专利名称：无线局域网网络移动性管理的系统及其方法
技术领域：
本发明涉及WLAN与无线广域网的互通，特别涉及WLAN网络移动性管理。
背景技术：
目前无线网络的发展一日千里。无线网络可大致分为无线局域网(Wireless Local Area Network，简称“WLAN”)和无线广域网。
无线局域网WLAN是使用射频、微波或红外线，在一个有限地域范围内互连设备的通信系统，随着用户对无线接入速率的要求越来越高，WLAN的应用越来越广，它包括基本802.11、802.11b、802.11a、802.11g、蓝牙等标准。其中，802.11b是目前应用最广泛的标准，它工作于2.4G频段，采用直接序列展频(Direct SequenceSpread Spectrum，简称“DSSS”)扩频方式，提供最高的数据传输速率为11Mbps。与802.11b同期推出的802.11a标准则工作于5.4G频段，采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称“OFDM”)扩频方式，提供最高的数据传输速率达54Mbps。然而由于两者的兼容性不佳，所以最有可能取代802.11b而成为主流的是802.11g标准，它同样工作于2.4G频段，采用OFDM扩频方式，提供的最高速率也为54Mbps。802.11a/b/g是目前仅有的经过WiFi认证的3种WLAN无线标准。尽管存在多种标准，但是大部分WLAN都用网间互联协议(Internet Protocol，简称“IP”)分组数据包。对于一个无线IP网络，其采用的具体WLAN接入技术对于上层的IP一般是透明的。其基本的结构都是利用无线接入点(AccessPoint，简称“AP”)完成用户终端的无线接入，通过网络控制和连接设备连接组成IP传输网络。
与WLAN对应的另一种无线网络是无线广域网，一般包括有通用分组无线业务(General Packet Radio Service，简称“GPRS”)，码分多址(CodeDivision Multiple Access，简称“CDMA”)，宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，简称“WCDMA”)，时分双工-同步码分多址(TimeDivision Synchronous Code Division Multiple Access SCDMA，简称“TD-SCDMA”)和码分多址2000(Code Division Multiple Access 2000，简称“CDMA2000”)。
近年来，WLAN与无线广域网的互通成为有关研究的重点。
在第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)标准化组织中，用户终端可以通过WLAN的接入网络与因特网(Internet)、企业内部互联网(Intranet)相连，还可以经由WLAN接入网络与3GPP系统的归属网络或3GPP系统的访问网络连接。
在本地接入时，WLAN接入网络与3GPP的归属网络相连，系统结构图如图1所示。3GPP-WLAN交互网络本地接入系统100由用户终端10、无线局域网接入网络(Wireless Local Area Network Access Network，简称“WLANAN”)20和3GPP归属网络30组成，其中3GPP归属网络30由3GPP认证、授权和记帐服务器(Authentication Authorization and Accounting Server，简称“AAA Server”)31、归属网络分组数据关口(Packet Data Gateway，简称“PDG”)32、归属签约用户服务器(Home Subscriber Server，简称“HSS”)33、归属位置寄存器(Home Location Register，简称“HLR”)34、归属计费关口(Charging Gateway，简称“CGw”)及计费信息收集功能(Charging connection function，简称“CCF”)35、在线计费系统(OnlineCharging System，简称“OCS”)36组成。
