CN110521238A - 自主学习和基于地理的能量高效网络通信 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是加速网络选择，避免执行多频带和/或全频带扫描以检测为移动设备提供数据服务的所有可用网络。更具体地，移动设备利用其优选的公用陆地移动网络列表，该列表是基于由处理平台为了区分网络优先级而处理其自己的先前学习和其他移动设备的学习而针对给定地理区域构建的。选择机制旨在减少附着到网络所消耗的时间和能量。本发明描述了一种在具有物联网(IoT)移动设备***的移动设备(***)和站终端之间建立数据通信的方法。

Description

自主学习和基于地理的能量高效网络通信

技术领域

本发明涉及通信网络选择领域。本发明旨在加速漫游中的移动网络选择，以减少移动设备的电池当中的能耗量。

背景技术

在移动设备离开其家庭网络提供商覆盖区域的漫游情况下，花费大量时间和能量来注册到与其自己的网络提供商具有商业协议的网络。公用陆地移动网络(PLMN)的选择是根据以在通用集成电路卡(UICC)或eUICC的基本文件中发现的优先级顺序的PLMN接入技术组合列表来进行的。在漫游中的自动选择模式中，移动设备尝试注册到具有最高优先级的PLMN。在失败的情况下，具有较低优先级的PLMN被认为是递减顺序的优先级，直到PLMN注册成功为止。基于网络运营商之间达成的商业协议，对所操作的受控PLMN(OP-PLMN)列表进行优先级排序。因此，移动设备可以基于OP-PLMN列表选择不提供所需服务或不满足QoS要求的网络。可能出现一些其他问题，例如由于诸如基站收发器中的软件错误之类的一些问题，上述PLMN的小区停止服务或不提供所需的服务。为了获得所需服务和可接受的QoS，移动设备需要选择PLMN，然后在通过网络建立数据通信之前验证服务和QoS要求。如果不满足要求，则移动设备应从所述PLMN取消注册并搜索另一个PLMN，该PLMN将提供具有可接受QoS的一个或多个所需服务。后一步骤对于移动设备来说可能是耗能的，该移动设备例如在用于跟踪和监视集装箱时随机行进。

当移动设备不能附着到给定区域中的任何服务提供商时，移动设备将基于该位置中的最强信号扫描并优先化所发现的服务提供商。当针对给定地理区域没有到位协议时或如果列表中的服务提供商停止服务，则可能出现这种情况。

在具有大量PLMN(例如，亚洲)的区域中，移动设备可能必须在与其自己的网络提供商达成协议以维持无缝连接的PLMN之间执行许多切换。如果移动设备断电然后在可用PLMN可能不同的不同区域中上电，则在移动设备的自动选择过程期间可能丢失位置注册信息。移动设备将在PLMN注册过程中花费相对较长时间来选择提供所需服务的PLMN。

此外，由于UICC(或eUICC配置文件)上的存储空间有限，存储在UICC(或eUICC配置文件)上的优选PLMN列表通常不包括全球漫游。在这种情况下，可以执行经由手动选择模式的网络提供商选择。然而，手动选择模式不提供两个不同PLMN之间的自动切换，并且结果是耗时且因此耗能。

总之，现在通信网络方法被设计为实现实时通信。因此，每一次通信都被视为关键问题。无论自动选择模式中的扫描持续时间如何，移动设备都被强制扫描并附接到网络，直到获得服务为止。物联网(IoT)移动设备是能量受限的并且在大多数情况下近实时通信可能是足够的，使得通信可以被延迟到一定程度以实现能耗的权衡。IoT移动设备通常不在使得可能无法充电或更换电池的物理到达范围内。此外，网络提供商不保证数据服务的任何服务级别协议(SLA)。网络提供商会忽略其漫游协议的质量，直到他们从客户那里获得反馈(如果有的话)为止。假设的是，如果它们不在其家庭网络或等效的家庭网络中选择正确的运营商，那么连接的对象准备好进行多次尝试。漫游被认为是移动电话设备的例外。然而，全频带扫描和/或多次扫描需要大量能量。对于例如在汽车领域内的具有永久电源的大多数应用而言，或者对于在有限的地理区域内移动的设备而言，这可能不是问题。对于利用能量源有限并且无法物理接近以再充电或更换电池的行进IoTmobile设备(例如，全球移动性和频繁的边界交叉，其中漫游是最常见的场景)的应用而言，这往往是真正的挑战。

因此，需要一种在漫游时加速网络提供商选择并因此限制移动设备的能耗的改进的方法。

发明内容

本发明提供了一种用于控制移动终端与数据获取-分发平台之间的数据通信的方法，包括以下步骤：

-确定移动终端的地理位置；

-基于地理位置从优选和/或禁用PLMN数据结构集中获取设备优选/和禁用PLMN列表；

-在移动终端的运营商文件***中存储和/或更新设备优选/和禁用PLMN列表；

-扫描至少一个设备优选频带，以识别包括至少一个可用通信网络的列表；

-基于设备优选PLMN列表的顺序，在可用通信网络中选择蜂窝网络；和/或排除在禁用PLMN列表中引用的网络；

-经由所选择的通信网络建立与数据获取-分发平台的通信。

根据本发明的一个方面，使用移动终端先前的经验，从公共小区id数据库获得的网络覆盖范围信息和从运营商接收的网络QoS信息来构建针对地理区域的优选和/或禁用PLMN列表，以便更快地获取服务。

