一種接入系統的制作方法

專利名稱：一種接入系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過無線局域網(WLAN)與CDMA網絡結合為移動用戶提供分組域接入服務的解決方案。
WLAN提供了一種靈活的物理鏈路連接方式，如何利用CDMA網絡的用戶接入服務機制，利用CDMA的網絡結構和功能實體，合理的定義和實現各功能實體的功能，形成WLAN接入方式與CDMA網絡的有機結合，需要解決很多問題，而不是簡單疊加；比如在業務提供時(例如預付費業務等)，要求無須考慮WLAN和cdma-1x兩種接入方式網絡結構的邏輯差別就能提供接入服務，這是必須要解決的技術問題。
要實現兩種網絡的結合，從大的方面來看，可以將WLAN網絡通過CDMA網絡的分組數據服務節點PDSN接入到CDMA網絡來，在CDMA網絡采取統一的鑒權計費機制，從而實現兩個網絡的結合。但是到底采用怎樣方式將WLAN網絡接入到PDSN，是一個值得考慮的問題。考慮這個問題的出發點有很多，對現有網絡改造的復雜度、實現的難易程度、實際的運營環境等多種因素都會影響具體的接入方式。目前可以想到的一種方法是，在AP和PDSN之間增加一個功能實體，將從無線終端經AP傳來的業務流進行隧道封裝，使其可以穿越IP網絡到達PDSN。這種方法需要在現有網絡基礎上增加設備，并增加額外的隧道封裝，使處理變得復雜，在某些運營環境下并不適合，會帶來較大的成本增加。
而從移動通信網絡的發展趨勢來看，數據業務已經逐漸開展起來，并且呈穩步上升趨勢，PDSN作為CDMA網絡分組數據的接入節點，其在網絡中的位置必然逐步由中心城市逐漸地區化，覆蓋的地域范圍也逐漸減小，PDSN與AP的置放點位置逐漸縮短。這時，如果仍舊采用上述的方法，會增加額外的設備、成本以及復雜的信令流程，違背數據業務的迅猛發展需求。
目前尚未檢索到關于上述問題解決方案的公開文獻。
本發明提出的一種接入系統，基于cdma網絡和WLAN網絡相結合；所述cdma網絡中基站BTS，是基站系統的無線部分，實現BTS和移動臺之間通過空中接口進行無線傳輸及相關的控制功能；基站控制器BSC/PCF，負責無線網絡管理、無線資源管理、維護管理、呼叫處理、控制完成移動臺的切換、實現語音編碼；分組數據服務節點PDSN/FA除完成cdma-1x網絡的已有功能外，還應完成通過AP接入的無線終端的用戶管理；與AAA，歸屬代理服務器HA等網絡實體配合完成對用戶的鑒權、計費，完成媒體流的轉發；鑒權、授權與計費服務器AAA，對分組數據呼叫用戶進行鑒權，判決用戶的合法性；AAA服務器還完成分組數據呼叫計費功能，即為CDMA數據用戶提供鑒權、授權、計帳服務；還針對WLAN終端用戶的特點，增加WLAN終端用戶的鑒權、授權、計帳處理；
歸屬代理服務器HA，當移動臺使用移動IP服務時，用于維護移動臺的位置信息；移動交換中心/拜訪位置寄存器MSC/VLR，用于CDMA網絡中電路域的用戶接入服務和電路接續，動態用戶信息管理和業務提供等；歸屬位置寄存器HLR，存儲著固定區域內所有移動用戶的位置信息、業務數據、帳戶管理等信息，并可實時地提供對用戶位置信息的查詢和修改，及實現一系列業務操作(包括位置更新、呼叫處理、鑒權、補充業務等)，完成移動通信網中用戶移動性管理。
所述WLAN網絡中，包括無線接入點AP，用于無線終端接入固定電信網的連接設備，為用戶提供無線接入功能，可提供話音和數據的接入服務；所述分組數據服務節點PDSN/FA中，還包括WLAN終端用戶的接入處理單元，分別與CDMA用戶接入單元、用戶數據區、RADIUS接口相連。
如上所述的系統，其特征在于所述WLAN終端用戶的接入處理單元包括PPPoE接入處理單元，DHCP接入處理單元。
如上所述的系統，其特征在于AP與PDSN通過以太網接口直接相連，接口的用戶業務流保留MAC地址，NAI等用戶識別信息，使得該信息能夠傳到PDSN，標識用戶用以提供接入服務。
如上所述的系統，其特征在于所述的無線終端采用PPPOE的接入方式，業務流直接在以太網幀上傳送，其業務流格式為

如上所述的系統，其特征在于還包括接入網絡的終端設備，所述終端設備為接入cdma-1x網絡的終端設備；支持802.11b協議的終端設備；支持接入cdma-1x網絡和802.11b協議的雙模終端。
