CN102318237B - 多接入网际互连方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多接入网际互连方法，该方法为多接入装置提供整合蜂窝以及WLAN接入。在蜂窝网络中服务基站首先获取WLAN信息，然后WLAN信息转发给服务装置，这样，服务装置能够连接蜂窝网络和WLAN。该WLAN信息可以包含扫描信息，WALN QoS信息，WLAN第三层信息，或者附加WLAN接入点信息。该WLAN信息基于触发事件而转发，其中，触发事件与服务基站信息、WLAN覆盖范围信息、或者服务装置信息相关。基于已接收WLAN信息，当进入WLAN覆盖范围，服务装置启动WLAN接入以将流量从蜂窝接入网络转发到WLAN接入网络。当离开WLAN覆盖范围，服务装置停用WLAN接入以节省功耗。

Description

多接入网际互连方法
相关申请的交叉引用
本发明根据35U.S.C.§119要求2010年3月12日递交的申请号为61/313,182，标题为“Method of Smart Interworking to Support Integrated Multi-Radio WirelessCommunication Terminals in Heterogeneous Wireless Communication Networks”的美国临时申请案，以及2010年12月15日递交的，申请号为61/423,160标题为“Method ofSmart Interworking to Offload traffic from Cellular Network to WiFi Network”的美国临时申请案的优先权；在此合并参考这些申请案的申请标的。
技术领域
本发明的实施例通常有关于无线网络通信，更具体地，有关于异质(heterogeneous)无线通信网络的多接入网际互连(multi-radio interworking)。
背景技术
近几年移动数据服务的需求连续剧烈增长。需求的增长由现代便携式手持设备所驱动，便携式手持设备例如，智能手机、平板计算机(tablet PC)、便携式路由器等等。需求的增长也受到新应用的驱动，新应用例如，流视频、电子书、在线游戏(online gaming)等等。研究表明，对于移动数据服务的需求从2008年到2013年增长超过50倍。
为了满足移动数据服务中快速增长的需求，各种网络运营商开发出了用于下一代无线网络的新技术以及定义了新标准，以获得更高峰值传输率。举例说明，ITU-R需要1Gbps峰值传输率用于第四代(“4G”)移动通信系统中的IMT-Advanced系统。在无线网络中的1Gbps峰值传输率可以为用户提供有线线路(wireline)网络中相似的体验，而且在今天以及不久的未来，足以满足因特网(Internet)上更多的应用。
在4G时代之后，峰值传输率不再是一个关键问题，网络容量很有可能在接下来几年迅速耗尽。不仅仅流量需求在剧烈增长(即，5年内>50x)，平均小区频谱效率的改进从3G到4G时代的改进也是非常有限的(即，<10x)。除此之外，可用频率资源也是有限的。网络容量将会很快耗尽，即使所有网络都是用4G空中接口而更新。这个问题实际上已经在一些地区发生了。因此，容量耗尽在4G乃至后4G(Beyond4G，B4G)时代是关键问题。
无线通信服务的需求持续增长，宽带接入的需求可能不会总是需要移动性支持。实际上，研究表明，只有小部分用户需要同时移动以及宽带接入。因此，除了蜂窝网络，其他网络能够传输信息给移动用户，其中，其他网络具有或者不具有移动性支持。在大多数地理区域，多接入网络(Multiple Radio Access Network，RAN)区域是可用的，其中RAN例如E-UTRAN以及WLAN。进一步说，无线通信装置很快将配置多接入收发器，其中多接入收发器用于接入不同无线接入网络(radio access network)。举例说明，多接入终端(MultipleRadio Terminal，MRT)可以同时包含蓝牙、WiMAX以及WiFi无线收发器。因此，多接入整合在今天是可行的，而且对于说明用户终端开发更多用于不同无线接入技术的可用带宽，以及更好利用有限的无线频谱资源是很关键的。
多接入整合需要从两个角度达成。从网络角度，自从3G时代在网际互连(inter-networking)上已经完成很多研究，其中，骨干网络(backhaul)中的流量(traffic)路由(routing)以及分流(offload)(即，有线线路(wireline))。另一方面，从装置角度来看，调查不同无线接入网络如何可以彼此之间互连以阻止交互干扰的某些研究已经开始。尽管如此，同样装置的不同空中接口如何能够互连以改进传输效率，已经深入研究，以及无线接入网络如何能够说明具有共享组件的装置，用于不同空中接口，以更好一起工作。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种多接入网际互连方法。
