CN1953607B - 移动网络通信中切换的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种移动网络通信中切换的方法和设备，可以在用户切换从一个网关切换到另一个网关时，立刻切除与原网关的连接，从而节省网络资源。服务器包括通信单元，通过无线网络网关与移动终端进行无线通信；处理单元，当从通信单元接收到来自移动终端的注册请求消息，来执行从一个无线接口向另一个无线接口切换，且该注册请求消息表明终止当前的无线连接时，通过通信单元向无线网络网关发送由处理单元产生的指示终止无线连接的信号，来释放服务器和访问端口间的在先的无线连接。

Description

移动网络通信中切换的方法和设备
技术领域
本发明涉及移动网络通信技术，尤其涉及移动网络通信中切换的方法和设备。
背景技术
在无线通信系统中，根据用户的需要，进行移动电话和无线局域网(LAN)间的不同系统间的切换。
图1表示无线通信系统中，进行不同系统间的切换的构成例。1是信息内容服务器，2是IP网络，3是回归代理服务器HA，8是移动台，4是无线LAN网络的网关PDIF，5是无线LAN服务运营商设置的无线LAN网络，10是无线LAN的访问端口。另外，6是1xEvDO(便携式电话系统)网络的网关PDSN，7是1xEvDO服务运营商设置的1xEvD0网络，13是1xEvD0的访问端口。15是固定网。
当移动台8从lxEvD0的访问端口切换到无线LAN的访问端口或者进行相反的切换的情况下，移动终端会发送移动IP注册消息给回归代理HA，同时和目标的网关PDIF/FA之间建立起一个新的PPP对话。但是，这时候原PDSN的PPP对话一直还再保持，直到时间超时，才会拆除，这必然要耗费大量的资源，并且影响其它移动终端的接入，严重的还会对用户收取额外的费用，即使用户已经切换到另外一个无线网络中。
此外，美国专利20040082330提出一种在无线局域网WLAN和3G之间采用移动IP来保证切换的方法，但该方法只能保证一个方向，也就是从无线局域网WLAN到3G之间的切换，反方向则无法保证，这是由于该发明没有考虑网络切换后，原网络侧的资源如何释放。
即，在上述发明中，当移动终端从一个网关切换到另外一个无线局域网LAN的网关以后，移动终端会发送移动IP注册消息给回归代理HA，同时和目标的网关PDIF/FA之间建立起一个新的PPP对话。但是，这时候原网关的PPP对话一直还再保持，直到时间超时，才会拆除，这必然要耗费大量的资源，并且影响其它移动终端的接入，严重的还会对用户收取额外的费用。
在CDMA 1x EV-DO切换到无线局域网LAN的过程中，移动终端将会通过PDIF，再次注册到回归代理上，然而到现在为止，还没有一种方法提出来，如何切断PPP连接，是移动终端还是PDSN。
如果由移动终端来切断PPP连接，PDSN将会发送一个deregistration消息给回归代理，但是如果这个消息到达回归代理在移动终端通过WLAN也注册到回归代理的时候之后，则可能移动终端的注册信息被回归代理删除，造成错误。
发明内容
本发明提供一种移动网络通信中切换的方法和设备，可以在用户切换从一个网关切换到另一个网关时，立刻切除与原网关的连接，从而节省网络资源。
附图说明
图1是无线通信系统中，进行不同系统间的切换的构成例框图。
图2是本发明的无线局域网WLAN的移动IP信令流程。
图3是本发明的无线局域网WLAN的数据流。
图4是本发明的移动Ipv4注册请求消息中C/W的扩展的示意图。
图5是本发明的移动Ipv4注册请求消息中C/W的扩展内容的示意图。
图6是本发明的回归代理的注册表。
图7是在CDMA200 1x EVDO和无线局域网LAN之间切换的信令流程。
图8是移动终端的基本功能。
图9是回归代理的基本功能。
图10是PDSN的基本功能。
图11是回归代理收到PDIF的RRQ消息后的控制流程。
图12是PDSN收到RRP后的控制流程。
图13是移动站发送RRP的控制流程。