本發明闡述的方法是將AP和PDSN直接通過專線相連，相比之下實現簡單，成本低廉，組網方便，更符合數據業務大規模發展的需求。
采用本發明，在CDMA網絡成熟的計費、鑒權和接入手段的基礎上進行豐富和修訂，克服了WLAN本身不能提供對用戶接入管理的缺陷，發揮了cdma-1x系統廣覆蓋及WLAN高帶寬的特點，能夠使WLAN接入方式與CDMA網絡有機結合，在網絡中對WLAN接入方式和CDMA接入方式的終端用戶統一管理，為運營商實現WLAN在CDMA網絡中電信級應用提供了可行的解決方案，具有十分廣闊的市場前景。
圖2是

圖1中PDSN的功能結構圖。
圖3是圖2中PPPOE接入處理模塊的功能結構。
圖4是圖2中DHCP接入處理模塊的功能結構。
具體實施例方式
圖1為WLAN+CDMA的兩網絡相結合的系統解決方案。圖1中，可以看出，基本上分為三大部分，CDMA拜訪接入網絡、WLAN拜訪接入網絡、歸屬網絡。
下面以圖1為例，詳細說明本發明所述系統的作用。
本發明較好地解決了網絡覆蓋問題，圖1中，WLAN中AP的覆蓋區主要集中在機場、星級酒店等熱點地區，其覆蓋區是不連續的。CDMA網絡中由BTS覆蓋業務區，其廣覆蓋正好彌補這一缺點。在熱點地區使用AP的高速網絡，在普通地區使用CDMA的廣覆蓋網絡。
鑒權認證是解決電信級應用面對的主要問題。在本發明中，WLAN接入方式的用戶，HLR不參與其鑒權認證，其鑒權處理由PDSN與AAA服務器配合進行。這樣處理，可以使網絡結構簡單，避免功能冗余，可以支持的鑒權計費不僅僅基于IMSI，還可擴展為基于IMSI或NAI的鑒權；AAA服務器與PDSN現有的鑒權方法經過修訂補充可以支持WLAN接入方式的用戶鑒權。
需要指出的是圖1中，拜訪AAA服務器屬于拜訪網絡，中繼AAA服務器和歸屬AAA服務器屬于歸屬網絡，實際上是同一物理實體。
在cdma-1x網絡中，分組數據業務的鑒權認證分為HLR和AAA兩個部分，分別由圖1中的MSC/VLR配合HLR鑒權，PDSN配合AAA服務器鑒權。HLR鑒權的目的是認證用戶合法性，以保證分組業務時給合法用戶分配無線信道，確保無線資源的合理使用。cdma-1x的數據用戶，經過HLR鑒權的合法用戶在分配了無線信道后，還需通過AAA鑒權，以認證用戶在分組域的合法性。
當終端用戶在WLAN覆蓋區內活動時，AAA的鑒權已能夠保證終端用戶的合法性，由于WLAN中使用的終端設備不占用cdma-1x的無線信道資源，HLR中的鑒權已不必要。與原有cdma-1x網絡的鑒權方式不同，在本發明中采用AAA與PDSN通過RADIUS協議的鑒權，鑒權過程無須HLR的參與。
而在分組域，由AAA與PDSN通過RADIUS協議進行鑒權。目前PDSN提供的鑒權方式有如下基于NAI(網絡用戶標識)和MSID(移動用戶識別)兩種。其中基于NAI的為下面列出的第1、2兩種，基于MSID的為第3種。
1.用戶名口令終端使用PAP鑒權，將用戶名和口令發送到PDSN，PDSN向RADIUS發送鑒權請求，如果RADIUS協議允許接入，則進入相應的授權。否則發送鑒權拒絕消息到PDSN，PDSN終止與終端的連接。
2.挑戰鑒權PDSN向終端發出挑戰和一個ID值，用戶根據相應的挑戰、ID值及本地存放的密碼計算出響應值，并將響應值發回給PDSN。然后，PDSN向RADIUS發送鑒權請求(包括挑戰、響應和ID值)，RADIUS根據挑戰和ID值及自身存放的對應于此用戶的密碼計算響應值，如果響應值與終端計算的響應值相同，則通過相應的授權。否則發送鑒權拒絕消息給PDSN，PDSN終止與終端的連接。
3.當終端沒有將NAI信息帶到PDSN時，PDSN可根據MSID構造NAI進行相應的鑒權。
因此，AAA與PDSN配合的鑒權功能已很完善，在沒有HLR的參與下也能夠進行可靠的鑒權認證。
本發明對于計費的管理說明如下在cdma-1x網絡中，分組域的計費內容分為兩部分空中信道計費部分和網絡側計費部分。空中信道計費部分由PCF收集計費信息發送到PDSN，網絡側計費信息由PDSN收集，PDSN匯集空中信道的計費信息與網絡側計費信息，然后通過RADIUS協議發送到AAA服務器進行計費。
