CN102546154A - 移动通信网络以及终端的切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于移动通信网络以及终端在无线局域网和无线蜂窝接入网之间的切换方法，解决终端在现有的无线局域网和无线蜂窝接入网之间切换的问题。所述移动通信网络，包括核心网、无线局域网、连接核心网和无线局域网的无线局域网接入网关和无线蜂窝接入网，所述核心网中包括一分组数据网关，处于所述无线局域网中的终端通过无线局域网接入网关接入至核心网的分组数据网关。

Description

移动通信网络以及终端的切换方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种移动通信网络以及终端的切换方法。

背景技术

FMC（Fixed Mobile Convergence，固移融合）是将固定网络的带宽优势和移动网络的移动优势相结合，使得用户使用同一终端能够经由不同的接入网络接入到核心网络，并能在不同的接入网络覆盖下自由移动和切换，并获得完全的业务和一致的业务体验。

随着FMC技术的发展和基于3GPP和非3GPP（包括无线局域网）无线接入技术开展融合业务的需求日益迫切，解决3GPP移动无线接入网络存在的带宽成本高、室内网络覆盖性不良的问题，更方便的为用户随时随地的使用各种无线接入技术，无缝的、可自由移动地使用移动核心网提供的高带宽业务服务手段，无论是对用户还是对运营商，都变得越来越重要。

3GPP和非3GPP接入网之间的切换实现在3GPP LTE相关协议里得到了统一，目前正在逐步完善和修订中。国际标准中所定义的异种网络间无缝切换方案是基于MIP（移动IP）实现，要求核心网升级为EPC网络，网络中部署FA（外部代理）、HA（归属代理）、SGW（信令网关）等设备，对无线局域网的接入通过ePDG设备来实现，通过ePDG和终端之间建立IPSEC安全通道，实现用户通过无线局域网接入移动核心网的业务安全。

目前尚未见到使用双模或多模终端，能够自由接入2G或3G移动网络和无线局域网 IP宽带网络并能在两种网络间实现无缝切换的成功商用案例。根据相关领域的方法或者技术，如果第一和第二网络无法彼此共享IP，则IP需要由执行对其切换的第二网络来重新指派。因此，数据传输/接收可能不是可平滑操作的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种移动通信网络以及终端在无线局域网和无线蜂窝接入网之间的切换方法，终端和无线局域网接入网关之间通过互联网密钥交换协议来管理终端切入和切出过程，以及重用和协商它们之间的安全关联和IP安全协议通道。

为了解决上述问题，本发明提供了一种移动通信网络，包括核心网、无线局域网、连接所述核心网和所述无线局域网的无线局域网接入网关和无线蜂窝接入网，其特征在于，所述核心网中包括一分组数据网关，当终端处于所述无线局域网中时通过所述无线局域网接入网关接入至所述分组数据网关。

作为可选的技术方案，当终端处于所述无线局域网中时，所述无线局域网接入网关和所述终端之间通过互联网密钥交换协议管理IP安全协议通道。

作为可选的技术方案，所述终端从所述无线蜂窝接入网切换到所述无线局域网，启用原有的所述终端和所述无线局域网接入网关之间的安全关联；所述终端从所述无线局域网切换到所述无线蜂窝接入网，保留和所述无线局域网接入网关之间的安全关联。

作为可选的技术方案，所述无线局域网接入网关中进一步包括代理移动IP模块。

本发明进一步提供了一种处于上述网络中的终端的切换方法，所述终端从无线蜂窝接入网向无线局域网切换，包括如下步骤：

a）所述终端检查自身与所述无线局域网接入网关之间是否存在IP安全协议通道，如果存在，则执行步骤b，如果不存在则执行步骤e；

b）所述终端向所述无线局域网接入网关发送不包含负载信息的互联网密钥交换协议信息请求消息，要求所述无线局域网接入网关与所述分组数据网关之间建立业务通道；

c）所述无线局域网接入网关收到所述请求信息，检查与所述终端之间的安全关联是否有效，如有效，则执行步骤f，否则执行步骤d；

d）所述无线局域网接入网关向所述终端返回包含通知负载信息的互联网密钥交换协议信息响应消息，指示安全参数索引无效；

e）所述终端使用完整的互联网密钥交换协议过程建立自身与所述无线局域网接入网关之间的IP安全协议通道，并完成所述无线局域网接入网关与所述分组数据网关之间业务通道的建立，然后转入执行步骤h）；

