CN1674689A - 移动通信网和无线局域网间交互中提供信息的方法和系统 - Google Patents

移动通信网和无线局域网间交互中提供信息的方法和系统 Download PDF

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Abstract

提供一种用于提供关于移动通信网络-无线局域网(WLAN)交互工作信息的方法和系统。在移动通信网络-无线局域网(WLAN)交互工作系统中,从移动通信网络向双终端广播交互工作的WLAN信息,具有移动通信网络接口和WLAN接口。一旦接收到包括关于交互工作的WLAN信息的广播消息,双终端开启它的WLAN模块并以省电模式周期性地扫描附近的WLAN。一旦接收到不包含交互工作的WLAN信息的广播消息,双终端关闭WLAN模块。

Description

移动通信网和无线局域网间交互中提供信息的方法和系统
技术领域
本发明通常涉及在移动通信网络和无线局域网之间的交互工作(interworking),更特别地,涉及一种在移动通信网络和无线局域网(WLAN)间的交互工作中提供信息的方法和系统。
背景技术
近些年来,包括便携式计算机和移动电话的便携式电子产品市场的快速增长,激励了对于到有线网络的无线接入的积极研究,例如企业内部互联网或因特网/万维网(WWW)。WLAN是所熟知的作为容许以有效成本方式高速率接入到有线网络的行之有效的技术。
与此同时,第3代(3G)移动通信系统,包括码分多址2000(CDMA 2000)系统、宽带码分多址/通用移动通信系统(WCDMA/UMTS)、通用分组无线服务(GPRS)、和CDMA 2000 1x的演进-数据和语音(CDMA2000 1x EV-DV)系统,使之能够实现在无线信道中的高速数据传输,从而使得移动台(MSs)或其它用户设备(UE)能够接入到蜂窝移动通信网络上的分组通信网络(例如,因特网)。
然而,高科技无线接入技术是非常昂贵的。在这种环境下,增加了对于经由接入两种网络类型的双终端(dual terminal)对移动通信网络和WLAN交互工作的研究、发展和标准化的要求。交互工作的主要目的是在便宜的、大容量的WLAN上提供移动通信服务。
与移动通信网络相比,由IEEE 802.11标准系列定义的WLAN不使用寻呼信道来跟踪可接入的网络,也就是接入点(AP)。寻找可接入到IEEE 802.11双终端的AP的过程称作扫描。以下将描述或者使用主动(active)扫描方法、或者使用被动(passive)扫描方法所执行的WLAN扫描。
在主动扫描方法中,终端发送探测信号来探测附近的AP。一接收到该探测信号,AP就将包含接入所需要的参数的响应信号发送给终端,从而允许终端检测可接入的AP的存在。由于使用主动扫描,终端能够更快地搜索可接入的AP,但同时具有功率损耗增加的缺陷。
在被动扫描方法中,AP发送信标(beacon)信号,该信标信号由终端用于探测可接入的AP的存在。信标信号包括终端试图接入WLAN所必需的参数,因此终端能够试图接入相应的AP。与主动扫描方法相比较,被动扫描需要更少的功率,但是终端将花费更多的时间用于扫描AP,这样对于终端得到接入到AP就需要更多的时间。
对于IEEE 802.11 WLAN,终端在寻找可接入的WLAN的过程中要经历困难,尤其是寻找能够与移动通信网络交互工作的WLAN。当WLAN的AP在不同的频带上工作时,在主动扫描情况下,终端必须在不同的频率信道上发送探测信号来扫描所有可用的AP;或者在被动扫描的情况下,为了接收AP的信标信号而扫描不同频率的信道。这导致了为接入WLAN而搜索一个AP的所需时间的增加。
典型地,WLAN的AP的位置可通过TV广告节目或此类方式向双终端用户广告,或者在WLAN范围建立标记以允许用户人工地扫描WLANs。但是,这些方法在通知WLAN可用的范围中不是有效的,因此使用户感到不便。
发明内容
本发明的一个目的实质上是至少解决上述问题和/或缺点,并且至少提供以下的优点。相应地,本发明的一个目的是提供一种方法和系统,能够使双终端在移动通信网络-WLAN的交互工作系统中有效地搜索交互工作的WLAN。
本发明的另一个目的是提供一种方法和系统,用于当双终端已经找到交互工作的WLAN时,向用户通知交互工作的WLAN的可接入性因此用户能够容易地接入该交互工作的WLAN。
本发明的另一个目的还在于提供一种方法和系统,用于在交互工作的WLAN上,经由在移动通信网络上的小区广播,在小区内向双终端提供信息。
本发明的另一个目的还在于提供一种方法,用于根据双终端的请求,在移动通信网络中WLAN的AP上提供信息。
本发明的另一个目的还在于提供一种用于安装实体(entity)的方法,该实体用于管理WLAN的AP的位置和标准信息,所述位置和标准信息将提供给在移动通信基站(BS)或核心网(CN)中的双终端。
上述目的是通过提供一种用于在移动通信网络和WLAN间的交互工作中提供信息的方法和系统来实现的。
根据本发明的一个方面,在移动通信网络-WLAN交互工作系统中传送交互工作的WLAN信息的方法中,移动通信网络通过给双终端的广播消息而发送交互工作的WLAN信息,该双终端能被连接到移动通信网络和WLAN二者上,以及基于双终端的请求,在双终端和WLAN之间建立连接。