本发明提供一种多接入网际互连方法，该方法为服务装置提供整合蜂窝以及无线局域网络接入，该方法包含：通过蜂窝网络中服务基站获取无线局域网络的无线局域网络信息；以及将该无线局域网络信息转发给该服务装置，以便该服务装置能够与蜂窝网络以及无线局域网络连接，其中，该无线局域网络信息基于触发事件而转发，其中，该触发事件与该服务基站信息、无线局域网络覆盖范围信息或者服务装置信息相关。
本发明再提供一种多接入网际互连方法，该方法为用户设备提供整合蜂窝以及无线局域网络接入，该方法包含：在蜂窝网络中经由该用户设备获取无线局域网络信息，其中该无线局域网络信息从该蜂窝网络的服务基站传送，以及其中，该用户设备配置有蜂窝模块以及无线局域网络模块；以及基于该已获得无线局域网络信息，经由该无线局域网络模块启动接入无线局域网络，以便该用户设备具有连接该蜂窝网络以及该无线局域网络的能力。
本发明另提供一种多接入网际互连方法，该方法为用户设备提供整合蜂窝以及无线局域网络接入，该方法包含：由该用户设备在无线局域网络频率信道上扫描，以及由此获得无线局域网络中无线局域网络接入点上的扫描结果，其中，该用户设备配置有无线局域网络模块以及蜂窝模块；以及将该扫描结果传送给蜂窝网络中服务基站。下面介绍本发明的其他实施例以及优点。发明内容不限定本发明，本发明保护范围以权利要求界定为准。本发明提供的多接入网际互连方法可以在同样装置的不同空气接口互联以改进传输效率。
附图说明
附图用于结合本发明的实施例用以说明附图中，其中，相同的数字表示相似的元件。
图1为根据一个新颖性方面，用于用户终端接入信息源的多接入网络示意图。
图2为已整合蜂窝加WLAN接入的多接入整合的示例示意图。
图3为作为技术演进路线图技术演进路线图(technology migration roadmap)中第一阶段的多接入共存(coexistence)示意图。
图4为作为技术演进路线图中第二阶段的多接入协作(cooperation)示意图。
图5为技术演进路线图中的作为第三阶段的多接入认知(cognition)示意图。
图6为具有WLAN覆盖范围的蜂窝网络中用户终端的多接入网际互连的示例示意图。
图7为WLAN分流(offload)运作过程的第一步骤。
图8为WLAN分流运作过程的第二步骤。
图9为根据一新颖性方面完整WLAN分流过程一个实施例的示意图。
图10为用于WLAN分流的网络结构的概况示意图。
图11为使用寻呼过程初始化WLAN分流(offload)过程的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细介绍本发明的一些实施例。
图1为根据一个新颖性方面用于用户终端11接入信息源10的多接入网络的示意图。无线接入网络(RAN)是实现无线接入技术的移动电信系统的一部分。在大多数地理区域中，多接入网络通常对于用户终端11接入信息源10(例如，因特网)以及获得移动数据服务是可用的。不同无线接入网络类型的例子包含GSM无线接入网络、UTRA或者E-UTRA蜂窝(cellular)接入网络、WiMAX系统以及无线局域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)。如果多个RAN支持相同空中接口(air interface)，那么整个接入网络为同质(homogeneous)网络。另一方面，如果多个RAN支持不同空中接口(例如，蜂窝以及WiFi)，那么整个接入网络为异质(heterogeneous)网络。从用户终端的角度来看，期望的信息从哪个接入网络传输没有影响，只要数据服务保持快速以及高质量。根据一个新颖性方面，使用多接入整合，用户终端11为多接入终端(Multi-Radio Terminal，MRT)，以及能够利用更多带宽，用于改进每个终端效能以及/或者优化的无线资源利用，其中更多带宽为来自不同无线接入网络，异质和同质网络。
依赖于标准(standard)，用户终端或者移动电话不同地作为用户设备(UserEquipment，UE)、终端设备以及移动台(Mobile Station，MS)为人所熟知。在图1的例子中，用户终端11称作UE11，以及配置有蜂窝无线模块以及WiFi无线模块。UE11可以通过E-UTRAN路径(使用单点虚线所表示)使用自己的蜂窝模块接入因特网。可替换地，UE11可以通过WLAN路径(使用双点虚线所表示)使用自身的WiFi模块接入因特网。在一个改进的实施例中，UE11的蜂窝无线模块以及WiFi无线模块彼此协作以提供E-UTRAN12以及WLAN13上的整合蜂窝以及WiFi接入，以提高传输有效性以及带宽利用。
图2为使用整合蜂窝(例如，E-UTRAN)以及WiFi(例如，WLAN)接入的多接入整合的例子示意图。E-UTRAN为用于移动网络的3GPP长期演进(Long Term Evolution，LTE)升级路径(upgrade path)的蜂窝空中接口。E-UTRAN为演进的UMTS陆地无线接入网络(EvolvedUMTS Terrestrial Radio Access network)的缩写，也作为3GPP早年草稿中的演进的通用陆地无线接入(Evolved Universal Terrestrial Radio Access，E-UTRA)网络为人熟知。另一方面，WiFi为一个描述连接范围的技术词汇，其中，连接技术包含基于IEEE802.11标准的WLAN、装置到装置(device-to-device)连接性，WiFi也是一个技术范围的词汇，其中，所述技术支持PAN、LAN甚至WAN连接。在图2的例子中，用户设备UE21、UE22以及UE23位于基站eNB24的小区覆盖范围内，其中，基站eNB24位于蜂窝E-UTRAN无线接入网络中。另外，UE22以及UE23也位于WLAN接入网络的WiFi接入点WiFi AP25的覆盖范围内。
