专利名称：具有公共网接口和无线局域网扩展的专用蜂窝网的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及通信系统，更特别是涉及一种用于将无线局域网(WLAN)连接到公共和专用电话网，以使与该WLAN有关的用户终端设备与电话网之间能够通信的通信系统和方法。
专用网包括有线网，例如专用小交换机(PBX)，和专用无线或蜂窝网，例如专用GSM网、专用3G网和无绳网，例如DEC。专用网可以或不可以接入公共蜂窝网以促进公共和专用移动站(MS)或用户设备终端(UE)之间的通信。专用蜂窝网通常使用与公共蜂窝网相同类型的基站收发信机，和相同或类似的手机或移动站，因此，专用蜂窝网在规定的频带中操作，并且需要昂贵的许可证，以便在用于蜂窝通信的被大量使用的频带中操作。因此，专用蜂窝网通常安装和操作起来非常昂贵。
另一类专用网，著名的无线局域网(WLAN)通常用于将数据处理系统或UE链接在或到在一特定地理位置或地址，用于无线数据通信的数据网。WLAN通常利用能够提供高性能宽带的通信技术和标准，高性能宽带是指高速和高带宽的通信数据，这使得能够传输视频流、音频流和传送或下载大的文件或附件。而且，对比上述的公共和专用蜂窝网，WLAN具有较廉价的低功率无线设备和UE，它们具有较短的操作范围，并在未规定的频带内操作。但是，WLAN不能接入公共蜂窝网的验证和加密机理，该验证和加密机理能够确保安全性，允许跟踪客户的使用情况并使UE能够在公共蜂窝网内漫游。
因此，现有通信系统的一个问题在于，已经拥有现有的用于无线数据通信的WLAN的公司或企业会受到在相同地域内或外提供蜂窝通信费用的限制。在某些地方，蜂窝通信可以通过公共蜂窝网来获得，但对于在单个WLAN地址内的移动站和/或UE之间的呼叫或在通过广域网(WAN)链接的单独WLAN地址的移动站和/或UE之间的呼叫，这会导致额外的长途电话费。而且，反过来，这会导致许多其他的缺点，包括不能维持所有权或控制通过公共蜂窝网传递的信息，而且无法有效使用系统资源，由于不必将单个地址的两个移动站或UE之间的通信绕远到公共蜂窝网的交换中心。
现有通信系统的另一个问题在于对话音和数据通信业务日益增长的需求已经超过了GSM网和3G网以及支持这些业务所需的公共基础设施的增长。而且，总体上无线或蜂窝通信系统的持续增长和具体的宽带蜂窝通信系统的成功需要一种能够提供高性能、高速和高带宽通信的系统。另外，期望这种系统可以利用现有的公共网和互联网基础设施。也就是说，它必须与简单的基于标准化的互联网协议(IP)的通信系统兼容。
相应的，需要一种通信系统和方法用来接通现有公共蜂窝网，包括GSM/GPRS蜂窝网和3G蜂窝网和现有WLAN之间的空白，利用高速和高带宽的WLAN技术为公共蜂窝网提供验证和漫游能力。特别是需要一种系统和方法，用于促进现有WLAN的UE和连接到公共网的终端，例如UE、MS、电话机或数据处理系统之间的通信，包括话音通信、视频流、和音频流和传递或下载大型文件或附件。此外还需要一种系统和方法，用于确保GSM/3G标准和WLAN的IP标准之间的互操作性，以传递最大的网络安全性、验证和加密、无缝补充特征透明度。还需要一种系统和方法，用于确保跟踪通过WLAN连接到公共网的UE的客户使用和计费。还希望该系统和方法透明的将WLAN用户引导或重新引导到公共网的操作员在需要时提供的宽带业务，由此使他们能够捕获到已经建立的用户基础。
本发明的系统和方法比现有技术提供这些和其他的优点。
本发明的另一个目的是提供一种通信系统，其中工作在不受限制的频带WLAN的UE终端能够访问公共网，例如公共交换电话网、公共GSM蜂窝网、公共3G网或互联网、和/或专用网、例如专用蜂窝网、校园或企业3G网、或专用小交换机(PBX)，其功能和能力类似于可从更昂贵的GSM蜂窝网和3G蜂窝网中的移动站才能获得。
本发明的另一个目的是提供一种通信系统，其中利用WLAN宽带技术，特别是利用基于802.11的技术提供GSM/GPRS/3G宽带业务。
在一个方面，本发明指向的通信系统能够使用户通过低功率的不受限制的用户终端设备(UE)或收发信机接入公共网。通常，通信系统包括公共蜂窝网和连接到公共蜂窝网的无线局域网(WLAN)，WLAN配制成促进UE和公共蜂窝网之间的通信。公共蜂窝网可以是连接到公共交换电话网(PSTN)的全球移动通信系统(GSM)网。或者，公共蜂窝网可以进一步包括连接到GSM网和互联网的第三代移动通信(3G)网。可选择的，该通信系统进一步包括连接到WLAN的专用蜂窝网，以促进UE和与专用蜂窝网有关的移动站之间的通信。
在一个实施例中，通信系统进一步包括用户业务的远程验证拨号(RADIUS)服务器，以验证通过WLAN访问通信系统的UE和授权对通信系统的访问。其中该通信系统包括多个链接的WLAN、原始位置登记(HLR)，例如包括原始位置登记和/或原始预订服务器、和连接到RADIUS服务器的访问位置登记(VLR)，为UE提供在多个WLAN的漫游能力。
在另一个实施例中，UE包括一计算机程序，使UE能够访问和控制公共和/或专用网为UE提供的补充和/或增值业务。补充业务例如包括话音组呼叫业务；话音广播业务；业务定义线路识别补充业务；呼叫传送补充业务；呼叫等待和呼叫保持补充业务；包括会议电话的多方呼叫；封闭用户组补充业务；付款通知书补充业务；呼叫排除补充业务；非结构化数据补充业务；明显呼叫转移；到忙用户的呼叫完成；短消息业务；和跟我来。增值业务例如包括e-mail；日历；和无线载货清单，附加项目。
最好，WLAN与一个或多个高性能无线通信标准兼容。例如用于宽带无线接入网(BRAN)的欧洲通信标准协会(ETSI)标准，例如高性能局域网(HiperLAN/1)、HiperLAN/2，或高性能城域接入网(HiperMAN)。其它的例子包括电子和电气工程师协会802.11标准(IEEE 802.11)，例如802.11(a)、802.11(b)。
根据本发明的通信系统特别适用于酒店、连锁酒店、机场、机场建筑物的维护和其它类似的企业，用于开展建筑物内部的宽带RF业务，或用于具有e-mail传送消息能力的UE的用户的操作者。
在另一方面，本发明涉及一种使多个UE经WLAN与公共网和/或专用网通信的方法。通常，该方法包括步骤到或从多个UE的其中一个接收WLAN呼叫信息；将UE的用户标识和安全信息提供给通信系统的验证服务器；和将UE通过WLAN连接到公共网或专用网。
最好，WLAN所促进的UE和公共蜂窝网之间的通信包括话音通信。最好，UE进一步包括访问或控制公共网或专用网所提供的补充业务和/或增值业务所必需的计算机程序，该方法进一步包括控制这样的补充业务和/或增值业务的步骤。
在一个实施例中，UE进一步包括一存储系统，具有存储在其中的用户识别和安全信息，将UE的用户标识和安全信息提供给通信系统的验证服务器的步骤由从存储系统提供的有关用户标识和安全信息来完成。或者，UE进一步包括或连接到持有多个GSM类型的SIM卡或3G类型的USIM卡的持卡器/读卡器，而将UE的用户标识和安全信息提供给公共蜂窝网的步骤包括读取保存在持卡器/读卡器所持有卡之一的用户标识和安全信息，它可以是公共网或专用网的预订标识符或公共和专用预订数据的组合。
本发明的通信系统和方法特别有用于公共蜂窝网，包括连接到PSTN的GSM网和/或连接到GSM网，连接到PSTN，和/或互联网的3G网。该通信系统和方法提供一种将802.11网连接到GSM网和3G网，促进多个UE和公共蜂窝网之间的通信的装置。通常，该通信系统包括验证和授权对系统的访问的装置。验证和授权访问的装置可以包括通过VLR/RADIUS接口连接到该通信系统的RADIUS系统或服务器。