图14是家乡代理HA设备框图。
图15是无线网关设备框图。
图16是移动站设备框图。
具体实施方式
图1描述了在CDMA 1x EV-DO和无线局域网LAN之间切换的网络拓扑结构，在本图中，移动终端经过访问端口AP，网关PDSN，注册到CDMA 1x EV-DO网络中，这里网关PDSN具有外地代理的功能，移动终端同时也可以通过访问端口AP，网关PDIF注册到无限局域网LAN网络中，这里网关PDIF也支持外地代理功能。此外，图中没有示出的认证计费服务器AAA作为Radius服务器，主要负责对移动终端进行认证、计费。
在本发明中，网络接口可以不限于CDMA 1x EV-DO和无线局域网LAN，也可以是W-CDMA、蓝牙Bluetooth等各种无线接口。
CDMA 2000 1x EV-DO侧的控制信令和数据流程可以参考3GPP2网站。图2描述了WLAN侧的控制信令协议栈，移动终端支持PPPoE协议，通过AAA服务器来进行认证，移动终端中的移动IP协议栈支持应用层在3G和WLAN之间来回切换。无线局域网访问端口只是一个二层的网络设备，所有的控制信令和数据流对于AP都是透明的。另一方面，网关PDIF将终止PPPoE，从而支持认证，因为PDIF还有外地代理的功能，它和回归代理之间通过移动IP消息来进行通信。
图3描述了WLAN侧的数据流协议栈，在PDIF和回归代理HA之间使用IPinIP隧道来传输数据，最终到达移动终端。
当移动终端从1x EV-DO切换到无线局域网LAN侧时，对于在PDSN和移动终端之间的PPP(point to point protocol)连接，如果移动终端不主动切断PPP连接，则只能等待PPP连接的期限过期才能断掉。
本发明中，通过扩展从移动终端发往回归代理HA的移动IP注册请求消息RRQ，来表明当前移动终端所处的无线连接以及通知回归代理HA中断PPP连接。
图4描述了移动Ipv4注册请求消息中C/W的扩展示意图，这里，在信令中，包括类型、寿命、本地地址、回归代理、转交地址、标识等项目，并包括扩展项目，本发明利用该扩展项目定义图5所示的扩展内容。
图5中表示本发明的移动Ipv4注册请求消息中C/W的扩展内容的示意图。在图5中，“类型”是一个数值，例如149，长度意味着数值的长度，这里为16。“C/W”标志位是一个8位，这里“C”表示CDMA网络，“W”意味着无线局域网LAN网络。但并不限于此，也可以表示其他的网络。“切断ppp”表示移动终端期望切断PPP连接，如果为真，则回归代理HA需要通知PDSN断开针对那个移动终端的PPP连接，这里，“切断ppp”只是一个示例，也可以是例如“停止计费”、“释放资源”等选项。
以下结合图6说明回归代理HA的注册表，这里我们扩展移动IPv4的注册表，使得回归代理HA可以知道当前的注册是从CDMA 20001x EV-DO网络还是从无线局域网LAN网络来的，通过在注册表里面增加一项，并用字符“C”或者是“W”来分别表示CDMA 2000 1xEV-DO网络或者无线局域网LAN网络。
图7描述了在CDMA 2000 1x EVDO和无线局域网LAN网络之间切换的控制信令流程，首先，移动终端启动一个和网关PDSN之间的PPP连接，基于移动终端的标识NAI信息，网关PDSN经过AAA服务器认证以后，将会分配给移动终端家乡地址HoA，同时网关PDSN使用移动终端的家乡地址HoA，以及自身IP地址到回归代理HA上注册，这样，从通信对端节点Correspondent Node(CN，未图示)发到移动终端的数据，经由网关PDSN和回归代理HA之间的移动IP隧道最终传到移动终端。
随着移动终端进入到无线局域网LAN区域，移动终端首先和无线局域网访问端口AP之间进行协商。通过这个协商，用户可以得到基本的无线局域网LAN侧的信息，例如收费，带宽，信号强度和服务质量等。在移动终端和网关PDIF之间协商之后，由于采用的是相同的移动终端NAI进行网络PPPoE接入认证，所以移动终端从AAA服务器上得到了相同的家乡地址HoA。
