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CN1529446A - 一种实现cdma系统与无线局域网结合的用户接入方法 - Google Patents

一种实现cdma系统与无线局域网结合的用户接入方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种实现CDMA系统与WLAN结合的用户接入方法，包括以下步骤：WLAN用户终端进行PPPoE拨号，发送PPPoE发现初始化协商包，开始PPPoE发现阶段的协商；APGW收到后，发送PPPoE发现提供协商包给终端；终端收到后，发出PPPoE发现协商请求包给APGW；APGW收到后，向PDSN发送R－P连接建立请求包，开始APGW与PDSN之间R－P连接的协商；PDSN收到R－P后，允许连接建立，发送R－P连接建立应答包给APGW；APGW接受R－P连接建立应答，APGW与PDSN之间的R－P连接建立成功，APGW发送PPPoE发现会话确认包给终端；终端收到后，PPPoE发现阶段协商完成；开始终端与PDSN之间的PPPoE会话阶段的协商；PPPoE会话阶段协商成功完成后，开始终端与PDSN之间的数据传输。本发明便捷地实现了WLAN用户终端接入CDMA系统。

Description

一种实现CDMA系统与无线局域网结合的用户接入方法
技术领域
本发明涉及通信系统的用户接入方法，尤其涉及CDMA系统与无线局域网结合的用户接入方法。
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用户终端通信，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)，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，移动用户终端和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MobileIP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(Wireless Local Area Net，简称WLAN)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，无线局域网用户终端拨号通常采用PPPoE(Point to Point Protocol over Ethernet，基于以太网的点对点协议)或Web+DHCP(Dynamic Host Configuration 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)将无线用户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。
但无线局域网对用户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，并且不能提供针对用户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系统为用户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。
无线局域网用户终端接入CDMA系统的方式是实现WLAN与CDMA结合的主要技术问题之一。一种功能合理、实施方便的接入方式将为CDMA与无线局域网融合方案的推广应用创造有利条件。
如何使得无线局域网用户接入到CDMA2000 1X网络中，并与CDMA2000 1X用户的接入方式有机结合，为两种网络的用户终端用户提供统一接入服务，目前尚未检索到有关的公开文献。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种便捷的、实现CDMA系统与无线局域网结合的用户接入方法。
本发明所基于的系统包括CDMA系统原有的功能节点和CDMA系统融合无线局域网功能后增加的功能节点，所述功能节点包括：分组数据服务节点，鉴权、授权与计费服务器；接入点，无线接入点网关等。
本发明技术方案如下：
步骤1：无线局域网用户终端进行PPPoE(PPP over Ethernet，以太网上的点对点协议)的拨号，发送PPPoE发现初始化协商包，开始PPPoE发现阶段的协商；
步骤2：无线接入点网关收到PPPoE发现初始化协商包后，判断是否允许此用户接入，如果允许，则发送PPPoE发现提供协商包给无线局域网用户终端；
步骤3：无线局域网用户终端收到PPPoE发现提供协商包后，发出PPPoE发现协商请求包给无线接入点网关；