本发明的装置和方法的优点包括下文中所述的任一或全部(i)能够利用WLAN技术借助为现有公共蜂窝网提供高速高带宽宽带能力来连通现有GSM/GPRS和3G蜂窝系统和WLAN之间的空白；(ii)能够促进UE和公共网之间的通信，从而容易和廉价的使预先由现有无线局域网有关的UE接入公共网；(iii)能够促进UE和专用GSM蜂窝网、3G网和/或PBX之间的通信，从而容易和廉价的扩展专用网；(iv)能够访问和控制由公共网和/或专用蜂窝网为通过WLAN连接到公共网和/或专用蜂窝网的UE间的呼叫提供的补充业务；(v)能够以类似于基于GSM验证的方式在专用802.11 UE和HLR之间交换封装在可扩展验证协议(EAP)的验证证书；(vi)能够使HLR用用户特定的信息提供WLAN中的任何接入点，该信息包括预订简档、业务质量(QoS)信息、计费信息等等，以区分业务；(vii)能够支持UE根据RADIUS/DIAMETER漫游模型在WLAN的漫游，和传统的GSM用户根据用于漫游者地址登记和系统间越区切换过程的移动应用部分(MAP)标准漫游；(viii)能够支持现有IP和公共GSM网之间的漫游互操作性；(ix)能够提供受控制的访问，和用呼叫细节纪录(CDR)计费；(x)能够透明地支持现有公共网或专用蜂窝网可获得的补充业务，例如短消息业务(SMS)、E-mail和话音消息；(xi)能够对于现有的公共GSM网无缝地提供安全和验证；(xii)能够根据下述的情况收费(a)由UE的用户，即，通过WLAN、专用GSM或3G网或公共网选择的接入方法；(b)由通信系统自动选择的接入方法；或(c)呼叫或被叫方、或公共网、专用网任一个或专用和公共网的组合的身份或用户简档；(xiii)能够根据下述的情况不收费(a)由UE的用户，即，通过WLAN、专用GSM或3G网或公共网选择的接入方法；(b)通信系统自动选择的接入方法；和/或(c)呼叫或被叫方、或公共网、专用网任一个或专用和公共网的组合的身份或用户简档；和(xiv)能够建立或提供基于位置的业务。
图1是根据本发明实施例的通信系统的方框图，该通信系统具有一专用网和一公共网，该专用网包括连接到专用蜂窝网和专用小交换机的无线局域网(WLAN)，该公共网具有公共全球移动通信系统(GSM)网和公共第三代移动通信(3G)网；图2是一通信系统的方框图，根据本发明的实施例，该通信系统包括连接到专用蜂窝网和公共网的HiperLAN、HiperMAN、和802.11WLAN，和将WLAN连接到公共和专用原始位置登记(HLR)的用户业务的远程验证拨号(RADIUS)服务器；图3是图2通信系统一部分的方框图，根据本发明的实施例，说明了RADIUS服务器与接入点、用户终端设备(UE)和专用HLR的连接；图4是一通信系统的方框图，根据本发明的实施例，该通信系统包括连接到专用蜂窝网和公共网的802.11 WLAN，和RADIUS服务器；图5是表示使UE能够根据本发明的实施例与专用蜂窝网和公共网经WLAN通信的方法的实施例的流程图；图6是一通信系统的方框图，根据本发明的实施例，该通信系统包括通过WLAN连接到公共网的公司LAN；图7是图6通信系统的备选实施例的方框图，具有根据本发明的多个RADIUS服务器、验证服务器和客户；图8是一通信系统实施例的方框图，该通信系统具有根据本发明的分布式专用HLR和验证服务器，用于UE的漫游；图9是通信系统另一个实施例的方框图，该通信系统包括根据本发明的多个公司LAN；图10是表示一通信系统中通信路由的方框图，该通信系统包括根据本发明的WLAN和RADIUS服务器；和图11是表示根据本发明通信系统结构的一个实施例的方框图。
具体实施例方式
本发明涉及一种使与无线局域网(WLAN)有关的用户终端设备(UE)能够与公共网通信的通信系统和方法。
现在将参照图1描述根据本发明的通信系统。图1是一通信系统的示范性方框图，该通信系统具有连接到公共网的WLAN，该公共网包括根据本发明实施例的全球移动通信系统(GSM)网和第三代移动通信(3G)网。为了清楚，许多大家熟知并且与本发明并不相关的通信系统和特别是GSM网和3G网的细节已经被省略。
参见图1，通信系统100通常包括公共核心网或公共网102，该公共网102包括连接到公共交换电话网(PSTN 106)和互联网108的公共蜂窝网104。公共蜂窝网104可以包括用于与公共移动站(MS 112)和3G网114通信的GSM 110网，例如3G-UMTS(通用移动通信系统)用于与公共UE 116通信。公共蜂窝网104一般进一步包括通用分组无线业务网(GPRS)/3G-GPRS网118。
通信系统100进一步包括专用网120，该专用网120具有与专用MS 126通信的专用蜂窝网122、与专用收发信机或UE 130通信的WLAN128、和可选的，与PBX电话机134通信的专用小交换机(PBX 132)。在一实施例中，专用蜂窝网122包括至少一个可从加拿大Menlo Park的interWAVE通信公司商业获得的WAVEXchangeTM(WXC)或Network-In-A-BoxTM(NIB 124)。WXC通常包括移动业务交换中心(MSC)、内置的访问者位置登记(VLR)/原始位置登记(HLR)。NIB124包括在同一个机壳内的MSC、基站控制器(BSC)和基站收发信机站(BTS)。专用蜂窝网120通过多个接口功能或链路连接到公共蜂窝网104的GSM网110、GPRS网118和3G网114，下文将更详细地描述。
根据本发明，WLAN 128通过NIB 124连接到公共网102并使专用UE130和专用移动站126、公共移动站112、公共UE116、PBX电话机134、和连接到PSTN 106和/或互联网108的电话机(未示出)之间能够进行话音和数据通信。WLAN 128的接入点(此图未示出)可以通过有线局域网(LAN 129)，例如以太网、100Base T、快速以太网或千兆比特以太网；或通过无线或射频链路(未示出)连接到NIB 124。本发明的通信系统100的一个优点在于使公共网102和较廉价、低功率、未规定专用UE 130之间能够进行通信，同时能够提供与公共蜂窝网104和/或专用蜂窝网122的更昂贵的无线电设备、MS 112或UE 116所能获得的大致相同的功能和业务。
可以理解通信系统100可以包括多个专用蜂窝网122，每个具有相关的WLAN 128，每个由专用广域网(PWAN)(未示出)链接，以便在整个扩展服务区经WLAN提供无线或蜂窝类型的通信。此实施例提供更进一步的优点，即能够避免长途话费和保持由PWAN链接的企业不同地点之间传输信息的所有权和控制。
在另一个实施例中，专用UE 130进一步包括与其连接的用户识别模块(SIM 136)，该模块具有一算法和密钥用于支持能够或促使与公共网102和/或专用蜂窝网124通信所必需的验证和加密。在此实施例的一个版本中，每个专用UE 130包括持卡器/读卡器(此图未示出)和一个或多个持卡器/读卡器所持有的GSM类型的SIM卡或3G类型的USIM卡(未示出)，每个SIM卡用户识别和安全信息存储在其中，用于一个或多个用户简档，这些简档可以包括公共网或专用网预订标识符或公共和专用预订数据/标识符的组合。或者，SIM 136拥有存储在专用UE 130的存储器系统(未示出)的用户标识和安全信息。后者的这个版本具有这样的优点，即SIM 136能够从WLAN 128下载计算机软件或程序，这些软件或程序能够使专用UE 130模拟或充当通信终端。这种仿真程序在下面的专利文献中更详细地加以描述，即共同授予的、待审查美国临时申请＿/＿，＿(代理卷号A-71405/MSS/WEN)，名称为终端设备仿真器，2002年3月18日提交，这里并入其作为参考。
在另一个实施例中，专用网120进一步包括连接到NIB 124的识别模块138，并具有存储在其中的可永久或临时与一个或多个专用UE有关的至少一个标识符或虚拟标识符，以使专用UE能够经WLAN 128与公共网102和/或专用蜂窝网122通信。识别模块和虚拟标识符下面的专利文献中更详细地加以描述，即共同受让的、待审查美国临时申请10/002,551，2001年11月1日提交，这里并入其作为参考。通常，虚拟标识符包括算法和密钥以支持验证和加密，是促使与公共网102和/或专用蜂窝网122通信所必需的。在此实施例的一个版本中，识别模块138包括存储在连接到NIB 124的存储器系统(未示出)中的用户标识和安全信息。或者，识别模块138包括上述的持卡器/读卡器(未示出)，虚拟标识符包括持卡器/读卡器所持有的上述一个或多个GSM类型的SIM卡或3G类型的USIM卡。
