CN100364362C - 通过无线局域网络选择蜂窝网络的***和方法 - Google Patents

通过无线局域网络选择蜂窝网络的***和方法 Download PDF

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Abstract

根据本发明，提供了用于在无线局域网络(WLAN)上选择蜂窝网络的***和方法。可以使用网络列表识别多个优选WLAN和可以通过优选的WLAN接入的一个或多个蜂窝网络。通过使用网络列表可以选择蜂窝网络，以识别通过移动设备的覆盖范围内的优选WLAN接入的蜂窝网络。然后，基于该WLAN对最优选的可用蜂窝网络接入，选择WLAN。

Description

通过无线局域网络选择蜂窝网络的***和方法
技术领域
本专利文件中描述的技术一般涉及蜂窝网络和无线局域网络(WLAN)领域。更具体地说，专利文件描述了用于通过WLAN选择蜂窝网络的***和方法。
背景技术
用于集成第三代(3G)蜂窝网络与WLAN的***已经由第三代合作伙伴计划(3GPP)在标准文件3GPP TS 23.234中建议，该文件标题为“3GPP***到无线局域网络(WLAN)互连；***描述(版本6)”合并在此作为参考。
发明内容
按照本发明，提供了用于通过无线局域网络(WLAN)选择蜂窝网络的***和方法。可以使用网络列表识别多个优选WLAN和可以通过优选的WLAN识别接入的一个或多个蜂窝网络。通过使用网络列表可以选择蜂窝网络，以识别通过移动设备的覆盖范围内的优选WLAN接入的蜂窝网络。然后，基于该WLAN对最优选的可用蜂窝网络的接入，可以选择WLAN。
附图说明
图1是图示用于通过WLAN选择蜂窝网络的***图；
图2示出了可以在用户设备上保持的WLAN列表；
图3示出了基于图2的示例蜂窝网络优选在图1的无线网络中的WLAN选择的例子；
图4是图示用于通过WLAN选择一个蜂窝网络的方法的流程图；
图5是图示移动通信设备的方框图。
具体实施方式
现在参照附图，图1是图示用于通过WLAN选择一个蜂窝网络的示例***的图。该***包括用户设备12，该设备用于接入具有与多个蜂窝网络19-21、23联网的WLAN 14-17的无线网络。用户设备12最好是移动设备诸如蜂窝电话、无线化的个人数字助理(PDA)、双路寻呼机、无线化的笔记本计算机或其它这类设备。例如，WLAN 14-17可以是IEEE 802.11b网络、蓝牙网络或其它类型的短距离无线技术。蜂窝网络19-21、23最好是第三代(3G)蜂窝网络，诸如UMTS(通用移动电信***)网络，但也能包括其它类型的蜂窝网络，诸如GSM网络、GPRS网络或其它网络。
可以由用户设备12接入的蜂窝网络19-21，23每个选定为本地网络(例如，HPLMN)或拜访地网络(例如，VPLMN)。用户设备12的本地网络23是保持用户设备12的预订信息的蜂窝网络，并且拜访地网络19-21是具有与本地网络23的漫游协议的蜂窝网络。这样，用户设备或者通过本地网络23或者通过任何拜访地网络19-21获得蜂窝接入。此外，拜访地网络19-21可以包括具有与本地网络23的优选漫游协议的优选网络19、20和其它非优选网络21。不能由用户设备12接入的蜂窝网络(例如，没有与本地网络23的漫游协议的蜂窝网络)还可以包括在无线网络中，但为了简化，没有在图1中示出。
WLAN 14-17每个可以与一个或多个蜂窝网络19-21、23互连，以通过WLAN 14-17向用户设备12提供特定的蜂窝网络接入。对用户设备12可用的特定蜂窝网络19-21、23可以依赖于WLAN 14-17中的哪一个正在与用户设备12通信。例如，在示例的无线网络中，WLAN1(14)可以向用户设备12提供对拜访地网络1(19)或拜访地网络2(20)的蜂窝接入，WLAN 2(15)可以提供或者对本地网络23或者对拜访地网络3(21)的接入，WLAN 3(16)可以提供对拜访地网络3(21)的接入，而WLAN 4(17)不提供对可以由用户设备12接入的任何蜂窝网络的接入。具有与蜂窝网络19-21、23联网的WLAN 14-17的无线网络的更详细描述在标准文件3GPP TS 23.234中提供，该文件标题为“3GPP***到无线局域网络(WLAN)互连；***说明(版本6)”。