根据本发明的另一方面,在移动通信网络-WLAN交互工作系统中的接收交互工作的WLAN信息的方法中,能被连接到移动通信网络和WLAN二者的双终端从移动通信网络接收广播消息,所接收的广播消息包含交互工作的WLAN信息,响应于此广播消息而扫描附近的WLAN,以及如果检测到WLAN,就通知用户可接入双终端的WLAN的存在。
根据本发明的另一方面,在移动通信网络-WLAN交互工作系统中,移动通信基站在小区内广播包含有关WLAN点的交互工作的WLAN信息的广播消息,以及双终端响应于此广播消息而扫描附近的WLAN,如果检测到WLAN,就通知用户可接入双终端的WLAN的存在。
附图说明
结合附图参考下面的详细说明,本发明上面的和其他目的、特征和优点将变得更加明显,其中:
图1是根据本发明优选实施例的移动通信网络-WLAN交互工作的网络配置的示意图;
图2是根据本发明实施例的能够交替连接到移动通信网络和WLAN上的双终端的框图;
图3是根据本发明另一实施例的能够同时连接到移动通信网络和WLAN上的双终端的框图;
图4是移动通信网络和WLAN的服务区域的地理分配例子的示意图;
图5是用于小区广播服务(CBS)的公共话务信道(CTCH)的结构示意图;
图6是根据本发明优选实施例,当双终端处于空闲状态时,交互工作系统的工作流程图;
图7是根据本发明优选实施例,在空闲状态中连接到交互工作的WLAN的双终端中的工作流程图;
图8是根据本发明优选实施例,当双终端处于话务状态时,交互工作系统中的工作流程图;
图9是根据本发明优选实施例,在话务状态中双终端到WLAN的转换操作的流程图;
图10是根据本发明优选实施例,包含于来自移动通信网络的广播消息中的WLAN信息的表格;
图11是根据本发明另一优选实施例,在移动通信网络和双终端之间的信号流的图表;
图12是根据本发明第三优选实施例,在双终端和核心网(CN)之间的信号流的图表。
具体实施方式
以下将参照相应附图描述本发明的优选实施例。在下面的说明中,众所周知的功能或结构将不再详细说明,以免不必要的细节使本发明变得不清楚。
本发明提供一种用于给移动通信网络上的双终端提供WLAN交互工作信息的方法。本发明的优选实施例将在UMTS-IEEE 802.11 WLAN交互工作的环境下详细描述。而且,应当注意到本发明的主题不限于UMTS-IEEE 802.11WLAN交互工作技术。
图1是根据本发明优选实施例的提供移动通信网络-WLAN交互工作的网络配置的示意图。
参照图1,双终端(UE)10能够连接到移动通信网络的蜂窝无线接入网络(RAN)30和WLAN 40。UE 10直接地或经由连接到个人计算机(PC)20提供移动因特网服务。RAN 30和WLAN 40通过CN 50连接到外部网络60,例如因特网或者公众交换电话网(PSTN)。虽然未示出,为了支持对连接到RAN 30和WLAN 40上的用户终端的服务,CN 50包括以下网络实体,例如验证、授权和计费(AAA)服务器,用于管理用户文档的标识位置寄存器(HLR),和网关节点。
例如,WLAN 40能够形成商业的企业内部互联网。尽管未示出,WLAN 40能够由至少一个无线AP和一个或多个固定终端(例如,PC)组成,两者通过例如以太网的典型网络而互相连接。AP除了利用射频(RF)带宽与UE10建立和UE 10的无线连接外,还类似于用于在固定终端和WLAN之间连接的典型的网络适配器卡。
RAN 30典型地具有话音和数据通信的能力。其使用基于码分多址(CDMA),时分多址(TDMA),或频分多址(FDMA)方法的无线接口。RAN 30包括基站(BS)(未示出),该基站支持将无线信号发送到UE 10以及从UE 10接收无线信号。RAN 30可以在3G通信系统中工作,这些系统例如CDMA 2000,WCDMA/UMTS,GPRS,或者CDMA 2000 1x EV-DV。当它为UMTS工作时,称为UTRAN。
图2是根据本发明实施例的能够交替连接到移动通信网络和WLAN的UE的框图。
参照图2,UE 10A由以下部分组成,用于在移动通信网络和WLAN二者的频带上工作的RF模块12A、用于连接WLAN的WLAN模块14A、用于连接移动通信网络的蜂窝调制解调器14B、用于网络层的协议转换的网络协议单元16、和用于用户接口的应用单元18。
RF模块12A根据操作模式接收在两个网络的其中一个频带中的RF信号,并且将该信号提供给WLAN模块14A或者蜂窝调制解调器14B。这种UE配置相对地简化了RF部分,但是使得不可能同时接入到移动通信网络和WLAN。
图3是根据本发明另一实施例的能够同时连接到移动通信网络和WLAN的UE的框图。
参照图3,UE 10B由以下部分组成,用于在WLAN的频带上处理的RF 12B(RF模块1)、用于在移动通信网络的频带上处理的RF 12C(RF模块2)、用于连接WLAN的WLAN模块14A、用于连接移动通信网络的蜂窝调制解调器14B、用于网络层的协议转换的网络协议单元16、和用于用户接口的应用单元18。
RF模块12B接收WLAN的频带中的RF信号,并将该信号提供给WLAN模块14A。RF模块12C接收移动通信网络的频带中的RF信号,并将该信号提供给蜂窝调制解调器14B。因此,UE 10B能够同时激活移动通信网络接口和WLAN接口。
尽管移动通信网络通常覆盖宽广的区域,但是来自WLAN的服务在这个宽广的区域内是不可用的。IEEE 802.11a/b/g终端通过AP接入WLAN。一个AP通常覆盖50米或更少的范围。另一方面,在移动通信网络中,一个小区覆盖非常宽广的区域,其延伸于从几千米到几十千米的范围。