虚拟标识符可一对一、一对多、或多对多的基础上与专用UE 130相关，其中虚拟标识符可以保存为虚拟标识符库，该虚拟标识符库以需要为基础暂时与某一专用UE相关。或者，虚拟标识符可以多对一的基础与专用UE 130相关，以便为单个专用UE提供多个不同的用户简档，用户可以为了记录或计费的目的选择这些用户简档。例如，从专用UE 130通过公共蜂窝网104建立呼叫的用户可以当该呼叫是用于商业目的时输入第一代码选择第一用户简档，当该呼叫是用于私人目的时输入第二代码。另外，当通信是通过GSM网110建立时，通信系统100或用户可以选择GSM+类型的用户识别模块(SIM)标识符(虚拟SIM)，当通信是通过3G网114连接或选择路由时，选择3G类型的USIM标识符(虚拟USIM)。
最好，SIM 134或识别模块138和使专用UE 130能够模拟通信终端的程序或软件也采用使专用UE能够控制或接入专用蜂窝网122或公共网102的业务提供商所提供的补充和/或增值业务。补充业务例如可以包括话音组呼叫业务；话音广播业务；业务定义线路识别补充业务；呼叫传送补充业务；呼叫等待和呼叫保持补充业务；包括电话会议的多方补充业务；封闭用户组补充业务；付款通知书补充业务；呼叫排除补充业务；非结构化数据补充业务；明显呼叫转移；到忙用户的呼叫完成；短消息业务；和跟我来。增值业务例如包括e-mail、日历和无线载货清单，附加项目。
WLAN 128可以包括一个或多个单独和分离的网络，每个网络利用多个不同协议的其中一个，这些协议包括IEEE 802.11标准(802.11)、用于宽带无线接入网(BRAN)的欧洲电信标准协会(ETSI)标准，例如高性能局域网(HiperLAN)和高性能城域网(HiperMAN)。这些标准用于确保工作在同一频谱但由不同制造商制造的无线通信设备之间的互操作性。特别是，BRAN是一组用于宽带无线接入网的通信标准，这些标准由ETSI响应对低成本高容量无线链路日益增长的市场压力而开发的，主要用于欧洲国家。BRAN向工作在许可的或免除许可频谱的网络或WLAN提供25Mbit/s或更高的宽带无线接入速率。IEEE 802.11标准是类似的一组WLAN标准。有两种类型的HiperLAN(i)HiperLAN/1，它提供5GHz带宽的直到大约每秒20兆比特(Mbps)的通信速度；和(ii)HiperLAN/2，它提供相同带宽的直到54Mbps的通信速度。HiperMAN是一种用于为城市地区提供服务的系统的类似标准。虽然，HiperMAN通常用于可以定义为无线城域网的更大的通信系统，而不是WLAN，但是应当理解本发明的原理可以应用于这种通信系统。同样可以理解这里所用的术语WLAN既指无线局域网，又指无线城域网。IEEE 802.11是指IEEE为无线通信制定的一系列有关的规定或标准，包括802.11、802.11a、802.11b、802.11g和802.11x。802.11类似于HiperLAN，并利用跳频扩频(FHSS)或直接序列扩频(DSSS)用于2.4GHz带宽内的从1到2Mbps传输速率的WLAN。802.11a是对用于WLAN的802.11的扩展，在5GHz的带宽内提供直到54Mbps的速率，并利用正交频分复用编码方案，而不是FHSS或DSSS。802.11b，也称为802.11高速或WiFi，是另一个扩展，在2.4GHz的带宽内提供直到11Mbps的速率，并允许类似于以太网的无线功能。因此，802.11b特别适用于接入或连接到根据本发明的GPRS系统中，用于数据的无线传输。802.11g用于WLAN，并在2.4GHz的带宽内提供20Mbps以上的速率。
在另一个实施例中，WLAN128通过防火墙140进一步连接到互联网108，以使专用UE130能够传递视频和音频数据，和/或传递或下载大的文件或附件到或从其他的数据处理系统或服务器。最好，专用UE 130采用能够使用户用专用蜂窝网122或公共网102中的电话或终端运送例如话音通信，同时用连接到互联网108的终端运送例如数据通信。最好，专用UE 130包括一计算机程序，同时使话音能够利用连接到互联网108、WLAN 128、LAN 129或另一个IP网的电话或终端(未示出)通过互联网协议网络通信(VoIP)。VoIP程序可以包括对专用UE 130本机的标准VoIP程序，该程序在许多计算机和便携式计算机上成为标准，或者包含在从WLAN 128下载的计算机软件或程序中，例如上述的虚拟SIM或仿真程序。
在另一个实施例中，通过LAN 129连接到NIB 124的计算机或终端142也通过NIB 124或从NIB到公共和专用蜂窝网104、122的接口功能或链路与在公共蜂窝网104和/或专用蜂窝网122的电话机或终端进行话音和数据通信。
现在将参照图2更详细地描述本发明的通信系统100的实施例。参见图2，公共网102包括连接到GSM网110和3G网114的公共原始位置登记(HLR)/访问位置登记(VLR)144。HLR/VLR 144的公共HLR例如可以包括原始位置登记和/或原始预订服务器(HSS)，并记录和存储与公共网的用户或预约者有关的信息。HLR/VLR 144的VLR保存公共蜂窝网104所服务的网孔或地区的访问者或漫游者的用户信息。通常HLR/VLR 144还包括许多业务提供商所用的验证和计费服务器或功能(未示出)，以便授权到公共GSM网110和/或公共3G网114的访问。
GSM网110包括网关移动业务交换中心(GMSC 146)，它通过陆地线或中继线148连接到PSTN，并通过C接口或链路150连接到HLR/VLR144。GMSC 146是一网关交换中心或交换机，用于从PSTN 106到MS 112和从MS到PSTN引导呼叫或为呼叫选择路由。通过D接口或链路154连接到HLR 144的第三代移动业务交换中心(3G-MSC 152)在GSM网110的移动站112和3G网114的公共UE之间提供交换业务和协调。可选择的，3G-MSC 152还包括另一个或第二个VLR以保持到3G-MSC所服务的网孔或区域的访问者或漫游者的用户信息。3G-MSC 152还通过E接口或链路158连接到一个或多个MSC 156，指表示了其中一个。与3G-MSC 152类似，MSC 156还包括VLR以保持到MSC所服务的网孔或区域的访问者或漫游者的用户信息。反过来，MSC 156还通过A接口或链路160连接到一个或多个基站控制器(BSC 162)，它们每一个通过Abis接口或链路166控制一个或多个基站收发信机(BTS 164)。MSC 156还通过专用A链路智能复用器接口功能或链路(PALIM 160)连接到专用蜂窝网122。PALIM功能或链路在共同受让的美国专利5,818,824、5,734,699、5,999,813、和6,212,395中详细描述了，这里并入它们作为参考。
在所示的实施例中，3G网114包括第三代网关通用分组无线业务(GPRS)支持节点(3G-GGSN 170)，它通过Gi接口或链路172连接到互联网108，并通过Gc接口或链路174连接到HLR 144。3G-GGSN 170提供在3G蜂窝网114和IP网，例如互联网108之间的接口。第三代服务GPRS支持节点(3G-SGSN 176)通过Gr接口或链路178连接到HLR 144并通过Gi链路180连接到3G-MSC 152，它处理在3G蜂窝网114所服务区域的数据通信量。可选择地，3G-SGSN 176进一步通过Gn接口或链路184连接到本地、第二代(2G)或GPRS SGSN 182，以提供3G蜂窝网114和WLAN 128之间的接口。3G-SGSN 176也通过Iu-PS接口或链路188连接到一个或多个3G无线网络控制器(3G-RNC 186)，这里只表示了其中一个。每个3G-RNC 186通过Iub接口或链路192控制一个或多个Node B 190。3G-RNC 186还通过Iu-CS接口或链路194连接到3G-MSC 152，以便在公共UE 116和GSM网110的MS 112或连接到PSTN 106的电话机(未示出)之间建立通信。
