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CN1312870C - 移动终端在码分多址系统与无线局域网间切换的方法 - Google Patents

移动终端在码分多址系统与无线局域网间切换的方法 Download PDF

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CN1312870C CNB031563562A CN03156356A CN1312870C CN 1312870 C CN1312870 C CN 1312870C CN B031563562 A CNB031563562 A CN B031563562A CN 03156356 A CN03156356 A CN 03156356A CN 1312870 C CN1312870 C CN 1312870C
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Abstract

本发明公开了移动终端在CDMA2000 1X系统与无线局域网系统之间切换的方法，当移动终端检测到无线局域网信号减弱或丢失时，进行CDMA2000 1X系统的起呼，PCF建立与PDSN的R-P连接，PDSN判断该用户为切换用户后，打开到CDMA2000 1X系统的传输通道，断开PDSN与无线接入点网关(APGW)之间的R-P连接；反之，当移动终端检测到无线局域网信号时，可拨号建立与APGW的连接，APGW与PDSN建立R-P连接，PDSN判断该用户为切换用户后，为该用户打开到无线局域网的传输通道，并断开PDSN和PCF之间的R-P连接。本发明方法在切换时采用先建新的链路，然后再断原有链路的方法，并且在切换过程中分组数据服务节点不变，实现了移动终端在两个系统间的无缝切换。

Description

移动终端在码分多址系统与无线局域网间切换的方法
技术领域
本发明涉及移动终端在两个无线系统间切换的方法，尤其涉及移动终端在CDMA2000 1X系统与无线局域网(Wireless LAN，简称WLAN)之间切换的方法。
背景技术
码分多址(Code Division Multiple Access，简称CDMA)是一种常用的以宽带扩频技术为基础的多址调制技术。CDMA2000 1X系统遵循IS-2000标准，是CDMA2000蜂窝移动通信技术发展的第一阶段，可以提供153.6Kbps的分组数据传输速率。
图1中虚线框外是现有的CDMA2000 1X系统的功能节点，其中无线收发信机11(BTS)在小区建立无线覆盖区用于移动终端通信，基站控制器(BSC)可对各个BTS进行控制；分组控制功能节点12(PCF)，用于转发无线子系统和分组数据服务节点14(PDSN)之间的消息。分组数据服务节点是CDMA2000 1X接入Internet的接口模块。分组数据服务节点与分组控制功能节点(PCF)之间是标准的R-P接口标准(Radio-Packet，简称R-P，无线-分组)，即A10/A11接口，A10为数据通道，A11为控制通道。分组数据服务节点为CDMA2000 1X的用户提供接入服务，用户通过PDSN到拜访、中间和归属鉴权、授权与计费服务器19，17，18进行鉴权、计费。
当用户请求分组数据服务时，首先经移动交换中心13到归属位置寄存器20(HLR)进行用户身份合法性鉴定；当合法性鉴定通过以后，基站控制器(BSC)与PCF之间建立A8/A9接口，之后，PCF发送消息到PDSN，PCF和PDSN之间建立R-P连接。然后，移动终端和PDSN之间建立PPP连接。PPP连接建立成功，如果是Simple IP用户，即可开始数据业务。对Mobile IP用户，需要进行MIP的注册，注册成功，开始移动IP的数据业务。在用户接入时，要与PDSN进行完整的PPP协商流程。PPP采用异步HDLC的组帧方式。
无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它提供了使用无线多址信道来支持计算机之间的通信，可以提供高达54Mbps的数据传输速率，无线局域网终端拨号通常采用PPPoE(Point to Point Protocol overEthernet，基于以太网的点对点协议)或Web+DHCP(Dynamic HostConfiguration Protocol，动态主机配置协议)的方式。