例如跟踪和监视集装箱的许多应用将使用具有GPS功能的多个物联网(IoT)设备和由一些物流支路组成的预定义行程计划；如果在上述物流支路上检测到任何网络问题，则共享该信息对于将访问相同物流支路的其他移动设备将是有用的。例如，他们可以避免注册到有问题的PLMN并选择具有更高机会提供所需服务的PLMN。

本发明提供了一种方法，该方法允许在获得所需数据服务的同时更快地进行网络选择，并因此降低漫游情况下移动终端的能耗。应在移动网络提供商基于纯商业协议的转向偏好之前考虑所提议的方法。

根据实施例，该方法可以仅使用禁用PLMN列表。根据另一实施例，该方法可以仅使用优选PLMN列表。根据另一实施例，使用优选和禁用PLMN列表两者。

优选和/或禁用PLMN数据结构集或PF-P-DSL包括一个或多个优选和/或禁用PLMN数据结构。

优选和/或禁用PLMN数据结构集可以根据多个区域来构造，并且包括用于每个区域的优选和/或禁用PLMN数据结构。

每个优选和/或禁用PLMN数据结构可以包括与地理位置或区域或与地理区域相关的ID相关联的优选PLMN列表和/或禁用PLMN列表。

区域信息可以包括一个或多个地理坐标、区域类型和其他参数以执行地理围栏。

优选和/或禁用PLMN数据结构还可以包括至少一个频带。

在上述从PF-P-DSL中提取的单个优选PLMN数据结构中，优选PLMN列表在下文中称为设备优选PLMN列表(DP-PLMN列表)；禁用PLMN列表在下文中称为设备禁用PLMN列表(DF-PLMN列表)；以及一个或多个频带在下文称为设备优选频带。

根据实施例，数据结构集是数据结构列表。

优选PLMN列表可以包括提供适当服务的网络标识符的列表或排序列表。

禁用PLMN列表可以包括不提供适当服务的网络标识符列表。

根据本发明，移动终端可以被解释为物联网(IoT)移动设备，即被设计用于跟踪、监视和/或控制资产的终端。特别地，移动终端可以附着到旅行资产。

根据本发明，数据获取-分发终端是可以通过广域网与移动终端通信以接收网络QoS原始数据和其他用户数据及其他用户数据、传输优选或禁用PLMN数据结构列表的平台。它还与诸如共享公共小区id数据库的web服务器和网络运营商web服务器等的其他实体通信。数据获取-分发终端可以是基于云的平台。

根据本发明，蜂窝网络是提供面向分组的移动数据服务的无线通信网络。

根据本发明，运营商文件***可以是SIM卡或移动终端的eSIM的配置文件。

UICC是一种通用集成电路卡，其用于承载包含运营商配置文件的SIM卡；eUICC是一种嵌入式UICC，其可以经由可以承载多个配置文件的eSIM而安全地更改订阅。UICC和eUICC在下文中都可以称为SIM卡。

根据本发明的一个方面，获得设备优选和/或禁用PLMN数据结构的步骤包括：从存储在移动终端的本地存储器中的优选-禁用PLMN数据结构集中提取的步骤。

可以在移动终端的SIM卡中存储或更新DP-PLMN列表和/或DF-PLMN列表。

仅当移动设备需要经由蜂窝网络与数据获取-分发平台***通信时才执行上述步骤。

这些步骤可以在特定地理区域中仅执行一次。

因此，该配置允许比较由不同网络提供商提供的不同服务的设备优选PLMN列表。

根据实施例，该方法包括以下步骤：

-从数据获取-分发终端平台接收至少部分或全部的优选和/或禁用PLMN数据结构列表。

根据本发明的一个方面，更新可以是优选和/或禁用PLMN数据结构列表的全部更新，即针对所有位置。

根据本发明的另一方面，更新可以是优选和/或禁用PLMN数据结构的部分更新，即针对有限的位置集。

根据实施例，扫描步骤是在从与针对地理区域的设备优选PLMN数据结构相关地定义的设备优选频带中的频率信道上执行的；

为了加速扫描以发现可用网络的过程，可以在设备优选PLMN列表数据结构中定义针对每个地理区域的频带组。

根据实施例，该方法包括以下步骤：

-从站终端接收包括至少一个感兴趣区域的来自站终端的行程计划；以及其中，从数据获取-分发终端平台接收部分、全部或更新后的优选和/或禁用PLMN数据结构集(175b)的步骤包括：接收对应于在所述行程计划中包含的所述至少一个感兴趣区域的设备优选和禁用PLMN数据结构。