如图2所示，如上所述，WLAN 128可以包括一个或多个单独和分离的网络或接入点128A、128B、128C，每个利用多个不同的协议，这些协议包括如上所述的HiperLAN、HiperMAN和802.11。可以根据某些因素选择WLAN 128所用的特定网络或协议，这些因素包括费用、希望的带宽或比特率、或所需的范围、频率和规定的限制。例如，采用HiperLAN标准的欧洲或其他国家中的通信系统100可以根据希望的比特率使用HiperLAN/1或HiperLAN/2标准，而美国的系统可以使用其中一个802.11标准。服务于城域或需要更高容量或带宽的的通信系统100可以使用HiperMAN标准。
也如图2所示，WLAN 128可以连接到互联网108和连接到GSM网110和/或3G网114中的多个不同的单元。例如，在3G网114中，WLAN128可以通过NIB 124，经IuPSWLAN接口或链路196连接到3G-GGSM170、经IuPSWLAN接口或链路198连接到GPRS SGSM 182、经IubisWLAN接口或链路200连接到3G-RNC 186、和/或经NodeBWLAN接口或链路202连接到一个或多个Node B 190。在GSM网络110中，WLAN 128可以经BTSWLAN接口或链路204连接到BTS 168、经AbisWLAN接口或链路206连接到BSC 162、和/或经AWLAN接口或链路208连接到MSC156。另外，WLAN 128可以通过NIB 124和PALIM链路168连接到MSC156，如上所述。
应当理解WLAN 128包括多个单独的网络或接入点128A、128B、128C，它们可以使用或不用不同的协议，每个单独的接入点可以通过NIB 124连接到公共网102的不同的单元。例如，非常希望将利用高速数据传输的802.11b标准的接入点128C连接到GPRS SGSN 182。
在另一个实施例中，通信系统100进一步包括用户业务的远程验证拨号(RADIUS)系统210，具有RADIUS验证和计费网关或服务器212。RADIUS系统可与NIB 124组合，如图所示，或者可以包括独立和区别于NIB的独立应用的RADIUS服务器212。RADIUS是由许多业务提供商使用授权访问通信系统的验证和计费系统。尽管不是正式的标准，RADIUS规范由互联网工程任务强制(IETF)的工作组所保持。通常，RADIUS需要用户输入用户名和口令，然后传递到RADIUS服务器212以检验信息是正确的，并授权访问该通信系统100。RADIUS系统210内部的或连接到RADIUS服务器212的独立验证/授权服务器(此图未示出)为专用UE 130提供或支持在多个接入点128A、128B、128C和公共蜂窝网104之间的漫游能力。另外，RADIUS服务器212接收由不同的接入点128A、128B、128C所产生的计费分组或呼叫详细记录(CDR)并将这些计费分组通过RADIUS代理接口(未示出)传送到计费服务器(未示出)，以便向适当的用户收取通信费用。
最好，RADIUS服务器212经VRAD 214连接到公共HLR/VLR 144和专用HLR(PHLR 216)和/或专用VLR(PVLR 218)。VRAD 214、专用HLR 216和专用VLR 218可以与RADIUS系统210组合，如图所示，或者可以包括独立和区别于RADIUS系统的可独立操作的服务器。例如，VRAD 214、专用HLR 216和专用VLR 218可以与NIB 124组合，而系统210或服务器212可以独立和区别于NIB 124，如上所述。专用HLR 216存储UE 130登记或预定通信系统100，特别是WLAN 128和/或专用蜂窝网122的信息。专用VLR 218能够暂时存储被认为是在WLAN 128的服务区漫游的用户或UE 130的信息。VRAD 214是VLR-RADIUS接口，包括一内部集成的VLR220和可扩展的验证协议(EAP)接口222，用于与公共HLR/VLR 144和专用HLR 216传递信号。RADIUS服务器212经EAP通过RADIUS链路(EAP/RADIUS链路224)连接到公共HLR/VLR 144。RADIUS服务器212进一步通过SIM链路(此图未示出)经EAP连接到公共HLR/VLR 144和通过LAN 129连接到互联网108用于传输数据。RADIUS服务器212经NIB 124和LAN 129连接到一个或多个接入点128A、128B、128C。
RADIUS服务器212支持专用UE 130根据RADIUS/DIAMETER漫游模型的漫游，和传统的GSM用户根据移动应用部分(MAP)标准的漫游一起，用于漫游者的地址登记和系统间的越区切换过程。在通信系统100具有多个专用蜂窝网122的情况下，每个具有相关的WLAN 128并通过PWAN(未示出)链接，RADIUS服务器212可以充当一代理，以便经VRAD 214向单个集中式公共HLR/VLR 144和/或单个集中式专用HLR216传送验证请求。或者，在通信系统100包括分布式公共HLR/VLR 144和/或分布式专用HLR 216的情况下，RADIUS服务器212将验证过程提供的用户名或用户身份的解释选择路由到适当的公共或专用HLR。在此实施例的一个版本中，RADIUS服务器212被增强来联系适当的或控制公共或专用HLR 144、214，通过(i)查询与其连接的独立工作的中心地址表服务器(未示出)以使提供在验证过程的国际移动用户标识(IMSI)信息与相应的HLR匹配；或(ii)利用配置表，使IMSI范围与适当的或控制公共或专用HLR匹配。如果IMSI分区明显或不明显的能够跨过多个公共或专用HLR 144、216为用户供应物质，后者模式工作很好。
而且，因为专用UE 130的位置在验证或登记过程期间在RADIUS服务器212和/或VLR 220所熟知，本发明的通信系统100有能力建立或提供根据位置的业务或基于位置的业务。
专用UE 130和RADIUS服务器212之间，RADIUS服务器和公共或专用HLR 144、216之间的连接，在图3会看的更加清楚。参见图3，接入点128C经LAN 129或经单独的无线链路(未示出)和经EAP/SIM链路226连接到RADIUS服务器212，和经EAP/RADIUS链路224连接到专用HLR 216。在图2所示实施例的备选方案中，验证/授权可由经专有链路230连接到专用HLR 216的单独的验证/授权服务器228来处理，如图所示。如上所述，如图3所示，专用UE 130必须以类似于GSMMS 112的方式提供验证信息。通常，有三种不同的方式或方法来实现这种方式，包括(i)利用通用串行总线(USB)适配器232，以使专用UE 130与GSM类型的SIM卡或3G类型的USIM卡经USB总线234通信；(ii)利用PCMCIA适配器(未示出)，以使专用UE 130直接与GSM类型的SIM卡通信；或(iii)使用上文简要描述的虚拟SIM，更详细的描述在美国专利申请10/002,551中。
现在将参照图4描述WLAN 128包括802.11网络的优选实施例。参见图4，公共蜂窝网104包括GSM网110和3G网114，如上所述。WLAN 128包括具有一个或多个802.11接入点236(只表示了其中一个)的802.11网络，并根据本发明适于连接专用UE 130和公共网102和/或专用蜂窝网122之间的通信。专用UE 130可包括话音通信设备130A，例如无线电话机或移动站，和数据通信设备103C，例如寻呼机、传真机、便携式计算机、网络接入装置和个人数字助理(PDA)。
