполнением CGSN 40 (устройства связи) и способом связи для второго варианта осуществления, может быть обеспечено эффективное использование радиоресурсов, поскольку мобильная станция 10 не посылает запрос на переключение туннеля напрямую в устройство 50 пакетной передачи. Кроме этого, может быть увеличено качество осуществления переключения путем уменьшения задержки переключения, поскольку переключение выполняет CGSN 40 (устройство связи). Более того, информация об адресе сетевых узлов может быть скрыта, поскольку операции по переключению выполняются на стороне сети. Благодаря этому можно ожидать улучшения защищенности узлов.According to the implementation of the CGSN 40 (communication device) and the communication method for the second embodiment, the efficient use of radio resources can be ensured since the mobile station 10 does not send the tunnel switching request directly to the packet transmission device 50. In addition, the quality of the switching operation can be improved by reducing the switching delay, since the switching is performed by the CGSN 40 (communication device). Moreover, information about the address of network nodes may be hidden, since switching operations are performed on the network side. Due to this, an improvement in the security of nodes can be expected.

ДРУГИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯOTHER EMBODIMENTS

Несмотря на то что настоящее изобретение было описано с использованием приведенных выше вариантов осуществления, не следует полагать, что данное изобретение каким-либо образом ограничено описанием и чертежами, образующими часть настоящего раскрытия. Для специалистов в данной области техники из данного раскрытия очевидным образом вытекают различные альтернативные варианты осуществления, примеры и технологии применения.Although the present invention has been described using the above embodiments, it should not be assumed that the invention is in any way limited by the description and drawings forming part of the present disclosure. For those skilled in the art, various alternative embodiments, examples, and application techniques obviously follow from this disclosure.

Например, несмотря на то, что в первом и втором вариантах осуществления мобильная станция 10 определяет необходимость переключения туннеля (шаг S101 на фиг.4 и шаг S201 на фиг.7), определять, переключать ли туннель, может устройство радиосвязи (например, шлюз 70 пакетных данных (PDG) или GGSN 40). Кроме этого, хотя устройство связи определяет, что мобильная станция переходит из сети в другую радиосеть путем получения запроса на переключение туннеля с мобильной станции 10, способ определения этим не ограничивается. Устройство связи может определять, что мобильная станция перешла из сети в другую радиосеть путем мониторинга мобильной станции 10.For example, despite the fact that in the first and second embodiments, the mobile station 10 determines whether to switch the tunnel (step S101 in FIG. 4 and step S201 in FIG. 7), a radio communication device (e.g., a gateway 70 can determine whether to switch the tunnel) packet data (PDG) or GGSN 40). In addition, although the communication device determines that the mobile station is moving from the network to another radio network by receiving a request to switch the tunnel from the mobile station 10, the determination method is not limited to this. The communication device may determine that the mobile station has moved from the network to another radio network by monitoring the mobile station 10.

Кроме этого, хотя в качестве устройств связи по настоящему изобретению в первом и втором вариантах осуществления были описаны PDG 70 и GGSN 40, устройством связи в соответствии с настоящим изобретением может служить любое устройство, если оно расположено в радиосети. Таким образом, любое устройство среди станции 20 управления радиосетью, SGSN 30, точки 60 доступа на стороне WLAN и т.д. может также иметь функцию переключения туннеля (функция 7 переключения туннеля, показанная на фиг.3).In addition, although PDG 70 and GGSN 40 have been described as communication devices of the present invention in the first and second embodiments, any communication device may be a communication device in accordance with the present invention if it is located in a radio network. Thus, any device among the radio network management station 20, SGSN 30, access point 60 on the WLAN side, etc. may also have a tunnel switching function (tunnel switching function 7 shown in FIG. 3).

Как сказано выше, настоящее изобретение очевидным образом включает различные варианты осуществления, не описанные в данном документе. Соответственно, объем охраны настоящего изобретения определяется только конкретными признаками изобретения согласно формуле изобретения, которая надлежащим образом основана на описании.As stated above, the present invention obviously includes various embodiments not described herein. Accordingly, the scope of protection of the present invention is determined only by specific features of the invention according to the claims, which are appropriately based on the description.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Настоящее изобретение позволяет реализовать устройство связи и способ связи, которые обеспечивают эффективное использование радиоресурсов, повышают качество выполнения переключения за счет сокращения задержки обработки переключения и приводят к улучшению защищенности узла.The present invention allows to implement a communication device and a communication method that ensure the efficient use of radio resources, improve the quality of the switching operation by reducing the delay of the switching processing and lead to an improvement in the security of the node.

Claims

1. A communication device located in the first radio network or in the second radio network and transmitting between a mobile station located in the area of the first radio network and a transmission device controlling the routing information of the mobile station, including a tunnel switching function implemented with the possibility of transmission to the transmission device request to switch the tunnel to the zone of the second radio network in the case of the transition of the mobile station from the zone of the first radio network to the zone of the second radio network upon successful authentication for establishing a secure connection between the mobile station and the second radio network.

2. A communication method in a communication system containing a first radio network, a second radio network, a mobile station located in the area of the first radio network, a transmission device that controls the routing information of the mobile station, and a communication device that is located in the first radio network or in the second radio network and transmits between the mobile station and the transmission device, which consists in transmitting to the transmission device a request to switch the tunnel to the zone of the second radio network if the mobile station moves from the zone of the first radio network to -on a second radio network if successful authentication to establish a secure connection between the mobile station and the second radio network.