在本發明中，對WLAN接入方式的計費增加了新的處理。無線側的計費信息由AP采集發送到PDSN，網絡側計費信息由PDSN收集，PDSN匯集空中信道的計費信息與網絡側計費信息，然后發送到RADIUS服務器進行計費。本發明中，PDSN對網絡側的計費增加了對NAI接入方式的處理，對用戶計費信息的的索引不僅局限于IMSI，對WLAN接入的用戶增加NAI的索引方式。
圖2為本發明中PDSN的功能結構。本發明中，系統支持的終端接入方式有(1)PPPOE，(2)web+DHCP方式。(3)cdma-1x網絡中現有的PPPover HDLC方式。
為支持這些接入方式的處理，圖2給出了PDSN的功能結構。PDSN中，包括WLAN用戶接入處理單元，cdma-1x用戶接入處理單元，用戶數據區管理單元，RADIUS接口單元，數據轉發處理單元。
WLAN用戶接入處理單元完成PPPOE，DHCP的接入處理，完成與cdma-1x用戶接入處理單元的協調，屏蔽WLAN用戶與cdma-1x用戶的差別，以便利用CDMA網絡的AAA服務器，HA完成用戶的接入服務和數據轉發。
數據轉發單元完成cdma-1x用戶PPP over HDLC的業務流的數據轉發，完成WLAN用戶的PPPOE，DHCP業務流的數據轉發。
RADIU接口單元完成兩種不同接入方式用戶間鑒權計費處理，屏蔽兩種不同接入方式用戶間的差別。
用戶數據區管理單元完成用戶數據的記錄，以配合實現接入服務和切換處理。
(1)PPPOE由于現有cdma-1x網絡中的PDSN設備不支持PPPOE的處理，所以本發明在PDSN增加PPPOE/PPP的處理模塊。PPPoE模塊在協議模型中處于鏈路層，與網絡層和物理層接口，在整個協議棧中，負責處理PPPoE和PPP協議，完成在撥號計算機和接入服務器之間以太網上PPP鏈路的協商、建立，負責用戶身份的鑒權，分配IP地址和DNS地址，生成記帳報文，同時在鏈路建立完成后配合系統完成數據包的轉發。
PPPOE實現rfc2516中服務器方的功能，完成PPPOE會話的協商，控制和數據轉發，為PPP在以太網上的傳輸提供承載。
PPP實現rfc1661及相關協議，在用戶和接入服務器建立點到點的傳輸通道，同Radius配合完成用戶認證。
提供操作維護管理接口。
為設備進行數據轉發建立和管理相應的數據區。
圖3是圖2中WLAN用戶接入單元中的PPPOE接入處理部分。PPPOE/PPP模塊根據功能包含九個子模塊PPPOE，PPP接口處理，LCP處理，IPCP處理，CHAP處理，PAP處理，Radius接口，OAM接口及數據轉發接口處理。圖3中，數據轉發接口處理處于最底層，為PPPOE提供接口；PPPOE處理與PPP處理接口；PPP處理與LCP，IPCP，CHAP，Radius處理相互關聯；OAM接口完成設備的操作維護，與各處理相互通訊。
至于在終端一側，PPPOE的撥號方式已經非常普及，終端一側的處理，本發明不做闡述。
(2)web+DHCP方式現有cdma-1x網絡中的PDSN設備不支持web+DHCP的處理。本發明中，在PDSN增加web+DHCP的處理模塊。圖4是DHCP server的結構圖，對應圖2中WLAN用戶接入單元中的DHCP接入處理部分，DHCP服務器提供用戶的動態IP地址分配。
同樣在終端一側，web+DHCP的撥號方式是一個常見的方式，終端一側的處理，本發明不做闡述。
本發明還支持終端用戶的切換漫游。在本發明中，WLAN接入方式的用戶與CDMA接入方式的用戶的差異性，由PDSN完成轉化和協調。用戶屬性的管理由CDMA網絡中的AAA服務器來統一管理，鑒權認證計費由PDSN、AAA服務器統一進行，CDMA終端在本方案下的漫游按原有機制進行，其它方式接入的終端利用CDMA網絡的已有機制實現漫游。
切換有區內切換和區間切換幾種情況1.在WLAN覆蓋區內切換2.在CDMA覆蓋區內切換3.從WLAN覆蓋區向CDMA覆蓋區切換。
4.從CDMA覆蓋區向WLAN覆蓋區切換。
1，2兩種情況的覆蓋區內的切換，按各自原有機制進行。