f）所述无线局域网接入网关与所述分组数据网关之间建立业务通道；

g）所述无线局域网接入网关向所述终端发出不包括负载信息的互联网密钥交换协议响应消息，通知所述终端切换过程完成；

h）所述分组数据网关释放与所述无线蜂窝接入网间的业务通道。

作为可选的技术方案，所述步骤e中，所述终端使用完整的互联网密钥交换协议过程建立自身与所述无线局域网接入网关之间的IP安全协议通道，进一步包括如下步骤：e1）所述终端向所述无线局域网接入网关发送接入请求；e2）所述无线局域网接入网关向设置在所述核心网中的AAA服务器/归属用户服务器发起用户鉴权请求；e3）所述AAA服务器/归属用户服务器接收到所述鉴权请求后计算鉴权参数并返回鉴权响应；e4）所述无线局域网接入网关根据所述AAA服务器/归属用户服务器返回的所述鉴权响应向所述终端请求所述终端的鉴权参数；e5）所述终端返回所述终端鉴权参数至所述无线局域网接入网关；e6）所述无线局域网接入网关根据所述AAA服务器/归属用户服务器返回的所述鉴权响应与所述终端鉴权参数进行鉴权；e7）完成鉴权后，所述终端与所述无线局域网接入网关之间建立所述IP安全协议通道。

作为可选的技术方案，所述步骤f进一步包括：f11）所述无线局域网接入网关向所述分组数据网关发起链路建立请求；f12）所述分组数据网关建立与所述无线局域网接入网关之间的链路后，返回链路建立成功响应，并释放原有的与所述无线蜂窝接入网之间的业务通道；f13）所述无线局域网接入网关收到所述链路建立成功响应后，向所述终端发送成功建立业务通道的消息。

作为可选的技术方案，所述步骤f进一步包括：f21）所述无线局域网接入网关向所述分组数据网关发起代理移动IP绑定更新消息；f22）所述分组数据网关向所述无线局域网接入网关返回代理绑定响应消息，并同时向所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关发起代理移动IP绑定撤回请求消息；f23）所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关释放和所述终端间的无线链路资源； f24）所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关将代理移动IP绑定撤回应答消息发送至所述分组数据网关。

本发明进一步提供了一种上述网络中的终端的切换方法，所述终端从所述无线局域网向所述无线蜂窝接入网切换，包括如下步骤：

A）所述分组数据网关在完成与所述无线蜂窝接入网之间的业务通道建立后，发送信息通知所述无线局域网接入网关释放和所述分组数据网关之间的业务通道；

B）所述无线局域网接入网关根据所述分组数据网关所发信息中的信元或者自身的配置决定是否要释放所述无线局域网接入网关和所述终端之间的安全关联，如果需要释放，则实行步骤C，如不需要释放，则执行步骤D；

C）所述无线局域网接入网关向所述终端发送包含通知负载信息的互联网密钥交换协议信息请求消息，所述无线局域网接入网关在发送消息后或者接收到所述终端返回的响应消息后，删除与所述终端间的安全关联；

D）所述无线局域网接入网关周期性地向所述终端发送互联网密钥交换协议信息请求消息，以维持彼此之间的安全关联。

作为可选的技术方案，所述步骤A进一步包括：A11）无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关向所述分组数据网关发起链路建立请求；A12）所述分组数据网关建立与所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关之间的链路后，返回链路建立成功响应，并同时向所述无线局域网接入网关发送链路释放请求消息；A13）所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关收到所述分组数据网关返回的链路建立成功响应后，向所述终端发送成功建立数据通道的消息。

作为可选的技术方案，所述步骤A进一步包括：A21）所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关向所述分组数据网关发起代理移动IP绑定更新消息；A22）所述分组数据网关向所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关返回代理移动IP绑定响应消息，并同时向所述无线局域网接入网关发起代理移动IP绑定撤回请求消息；A23）所述无线局域网接入网关将代理移动IP绑定撤回应答消息发送至所述分组数据网关。

作为可选的技术方案，所述步骤D进一步包括：所述终端检查所述安全关联是否存在，若存在，所述终端返回不包括负载信息的互联网密钥交换协议信息响应消息；若不存在，所述终端返回包括通知负载信息的互联网密钥交换协议信息响应消息，指示安全参数索引无效。

作为可选的技术方案，所述步骤D进一步包括：若所述无线局域网接入网关连续多次没有收到所述终端返回的响应消息，或者收到了包括通知负载信息的互联网密钥交换协议信息响应消息，应删除和所述终端之间的安全关联，并停止向所述终端发送周期性请求消息。

本发明的优点在于，本发明提出的无缝切换的技术方案，终端在跨网络切换过程中始终保持IP地址不变；支持WiFi / WiMax / Bluetooth等多种无线局域网接入网络与3GPP/3GPP2标准化组织定义的移动无线网络间的切换；支持IPSEC，保证终端经由无线局域网和IP网络接入核心网分组域时的业务安全；本发明支持多种终端形式，包括手持移动终端，数据卡或者利用其它形式外置设备接入的客户端。这些终端只要支持无线局域网接入，都可以通过本发明描述的方法在无线局域网和无线蜂窝接入网络的叠加覆盖区实现业务的无缝切换或保持移动业务连续性。