如图2上半部所示，用户设备UE21-23通过已建立LTE信道由服务基站eNB24所服务，其中，已建立LTE通道用于数据通信(由斜线阴影所表示)。尽管如此，用户设备UE21-23，不与WiFi AP25建立任何用于数据通信的WLAN信道(由白色阴影所表示)。例如，没有多接入整合技术，用户设备UE21-23甚至不会意识到WiFi AP25的存在，以及任何WLAN接入的可用性。可以看出来，没有多接入网际互连，WLAN接入网络的网络带宽根本不会被用户设备UE21-23所利用。
另一方面，如图2下半部所示，用户设备UE21-23由服务器基站eNB24通过已建立LTE通道而服务(由斜线阴影所表示)，其中，已建立LTE通道用于数据通信。此外，用户设备UE22-23也与WiFi AP25建立WLAN信道，以从LTE信道分流数据流量(traffic)到WiFi信道(由斜线阴影所表示)。例如，蜂窝网络中的服务器基站eNB24可以通过WiFi AP25，使用多接入整合技术告知UE22-23WLAN接入的可用性。可以看出来，使用多接入网际互连，E-UTRAN以WLAN接入网络的网络带宽被用户设备UE21-23有效利用，以提高传输效率。
在一个有益的方面，蜂窝网络的网络运营商可能已经与WLAN网络的网络运营商建立了某种商业服务协议(agreement)，以方便上述多接入整合以及网际互连。在一个例子中，蜂窝网络的网络运营商可以与WLAN网络的网络运营商为相同的实体。在第一种情况下，网络运营商对聚集的(aggregated)移动数据服务(mobile data service)的用户征收统一费用(flat fee)。在第二种情况下，网络运营商基于已传输数据量征收费用。在上述两种情况下，通过上述多接入网际互连，网络运营商可以征收合理的费用以为用户提供更好的服务。
多接入整合不会一夜之间发生。相反，需要使用精确定义技术演进路线图(technology migration roadmap)长期计划。一般说来，技术演进路线图的第一阶段定义为多接入共存(coexistence)阶段，在此阶段，多接入接口在相同的终端中共存，而且能够减轻干扰，这样，不同无线接入网络可以相互独立的很好运行。技术演进路线图中的第二阶段定义为多接入协作(cooperation)阶段，在此阶段多接入接口能够在相同终端彼此网际互连，这样，为了更好的每终端效能(per terminal performance)，不同网络上的无线资源可以均衡(leveraged)。技术演进路线图中的第三以及最后一个阶段定义为多接入认知(cognition)阶段，在此阶段中，多接入接口能够彼此为资源优化而网际互连，这样，相同的无线资源可以被不同空中接口灵活共享。三个不同阶段下面分别结合附图详细介绍。
图3为作为多接入整合技术演进路线图中的第一阶段的多接入共存的示意图。在多接入共存中，多接入模块在多接入终端(MRT)中共存，用于不同系统上的同步或者相互独立数据通信(不同系统例如，系统#1在RF载波#1，以及系统#2为RF载波#2上，如图3所示)。此阶段的目标是将共存干扰从无线模块共址(co-located)到相同设备平台上。在图3的例子中，MRT31包含第一无线收发器以及第二无线收发器，其中第一无线收发器包含第一RF模块(RF#1)、第一基频模块(BB#1)以及第一天线(ANT#1)、第二无线收发器中包含第二RF模块(RF#2)、第二基频模块(BB#2)以及第二天线(ANT#2)。举例说明，RF#1为蓝牙模块以及RF#2为蜂窝模块。共同位于相同物理装置中的多接入收发器的同步运作，尽管如此，可以承受显著的质量降低(degradation)，其中，质量降低包含由于重迭的或者相邻无线频率引起的彼此之间的显著干扰。由于物理上邻近以及无线功率泄漏，当用于RF#1的数据传送和用于RF#2上的数据接收在时间域上重迭时，RF#2的接收由于来自RF#1的传送的干扰而受到显著影响。同样地，RF#2的数据传送也可能与RF#1的数据接收相互干扰。
调查不同无线接入网络如何能够彼此网际互连以阻止交互干扰的研究已经开始。用于共址(co-located)的无线收发器的安排传送以及接收时隙的各种方法已经提出。举例说明，BT装置(例如，RF#1)首先将自己的通信时隙与共址(co-located)的蜂窝无线模块(例如，RF#2)同步，以及然后获得共址(co-located)的蜂窝无线模块的流量样式(pattern)。基于该流量样式，BT装置选择性地跳过一个或者多个TX或者RX时隙，以避免某些时隙中的数据传送或者接收，以及因此减少了与共址(co-located)的蜂窝无线模块的干扰。已跳过时隙对于TX或者RX运作被停用，以阻止干扰，以及更节能。对于多接入共存的额外细节，请参考2010年8月22日递交的，美国申请号为12/925,475，标题为“System and Methods forEnhancing Coexistence efficiency for multi-radio terminals”，发明人为Ko等的美国专利申请(该专利的标的在此合并作为参考)。