用户终端10是诸如各种带有无线上网功能的笔记本电脑、掌上电脑等之类的移动终端设备。
WLAN AN 20用于提供用户终端10到无线网络的接入功能。
3GPP AAA服务器31负责对用户的鉴权、授权和计费，对WLAN AN 20送来的计费信息收集并传送给计费系统。
归属网络PDG 32负责将用户数据从WLAN AN 20到3GPP网络或其他分组网络的数据传输。
HSS 33是所有签约用户的主要数据库，用于支持诸如通用分组无线业务服务支持节点(Serving GPRS Support Node，简称“SGSN”)和呼叫状态控制功能(Call State Control Function，简称“CSCF”)之类的处理呼叫或会话所必需的签约相关的信息，是支持用户移动性和呼叫控制的关键。
HLR 34用于存储用户有关的数据，包括用户的漫游能力、签约服务和补充业务，此外，它还提供用户终端10实际漫游所在地的信息。
归属CGw及CCF 35用于接收和记录网络传来的用户计费信息。
OCS 36能根据在线计费用户的费用情况指示网络周期性的传送在线费用信息，并进行统计和控制。
当WLAN用户终端10希望直接接入Internet/Intranet时，用户终端10通过WLAN AN 20与3GPP AAA服务器31完成接入认证授权后，用户终端10即可通过WLAN AN 20接入到Internet/Intranet。
如果WLAN用户终端10还希望接入3GPP分组交换域业务，则可进一步向3GPP归属网络申请互通场景3(Scenario3)的业务，即WLAN用户终端10向归属网络的3GPP AAA服务器31发起互通场景3的业务授权请求，3GPP AAA服务器31对该业务授权请求进行业务鉴权和授权，如果成功，则给用户终端10发送接入允许消息，且给用户终端10分配相应的归属网络PDG 32，用户终端10与所分配的归属网络PDG 32之间建立隧道后，即可接入3GPP分组交换域业务。同时，归属CGw及CCF 35和OCS 36根据用户终端10的网络使用情况记录计费信息。
在漫游接入时，WLAN AN 20与3GPP访问网络40相连，3GPP访问网络40中的部分实体分别与3GPP归属网络30中的相应实体互连，如图2所示。3GPP-WLAN交互网络漫游接入系统200由用户终端10、WLAN AN 20、3GPP归属网络30、3GPP访问网络40组成。其中3GPP归属网络30的组成如上所述，3GPP访问网络40则由3GPP AAA代理41、无线局域网接入关口(Wireless Local Area Network Access Gateway，简称“WAG”)42、访问网络PDG 43、访问区CGw及CCF 44组成。
3GPP访问网络40中的3GPP AAA代理41和3GPP归属网络30中的3GPP AAA服务器31相连，用于协同处理对漫游用户的鉴权、授权和计费，对WLAN AN 20送来的计费信息收集并传送给计费系统。
3GPP访问网络40中的WAG 42与3GPP归属网络30中的归属网络PDG32相连，用于协同负责漫游用户数据从WLAN AN 20到3GPP网络或其他分组网络的数据传输。
当WLAN用户终端10希望直接接入Internet/Intranet时，用户终端10可通过访问网络中的3GPP AAA代理41向归属网络中的3GPP AAA服务器31申请，获认证授权后，可接入到Internet/Intranet。
如果用户终端10还希望申请互通场景3业务，接入到3GPP分组交换域业务，则用户终端10需要通过访问网络向归属网络的3GPP AAA服务器31发起业务授权过程，当授权成功后，3GPP AAA服务器31给用户终端10分配相应的归属网络PDG 32，用户终端10通过访问网络中的WAG 42与分配的归属网络PDG 32之间建立隧道后，用户终端10即可接入归属网络的3GPP分组交换域业务。
从上述过程可以看出，用户终端10针对一个或一组业务授权成功并建立通道后，用户终端10就拥有了相应的IP地址，就可以发起向业务的访问。此时，用户终端10可以向业务的相关服务设备发送数据；并且，由于用户终端10的IP地址已在接入时进行路由登记，因此，用户终端10也可以接受网络中业务服务设备或与业务相关的其它用户终端向本用户终端10发送数据。