步骤4：无线接入点网关收到PPPoE发现协商请求包，向分组数据服务节点发送R-P(Radio-Packet，无线分组接口)连接建立的请求包，开始无线接入点网关与分组数据服务节点之间R-P连接的协商；
步骤5：分组数据服务节点收到R-P连接建立请求，允许连接建立，发送R-P连接建立应答包给无线接入点网关；
步骤6：无线接入点网关接受R-P连接建立应答，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，无线接入点网关将发送PPPoE发现会话确认包给无线局域网用户终端；
步骤7：无线局域网用户终端接受PPPoE发现会话确认包，PPPoE发现阶段协商完成；开始无线局域网用户终端与分组数据服务节点之间的PPPoE会话阶段的协商；
步骤8：PPPoE会话阶段协商成功完成后，可以开始无线局域网用户终端与分组数据服务节点之间的数据传输。
在以上接入方法的步骤中：
无线局域网用户终端可为单纯的无线局域网用户终端或同时具有无线局域网和CDMA2000 1X功能的双模用户终端。
无线接入点网关与分组数据服务节点之间的接口为标准的R-P接口的形式，即A10/A11报文；针对无线局域网的特点，A11报文中的IMSI(国际移动用户识别号)信息将由无线局域网用户的MAC地址信息代替；A10/A11报文中的协议字段将与CDMA2000 1X用户的协议字段取不同的值，以便分组数据服务节点区分无线局域网用户和1X用户。
在PPPoE协商及协商完成后数据传输的过程中，无线局域网用户终端到无线接入点网关之间传输的为PPPoE包，无线接入点网关与分组数据服务节点之间传输的是隧道封装(如GRE：Generic Routing Encapsulation，通用路由封装)的PPP包。
对于正向数据流(无线局域网向CDMA系统传送的数据流)，无线接入点网关将无线局域网用户终端传送的PPPoE包剥去PPPoE头，然后封装为隧道数据包发送到分组数据服务节点；对于反向数据流(CDMA系统向无线局域网传送的数据流)，分组数据服务节点将传送给无线局域网用户终端的数据包封装成隧道数据包的形式发送给无线接入点网关，无线接入点网关再将此包剥去GRE头，封装上PPPoE头，最后发送到无线局域网用户终端。
无线局域网用户接入到CDMA网络时，分组数据服务节点将会到鉴权、授权与计费服务器对此用户进行鉴权；如果鉴权成功，鉴权、授权与计费服务器根据用户名判断此用户是否同时具有CDMA2000 1X信息；如果是，鉴权、授权与计费服务器将此用户的IMSI返回给分组数据服务节点，分组数据服务节点得到此信息，将认为此用户同时具有CDMA2000 1X接入功能；否则此用户将被认为是单纯的无线局域网用户。
CDMA2000 1X用户接入到CDMA网络时，如果此用户同时具有无线局域网用户的信息，鉴权、授权与计费服务器会将此属性返回给分组数据服务节点，分组数据服务节点得到此信息，将认为此用户同时具有无线局域网接入功能，否则此用户将被认为是单纯的CDMA2000 1X用户。
用户在无线局域网与CDMA网络之间切换时，分组数据服务节点将判断用户是否为切换用户(即是否此用户已经采用一种方式接入到CDMA网络中，并且此用户同时具有无线局域网与CDMA2000 1X的接入功能)。如果是，则进行切换用户的处理：对应无线局域网用户和CDMA2000 1X用户的数据区，将用户的一些有效数据拷贝到切换后的数据区，使得此用户在切换前后具有共同的特征(如一致的IP地址等)，否则此用户将作为单纯的无线局域网用户或CDMA2000 1X用户接入。
所述功能节点还包括归属代理，分组数据服务节点与归属代理配合，不仅可实现CDMA2000 1X用户移动IP的接入，也可实现无线局域网用户移动IP的接入服务。
综上所述，本发明提供了基于CDMA与无线局域网结合的移动用户终端接入方法，使之能结合CDMA网络广覆盖和完善的鉴权、计费机制以及无线局域网的高带宽优势，解决无线局域网用户终端用户的接入管理，为统一用户管理及CDMA与无线局域网之间的切换漫游提供了基础。
附图说明
图1是CDMA2000 1X与无线局域网结合的网络结构示意图。
图2是本发明无线局域网用户接入到CDMA2000 1X网络的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做详细的说明。
本发明对应的CDMA与无线局域网结合的系统模型如图1所示：虚线框外为CDMA2000 1X系统原有的功能节点。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：
无线收发信机11(BTS)：在小区建立无线覆盖区用于移动用户终端通信，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)：用于实现空中无线接口与分组数据服务节点14(PDSN)的连接，配合完成CDMA2000 1X用户的接入。