图4为作为多接入整合技术移转路线路中的第二阶段的多接入协作的示意图。在多接入协调阶段，一个多接入终端中的多接入模块彼此网际互连，用于不同系统(例如，系统#1在RF载波#1上，系统#2在RF载波#2上，如图4所示)上有效数据通信。此阶段的目标是有效网际互连以说明MRT在减少硬件复杂性的前提下保持多系统之间的互连。从系统运行视角来看，MRT41保持与系统#1(虚线表示)的逻辑连接，而能够分流数据流量到系统#2(点划线所表示)。在此协作阶段可能需要新的协议，以说明MRT41在两个系统之间不丢失控制信号以及连接性的前提下切换。从装置结构角度来看，MRT41可以包含共享RF模块(COMMONRF)，两个相互独立的基频模块(BB#1以及BB#2)，以及两个分开的天线(ANT#1以及ANT#2)。
图5为作为多接入整合技术移转路线路的第三阶段的多接入认知的示意图。在多接入认知的最后阶段，MRT中多接入模块彼此网际互连，用于相同系统中的不同无线接入网络上的优化数据通信。此阶段的目标是最小化硬件复杂性前提下优化无线(频谱)资源利用。理想情况下，阻止所有被考虑频谱部分上的无线资源的不必要的浪费。从系统运作角度来看，MRT51连接到系统#1，以及通过载波#1(由斜线阴影表示)接收系统#1中的控制信号。这是因为MRT51能够在相同系统中使用自身的服务基站或者WiFi接入点，在不同RF载波之间切换。更进一步说，不同用户可以在系统#1的载波#1(由灰色填充阴影所表示)上同时获得资料。从装置结构角度来看，MRT51可以包含共享RF模块(COMMON RF)、共享基频模块(COMMON BB)以及两个分开的天线(ANT#1以及ANT#2)。通过最小化硬件复杂性前提下获得无线资源共享，多接入认知为不久的将来用于多接入网际互连要达到的最后阶段。
调查不同无线接入网络如何能够彼此网际互连以阻止多接入共存阶段的交互干扰的研究已经开始，已经深入研究在相同装置的不同空中接口如何能够网际互连以提高传输效率。特别地，已经深入研究无线接入网络如何能够说明具有共享组件的装置一起很好运行，其中，具有共享组件的装置用于不同无线模块以及收发器。人们已经认识到，尽管如此，没有网络和系统支持前提下达到多接入整合很难。当考虑到多接入协作和认知时这个问题更为严重。举例说明，用户终端不知道在图4以及图5中何时能切换到不同载波上。没有更好的说明，用户终端需要响应最坏的情况而设计，例如不同无线收发器同时传送或者接收。
图6为根据一个新颖性方面在具有WLAN覆盖范围的蜂窝网络中，用户终端的多接入网际互连的例子的示意图。图6的例子中根据图4以及图5，采用蜂窝网络(例如LTE)作为系统#1以及WiFi(例如WLAN)作为系统#2。图6的例子中也采用流量分流(例如，转发)作为多接入网际互连的一主要实施例。更具体地，用户终端的数据流量可以从蜂窝接入网络分流到WLAN接入网络，以提高传输效率。应当注意到，尽管如此，这个问题是通用的，而且解法可以应用到很多其他系统组合中。
在图6的例子中，蜂窝无线接入网络E-UTRAN61包含服务器基站eNB62，WLAN63包含WiFi接入点AP64。用户设备UE65以及AP64两者均位于eNB62提供覆盖范围的小区内。UE65开始由服务基站eNB62通过LTE蜂窝空中接口在第一位置A提供服务。当UE65稍后移动到第二位置B时，然后位于用于WLAN接入的WiFi AP64提供的覆盖范围内。然后，UE65移动到第三位置C，其中，WLAN接入不再可用。
没有多接入整合，由eNB62服务的UE65不能有效地连接WiFi AP64或者与WiFiAP64断开连接。因为有限的WLAN覆盖范围，UE65不知道何时扫描WiFi AP64时。当前方法是WiFi服务提供商可以在一些特定区域，例如快餐店、咖啡店、餐馆等为可用的WiFi做广告。UE65的用户手动启动WLAN模块，以扫描以及接入WLAN网络。尽管如此，用户可能没有注意到WiFi广告，然后可能没有在移动到WLAN覆盖范围内立刻启动WLAN模块。此外，用户可能在移动出WLAN覆盖范围之后忘记停用WLAN模块。
如图6的时间线(timeline)66所示，UE65的用户可能在时间T0移动到位置B。用户在时间T1手动启动UE65的WLAN模块，以扫描WiFi AP64以及接入WLAN63。WLAN连接设定(setup)之后，在时间T2，UE65连接到WLAN63。从时间T2到时间T3发生有效WLAN流量分流。在时间T3，用户移动出WLAN覆盖范围。最后，在时间T4，用户记得停用WLAN模块。作为结果，从时间T0到时间T1，对于UE65，用户忘记打开WLAN模块，蜂窝网络E-UTRAN61不能分流流量到WLAN63。此外，从时间T3到T4，用户忘记关闭WLAN模块，所以UE65浪费了功耗。从时间线66，可以看到，虽然在时间T0到T3UE65位于WLAN覆盖范围内，实际WLAN流量分流时间周期(从时间T2到T3)很短，以相对长时间周期(从时间T1到T4)启动WLAN模块为代价。