与有线网络相比，WLAN具有以下优点：安装便捷、使用灵活、经济节约、易于扩展等。由于其不可替代的优点，WLAN迅速地应用于需要在移动中联网和在网间漫游的场合，尤其是在不易布线的地方和适用于远距离的数据处理。特别是在一些行业，比如展览、会议、旅游服务、金融服务、移动办公系统等方面，WLAN有着非常大的发展机会。无线局域网的特点在于价格低廉、组网灵活、安装方便、支持无线数据高速接入，适宜于机场、酒店等热点地区的应用。
无线局域网中，通过接入点(AP)将无线终端接入固定电信网，AP为用户提供无线接入功能，可提供话音和数据的接入服务，并完成802.11与802.3协议的转换。经过AP转换后的数据包是以太网数据包。
但无线局域网对终端接入提供的鉴权和计费机制有限，仅能提供物理传输层的鉴权认证，并且不能提供针对终端用户的计费机制，因而不能满足电信级的应用需要。而且其覆盖范围仅限于热点地区，这对无线局域网的广泛应用造成了极大的限制。
CDMA系统经过了近20年的发展，目前CDMA2000 1X已经有大规模的商用，不仅其鉴权和计费机制发展得比较成熟、完善，其覆盖范围也无处不在；但由于带宽限制，CDMA2000 1X系统为终端用户提供高速接入服务的能力有限。因此，两个系统的有机结合可充分发挥各自的优势。两个系统结合的一个关键问题就在于如何实现终端用户在两个系统之间的无缝切换。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出移动终端在CDMA2000 1X系统和无线局域网系统之间的切换方法，以实现移动终端在两个系统之间的无缝切换。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种移动终端从无线局域网系统切换到CDMA2000 1X系统的方法，包括以下步骤：
步骤1：当移动终端检测到无线局域网信号减弱，或已经丢失了无线局域网系统信号，此时终端将决定是否从无线局域网系统切换到CDMA20001X系统，如果决定切换，进行步骤2；否则，继续使用原有无线局域网系统提供的服务或断开连接；
步骤2：移动终端进行CDMA2000 1X系统的起呼，基站允许移动终端接入后，分组控制功能节点建立与分组数据服务节点的R-P连接；
步骤3：分组数据服务节点判断该用户为切换用户后，为该用户打开到CDMA2000 1X系统的传输通道；以及
步骤4：移动终端和分组数据服务节点之间通过分组控制功能节点进行用户数据传输；同时分组数据服务节点断开此移动终端在无线局域网系统中建立的分组数据服务节点和无线接入点网关之间的R-P连接。
在上述步骤2中，如果分组数据服务节点和移动终端之间需要进行数据传输，数据将通过无线接入点网关转发。
在上述步骤3中，分组数据服务节点直接使用原有链路的PPP连接信息，在切换过程中不进行点对点链路的重新协商。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种移动终端从CDMA20001X系统切换到无线局域网系统的方法，包括以下步骤：
步骤1：移动终端检测到无线局域网信号，和无线局域网中的接入点相连；此时移动终端决定是否从CDMA2000 1X系统切换到无线局域网系统，如果决定切换，则进行步骤2；否则，继续使用原有CDMA2000 1X提供的服务；
步骤2：建立无线局域网空中信道后，终端进行无线局域网的拨号连接，与无线接入点网关建立连接；
步骤3：无线接入点网关允许终端接入后，无线接入点网关与分组数据服务节点建立R-P连接；
步骤4：分组数据服务节点判断此用户为切换用户后，为此用户打开到无线局域网的传输通道，其中分组数据服务节点直接使用原有链路的PPP连接信息，不进行点对点链路的重新协商；
步骤5：移动终端和分组数据服务节点之间通过无线接入点网关进行用户数据传输；同时分组数据服务节点断开此移动终端在CDMA2000 1X系统中建立的分组数据服务节点和分组控制功能节点之间的R-P连接。
在所述步骤3中，如分组数据服务节点和移动终端之间需要进行数据传输，数据将通过分组控制功能节点转发。而在无线接入点网关允许终端接入后，向分组数据服务节点发送A11注册请求消息，若分组数据服务节点接收此注册请求消息，将给无线接入点网关返回A11注册应答消息，无线接入点网关接收此应答消息，则R-P连接建立成功。