根据本发明的一个方面，行程计划引用了设备在其行程期间将经历的主要感兴趣区域(ZoI)。此外，该设备在其本地存储器中接收并存储针对那些感兴趣区域的优选和/或禁用数据结构集。考虑由多个设备在针对该集ZoI的先前行程期间收集的不同QoS和服务参数数据集来计算该优选和/或禁用数据结构集。站终端将能够发送部分更新或全部更新的数据结构。如果该终端存储器足够大，则全部的数据结构可以被下载并被存储在该终端的内部或/和外部存储器中。

根据实施例，该方法包括以下步骤：

-收集和/或评估与所选通信网络相关的网络QoS原始数据；

其中，网络QoS原始数据包含至少一条记录，该记录包括：

i)与所选通信网络相对应的通信网络标识符；

ii)其中已经建立通信所在的地理位置；

iii)与所选择的通信网络的服务质量相关的至少一个特征；

-将包括网络QoS原始数据的至少一条消息发送到站终端。

根据实施例，网络QoS原始数据可以包含至少一条记录，该记录包括已经建立通信时的时间戳和/或使用的无线接入技术的类型。

根据实施例，该方法包括以下步骤：

-收集和/或评估与可用通信网络相关的网络QoS原始数据；

其中，网络QoS原始数据包含至少一条记录，该记录包括：

i)与扫描期间在地理位置处发现的至少一个可用通信网络相对应的一个或多个通信网络标识符；

ii)与如果在特定地理位置或区域中可用的其他通信网络的服务质量相关的一个特征。

根据实施例，该方法包括收集和/或评估与通信网络的选择失败有关的网络QoS原始数据的步骤，并且其中网络QoS原始数据包含至少一条记录，该记录包括其选择失败的一个或多个通信网络标识符。

根据实施例，至少一个可用通信网络是按照发现顺序在所选通信网络之前发现的网络。

根据实施例，移动网络的服务质量包括与网络提供商选择过程相关的特征中的至少一个特征，例如接收信号强度指示、附着过程时间、分组协议数据上下文激活时间、信噪比、载噪比和与服务商服务质量有关的其他无线电OoS参数或特性，例如低吞吐量、丢包、错误、延迟、抖动、无序递送、性能、可靠性、可用性。

根据本发明的一个方面，与网络提供商选择过程相关的特征可以包括扫描和附着步骤的持续时间。

根据实施例，该方法包括以下步骤：

-缓冲网络QoS原始数据；并且

其中，在将包括网络QoS原始数据的至少一条消息发送到数据获取-分发平台的步骤之前，执行网络QoS原始数据的所述缓冲步骤。

根据实施例，在将包括网络QoS原始数据的至少一条消息发送到数据获取-分发平台的步骤被包括还发送包括除了网络评估数据之外还有用户数据的至少一条消息的步骤中。

根据实施例，该方法包括以下步骤：

-在移动终端集群或局域网上获得连接；

-使用移动终端集群或局域网与另一个移动终端或到另一个移动终端的网关设备共享优选和/或禁用PLMN数据结构集。

根据实施例，可以经由移动设备之间的不同通信介质来推送/更新列表，所述移动设备具有利用网关和低能量无线电网络的特权。

根据实施例，该方法包括以下步骤：

-基于地理位置或区域以及地理交换指令集交换运营商配置文件。

根据本发明的一个方面，控制方法包括基于移动终端输入和站终端处理对给定地理区域的不同网络提供商区分优先级的步骤。这意味着要么在传统SIM中使用个性化PLMN，要么在使用eUICC的情况下在不同网络提供商之间交换运营商配置文件。当我们有多个传统SIM卡时，同样的交换机制也适用。

因此，从不同移动终端(IoT设备)收集的处理数据与其他偏好(例如不同服务的定价)相结合、或遵守法律方面(每当适用时，不允许漫游超过有限时间段)。

根据实施例，该方法包括以下步骤：

-从数据获取-分发平台接收更新的地理交换指令集。

根据本发明的一个方面，调制解调器可以以相同的发现顺序(排序列表)存储和返回它经由自动扫描发现的网络运营商列表。由于可以使用自动扫描，因此网络运营商列表可能并未完成，但是该信息对于更新设备优选PLMN列表、用于比较和选择新网络服务提供商、或者在已经更新转向协议的情况下是有价值的。

本发明还涉及一种用于经由蜂窝网络、低功率无线电网络、卫星通信或多个上述通信介质的组合来控制多个移动终端之间的数据获取-分发平台上的数据获取和分发的方法，包括以下步骤：

