专利名称：移动通信网与无线城域网的互通系统及其方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，具体来讲，涉及一种能使移动通信网和无线城域网(WMAN)互通的系统以及方法。
背景技术：
移动通信网络在近年来获得了巨大的发展，它满足了人们随时随处进行沟通的愿望。当前部署较广泛的移动通信网络包括2G的GSM系统、窄带CDMA系统，以及3G的WCDMA(UMTS)、cdma2000和TD-SCDMA等。移动通信技术的优势是信号覆盖广，移动性支持好，具有成熟的认证和计费机制，其缺点是接入速率低。目前的移动通信网主要由国际化标准组织3GPP和3GPP2负责制订技术规范，3GPP系统包括GSM、GPRS、EDGE、UMTS等，3GPP2系统包括IS-95(cdmaOne)、cdma2000等。
无线城域网(WMAN)是一种新兴的宽带无线接入技术，作为最后一英里接入解决方案，是对传统的DSL接入、Cable接入、无线局域网(WLAN)等宽带接入方式的补充。无线城域网的相关标准802.16系列由国际电子电气工程师协会(IEEE)在现有的微波无线通信技术基础上制订而成。目前的802.16系列标准包括802.16a、802.16-2004和802.16e等。最早期的802.16标准规定的频段为10～66GHz，在802.16a中补充了2～11GHz频段。具备移动性的WMAN标准802.16e还在制订中。无线城域网的技术优势是接入速率高，可结合现有接入手段等，其缺点是覆盖范围有限，移动性支持较差，认证和计费机制不够成熟等。
如果能够把移动通信网络和无线城域网连接起来，则可以结合两种无线网络的优点，极大方便用户的使用。例如，对于话音服务用户，在移动通信网络覆盖区域，可以采用移动通信网的电路交换语音服务；当用户移动进入无线城域网覆盖区域后，可以采用VoIP技术利用无线城域网继续语音服务。对于数据业务用户来说，一般情况下用户可以采用移动通信网作为互联网(Internet)或企业内网(Intranet)接入手段；在无线城域网覆盖区域，则可以采用无线城域网技术连接到IP网，享受高速的接入服务。无线城域网的用户接入到移动网络，就可以享受移动网络特有的各种业务，例如短消息业务、基于位置的业务和基于多媒体子系统(IMS)的业务等。
但是，现有技术中还没有能够将无线城域网和移动通信网有机地融合起来的系统与方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种移动通信网与无线城域网的互通系统及其方法，通过在原有网络体系结构基础上适当的改进，将无线城域网和移动通信网有机地融合起来，把移动通信网系统的服务和功能扩展到无线城域网。
本发明提供一种移动通信网和无线城域网互通系统，所述移动通信网具有AAA服务器，所述无线城域网具有AAA服务器，其特征在于所述移动通信网还具有接入路由器，所述无线城域网还具有接入网关，所述接入路由器与所述接入网关相连，用以传输用户数据和互通所需的控制信令；所述移动通信网AAA服务器作为代理服务器，向所述移动通信网的AAA服务器中继认证所需的交互信息，由所述移动通信网的AAA服务器作为认证服务器，对用户的身份进行验证。
本发明进而提供一种移动通信网和无线城域网互通方法，其特征在于包括如下步骤(1)在所述无线城域网中部署接入路由器，在所述移动通信网中部署接入网关；(2)将所述接入路由器与所述接入网关相连，用以传输用户数据和互通所需的控制信令；(3)将所述无线城域网的AAA服务器作为代理服务器，向所述移动通信网的AAA服务器中继认证所需的交互信息，由所述移动通信网的AAA服务器作为认证服务器，对用户的身份进行验证；(4)认证用户数据经所述接入路由器到达所述接入网关，并由所述接入网关路由至所述移动通信网的分组数据网关，最终接入外部IP网。
通过本发明，移动通信网和无线城域网两种网络的用户可以实行统一的管理，包括统一注册、统一认证、统一计费和统一提供帐单等。另外，把无线城域网作为一种接入手段，既方便用户同时使用两种网络的服务，也便于运营商对网络统一的运营，还能降低运营商建设网络的成本。两网的用户最终都是通过移动通信网核心网接入互联网或企业内网，减少了重复建设，节省了建网成本。另外，用户能够更方便灵活的使用移动终端。
图1是用户没有漫游的情况下，无线城域网和移动通信网互通框架结构图；图2是用户漫游情况下，无线城域网和移动通信网互通框架结构图，其中终端通过拜访网络分组数据网关接入外部IP网；图3是用户漫游情况下，无线城域网和移动通信网互通框架结构图，其中终端通过归属网络分组数据网关接入外部IP网；图4是本发明所述的无线城域网和移动通信网互通方法流程示意图。
具体实施例方式
移动通信网和无线城域网的互通系统是将两个网络相连，把无线城域网作为访问移动核心网分组域的一种接入手段，实现信令和用户业务数据在两个网络之间的传递。
