CN1922822A - 用于把用户设备连接到通信网的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一个经由无线局域网把用户设备连接到通信网的方法，所述方法包括下列步骤：用于选择接入点的第一选择步骤；用于选择通信网的第二选择步骤；其中，如果所述连接失败，则发送一个包括以下信息的消息，该信息指示所述接入点是否支持与通信网的互工作。

Description

用于把用户设备连接到通信网的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种连接方法，并且特别地而非排他地涉及一种经由无线局域网把用户设备连接到公共陆地移动网的方法。
发明背景
通信系统是一个能实现两个以上实体(比如用户终端设备和/或网络实体以及与该通信系统相关联的其它节点)之间的通信的设施。例如，通信可以包括语音通信、电子邮件(email)、文本消息、数据、多媒体等等。
通信可以由固定线路和/或无线通信接口来提供。无线通信系统的一个特征是它们为其用户提供移动性。提供无线通信的通信系统的一个示例是公共陆地移动网(PLMN)。固定线路系统的一个示例是公用交换电话网(PSTN)。
典型情况下，通信系统根据一个给定的标准或者规范来操作，给定的标准或规范设定允许一个系统的各个元件做什么以及应该怎样来实现。例如，该标准或规范可以定义该用户(更精确地为用户设备)是否配备有一个电路交换服务器或一个分组交换服务器，或配备有其二者。一般也定义将用于连接的通信协议和/或参数。例如，在用户设备和通信网元件之间的通信执行方式一般是基于一个预定义的通信协议。换言之，需要定义通信可以以之为基础的一个具体规则组以便使用户设备能够经由通信系统来通信。
第三代合作伙伴计划(3GPP)正在定义一个用于通用移动电信系统(UMTS)核心网的参考架构，其将向用户设备的用户提供对服务的接入。这个文件中使用的术语″服务″应该被理解为广泛地覆盖一个用户可能期望、需要或具有的任何服务或货物。该术语将被理解为覆盖补充服务的规定。特别地而不排他地，术语″服务″将被理解为包括互联网协议多媒体IM服务、会议、电话、游戏、多功能呼叫(richcall)、现场、电子商务、消息和即时消息。
3GPP技术规范TS24.234和TS23.234将作为参考，两个文件的内容在此通过参考被合并。这两个文件涉及WLAN(无线局域网)互工作。WLAN互工作是所建议的3GPP系统和标准的WLAN类之间的互工作。WLAN无线网络型技术的示例包括蓝牙、IEEE标准802.11B、802.11G、802.11A和HIPERLan-2。无线局域网互工作允许WLAN UE(用户设备)连接到一个WLAN并且从那儿连接到一个受访PLMN或归属HPLMN。PLMN是3G通信系统。WLAN UE是所有可用于让一个3GPP用户接入WLAN互工作的用户设备。这例如可以包括计算机。应该理解，WLAN UE可能只能够进行WLAN接入或者可能能够进行WLAN和3GPP系统接入。
在所建议的规范中，网络选择过程包括两个部分。第一部分是无线选择。这是网络选择的第一阶段并且总是发生在VPLMN(受访PLMN)选择之前。在这个阶段中，WLAN UE选择一个接入点AP并且将其自身与之相关联。用于接入点选择的参数是SSID(服务集ID)。在第二部分中，VPLMN被选择。在选择一个接入点之后(在无线选择完成之后)，WLAN UE可能需要选择一个PLMN，以便通过它来验证在被选择的WLAN后面是否有超过一个可用。这在WLAN互工作中被称作VPLMN选择。
然而，所建议的程序有一个问题。在与一个接入点相关联之后，WLAN UE初启VPLMN选择过程。在draft-arkko-pppext-eap-aka(EAPAKA(验证和密钥协定)验证)和draft-haverinen-pppext-eap-sim(EAPSIM(用户识别模块))所定义的IETF互联网工程任务组草案中定义的EAP(可扩展验证协议)。这两个文件在此通过参考被合并。