附图说明

附图1是本发明具体实施方式中所述移动通信网络架构示意图。

附图2是本发明具体实施方式中终端从无线蜂窝接入网向无线局域网切换的步骤示意图。

附图3是本发明具体实施方式中终端从无线局域网向无线蜂窝接入网切换的步骤示意图。

附图4至9是本发明六个实施例所述的切换步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的移动通信网络以及终端在无线局域网和无线蜂窝接入网之间的切换方法的具体实施方式做详细说明。

本发明所指的核心网是3GPP组织和3GPP2定义的移动核心网。本发明所指的无线局域网接入技术包括使用WiFi（802.11系列标准）、WiMax（802.16系列标准）和蓝牙（Bluetooth）接入到宽带IP网络的接入方式。

首先结合附图给出本发明所述移动通信网络的具体实施方式。参考附图1所示是本具体实施方式所述通信网络的架构示意图，包括核心网10、接入至核心网10的无线局域网11、无线蜂窝接入网12、无线局域网接入网关13以及终端19。所述无线局域网11通过无线局域网接入网关13接入至核心网10；所述核心网中10进一步包括一分组数据网关101，处于所述无线局域网11中的终端通过无线局域网接入网关13接入至所述分组数据网关101。

本具体实施方式中，所述无线局域网接入网关13和终端19之间的数据通道是IPSEC通道，通过IKEv2协议协商IPSEC密钥等参数。在其他的实施方式中，上述两者之间的数据通道也可以是采用其他任何一种协议定义的具有安全性的数据通道。

本具体实施方式中，所述分组数据网关101是移动核心网中实现移动分组业务和外部业务网络数据交换的网关设备，选自于网关GPRS支持节点或分组数据网网关的一种。

在本具体实施方式所述的网络中，通过设置无线局域网接入网关13，保证了终端19漫游至无线局域网11中时可以保持IP地址不变。在无线局域网接入网关13中设置代理移动IP（PMIP）模块，可以进一步发起采用基于代理移动IP模式的切换，保证终端19的IP地址在切换过程中保持不变。代理移动IP为移动用户提供了一种IP路由机制，使得支持代理移动IP的终端可以通过自身标识连接到任何链路上。

接下来结合附图给出本发明所述终端切换方法的具体实施方式。

附图2所示是本具体实施方式中终端从无线蜂窝接入网向无线局域网切换的步骤示意图，接下来对附图2所示的步骤做详细说明。

S20：终端检查自身与无线局域网接入网关之间是否存在IP安全协议通道。

当终端检测到WLAN信号，判决需要将业务连接切换到WLAN接入时，终端检查是否已经存在IPSEC SA。如果存在则执行步骤S21，要求无线局域网接入网关与分组数据网关之间建立业务通道；如果不存在则执行步骤S24，重新建立终端与无线局域网接入网关之间的安全数据通道。

S21：终端向无线局域网接入网关发送不包含负载信息的互联网密钥交换协议信息请求（IKEv2 Informational Request）消息，用于触发无线局域网接入网关建立到分组数据网关的业务通道。

S22：无线局域网接入网关收到所述请求信息后，检查与终端之间的安全关联（IPSEC SA）是否有效，如有效，则执行步骤S25，否则执行步骤S23。

该校验的步骤可以避免在终端与无线局域网接入网关之间的数据通道无效的情况下发起建立无线局域网接入网关与分组数据网关之间建立业务通道的步骤，降低了核心网的工作压力。

S23：无线局域网接入网关向终端返回包含通知负载信息（Notify payload）的互联网密钥交换协议信息响应（IKEv2 Informational Response）消息，指示SPI（Security Parameter Index，安全参数索引）无效。

终端收到IKEv2 Informational Response后，可以选择删除IPSEC SA。

S24：终端使用完整的互联网密钥交换协议（IKEv2）过程建立自身与无线局域网接入网关之间的安全数据通道，并完成无线局域网接入网关与分组数据网关之间业务通道的建立，转入执行步骤S26。

首先终端向无线局域网接入网关发送不包含负载信息的接入请求；无线局域网接入网关接收到接入请求后向设置在AAA 服务器/归属用户服务器发起用户鉴权请求；AAA 服务器/归属用户服务器接收到鉴权请求后计算鉴权参数并返回鉴权响应；无线局域网接入网关根据AAA 服务器/归属用户服务器返回的鉴权参数向终端请求相应鉴权参数；终端返回相应鉴权参数至无线局域网接入网关；无线局域网接入网关根据所述AAA服务器/归属用户服务器返回的所述鉴权响应与所述终端鉴权参数进行鉴权；完成鉴权后所述终端与所述无线局域网接入网关之间建立初始IPSEC SA；初始IPSEC SA 的建立之后终端向无线局域网接入网关发送接入请求；无线局域网接入网关收到接入请求后，通过基于简单IP的链路建立切换方案或是基于代理移动IP的代理移动IP绑定切换方案，完成无线局域网接入网关与分组数据网关之间业务通道的建立，终端切换到无线局域网接入网关后，可以保持原有的IP地址不变。