对于该互通系统，在无线城域网中需要部署接入路由器和AAA(Authentication、Authorization、Accounting；认证、授权、计费)服务器。接入路由器作为无线城域网的重要网元，具有用户接入控制、计费信息收集、作为AAA客户端等功能。无线城域网的AAA服务器负责对用户的身份认证和计费信息汇总，在互通系统中它作为代理网元，向移动网AAA传递认证和计费需要的信息。
为了支持系统互通，在移动网需要增加专门的接入网关，对无线城域网到达的分组数据在进入到移动核心网之前进行处理。接入网关的具体功能包括帮助移动网生成计费信息，将用户分组数据路由到移动网分组数据网关，对用户数据进行过滤控制。
下面结合具体附图对上述的发明内容进行进一步的阐述。
实施例1，用户没有漫游的情况下，无线城域网和移动通信网互通系统。以下的描述参照附图1。
无线城域网中的网元包括基站、接入路由器和AAA服务器等。移动网网元包括接入网关、分组数据网关、AAA服务器、HSS/HLR(家庭用户服务器/归属位置寄存器)、CGw/CCF(Charging Gate-.way/Charging CollectionFunction)、SLF(Subscription Locator Function，签约定位功能)、OCS。
为使这两个网络互通，需要将无线城域网的接入路由器和移动网的接入网关有线连接起来，用来传输用户的分组数据和互通所需的控制信令。
为了达到两网的统一认证，需要把无线城域网的AAA服务器作为代理服务器，中继认证所需的交互信息。移动网的AAA服务器作为认证服务器，对用户的身份进行验证；认证过程中移动网的AAA服务器需要与HSS/HLR交互，获取认证所需的参数，该AAA服务器可以是RADIUS(远程认证拨号用户服务，Remote Authentication Dial In User Service，RADIUS)或者DIAMETER服务器。
实施例2，用户漫游情况下，无线城域网和移动通信网互通系统。与实施例1不同的是，用户数据通过拜访网络分组数据网关接入外部IP网。以下的描述参照附图2。
当用户漫游到异地网络时，终端连接到异地无线城域网，异地无线城域网接入路由器与移动拜访网接入网关相连，用户数据通过移动拜访网分组数据网关接入外部IP网。
此时，移动拜访网的AAA服务器作为代理AAA，中继用户认证信息，移动归属网AAA服务器作为认证服务器对用户身份进行确认。用户接入后，移动拜访网AAA服务器把收集到的计费信息中继到移动归属网AAA，实现服务费用的联合结算。
实施例3，如图3所示，用户漫游情况下，无线城域网和移动通信网互通系统。此实施例与实施例2基本相同，唯一不同的地方是用户数据通过归属网络分组数据网关接入外部IP网，也即当用户漫游到异地网络时，终端连接到异地无线城域网，异地无线城域网接入路由器与移动拜访网接入网关相连，用户数据通过归属网的分组数据网关接入外部IP网。
此时，移动拜访网的AAA服务器作为代理AAA，中继用户认证信息，移动归属网AAA服务器作为认证服务器对用户身份进行确认。用户接入后，移动拜访网AAA服务器把收集到的计费信息中继到移动归属网AAA服务器，实现服务费用的联合结算。
如图4所示，为本发明所述移动通信网和无线城域网互通方法流程示意图，首先在所述无线城域网中部署接入路由器，在所述移动通信网中部署接入网关(步骤401)；然后将所述接入路由器与所述接入网关相连，用以传输用户数据和互通所需的控制信令(步骤402)；将所述无线城域网的AAA服务器作为代理服务器，向所述移动通信网的AAA服务器中继认证所需的交互信息，由所述移动通信网的AAA服务器作为认证服务器，对用户的身份进行验证(步骤403)；认证用户数据经所述接入路由器到达所述接入网关，并由所述接入网关路由至所述移动通信网的分组数据网关，最终接入外部IP网(步骤404)。
权利要求
1.一种移动通信网和无线城域网互通系统，所述移动通信网具有AAA服务器，所述无线城域网具有AAA服务器，其特征在于所述无线城域网还具有接入路由器，所述移动通信网还具有接入网关，所述接入路由器与所述接入网关相连，用以传输用户数据和互通所需的控制信令；所述无线城域网AAA服务器作为代理服务器，向所述移动通信网的AAA服务器中继认证所需的交互信息，由所述移动通信网的AAA服务器作为认证服务器，对用户的身份进行验证。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述的移动通信网还具有分组数据网关，将接入的用户数据接入外部IP网。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于所述接入路由器将用户数据经所述接入网关接入所述移动通信网，再经所述分组数据网关连接到外部IP网。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述的移动通信网包括移动拜访网与移动归属网。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于所述接入路由器通过位于所述移动拜访网中的所述接入网关，将用户数据接入所述移动通信网。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于所述移动拜访网中具有分组数据网关，将由接入网关接入的数据连接到外部IP网。