当WLAN用户设备接收一个指示程序已经失败的EAP故障时，它并不总是被告知该故障的原因。这是不利的，因为WLAN UE可以结束与每个可用的接入点相关联，直到它找到一个支持WLAN互工作和/或有能力把WLAN用户设备验证信令路由到归属服务器的一个接入点为止。就此，有可能WLAN用户设备不知道AP是否支持WLAN IW并且因此不能把EAP信令路由到归属AAA服务器。AP支持WLAN与由于其它原因失败的路由互工作也是可能的，例如因为不存在与相应的归属PLMN的直接漫游关系。又一个可能的失败原因可能是归属服务器处的验证故障——即使AP能够把信令路由到HPLM。
发明内容
本发明的实施例的目的是解决所讨论的问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种经由无线局域网把用户设备连接到通信网的方法，所述方法包括下列步骤：用于选择接入点的第一选择步骤，用于选择通信网的第二选择步骤，其中如果所述连接失败，则发送包括以下信息的消息，该信息指示所述接入点是否支持与通信网互工作。
根据本发明的另一方面，提供了一种经由无线局域网把用户设备连接到通信网的方法，所述方法包括下列步骤：用于选择接入点的第一选择步骤，用于选择通信网的第二选择步骤，其中如果所述连接失败，则发送包括以下信息的消息，该信息指示所述连接失败的位置。
根据本发明另一方面，提供了一种包括将经由无线局域网连接到通信网的用户设备的系统，所述无线局域网具有接入点，其中如果所述连接失败，则无线局域网被安排为向用户设备发送消息，该消息包括以下信息，该信息指示所述接入点是否支持与该通信网互工作。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括将经由无线局域网连接到通信网的用户设备的系统，所述无线局域网具有接入点，其中如果所述连接失败，则无线局域网被安排为向用户设备发送包括以下信息的消息，该信息指示所述网络中的所述连接失败的位置。
根据本发明的另一方面提供了一种以下系统中的无线局域网实体，该系统包括将经由无线局域网连接到通信网的用户设备，所述无线局域网具有接入点，所述实体被安排为向用户设备发送包括以下信息的消息，该信息指示所述接入点是否支持与该通信网互工作。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于经由无线局域网连接到通信网的用户设备，所述用户设备包括用于在连接失败的情况下接收消息的装置，该消息至少包括以下信息中的一个，即指示接入点是否支持与通信网互工作的信息和指示所述连接失败的位置的信息。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于经由无线局域网连接到通信网的用户设备，所述用户设备包括用于在连接失败的情况下接收消息的装置，并且所述用户设备被安排为响应于所述消息进行下列动作中的至少一个：选择不同的接入点，选择不同的通信网，重试建立所述连接，重试验证以及提供身份信息。
附图说明
为了更透彻地理解本发明并且关于怎样实施本发明，现在将以举例的方法只对附图做出参考，其中：
图1大略地示出了一个其中可以执行本发明的实施例的环境；
图2更详细地示出了图1的一个VPLM和HPLM；和
图3示出了本发明的各个实施例中的信令。
具体实施方式
参考图1，其示出了一个在其中可以执行本发明的实施例的环境。WLAN用户设备2被示出。先前提到，WLAN UE2可以被安排来仅仅与WLAN通信或者与WLAN和GPP网络进行通信。UE包括所有具有最终用户的设备，比如计算机、WLAN无线接口适配器等等。UE例如可以是个人数字助理(PDA)、便携式计算机、固定计算机、移动电话或其结合。
WLAN UE被安排来与一个接入点(AP)建立连接。在图2中所示的布置中，三个接入点AP1、AP2和AP3被示出。所有这些接入点被提供在不同的WLAN中。应该理解在本发明的某些实施例中，一个WLAN可以具有超过一个的接入点而这里就有超过一个的接入点，WLAN UE可以能够接入给定WLAN的超过一个的接入点。相同的接入点可以允许接入超过一个的不同的WLAN。
三个AP，即AP1-3，形成相应的WLAN接入网的一个部分，该相应的WLAN接入网未被示出，但是也可能包括中间AAA(验证、授权和计费)元件。一个WLAN可以包括诸如路由器之类的其它设备。
第一接入点AP1被连接到第一VPLMN10和第二VPLMN12。
图2示出了一个WLAN4，其包括连接到第一VPLMN10的第一接入点AP1。VPLMN10不是用户的本地网络。因此，VPLMN10包括AAA代理22和WAG(无线接入网关)24。VPLMN10连接到与用户设备的用户相关联的归属PLMN18。HPLMN18在图2中被更加详细地示出。HPLMN18包括AAA服务器26、分组数据网关28、归属位置寄存器HLR30和HSS32。