另外，由于用户终端10是可移动的，因此必然会涉及到用户终端10漫游到与设备中设置IP地址不同的网络区域的问题。移动IP是用来解决上述因特网节点移动问题的。它是一种在因特网上提供移动功能的方案，使节点可以以一个永久的IP地址连接到任何链路上，并在切换链路时可保持正在进行的通信。在移动IP所涉及的诸多问题中，移动性管理是最重要的。现有的移动IP中，一般包含一个家乡代理(Home Agent，简称“HA”)和一个外地代理(Foreign Agent，简称“FA”)。家乡代理HA在归属网络中，用于截取发往用户终端的信息；外地代理FA在访问网络中，用于从家乡代理接收信息，并将信息发往用户终端。
在实际应用中，上述方案存在以下问题若不使用移动IP技术一，尽管用户终端10已接入WLAN网络，但还没有通过归属网络PDG 32建立与网络业务之间的通道连接，或是还没建立对某个或某组业务的通道，而此时有业务需要向该用户终端10发送数据，这时就无法找到用户终端10；二，用户终端10在WLAN间移动，新的WLAN接入网分配不同的IP地址更换会导致业务和连接中断，从而需要重新发起业务。
若使用一般的移动IP技术随着移动终端10的移动，WLAN AN 20向家乡代理HA频繁注册，浪费网络资源；或者WLAN AN20无法向WAG 42注册，导致无法通信。
造成这种情况的主要原因在于，基于TCP/IP协议的网络进行通信时不支持漫游功能；一般的移动IP技术只有一个外地代理FA，无法同时处理WLAN AN 20覆盖范围小以及WLAN AN 20、WAG 42不在相同运营商的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无线局域网网络移动性管理的系统及其方法，使得移动终端在漫游时，能实现业务的连续性，并同时提高移动IP的FA的工作效率，改善网络性能。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线局域网网络移动性管理的系统，包含用户终端、无线局域网接入网络、第三代合作伙伴项目访问网络和家乡代理，其中所述用户终端和所述接入网络以无线方式连接，所述家乡代理用于为所述用户的数据通信提供路由，所述系统中设置有两级外地代理，其中第一级外地代理设置在所述接入网络中，用于给所述用户终端分配局部转交地址，并在所述用户终端和所述第二级外地代理之间进行地址的替换和数据的转交；第二级外地代理设置在所述访问网络中，用于给所述用户终端分配区域转交地址，将所述用户终端的所述区域转交地址与所述局部转交地址绑定，并在所述第一级外地代理和所述家乡代理之间进行地址的替换和数据的转交。
其中，所述第二级外地代理在所述访问网络的无线局域网接入关口中。
本发明还提供了一种无线局域网网络移动性管理的方法，当用户终端在第三代合作伙伴项目访问网络中时包含以下步骤上行时，所述用户终端以私有地址作为源地址，先后通过第一级外地代理和第二级外地代理的两次隧道传输将上行数据发送到家乡代理；所述家乡代理将所述上行数据的源地址替换成公有地址后向业务网络发送；下行时，所述业务网络以所述公有地址向所述家乡代理发送下行数据；所述家乡代理将所述下行数据的所述公有地址替换成所述用户终端的所述私有地址，然后先后通过所述第二级外地代理和所述第一级外地代理的两次隧道传输将所述下行数据发送到所述用户终端。
其中，所述方法还包含以下步骤当所述用户终端通过所述访问网络登录并通过认证后，所述第一级外地代理向所述用户终端分配局部转交地址；所述第二级外地代理向所述用户终端分配区域转交地址；所述用户终端向所述第二级外地代理注册所述局部转交地址，并且所述第二级外地代理将所述局部转交地址和所述区域转交地址绑定；所述用户终端向所述家乡代理注册所述区域转交地址，并且所述家乡代理将所述区域转交地址和所述用户终端的所述私有地址绑定。