-从所述多个移动终端接收与至少一个所选择的或可用的通信网络相关的网络QoS原始数据；其中，网络QoS原始数据包含至少一条记录，该记录包括：

i)与至少一个所选择的或可用的通信网络相对应的通信网络标识符；

ii)其中已经建立通信所在的地理位置；

iii)与所述所选择的或可用的通信网络的服务质量相关的至少一条特征；

-处理QoS原始数据并更新或生成优选和/或禁用PLMN数据结构集，其包括针对至少一个地理位置或区域的至少优选和/或禁用PLMN数据结构；

-向至少一个移动终端发送全部或部分的优选-禁用PLMN数据结构列表。

根据实施例，处理步骤涉及应用于接收的网络QoS原始数据的数据挖掘、机器学习和/或统计处理方法。

根据实施例，部分优选-禁用PLMN数据结构集与包括在移动终端的行程计划中的地理区域相关联。

根据实施例，网络QoS原始数据可以包含至少一条记录，该记录包括已建立通信时的时间戳和/或使用的无线接入技术的类型。

根据实施例，基于针对特定地理区域的网络QoS参数给予每个网络运营商权重。

从多个移动终端、固定或移动网关接收如上定义的与所选择的和其他通信网络相关的网络QoS原始数据。数据获取-分发平台***可以与用户数据一起或在单独的步骤中接收网络QoS原始数据。数据获取分发***可以经由不同的通信网络方式接收上述网络QoS原始数据，该通信网络方式包括蜂窝网络、包括与数据获取-分发平台***连接的固定或移动网关的低功率集群无线电网络。数据获取-分发平台***可以从开放和付费平台接收网络覆盖范围和网络QoS原始数据，以丰富其数据库。数据获取-分发平台***还从各个国家的可操作的各种运营商接收网络覆盖范围和网络QoS原始数据。数据获取-分发平台***可以从多个移动和固定网关接收网络QoS原始数据。

数据获取-分发平台***基于相对于移动设备将行进的地理区域的行程计划来准备或组成全部或部分优选和/或禁用PLMN数据结构列表(PF-P-DSL)。数据获取-分发平台***经由包括蜂窝网络的多个通信介质，经由到移动终端的网关等将上述组成列表转发到移动设备。如果设备存储器足够大，则全部的组合列表可以被下载并存储到设备的内部或/和外部存储器。

根据实施例，该方法包括以下步骤：

-基于网络评估数据生成地理交换指令集；

-向至少一个移动终端发送所述地理交换指令集。

根据实施例，该方法包括以下步骤：

-接收包含至少一条记录的网络QoS原始数据，该记录包括：

i)与在已经执行扫描的地理位置处扫描期间在地理位置处发现的一个或多个可用通信网络相对应的一个或多个通信网络标识符；

并且其中生成优选-禁用PLMN数据结构列表的步骤也基于该至少一条记录。

根据实施例，至少一个可用通信网络是按照发现顺序在所选通信网络之前发现的网络。

附图说明

本发明的前述和其他目的、特征、方面和优点将从以下实施例的详细描述中变得显而易见，所述实施例是参考附图以说明而非限制的方式给出的，其中：

-图1表示跟踪***；

-图2表示移动终端的结构；

-图3表示数据获取和分发平台；

-图4表示优选-禁用PLMN数据结构的结构；

-图5示出了QoS原始数据记录的结构；

-图6示出了PLMN数据结构列表的结构

-图7示出了移动终端的内部内存存储器和SIM卡；

-图8示出了用于控制移动终端上的数据通信的方法；以及，

-图9表示控制数据获取和分发的方法。

具体实施方式

用于进行跟踪的***

图1示出了根据本发明的方法的示例性用例，其中集装箱船承载多个集装箱999。每个集装箱999包括具有蜂窝移动设备***110的移动设备100。

移动设备100可以为所有运输和物流链利益相关方(例如，货主、集装箱运营商或出租人、海关和监管机构等)提供关于集装箱位置及其被监视的不同物理方面的相关数据和服务。移动设备100收集的数据可以有利于提高运输链的整体可见性，并且可以使得能够改善物流链管理、简化船上的冷藏箱监视、使终端现代化并提高其效率、以及增强整体货物运输安全。

事实上，由于使用了多种运输工具以及包括托运人、收货人和运输公司在内的多个角色的参与，传统的联运集装箱999缺乏对门到门行程进度的可见性。海关和监管机构的控制过程可能非常漫长。冷藏货物的监视和冷藏集装箱999装备的检查是非常昂贵的。

与汽车和其他IOT设备不同，这些移动设备100本质上受到极大的能量限制。另外，一旦固定到容器上，这些移动设备100将以不可预测的方式跨越边界全球行进。移动设备100大多数时间将处于漫游服务。应以最少量的能耗保证全球数据服务的可用性。

移动设备架构

图2表示移动终端100，其可以包括通过无线通信网络200进行通信的移动终端***101。移动终端***101可以包括控制器110。通常，控制器110可以包括用于执行操作***软件的中央处理单元。移动终端***101可以包括本地内存存储器169以便存储数据。

控制器110可以耦接到简称收发器120的射频收发器电路120和天线121。控制器110可以正常地控制移动终端100的操作，并且与通信功能相关联的信号处理操作通常可以在收发器电路120中执行。收发器电路120与天线121接口连接，以便接收或发送信息。