第一接入点AP1还连接到第二VPLMN12。然而，这个第二VPLMN12不能与HPLMN18建立连接。例如，这可能是因为不存在与HPLMN18合适的漫游协议。最终，第一接入点还直接地连接到HPLMN18。
第二接入点AP2连接到第三VPLMN14。第三VPLMN14具有与HPLMN18的连接。应该理解，第三VPLMN14具有于与图2中所示的第一VPLM类似的结构。
第三接入点AP3连接到互联网服务提供商16。这允许用户接入互联网。
在本发明的优选实施例中，用户设备将具有一个SSID(服务集标识符)列表，其列出了优选地址。在图1中所示的实施例中，具有地址SSID1和SSID1a的接入点AP1包括在列表中。第一地址SSID1与一个运营商相关联，而第二地址SSID1a与另一个运营商相关联。
用户设备还具有一个优选的PLMN列表。在图1中所示的布置中，第一VPLMN10和第三VPLMN14是优选的PLMN并且被列出。这是因为这些VPLMN允许用户设备连接到HPLMN。
本发明的实施例打算使用EAP通知。特别地，本发明的实施例使用(GSM全球移动电话系统中使用的)EAP/SIM通知和(3G系统中使用的)EAP/AKA通知。本发明的实施例使用新的通知码向用户设备指示验证故障响应的原因(例如由于一个错误的网络选择)。应该理解，这可以意味着无线选择或VPLMN选择故障。这信息使得网络选择处理更有效。
现在参考图3，其示出了在本发明的四个实施例中的信令。
考虑情况a。在情况a中，(包括AP的)WLAN支持WLAN互工作。在与情况a相关联的示例中，验证信令不能被路由到HPLMN的AAA服务器22。
在步骤S1中，WLAN将发出一个EAP请求/身份。EAP请求/身份是一个对UE身份的请求。
在步骤S2中，当接收到EAP请求时，UE2发送EAP响应/身份消息。EAP响应/身份是一个响应，其提供了UE的身份并且可以例如是用户的国际移动用户身份(IMSI)、临时身份或任何其它适当的身份信息。在本发明的优选实施例中，这可以是根NAI(网络接入标识符)。这可以采取下列的形式：userX@HPLM id。换言之，用户和相关联的网络被标识。
在步骤S3中，WLAN发送一个包括网络广告的EAP请求/身份消息。这将在根NAI不被理解的情况下发生。在步骤S4中，用户设备设置包括装饰的(decorated)NAI(网络接入标识符)的WLAN EAP响应/身份消息。这将采取下列的形式：userX@VPLM1″HPLMN″。换言之，存在用于标识VPLMN以及HPLMN的信息，其中经由VPLMN连接HPLMN。步骤S3和S4用额外的EAP请求/身份和EAP响应/身份交换向UE提供网络广告信息。如果根NAI被了解，则在本发明的某些实施例中这些步骤是可选择的并且可以被省略。
在步骤S5中，WLAN向用户设备发送一个EAP通知码。EAP通知将包括一个指示故障原因的通知码。这将包括一个指示，其指示WLAN支持WLAN互工作。
当接收到WLAN支持WLAN互工作的指示时，WLAN用户设备可以通过设法与另一个接入点相关联来继续进行或者可以决定归于一个当前的相关联AP并且设法例如通过选择另一个VPLMN来以HPLMN进行验证。其它动作当然也是可能的。
在步骤S6中，WLAN发送一个EAP故障信息。如果连接已经失败，则EAP故障信息被发送。在本发明的某些实施例中，这个消息可以被省略，因为通知消息中的信息被用来提供故障信息。
现在来描述情况b。在情况b中，WLAN不支持互工作WLAN。步骤T1和T2分别对应于步骤S1和S2。可以在必要时提供对应于步骤S3和S4的步骤。在步骤T3中，WLAN20发送一个EAP故障信息。在这种情况下，用户设备将很可能在EAP故障之前未接收到任何EAP通知。这样，用户设备将知道WLAN多半不支持WLAN互工作。
在情况C和D中，WLAN支持WLAN互工作并且验证在HPLMN18中失败。
在情况c中，验证没有被启动。步骤A1和A2分别对应于步骤S1和S2。在步骤A3中，将一个包括根NAI或装饰的NAI的EA响应从WLAN发送到AAA服务器26。