S25：无线局域网接入网关与分组数据网关之间建立业务通道，完成终端向WLAN接入的业务切换。

无线局域网接入网关收到IKEv2 Informational Request后，如果检查到IPSEC SA仍有效，可选择向核心网的分组数据网关发起链路建立请求；分组数据网关返回链路建立响应；分组数据网关在返回链路建立响应后，会触发原有的无线蜂窝接入网业务通道以及终端的空中链路的释放过程；无线局域网接入网关收到分组数据网关返回的链路建立成功响应后，向终端发出不包括负载信息的IKEv2 Informational Response消息；终端收到消息后，即可认为成功完成了向WLAN接入的业务切换，数据业务可继续使用。以上方法是基于简单IP的切换方案，终端在切换到无线局域网接入网关后，可以保持原有的IP地址不变。

无线局域网接入网关如果检查到IPSEC SA仍有效，还可选择向核心网的分组数据网关发起代理移动IP绑定更新消息；分组数据网关向无线局域网接入网关返回代理移动IP绑定响应消息，并同时向无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关发起移动IP代理撤回请求消息，触发无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关释放和终端间的无线链路资源；无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关将代理移动IP绑定撤回应答消息发送至分组数据网关；无线局域网接入网关收到分组数据网关返回的代理移动IP绑定响应消息后，向终端发出不包括负载信息的IKEv2 Informational Response消息；终端收到消息后，即可认为成功完成了向WLAN接入的业务切换，数据业务可继续使用。以上方法是基于代理移动IP的切换方案，终端在采用代理移动IP绑定的方案切换到无线局域网接入网关后，可以保持原有的IP地址不变。无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关是无线蜂窝接入网的控制器或网关，实现对无线蜂窝接入网的无线资源进行控制和管理；和终端进行会话交互，使得用户使用无线蜂窝接入网，能通过所述控制器或网关接入到移动核心网。

S26：分组数据网关释放与无线蜂窝接入网之间的业务通道。

附图3所示是本具体实施方式中终端从无线局域网向无线蜂窝接入网切换的步骤示意图，接下来对附图3所示的步骤做详细说明。

S30：分组数据网关在完成与无线蜂窝接入网之间的业务通道建立后，发送信息通知无线局域网接入网关释放无线局域网接入网关和分组数据网关之间的业务通道。

当终端判决需要将业务连接切换到移动无线蜂窝接入时，终端和无线蜂窝接入网交互，触发空中链路建立以及到核心网的分组数据网关的链路建立过程，建立无线蜂窝接入网到核心网的分组数据网关的业务通道。核心网的分组数据网关完成和无线蜂窝接入网的业务通道建立后，通知无线局域网接入网关释放原有的业务通道，无线局域网接入网关返回业务通道释放响应。

当终端判决需要将业务连接切换到移动无线蜂窝接入时，无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关可选择向分组数据网关发起链路建立请求；分组数据网关建立与无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关之间的链路后，返回链路建立成功响应，并同时向无线局域网接入网关发送链路释放请求消息；无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关收到分组数据网关返回的链路建立成功响应后，向终端发送成功建立数据通道的消息。以上方法是基于简单IP的切换方案，终端在切换到移动无线蜂窝接入后，可以保持原有的IP地址不变。

当终端判决需要将业务连接切换到移动无线蜂窝接入时，无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关也可选择向分组数据网关发起代理移动IP绑定更新消息；分组数据网关向所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关返回代理移动IP绑定响应消息，并同时向无线局域网接入网关发起代理移动IP绑定撤回请求消息；无线局域网接入网关将代理移动IP绑定撤回应答消息发送至所述分组数据网关。以上方法是基于代理移动IP的切换方案，终端在采用代理移动IP绑定的方案切换到移动无线蜂窝接入后，可以保持原有的IP地址不变。

S31：无线局域网接入网关判断是否需要释放与终端间的安全关联。

无线局域网接入网关根据收到的分组数据网关所发信息中的信元或者自身的配置决定是否要释放无线局域网接入网关和终端之间的安全关联。如果需要释放，则实行步骤S32，如不需要释放，则执行步骤S33。

S32：无线局域网接入网关向终端发送包含删除负载信息的互联网密钥交换协议信息请求消息，无线局域网接入网关在发送消息后或者接收到终端返回的响应消息后，删除与终端间的安全关联。

如果要释放IPSEC SA，无线局域网接入网关向终端发起IKEv2 Informational Request消息携带Delete Payload，通知终端删除IPSEC SA和相关安全隧道。

S33：无线局域网接入网关周期性地向终端发送互联网密钥交换协议信息请求消息，以维持彼此之间的安全关联。

如果不要求释放IPSEC SA，无线局域网接入网关可根据设定的IPSEC SA生存定时器，周期性向终端发送不包括负载信息的IKEv2 Informational Request消息，以维持无线局域网接入网关和终端之间IPSEC SA的激活状态。

S34：终端收到请求消息后，检查到安全关联有效，则返回不包括负载信息的响应消息；如果检查到安全关联无效，则向终端返回包含通知负载信息的响应消息，指示安全参数索引无效。