7.如权利要求4所述的系统，其特征在于所述移动归属网中具有分组数据网关，将由接入网关接入的数据连接到外部IP网。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述移动通信网的AAA服务器进一步包括位于移动拜访网的AAA服务器，与位于移动归属网的AAA服务器，所述无线城域网的AAA服务器作为所述移动拜访网AAA服务器的代理，所述移动拜访网AAA服务器又作为所述移动归属网AAA服务器的代理，中继用户认证信息，所述移动归属网AAA服务器作为认证服务器对用户身份进行确认，用户接入后，移动拜访网AAA服务器将收集到的计费信息中继到移动归属网AAA服务器。
9.一种移动通信网和无线城域网互通方法，其特征在于包括如下步骤(1)在所述无线城域网中部署接入路由器，在所述移动通信网中部署接入网关；(2)将所述接入路由器与所述接入网关相连，用以传输用户数据和互通所需的控制信令；(3)将所述无线城域网的AAA服务器作为代理服务器，向所述移动通信网的AAA服务器中继认证所需的交互信息，由所述移动通信网的AAA服务器作为认证服务器，对用户的身份进行验证；(4)认证用户数据经所述接入路由器到达所述接入网关，并由所述接入网关路由至所述移动通信网的分组数据网关，最终接入外部IP网。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述的接入路由器用于控制用户接入，计费信息收集，以及作为AAA客户端。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述的接入网关用于协助所述移动通信网生成计费信息，将用户分组数据路由到所述移动通信网的分组数据网关，以及对用户数据进行过滤控制。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述的无线城域网AAA服务器对用户的身份认证和计费信息进行汇总，作为代理网元，向所述移动通信网AAA服务器传递认证和计费需要的信息。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述的认证过程中，移动通信网的AAA服务器与家庭用户服务器/归属位置寄存器交互，获取认证所需的参数。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述用户在漫游的情况下，用户数据通过所述无线城域网接入服务器与位于所述移动通信网的拜访网中的接入网关相连，再通过所述拜访网的分组数据网关接入外部IP网。
15.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述用户在漫游的情况下，用户数据通过所述无线城域网接入服务器与位于所述移动通信网的拜访网中的接入网关相连，再通过所述移动通信网的归属网中的分组数据网关接入外部IP网。
16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于所述移动拜访网的AAA服务器作为代理服务器，中继用户认证信息，所述移动通信网的归属网AAA服务器作为认证服务器对用户身份进行确认，用户接入后，所述移动拜访网AAA服务器将收集到的计费信息中继到移动归属网AAA服务器。
全文摘要
本发明公开了一种移动通信网和无线城域网互通系统及方法，在无线城域网中部署接入路由器，在所述移动通信网中部署接入网关，将接入路由器与接入网关相连，将无线城域网的AAA服务器作为代理服务器，向移动通信网的AAA服务器中继认证所需的交互信息，由移动通信网的AAA服务器作为认证服务器，对用户的身份进行验证，认证用户数据经接入路由器到达所述接入网关，并由接入网关路由至移动通信网的分组数据网关，最终接入外部IP网。通过本发明，移动通信网和无线城域网两种网络的用户可以实行统一的管理，节省了建网成本。另外，用户能够更方便灵活的使用移动终端。
文档编号H04L12/28GK1874287SQ200510072379
公开日2006年12月6日 申请日期2005年5月30日 优先权日2005年5月30日
发明者张攀科, 赵志飞, 蔡文晖, 李华驿 申请人:中兴通讯股份有限公司