上行时，所述第一级外地代理的隧道传输包含以下子步骤所述第一级外地代理将来自所述用户终端的数据的目的地址替换为所述局部转交地址，并向所述第二级外地代理发送；上行时，所述第二级外地代理的隧道传输包含以下子步骤所述第二级外地代理将来自所述第一级外地代理的数据的目的地址替换为所述私有地址，并向所述家乡代理发送；下行时，所述第二级外地代理的隧道传输包含以下子步骤所述第二级外地代理将来自所述家乡代理的数据的目的地址替换成所述区域转交地址，并向所述第一级外地代理发送；下行时，所述第一级外地代理的隧道传输包含以下子步骤
所述第一级外地代理将来自所述第二级外地代理的数据的目的地址替换成所述局部转交地址，并向所述用户终端发送。
所述方法还包含以下步骤当所述用户终端通过所述归属网络的鉴权后，所述归属网络向所述用户终端分配所述私有地址；所述归属网络绑定所述私有地址和所述公有地址，并且更新所述归属网络的域名服务系统。
所述方法还包含以下步骤当所述业务网络主动发起业务时，所述业务网络从所述归属网络的域名服务系统获取所述用户终端的所述公有地址。
本发明还提供了一种无线局域网网络移动性管理的方法，当用户终端在第三代合作伙伴项目归属网络中时包含以下步骤上行时，用户终端以私有地址作为源地址向家乡代理发送上行数据；所述家乡代理将所述上行数据的源地址替换成公有地址后向业务网络发送；下行时，所述业务网络以所述公有地址向所述家乡代理发送下行数据；所述家乡代理将所述下行数据的所述公有地址替换成所述用户终端的所述私有地址后向所述用户终端发送。
其中，所述方法还包含以下步骤当所述用户终端通过归属网络网络的鉴权后，所述归属网络向所述用户终端分配所述私有地址；所述归属网络绑定所述私有地址和所述公有地址，并且更新所述归属网络的域名服务系统。
所述方法还包含以下步骤当所述业务网络主动发起业务时，所述业务网络从所述归属网络的域名服务系统获取所述用户终端的所述公有地址。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，应用移动IP技术和原理来实现运营WLAN网络移动性管理，实现分级FA架构，即LFA和RFA，可分别放置与WLAN AN和WAG中。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即通过使用移动IP技术，可以保证用户终端在漫游的情况下无需改变IP地址或域名就可以保持跟归属业务网络的双向业务联系。
通过采用分级FA架构，防止了FA因WLAN AN覆盖范围小而频繁向HA注册的情况，可以有效降低FA和HA之间的信令载荷，提高带宽利用率，改善网络对实时性业务的支持。
随着移动性管理的改善，可以有效扩展3GPP-WLAN网络的经营模式。
图1是3GPP-WLAN交互网络本地接入系统图；图2是3GPP-WLAN交互网络漫游接入系统图；图3是根据本发明的一个实施例的3GPP-WLAN交互网络的分级FA架构的系统图；图4是根据本发明的一个实施例的用户终端通过动态分配的归属网的私有IP本地接入访问公网业务的流程图；图5是根据本发明的一个实施例的用户终端通过动态分配的归属网的私有IP漫游接入访问公网业务的流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明通过应用一种移动IP技术实现运营无线网络的移动性管理，而且采用的是一种分级FA的架构。具体的说就是，运营归属网络的关口设备可以作为HA或者HA Proxy；运营访问网络的关口设备和无线局域网接入关口设备可以分别作为不同层次级别的FA，以此实现分级FA架构。
现参照图3，描述根据本发明的一个实施例的3GPP-WLAN交互网络的分级FA架构。如图所示，系统由用户终端10、WLAN AN20、3GPP归属网络30、3GPP访问网络40、业务网络50、外网域名服务器(Domain NameServer，简称“DNS”)60组成。其中，3GPP归属网络30由归属网络PDG 32、归属网络DNS 37组成；3GPP访问网络40由WAG 42、访问区PDG 43组成。
值得说明的是HA 70(或HA proxy)放置在归属网络PDG 32上，分级FA架构的区域外地代理(Regional Address Agent，简称“RFA”)80放置在WAG 42上，分级FA架构的局部外地代理(Local Address Agent，简称“LFA”)90放置在WLAN AN 20上，WLAN AN 20为用户终端10的默认关口。在本发明中主要是两级FA，LFA和RFA分别是第一级和第二级FA。