分组数据服务节点14：除完成CDMA2000 1X网络的已有功能外，还应完成通过无线接入点网关15接入的无线局域网用户的管理；与鉴权、授权与计费服务器17，18，19配合完成对无线局域网用户的鉴权、计费；完成无线局域网用户媒体流的转发。原有分组数据服务节点为CDMA2000 1X数据用户提供接入服务，在本发明中分组数据服务节点针对无线局域网用户终端用户的特点，增加无线局域网用户终端用户的接入处理。
中间、归属和拜访鉴权、授权与计费服务器17，18，19：对分组数据呼叫的CDMA2000 1X或无线局域网用户进行鉴权，判断用户的合法性，并实现CDMA2000 1X用户和无线局域网用户的统一授权(即：当CDMA2000 1X用户鉴权时，如果此用户同时具有无线局域网接入功能，将给分组数据服务节点14返回此用户无线局域网的接入特征；当无线局域网用户鉴权时，如果此用户同时具有CDMA2000 1X接入功能，将给分组数据服务节点14返回此用户的IMSI信息)；完成分组数据呼叫的计费功能。原有鉴权、授权与计费服务器为CDMA数据用户提供鉴权、授权与计费服务，在本发明中鉴权、授权与计费服务器针对无线局域网用户的特点，增加无线局域网用户的鉴权、授权与计费及两种用户统一标识的处理。
接入点16(Access Point，简称AP)：作为无线局域网用户终端接入到固定电信网的连接设备，为用户提供无线接入功能，可提供话音和数据的接入服务；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)：主要功能是按用户实现无线局域网用户终端媒体流的三层隧道封装和解封装，将无线局域网用户的数据发送到分组数据服务节点14，或将分组数据服务节点14发送来的数据转发给无线局域网用户。
其他系统单元例如移动交换中心/拜访位置寄存器13、归属位置寄存器20、因特网、归属代理等的功能为业界人士所公知，此处不再赘述。
图2是本发明无线局域网用户接入到CDMA2000 1X网络的流程示意图，接入步骤如下：
201：移动用户终端(无线局域网用户终端)通过接入点16接入到无线局域网；
202：移动用户终端进行PPPoE拨号，发出PPPoE发现初始化协商包，寻找服务提供者；
203：无线接入点网关15收到PPPoE发现初始化协商包，允许移动用户终端接入，发送PPPoE发现提供包给移动用户终端；
204：移动用户终端接受PPPoE发现提供包，找到服务提供者，发送PPPoE发现请求协商包给无线接入点网关15；
205：无线接入点网关15接受此请求，发送R-P连接建立请求到分组数据服务节点14，请求与分组数据服务节点14建立R-P连接；
206：分组数据服务节点14收到R-P连接建立请求，允许移动用户终端接入，发送R-P连接建立应答给无线接入点网关15；
207：无线接入点网关15接受分组数据服务节点14发送的R-P连接建立应答包，此时无线接入点网关15与分组数据服务节点14之间针对移动用户终端的隧道建立成功，无线接入点网关15发送PPPoE发现会话确认包给移动用户终端；
208：移动用户终端接受PPPoE发现会话确认包，与无线接入点网关15之间的PPPoE发现阶段协商完成，移动用户终端开始与分组数据服务节点14之间进行PPPoE会话阶段的协商；
209：PPPoE会话阶段协商成功，可以在移动用户终端与分组数据服务节点14之间通过无线接入点网关15进行数据的传输。
综上所述，本发明在CDMA2000 1X系统与无线局域网系统结合的基础上，提出一种无线局域网用户终端接入方式的解决方法，使得无线局域网用户或无线局域网和CDMA2000 1X的双模用户可通过无线局域网接入到CDMA系统中。无线接入点网关与分组数据服务节点之间采用标准的R-P接口的形式，与分组控制功能节点与分组数据服务节点间的接口相似，便于分组数据服务节点对无线局域网用户和CDMA2000 1X用户的统一管理。分组数据服务节点在鉴权、授权与计费服务器的配合下可识别当前接入的用户是否为切换用户，并做出相应的处理，为用户在CDMA2000 1X和无线局域网之间的切换提供了基础。
上面所述的无线局域网用户终端接入到CDMA系统中的方法，不仅适用于CDMA2000 1X系统，对1x EV-DO、1x EV-DV与无线局域网结合的接入方法也同样适合。
上面所述的无线接入点网关与分组数据服务节点之间数据包的隧道封装不仅可采用通用路由封装(即GRE)的方式，也可采用IP in IP、最小封装等其它隧道封装形式。

Claims (9)