在3G网114中，802.11接入点128C通过NIB 124并经过IuPS802.11接口或链路238连接到3G-GGSN 170、通过NIB 124并经过IuPS802.11接口或链路240连接到GPRS SGSN 182、通过NIB 124并经过Iubis802.11接口或链路242连接到3G-RNC 186，和/或通过NIB124并经过NodeB802.11接口或链路244连接到一个或多个NodeB190。在GSM网络110中，802.11接入点128C通过NIB 124并经过BTS802.11接口或链路246连接到BTS 168、通过NIB 124并经过Abis802.11接口或链路248连接到BSC 162、和/或通过NIB 124并经过A802.11接口或链路250连接到MSC 156。另外，WLAN 128可以通过NIB124和通过上述的PALIM链路168连接到MSC 156。
现在将参照图5描述根据本发明实施例的操作通信系统100的方法或过程。图5是表示促进专用UE 130和公共网络102经WLAN 128之间通信的方法步骤流程图。在此方法中，在WLAN 128(步骤252)接收来去多个专用UE 130之一的呼叫信息(步骤252)。用于专用UE130的用户识别和安全信息提供给RADIUS系统210(步骤254)，专用UE通过WLAN连接到公共网(步骤256)。在一优选实施例中，专用UE 130和公共网102之间的通信是话音通信，该方法进一步包括控制或接入由专用蜂窝网122或公共网102业务提供商所提供的补充业务的步骤(步骤258)。
如上所述，用户识别和安全信息可以由与每个专用UE 130有关的3G类型的USIM或GSM类型的SIM 136、或专用蜂窝网122中的识别模块138提供。而且，在通信系统100的识别模块138包括存储系统(未示出)的情况下，该存储系统具有存储在其中的用户识别和安全信息，将专用UE 130的用户识别和安全信息提供给RADIUS系统210的步骤，即步骤254通过从存储系统提供与专用UE有关的用户识别和安全信息来实现。或者，在通信系统100进一步包括持有多个与专用UE 132有关的多个卡的持卡器/读卡器的情况下，步骤230涉及读取持卡器/读卡器所持有的多个卡中之一存储的用户识别和安全信息。
现在将参照图6到12描述根据本发明的通信系统的某些示范性实施例、用途和优点。
图6是通信系统100的一个实施例的方框图，该通信系统100具有专用公司LAN 260、RADIUS系统210和验证服务器228，该LAN 260包括根据本发明的WLAN 128，并连接到公共蜂窝网104，例如本地公共陆地移动网(HPLMN)。通常在此实施例中，除了WLAN 128之外，公司LAN还包括通过有线LAN 129连接到WLAN中的多个接入点128A、128B、128C和其他终端，例如计算机终端142或服务器264的hub(插机)或路由器262。如上所述，RADIUS系统210包括用于授权访问通信系统100的RADIUS服务器或网关和专用HLR(此图未示出)。验证服务器228提供或支持专用UE 130在多个接入点128A、128B、128C和公共蜂窝网104中的漫游能力。RADIUS系统210与验证服务器228通信以获得用户的资格证书和加密密钥以允许真正的GSM类型的验证。最好，为了提供通信系统100足够的安全程度，验证服务器228使用GSM A3/A8算法用于产生密钥。
根据本发明，在彼此之间或与连接到公共蜂窝网104的其它终端或电话机通信的同时，UE 130的用户可以访问服务器264中的数据。此实施例为RADIUS系统210提供集中式专用HLR(此图未示出)以集中操作和管理(OAM)功能、最小化WLAN 128接入或控制补充或增值业务所需的改变、和使专用UE 130与公共蜂窝网104通信。最好，专用HLR能够处理或服务至少大约100,000移动站、UE 130或用户和至少大约200,000的验证服务器228，使得此实施例特别适用于机场、酒店、会议中心等等。
图7是图6通信系统的备选实施例的方框图，具有多个RADIUS系统210A、210B或专用HLR和由PWAN 266链接的验证服务器228A、228B和NIB 124A、124B用于分布式HLR登记和验证负荷。此实施例特别适用于操作多个不同WLAN 128或在多个不同地点的公司LAN 260A、260B的企业中。例如，由单个企业拥有和/或操作的酒店、娱乐公园或商业中心的连锁店。
图8是图6通信系统的另一个备选实施例的方框图，说明802.11或GPRS能使UE 130在连接到原始专用网120B和连接到访问公共蜂窝网104B或访问公共陆地移动网(VPLMN)的访问专用网120B之间漫游。参见图8，到公司LAN 260所服务区域的访问专用UE 130A能够与另一个UE 130B原始专用网120A和公司LAN 260的终端或服务器164通信，并且通过本地或访问公共蜂窝网104B和公司LAN与公共网102的终端通信。为了验证UE 130A和授权对通信系统100的访问，RADIUS消息从访问UE 130A通过路由器260传送到NIB(此图未示出)或在访问专用网络120B的RADIUS网关或服务器212。RADIUS服务器212确定访问UE 130A的用户信息，该用户信息没有存储在专用HLR 216B中，而是存储在原始专用网络120A的专用HLR 216A中。RADIUS消息然后从RADIUS服务器212通过PWAN 266传送到访问UE 130A的原始专用网120A的专用HLR 216A和验证服务器228A。注意，在此实施例中，每个分布式专用HLR 216A、216B可以比上述实施例的HLR更小，并且能够处理更少的移动站、UE 130或用户。
图9是根据本发明的通信系统100另一个实施例的方框图，它特别适用于机场、酒店、会议中心等等。在此实施例中，包括RADIUS服务器212、专用HLR 216、验证服务器228、WLAN 128和连接到WLAN的服务器264和接入点128A、128B、128C的LAN 129的专用网或公司LAN 260保持在第一公司地点或位置268。在第一位置268的专用网120通过路由器262连接到互联网108、通过PWAN 266连接到在其它公司位置270的另外的专用HLR 216A、216B和验证服务器228A。此实施例提供分布式HLR和验证服务器、同时集中PWAN 266中的OAM功能、并为专用蜂窝网122提供增值业务、和最小化使公司LAN 260能够与公共蜂窝网(此图未示出)通信所需的改变。最好，每个小型的分布式HLR 216、216A、216B和验证服务器228、228A能够处理或服务至少大约8,000个移动站、UE 130或用户。
图10是通信系统100中表示通信路由的方框图，该通信系统包括根据本发明的WLAN 128和RADIUS系统。参见图10，箭头272表示用户数据从UE 130通过WLAN的接入点128C、LAN 129和防火墙140到IP网，例如互联网108的数据路径。根据本发明，相同或其它的UE 130同时通过RADIUS系统210连接到公共蜂窝网104或PLMN，如箭头274、276和278所示。特别是，箭头274和276表示一条信令路径，通过这条路经传送RADIUS消息，以识别UE 130和授权对通信系统100的访问。箭头278表示这样的用户数据路径，即包括话音、图形或图像和其他数据通过这条路径在UE 130和公共蜂窝网104之间传递。