图4示出了移动通信网络和WLAN的服务区域的地理分配的例子。如图4所示,一个移动通信网络的小区可能覆盖一个或多个WLAN点。特别地,小区2不覆盖WLAN点,而小区1覆盖WLAN点A和WLAN点B,小区3覆盖WLAN点C。
由于WLAN点很小,不知道附近WLAN点的存在的UE需要花费许多时间和功率来扫描可接入的AP。因此,这对于在所有时间激活WLAN接口是非常低效的。
另一方面,即使处于空闲状态,UE对来自于移动通信网络的广播信息的接收是连续不断的。因此,在本发明优选实施例中,通过来自于移动通信网络的广播信息,其中关于UE所位于的小区内的交互工作的WLAN的信息被提供给所述UE。
通过使用从移动通信网络接收到的信息来扫描WLANs,UE能够更有效地发现交互工作的WLAN。在发现交互工作的WLAN后,UE通过振动、响铃、图标或类似方式来通知用户该交互工作的WLAN的存在,这样用户能够选择在高速、低费用的WLAN上接收分组数据服务。
以下将在UMTS-IEEE 802.11交互工作环境下描述本发明的有关交互工作的WLAN信息的传送实施例。
在本发明的实施例中,使用了UMTS的系统信息块(SIB)。
欧洲CDMA移动通信系统基于全球移动通信系统(GSM),UMTS使用初级公共控制物理信道(P-CCPCH)和次级公共控制物理信道(S-CCPCH)来发送所请求的提供例如小区配置信息的通信服务的公共信息。P-CCPCH传送涉及由UE通过SIB中的小区选择而进入的小区的系统信息。也就是,不具有专用信道(DCH)的UE接收在P-CCPCH上的SIB广播,并且为了接收来自小区的服务而存储必要的信息。
P-CCPCH每80ms传送一个主要信息块(MIB)和两个SIB。所述MIB包括系统调度信息(也就是,每个SIB的调度信息)以及指示系统信息是否改变的信息。总共有18个包括对于系统接入所请求的信息的SIB。
例如,SIB 1包括关于CN的信息,例如计时器数值和计数器数值,SIB 2包括小区所属于的UTRAN注册区(URA)的ID,SIB 3和SIB 4包含用于小区选择和再选择的参数,以及SIB 5和SIB 6包括用于公共信道的配置的参数,例如小区中的随机接入信道(RACH)、前向接入信道(FACH)、和寻呼信道(PCH)。SIB 11和SIB 12包含关于UTRAN的邻近小区的信息。
在本发明的第一个实施例中,SIB 11或SIB 12包括关于在所考虑的小区内的交互工作的WLAN的信息。交互工作的WLAN信息包括WLAN的类型(例如,IEEE 802.11a,11b,11g)、所使用的频率信道、和在WLAN信标信号中设置的WLAN ID(例如,服务设置标识符)。为此,可以相应地修改SIB 11或SIB 12。服务设置标识符(SSID)是唯一命名WLAN的字符序列。关于WLAN和移动通信网络之间的交互工作,如果预订的SSID分配给交互工作的WLAN,UE就通过其SSID识别该交互工作的WLAN。
在本发明的第二个实施例中,交互工作的WLAN信息包含于未使用的SIB中,而不是在SIB 11或SIB 12中。新SIB的接收受UE能够在RAN内接入交互工作的WLAN的限制。因此,减轻了仅能接入RAN的传统终端的接收交互工作的WLAN信息的约束。
在本发明的第三个实施例中,使用小区广播服务(CBS)来广播数据给在UMTS系统的小区内的所有终端。由CBS传送的消息是在小区广播中心(CBC)中生成的,CBC通过所谓(号称)1uBC接口连接到在UTRAN内的无线网络控制器(RNC)。也就是,CBC产生包含交互工作的WLAN信息的广播消息,并且通过UTRAN周期性地将其发送。这个实施例有利于能够在不改变UTRAN的情况下实现。
CBC经由1uBC接口发送广播消息到RNC。RNC在作为逻辑信道的CTCH、作为传送信道的FACH、以及作为物理信道的S-CPCCH上发送广播消息到小区内的所有UE。
图5示出了用于CBS的CTCH的结构。
参照图5,一个调度周期70包括N CTCH块组(BS)64至68。N CTCH BS64至68的总长度等于为调度消息62所知的CBS调度周期70。调度周期70的开始由开始CTCH BS 72的偏移(offset)与调度消息62分隔开。CTCH BS包括一一对应的消息说明。消息说明包括关于CTCH BS的消息说明类型。消息说明类型设定为预定值以描述CTCH BS的类型。在本发明的优选实施例中,消息说明类型“9”映射为交互工作的WLAN信息。
一旦接收到调度消息62,UE就使用开始CTCH BS72的偏移和调度周期70来确定CTCH BS 64至68的开始和结束。此外,它们也通过解释包含于消息中的消息说明的消息说明类型,来确定具有消息说明类型9的CTCH BS的位置,并且选择性地接收CTCH BS。
在本发明的第四个实施例中,代替SIB或广播信息,1比特指示符给UE交互工作的WLAN是否在小区中的指示。在这种情况下,对移动通信网络标准的修改被最小化,并且UE的WLAN接口电路能够在小区内关闭而不需要任何交互工作的WLAN。然而,当WLAN接口电路没有关闭时,由于UE没有接入交互工作的WLAN所要求的信息,它需要消耗时间和功率来搜索WLAN。
在本发明的第五个实施例中,类似于第四个实施例,区别在于已经接收到1比特指示符的UE,为了该UE所属小区内有关AP的详细信息而直接请求移动通信网络的UTRAN。这个实施例减少了广播信息的数量,并且允许UE有效地选择AP。