在示例10中，用户设备12在四个WLAN 14-17的覆盖范围内。为了识别在其覆盖范围内的WLAN 14-17，用户设备12可以被动地扫描WLAN灯塔信号(例如，SSID(业务组标识符))或可以主动地扫描特定WLAN的频带，例如通过发送一个探测请求以请求特定SSID的支持。一旦用户设备12识别了可用的WLAN 14-17，用户设备12使用存储在用户设备12上的存储器中的优选WLAN列表确定接入WLAN 14-17的哪个网络。优选WLAN列表识别通过每个列出的WLAN 14-17可用的蜂窝网络19-21、23。使用来自WLAN列表的信息，用户设备12可以基于可用蜂窝网络19-21、23选择WLAN 14-17。例如，具有对本地网络23接入的WLAN 15可以优先于仅具有对拜访地网络19-21接入的WLAN 14、16被选择。类似地，具有对优选拜访地网络19，20接入的WLAN 14可以优先于具有仅对非优选拜访地网络21接入的WLAN 21，具有对非优选拜访地网络21接入的WLAN 16可以优先于不用于提供蜂窝接入的WLAN 17。
图2示出了可以在用户设备12上保持的WLAN列表30。WLAN列表30识别用于特定用户设备12的优选WLAN 32(例如，优选SSID)。优选WLAN 32列表最好由本地网络23提供，并且还可以包括用户设备12操作者优选的可用WLAN列表。此外，WLAN列表30识别可以通过在列表32中的优选WLAN 32的每一个接入的蜂窝网络34(如果有的话)。对于每个可用蜂窝网络34，WLAN列表30可以包括网络识别信息(NTW ID)36和用于特定网络的分层优选状态38。蜂窝网络优选状态38可以用于基于希望(即，最优选的)的蜂窝网络38选择WLAN。在所示的例子中，用于可用蜂窝网络34的优选顺序是本地、优选的和非优选的。例如，如果用户设备12在WLAN 1和WLAN 2的覆盖范围内，那么用户设备12可以选择WLAN2用于短距离通信，因为本地网络(即，最优选的蜂窝网络)可以通过WLAN 2接入。
图3示出了基于图2的示例蜂窝网络优选在图1的无线网络中选择WLAN的例子。一旦用户设备12已经基于其蜂窝网络接入选择最优选的可用WLAN(在示例中为WLAN2)，用户设备可以用选择的WLAN 15启动网络鉴权程序，例如通过产生和传送一个网络接入识别符(NAI)52。网络鉴权数据(NAI)52可以由用户设备12构建以包括用于选择的蜂窝网络23的网络识别信息(NTW ID)。例如，网络识别信息(NTWID)可以包括选择的蜂窝网络23的移动国家代码(MCC)和移动网络代码(MNC)。然后WLAN 15可以使用网络识别信息针对选择的蜂窝网络23鉴权用户设备。一旦成功鉴权，用户设备12可以经WLAN 15在选择的蜂窝网络23上通信。
如果选择的WLAN 15拒绝NAI 52，那么，WLAN 15可以传送指示其可用蜂窝网络的信息给用户设备12。例如，由于在用户设备12中的优选WLAN列表30被最后设定，如果选择的WLAN 15的漫游协议已经改变，这种情况可能发生。来自WLAN 15的可用蜂窝网络的更新列表可以临时存储在用户设备12上直到它针对本地网络23生效。然后用户设备12可以或者基于从WLAN 15接收的可用蜂窝网络临时列表为选择的WLAN 15产生新的NAI 52，或者可以从其由优选的WLAN列表30选择一个不同的WLAN。如果从由WLAN 15提供的可用蜂窝网络的临时列表选择，那么用户设备12可以从优选WLAN列表30确定哪一个是最优选的可用蜂窝网络。
图4是图示用于通过WLAN选择一个蜂窝网络的示例方法60的流程图。在步骤62，提供用户设备包括识别每个WLAN可用的蜂窝网络的优选WLAN列表，诸如上面参照图2描述的WLAN列表。在激活后，在步骤64，用户设备扫描(主动或被动)可用WLAN。在判决步骤66，该方法确定是否来自优选WLAN列表的任何一个或多个WLAN由用户设备检测。如果在步骤66检测到一个或多个优选的WLAN，那么方法进行到步骤68。否则，如果没有检测到优选的WLAN，那么方法进行到步骤76。
在步骤68，正如上面参照图1-3描述的，基于可用蜂窝网络，从在步骤64和66中检测的优选WLAN选择WLAN。然后在步骤70产生网络鉴权数据(例如NAI)用于针对选择的蜂窝网络鉴权用户设备。在判决步骤72，该方法确定是否该网络鉴权数据(例如，NAI)由选择的WLAN接受。如果接受，那么用户设备针对蜂窝网络鉴权，并且在步骤74，通过选择的WLAN在用户设备和蜂窝网络之间建立无线通信链路。否则，如果WLAN不接受该网络鉴权数据(NAI)，那么方法进行到步骤76。或者，如果WLAN不接受该网络鉴权数据(NAI)，然后在步骤73从优选WLAN列表去除所选择的WLAN(例如直到由本地网络再提供WLAN列表)，并且该方法返回到步骤68以从优选WLAN列表68选择另一个可用WLAN。
如果没有WLAN可用(步骤66或72)，那么在步骤76和78，用户设备可以在从覆盖范围内的一个或多个WLAN接收的网络信息选择蜂窝网络。在步骤76，从WLAN接收可用蜂窝网络列表。然后在步骤78产生网络鉴权数据(例如，NAI)，并且在步骤74传送到该WLAN以与可用蜂窝网络之一建立通信链路。例如在步骤78使用来自WLAN列表30的蜂窝网络优选，选择蜂窝网络。