终端收到无线局域网接入网关发送的互联网密钥交换协议信息请求消息后，检查到IPSEC SA有效，则返回不包括负载信息的互联网密钥交换协议信息响应（IKEv2 Informational Response）消息；如果检查到IPSEC SA无效，则向终端返回包含通知负载信息（Notify payload）的IKEv2 Informational Response消息，指示安全参数索引（SPI）无效。

S35：如果无线局域网接入网关连续多次未收到终端的响应消息，或者收到终端返回的包含通知负载信息的响应消息，应删除和所述终端之间的安全关联，并停止向所述终端发送周期性请求信息。

如果无线局域网接入网关连续多次未收到终端的IKEv2 Informational Response消息，则无线局域网接入网关删除IPSEC SA，并停止向所述终端发送周期性请求消息。如果无线局域网接入网关收到了包含通知负载信息的IKEv2 Informational Response消息，可以选择删除IPSEC SA，停止向所述终端发送周期性请求信息。此后，如果终端再切换回WLAN接入，流程参考前述。

本发明在现有网络中增加了无线局域网接入网关，对现有的移动核心网没有任何其它改动需求，通过在无线局域网接入网关上部署代理移动IP（PMIP）功能，能够适配后续移动IP的部署，扩大用户的漫游范围。

接下来给出上述技术方案的多个实施例。

以下实施例中采用的英文缩写以及英文叙述对应的中文含义如下：

3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）；

AAA 服务器（Authentication Authorization Accounting Server， 验证、授权和记账服务器）；

EAP (Extensible Authentication Protocol，扩展认证协议)；

EPC网络（Evolved Packet Core Network，演进的分组核心网）；

FMC（Fixed Mobile Convergence，固移融合）；

GGSN (Gateway GPRS Support Node，网关GPRS支持节点)；

HSS（Home Subscriber Server，归属用户服务器）；

IKEv2（Internet Key Exchange version 2，互联网密钥交换协议第2版）；

IP（Internet Protocol，网络协议）；

IPSEC（IP Security，IP安全协议）；

LTE(Long Term Evolution，长期演进)；

MIP（Mobile Internet Protocol，移动IP）；

PMIP(Proxy Mobile Internet Protocol，代理移动IP)；

PDN GW（ Packet Data Network Gateway，分组数据网网关）；

PDSN（Packet Data Support Node，分组数据支持节点）；

PPP（Point to Point Protocol ，点对点通信协议）；

RFC（Request For Comments，请求评论）；

SA（Security Association，安全关联）；

SPI (Security Parameters Index，安全参数索引)；

Wi-Fi（Wireless Fidelity，无线相容性认证）；

WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入)

WLAN（Wireless Local Area Networks，无线局域网）；

Delete Payload（删除负载）；

A11 Reg Request（A11注册请求消息）；

A11 Reg Reply（A11注册应答消息）；

A11- Registration Update（A11撤回更新消息）；

A11- Registration Ack（A11撤回响应消息）；

A11- Registration Req(lifetme=0) （A11撤回请求消息（生命周期=0））；

A11- Registration Reply（A11撤回应答消息）；

Informational Request（信息性请求）；

Informational Response（信息性响应）；

IKE_SA_INIT（互联网密钥交换_安全联盟_初始化）；

IKE_AUTH_REQUEST（互联网密钥交换_鉴权_请求）；

IKE_AUTH_RESPONSE（互联网密钥交换_鉴权_响应）；

Binding Revocation Request（绑定撤回请求）；

Binding Revocation Ack（绑定撤回应答）；

PMIP Binding Update（PMIP绑定更新）；

PMIP Binding Ack（PMIP绑定响应）。

实施例一

图4为本实施例的步骤示意图。本实施例是基于简单IP的无线蜂窝接入网接入切换到无线局域网接入的流程，该过程对应于终端和无线局域网接入网关之间不存在IPSEC SA，需要通过IKEv2过程重新协商建立。

终端已经通过无线蜂窝接入网和核心网的分组数据网关之间建立连接，正在使用数据业务。当终端检测到无线局域网信号，判决需要将业务连接切换到无线局域网接入时，首先终端向无线局域网接入网关发送IKE SA初始消息；无线局域网接入网关接收到接入请求后向AAA 服务器/归属用户服务器发起用户鉴权请求；AAA 服务器/归属用户服务器接收到鉴权请求后计算鉴权参数并返回鉴权响应；无线局域网接入网关根据AAA 服务器/归属用户服务器返回的鉴权参数向终端请求相应鉴权参数；终端返回相应鉴权参数；归属用户服务器根据AAA 服务器/归属用户服务器返回的鉴权参数与终端返回鉴权参数进行鉴权；鉴权后终端与无线局域网接入网关之间完成初始IPSEC SA 的建立；初始IPSEC SA 的建立之后终端向无线局域网接入网关发送接入请求；无线局域网接入网关收到接入请求后，向核心网的分组数据网关发起链路建立请求；核心网的分组数据网关接到所述链路建立请求后向无线局域网接入网关返回链路建立响应，从而将终端的业务流从无线蜂窝接入网切换到无线局域网接入网关；核心网的分组数据网关向无线局域网接入网关返回链路建立响应后，会触发原有的无线蜂窝接入网业务通道与终端之间的空中链路的释放过程；无线局域网接入网关收到核心网的分组数据网关返回的链路建立成功的响应后，向终端发出IKE鉴权响应。终端收到所述信息性响应消息后，即认为成功完成了向无线局域网的业务切换，数据业务可继续使用。