1、一种实现CDMA系统与无线局域网结合的用户接入方法，所基于的系统包括CDMA系统原有的功能节点和CDMA系统融合无线局域网功能后增加的功能节点，所述功能节点包括：分组数据服务节点，鉴权、授权与计费服务器；接入点，无线接入点网关等；该方法包括以下步骤：
步骤1：无线局域网用户终端进行PPPoE拨号，发送PPPoE发现初始化协商包，开始PPPoE发现阶段的协商；
步骤2：无线接入点网关收到PPPoE发现初始化协商包后，判断是否允许此用户接入，若允许，则发送PPPoE发现提供协商包给无线局域网用户终端；
步骤3：无线局域网用户终端收到PPPoE发现提供协商包后，发出PPPoE发现协商请求包给无线接入点网关；
步骤4：无线接入点网关收到PPPoE发现协商请求包，向分组数据服务节点发送R-P连接建立请求包，开始无线接入点网关与分组数据服务节点之间R-P连接的协商；
步骤5：分组数据服务节点收到R-P连接建立请求包，允许连接建立，发送R-P连接建立应答包给无线接入点网关；
步骤6：无线接入点网关接受R-P连接建立应答，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，无线接入点网关发送PPPoE发现会话确认包给无线局域网用户终端；
步骤7：无线局域网用户终端收到PPPoE发现会话确认包，PPPoE发现阶段协商完成；开始无线局域网用户终端与分组数据服务节点之间的PPPoE会话阶段的协商；
步骤8：PPPoE会话阶段协商成功完成后，开始无线局域网用户终端与分组数据服务节点之间的数据传输。
2、如权利要求1所述的实现CDMA系统与无线局域网结合的用户接入方法，其特征在于：所述无线局域网用户终端可为单纯的无线局域网用户终端或同时具有无线局域网和CDMA2000 1X功能的双模用户终端。
3、如权利要求1所述的实现CDMA系统与无线局域网结合的用户接入方法，其特征在于：无线接入点网关与分组数据服务节点之间的接口为标准的R-P接口的形式，即A10/A11报文；针对无线局域网的特点，A11报文中的IMSI信息将由无线局域网用户的MAC地址信息代替；A10/A11报文中的协议字段将与CDMA2000 1X用户的协议字段取不同的值，以便分组数据服务节点区分无线局域网用户和1X用户。
4、如权利要求1所述的实现CDMA系统与无线局域网结合的用户接入方法，其特征在于：在PPPoE协商及协商完成后数据传输的过程中，无线局域网用户终端到无线接入点网关之间传输的为PPPoE包，无线接入点网关与分组数据服务节点之间传输的是隧道封装的PPP包。
5、如权利要求4所述的实现CDMA系统与无线局域网结合的用户接入方法，其特征在于：对于正向数据流，无线接入点网关将无线局域网用户终端传送的PPPoE包剥去PPPoE头，然后封装为隧道数据包发送到分组数据服务节点；对于反向数据流，分组数据服务节点将传送给无线局域网用户终端的数据包封装成隧道数据包的形式发送给无线接入点网关，无线接入点网关再将此包剥去GRE头，封装上PPPoE头，最后发送到无线局域网用户终端。
6、如权利要求1所述的实现CDMA系统与无线局域网结合的用户接入方法，其特征在于：无线局域网用户接入到CDMA网络时，分组数据服务节点将会到鉴权、授权与计费服务器对此用户进行鉴权；如果鉴权成功，鉴权、授权与计费服务器根据用户名判断此用户是否同时具有CDMA2000 1X信息；如果是，鉴权、授权与计费服务器将此用户的IMSI返回给分组数据服务节点，分组数据服务节点得到此信息，将认为此用户同时具有CDMA2000 1X接入功能；否则此用户将被认为是单纯的无线局域网用户。
7、如权利要求1所述的实现CDMA系统与无线局域网结合的用户接入方法，其特征在于：CDMA2000 1X用户接入到CDMA网络时，如果此用户同时具有无线局域网用户的信息，鉴权、授权与计费服务器会将此属性返回给分组数据服务节点，分组数据服务节点得到此信息，将认为此用户同时具有无线局域网接入功能，否则此用户将被认为是单纯的CDMA2000 1X用户。
8、如权利要求1所述的实现CDMA系统与无线局域网结合的用户接入方法，其特征在于：用户在无线局域网与CDMA网络之间切换时，分组数据服务节点将判断用户是否为切换用户；如果是，则进行切换用户的处理：对应无线局域网用户和CDMA2000 1X用户的数据区，将用户的一些有效数据拷贝到切换后的数据区，使得此用户在切换前后具有共同的特征(如一致的IP地址等)，否则此用户将作为单纯的无线局域网用户或CDMA2000 1X用户接入。
9、如权利要求1所述的实现CDMA系统与无线局域网结合的用户接入方法，其特征在于：所述功能节点还包括归属代理，分组数据服务节点与归属代理配合，不仅可实现CDMA2000 1X用户移动IP的接入，也可实现无线局域网用户移动IP的接入服务。
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