在用户根据自己的情况决定将连接到哪个网络以后，比如连接到无线局域网LAN后，则移动终端将发送RRQ消息给无线局域网LAN的网关PDIF，该RRQ消息带有本发明提出的新C/W扩展选项，回归代理HA收到这个消息之后，它将根据自己的注册表信息，把网络连接由“C”改为“W”，并返回RRQ消息，通过网关PDIF送到移动终端。在这之后，回归代理也会发送HA-FA消息来通知网关PDSN去终止PPP连接。
最后，数据流经过HA和网关PDIF之间的隧道，到达移动终端。
以下说明本发明的各个装置的功能块结构。
图8表示移动终端8的功能块，移动终端8是一个双模终端，它既有用于EVDO连接的EVDO卡，也有无线局域网LAN连接WLAN卡。切换触发功能是用户用来决定他是否愿意切换，以及他愿意采用哪种无线连接的选项，移动终端8也需要支持移动IP的C/W扩展。
图9表示回归代理HA的功能块，通过扩展回归代理注册表来支持回归代理HA判断现在连接在哪个无线网络上，是EVDO还是WLAN。同时回归代理HA还必须支持移动IP的C/W扩展选项，最后，回归代理通知PDSN中断PPP连接。
图10表示网关PDSN基本功能块，除了基本的功能之外，网关PDSN还必须支持C/W扩展，从而可以和回归代理HA通信，得知移动终端是通过CDMA网络连接的还是通过WLAN的连接注册的，此外PDSN还必须能支持HA-FA消息，从而能根据这个消息来中断和移动终端之间的PPP连接。
图11表示回归代理HA的控制流程，在回归代理HA通过网关PDIF收到RRQ消息之后，首先回归代理HA更新它的注册表，然后返回一个标准的RRP给网关PDIF，然后回归代理HA根据C/W扩展选项来决定是否通知PDSN去中断其PPP连接。
图12表示网关PDSN的控制流程，当PDSN从回归代理HA收到注册消息以后，首先判断是否要删除网络资源，如PPP，如果是，停止PPP连接，如果该消息无效，PDSN会忽略该消息。
图13表示移动终端的控制流程，当移动终端发送一个RRQ消息的时候，移动终端首先判断当前的连接是WLAN还是3G，如果是WLAN，那么在该扩展中，它将标识‘W’，如果是CDMA网络，它将在扩展中选项里面‘C’。同时原网络侧的资源删除请求将由移动终端发出。
图14表示回归代理HA的结构的框图，回归代理HA包括通信单元、处理单元和数据库单元。其中，通信单元从移动终端8收到切换请求消息来执行从一个无线接口到另外一个无线接口的切换，请求消息带有一个扩展，例如标明终止在原网络侧服务器和接入点之间的连接。处理单元进行的处理包括基本处理和PPP C/W处理。当检测到通信单元接收到的信息时，产生信令，通知无线网络网关停止无线连接。因此，处理单元能处理PPP连接停止要求，和在注册表中加例如标识C/W连接。数据库单元具有基本注册表和C/W扩展表。基本注册表存储了一般的通信数据，C/W扩展表存储了图6所示的回归代理HA的注册表。
图15表示网关的结构框图，它包括通信单元、处理单元和数据库单元，其各个单元的功能与回归代理HA的各个功能类似，除此之外，处理单元能处理PPP连接停止，删除该终端的原网络资源。
图16表示移动终端的结构框图，它包括通信单元，处理单元和数据库单元，其各个单元的功能与回归代理HA的各个功能类似，除此之外，处理单元可以在移动IP注册消息中添加一个扩展，该扩展功能包括要求删除原网络侧的资源，如PPP对话，和要求回归代理中的注册表中带有3G/WLAN网络连接的标志。

Claims (18)

1.一种无线通信系统中的服务器，所述服务器与网络连接，所述无线通信系统包括：带有多个无线接口的移动终端；经所述多个无线接口中的一个与移动终端进行通信并与所述网络连接的访问端口；多个无线网络网关，该多个无线网络网关中的一个一边连接到所述服务器，一边连接到所述访问端口，
所述服务器包括：
通信单元，通过所述多个无线网络网关与所述移动终端进行无线通信；