家乡代理HA 70把家乡地址(Home Address)与相应的区域转交地址(Regional Care-of Address，简称“RCoA”)进行绑定，并截取发往用户终端10的信息，将信息发往相应的RFA 80上。
区域外地代理RFA 80可给用户终端分配区域转交地址RCoA，把RCoA与相应的局部转交地址(Local Care-ofAddress，简称“LCoA”)绑定，从HA 70上接收信息，并将相应信息发往LFA 90上。
局部外地代理LFA 90可给用户终端分配局部转交地址LCoA，从RFA80上接收信息，并将信息发往相应的用户终端上。
下面详细说明实现上述分级FA架构的3GPP-WLAN交互网络的几个实施例。
首先描述用户终端用动态分配的归属网络内部使用的私有IP地址访问公网上的业务网络的实施例。
参照图4，当用户终端处于归属网络时，处理流程如下在步骤400，用户终端10在归属网络首先建立无线连接，在通过归属网络网络的鉴权后，归属网络PDG 32会为此用户终端10分配一个归属网络内部使用的私有IP地址作为Home Address。
接着进入步骤401，归属网络PDG 32的网络地址转换(Network AddressTranslation，简称“NAT”)功能会将此用户终端10的私有IP地址和一个公有IP地址绑定起来，并将这个公有IP地址和用户终端10的域名信息登录到归属网络DNS 37中。
下面参照图4中的步骤402至步骤405，说明用户终端10发起业务的情况首先进入步骤402。此时用户终端10以私有IP为源地址将数据发送到归属网络PDG 32上，然后进入步骤403。
在步骤403中，归属网络PDG 32上的NAT功能会将用户终端数据包的私有源IP地址转换为公有源IP地址，并将数据发往业务网络50。
当业务网络50往用户终端10传数据时，进入步骤404中，数据根据公有IP地址发往相应的归属网络PDG 32上。
接着进入步骤405，相关归属网络PDG 32将此公有地址替换为私有IP地址，并发送到相关用户终端10。
下面参照图4中的步骤406至步骤411，描述业务网络50发起业务的过程首先应进入步骤406，业务网络50将询问用户终端10的IP地址。其过程为业务网络50通过用户终端10的域名检索外网DNS 60，外网DNS 60会查询到归属网络DNS 37。然后进入步骤407。
步骤407中，归属网络DNS 37会向业务网络50返回那个绑定的公有IP地址。
步骤408中，业务网络50将数据发送到此IP地址，即路由到归属网络PDG 32上。
接着，进行步骤409，归属网络PDG 32再通过NAT进行转换，将私有IP替换公有IP，再转交给相应的用户终端10。
当用户终端10发送数据到业务网络50时，进入步骤410中，它以私有地址作为源地址，发送给归属网络PDG 32，然后进入步骤411。
在步骤411中，归属网络PDG 32通过NAT进行转换，将公有IP替换私有IP，再转交给业务网络50。
熟悉本领域的技术人员可以理解，是由用户终端10发起业务还是由业务网络50发起业务，取决于实际应用时的情况，步骤403-406与步骤407-411可互换顺序而不影响本发明的实质和范围。
若用户终端10继续以动态分配的归属网络内部使用的私有IP地址访问公网上的业务网络50，但此时处于访问网络的话，其处理过程如图5所示。
如果用户终端10是业务进行过程中移动到访问网络，那么用户终端10仍然保持它的Home Address，此时可跳过步骤500及501，进入步骤502。
如果用户终端10是在访问网络登录网络，那么它将进入步骤500。
步骤500中，用户终端10首先建立无线连接，并在通过归属网络和访问网络的鉴权后，归属网络PDG 32会为此用户终端10分配一个归属网络内使用的私有IP地址作为Home Address。
然后进入步骤501，此时归属网络PDG 32的NAT功能会将此用户终端10的私有IP地址和一个公有IP地址绑定起来，并将这个公有IP地址和用户终端10的域名信息登录到归属网络DNS 37中。