在步骤A4中，一个EAP通知从服务器26中发送到WLAN。这个EAP通知在步骤A5中由WLAN转发到用户设备。这个通知将指示在验证之前该过程失败。在步骤A6中，服务器26向WLAN发送一个EAP故障消息。在步骤A7中，EAP故障消息被发送给用户设备。
在情况D中，验证已经被执行。步骤B1、B2和B3对应于步骤A1、A2和A3。
在步骤B4中，将EAP通知从服务器26发送到WLAN20。在步骤B5中，将EAP通知从WLAN20发送到用户设备2，其指示故障是验证失败的结果。
在步骤B6中，将一个EAP故障消息从服务器26发送到WLAN20。在步骤B7中，WLAN20向用户设备发送EAP故障消息。
从而，在情况c和d中，在EAP故障信息被发送之前，EAP通知包括一个验证故障消息的指示。该指示还可以包括一个验证失败和/或用户设备将采取进一步动作时的状态的指针。
当接收到包括在HPLMN的验证失败的指示的通知分组时，用户设备可以通过设法以HPLMN验证自身来继续进行。如果网络在新的通知码中指示它的确了解用户身份，则WLAN用户可以重发NAI和设法再次验证。如果网络在新的通知码中指示它不能访问某些验证参数，例如三元组，则用户设备可能设法在计时器满期之后再次验证。其它动作和验证为什么失败的其它理由也是可能的。
本发明的实施例通过使用先前提到的IETF草案文件中定义的属性″AT_NOTIFICATION″来执行。
取决于用户设备的环境，通知消息可以用来从合适的服务器(WLAN或3GPP服务器)中传达一个可显示的消息。这些消息是文本的消息。
通知码是一个16位号码。最高有效位被称作故障位(F)。F位规定该通知是否意味着失败。F位被设置成0的代码值用于不成功的情况，并且优选实施例中，在失败已经发生的情况被设置成0，并且失败的原因包括在通知消息中。
通知码还具有一个阶段位″P″。它规定在通知的那个阶段可以使用。如果P位设置为零，则它在完全验证中的挑战回合或再验证中的再验证之后被使用。属性AT_MAC可以包括在通知中。
如果P位被设置为1，则通知在完全验证中的挑战回合或再验证中的再验证回合之前被使用。属性AT_MAC可以不包括在通知中。
在本发明的实施例中，错误原因可以由合适的文本指示或它们可以由错误码指示。错误码有效地把不同的值分配给不同的错误状况。在使用错误码的情况下，用户设备被安排为能够解码这些错误码以便确定失败原因。
响应于标识失败原因的信息，用户设备可以为用户显示一个合适的消息。可选地或另外地，用户设备可以如一些示例中所指示地，响应于错误消息来更改它的行为。
从而，在本发明的实施例中可以给出下列失败原因：
指示验证信令不能路由到一个服务器的信息；
指示验证信令路由到一个服务器并且验证失败的信息；
指示验证信令路由到一个服务器并且在挑战之前验证失败的信息；
指示验证信令路由到一个服务器并且在挑战之后验证失败的信息；
指示所述接入点不支持与所述通信网的互工作的信息；
指示不存在与一个本地网络的漫游关系的信息；
指示网络故障的位置的信息；
指示所述失败的原因的信息；
指示在所述接入点和通信网中的至少一个中的内部失败的信息；
指示所述接入点和通信网中的至少一个的临时不可用性的信息；和
指示业务拥塞的信息。
在本发明的优选实施例中，提供关于连接失败原因的信息的要求是强制性的，除非在不是支持互工作的情况下。
本发明的实施例已经在用通知消息来提供错误信息的上下文中进行了描述。应该理解，可以创建一个新消息来提供所述信息，或者可以更改其它消息中的一个来提供这个信息。例如，可以定义一个新的属性。
EAP-TLV类型的长度值可以用于本发明的可选实施例。
本发明的实施例已经在EAP协议的上下文中进行了描述。然而应该理解，其它的协议也可以用于本发明的可选实施例中。
所述的本发明优选实施例已经在与3G网络的互工作的上下文中进行了描述。本发明的实施例还可以应用到其它类型的网络，包括互联网和其它类型的通信网，它们可以基于有线或无线技术。

Claims (25)

1.一种经由无线局域网把用户设备连接到通信网的方法，所述方法包括下列步骤：
第一选择步骤，用于选择接入点；
第二选择步骤，用于选择通信网；
其中，如果连接失败，则
发送包括以下信息的消息，该信息指示所述接入点是否支持与通信网互工作。
2.如权利要求1中要求的方法，其中如果互工作是可能的，则所述消息指示互工作是可能的。
3.如权利要求1或2中要求的方法，包括如果没有接收到指示互工作为可能的消息，则确定互工作是不可能的。