上述方法中，移动终端采用PPPoE方式进行拨号。
综上所述，本发明的两种切换方法在切换过程中，采用先建新的链路，然后再断原有链路的方法，并且在切换过程中分组数据服务节点不变，不与移动终端进行点对点链路的重新协商，可以使得移动终端在CDMA2000 1X系统和无线局域网系统之间进行切换时数据传输保持不间断，并且使得切换过程中交互的信令最少，充分利用了CDMA2000 1X系统广覆盖及热点地区无线局域网高速数据传输的特点为用户提供数据业务，实现了终端用户在CDMA2000 1X系统和无线局域网系统之间的无缝切换，达到了CDMA20001X系统与无线局域网系统的有机融合。
附图说明
图1是CDMA2000 1X系统与无线局域网系统相结合的网络结构图。
图2是终端用户从无线局域网系统切换到CDMA2000 1X系统流程图。
图3是终端用户从CDMA2000 1X系统切换到无线局域网系统流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例做详细的说明。如图1所示：虚线框外为CDMA2000 1X系统的功能节点。虚线框内为CDMA2000 1X系统融合无线局域网功能后增加的功能节点。其中：
分组控制功能节点12(PCF)主要实现空中无线接口与分组数据服务节点的连接；
分组数据服务节点14(PSDN)实现CDMA2000 1X及无线局域网用户的接入，为CDMA2000 1X系统及无线局域网用户提供两种接入方式：简单IP(Simple IP)与移动IP(Mobile IP)的服务，保存用户的PPP连接信息；另外，用户在无线局域网和CDMA2000 1X系统之间切换时，分组数据服务节点还用于识别当前的用户是否为切换用户，即判断要求切换的用户是否同时具有CDMA2000 1X和无线局域网的接入能力，确认后为切换用户打开相应的数据传输通道；
拜访、中间和归属鉴权、授权与计费服务器19，17，18，用于共同实现CDMA2000 1X及无线局域网用户的鉴权、授权与计费；
接入点16(Access Point，简称AP)用于实现无线局域网信号转换成有线网传输的信号，并完成简单的对无线用户的管理和对无线信道的动态分配；
无线接入点网关15(Access Point Gateway，简称APGW)是新增模块，主要功能是实现无线局域网用户数据的三层封装(即将AP转换出的以太网数据包封装成IP包)和解封装，并将无线局域网用户的数据发送到分组数据服务节点，或将分组数据服务节点发送来的数据转发给无线局域网用户；
分组控制功能节点12与分组数据服务节点14及无线接入点网关15与分组数据服务节点14之间的接口为标准R-P(Radio-Packet，简称R-P)接口；
无线局域网用户接入分组数据服务节点是采用PPPoE的拨号方式，PPPoE分两个阶段的协商：发现阶段及会话阶段，发现阶段是为了找到提供服务的节点无线接入点网关。会话阶段实现终端与分组数据服务节点之间的点对点链路的协商；
而对于移动终端来说，要实现在CDMA2000 1X系统和无线局域网系统之间的无缝切换，需具有两个独立的空中接口，既可以连接到CDMA2000 1X系统，也可以连接到无线局域网系统，同时具备在两个系统之间自主切换的功能。譬如，移动终端检测到无线局域网的信号弱到一定程度，或已经检测不到无线局域网的信号，则进行CDMA2000 1X系统的接入起呼；或者移动到无线局域网的覆盖区后，自动连接到无线局域网。同时，移动用户应当具有从两个系统接入的能力。
由于无线局域网系统的覆盖仅限于热点地区，当终端远离接入点时，数据传输的误帧率增大，而且此时传输速率将明显下降；这时，需要移动终端执行从无线局域网系统到CDMA2000 1X系统的自动切换。
当移动终端通过无线局域网接入系统后，需不断检测无线局域网信号的强弱。如果无线局域网的信号比较弱，或已经检测不到无线局域网的信号，这时移动终端将根据一定的原则，如事先确定的信号强弱程度阈值，或事先确定的进行切换的准则，决定切换到CDMA2000 1X系统中。