接着进入步骤502，WLAN AN 20作为LFA 90分配给用户终端10一个局部转交地址LCoA，该地址可以是公有或私有IP地址。
在步骤503中，WAG 42作为RFA 80分配给用户终端10一个区域转交地址RCoA，该地址可以是公有或私有IP地址。
然后进入步骤504，用户终端10会发注册请求给WAG 42中的RFA 80，请求RFA 80将RCoA和LCoA绑定在一起。
再进入步骤505，WAG 42会发注册请求给在归属网络PDG 32中的HA70，请求HA 70将RCoA和用户终端10的Home Address绑定在一起。HA 70可以截获所有发往用户终端10的数据并转发给RFA 80。用户终端10使用RCoA作为真正的转交地址。
值得说明的是，当用户终端10在访问网络的不同WLAN AN之间移动时，新的LFA 90会为用户终端10分配新的LCoA，用户终端10会向RFA 80发送注册请求更新LCoA和RCoA的绑定关系，但只要用户终端10还没有离开原来的RFA 80，该RFA 80就不会向HA 70发起注册请求。
下面参照图5中的步骤506至步骤513，说明用户终端10发起业务到业务网络50的过程在步骤506中，用户终端10以Home Address为源地址，发送数据到WLAN AN 20的默认关口LFA 90。
然后，进入步骤507，LFA 90建立隧道到RFA 80，例如是Site-to-Site隧道，将数据发送到RFA 80。
接着是步骤508，RFA 80再建立到归属网络PDG 32的隧道将数据发送到HA 70。
然后到步骤509，HA 70经过归属网络PDG 32的NAT转换将私有源IP地址转换为绑定的公有IP地址，并将数据通过公网转交给业务网络50。
步骤510中，表示由业务网络50到用户终端10的数据，根据公有IP发送到相应归属网络PDG 32中。
接着进入步骤511，归属网络PDG 32的NAT功能将公有IP地址转换为私有源IP地址，并通过隧道，将数据传到WAG 42的RFA 80。
然后在步骤512中，RFA 80建立隧道到LFA 90，将数据发送到LFA 90。
在步骤513中，LFA 90将收到的数据传送到用户终端10上。
至此，用户终端10发起业务到业务网络50的过程分析完成。
下面参照图5中的步骤514至步骤523，说明业务网络50发起到用户终端10的业务的过程在步骤514中，业务网络50会通过用户终端10的域名检索外网DNS 60，外网DNS 60会查询到归属网络DNS 37。
然后进入步骤515，此时归属网络DNS 37会返回那个绑定的公有IP地址。
接着是步骤516，业务网络50将数据发送到此IP地址，即路由到归属网络PDG 32。
此后进入步骤517，由于归属网络PDG 32是HA 70，它知道用户终端10目前的RFA 80位置，因此它通过建立到RFA 80的隧道，如MIP隧道，IP-in-IP隧道，将数据转交给RFA 80。
然后是步骤518，RFA 80从隧道中取出数据并再建立RFA 80到LFA 90的隧道将数据转交给LFA 90。
最后是步骤519，LFA 90从隧道中取出数据后再直接转交给用户终端10。
这样业务网络50到用户终端10的数据传送完成。
由步骤520开始，表示业务发起后，用户终端10发数据到业务网络50。
在步骤520中，用户终端10以Home Address为源地址，发送数据到WLAN AN 20的默认关口LFA 90。
然后，进入步骤521，LFA 90建立隧道到RFA 80，例如是Site-to-Site隧道，将数据发送到RFA 80。
接着是步骤522，RFA 80再建立到归属网络PDG 32的隧道将数据发送到HA 70。
然后到步骤523，HA 70经过归属网络PDG 32的NAT转换将私有源IP地址转换为绑定的公有IP地址，并将数据通过公网转交给业务网络50。
下面以用户终端10使用动态分配的虚拟专用网(Virtual PrivateNetworking，简称“VPN”)中私有IP地址访问移动VPN网络为另一个实施例作说明。