终端通过无线蜂窝接入网接入3GPP、3GPP2核心网或EPC（演进的分组核心网），完成接入认证，建立业务承载通道，访问运营商提供的业务网络，获得业务服务的方法遵照3GPP和3GPP2已有标准。

终端通过无线局域网接入3GPP、3GPP2核心网或EPC，是通过IKEv2协议和无线局域网接入网关建立IPSEC SA，经由无线局域网接入网关接入3GPP、3GPP2核心网或EPC，访问运营商提供的业务网络，获得业务服务。终端和无线局域网接入网关、AAA 服务器/归属用户服务器之间完成鉴权认证，协商建立SA（安全联盟）的方法参照3GPP和RFC的已有标准。终端和无线局域网接入网关间的IKEv2过程符合RFC相关规范，如RFC4306。

实施例二

图5为本实施例的步骤示意图。本实施例是终端基于简单IP的无线局域网接入切换到无线蜂窝接入网接入的流程。

终端已经通过无线局域网和核心网的分组数据网关之间建立连接，正在使用业务。当终端判决需要将业务连接切换到无线蜂窝接入网时，终端和无线蜂窝接入网交互，触发空中链路建立以及到核心网的分组数据网关的链路建立过程，建立无线蜂窝接入网到核心网的分组数据网关的业务通道；核心网的分组数据网关完成和无线蜂窝接入网的业务通道建立后，通知无线局域网接入网关释放原有的业务通道，无线局域网接入网关返回业务通道释放响应；终端完成了向无线蜂窝接入网的业务切换，数据业务可继续使用。

无线局域网接入网关可根据核心网的分组数据网关释放消息中的信元来判断是否要释放IPSEC SA，或者根据配置决定是否要释放IPSEC SA。

如果要释放IPSEC SA，无线局域网接入网关向终端发起Informational Request消息（信息性请求）携带Delete Payload（删除负载），通知终端删除IKE SA和相关安全隧道。如果不要求释放IPSEC SA，无线局域网接入网关可根据设定的IPSEC SA生存定时器，周期性向终端发送不包括负载信息的Informational Request消息，以维持无线局域网接入网关和终端之间IPSEC SA的激活状态。终端收到此消息后，检查到IPSEC SA有效，则返回不包括负载信息的Informational Response消息（信息性响应）；如果检查到IPSEC SA无效，则向终端返回包含通知负载信息（Notify payload）的Informational Response消息，指示SPI（安全参数索引)无效。如果无线局域网接入网关连续若干次未收到终端的Informational Response消息，则无线局域网接入网关删除IPSEC SA。如果无线局域网接入网关收到了包含通知负载信息的Informational Response消息，可以选择删除IPSEC SA。此后，如果终端再切换回无线局域网接入，流程参考图4所述。

实施例三

图6为本实施例的步骤示意图。本实施例是终端基于PMIP（代理移动IP）的无线蜂窝接入网接入切换到无线局域网接入的流程，该过程对应于终端和无线局域网接入网关之间不存在IPSEC SA，需要通过IKEv2过程重新协商建立的情况。

基于PMIP和简单IP实现的流程区别在于核心网的分组数据网关和无线局域网接入网关间交互的消息不同； 基于PMIP的无线蜂窝接入网切换到无线局域网中，无线局域网接入网关向核心网的分组数据网关发起PMIP绑定更新（PMIP Binding Update）消息，核心网的分组数据网关向无线局域网接入网关返回PMIP绑定响应（PMIP Binding Ack）消息。核心网的分组数据网关向无线蜂窝接入网发起PMIP撤回请求（Binding Revocation Request）消息，无线蜂窝接入网向核心网的分组数据网关返回PMIP撤回应答（Binding Revocation Ack）消息。其它流程步骤与图4相同，此处不再重复描述。

实施例四

图7为本实施例的步骤示意图。本实施例是终端基于PMIP的无线局域网接入切换到无线蜂窝接入网接入的流程。

基于PMIP和简单IP实现的流程区别在于核心网的分组数据网关和无线局域网接入网关间交互的消息不同；基于PMIP的无线局域网切换到无线蜂窝接入网中，核心网的分组数据网关收到无线蜂窝接入网的会话建立消息后，向无线局域网接入网关发起PMIP撤回请求（Binding Revocation Request）消息，无线局域网接入网关向核心网的分组数据网关返回PMIP撤回应答（Binding Revocation Ack）消息。其它流程步骤与图5相同，此处不再重复描述。