图5是图示一个示例移动通信设备2100的方框图。移动设备2100包括：处理子***2138，通信子***2111，短距离通信子***2140，存储器子***2124，2126，和各种其它设备子***和/或软件模块2142。移动通信设备2100还包括用户接口，该用户接口可以包括：显示器2122，键盘2132，扬声器2134，麦克风2136，一个或多个辅助输入/输出设备2128，和/或其它用户接口设备。
处理子***2138控制移动通信设备2100的整个操作。由处理子***2138执行的操作***软件可以存储在永久存储器中诸如快闪存储器2124中，但也可以存储在存储器子***中的其它类型的存储器设备诸如只读存储器(ROM)或类似存储单元中。此外，***软件，特定设备应用或其一部分，可以临时装进易失存储器诸如随机接入存储器(RAM)2126中。由移动通信设备2100接收的通信信号还可以存储到RAM 2126中。
处理子***2138，除了其操作***功能之外，还能够使得软件程序2124在设备2100上得到执行。一组预定的控制基本设备操作的程序诸如数据和语音通信，可以在制造期间安装在设备2100上。此外，设备应用可包括WLAN选择模块2124D和优选的WLAN列表2124E用于选择一个WLAN和蜂窝网络，正如上面参照图1-4描述的。
包括数据和语音通信的通信功能通过通信子***2111并且可能通过短距离通信子***2140执行。通信子***2111包括：接受器2112，发送器2114和一个或多个天线2116，2118。此外，通信子***2111还包括处理模块诸如数字信号处理器(DSP)2120或其它处理设备，和本地振荡器(LO)2113。通信子***2111的特定设计和实现取决于移动通信设备2100打算运行其中的通信网络。例如，移动通信设备2100可以包括通信子***2111，其被设计操作于MobitexTM移动通信***、DataTACTM移动通信***、GSM网络、GPRS网络、UMTS网络和/或EDGE网络内。
取决于通信***的类型，网络接入需求改变。例如，在Mobitex和DataTAC网络中，移动设备使用与每个设备相关的唯一个人识别号或PIN注册在网络上。然而在UMTS和GSM/GPRS网络中，网络接入与设备的用户或使用者相关。GPRS和UMTS设备因此需要一个用户识别模块，通常称为SIM或USIM卡，以便运行在GSM/GPRS或UMTS网络上。
当已经完成需要的网络注册或激活程序之后，移动设备2100可经通信网络2119发送和接收通信信号。由天线2116从通信网络2119接收的信号被路由到接收器2112，该接收器提供信号放大、频率下转换、滤波、信道选择等，并且还可以提供模拟到数字转换。接收信号的模拟到数字转换允许DSP执行更复杂的通信功能，诸如解调和解码。以类似方式，由DSP 2120处理(例如调制的和编码的)将发送到网络2119的信号，然后提供给发送器2114用于数字模拟转换、频率上变换、滤波、放大和经天线2118发送给通信网络2119(或多个网络)。
除了处理通信信号之外，DSP 2120还可提供接收器2112和发送器2114控制。例如，加到接收器2112和发送器2114中的通信信号的增益还可以通过在DSP 2120中实现的自动增益控制算法得到自适应控制。
在数据通信模式中，接收的信号诸如文本消息或网页下载由通信子***2111处理并且输入给处理设备2138。然后接收的信号进一步由处理设备2138处理用于输出到显示器2122，或可选地输出到某些其它辅助I/O设备2128。设备用户还可以使用键盘2138和/或某些其它辅助I/O设备2128诸如触板，摇杆输入开关，拇指轮或某些其它类型的输入设备编写数据项诸如电子邮件信息。然后编写的数据项可经通信子***2111在通信网络2119上被发送。
在语音通信模式中时，设备的整个操作基本上类似于数据通信模式，除了接收的信号输出到扬声器2134，和用于发送的语音信号由麦克风2136产生之外。可选的语音或音频I/O子***诸如语音消息记录子***也可以在设备2100上实现。此外，还可以在语音通信模式中利用显示器422，例如显示呼叫方识别、语音呼叫的持续时间或其它语音呼叫相关信息。
短距离通信子***2140使得能够进行移动设备2100和其它不必须是类似设备的近似***或设备之间的通信。例如，短距离通信子***2140可以包括红外设备及相关电路和组件或BluetoothTM通信模块，以提供与类似使能的***和设备的通信。
本发明说明书使用例子公开了本发明包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员制造和使用本发明。本发明的专利范围可包括本领域技术人员想到的其他例子。