在本实施例中，用户终端10在通过归属网络网络的鉴权后，归属网络内连接外部移动VPN的归属网络PDG 32作为HA 70 Proxy会给该用户终端10分配一个移动VPN内使用的私有IP地址作为Home Address。除此以外，LFA 90，RFA 80的设置与运作均与前一实施例相同。熟悉本领域的技术人员可以理解，在用户终端10使用动态分配的VPN中私有IP地址访问移动VPN网络时，可采用不同的Home Address设置方法，而不影响本发明的实质和范围。
接着以用户终端10用静态分配的公有IP地址访问公网上的业务网络50为一个实施例作说明。
在本实施例中，用户终端10采用的是静态分配的公有IP地址，因此在接入归属网络和访问网络时，省去了把公网IP和私有IP绑定的步骤，而对其余步骤没有直接影响。熟悉本领域的技术人员可以理解，用户终端可采用静态分配的公有IP访问业务网络，而不影响本发明的实质和范围。
从上面几个实施例，熟悉本领域的技术人员可以理解用户终端10的Home Address可以是动态的，也可以是静态的，可以是私有的，也可以是公有的，而不影响本发明的实质和范围。
在真正的运营网络里，用户终端10在经过鉴权授权后，可能会和WAG42保持对应关系，以下用一个实施例加以说明。当用户终端10处于访问网络时，若用户终端10在授权后与WAG 42保持对应关系，则LFA 90的功能已经非常弱化，它仅仅作为一个地址代理为用户终端分配一个LCoA。WAG 42作为RFA 80分配给用户终端10一个RCoA。用户终端10不会再发注册请求给WAG 42，因为WAG 42在注册结束后就会自动将RCoA和LCoA绑定在一起。出现这种情况的原因往往是因为WLAN AN 20和WAG42是同一家公司运营的，所以LFA 90的功能可被弱化。熟悉本领域的技术人员可以理解，在用户终端10和WAG 42保持对应关系的情况下，LFA 90功能的弱化并不影响本发明的实质和范围。
在真正运营的网络里，用户终端10在经过鉴权授权后，可能会和WAG42、归属网络PDG 32保持对应关系。此种情况下由于用户终端10与WAG42，归属网络PDG 32之间均有对应关系，因此，只要外部网络能够将数据发送到归属网络PDG 32，由于对应关系的存在，所以归属网络PDG 32可以很容易将数据转交给用户终端10。此时归属网络PDG 32仅充当一个HAProxy，而WAG 42和WLAN AN 20的FA功能都得到弱化，无需实现真正FA的功能，它们只负责分配对应范围内应用的IP地址即可。归属网络PDG32与WAG 42之间不再需要建立两个方向的隧道，因此这种实施例其实只是应用了MIP的原理，并没有使用MIP的技术。熟悉本领域的技术人员可以理解，在用户终端10和WAG 42、归属网络PDG 32均保持对应关系的情况下，LFA 90、RFA 80功能的弱化并不影响本发明的实质和范围。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种无线局域网网络移动性管理的系统，包含用户终端、无线局域网接入网络、第三代合作伙伴项目访问网络和家乡代理，其中所述用户终端和所述接入网络以无线方式连接，所述家乡代理用于为所述用户的数据通信提供路由，其特征在于，所述系统中设置有两级外地代理，其中第一级外地代理设置在所述接入网络中，用于给所述用户终端分配局部转交地址，并在所述用户终端和第二级外地代理之间进行地址的替换和数据的转交；第二级外地代理设置在所述访问网络中，用于给所述用户终端分配区域转交地址，将所述用户终端的所述区域转交地址与所述局部转交地址绑定，并在所述第一级外地代理和所述家乡代理之间进行地址的替换和数据的转交。
2.根据权利要求1所述的无线局域网网络移动性管理的系统，其特征在于，所述第二级外地代理设置在所述访问网络的无线局域网接入关口中。
3.一种无线局域网网络移动性管理的方法，其特征在于，当用户终端在第三代合作伙伴项目访问网络中时包含以下步骤上行时，所述用户终端以私有地址作为源地址，先后通过第一级外地代理和第二级外地代理的两次隧道传输将上行数据发送到家乡代理；所述家乡代理将所述上行数据的源地址替换成公有地址后向业务网络发送；下行时，所述业务网络以所述公有地址向所述家乡代理发送下行数据；所述家乡代理将所述下行数据的所述公有地址替换成所述用户终端的所述私有地址，然后先后通过所述第二级外地代理和所述第一级外地代理的两次隧道传输将所述下行数据发送到所述用户终端。