实施例五

图8是为本实施例的步骤示意图。本实施例是终端基于简单IP的无线蜂窝接入网接入切换到无线局域网接入的流程，重用原有的IPSEC SA。

终端已经通过无线蜂窝接入网和核心网的分组数据网关之间建立连接，正在使用数据业务。当终端检测到无线局域网信号，判决需要将业务连接切换到无线局域网接入时，首先终端向无线局域网接入网关发送信息请求（Information Request）消息；无线局域网接入网关接收到信息请求后向核心网的分组数据网关发起A11注册请求消息（A11 Reg Request）；核心网的分组数据网关接到所述链路建立请求后向无线局域网接入网关返回A11注册应答消息（A11 Reg Reply），从而将终端的业务流从无线蜂窝接入网切换到无线局域网接入网关，即认为成功完成了向无线局域网的业务切换，数据业务可继续使用；核心网的分组数据网关向无线局域网接入网关返回链路建立响应后，向无线蜂窝接入网发起A11撤回更新消息（A11- Registration Update），无线蜂窝接入网向分组数据网关返回A11撤回响应消息（A11- Registration Ack），触发原有的无线蜂窝接入网业务通道与终端之间的空中链路的释放过程，之后无线蜂窝接入网向分组数据网关发起A11撤回请求消息（生命周期=0）（A11- Registration Req(lifetme=0)），分组数据网关向无线蜂窝接入网返回A11撤回应答消息（A11- Registration Reply），释放分组数据网关与无线蜂窝接入网之间的业务通道。

实施例六

图9是为本实施例的步骤示意图。本实施例是终端基于PMIP的无线蜂窝接入网接入切换到无线局域网接入的流程，重用原有的IPSEC SA。

终端已经通过无线蜂窝接入网和核心网的分组数据网关之间建立连接，正在使用数据业务。当终端检测到无线局域网信号，判决需要将业务连接切换到无线局域网接入时，首先终端向无线局域网接入网关发送信息请求（Information Request）消息；无线局域网接入网关接收到信息请求后向核心网的分组数据网关发起PMIP绑定更新（PMIP Binding Update）消息；核心网的分组数据网关向无线局域网接入网关返回PMIP绑定响应（PMIP Binding Ack）消息，从而将终端的业务流从无线蜂窝接入网切换到无线局域网接入网关。核心网的分组数据网关向无线蜂窝接入网发起PMIP撤回请求（Binding Revocation Request）消息，触发原有的无线蜂窝接入网与终端之间的空中链路的释放过程，之后无线蜂窝接入网向核心网的分组数据网关返回PMIP撤回应答（Binding Revocation Ack）消息。即认为成功完成了向无线局域网的业务切换，数据业务可继续使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种移动通信网络，包括核心网、无线局域网、连接所述核心网和所述无线局域网的无线局域网接入网关以及无线蜂窝接入网，其特征在于，所述核心网中包括一分组数据网关，当终端处于所述无线局域网中时通过所述无线局域网接入网关接入至所述分组数据网关。

2.根据权利要求1所述的移动通信网络，其特征在于，当终端处于所述无线局域网中时，所述无线局域网接入网关和所述终端之间通过互联网密钥交换协议管理所述终端和网关之间的IP安全协议通道。

3.根据权利要求1所述的移动通信网络，其特征在于，进一步，所述终端从所述无线蜂窝接入网切换到所述无线局域网接入，启用原有的所述终端和所述无线局域网接入网关之间的安全关联；所述终端从所述无线局域网切换到所述无线蜂窝接入网，保留和所述无线局域网接入网关之间的安全关联。

4.根据权利要求1所述的移动通信网络，其特征在于，所述无线局域网接入网关中进一步包括代理移动IP模块。

5.一种处于权利要求1所述网络中的终端的切换方法，所述终端从无线蜂窝接入网向所述无线局域网切换，其特征在于，包括如下步骤：

a）所述终端检查自身与所述无线局域网接入网关之间是否存在IP安全协议通道，如果存在，则执行步骤b，如果不存在则执行步骤e；

b）所述终端向所述无线局域网接入网关发送不包含负载信息的互联网密钥交换协议信息请求消息，要求所述无线局域网接入网关与所述分组数据网关之间建立业务通道；

c）所述无线局域网接入网关收到所述请求信息，检查与所述终端之间的安全关联是否有效，如有效，则执行步骤f，否则执行步骤d；

d）所述无线局域网接入网关向所述终端返回包含通知负载信息的互联网密钥交换协议信息响应消息，指示安全参数索引无效；

e）所述终端使用完整的互联网密钥交换协议过程建立自身与所述无线局域网接入网关之间的IP安全协议数据通道，并完成所述无线局域网接入网关与所述分组数据网关之间业务通道的建立，然后转入执行步骤h）；