在本发明的第六个实施例中,类似于第四个实施例,区别在于已经接收到1比特指示符的UE,为了关于小区内AP的信息而直接请求移动通信网络的CN。这个实施例使改变UE的签名和认证该UE的操作能够同时进行,这比第五个实施例更有益。
在下文中,将描述关于UMTS-IEEE 802.11交互工作的UE的操作。
图6是详细示出根据本发明的优选实施例的,当UE移动到WLAN点而UE和移动通信网络之间没有连接建立时的,UE、移动通信网络、和WLAN的详细操作流程图。特别地,将描述UTRAN和WLAN AP的操作。
参照图6,一旦最初开机(power-on)或者当呼叫结束时,UE进入步骤102的空闲状态。在空闲状态中,电源仅提供给UE的UMTS模块,同时其WLAN模块关闭。UMTS模块对应于图2的UE结构中的蜂窝调制解调器14B,然而其对应于图3的UE结构中的RF模块12C和蜂窝调制解调器14B。WLAN模块对应于图2中的WLAN模块14A,然而其对应于图3中的RF模块12B和WLAN模块14A。
如果UE转换(handover)到覆盖交互工作的WLAN点的UTRAN 1,例如在步骤104中,作为参照图4给出的例子所示出的小区1或小区3,UE从UTRAN1接收SIB或CBS消息,并且通过设置在所接收信息中的交互工作的WLAN信息来识别在该UE所位于的小区中交互工作的WLAN的存在。
从该消息获得交互工作的WLAN信息后,UE确定它是否能够参照标准类型(例如,802.11a,802.11b或802.11g)和在交互工作的WLAN信息中设定的SSID而与WLAN交互工作。在步骤106中,如果该UE能够支持WLAN的标准类型,UE就给WLAN模块提供电源以及扫描WLAN。
在主动扫描的情况下,UE发送探测信号并且监听作为响应信号的信标信号。在被动扫描的情况下,UE监听信标信号。由于UE通过SIB或CBS消息而知道交互工作的WLAN的存在,被动扫描方法优于主动扫描方法。
在步骤106中,UE周期地扫描交互工作的WLAN。如果它通过SIB或CBS消息获取了交互工作的WLAN信息,UE就能够更快扫描WLAN。尤其是,UE能够监听在由交互工作的WLAN信息指定的频率信道上的特定标准的信标信号。UE还通过在交互工作的WLAN信息中设定的SSID来确定所标识的WLAN是交互工作的WLAN。
如果如图3所示,UE被配置为能够同时连接到移动通信网络和WLAN,在步骤106中,当被连接到移动通信网络时,它扫描WLAN。另一方面,如果UE被配置为不能实现同时连接到两个网络上,如图2所示,它在移动通信网络的非连续接收(DRX)模式下扫描WLAN。
应当注意的是,UE将WLAN模块转变到省电模式而不需要在周期性扫描期间关闭它。这是因为在为下一次扫描而对其供电从而完全激活WLAN模块所要求的时间被缩短了。省电模式禁止WLAN模块在典型的睡眠模式中不用关闭,但是具有更长的睡眠周期,从几秒到数十秒的范围,因为期望接入使用WLAN的用户的移动性是较低的。典型地,WLAN模块消耗300mA至400mA的电流用于接收,400mA至500mA用于发送,以及3mA至4mA在省电模式。
在步骤108中,UE确定是否已经检测到交互工作的WLAN。如果UE还没有通过SIB或CBS消息获得交互工作的WLAN信息,它通过接入到所检测到的WLAN获取交互工作的WLAN信息,并确定它是否能够接入到WLAN。如果UE不能接入该WLAN,它则忽略该WLAN。
在步骤110,UE通过任何合适的方法,包括响铃、振动或者在显示屏上的图标等等,来通知用户交互工作的WLAN的存在。通知方法可以由用户预先设定。在步骤112,UE通过任何合适的方法(例如,通过按压预先设定的按钮,或者选择预先设定的菜单)来确定用户是否已请求接入WLAN。在步骤114中,一旦用户要求接入WLAN,UE就建立与WLAN的连接,并从WLAN接收类似因特网服务的服务。
在步骤116中,当服务结束并且连接从WLAN释开时,UE转变到步骤118的睡眠模式。在睡眠模式中,UE周期性地扫描WLAN,并且确定是否连续通知用户WLAN的存在或消失。
在步骤120中,当UE在空闲状态中移动到UTRAN 2、以及从UTRAN 2接收不具有交互工作的WLAN信息的SIB或CBS消息时,其在步骤122关闭WLAN模块。
图7是示出根据本发明优选实施例的,用于连接到空闲状态的交互工作的WLAN的UE中的操作流程图。
参照图7,在步骤202中,一旦最初的开机或者当经由移动通信网络的呼叫结束时,UE进入空闲状态,在该状态中它仅激活UMTS模块而不供给WLAN模块供电。如果UE在步骤204中在开机后短暂的位于空闲状态、或者在空闲状态下移动到新的小区,它在步骤206中从UTRAN接收SIB或CBS消息,并且在步骤208中确定所接收的消息是否包含交互工作的WLAN信息,从而确定在该UE所位于的小区内的交互工作的WLAN的存在或消失。
在小区中交互工作的WLAN存在的情况下,UE在步骤210中通过包含于所接收到的消息中的交互工作的WLAN信息来确定它是否能够与WLAN交互工作,并且在步骤212中通过给WLAN模块供电来扫描WLAN。
如果在步骤214中UE对WLAN的扫描失败,UE就将WLAN模块转换到步骤216中的睡眠模式,也就是预定时间的省电模式,以及在预定时间后返回到步骤212,试图再次扫描WLAN。考虑到在接入到WLAN的情况下,用户的移动性是非常低的,UE识别交互工作的WLAN的存在和扫描它的周期,也就是说,WLAN模块在省电模式的周期可能从几秒至数十秒或者根据其他要求而被延长。