4.根据权利要求3所述的无线局域网网络移动性管理的方法，其特征在于，所述方法还包含以下步骤当所述用户终端通过所述访问网络登录并通过认证后，所述第一级外地代理向所述用户终端分配局部转交地址；所述第二级外地代理向所述用户终端分配区域转交地址；所述用户终端向所述第二级外地代理注册所述局部转交地址，并且所述第二级外地代理将所述局部转交地址和所述区域转交地址绑定；所述用户终端向所述家乡代理注册所述区域转交地址，并且所述家乡代理将所述区域转交地址和所述用户终端的所述私有地址绑定。
5.根据权利要求4所述的无线局域网网络移动性管理的方法，其特征在于，上行时，所述第一级外地代理的隧道传输包含以下子步骤所述第一级外地代理将来自所述用户终端的数据的目的地址替换为所述局部转交地址，并向所述第二级外地代理发送；上行时，所述第二级外地代理的隧道传输包含以下子步骤所述第二级外地代理将来自所述第一级外地代理的数据的目的地址替换为所述私有地址，并向所述家乡代理发送；下行时，所述第二级外地代理的隧道传输包含以下子步骤所述第二级外地代理将来自所述家乡代理的数据的目的地址替换成所述区域转交地址，并向所述第一级外地代理发送；下行时，所述第一级外地代理的隧道传输包含以下子步骤所述第一级外地代理将来自所述第二级外地代理的数据的目的地址替换成所述局部转交地址，并向所述用户终端发送。
6.根据权利要求5所述的无线局域网网络移动性管理的方法，其特征在于，所述方法还包含以下步骤当所述用户终端通过所述归属网络的鉴权后，所述归属网络向所述用户终端分配所述私有地址；所述归属网络绑定所述私有地址和所述公有地址，并且更新所述归属网络的域名服务系统。
7.根据权利要求6所述的无线局域网网络移动性管理的方法，其特征在于，所述方法还包含以下步骤当所述业务网络主动发起业务时，所述业务网络从所述归属网络的域名服务系统获取所述用户终端的所述公有地址。
8.一种无线局域网网络移动性管理的方法，其特征在于，当用户终端在第三代合作伙伴项目归属网络中时包含以下步骤上行时，用户终端以私有地址作为源地址向家乡代理发送上行数据；所述家乡代理将所述上行数据的源地址替换成公有地址后向业务网络发送；下行时，所述业务网络以所述公有地址向所述家乡代理发送下行数据；所述家乡代理将所述下行数据的所述公有地址替换成所述用户终端的所述私有地址后向所述用户终端发送。
9.根据权利要求8所述的无线局域网网络移动性管理的方法，其特征在于，所述方法还包含以下步骤当所述用户终端通过归属网络网络的鉴权后，所述归属网络向所述用户终端分配所述私有地址；所述归属网络绑定所述私有地址和所述公有地址，并且更新所述归属网络的域名服务系统。
10.根据权利要求9所述的无线局域网网络移动性管理的方法，其特征在于，所述方法还包含以下步骤当所述业务网络主动发起业务时，所述业务网络从所述归属网络的域名服务系统获取所述用户终端的所述公有地址。
全文摘要
本发明涉及WLAN与无线广域网的互通，公开了一种无线局域网网络移动性管理的系统及其方法，使得移动终端在漫游时，能实现业务的连续性，并同时提高移动IP的FA的工作效率，改善网络性能。这种WLAN网络移动性管理的方法及其系统包含依次连接的用户终端、WLAN接入网络、3GPP访问网络和3GPP归属网络，其中用户终端和接入网络以无线方式连接，归属网络中包含HA，系统中存在两级FA，其中第一级FA在接入网络中，用于给用户终端分配LCoA，并在用户终端和第二级FA之间进行地址的替换和数据的转交；第二级FA在访问网络中，用于给用户终端分配RCoA，将用户终端的RCoA与LCoA绑定，并在第一级FA和HA之间进行地址的替换和数据的转交。
文档编号H04L12/28GK1620176SQ200310116728
公开日2005年5月25日 申请日期2003年11月19日 优先权日2003年11月19日
发明者梁欣刚, 张文林 申请人:华为技术有限公司