处理单元，当从所述通信单元接收到来自移动终端的注册请求消息时，来执行从一个无线接口向另一个无线接口切换，且该注册请求消息表明终止当前的无线连接时，通过所述通信单元向在先连接的无线网络网关发送由所述处理单元产生的指示终止所述无线连接的信号，来释放所述服务器和所述访问端口间的在先的无线连接，
所述注册请求消息带有一个扩展选项，用于表明终止当前的无线连接。
2.根据权利要求1所述的服务器，
所述信号指示切断所述服务器和所述网关间的PPP连接。
3.根据权利要求1所述的服务器，
所述无线接口是CDMA 20001x EV-DO、或无线局域网LAN、或WCDMA、或蓝牙bluetooth。
4.根据权利要求1所述的服务器，
所述服务器，还具有数据库单元，数据库单元中存储有表格，该表格保存注册信息和表示当前的注册是来自哪个无线接口的标识符；
所述处理单元通过所述表格来判断当前注册的移动终端的网络连接信息。
5.一种无线通信系统中的移动终端，所述无线通信系统包括：服务器；带有多个无线接口的移动终端；经所述多个无线接口中的一个与移动终端进行通信并与所述网络连接的访问端口；多个无线网络网关，该多个无线网络网关中的一个一边连接到所述服务器，一边连接到所述访问端口，
所述移动终端包括：
多个无线接口；
处理单元，用来产生注册请求消息，所述注册请求消息带有一个扩展选项，指示终止所述服务器和所述访问端口之间的连接；
当所述服务器接收到来自移动终端的注册请求消息，来执行从一个无线接口向另一个无线接口切换，且该注册请求消息表明终止当前的无线连接时，向在先连接的无线网络网关发送指示终止所述无线连接的信号，在先连接的无线网络网关终止所述服务器和与移动终端进行通信的所述访问端口间的无线连接。
6.根据权利要求5所述的移动终端，
所述信号指示切断所述服务器和所述网关间的PPP连接。
7.根据权利要求5所述的移动终端，
所述无线接口是CDMA 20001x EV-DO、或无线局域网LAN、或WCDMA、或蓝牙bluetooth。
8.根据权利要求5所述的移动终端，
所述移动终端，还具有数据库单元，数据库单元中存储有表格，该表格保存注册信息和表示当前的注册是来自哪个无线接口的标识符；
所述处理单元通过所述表格来判断当前注册的移动终端的网络连接信息。
9.一种无线通信系统中的网关，所述无线通信系统包括：带有多个无线接口的移动终端；经所述多个无线接口中的一个与移动终端进行通信并与所述网络连接的访问端口；多个无线网络网关，该多个无线网络网关中的一个一边连接到所述服务器，一边连接到所述访问端口，
所述移动终端产生注册请求消息，所述注册请求消息带有一个扩展选项，指示终止所述服务器和所述访问端口之间的连接；
当所述服务器接收到来自移动终端的注册请求消息，来执行从一个无线接口向另一个无线接口切换，且该注册请求消息表明终止当前的无线连接时，向在先连接的无线网络网关发送指示终止所述无线连接的信号，
所述无线通信系统中的网关包括：
通信单元，与所述移动终端和所述服务器进行无线通信；
处理单元，当从所述通信单元接收到来自所述服务器的终止当前的无线连接的指示时，终止所述服务器和与移动终端进行通信的所述访问端口间的无线连接。
10.根据权利要求9所述的网关，
所述信号指示切断所述服务器和所述网关间的PPP连接。
11.根据权利要求9所述的网关，
所述无线接口是CDMA 20001x EV-DO、或无线局域网LAN、或WCDMA、或蓝牙bluetooth。
12.一种无线通信系统，包括：服务器，带有多个无线接口的移动终端；经所述多个无线接口中的一个与移动终端进行通信并与所述网络连接的访问端口；多个无线网络网关，该多个无线网络网关中的一个一边连接到所述服务器，一边连接到所述访问端口，
所述服务器包括：
通信单元，通过所述无线网络网关与所述移动终端进行无线通信；
处理单元，当从所述通信单元接收到来自移动终端的注册请求消息，来执行从一个无线接口向另一个无线接口切换，且该注册请求消息表明终止当前的无线连接时，终止所述服务器和与移动终端进行通信的所述访问端口间的无线连接；
所述移动终端包括：