f）所述无线局域网接入网关与所述分组数据网关之间建立业务通道；

g）所述无线局域网接入网关向所述终端发出不包括负载信息的互联网密钥交换协议响应消息，通知所述终端切换过程完成；

h）所述分组数据网关释放与所述无线蜂窝接入网间的业务通道。

6.根据权利要求5所述的终端在网络间切换的方法，其特征在于，所述步骤e中，所述终端使用完整的互联网密钥交换协议过程建立自身与所述无线局域网接入网关之间的IP安全协议通道，进一步包括如下步骤：

e1）所述终端向所述无线局域网接入网关发送接入请求；

e2）所述无线局域网接入网关向设置在所述核心网中的AAA服务器/归属用户服务器发起用户鉴权请求；

e3）所述AAA服务器/归属用户服务器接收到所述鉴权请求后计算鉴权参数并返回鉴权响应；

e4）所述无线局域网接入网关根据所述AAA服务器/归属用户服务器返回的所述鉴权响应向所述终端请求所述终端的鉴权参数；

e5）所述终端返回所述终端鉴权参数至所述无线局域网接入网关；

e6）所述无线局域网接入网关根据所述AAA服务器/归属用户服务器返回的所述鉴权响应与所述终端鉴权参数进行鉴权；

e7）完成鉴权后，所述终端与所述无线局域网接入网关之间建立所述IP安全协议通道。

7.根据权利要求5所述的终端在网络间切换的方法，其特征在于，所述步骤f进一步包括：

f11）所述无线局域网接入网关向所述分组数据网关发起链路建立请求；

f12）所述分组数据网关建立与所述无线局域网接入网关之间的链路后，返回链路建立成功响应，并释放原有的与所述无线蜂窝接入网之间的业务通道；

f13）所述无线局域网接入网关收到所述链路建立成功响应后，向所述终端发送成功建立业务通道的消息。

8.根据权利要求5所述的终端在网络间切换的方法，其特征在于，所述步骤f进一步包括：

f21）所述无线局域网接入网关向所述分组数据网关发起代理移动IP绑定更新消息；

f22）所述分组数据网关向所述无线局域网接入网关返回代理绑定响应消息，并同时向所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关发起代理移动IP绑定撤回请求消息；

f23）所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关释放和所述终端间的无线链路资源； 

f24）所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关将代理移动IP绑定撤回应答消息发送至所述分组数据网关。

9.一种权利要求1所述网络中的终端的切换方法，所述终端从所述无线局域网向所述无线蜂窝接入网切换，其特征在于，包括如下步骤：

A）所述分组数据网关在完成与所述无线蜂窝接入网之间的业务通道建立后，发送信息通知所述无线局域网接入网关释放和所述分组数据网关之间的业务通道；

B）所述无线局域网接入网关根据所述分组数据网关所发信息中的信元或者自身的配置决定是否要释放所述无线局域网接入网关和所述终端之间的安全关联，如果需要释放，则实行步骤C，如不需要释放，则执行步骤D；

C）所述无线局域网接入网关向所述终端发送包含通知负载信息的互联网密钥交换协议信息请求消息，所述无线局域网接入网关在发送消息后或者接收到所述终端返回的响应消息后，删除与所述终端间的安全关联；

D）所述无线局域网接入网关周期性地向所述终端发送互联网密钥交换协议信息请求消息，以维持彼此之间的安全关联。

10.根据权利要求9所述网络中的终端的切换方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括：

A11）无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关向所述分组数据网关发起链路建立请求；

A12）所述分组数据网关建立与所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关之间的链路后，返回链路建立成功响应，并同时向所述无线局域网接入网关发送链路释放请求消息；

A13）所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关收到所述分组数据网关返回的链路建立成功响应后，向所述终端发送成功建立数据通道的消息。

11.根据权利要求9所述网络中的终端的切换方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括：

A21）所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关向所述分组数据网关发起代理移动IP绑定更新消息；

A22）所述分组数据网关向所述无线蜂窝接入网络接入控制器或业务网关返回代理移动IP绑定响应消息，并同时向所述无线局域网接入网关发起代理移动IP绑定撤回请求消息；

A23）所述无线局域网接入网关将代理移动IP绑定撤回应答消息发送至所述分组数据网关。

12.根据权利要求9所述网络中的终端的切换方法，其特征在于，所述步骤D进一步包括：所述终端检查所述安全关联是否存在，若存在，所述终端返回不包括负载信息的互联网密钥交换协议信息响应消息；若不存在，所述终端返回包括通知负载信息的互联网密钥交换协议信息响应消息，指示安全参数索引无效。

13.根据权利要求9所述网络中的终端的切换方法，其特征在于，所述步骤D进一步包括：若所述无线局域网接入网关连续多次没有收到所述终端返回的响应消息，或者收到了包括通知负载信息的互联网密钥交换协议信息响应消息，应删除和所述终端之间的安全关联，并停止向所述终端发送周期性请求消息。

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