如果在步骤214中UE成功地扫描到WLAN,它通过任何可用的方法(例如,响铃,振动,显示屏上的图标等等)来通知用户WLAN的存在。当在步骤220中用户按压预先设定的按钮或者选择预定菜单时,UE就在步骤224中接入到WLAN并且从WLAN接收服务。如果在步骤220中用户没有请求对WLAN的接入,UE在步骤222中保持WLAN模块在睡眠模式。
图8是示出根据本发明优选实施例的,当UE移动到WLAN点并且UE和移动通信网之间的连接建立时,UE、移动通信网络、和WLAN的操作流程图。如果UE已经连接到移动通信网络,这意味着它已经从移动通信网络上接收数据服务。
参照图8,在步骤302中,UE建立与UTRAN 1的话务信道以及与处在话务状态的UTRAN 1交换分组数据。在步骤302中,电源仅提供给UMTS模块,而不提供给UE的WLAN模块。UMTS模块对应于图2所示的UE配置中的蜂窝调制解调器14B以及图3所示的UE配置中的RF模块12C和蜂窝调制解调器14B。WLAN模块对应于图2中的WLAN模块以及图3中的RF模块12B和WLAN模块14A。
如果UE处于覆盖有WLAN点的UTRAN 1中,例如图4所示情况中的小区1或小区3,在步骤304中,它从UTRAN 1接收SIB或CBS消息以及识别小区中交互工作的WLAN的存在,该小区是UE通过在所接收到的消息中设定的交互工作的WLAN信息而定位的。
从该消息获得交互工作的WLAN信息后,UE参照标准类型(例如,802.11a,802.11b或802.11g)和在交互工作的WLAN信息中的SSID来确定WLAN是否是可以交互工作的。如果它是可以交互工作的,例如如果UE支持WLAN的标准类型,在步骤306中UE就给WLAN模块供电以及扫描WLAN。
在步骤306中,UE周期性地扫描交互工作的WLAN。如果它通过SIB或CBS消息获得了交互工作的WLAN信息,UE就能够更快扫描WLAN。尤其是,UE能够监听在由交互工作的WLAN信息定义的频率信道上的特定标准的信标信号。
如果UE配置为能够同时连接到移动通信网络和WLAN,如图3所示,当保持话务状态时,它扫描WLAN。另一方面,如果UE配置为不能实现同时连接到两个网络上,如图2所示,它在移动通信网络的DRX模式下扫描WLAN。
应当注意到,UE将WLAN模快转变到省电模式而不需要在周期性扫描期间使其关闭。这是因为在省电模式中,为下一次扫描而给UE供电从而完全激活WLAN模块所要求的时间被缩短了。省电模式禁止WLAN模块而不关闭,如典型的睡眠模式,但是具有从几秒到数十秒的更长的睡眠周期。
在步骤308中,UE确定是否已经检测到交互工作的WLAN。如果UE还没有通过SIB或CBS消息获得交互工作的WLAN信息,它通过接入所检测到的WLAN来获得信息以及确定它是否能够接入到该WLAN。如果UE不能接入该WLAN,它将忽略该WLAN。
在步骤310中,当确定UE能够接入到WLAN时,UE就通过任何合适的方法例如响铃、振动或者在显示屏上的图标等等,来通知用户交互工作的WLAN的存在。UE在步骤312中确定是否已经设定自动转换或者用户已经请求对WLAN的接入。如果已经设定自动转换或者如果用户已经请求对WLAN的接入,UE在步骤314中就执行从UTRAN 1到WLAN的转换,并且从WLAN接收服务。
当在步骤316中服务结束以及连接从WLAN被释开时,在步骤318中UE转变到睡眠模式。在睡眠模式中,UE周期性地扫描WLAN以及确定是否连续地通知用户WLAN的存在或消失。
在步骤320中,UE转换到UTRAN 2。一旦在步骤322中从UTRAN 2接收到不具有交互工作的WLAN信息的SIB或CBS消息,在步骤324中UE就关闭WLAN模块。
图9是示出根据本发明优选实施例的,在话务状态中UE到WLAN的转换操作的流程图。
参照图9,在步骤402中,在呼叫连接期间和/或当在移动通信网络上接收数据服务时,UE仅激活UMTS模块而不给WLAN模块供电。如果在步骤404中UE在话务状态中移动到新的小区,它在步骤406中从UTRAN接收SIB或CBS消息,并且在步骤408中确定所接收的消息是否包含交互工作的WLAN信息,从而确定在该UE所位于的小区内交互工作的WLAN的存在或消失。
在小区内交互工作的WLAN存在的情况下,UE在步骤410中使用在接收到的信息中所包含的交互工作的WLAN信息来确定它是否能够与WLAN交互工作,并且在步骤412中通过给WLAN模块供电来扫描WLAN。
如果在步骤414中UE扫描交互工作的WLAN失败,它在步骤416中将WLAN模块转换到睡眠模式(就是预定时间的省电模式),和在预定时间之后返回到步骤412从而试图再次扫描WLAN。考虑到在接入WLAN的情况中用户的移动性是非常低的,UE检测交互工作的WLAN的存在和扫描它的周期,也就是,WLAN模块在省电模式的周期可能从几秒延长至数十秒。
如果在步骤414中UE成功地扫描到WLAN,它在步骤418中通过用户预先设定的方法(例如,响铃,振动,显示屏上的图标等等)来通知用户他附近的WLAN的存在。如果设定有自动转换,在步骤418中UE能够通知用户自动转换,而不用通知用户WLAN的存在。