图11是通信系统100的另一个实施例的方框图，它表示了根据本发明通信系统的结构。参见图11，通信系统100的核心单元是NIB124，它组合了MSC 296、GSM/GPRS无线设备298、专用HLR 216和专用VLR 218。MSC 296通过接口300连接到GSM/GPRS无线设备298并通过VRAD接口222连接到专用HLR 216和专用VLR 218。NIB 124通过EAP链路连接到WLAN接入点128C，从而使NIB具有全功能的GSM/GPRS蜂窝能力，并通过WLAN 128将GSM/GPRS类型的安全和漫游能力扩展到UE 130。能够访问通过NIB 124所提供业务的WLAN客户或UE 130通常包括LAN PC卡302用于启动无线访问、GSM类型的SIM134、客户软件或驱动程序304以使UE能够模拟通信终端和/或控制通信系统100所提供的补充业务，和底层的操作系统306。
NIB 124通过VRAD 222连接到网络管理中心(NMC)或RADIUS服务器212。在所示的实施例中，RADIUS服务器212包括操作维护中心(OMC 308)、RADIUS代理功能310、和下层的操作系统312。RADIUS服务器212还通过802.11在RADIUS链路连接到WLAN接入点128C，从而使RADIUS服务器能够授权和控制对通信系统100的接入。
NIB 124还连接到用户管理图形用户界面(SMGUI 314)，以允许在专用HLR 216和专用VLR 218维护的通信系统100和用户简档的管理。SMGUI 314通常包括业务配置功能316，用于管理通信系统的结构、业务管理功能318，用于管理用户简档、和底层的操作系统320。
RADIUS服务器212经IP网或链路连接到其他的远程RADIUS服务器212B和通过远程的RADIUS服务器连接到其他的GSM网或PLMN104。RADIUS服务器212经IP网或链路连接到计费服务器322或业务。这对于传送漫游或访问UE 130的计费信息特别有用。
WLAN接入点128C进一步连接到IP网，例如LAN 129，通过LAN到互联网108、企业网324和各种WLAN业务326。
现在将重复本发明的一些重要的方面，以进一步强调它们的结构、功能和优点。
可以理解，WLAN标准，例如IEEE 802.1X、HiperLAN/1、HiperLAN/2、HiperMAN和BRAN可用于获得验证和加密密钥用于任何加密，还可用于周期的刷新密钥和重新验证以便确保加密材料是新的。这些标准并不规定单一的验证方法，而是利用可扩展的验证协议(EAP)作为它的验证框架。这允许可能使WLAN的接入点128支持广范围的验证方法，包括基于证件的验证、智能卡、令牌卡、一次和口令。而且，因为交换机和接入点128A、128B、128C充当EAP的通道，通过增加主机和后端验证服务器228上的软件，就可以增加新的验证方法而不需升级交换机或接入点。
利用基于WLAN的验证方案的一个主要优点在于接入控制能力建立在每个接入点128A、128B、128C。允许802.11的接入点128A、128B、128C可以直接与RADIUS系统210或服务器212通信，以便验证用户或UE 130并为会话产生加密密钥。接入点128A、128B、128C还可以存储用户的计费纪录，并利用RADIUS计费协议将它们传递到RADIUS系统210。基于WLAN 128的方案可用于提供通过业务提供商操作的有线LAN 129以及WLAN 128接入到互联网108。另外，网络的客户部分可以因为使用WLAN 128的验证功能而得到极大的简化，基于WLAN的WLAN 128内置在许多操作系统中，例如微软公司商业可用的WindowsXP操作系统。
根据本发明的通信系统100的另一个优点在于蜂窝业务提供商或业务提供商只需要在服务区安装有限数目的允许WLAN的接入点128A、128B、128C，每个接入点直接与RADIUS系统210或服务器212通信。使用EAP和WLAN标准提供了接入点128A、128B、128C和RADIUS系统之间消息交换需要的安全性。
另一个优点在于EAP允许验证服务器228根据RADIUS系统210和/或验证服务器的结构使用不同的验证方法。因此，蜂窝业务提供商可以利用基于SIM的验证将802.11接入信息集成到GSM用户简档中。概述利用EAP的基于SIM的验证的起草建议，所谓的EAP SIM验证可从互联网工程任务组(IETF)得到，这里并入它作为参考。
在一个实施例中，到RADIUS服务器212的EAP接口222加入到NIB 124的VLR 220。这允许WLAN 128客户UE 130和遵循基于GSM验证的专用HLR 216之间可以交换验证资格，封装在EAP中。专用HLR216还能为接入点128A、128B、128C提供任何用户的具体信息，例如预订简档、业务质量(QoS)等等，以便区分业务。
在另一个实施例中，经USB总线234连接到UE 130的紧密SIM读卡器232，例如个人计算机(PC)或膝上型计算机，可用于支持客户端的基于SIM的验证。例如，基于Windows的计算机的WLAN驱动程序和SIM读卡器232之间的获得/写接口层允许验证资格产生并在SIM和接入点128A、128B、128C之间交换。
在另一个实施例中，对WLAN会话密钥产生的支持利用类似于GSM加密密钥产生的算法实现，以确保WLAN解决方案能够提供接近GSM所提供的安全程度。
在另一个实施例中，基于RADIUS的计费和当前GSM呼叫数据纪录或CDR之间的相互作用能力由使用单独的计费服务器(未示出)来实现。该计费服务器接收来自接入点128A、128B、128C的RADIUS计费数据，将数据转换成基于GSM的CDR，例如，基于用户简档，并利用文件传输协议(FTP)将它传输到计费实体。
在另一个实施例中，根据本发明的通信系统100能够支持WLAN 128的UE 130基于RADIUS/DIAMETER漫游模型，以及传统GSM用户基于MAP的漫游的漫游。对不同UE 130的要求，例如802.11网络接入平台，包括对载体所提供的WLAN业务的预订。通常，用户将通过支持WLAN的客户设备或UE 130，例如膝上型计算机，来接入业务提供商的网络。最好，客户计算机的操作系统包括或者本地具有或者通过附加的驱动程序或从业务提供商下载的仿真程序的WLAN支持如上所述。满足此要求的两个已知的操作系统是Microsoft Windows 2000和MicrosoftWindows XP。
UE 130可以类似于GSM移动站的方式验证。有多种可行的方法来实现。在一个方法中，UE 130需要验证驱动程序面接GSM类型的SIM卡134。这可以通过使用PCMCIA适配器或USB适配器232来实现，它为UE 130提供与GSM类型的SIM卡134通信的能力。USB适配器232更紧密，当然比PCMCIA适配器昂贵，它是优选的接口。为了模拟WLAN安全框架的GSM验证，需要EAP扩展模块或接口222。EAP接口222将利用应用编程接口(API)，例如PC智能卡(PC/SC)接口与GSM类型的SIM卡134通信，该接口可从业务提供商获得，并插入UE 130作为动态链接库文件(DLL)。
用于加密传统WLAN中的WLAN分组的会话密钥的产生和使用通常遵循厂商特有的接口。因此，用于加密WLAN分组的会话密钥依赖厂商规范。在一优选实施例中，在本发明的通信系统中，加密密钥根据EAP/GSM验证期间产生的一个或多个加密密钥(Kc)产生。
需要与本发明的通信系统100工作的接入点128A、128B、128C必须包含基于WLAN的验证和会话加密支持。接入点128A、128B、128C还需要充当至RADIUS系统210或服务器212的RADIUS客户或充当用户验证过程中的网络接入服务器(NAS)，使EAP消息经过RADIUS消息进行交换。提供符合上述规定的接入点128A、128B、128C的两个厂商包括加利福尼亚州Sunnyvale的Proxim公司和加利福尼亚州SanJose的Cisco公司.