另一方面，因为多接入整合，UE65具有某些有关WLAN63的信息，WLAN63的信息包含WLAN接入以及覆盖范围信息，因此可以有效地连接WiFi AP64或者与WiFi AP64断开连接。一般说来，当蜂窝网络中的服务基站服务的UE进入到具有WLAN接入的位置内，WLAN接入通过WLAN模块而启动，以及WLAN连接设定(setup)将在进入到WLAN覆盖范围区域内自动开启。作为结果，UE将已经建立与蜂窝网络和WLAN之间的连接。进一步说，蜂窝网络中的服务基站可以在连接设定(setup)过程中帮助UE，以减少设定(setup)时间。当UE离开WLAN覆盖范围区域，WLAN接入将通过WLAN模块及时停用，以节省功耗。
如图6的时间线67所示，在时间T0用户移动到位置B。在相同的时间T1=T0，UE65的WLAN模块启动，以扫描WiFi AP64以及接入WLAN63。在时间T2，UE65连接到WLAN63，以及UE65的数据流量从E-UTRAN61分流到WLAN63。在时间T3，用户移出WLAN63的覆盖范围区域。最后，在相同时间T4=T3，UE65的WLAN模块停用以节省功耗。从时间线67，可以看出，从时间T0到T3，UE65位于WLAN覆盖范围之内，UE65的数据流量从E-UTRAN61分流到WLAN63以在时间周期的主要部分内(从时间T2到T3)提高传输效率。进一步说，没有多接入网际互连情况下，连接设定(setup)时间(从T1到T2)与时间线66相比更短，以及WLAN启动时间(从T1到T4)比时间线66更短。
为了使得上述从蜂窝接入网络到WLAN之间流量分流更为便利，有必要使得UE获得某些WLAN信息。举例说明，期望UE知道何时应该启动WLAN模块，在哪个WiFi信道，哪里扫描WiFi AP，优选接入哪个WiFi AP，如何使用减少的时间完成WLAN设定(setup)，以及何时停用WLAN模块。根据一个新的做法，UE的服务器eNB首先获得WLAN信息(例如，图7的第一步骤所示)，然后在某些事件触发下将WLAN信息转发给UE，以使得WLAN分流运作过程更为便利(例如，图8的第二步骤所示)。
图7为在蜂窝网络70中WLAN分流运作过程的第一步骤的示意图。蜂窝网络70包含多个基站(eNB)以及多个服务装置(UE)，其中，多个基站(eNB)包含eNB71、eNB72以及eNB73，以及多个服务装置(UE)包含UE74、UE75以及UE76。一些基站的小区覆盖范围与多个WLAN的覆盖范围是重迭的，每个WLAN包含一个WiFi接入点(AP)以提供WLAN接入，其中，WiFi接入点包含AP77、AP78以及AP79。在图7的例子中，服务基站eNB71为服务装置UE74提供服务，服务装置UE74位于WiFi AP77提供的WLAN覆盖范围内。同样地，服务基站eNB72-eNB73为服务装置UE75-UE76提供服务，其中，服务装置UE75-UE76分别位于WiFi AP78-AP79提供的覆盖范围之内。
对于已经和对应WiFi AP建立连接的UE，或者对于已经在对应WiFi AP上实施扫描的UE(例如，如图7的虚线箭头所示)，已经基于UE扫描结果获得某些WLAN信息。根据一个新颖性方面，这些UE可以将WLAN信息发送给服务eNB(例如，图7的实线箭头所示)。举例说明，UE74通过扫描获得WiFi AP77信息，然后将该信息发送给eNB71。同样地，UE75-UE76通过扫描获得WiFi AP78-AP79信息，然后将该信息发送给eNB72-eNB73。然后服务基站明白哪个WiFi AP覆盖范围与蜂窝网络的哪个小区的覆盖范围重迭。
图8为蜂窝网络70中的WLAN分流运作过程第二步骤的示意图。在WLAN分流运作过程的第二步骤中，蜂窝网络中的服务基站将已获得WLAN信息基于某些触发事件转发给他们的服务装置。在图8的例子中，UE81朝eEB71移动，以及从eNB84切换到eNB71。当UE81切换到eNB71(例如，触发事件之一)，eNB71将已获得WLAN信息(例如，WiFi AP77信息)转发给UE81。作为结果，当UE81朝着WLAN覆盖范围内的一个位置移动时，UE81自动通过自身的WLAN模块启动WLAN接入，以基于eNB71提供的WLAN信息搜索以及连接WiFi AP77。同样地，当UE81移动离开WLAN覆盖范围时，UE81通过自身WLAN模块自动停用WLAN接入以节省功率。UE82以及UE83的运作与UE81相同，此处简洁起见，不再赘述。
切换只是用于服务基站转发WLAN信息至其服务装置的触发事件之一。触发事件可以与服务基站信息相关，其中，服务基站信息例如服务eNB位置以及覆盖范围信息(例如，当UE切换到服务eNB)，WLAN覆盖范围信息，例如WLAN的WiFi AP位置(例如，GNSS或者因特网标识的)以及WLAN的覆盖范围(例如，eNB小区覆盖范围内表示为WiFi AP)，以及服务装置信息例如装置位置(例如，GNSS或者网络定位表示)，装置足印(footprint)(例如，具有或者没有相关测量结果的小区ID，其中，该小区由与WiFi AP有连接的服务UE所表示)、装置测量结果(例如，服务eNB或者相邻eNB的RSRP、RSRQ或者CQI)以及之前报告给服务eNB的装置WiFi能力(capability)。