多个无线接口；
处理单元，用来产生注册请求消息来执行从第一个无线接口到第二个无线接口的切换，所述注册请求消息带有一个扩展选项，指示终止所述服务器和所述访问端口之间的连接，
所述网关包括：
通信单元，与所述移动终端进行无线通信；
处理单元，当从所述通信单元接收到来自服务器的终止当前的无线连接的指示时，终止所述服务器和与移动终端进行通信的所述访问端口间的无线连接。
13.根据权利要求12所述的无线通信系统，
所述无线接口是CDMA 20001x EV-DO、或无线局域网LAN、或WCDMA、或蓝牙bluetooth。
14.一种无线通信系统中无线接口的切换方法，所述无线通信系统包括：带有多个无线接口的移动终端；经所述多个无线接口中的一个与移动终端进行通信并与所述网络连接的访问端口；多个无线网络网关，该多个无线网络网关中的一个一边连接到所述服务器，一边连接到所述访问端口，
所述移动终端产生注册请求消息，所述注册请求消息带有一个扩展选项，指示终止所述服务器和所述访问端口之间的连接；
当所述服务器接收到来自移动终端的注册请求消息，来执行从一个无线接口向另一个无线接口切换，且该注册请求消息表明终止当前的无线连接时，向在先连接的无线网络网关发送指示终止所述无线连接的信号，
所述无线网络网关终止所述服务器和与移动终端进行通信的所述访问端口间的无线连接，
所述信号指示切断所述服务器和所述网关间的PPP连接。
15.根据权利要求14所述的方法，
所述无线接口是CDMA 20001x EV-DO、或无线局域网LAN、或WCDMA、或蓝牙bluetooth。
16.一种移动终端的无线接口的切换方法，所述移动终端设于无线通信系统中，所述无线通信系统包括：带有多个无线接口的移动终端；经所述多个无线接口中的一个与移动终端进行通信并与所述网络连接的访问端口；多个无线网络网关，该多个无线网络网关中的一个一边连接到所述服务器，一边连接到所述访问端口，
所述移动终端产生注册请求消息，所述注册请求消息带有一个扩展选项，指示终止所述服务器和所述访问端口之间的连接；
当所述服务器接收到来自移动终端的注册请求消息，来执行从一个无线接口向另一个无线接口切换，且该注册请求消息表明终止当前的无线连接时，向在先连接的无线网络网关发送指示终止所述无线连接的信号；
所述在先连接的无线网络网关终止所述服务器和与移动终端进行通信的所述访问端口间的无线连接。
17.一种服务器的无线接口的切换方法，所述服务器设于无线通信系统中，
所述无线通信系统包括：带有多个无线接口的移动终端；经所述多个无线接口中的一个与移动终端进行通信并与所述网络连接的访问端口；多个无线网络网关，该多个无线网络网关中的一个一边连接到所述服务器，一边连接到所述访问端口，
所述移动终端产生注册请求消息，所述注册请求消息带有一个扩展选项，指示终止所述服务器和所述访问端口之间的连接；
当所述服务器接收到来自移动终端的注册请求消息，来执行从一个无线接口向另一个无线接口切换，且该注册请求消息表明终止当前的无线连接时，向在先连接的无线网络网关发送指示终止所述无线连接的信号，
所述在先连接的无线网络网关终止所述服务器和与移动终端进行通信的所述访问端口间的无线连接。
18.一种网关的无线接口的切换方法，所述网关设于无线通信系统中，
所述无线通信系统包括：带有多个无线接口的移动终端；经所述多个无线接口中的一个与移动终端进行通信并与所述网络连接的访问端口；多个无线网络网关，该多个无线网络网关中的一个一边连接到所述服务器，一边连接到所述访问端口，
所述移动终端产生注册请求消息，所述注册请求消息带有一个扩展选项，指示终止所述服务器和所述访问端口之间的连接；
当所述服务器接收到来自移动终端的注册请求消息，来执行从一个无线接口向另一个无线接口切换，且该注册请求消息表明终止当前的无线连接时，向在先连接的无线网络网关发送指示终止所述无线连接的信号，
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