除此之外，最好通信系统100进一步包括能够执行下述功能的RADIUS服务器212●接入接入点128A、128B、128C，用于通过解释用户名字段或RADIUS验证请求298的EAP用户身份字段来验证专用UE 130。
●将验证请求选择路由到适当的验证服务器228。
●充当公共HLR/VLR 144或外部RADIUS系统210或专用HLR 216的代理，如果通过将用户验证请求根据包含在用户名字段的信息选择路由到适当的HLR能够漫游的话。
●在公共或专用HLR 144、216是集中式HLR的情况下，RADIUS服务器212将充当将验证请求传送到HLR的代理。
●在公共或专用HLR 144、216是分布式HLR的情况下，RADIUS服务器212适于以下述的任何一个方式联系正确的HLR1.查询独立工作的中心地址表(CAT)服务器(未示出)以匹配HLR与相应的用户IMSI；或2.利用配置表(未示出)，其匹配UE 130的IMSI范围与控制HLR。(如果IMSI分区明显或不明显地能够使用户通过多个HLR供应物资，此模型成功。)●接收不同接入点128A、128B、128C产生的RADIUS计费分组。
●将计费分组通过EAP接口222传送到计费服务器(未示出)。
●在漫游用户的情况下，将计费分组的副本传送到UE 1320本地RADIUS服务器212或计费服务器。
最好，RADIUS或专用HLR 216支持下面的所有属性或能力●能够启动/禁止WLAN 128根据用户IMSI访问特定的UE 130。
●能够在接入点128A、128B、128C的会话计时器到期后重新验证用WLAN 128的用户。(会话到时值)●能够利用一算法验证WLAN 128的用户(验证算法)。
●无论何时尝试WLAN接入或验证时能够向用户通知以操作员定义的具有适当文本的消息。(通知消息)●在UE 130假设离开接入点128A、128B、128C的范围并从工作用户列表中删除以后，能够规定最大不工作时间(空闲时间)。
●在UE 130被禁止从WLAN接入之前，能够规定连续失败的验证尝试的最大次数。(重试限制)最好，通信系统100的RADIUS或专用HLR 216将支持下面的只读属性●能够存储关于用户为接入WLAN 128使用的UE 130的MAC地址信息(呼叫站Id)。
●对WLAN 128进行最后一次验证尝试时，能够提供日期和时间(最后接入时间)。
●当对UE 130发生最后一次成功WLAN 128验证时，能够提供日期和时间(最后一次成功的接入时间)。
●能够提供接入点128A、128B、128C所传送的其它混杂连接信息，例如，连接在10MBPS的802.11b等等(连接信息)。
如上所述，RADIUS或专用HLR 216将只利用EAP接口与RADIUS服务器212通信。这将避免在RADIUS服务器和HLR之间使用、创建和维护专有协议。为了支持EAP接口222●实现MD5算法以验证RADIUS服务器212的身份，该服务器212充当公共或专用HLR的代理，并从已加密消息中获得用户信息。
●EAP接口听从熟知的RADIUS服务器端口，并只处理那些包含EAP属性的RADIUS消息，用以执行EAP验证(识别请求、接入挑战任务问题询问、EAP成功或失败)过程以完成用户验证。
●使RADIUS接入接受消息与公共或专用HLR提供的所有有用的WLAN用户简档信息成帧。
最后，在一个实施例中，提供用户管理用户接口(SMGUI 314)，以允许提供WLAN 128业务属性，包括例如显示通信系统100的只读属性。在此实施例的一个版本中，利用与专用HLR 216的异步机制可以自动刷新SMGUI 314的显示。或者，为了实现起来简单，可利用SMGUI314的刷新按钮以得到来自专用HLR的更新。
上文已经为了说明和描述的目的描述了本发明具体实施例。它们不是排他性的而且不会将本发明限制在所公开的精确形式。显然在上述的教导下可以进行许多修改和变化。选择和描述这些实施例是为了更好的解释本发明的原理及其实际的应用，从而使本领域的其它技术人员能够最好的利用本发明和所能想到的适于特定用途的各种修改的各种实施例。希望本发明的范围可由所附的权利要求书及其等同物来定义。
附录A
术语和缩写词汇表3G-GGSN第三代网关GPRS支持节点3G-MSC第三代移动业务交换中心3G网第三代移动通信网3G-SGSN第三代服务GPRS支持节点3G-UMTS第三代通用移动通信系统AbisBTS和BSC之间的协议栈BRAN宽带无线接入网BSC基站控制器BTS基站收发信机CDR呼叫细节纪录DSSS直接序列扩频EAP可扩展的验证协议ETSI欧洲通信标准协会FHSS跳频扩频GMSC网关移动业务交换中心GPRS通用分组无线业务GSM全球移动通信系统HiperLAN高性能局域网HiperMAN高性能城域网HLR原始位置登记IEEE 802.11电气和电子工程师协会802.11标准IETF互联网工程任务组IMSI国际移动用户标识ISDN综合业务数字网MAP移动应用部分。SS7协议用于GSM、MAP标准化漫游者的地址登记和系统间的越区切换过程部分。
MS移动站MSC移动业务交换中心NIB盒子中的网络(Network-in-a-box)PALIM专用A链路智能复用器接口功能或链路PC个人计算机
PCMCIA个人计算机存储卡国际协会-用于扩展设备的标准PSTN公共交换电话网QoS业务质量RADIUS用户业务中的远程验证拨号RNC无线网络控制器SIM用户识别模块TRX收发信机UE用户终端设备USB通用串行总线虚拟SIM虚拟用户识别模块虚拟USIM虚拟通用用户识别模块VLR访问位置登记WAN广域网WLAN无线局域网附录B为了使本领域技术人员容易理解写出此说明书。对于其他人，这里并入下述的文献作为参考目的，从中可以看到其它的信息。
局域网和城域网、用于无线LAN媒体接入控制(MAC)和物理层(PHY)规范的IEEE标准，IEEE标准802.11，1997年第34-59页和第123-128页。
“HiperLAN高性能无线局域网标准”，作者G.A.Halls，电子和通信工程杂志，1994年12月，第289页-296页。
权利要求
1.一种通信系统，包括公共蜂窝网；和至少一个连接到公共蜂窝网的无线局域网(WLAN)，WLAN配置成能够促进用户终端设备(UE)和公共蜂窝网之间的通信。
2.根据权利要求1的通信系统，其中公共蜂窝网包括连接到公共电话交换网(PSTN)的全球移动通信系统(GSM)网。
3.根据权利要求2的通信系统，其中公共蜂窝网进一步包括连接到GSM网和互联网的第三代移动通信(3G)网，其中WLAN配置成促进UE和GSM网和3G网之间的通信。
4.根据权利要求2的通信系统，进一步包括经专用A链路连接到GSM网的专用蜂窝网，其中WLAN连接到专用蜂窝网，用于促进UE和与专用蜂窝网有关的移动站之间的通信。
5.根据权利要求1的通信系统，其中公共蜂窝网包括第三代移动通信(3G)网。
6.根据权利要求5的通信系统，其中公共蜂窝网进一步包括全球移动通信系统(GSM)网，其中WLAN配置成促进UE和GSM网和3G网之间的通信。
7.根据权利要求2的通信系统，进一步包括连接到3G网的专用蜂窝网，其中WLAN连接到专用蜂窝网，用于促进UE和与专用蜂窝网有关的移动站之间的通信。
8.根据权利要求1的通信系统，进一步包括专用小交换机(PBX)，其中WLAN连接到PBX，用于促进UE和与PBX有关的电话机之间的通信。
9.根据权利要求1的通信系统，进一步包括用户业务的远程验证拨号(RADIUS)服务器，用于验证通过WLAN访问通信系统的UE和授权对通信系统的访问。
