[发明专利]一种EPS-WLAN融合系统和基于该架构下切换的方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及移动通信和无线局域网的技术领域。具体地说，涉及LTE和WLAN网络融合的系统和发生在服务请求时基于M2M业务的切换方法。

背景技术

M2M是Machine-to-Machine的简称，是指应用通信技术实现人和人、人和机器、机器与机器之间数据通信和交流的一系列技术及其组合的总称，是一种面向智能终端的信息交换和通信类型。它涵盖了所有可以实现的，在人、机器、系统之间进行信息传输、交换的技术和手段，也就是广泛意义上的物联网，未来将广泛应用于各行各业以及人们的日常生活中，数以亿计的非IT设备正要加入进来。

通信网络是M2M技术的核心环节，其需要多种有线、无线通信技术的支撑，包括：无线通信网络(GSM/GPRS/UMTS)、以太网、WLAN、WiFi、传感器网络等。其中，无线移动通信网络具有覆盖范围广、接入方便、设备完善等优势，是M2M业务最佳的承载网络。鉴于移动M2M业务巨大的市场潜力，世界上各大电信运营商都将M2M通信作为未来发展的重中之重。

M2M业务针对特定服务人群进行业务的定制，不同的M2M业务在特性上存在差异。根据现有M2M业务的工作特点，并结合3GPP会议中对M2M业务进行的特征定义，分析可知M2M业务具有低移动性、允许数据传输时延、只有包交换、数据发送量小但发送频繁、海量终端等特点。未来随着M2M业务的部署，其海量的数据收发将占用移动通信网大量的无线宽带资源，造成有限的网络承载能力与大流量高宽带的业务需求之间的矛盾，无线局域网络(WLAN)由于其低成本、高传输速率以及大规模灵活的部署能力等特点，成为缓解移动通信网络流量的不二选择。

目前关于利用WLAN分流的研究主要集中在3G网络中，对长期演进(LTE)和WLAN网络间融合和协同的研究还比较少，并且尚未形成规范。针对以上问题，中国专利申请CN101841880A(一种LTE和WLAN互连的系统和切换方法)提出了一种LTE-WLAN融合架构，引入了虚拟基站的概念，在LTE侧，虚拟基站完成和LTE基站相同的功能；在WLAN侧，虚拟基站管理者AP接入点，虚拟基站和AP之间通过以太网隧道协议实现切换过程中的数据和信令的收发，将WLAN作为LTE系统的数据和信令的底层传输通道。该发明的优点是切换和LTE的切换过程保持一致，对系统影响比较小。但是基于该融合架构下的切换未考虑业务特性，可能导致切换后业务的不连续或性能变差，同时该专利只考虑了发生在通信过程中的切换，并未从源头上卸载接入网的流量。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是克服背景技术的不足，提供一种EPS(演进分组系统)和WLAN(无线局域网络)的融合系统，和在该系统下基于业务标识的切换方法，该切换过程发生在服务请求时。

一种EPS-WLAN融合系统，包括移动性管理实体MME、数据网关P-GW、无线局域网络WLAN接入网关WAG和各个无线接入点AP；网关WAG通过S1-WM接口和S5-WP接口分别与移动性管理实体MME和数据网关P-GW相连；当用户接入到无线局域网络WLAN访问演进分组系统EPS业务时，无线接入点AP和网关WAG之间通过802.11协议通信、网关WAG和移动性管理实体MME之间通过802.3协议通信，使移动性管理实体MME具有对以太网数据的处理能力；当网关WAG和移动性管理实体MME之间传输的是认证鉴权消息时，网关WAG和移动性管理实体MME之间通过Radius通信，移动性管理实体MME通过Diameter协议向归属用户服务器HSS提取相关的数据，从而完成对无线局域网络WLAN接入用户的鉴权认证。

本发明新定义了WLAN接入网关WAG实现WLAN和EPS系统的融合，WAG主要完成以下功能：实现对无线访问接入点(AP)的管理，包括存储AP的MAC地址和IP地址以及SSID；实现通过WLAN接入用户数据和信令的重新封转和转发，包含WLAN网络的认证消息、服务请求消息等；通过Radius协议与MME通信，完成MME对WLAN接入用户的认证和鉴权；实现802.11和802.3协议之间的转换；以固定的时间间隔广播其信标信息，其中包含时间戳、容量ESSID和业务指示表。

本发明提出的融合系统需要在MME中增加功能模块，使其具有处理以太网数据的能力，同时扩展MME的协议栈，使其支持Radius协议。也就是，所述的移动性管理实体MME具有对以太网数据的处理能力，是在移动性管理实体MME中增加功能模块，并且扩展移动性管理实体MME的协议栈，使其支持Radius协议。