移动终端***101可以包括加速度传感器191、光传感器192、比重计传感器193和温度传感器194，它们中的每一个可以耦接到控制器110。上述传感器可以是通过数据连接或信号连接的内部或外部传感器。

移动终端100可以经由天线121向移动网络200发送通信信号并从移动网络200经由天线121接收通信信号。

SIM卡170可以是装载有用户身份模块(SIM)或eUICC的通用集成电路卡(UICC)。在下文中UICC和eUICC均称为SIM卡。移动终端100可以使用至少一个SIM卡170进行操作，该SIM卡170可以在SIM卡接口(未示出)处连接到、***到或焊接到移动终端100中。SIM卡170可以是一种类型的可移动身份卡，其用于识别移动终端或集装箱并且个性化该设备等。SIM卡170还可以存储移动终端的附加用户信息，包括日志和信息。在更通用的名称中，SIM或eSIM卡可以被称为运营商文件***。

移动终端100可以在无线通信蜂窝网络200中或通过无线通信蜂窝网络200进行通信，无线通信蜂窝网络200提供了面向分组的移动数据服务。无线通信网络200可以是传统的网络电信网络。在图1的实施例中，无线网络200可以根据第二代到第五代的蜂窝无线电网络技术来配置。

移动终端100可以包括通信单元140，通信单元140包括附加的收发器电路和天线，以在无线局域网600上、并特别是与移动终端100的集群内的其他移动终端进行通信。

移动终端100可以包括耦接到控制器110的、基于卫星的定位***接收器130。相应的基于卫星的定位***可以是例如GPS、Galileo或Glonass或者上述定位***的组合。

移动终端100可以包括耦接到控制器110以与冷藏集装箱数据记录***通信的调制解调器。

移动终端100可以包括自主能量容量或者一个或多个可再充电或不可再充电的电池150。我们将该能量供应统一称为电池150。电池150可以向移动终端100中的电路供应电力。电池150可以耦接到功率调节器155，功率调节器155可以调节至设备的功率。当移动终端100可操作时，收发器电路120仅在其可以发送到网络时接通，并且否则就关闭以节省资源，特别是节省自主能量容量150。类似地，收发器电路120的接收器通常可以周期性地关闭以节省电力，直到可能需要接收信号或信息。

在传统操作中，网络选择可以由移动终端100自主地执行，或者由移动终端100指示收发器设备120选择特定网络来执行。

为了访问移动数据服务，移动终端100首先通过执行可称为分组服务数据“附着”的操作使无线网络200知晓其存在。该操作在移动终端100与服务GPRS支持节点建立逻辑链路。完成分组数据协议上下文激活以将移动终端100连接到互联网。这使移动终端100可用于接收和发送语音呼叫、数据、USSD消息或SMS消息。可以使用例如封装和隧道在移动终端100与外部数据网络之间传送用户数据。

图7是移动终端的SIM卡170的图示。SIM卡170应包括内存存储器(memorystorage)。

所述内存存储器包括：家庭网络列表171、用户优选和/或禁用PLMN列表175b、网络运营商优选PLMN列表172。

根据3GPP描述的标准扫描和附着过程，如果移动终端是漫游状况，则在网络运营商优选PLMN列表172之前优先考虑用户优选PLMN(P-PLMN)列表175b。

如果用户优选PLMN列表175b为空或者没有能够附着来自用户优选PLMN列表175b的网络，则考虑网络运营商PLMN列表172中的网络运营商。

移动终端必须检查是否允许对该PLMN的附着还是每次在扫描阶段期间发现PLMN。通过验证PLMN是否是禁用PLMN列表(F-PLMN)的一部分来执行检查。实际上，该验证应该在3GPP PLMN选择自动模式中规定的选择过程的每个阶段中完成。因此，在每次以及每个网络注册活动之前，查阅禁用PLMN列表。

根据实施例，对应于给定地理位置或区域的设备优选PLMN列表175b被存储在SIM卡170中，以便影响标准扫描和附着方法。所述列表从优选和/或禁用PLMN数据结构列表175a中提取并存储在移动终端内存存储器169中，其可以从平台300获得，如下面将进一步描述的。

本发明与允许存储不同网络提供商的多个配置文件的UICC和eUICC兼容。在这种情况下，可以存在如图2所示的第一运营商配置文件170a和第二运营商配置文件170b。

上述移动终端能够经由其地理定位模块确定其地理位置，并且将任何数据存储在其本地存储器中。它有权更新用户优选PLMN(PLMN)列表和禁用PLMN列表。它有权强制扫描特定频段。每当移动终端100发起与无线网络200的通信时，它必须测量并向数据获取-分发平台***300发送所选网络的QoS信息以及无线环境中可用的网络的QoS信息将在下面详细描述的。