10.根据权利要求9的通信系统，进一步包括多个WLAN；连接到RADIUS服务器的原始位置登记(HLR)和访问位置登记(VLR)；和其中RADIUS服务器适于为多个WLAN中的UE提供漫游能力。
11.根据权利要求10的通信系统，其中RADIUS服务器通过VLR/RADIUS(VARD)接口连接到HLR和VLR。
12.根据权利要求1的通信系统，其中WLAN所促进的UE和公共蜂窝网之间的通信包括话音通信。
13.根据权利要求12的通信系统，其中UE包括一计算机程序，使UE能够控制由公共无线网为UE提供的补充业务。
14.根据权利要求13的通信系统，其中所提供的补充业务包括由以下组成组的补充业务话音组呼叫业务；话音广播业务；业务定义线路识别补充业务；呼叫传送补充业务；呼叫等待和呼叫保持补充业务；多方电话会议；封闭用户组补充业务；付款通知书补充业务；呼叫排除补充业务；非结构化数据补充业务；明显呼叫转移；到忙用户的呼叫完成；短消息业务；和跟我来。
15.根据权利要求12的通信系统，其中UE包括一计算机程序，使UE能够控制由公共无线网为UE提供的增值业务。
16.根据权利要求15的通信系统，其中所提供的补充业务包括由以下组成组的补充业务e-mail；日历；和无线载货清单。
17.根据权利要求1的通信系统，其中WLAN与由以下组成选择的一组通信标准兼容，包括高性能局域网(HiperLAN/1)；高性能局域网(HiperLAN/2)；高性能城域网(HiperMAN)；和电子和电气工程师协会802.11(IEEE 802.11)。
18.根据权利要求1的通信系统，其中WLAN经一接口连接到公共蜂窝网，该接口从一组中选择，包括Iubis WLAN接口；IuPS WLAN接口；Abis WLAN接口；A WLAN接口；BTS WLAN接口；和NodeB WLAN接口。
19.在包括一公共蜂窝网的通信系统中，具有连接到公共电话交换网(PSTN)的全球移动通信系统(GSM)网，和连接到GSM网和互联网的第三代移动通信(3G)网，和连接到GSM网和3G网的无线局域网(WLAN)，一种使得多个用户设备终端(UE)经WLAN与公共蜂窝网通信的方法，该方法包括步骤为多个UE的其中一个接收WLAN呼叫信息；将用于UE的用户标识和安全信息提供给通信系统的验证服务器；和将UE通过WLAN连接到公共蜂窝网。
20.根据权利要求19的方法，其中WLAN所促进的UE和公共蜂窝网之间的通信包括话音通信。
21.根据权利要求19的方法，其中UE进一步包括一计算机程序，用于控制由公共蜂窝网为UE提供的补充业务，其中该方法进一步包括访问由公共蜂窝网为UE提供的补充业务的步骤。
22.根据权利要求19的方法，其中UE进一步包括一计算机程序，用于控制由公共蜂窝网为UE提供的补充业务，其中该方法进一步包括访问由公共蜂窝网为UE提供的增值业务的步骤。
23.根据权利要求19的方法，其中UE包括一存储系统，具有存储在其中的用户识别和安全信息，其中将UE的用户标识和安全信息提供给通信系统的验证服务器的步骤包括从存储系统提供用户标识和安全信息的步骤。
24.根据权利要求19的方法，其中UE连接到持有用户识别模块(SIM)的持卡器/读卡器，其中将UE的用户标识和安全信息提供给通信系统的验证服务器的步骤包括读取保存在持卡器/读卡器所持有卡上的用户标识和安全信息的步骤。
25.一种通信系统，包括公共网包括连接到公共电话交换网(PSTN)的全球移动通信(GSM)网；和连接到GSM网和互联网的第三代移动通信(3G)网；包括专用蜂窝网的专用网；和至少一个电气和电子工程师协会802.11(802.11)网，连接到公共网和专用网，该802.11网配置成促进多个用户终端设备(UE)和连接到公共网和专用网的终端之间的通信。
26.根据权利要求25的通信系统，其中802.11网所促进的UE和公共蜂窝网之间的通信包括话音通信。
27.根据权利要求25的通信系统，其中与802.11网有关的UE包括一计算机程序，使UE能够控制由公共网和专用网提供的补充业务。
28.根据权利要求25的通信系统，其中UE包括低功率非限制收发信机。
29.根据权利要求25的通信系统，其中连接到公共网和专用网的终端包括电话机、GSM移动站和3G UE。
30.根据权利要求25的通信系统，其中专用网进一步包括专用小交换机(PBX)，其中连接到专用网的终端包括PBX电话机。
31.根据权利要求25的通信系统，进一步包括用户业务的远程验证拨号(RADIUS)服务器，用于通过802.11网验证UE访问通信系统和授权对通信系统的访问。
32.根据权利要求31的通信系统，进一步包括多个802.11网；连接到RADIUS服务器的原始位置登记(HLR)和访问位置登记(VLR)；和其中RADIUS服务器适于为多个802.11网中的UE提供漫游能力。
33.根据权利要求25的通信系统，其中专用蜂窝网包括移动交换中心(MSC)，其中802.11网通过MSC连接到公共网。
34.根据权利要求33的通信系统，其中3G网包括无线网络控制器(RNC)，其中802.11网通过Iubis802.11接口连接到RNC。
35.根据权利要求33的通信系统，其中3G网包括节点B，其中802.11网通过NodeB802.11接口连接到节点B。
36.根据权利要求33的通信系统，其中3G网包括第三代网关通用分组无线业务(GPRS)支持节点(3G-GGSN)，其中802.11网通过IuPS802.11接口、互联网和Gi接口连接到3G-GGSN。
37.根据权利要求33的通信系统，其中3G网包括GPRS服务GPRS支持节点(GPRS-SGSN)，其中802.11网通过IuPS802.11接口连接到GPRS-SGSN。
38.根据权利要求32的通信系统，其中3G网包括第三代服务GPRS支持节点(3G-SGSN)，其中802.11网通过GPRS-SGSN和IuPS802.11接口连接到3G-SGSN。
39.根据权利要求33的通信系统，其中GSM包括基站收发信机(BTS)，其中802.11网经BTS.11接口连接到BTS。
40.根据权利要求33的通信系统，其中GSM包括基站控制器(BSC)，其中802.11网经Abis802.11接口连接到BSC。
41.根据权利要求33的通信系统，其中GSM包括移动交换中心(MSC)，其中802.11网经A802.11接口连接到MSC。
42.根据权利要求33的通信系统，其中802.11网进一步包括通过局域网(LAN)连接到专用蜂窝网的MSC的多个接入点，其中专用网配置成促进连接到LAN的终端和公共网和专用网之间的通信。
全文摘要
一种通信系统(100)和方法，用于将无线局域网(WLAN128)连接到公共网(102)以使与WLAN有关的用户终端设备(UE130)与公共网之间能够通信。公共网(102)可以包括GSM(110)和/或3G网(114)。WLAN(128)可以包括HiperLAN、HiperMAN和802.11网。最好，该通信是话音通信，系统(100)配置成使UE(130)能够访问由公共网(102)提供的补充业务。UE(102)的用户和安全信息可以从与每个UE有关的SIM(134)、或从包括存储有信息的专用存储器或持有一个或多个UE的用户和安全信息卡的持卡器/读卡器的识别模块(138)提供给公共网(102)。可选择的，系统(100)进一步包括专用蜂窝网(122)，WLAN(128)也能使UE(130)和专用蜂窝网之间通信。
文档编号H04L12/28GK1434610SQ02121810
公开日2003年8月6日 申请日期2002年6月7日 优先权日2002年1月24日
发明者C·P·麦克因托斯, P·M·卢, R·钱德拉, R·贾殷 申请人:因特威夫通讯有限公司