图9为根据一个新颖性方面，蜂窝网络中完整的WLAN分流过程一个实施例的示意图。该蜂窝网络包含服务基站eNB91、用户设备UE92以及UE93，以及WiFi接入点AP94，其中WiFi接入点AP94提供的WLAN覆盖范围与eNB91的小区覆盖范围重迭。UE92和UE93均配置由WLAN模块以及蜂窝模块。可替换地，UE92以及UE93可以配置共享RF模块，该共享RF模块可以由WLAN以及LTE接入所共享。在图9的例子中，UE93位于WiFi AP94提供的WLAN覆盖范围之内。UE93在WiFi AP94使用的WLAN频率信道上实施扫描以及因此获得扫描结果(步骤101)。扫描结果可以包含WiFi AP94的服务设定识别符(Service Set Identifier，SSID)、WiFiAP94使用的频率信道、已接收信号强度、WLAN信号以及/或者协议版本(例如，IEEE802.11a/b/g/n)、WLAN模式(例如，基础结构(infrastructure)模式、ad-hoc模式，或者便携式路由器)以及WiFi AP94的IP地址。扫描结果可以进一步包含WLAN连接质量(QoS)信息，例如服务延迟(latency)以及可支持的WiFi AP94的数据流量(throughput)，当WiFi AP94被UE93扫描到时或者被UE93连接时的位置，以及当WiFi AP94被UE93扫描到时或者被UE93连接时的足印，以及当UE93被UE93扫描到或者被连接到AP94时，UE93在蜂窝网络上的测量结果。
接下来，UE93将扫描结果传送给服务eNB91(步骤102)。作为结果，基于扫描结果eNB91获得WLAN信息。已获得WLAN信息通常对于其他UE来说很有帮助(例如，UE92)，其他UE用以决定是否应该启动WLAN模块以及何处扫描WiFi AP。除了基于上述扫描结果获得WLAN信息之外，eNB91可以通过其他机制获得WLAN信息或者附加WLAN信息，例如从骨干网网络或者从WiFi AP自身。举例说明，WLAN信息可以进一步包含WLAN第三层(layer-3)信息(例如，WLAN网关IP地址、DNS IP地址、DHCP服务器IP地址)、将用在WLAN的装置IP地址，以及I-WLAN信息(例如，无线接入网关，(Wireless Access Gateway，WAG)地址、附着到该WLAN的可用的公共陆地移动网络(PLMN))。在另一个实施例中，WLAN信息可以包含额外信息，以说明装置确定哪个WiFi AP可以接入，优选接入或者不允许接入。进一步说，WLAN信息可以包含鉴权(authentication)信息以及WiFi AP的请求(requirement)，WiFi AP的收费策略(policy)、WiFi AP的接入优先级(例如，蜂窝运营商自己的WiFi AP有最高优先级)，WiFi AP所要求的注册(registration)信息、WiFi AP的负载、WiFi AP的剩余容量、WiFi AP的支持数据流量(throughput)，以及WiFi AP的服务延迟(latency)。
在一个实施例中，eNB91可以基于蜂窝运营商的策略，指示UE接入的优先的(prioritized)WiFi AP。在一个例子中，服务运营商自身(例如，CMCC)使用(deployed)的WiFi AP，或者其他运营商使用(deployed)的the WiFi AP具有最较优先级，其中，该其他运营商与服务运营商具有漫游协议。在另一个例子中，如果收费是基于已经传送数据量，蜂窝运营商可能不需要UE接入其他公共WiFi AP，以最大化来自数据接入的自身收入。在再一个例子中，如果收费是统一数额，那么蜂窝运营商可能需要UE尽可能接入公共WiFi AP。在另一个实施例中，当WiFi AP与不同骨干网(e.g.,wireline宽带骨干网或者无线骨干网)连接时，可能应用不同WLAN接入策略。举例说明，蜂窝网络运营商可能不需要UE使用WiFi路由器连接到另一个便携式WiFi路由器，因为便携式WiFi路由器消耗来自蜂窝网络的相同无线资源，而且因此不可能从蜂窝网络有效分流流量。