在步骤420中,UE确定是否已经预设定自动转换。如果已经预设定,在步骤426中,UE自动地执行到所检测到的WLAN的转换,而不使用户输入和继续接收分组数据服务。如果没有设定自动转换,在步骤422中UE确定用户是否已经请求对WLAN的接入。如果用户还没有请求对所检测到的WLAN的接入,UE在步骤424中保持WLAN模块处于睡眠模式,并且继续接收经由UTRAN的分组数据服务。另一方面,一旦请求了接入,UE在步骤426中执行到WLAN的转换,并且继续分组数据服务。
图10是示出根据本发明预定实施例的,包含于来自移动通信网络的广播消息中的IEEE 802.11 WLAN信息的表格。所示出的信息被添加到SIB 11或SIB 12的内部RAT单元信息列表中。
参照图10,SIB 11或SIB 12中的新的内部RAT单元区域包括CHOICE无线接入技术子域。此子域包括指示WLAN类型(例如,IEEE 802.11a,802.11b,802.11g类型LAN)的信息元、指示SSID的32字节信息元、以及能够代表14无线信道的1字节信息元。
图11是示出根据本发明另一个优选实施例的,从UTRAN到UE提供交互工作的WLAN AP信息的信号流的示意图。此操作涉及本发明的第五实施例。
参照图11,在步骤502中UE仅给UMTS模块供电,而不给处于空闲状态或话务状态的WLAN模块供电。在步骤504中,UE接收包含有1比特指示符的SIB或CBS消息,其中该1比特指示符代表该UE所位于的小区内的WLAN AP的存在或不在,并且从该标识符识别WLAN AP的存在。
为了获取WLAN AP的信息,也就是说,其支持的标准的信息,UE在步骤506中发送无线资源控制(RRC)连接请求消息到UTRAN。RRC连接请求消息具有UE的ID。其由UE使用以通知Ues的UTRAN的存在,并且请求与UTRAN进行通信的无线资源。
在步骤508中,UTRAN通过检查RRC连接请求的原因和UE所位于的小区的无线资源,来决定接受还是拒绝RRC连接请求。如果RRC连接请求是可用的,UTRAN发送RRC连接建立消息给UE。RRC连接建立消息包括有关分配给UE的无线资源的信息。在步骤510中,UE建立由RRC连接建立消息所指示的RRC连接以及发送RRC连接建立完成消息给UTRAN,由此完成RRC连接设置。
RRC连接设置后,UE在步骤512中经由RRC连接将WLAN AP信息请求消息发送给UTRAN,请求在小区区域内的WLAN AP上信息。WLAN AP信息请求消息包括UE已经预订的WLAN设备供应商的ID和UE能够支持的WLAN标准。
在步骤514中,UTRAN响应WLAN AP信息请求消息将用户AAA请求消息发送给CN。用户AAA请求消息包括UE的ID和关于UE已经预订的WLAN设备供应商的信息。在步骤516中CN对UE执行用户AAA操作。AAA是识别UE的用户以及确定该UE是否被授权使用WLAN的过程。AAA由单独获得的实体来执行,以在CN和WLAN中的HLR之间交互工作。
如果AAA是成功的,在步骤518,CN发送用户AAA确认消息给UTRAN。在步骤520中,UTRAN收集可接入到UE的WLAN AP的信息,并且基于所收集的信息产生WLAN AP信息。WLAN AP信息包括SSID、频率、和可接入到UE的WLAN AP的无线标准。在步骤522中,WLAN AP信息通过WLAN AP信息响应消息发送到UE。
在步骤524中UE激活WLAN模块之后,在步骤526,它参考WLAN AP信息扫描WLAN,该WLAN AP信息包含于经由WLAN模块的WLAN AP信息响应消息中。如果UE配置为如图3所示,它通过WLAN模块扫描WLAN,同时保持UMTS模块开启。另一方面,如果UE配置为如图2所示,它在移动通信网络的DRX模式中扫描WLAN。
在图11的过程中,尽管为了请求WLANAP信息而在RRC连接建立之后使用WLAN信息请求消息,还可以在可选实施例中预期,其中RRC连接请求消息包括指示需要WLAN AP信息的信息。在这种情况下,WLAN信息请求消息在步骤512中不被发送,以及UTRAN在接收RRC连接请求消息之后立即对UE执行AAA操作。
图12是示出根据本发明第三优选实施例的,提供从CN到UE的交互工作的WLAN AP信息的信号流程图。这个操作涉及前面所述的本发明的第六个实施例。来自UE的WLAN信息请求和AAA请求在CN中被直接处理。图12中示出的步骤602到610以在图11中描述的步骤502到510相同的方式执行,因此不再提供这些说明。
参照图12,UE在步骤612中直接地发送WLAN服务请求消息到CN,请求UE和其用户的AAA,以及关于在UTRAN的覆盖范围下的WLAN AP的信息。直接传送并非意味着物理上的直接传送,而是通过UTRAN透明地传送WLAN服务请求消息。WLAN服务请求消息包括UE所位于的小区的ID、控制该小区的RNC的ID、UE及其用户的Id、UE已经预订的WLAN的Id、和UE能够支持的WLAN标准类型。
在步骤614中,CN响应WLAN服务请求消息在UE上执行用户AAA操作。AAA通过单独获得的实体来执行,以在CN和WLAN中的HLR之间交互工作。
如果AAA是成功的,在步骤616,CN就发送WLAN AP信息请求消息给覆盖UE所在小区的UTRAN,请求关于在UTRAN覆盖范围下的WLAN AP的信息。在步骤618中,UTRAN收集WLAN AP信息以及基于所收集的信息产生WLAN AP信息响应消息。WLAN AP信息响应消息包括WLAN AP信息,例如SSIDs、频率、和可接入到UE的WLAN AP的无线标准。在步骤620中,WLAN AP信息响应消息被传送到CN。