由上可知，CDMA2000 1X网络中PCF与PDSN之间的连接方式，与WLAN网络中APGW与PDSN之间的连接方式在功能及组网上有着共同之处。PCF与APGW均是作为无线与有线之间的转换接口，只是在无线侧处理的协议不同。在建立PPP连接时，要完成PPP协商流程；在无线局域网中是PPPoE协议，而在CDMA2000 1X网络中是异步HDLC封装的PPP协议。在PPPoE的第二个阶段——PPP会话阶段，与异步HDLC封装的PPP是完全相同的。两者的用户信息也是基本一致的。因而在PDSN原有功能的基础上，增加无线局域网用户的接入，可同时支持PCF与APGW的接入。同时，由于用户的PPP连接信息是在PDSN中保存，这就为WLAN与CDMA20001X之间的无缝切换提供了可能。关于CDMA2000 1X系统与无线局域网结合的系统，可以进一步参考本申请人的另一个中国专利申请02136811.2的内容。
图2为终端用户从无线局域网系统切换到CDMA2000 1X系统的切换实施例，切换过程中分组数据服务节点不变。接入及切换步骤如下：
(201)终端与无线接入点AP之间建立连接；
(202)建立无线局域网空中信道后，终端用户采用PPPoE方式进行拨号，与无线接入点网关(APGW)之间进行PPPoE发现阶段的协商；
(203)无线接入点网关允许终端接入，向分组数据服务节点发送A11注册请求消息，若PDSN接收此注册请求消息，将给APGW返回A11注册应答消息，APGW接受此应答消息，则R-P连接建立成功；
(204)当无线接入点网关与分组数据服务节点之间的R-P连接建立成功后，终端与分组数据服务节点之间进行点对点PPP链路的协商；在建立PPP连接的过程中，如果是Simple IP用户，PDSN会分配给终端一个IP地址，对Mobile IP用户，还需进行MIP的注册；
(205)当终端与分组数据服务节点之间的PPP链路建立成功(对MobileIP用户，MIP的注册成功)，分组数据服务节点为终端提供数据传输的服务；
(206)当终端检测到需要从无线局域网系统切换到CDMA2000 1X系统时，进行CDMA2000 1X系统的接入起呼；
(207)基站允许终端接入，分组控制功能节点与分组数据服务节点之间建立R-P连接；
(208)当分组控制功能节点与分组数据服务节点之间的R-P建立成功，分组数据服务节点判断该用户为切换用户(即已建立与分组数据服务节点的链路连接)，终端与分组数据服务节点之间可以通过分组控制功能节点进行数据传输；
(209)分组数据服务节点释放无线接入点网关与分组数据服务节点之间的R-P连接。
如此即完成了移动终端从无线局域网接入，而后切换到CDMA2000 1X系统的过程。在切换过程中，采用先建新的链路，然后再断原有链路的方法，并且在切换过程中分组数据服务节点不变，不进行点对点PPP的重新协商，因而保证用户数据的不中断传输，实现了“无缝”的连接。
同样，移动终端接入到CDMA2000 1X系统后，会不断检测无线局域网信号。如果检测到无线局域网的信号，移动终端将根据一定的原则(如事先确定的信号强弱程度阈值，或事先确定的进行切换的准则)，可选地进行到无线局域网系统的切换。
图3为终端用户从CDMA2000 1X系统切换到无线局域网系统的切换实施例，切换过程中分组数据服务节点不变。其步骤如下，其中步骤301到304是常规的移动终端接入CDMA2000 1X系统的过程。
(301)终端进行CDMA2000 1X的拨号起呼；
(302)分组控制功能节点与分组数据服务节点之间建立R-P连接；
(303)当分组控制功能节点与分组数据服务节点之间的R-P连接建立成功，终端与分组数据服务节点之间进行点对点PPP链路的协商；
(304)当终端与分组数据服务节点之间的PPP链路建立成功，分组数据服务节点为终端提供数据传输的服务；
(305)移动终端检测到无线局域网的信号，终端与无线接入点之间建立连接；
(306)当终端决定需要进行CDMA2000 1X系统到无线局域网系统切换时，进行PPPoE拨号，与无线接入点网关之间进行PPPoE发现阶段的协商；
(307)无线接入点网关允许终端接入，向分组数据服务节点发送A11注册请求消息，若PDSN接收此注册请求消息，将给APGW返回A11注册应答消息，APGW接受此应答消息，则R-P连接建立成功；