数据获取-分发平台***

在图3中表示数据获取-分发平台***300。数据获取-分发平台包括可以是基于云的平台的***300。

数据获取-分发平台***300可以包括获取服务器的单个或多个实例，该服务器构建服务器接口302以允许通过广域网连接到无线网络200并且从而从终端100或中间网关100G、单个或网格化处理单元304、以及可以被分发的一个或多个数据库***303来获取数据。该***还可以包括第三方API或运营商API以从第三方或运营商收集数据。该分布式计算***用于执行优选-禁用PLMN数据结构列表(PF-P-DSL)175a的生成，如下面将描述的。

用于控制移动终端上的数据通信的方法

图8示出了用于控制在地理位置处的移动终端100与数据获取-分发平台300之间的数据通信的方法500。

为了准备用于数据通信的移动终端，方法可以包括初始步骤505：确定移动终端100的地理位置，以及然后地理围栏(geo-fencing)510以识别地理区域。这可以由基于卫星的定位***接收器130来执行。

移动终端***在每次数据通信之前更新其地理围栏状态，该数据通信可能包括也可能不包括地理定位步骤。

前进到步骤510，可选地，可以基于地理位置或区域以及地理交换规则或指令集180来执行在不同运营商配置文件170a、170b之间的交换步骤515。

优选-禁用PLMN数据结构列表PF-P-DSL存储在存储器169中。优选-禁用PLMN数据结构列表PF-P-DSL包括如图4所示的多个优选-禁用PLMN数据结构。

PF-P-DSL中的每个优选-禁用PLMN数据结构PF-P-DS包括多个频带、优选PLMN列表、禁用PLMN列表、地理区域或与地理区域相关联的ID(如果移动终端已经获取所述区域信息)。区域信息包括一个或多个地理坐标、区域类型和可选的其他参数以执行地理围栏。在步骤520中，从上述优选-禁用PLMN数据结构列表中提取单个优选-禁用PLMN数据结构。在上述从PF-P-DSL提取的所述单个PF-P-DS中，在PF-P-DS中发现的优选PLMN列表在下文中称为设备优选PLMN列表或DP_PLMN列表；PF-P-DS中发现的禁用PLMN列表或DF-PLMN列表在下文中称为设备禁用PLMN列表；以及一个或多个频带在下文中称为设备优选频带。在步骤525中，移动终端检查是否必须更新PLMN列表。如果是，则在步骤530存储或更新如图7所示的SIM卡中的DP-PLMN列表和DF-PLMN列表。

当移动设备需要经由蜂窝网络与数据获取-分发平台***通信并且在特定区域中仅通信一次时，执行上述步骤。优选-禁用PLMN数据结构列表中指定的所有参数是可选的。如果尚未设置优选项，则DP-PLMN和DF-PLMN列表可以为空。无论何时只要未指定频率，这意味着应扫描所有频率。在步骤535中扫描上述设备优选频带/多个频带，以识别在无线电环境中发现的通信网络。扫描将在来自于如在3GPP标准中定义的优选频带的所有频率信道上执行。

使用SIM中的禁用PLMN基本文件以避免移动设备从运营商优选PLMN列表中排除不提供所需服务的网络。该步骤将避免将移动终端的能量花费在不必要地注册到当前停止服务或不提供所需服务的网络上。

在扫描步骤535期间，执行网络扫描数据195的收集步骤535。在与平台建立成功或失败的数据通信之前，收集来自服务网络和邻近网络的网络QoS数据。

来自服务网络和邻近网络的网络扫描数据、网络QoS在下文中称为网络QoS原始数据。

如图5所示，网络QoS原始数据包含的记录可以包括与以下相关的数据：

-地理位置或区域标识符区域ID，其中已建立通信或执行扫描；

-扫描数据，即扫描持续时间和对应于在扫描期间在地理位置/区域处的发现顺序中在所选通信网络之前发现的一个或多个可用通信网络的一个或多个通信网络标识符；

-用于使用了无线电接入技术ACT类型的所选择的网络的服务小区QoS数据；

-用于使用了无线电接入技术ACT类型的无线电环境中存在的一个或多个其他可用通信网络的邻近小区QoS数据；

-使用的频段。

可以包括其他数据，例如已经建立通信时的时间戳。

网络QoS参数包括与网络提供商选择过程相关的特征中的至少一个特征，例如代表接收信号强度指示的RSSI、附着过程时间、分组协议数据上下文激活时间、信噪比、载噪比和与服务商的服务质量相关的其他无线电QoS参数或特征，例如低吞吐量、丢包、错误、延迟、抖动、无序递送传送、性能、可靠性、可用性。

在步骤540期间，根据基于DP-PLMN列表中存在的优先级顺序的网络附着过程并且排除既存在于DF-PLMN列表中又存在于运营商文件***列表或SIM170中的网络，来选择和注册其他网络之间的通信网络。

在步骤545中，借助于所选择的通信网络200与平台建立数据通信。

在步骤560中，包括用户数据的网络QoS原数据190可以在消息中发送到数据获取-分发平台300。网络QoS原数据195也可以在步骤560或在单独的步骤中发送。

在发送上述数据之前，可以在步骤555处进行缓冲。在步骤555处，利用网络QoS评估数据190、网络扫描数据195、用户数据和业务逻辑数据中的至少一个完成数据的聚合以便节省资源。