在步骤622中,CN发送包含WLAN AP信息的WLAN服务响应消息到UE。WLAN AP信息包括SSID、频率、和可接入到UE的WLAN AP的无线标准。在步骤624中UE激活WLAN模块之后,在步骤626,它参考经由WLAN模块的WLANAP信息扫描WLAN。如果UE配置为如图3所示,它通过WLAN模块扫描WLAN,同时保持UMTS模块开启。另一方面,如果UE配置为如图2所示,它在移动通信网络的DRX模式中扫描WLAN。
尽管CN以图12过程中的步骤616到步骤620的顺序来请求关于UE的小区的WLAN AP信息,在CN通过WLAN管理实体以每个单元为基础来管理WLANAP信息的情况下,步骤616到620可能被省略。在这种情况下,CN在步骤614中的用户AAA操作之后立即生成WLAN AP信息,并且发送包含WLAN AP信息的WLAN服务响应消息给UE。
因此,本发明有效地提供给用户交互工作的WLAN信息,同时最小化了移动通信网络和WLAN之间交互工作时UE的功率消耗。通过通知用户可接入的WLAN,允许用户容易地接入到WLAN。
尽管已经参照确定的优选实施例示出和说明了本发明,本领域技术人员应当理解,在不脱离由附加的权利要求所定义的本发明的精神和范围的前提下,可以对其中的形式和细节作出很多改变。

Claims (45)

1.一种在移动通信网络-WLAN交互工作系统中发送交互工作无线局域网(WLAN)信息的方法,包含以下步骤:
利用来自移动通信网络的广播消息,发送交互工作的WLAN信息到双终端,该终端能够被连接到移动通信网络和WLAN上;和
根据该双终端的请求,建立该双终端和WLAN之间的连接。
2.权利要求1的方法,其中所述发送步骤包括发送关于在移动通信网络的小区覆盖范围下的WLAN点的交互工作的WLAN信息的步骤,其中双终端通过来自通用移动通信系统(UMTS)无线接入网(UTRAN)的系统信息块(SIB)设置在所述移动通信网络的小区中。
3.权利要求1的方法,其中所述发送步骤包括发送关于在小区内的WLAN点的交互工作的WLAN信息的步骤,其中所述双终端通过来自连接到UTRAN的小区广播中心的小区广播服务(CBS)消息设置在所述小区中。
4.权利要求1的方法,其中所述交互工作的WLAN信息包括关于其中定位有所述双终端的小区内WLAN的类型、标识符(ID)和无线频率信道的信息。
5.权利要求1的方法,其中所述交互工作的WLAN信息是1比特指示符,用来指示在定位有所述双终端的小区内是否存在WLAN。
6.权利要求5的方法,还包括步骤:在发送所述指示符之后,一旦从所述双终端接收到关于所述小区内的WLAN的信息请求消息,就发送响应消息到所述双终端,该响应消息包括关于支持所述WLAN的至少一个接入点(AP)的WLAP AP信息。
7.权利要求6的方法,其中所述WLAN AP信息包括关于所述WLAN的服务设置ID(SSID)、以及所述WLAN AP的频率和无线标准的信息。
8.权利要求6的方法,其中根据来自核心网(CN)的请求,在移动通信网络中产生所述WLAN AP信息。
9.权利要求6的方法,其中在核心网(CN)中产生所述WLAN AP信息。
10.权利要求6的方法,还包括步骤:
在发送所述响应消息之前,发送用户认证请求信息给连接到所述移动通信网络和所述WLAN的CN,所述用户认证请求消息包括关于所述双终端已经预订的WLAN设备供应商的信息,以及接收包括来自所述CN的所述双终端的用户认证结果的用户认证确认消息。
11.一种在移动通信网络-WLAN交互工作系统中的可连接到移动通信网络和WLAN二者的双终端中接收交互工作无线局域网(WLAN)信息的方法,包含以下步骤:
从移动通信网络接收包括交互工作的WLAN信息的广播消息;
响应所述广播消息来扫描附近的WLAN;和
如果检测到所述双终端可接入的WLAN,就通知所述双终端的用户该WLAN的存在。
12.权利要求11的方法,其中所述接收步骤包括从UMTS无线接入网(UTRAN)接收系统信息块(SIB)的步骤,所述S IB包括关于在其中定位有所述双终端的所述移动通信网络的小区内的WLAN点的交互工作的WLAN消息。
13.权利要求11的方法,其中所述接收步骤包括从连接到UTRAN的小区广播中心接收小区广播服务(CBS)消息的步骤,所述SIB包括关于在其中定位有所述双终端的所述移动通信网络的小区内的WLAN点的交互工作的WLAN信息。
14.权利要求11的方法,其中所述交互工作的WLAN信息包括关于所述小区内WLAN的类型、标识符(ID)和无线频率信道的信息。
15.权利要求11的方法,其中所述交互工作的WLAN信息是1比特指示符,用来指示在所述小区内是否存在WLAN。
16.权利要求15的方法,还包括步骤:
在接收所述指示符后,发送用于请求所述小区内WLAN的交互工作的WLAN信息的消息给所述移动通信网络,以及从所述移动通信网络接收有关支持所述WLAN的至少一个接入点(AP)的WLAN AP信息。
17.权利要求16的方法,其中所述WLAN AP信息包括关于所述WLAN的服务设置ID(SSID)、以及所述WLAN AP的频率和无线标准的信息。
18.权利要求16的方法,其中所述消息发送步骤包括在对所述移动通信网络的无线连接建立之后发送所述请求消息的步骤。