(308)当无线接入点网关与分组数据服务节点之间的R-P连接建立成功后，分组数据服务节点判断该用户为切换用户，终端与分组数据服务节点之间通过无线接入点网关进行数据传输；
(309)分组数据服务节点释放分组控制功能节点与分组数据服务节点之间的R-P连接。
如此即完成了移动终端从CDMA2000 1X系统接入，及切换到无线局域网的过程。在切换过程中，同样采用先建新的链路，然后再断原有链路的方法，并且在切换过程中不进行点对点PPP的重新协商，用户数据传输不中断。
在两种模式下，用户的身份是唯一的，即用户可以在WLAN模式下使用其在CDMA2000 1X网络中的NAI或MSID来进行认证和计费。
综上所述，本发明提出的移动终端在CDMA2000 1X系统与无线局域网系统之间切换的方法，使得移动终端在CDMA2000 1X系统与无线局域网系统之间得以无缝切换。本发明方法通过无线接入点网关APGW，使用标准的R-P接口和分组数据服务节点的切换功能实现了两个系统之间的无缝切换，达到了CDMA2000 1X系统与无线局域网系统的有机融合。
上面所述的CDMA2000 1X系统与无线局域网系统的切换方法也适用于CDMA2000 1X EV-DO、CDMA2000 1X EV-DV与无线局域网系统之间的切换。

Claims (6)

1、一种移动终端从无线局域网系统切换到CDMA2000 1X系统的方法，包括以下步骤：
步骤1：当移动终端检测到无线局域网信号减弱或丢失时，移动终端决定是否从无线局域网系统切换到CDMA2000 1X系统，如果决定切换，进行步骤2；否则，继续使用原有无线局域网系统提供的服务或断开连接；
步骤2：移动终端进行CDMA2000 1X系统的起呼，基站允许移动终端接入后，分组控制功能节点建立与分组数据服务节点的无线-分组连接；
步骤3：分组数据服务节点判断该用户为切换用户后，为该用户打开到CDMA2000 1X系统的传输通道，其中分组数据服务节点直接使用原有链路的PPP连接信息，不进行点对点链路的重新协商；以及
步骤4：移动终端和分组数据服务节点之间通过分组控制功能节点进行用户数据传输；同时分组数据服务节点断开此移动终端在无线局域网系统中建立的分组数据服务节点和无线接入点网关之间的无线-分组连接。
2、如权利要求1所述的移动终端从无线局域网系统切换到CDMA20001X系统的方法，其特征在于：在所述步骤2中，如果分组数据服务节点和移动终端之间需要进行数据传输，数据将通过无线接入点网关转发。
3、一种移动终端从CDMA2000 1X系统切换到无线局域网系统的方法，包括以下步骤：
步骤1：移动终端检测到无线局域网信号，和无线局域网中的接入点相连；此时终端决定是否从CDMA2000 1X系统切换到无线局域网系统，如果决定切换，则进行步骤2；否则，继续使用原有CDMA2000 1X提供的服务；
步骤2：建立无线局域网空中信道后，移动终端进行无线局域网的拨号连接，与无线接入点网关建立连接；
步骤3：无线接入点网关允许终端接入后，无线接入点网关与分组数据服务节点建立无线-分组连接；
步骤4：分组数据服务节点判断该用户为切换用户后，为此用户打开到无线局域网的传输通道，其中分组数据服务节点直接使用原有链路的PPP连接信息，不进行点对点链路的重新协商；
步骤5：移动终端和分组数据服务节点之间通过无线接入点网关进行用户数据传输；同时分组数据服务节点断开此移动终端在CDMA2000 1X系统中建立的分组数据服务节点和分组控制功能节点之间的无线-分组连接。
4、如权利要求3所述的移动终端从CDMA2000 1X系统切换到无线局域网系统的方法，其特征在于，在所述步骤3中，如分组数据服务节点和移动终端之间需要进行数据传输，数据将通过分组控制功能节点转发。
5、如权利要求3所述的移动终端从CDMA2000 1X系统切换到无线局域网系统的方法，其特征在于，移动终端采用PPPoE方式进行拨号。
6、如权利要求3所述的移动终端从CDMA2000 1X系统切换到无线局域网系统的方法，其特征在于，在所述步骤3中，无线接入点网关允许终端接入，向分组数据服务节点发送A11注册请求消息，若分组数据服务节点接收此注册请求消息，将给无线接入点网关返回A11注册应答消息，无线接入点网关接受此应答消息，则无线-分组连接建立成功。
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