CN1868167A - 无线本地接入网络系统检测和选择 - Google Patents

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Abstract

一种用于无线局域网(WLAN)服务的检测和选择的方法和设备。远程站包括用于存储多个接入媒质的选择标准的喜好数据库。(多个)接入媒质检测器确定接入媒质的可用性，选择器基于选择标准来选择一个接入媒质。所述选择标准指示根据该标准何时在接入媒质之间进行切换。

Description

无线本地接入网络系统检测和选择
技术领域
本发明通常涉及通信系统，尤其涉及由蜂窝通信系统中的移动台对无线本地接入网络(WLAN)进行的检测。
背景技术
无线本地接入网络(WLAN)提供对本地地理区域内的通信网络的无线接入，比如大楼或网吧里。WLAN目前被许多蜂窝移动通信运营商考虑来用于缓轻蜂窝系统的负载，从而增加容量。另外，用户期望接入本地WLAN，以增强通过无线设备进行的通信接收和通信的数据率。在检测和选择WLAN系统时存在一个问题。系统检测的目的是检测无线接入媒质(例如cdma2000、WLAN等)的可用性。系统选择的目的是选择用于传输应用程序内容的接入媒质。系统选择可以基于接入媒质的可用性、喜好策略、应用程序状况、用户干涉等或上述中的组合。
通常，在存在未决通信时，蜂窝系统定期发送寻呼指示以寻呼移动台。同样，可以利用WLAN发送的信标来通告WLAN。寻呼指示和信标两者都需要移动台搜索所发送的信号。由于移动台通常几乎不具有关于WLAN的位置和可接入的信息，所以移动台通过花费相当多的功率来定期地搜索WLAN。因此，需要一种有效的、准确的系统检测和选择方法。
附图说明
图1是用于系统检测和选择的移动台；
图2A是包括蜂窝系统能力和WLAN接入的通信配置；
图2B示出了用于通告WLAN的信令消息；
图3A是图2A中的系统中的信号流的时序图；
图3B是图2A中的系统中的信号流的时序图；
图4是图2A中的系统中的信号流的时序图；
图5A是具有与WLAN检测相关联的显示格式的移动台；
图5B是用于系统检测和选择的方法的流程图；
图6是具有与WLAN系统和蜂窝系统进行通信的多个调谐器的移动台的方框图；
图7是用于系统检测的方法的流程图；
图8是支持无线蜂窝通信、无线局域网通信和互联网通信的通信系统；
图9是示出WLAN检测和选择的时序图；
图10A是示出WLAN检测和选择的时序图；
图10B是示出WLAN检测和选择的时序图；
图10C是示出WLAN检测和选择的时序图。
发明详述
单词“典型的”在这里用作意味着“用作一个实例、示例和图例”。在这里作为“典型的”描述的任何实施例不必被解释为相比其他实施例优选或者具有优势。
HDR用户站(这里被称为接入终端(AT))可以是移动的或静止的，可以与一个或多个HDR基站进行通信，该HDR基站在这里称为调制解调器池收发机(MPT)。接入终端通过一个或多个调制解调器池收发机向HDR基站控制器发送或从HDR基站控制器接收数据分组，HDR基站控制器在这里称为调制解调器池控制器(MPC)。调制解调器池收发机和调制解调器池控制器是被称为接入网络的网络的一部分。接入网络在多个接入终端之间传输数据分组。该接入网络还可以连接到该接入网络之外的其他网络，比如公司内部网或因特网，并且可以在每个接入终端和此种外部网络之间传输数据分组。已经建立起与一个或多个调制解调器池收发机连接的有效业务信道的接入终端被称为有效接入终端，并且被认为处于业务状态。处于建立与一个或多个调制解调器池收发机连接的有效业务信道的过程中的接入终端被认为是处于连接建立状态。接入终端可以是通过无线信道或通过有线信道进行通信的任何数据设备，例如使用光纤或同轴线缆连接的有线信道。接入终端也可以是许多设备类型中的任何一个，该设备类型包括但不限于PC卡、CF卡、外置或内置调制解调器、无线或有线电话。被接入终端利用来将信号发送到调制解调器池收发机的通信链路被称为反向链路。被调制解调器池收发机利用来将信号发送到接入终端的通信链路被称为前向链路。
图1示出了根据一个实施例的用于系统检测和选择的组件和接口。在系统50中，用户52表示无线移动单元的用户，其中用户52是能够由人工手动选择接入媒质或实现自动选择处理的用户。应用程序54是要求用于传输的接入媒质的计算机可读程序或协议栈(例如，传输控制协议(TCP)/网际协议(IP)栈)。应用程序54通过接口C与用户52进行通信。应用程序54还可以通过接口B与喜好数据库56进行通信，通过接口E与选择器58进行通信。