19.权利要求16的方法,其中所述请求消息包含于连接请求信息中,该连接请求信息被发送以请求对移动通信网络的无线连接。
20.权利要求16的方法,其中根据来自核心网(CN)的请求,在所述移动通信网络中产生所述WLAN AP信息。
21.权利要求16的方法,其中在所述CN中产生所述WLAN AP信息。
22.权利要求11的方法,其中所述扫描步骤包括通过开启用于连接到WLAN上的WLAN模块来监听附近的WLAN的信标信号,如果没有检测到WLAN就停止所述WLAN模块,以及通过周期性地激活所述WLAN模块来扫描附近的WLAN的步骤。
23.权利要求11的方法,其中所述通知步骤包括通过响铃、振动或图标中的一种来通知所述双终端的用户所述WLAN的存在的步骤。
24.权利要求22的方法,还包括从所述移动通信网络接收不包含交互工作的WLAN信息的广播消息以及关闭所述WLAN模块的步骤。
25.权利要求22的方法,还包括步骤:
当所述双终端处于空闲状态或话务状态时,如果所述双终端的用户请求对所检测的WLAN的连接,则建立对所述WLAN的连接。
26.权利要求22的方法,还包括步骤:
如果已经在话务状态中设定了自动转换,就执行从所述移动通信网络到所述检测到的WLAN的自动转换,并且建立对所述检测到的WLAN的连接。
27.权利要求25的方法,还包括步骤:
如果所述连接从所述WLAN释开,就停止所述WLAN模块并且通过周期性地激活所述WLAN模块来扫描附近的WLAN。
28.权利要求26的方法,还包括步骤:
如果所述连接从所述WLAN释开,就停止所述WLAN模块并且通过周期性地激活所述WLAN模块来扫描附近的WLAN。
29.一种移动通信网络-无线局域网(WLAN)交互工作系统,包含:
移动通信基站,用于广播包括有关小区内WLAN点的交互工作的WLAN信息的广播消息;和
双终端,用于响应所述广播消息来扫描附近的WLAN,以及如果检测到所述WLAN,就通知所述双终端的用户所述双终端可接入的WLAN的存在。
30.权利要求29的交互工作系统,其中所述移动通信基站是UMTS无线接入网(UTRAN),其发送关于在所述移动通信网络的小区覆盖范围下的WLAN点的交互工作的WLAN信息,其中所述双终端通过系统信息块(SIB)设置在该小区中。
31.权利要求29的交互工作系统,其中所述移动通信基站是UTRAN,其接收关于在所述移动通信网络的小区覆盖范围下的WLAN点的交互工作的WLAN信息,其中所述双终端通过来自小区广播中心的小区广播服务(CBS)消息设置在该小区中,所述小区广播中心连接到所述移动通信网络上以及广播所述CBS消息。
32.权利要求30的交互工作系统,其中所述交互工作的WLAN信息包括关于所述小区内WLAN的类型、标识符(ID)和无线频率信道的信息。
33.权利要求31的交互工作系统,其中所述交互工作的WLAN信息包括关于所述小区内WLAN的类型、标识符(ID)和无线频率信道的信息。
34.权利要求30的交互工作系统,其中所述交互工作的WLAN信息是1比特指示符,用于指示在所述小区内是否存在WLAN。
35.权利要求31的交互工作系统,其中所述交互工作的WLAN信息是1比特指示符,用于指示在所述小区内是否存在WLAN。
36.权利要求29的交互工作系统,其中所述双终端通过开启用于连接到所述WLAN的WLAN模块来监听附近WLAN的信标信号,如果没有检测到WLAN就停止WLAN模块,以及通过周期性地激活所述WLAN模块来扫描附近的WLAN。
37.权利要求29的交互工作系统,其中所述双终端通过响铃、振动或图标中的一种来通知用户所述WLAN的存在。
38.权利要求29的交互工作系统,其中所述双终端从移动通信网络中接收不包含交互工作的WLAN信息的广播消息,以及关闭所述WLAN模块。
39.权利要求29的交互工作系统,其中当所述双终端处于空闲状态或话务状态时,如果所述双终端的用户请求对所检测到WLAN的连接,所述双终端就建立对所述WLAN的连接。
40.权利要求29的交互工作系统,其中如果已经在话务装态中设定了自动转换,所述双终端就执行从所述移动通信网络到所述检测到WLAN的自动转换,以及建立对所检测到的WLAN的连接。
41.权利要求39的交互工作系统,其中如果所述连接从所述WLAN释开,所述双终端就停止WLAN模块以及通过周期性地激活所述WLAN模块来扫描附近的WLAN。
42.权利要求40的交互工作系统,其中如果所述连接从所述WLAN释开,所述双终端就停止WLAN模块以及通过周期性地激活所述WLAN模块来扫描附近的WLAN。
43.权利要求29的交互工作系统,还包括用于管理有关在所述移动通信网络每个小区内的WLAN接入点(AP)的信息的核心网(CN),一旦从所述双终端或所述移动通信基站接收到请求,就发送响应消息到双终端,所述响应消息包括有关所述小区内WLAN的至少一个AP的WLAN AP信息。
44.权利要求43的交互工作系统,其中所述WLAN AP信息包括关于所述WLAN的服务设置ID(SSID)、以及所述WLAN AP的频率和无线标准的信息。
45.权利要求29的交互工作系统,其中根据所述双终端的请求,所述移动通信系统基站发送响应消息到所述双终端,所述响应消息包括有关所述小区内WLAN的至少一个接入点(AP)的WLAP AP信息。
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