Claims (16)

1.一种通过无线局域网络WLAN选择蜂窝网络的方法，包括：
识别在移动设备的覆盖范围内的多个WLAN；
对于每个所述识别的WLAN，确定是否可以通过WLAN接入一个或多个蜂窝网络；
从通过所述识别的WLAN可以接入的蜂窝网络，识别最优选的蜂窝网络；
选择可以用于接入最优选的蜂窝网络的识别的WLAN之一；
指定通过所述选择的WLAN由所述移动设备接入的最优选的蜂窝网络。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
提供一个优选WLAN列表，该列表识别可以通过每个优选的WLAN接入的蜂窝网络；
从所述优选的WLAN列表中选择所述识别的WLAN之一。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于还包括：
尝试通过所述选择的WLAN与所述最优选的蜂窝网络建立通信链路；
如果所述尝试不成功，那么，从所述优选的WLAN列表中选择另一个所述识别的WLAN。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于还包括：
如果所述尝试不成功，那么，从所述选择的WLAN接收可用蜂窝网络的列表，并且从所述可用蜂窝网络列表指定所述蜂窝网络之一由移动设备接入。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
产生识别最优选的蜂窝网络的网络鉴权数据；
传送网络鉴权数据到WLAN；
使用网络鉴权数据与最优选的蜂窝网络建立通信链路。
6.一种用在无线网络中的移动设备，无线网络包括多个无线局域网络WLAN和多个蜂窝网络，每个WLAN与一个或多个蜂窝网络连接，所述移动设备包括：
存储器子***；
通信子***，可操作经过所述无线网络传送和接收数据；
处理子***，耦合到存储器子***和通信子***，并且可操作在存储器子***中存储数据和获取在存储器子***中的数据，执行存储在存储器子***中的指令，和使得通信子***经无线网络传送和接收数据；
网络列表，存储在存储器子***中，所述网络列表识别多个由移动设备接入的优选WLAN，所述网络列表进一步识别可以通过所述优选WLAN接入的一个或多个蜂窝网络；
WLAN选择模块，存储在存储器子***中并且由处理子***执行及包括指令，该指令可操作使得移动设备识别在移动设备的覆盖范围内的多个WLAN，从所述网络列表中识别通过在移动设备的覆盖范围内的多个WLAN之一接入的最优选的蜂窝网络，并且产生网络鉴权数据用于与所述最优选的蜂窝网络建立通信链路。
7.按权利要求6所述的移动设备，其特征在于，由所述网络列表识别的蜂窝网络包括一个或多个本地网络、优选的拜访地网络和非优选的拜访地网络。
8.按权利要求7所述的移动设备，其特征在于，所述网络列表包括用于每个所述识别的蜂窝网络的优选状态，该优选状态指明是否蜂窝网络是本地网络、优选拜访地网络或非优选拜访地网络。
9.按权利要求8所述的移动设备，其特征在于，所述WLAN选择模块基于蜂窝网络的所述优选状态从所述网络列表中识别最优选的蜂窝网络。
10.按权利要求6到9之一所述的移动设备，其特征在于，所述网络列表包括服务集识别符列表，以识别多个优选的WLAN。
11.按权利要求10所述的移动设备，其特征在于，一个或多个列表的SSID包括一个或多个公用陆地移动网络，以识别可以通过SSID接入的一个或多个蜂窝网络。
12.按权利要求6所述的移动设备，其特征在于，所述网络列表由本地网络提供。
13.按权利要求6所述的移动设备，其特征在于，所述WIAN选择模块通过被动扫描来自WLAN的灯塔信号识别移动设备的覆盖范围内的多个WLAN。
14.按权利要求6所述的移动设备，其特征在于，WIAN选择模块通过主动扫描来***络列表识别的优选WIAN的灯塔信号，识别移动设备的覆盖范围内的多个WIAN。
15.按权利要求6所述的移动设备，其特征在于，通过产生包括用于最优选的蜂窝网络的网络识别信息的网络接入识别符NAI，并且传送所述NAI到多个WIAN之一用其对最优选的蜂窝网络接入，WLAN选择模块与最优选的蜂窝网络建立通信链路。
16.按权利要求15所述的移动设备，其特征在于，所述NAI识别用于最优选的蜂窝网络的移动国家代码和移动网络代码。
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