在步骤565a中，可以可选地从数据获取-分发平台***300接收包括至少一个感兴趣区域的行程计划。行程计划引用了设备在其行程期间将经过的主要感兴趣区域(ZoIs)。

方法包括从数据获取-分发平台***300接收更新后的优选-禁用PLMN数据结构列表175a的步骤570。也可以在步骤570或在单独的步骤中从数据获取-分发平台***300接收更新后的地理交换指令集180。

更新后的设备优选PLMN数据结构175a可以存储在移动终端内存存储器169中。

更新可以是全部更新或部分更新。例如，更新可以限于在步骤565中接收的行程计划中包括的感兴趣区域。

根据移动终端位于移动终端集群或局域网中的实施例，全部或部分PF-P-DSL或DP-PLMN列表和DF-PLMN列表175b可以与另一移动终端或例如网关的固定终端共享或被其更新。

用于控制数据获取分发平台上的数据获取和分发的方法

数据获取-分发平台***可以实施图9中所示的方法700。

方法包括：从多个移动终端、固定或移动网关100接收与所选择的和其他通信网络200相关的如上定义的网络QoS原始数据190的步骤705。

方法可以包括：授权终端或网关发送所述数据的初始步骤702。

数据获取-分发平台***可以与用户数据一起或者可以在单独的步骤中接收网络QoS原始数据。数据获取分发***可以经由不同的通信网络方式接收上述网络QoS原始数据，该通信网络方式包括蜂窝网络、包括与数据获取-分发平台***连接的固定或移动网关的低功率集群无线电网络。数据获取-分发平台***从开放和付费平台接收网络覆盖范围和网络QoS原始数据，以丰富其数据库。数据获取-分发平台***还接收来自各个国家的关于各种运营商可操作的网络覆盖范围和网络QoS原始数据。数据获取-分发平台***可以从多个移动和固定网关接收网络QoS原始数据。

在步骤710，执行各种处理以生成或更新优选-禁用PLMN数据结构列表(PF-P-DSL)。

具体地，将数据挖掘、机器学***均时间或每秒的比特、无线电接入技术、信号强度和覆盖范围。作为优选PLMN列表175b的一部分的主要条件是网络向移动设备递送数据服务或组合数据、语音、呼叫者ID服务、USSD和其他所需服务的能力。平台能够基于QoS参数的不同组合对地理区域的网络区分优先级。基于针对特定地理区域的网络QoS参数给每个网络赋予权重。

可以基于设备所经历的收集的QoS信息的大小来缩小地理区域。例如，如果设备花费更多时间在该区域中或者如果更多设备被部署在该区域中，则可以缩小该区域。

可以通过添加诸如预先已知的网络事件的上下文信息或者对网络提供适当服务的能力具有冲击或影响的任何其他参数来进一步调整该优选和禁用PLMN列表。

最初，数据结构包含作为运营商优选PLMN提供的信息。然后，基于移动设备的体验对包含在数据结构中的列表进行排序。最先发现或具有更高QoS等级的网络可以在列表中向上移动。相反，可以从优选PLMN数据结构中去除面临诸如服务拒绝、无数据服务、不可接受的服务获取时间等反复出现的问题的网络，并将其添加到禁用PLMN数据结构中。

数据结构将考虑由网络服务提供商做出的协议的任何改变，即增加或删除与运营商/漫游服务的新协议。

每当平台在收集的网络数据的数据分析中有进展时，数据结构将被更新。

在步骤715中，从上述步骤生成针对给定地理位置的更新的设备优选和禁用PLMN数据结构175b，并且更新优选-禁用PLMN数据结构列表(PF-P-DSL)。

数据获取-分发平台***基于相对于移动设备将遍历的地理区域的行程计划来准备或组成全部或部分的优选-禁用PLMN数据结构列表(PF-P-DSL)。

与生成步骤715并行地，可以执行基于网络QoS原始数据来生成地理交换指令集180的步骤716。

数据获取-分发平台***在步骤720中将上述组成列表经由包括蜂窝网络的多个通信介质、经由到移动终端的网关等转发到移动设备。地理交换指令180可以在相同步骤或不同步骤中发送。如果设备存储器足够大，则可以下载全部的组成列表并将其存储在设备的内部或/和外部存储器中。

Claims (15)

1.一种用于控制移动终端(100)与数据获取-分发平台(200)之间的数据通信的方法(500)，包括以下步骤：

-确定(505)所述移动终端(100)的地理位置；

-基于所述地理位置从优选和/或禁用PLMN数据结构集中获取(520)设备优选和/或禁用PLMN列表；

-在所述移动终端的运营商文件***中存储和/或更新(530)设备优选PLMN列表和/或禁用PLMN列表；

-扫描(535)至少一个设备优选频带，以识别包括至少一个可用通信网络(200)的列表；

-基于所述设备优选PLMN列表(175b)的顺序，在所述可用通信网络(200)中选择(540)蜂窝网络(200)；和/或排除在所述禁用PLMN列表中引用的网络；

-经由所述所选择的通信网络(200)建立(545)与数据获取-分发平台的通信。

2.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：

-从数据获取-分发终端平台(300)接收(570)至少部分或全部优选和/或禁用PLMN数据结构列表(175b)。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法(500)，其中：