4.一种经由无线局域网把用户设备连接到通信网的方法，所述方法包括下列步骤：
第一选择步骤，用于选择接入点；
第二选择步骤，用于选择通信网；
其中，如果连接失败，则
发送一个包括以下信息的消息，该信息指示所述连接失败的位置。
5.如在前述权利要求的任何一个中要求的方法，其中所述消息包括指示所述连接失败原因的信息。
6.如在前述权利要求的任何一个中要求的方法，其中所述第一选择步骤包括选择在WLAN中提供的接入点。
7.如在前述权利要求的任何一个中要求的方法，其中所述第二选择步骤包括选择被访问的通信网。
8.如在前述权利要求的任何一个中要求的方法，包括验证所述用户的步骤。
9.如权利要求8中要求的方法，其中所述验证步骤包括经由所述通信网来验证所述用户。
10.如权利要求5或其任何附属权利要求中要求的方法，其中所述消息包括下列信息中的至少一个：
指示验证信令不能路由到服务器的信息；
指示验证信令路由到服务器并且验证失败的信息；
指示验证信令路由到服务器并且在验证挑战之前验证失败的信息；
指示验证信令路由到服务器并且在验证挑战在之后验证失败的信息；
指示所述接入点不支持与所述通信网的互工作的信息；
指示不存在与本地网络的漫游关系的信息；
指示该网络故障的位置的信息；
指示所述失败的原因的信息；
指示在所述接入点和通信网中的至少一个中的内部失败的信息；
指示所述接入点和通信网中的至少一个的临时不可用性的信息；以及
指示业务拥塞的信息。
11.如在前述权利要求中的任何一个要求的方法，其中响应于所述消息执行下列步骤中的至少一个：
选择不同的接入点；
选择不同的通信网；
重试建立所述连接；
重试验证；以及
提供身份信息。
12.如在前述权利要求的任何一个中要求的方法，包括如果所述连接失败，则发送又一个消息，所述又一个消息指示所述连接已经失败。
13.如在前述权利要求的任何一个中要求的方法，其中根据EAP协议发送该包括信息的消息。
14.如权利要求13中要求的方法，其中所述包括信息的消息是通知消息。
15.如权利要求14中要求的方法，其中所述消息中的故障位被设置为指示失败的值。
16.如在前述权利要求的任何一个中要求的方法，包括发送多个消息，所述消息根据于EAP协议。
17.如在前述权利要求的任何一个中要求的方法，其中所述消息中的所述信息包括错误码。
18.如在前述权利要求的任何一个中要求的方法，其中所述包括信息的消息是EAP属性消息和EAP TLV消息中的至少一个。
19.一种包括将经由无线局域网连接到通信网的用户设备的系统，所述无线局域网具有接入点，其中如果所述连接失败，则该无线局域网被安排为向用户设备发送包括以下信息的消息，该信息指示所述接入点是否支持与通信网互工作。
20.一种包括将经由无线局域网连接到通信网的用户设备的系统，所述无线局域网具有接入点，其中如果所述连接失败，则该无线局域网被安排为向用户设备发送包括以下信息的消息，该信息指示在所述网络中所述连接失败的位置。
21.一种以下系统中的无线局域网实体，该系统包括将经由无线局域网连接到通信网的用户设备，所述无线局域网具有接入点，所述实体被安排为向用户设备发送包括以下信息的消息，该信息指示在所述网络中所述连接失败的位置。
22.一种以下系统中的无线局域网实体，该系统包括将经由无线局域网连接到通信网的用户设备，所述无线局域网具有接入点，所述实体被安排为向用户设备发送包括以下信息的消息，该信息指示所述接入点是否支持与通信网互工作。
23.一种用于经由无线局域网连接到通信网的用户设备，所述用户设备包括在连接失败的情况下用于接收消息的装置，该消息包括以下信息中的至少一个，即指示接入点是否支持与通信网互工作的信息和指示所述连接失败的位置的信息。
24.如权利要求23中要求的用户设备，其中所述用户设备被安排为响应于所述消息进行下列动作中的至少一个：
选择不同的接入点；
选择不同的通信网；
重试建立所述连接；
重试验证；以及
提供身份信息。
25.一种用于经由无线局域网连接到通信网的用户设备，所述用户设备包括用于在连接失败的情况下接收消息的装置，并且所述用户设备被安排为响应于所述消息进行下列动作中的至少一个：
选择不同的接入点；
选择不同的通信网；
重试建立所述连接；
重试验证；以及
提供身份信息。
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