在UE92切换到服务eNB91(步骤103)之后，切换事件触发eNB91，以将已获得WLAN信息转发给UE92(步骤104)。当UE92移动进入到WLAN覆盖范围内时，在接收到WLAN信息之后，UE92通过自身WLAN模块启动WLAN接入(步骤105)。基于已接收WLAN信息，UE92对WLAN信道实施扫描，以及开始与WiFi AP94的连接设定(setup)(步骤106)。因为各种与安全有关的过程，WLAN连接设定(setup)可能花费很长时间，其中，与安全有关的过程包含鉴权以及注册。例如，一些WiFi AP将需要鉴权过程，鉴权过程包含用户进入ID以及密码。为了说明减少连接设定(setup)时间，服务eNB91可以执行一些列运作，包含预鉴权(pre-authentication)以及预注册(pre-registration)(步骤107)。举例说明，eNB91可以使用先前注册在蜂窝网络的UE92的识别卡(identity)帮助实施与WiFi AP94的预鉴权，以获得WLAN接入密钥以及传递给UE92用于WiFi AP接入，使用UE92的识别卡(identity)(例如,SIM)预鉴权或者预注册UE92到PLMN，告知PDG将已选择UE封包数据流量重新定向给WLAN，以及将用于接入WiFiAP94的安全信息转发到UE92，其中，上述PLMN附着到WLAN。在WLAN连接设定(setup)之后，UE92连接到蜂窝网络以及WLAN(步骤108)。UE92的数据流量可以从蜂窝网络转发到WLAN以提高效能以及效率。
当UE92稍后离开WLAN覆盖范围时，基于某种触发条件，通过自身WLAN模块UE92停用WLAN(步骤109)。触发条件可以基于来自服务eNB91的通知，其中，来自服务eNB91的通知有关任何WiFi AP不可用、UE92的服务小区、UE92的位置、UE92的足印、服务eNB91上的测量结果的阈值、WLAN信号强度的阈值以及可用WLAN数据流量(throughput)的阈值。例如，当UE92进入到另一个小区，其中，UE92没有从服务该小区的eNB接收到WiFi AP信息时，UE92可以停用自身WLAN模块。当扫描结果显示来自WiFiAP的已接收信号强度低于某个阈值时，UE92也可以停用自身WLAN模块，其中WiFi AP由服务NB91所指示。
无线接入网络(RAN)只是实现无线接入技术的无线通信网络的一部分。图10为无线通信网络110中用于WLAN分流的网络结构概况示意图。无线通信网络110包含无线接入网络RAN111以及演进(evolved)封包核心网络112。RAN111包含E-UTRAN113以及WLAN114，其中，E-UTRAN113包含多个eNB，WLAN114包含多个WiFi AP以及无线接入网关(WAG)115，以及每个RAN为用户设备UE121通过不同空中接口提供无线接入。演进(evolved)封包核心网络112包含移动性管理实体(management entity，MME)116、服务网关(serving gateway，S-GW)117，封包数据网络网关(packet data network gateway(PDN-GW)118以及增强PDN(enhanced PDN，ePDN)网关119。演进(Evolved)封包核心网络112以及E-UTRAN113一起也称作一个公共陆地移动网络(PLMN)。从UE121的角度来看，其配置有蜂窝收发器以及WiFi收发器，以及能够通过蜂窝接入(例如单点虚线所示E-UTRAN路径)或者WLAN接入(例如，双点虚线所示的WLAN路径)接入应用网络或者因特网(Internet)120。
图11为无线通信网络110中使用寻呼过程初始化WLAN分流过程的一个实施例的示意图。在图11的例子中，网络服务器122使用寻呼过程初始化或者更新WLAN分流过程。在步骤1中，网络服务器122传送服务初始消息给PDG118，其中，PDG118用于发送寻呼消息给UE121。寻呼消息包含UE121接入的目标WLAN的信息。在步骤2中，PDG118将该寻呼消息传送给MME116，反过来，MME116将寻呼消息通过E-UTRAN接入网络113将寻呼消息转发给UE121。寻呼消息告知UE121，何时UE121需要建立用于数据服务的连接，UE121应当通过WLAN接入网络114建立这样的连接。在步骤3，UE121开启与WAG115的WLAN分流设定(setup)，然后将寻呼响应通过WLAN接入网络114传送给网络实体，其中，该网络实体处理该寻呼消息(例如，PDG118)。在步骤4，在寻呼响应之后，建立WLAN连接，以及通过WLAN接入网络114建立封包数据服务流。
寻呼过程只是初始化WLAN分流过程的一个例子。寻呼信息是无线资源控制(RadioResource Control，RRC)消息的一种，其中，RRC用于传送以及转发WLAN信息。一般说来，WLAN信息可以由各种类型消息所承载，各种消息包含UTRA或者E-UTRA系统中的RRC消息、UTRA或者EUTRA系统中的MAC控制元素(Control Element，CE)以及WiMAX系统中的MAC管理信息。
虽然本发明与一些具体实施例联系进行描述，以说明本发明，然本发明不以此为限。相应地，可以对所描述的实施例的各种特征进行各种修改以及润饰，均属于本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以申请专利范围内容界定为准。

Claims (21)

1.一种多接入网际互连方法，该方法为服务装置提供整合蜂窝以及无线局域网络接入，该方法包含：
通过蜂窝网络中服务基站获取无线局域网络的无线局域网络信息；
将该无线局域网络信息转发给该服务装置，以便基于触发事件而将该服务装置的数据流量从该蜂窝网络分流到该无线局域网络，其中，该触发事件与该服务基站信息、无线局域网络覆盖范围信息或者服务装置信息相关，以及其中，该无线局域网络信息包含在该蜂窝网络中的无线资源控制消息或者媒体接入控制控制元素、或者媒体接入控制消息中；以及