-在来自与针对地理区域的设备优选PLMN数据结构相关地定义的设备优选频带中的频率信道上执行所述扫描步骤(535)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(500)，包括以下步骤：

-从站终端(300)接收(565)包括至少一个感兴趣区域的来自站终端的行程计划；以及

其中，从数据获取-分发终端平台(300)接收(570)部分、全部或更新后的优选和/或禁用PLMN数据结构集(175b)的步骤包括：接收对应于在所述行程计划中包含的所述至少一个感兴趣的区域的设备优选和禁用PLMN数据结构(175b)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(500)，包括以下步骤：

-收集和/或评估(550)与所选通信网络相关的网络QoS原始数据(190)；

其中，所述网络QoS原始数据包含至少一条记录，所述记录包括：

i)与所选通信网络相对应的通信网络标识符；

ii)其中已建立所述通信所在的所述地理位置；

iii)与所述所选通信网络的服务质量相关的至少一个特征；

-将至少一条包括所述网络QoS原始数据的消息发送(560)到所述站终端(300)。

6.根据权利要求4或5所述的方法(500)，包括以下步骤：

-收集和/或评估(550)与可用通信网络相关的网络QoS原始数据(190)；

其中，所述网络QoS原始数据包含至少一条记录，所述记录包括：

i)与扫描期间在地理位置处发现的至少一个可用通信网络相对应的一个或多个通信网络标识符；

ii)在其他通信网络在特定地理位置或区域中可用的情况下，与所述其他通信网络的服务质量相关的一个特征。

7.根据权利要求6所述的方法(500)，其中移动网络的所述服务质量包括与网络提供商选择过程相关的特征中的至少一个特征，例如接收信号强度指示(RSSI)、附着过程时间、分组协议数据上下文激活时间、信噪比、载噪比和与服务商服务质量有关的其他无线电QoS参数或特征，例如低吞吐量、丢包、错误、延迟、抖动、无序递送、性能、可靠性、可用性。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法(500)，包括以下步骤：

-对网络QoS原始数据(190)进行缓冲；并且

其中，在将包括所述网络QoS原始数据(190)的至少一条消息发送(560)到所述数据获取-分发平台(300)的步骤之前，执行网络QoS原始数据(190)的所述缓冲的步骤。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法(500)，其中，将包括所述网络QoS原始数据的至少一条消息发送(560)到所述数据获取-分发平台(300)的步骤被包括在还发送包括除了网络评估数据(190)之外还有用户数据的至少一条消息的步骤中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法(500)，包括以下步骤：

-在移动终端集群或局域网上获得连接；

-使用移动终端集群或局域网与另一个移动终端或到另一个移动终端的网关设备共享优选和/或禁用PLMN数据结构集(175b)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法(500)，包括以下步骤：

-基于地理位置或区域和地理交换指令集(180)来交换(515)运营商配置文件(170a，170b)。

12.根据权利要求11所述的方法(500)，包括以下步骤：

-从数据获取-分发平台(300)接收(505)更新后的地理交换指令集(180)。

13.一种用于经由蜂窝网络、低功率无线电网络、卫星通信或多个上述通信介质的组合来控制(700)多个移动终端之间的数据获取-分发平台上的数据获取和分发的方法，包括以下步骤：

-从所述多个移动终端(100)接收(705)与至少一个所选的或可用的通信网络(200)相关的网络QoS原始数据(190)；其中，所述网络QoS原始数据包含至少一条记录，所述记录包括：

i)与所述至少一个所选的或可用的通信网络相对应的通信网络标识符；

ii)其中已经建立所述通信所在的所述地理位置；

iii)与所述所选的或可用的通信网络的服务质量相关的至少一条特征；

-处理(710)所述QoS原始数据并更新或生成(715)优选和/或禁用PLMN数据结构集(PF-P-DSL)，其包括针对至少一个地理位置或区域的至少优选和/或禁用PLMN数据结构；

-向至少一个移动终端(100)发送(720)全部或部分的优选-禁用PLMN数据结构列表。

14.根据权利要求13的控制方法(700)，包括以下步骤：

-基于所述网络评估数据生成地理交换指令集(180)；

-向至少一个移动终端(100)发送(720)所述地理交换指令集(180)。

15.根据权利要求13至14中任一项所述的控制方法(700)，包括以下步骤：

-接收(705)包含至少一条记录的网络QoS原始数据(195)，所述记录包括：

i)与在已经执行扫描所在的地理位置处扫描期间在地理位置处发现的一个或多个可用通信网络相对应的一个或多个通信网络标识符；

并且其中生成(715)优选-禁用PLMN数据结构列表(175a)的步骤也基于所述至少一条记录。