對于上述第3種切換方式，從WLAN覆蓋區向CDMA覆蓋區的切換，在切換目標區(CDMA覆蓋區)用戶的接入方式按如圖1中cdma-1x網絡中R-P接口規定的流程進行；PDSN完成切換服務區(WLAN覆蓋區)與切換目標區(CDMA覆蓋區)的映射處理；對于上述第4種切換方式，從CDMA覆蓋區向WLAN覆蓋區的切換，在切換目標區(WLAN覆蓋區)用戶的接入方式按PPPOE規定的流程進行；PDSN完成切換服務區(CDMA覆蓋區)與切換目標區(WLAN覆蓋區)的映射處理；依據本發明規定的切換接口，切換問題分別轉化為終端的內部的切換處理及PDSN切換的內部處理，已不是網絡結構問題，本發明系統可以支持WLAN覆蓋區與CDMA覆蓋區之間的切換處理。
權利要求
1.一種接入系統，基于cdma網絡和WLAN網絡相結合；所述cdma網絡中，包括基站BTS，是基站系統的無線部分，實現BTS和移動臺之間通過空中接口進行無線傳輸及相關的控制功能；基站控制器BSC/PCF，負責無線網絡管理、無線資源管理、維護管理、呼叫處理、控制完成移動臺的切換、實現語音編碼；分組數據服務節點PDSN/FA除完成cdma-1x網絡的已有功能外，還應完成通過AP接入的無線終端的用戶管理；與AAA，歸屬代理服務器HA等網絡實體配合完成對用戶的鑒權、計費，完成媒體流的轉發；鑒權、授權與計費服務器AAA，對分組數據呼叫用戶進行鑒權，判決用戶的合法性；完成分組數據呼叫計費功能，即為CDMA數據用戶提供鑒權、授權、計帳服務；還針對WLAN終端用戶的特點，增加WLAN終端用戶的鑒權、授權、計帳處理；歸屬代理服務器HA，當移動臺使用移動IP服務時，用于維護移動臺的位置信息；移動交換中心/拜訪位置寄存器MSC/VLR，用于CDMA網絡中電路域的用戶接入服務和電路接續，動態用戶信息管理和業務提供等；歸屬位置寄存器HLR，存儲著固定區域內所有移動用戶的位置信息、業務數據、帳戶管理等信息，并可實時地提供對用戶位置信息的查詢和修改，以及實現一系列業務操作，包括位置更新、呼叫處理、鑒權、補充業務等，完成移動通信網中用戶移動性管理；所述WLAN網絡中，包括無線接入點AP；其特征在于所述無線接入點AP用于無線終端接入固定電信網的連接設備，為用戶提供無線接入功能，直接通過專線與分組數據服務節點PDSN/FA相連，可提供話音和數據的接入服務；所述分組數據服務節點PDSN/FA中，還包括WLAN終端用戶的接入處理單元，分別與CDMA用戶接入單元、用戶數據區、RADIUS接口相連。
2.根據權利要求1所述的一種接入系統，其特征在于所述WLAN終端用戶的接入處理單元包括PPPoE接入處理單元，DHCP接入處理單元。
3.根據權利要求1或2所述的一種接入系統，其特征在于AP與PDSN通過以太網專線直接相連，接口的用戶業務流保留MAC地址，NAI等用戶識別信息，使得該信息能夠傳到PDSN，標識用戶以提供接入服務。
4.根據權利要求1所述的一種接入系統，其特征在于還包括接入網絡的終端設備，所述終端設備為接入cdma-1x網絡的終端設備；支持802.11b協議的終端設備；支持接入cdma-1x網絡和802.11b協議的雙模終端。
5.根據權利要求4所述的一種接入系統，其特征在于所述終端設備采用PPPOE的接入方式，其業務流格式為
所述業務流直接在以太網幀上傳送。
全文摘要
一種接入系統，基于結合CDMA系統與無線局域網，包括由基站收發信機，基站控制器，分組數據服務節點，鑒權、授權與計費服務器，歸屬代理服務器，移動交換中心/拜訪位置寄存器，歸屬位置寄存器構成的CDMA網絡，以及無線局域網的無線接入點，所述無線接入點直接通過專線連接分組數據服務節點；所述分組數據服務節點中，還包括WLAN終端用戶的接入處理單元，分別與CDMA用戶接入單元、用戶數據區、RADIUS接口相連。本發明實現簡單，成本低廉，組網方便，更符合數據業務大規模發展的需求，發揮了cdma－lx系統廣覆蓋及WLAN高帶寬的特點，使CDMA系統與無線局域網得到有機結合。
文檔編號H04W84/12GK1479493SQ0213681
公開日2004年3月3日 申請日期2002年8月31日 優先權日2002年8月31日
發明者胡玉敏, 朱龍明, 吳強, 蔣建平 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司