在该服务基站以及该服务装置之间的数据流量，从该蜂窝网络分流到该无线局域网络，其中该服务基站与该服务装置保持连接。
2.如权利要求1所述的多接入网际互连方法，其特征在于，该无线局域网络信息包含无线局域网络接入点的服务设定识别符或者该无线局域网络接入点所使用的频率信道。
3.如权利要求2所述的多接入网际互连方法，其特征在于，该无线局域网络信息包含与该无线局域网络接入点的该服务设定识别符相关的接入优先级或者原则。
4.如权利要求2所述的多接入网际互连方法，其特征在于，该无线局域网络信息包含该无线局域网络接入点所连接的骨干网类型。
5.如权利要求1所述的多接入网际互连方法，其特征在于，该无线局域网络信息包含已接收信号强度、无线局域网络信号/协议版本以及无线局域网络接入点的无线局域网络模式。
6.如权利要求1所述的多接入网际互连方法，其特征在于，该无线局域网络信息包含第三层信息，其中，该第三层信息包含一无线局域网络接入点网关IP地址、DNS IP地址、DHCP服务器IP地址、该无线局域网络中使用的装置IP地址以及I-无线局域网络信息至少其中之一。
7.如权利要求1所述的多接入网际互连方法，其特征在于，进一步包含：
基于该蜂窝网络中注册的该服务装置，与无线局域网络接入点实施预鉴权以及预注册过程；
从该无线局域网络接入点获取无线局域网络接入秘钥；以及
将该无线局域网络接入秘钥传递给该服务装置。
8.如权利要求1所述的多接入网际互连方法，其特征在于，进一步包含：
获得无线局域网络接入信息以及将该无线局域网络接入信息转发至该服务装置，用于无线局域网络接入。
9.如权利要求1所述的多接入网际互连方法，其特征在于，进一步包含：
告知封包数据网关，以将来自该蜂窝网络的该服务装置的已选择封包数据流量重新定向至该无线局域网络。
10.如权利要求1所述的多接入网际互连方法，其特征在于，该无线局域网络信息包含有关无线局域网络接入点的信息，包含该无线局域网络接入点的鉴权信息、收费策略、接入优先级、注册信息、负载、能力、可支持的数据流量以及服务延迟的至少其中之一。
11.如权利要求1所述的多接入网际互连方法，其特征在于，该无线局域网络信息由该服务基站从第二服务装置接收，以及其中该无线局域网络信息包含由该第二服务装置从无线局域网络频率信道上获得的扫描结果。
12.如权利要求1所述的多接入网际互连方法，其特征在于，该触发事件与该服务基站小区覆盖范围相关。
13.如权利要求1所述的多接入网际互连方法，其特征在于，该触发事件与无线局域网络覆盖范围信息相关，其中，该无线局域网络覆盖范围信息包含无线局域网络接入点位置以及该无线局域网络服务覆盖范围。
14.如权利要求1所述的多接入网际互连方法，其特征在于，该触发事件与该服务装置信息相关，其中，该服务装置信息包含装置位置、装置足印、该服务基站上的装置测量结果或者装置无线局域网络能力。
15.一种多接入网际互连方法，该方法为用户设备提供整合蜂窝以及无线局域网络接入，该方法包含：
在蜂窝网络中经由该用户设备获取无线局域网络信息，其中该无线局域网络信息在一寻呼消息中，从该蜂窝网络的服务基站传送给该用户设备，以及其中，该用户设备以共址方式配置有蜂窝模块以及无线局域网络模块；
基于已获得的该无线局域网络信息，经由该无线局域网络模块启动接入无线局域网络，以便该用户设备具有连接该蜂窝网络以及该无线局域网络的能力，其中，该无线局域网络信息包含在该蜂窝网络中的无线资源控制消息或者媒体接入控制控制元素、或者媒体接入控制消息中；
为了响应该寻呼消息，透过该无线局域网络，给蜂窝网络中的网络实体发送寻呼响应；以及
从该蜂窝网络向该无线局域网络分流数据流量，其中该用户设备同时连接到该蜂窝网络以及该无线局域网络。
16.如权利要求15所述的多接入网际互连方法，其特征在于，当该用户设备切换到该服务基站时，该用户设备启动该无线局域网络。
17.如权利要求15所述的多接入网际互连方法，其特征在于，该用户设备启动对该无线局域网络的接入，以及在该无线局域网络频率信道上基于该无线局域网络信息扫描无线局域网络接入点。
18.如权利要求15所述的多接入网际互连方法，其特征在于，该用户设备从多个无线局域网络接入点选择无线局域网络接入点，以及基于该无线局域网络信息实施连接设定。
19.如权利要求15所述的多接入网际互连方法，其特征在于，基于触发条件，停用该无线局域网络，该触发条件包含：来自该服务基站的通知，以及其中，该通知包含无线局域网络覆盖范围信息。
20.如权利要求15所述的多接入网际互连方法，其特征在于，基于触发条件，停用该无线局域网络，该触发条件包含用户设备装置信息，该用户设备装置信息包含用户设备位置、用户设备足印或者该服务基站上的用户设备测量结果。
21.如权利要求15所述的多接入网际互连方法，其特征在于，基于触发条件，停用该无线局域网络，该触发条件包含无线局域网络阈值信息，该无线局域网络阈值信息包含无线局域网络信号强度阈值或者无线局域网络数据流量阈值。
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