喜好数据库56是用于存储系统选择标准的存储设备。系统选择标准可以由用户52手工配置或由应用程序54自动操纵。在一个实施例中，系统选择标准考虑无线接入的可用性，并且在可用时选择WLAN。在一个实例中，如果系统50正在通过蜂窝网络进行通信，比如cdma2000网络，系统50被指示来继续该通信，但不继续进行检测WLAN可用性的尝试。应用程序54可以自动地配置喜好数据库56。用户52可以手工地配置喜好数据库56，并且启动/关闭应用程序54。
接入媒质检测器(AMD)60检测无线接入媒质的可用性并且把结果报告给选择器58。选择器58负责启动或关闭一个或多个接入媒质检测器60，且基于该检测结果、系统选择标准、应用程序状况和/或用户要求来选择一个接入媒质。选择器58可以向用户52和/或应用程序54通知系统选择结果。选择器58还通过接口E与应用程序54进行通信，通过接口F与喜好数据库56进行通信以及通过接口G与AMD 60进行通信。选择器58还通过接口D与用户52进行通信。
接口A：用户52可以在喜好数据库56中装载新的系统选择标准或修改现有系统选择标准。系统选择标准是选择器58用于进行判决的规则。例如，如果应用程序在运行(例如，发送/接收数据)且WLAN接入媒质是可用的，那么系统应该选择该WLAN接入媒质来传输数据业务。用户可以通过用户图形界面(例如，基于windows的程序)来输入系统选择标准。
接口B：应用程序54可以自动地装载新的系统选择标准或修改喜好数据库56中的现有系统选择标准。例如，应用程序54具有使用一给定接入媒质X的喜好，并且在应用程序54被下载或安装时，该喜好被自动装载在喜好数据库56中。
接口C：用户52可以启动或关闭应用程序54。用户52可以配置用于系统选择的应用程序54设置。例如，用户52可以配置应用程序54来禁止与喜好数据库56自动进行相互作用，比如在用户决定通过接口A手工控制应用程序54级喜好时。
接口D：选择器58可以提示用户来选择接入媒质。在另一个方案中，用户52可以在没有此种提示的情况下请求特定接入媒质，其中此种请求优选于其他系统选择标准。
接口E：应用程序54可以提供状况信息以在系统选择时便利于选择器58。例如，应用程序54是启动还是关闭影响选择器58关于启动或关闭接入媒质检测器60的决定。选择器58基于来自接入媒质检测器的指示和在喜好数据库中存储的系统选择标准，向应用程序54提供系统选择结果。例如，如果选择器58选择具有较高带宽的接入媒质，那么应用程序54可以切换到具有更好品质的编解码器。在另一个实例中，选择器58将来自接入媒质检测器60的系统检测结果转发到应用程序54，从而使得应用程序54向用户52显示该结果。
接口F：选择器58从喜好数据库56获取系统选择标准。如果在系统选择标准中存在变化(例如，由用户52进行修改)，那么选择器58必须从喜好数据库56中取出新标准。选择器利用各种方法来标识所述标准中的变化，比如：(1)用户52(或应用程序54)通过接口D(或E)向选择器58提供表示喜好数据库56更新的信息，或(2)选择器58定期检查喜好数据库56的更新。
接口G：选择器58基于用户输入、应用程序状况、和/或来自喜好数据库56的系统选择标准来启动或关闭一个或多个接入媒质检测器60。所述接入媒质检测器60可以向选择器58指示检测结果。
向MS提供WLAN信息
下面将详细讨论在移动台(MS)中提供WLAN信息以及在该MS处实现基于经由信令消息而从蜂窝网络得到的WLAN通告来最小化不必要的WLAN搜索的方法。支持cdma2000协议的网络被提供来作为下述讨论中的实例。在本说明书的上下文中，向MS提供建立与WLAN的通信所必需的WLAN参数和配置信息。
传统提供方法对MS手工地配置信息(例如，802.11a/b频率，服务标识符列表等)，该信息为MS检测由服务提供商提供的WLAN覆盖所必需。扩展服务集标识符(ESSID)被用于标识WLAN运营商网络中的所有接入点(AP)。不同的运营商使用不同的ESSID。因此，ESSID列表与可由MS接入的WLAN运营商的列表对应。
手工提供的一种替代方案是通过空中传递供给(OTAP，Over-The-Air Provision)类型协议来向MS提供WLAN信息。在IS-683标准中对OTAP进行了详细描述，其中IS-683标准可用于支持WLAN参数的提供。另一种替代方案是向MS自动地提供通过1x信令消息通告的WLAN信息(下文描述)。相比于OTAP，后一种替代方案更富于动态特征。
一旦MS具有必需的WLAN信息，MS就确定何时搜索WLAN覆盖。通常，WLAN发送周期信标，该信标是被发送来通告WLAN的信号。当MS能够接收所述信标时，MS就能够接入WLAN。用户52启动或关闭WLAN搜索，然而，由于用户所要求的手工操作，所以该方法对用户而言并不是界面友好的。优选对用户透明的自动操作。根据一个实施例，对用户52透明的搜索方法为MS提供定期搜索。在MS不处于WLAN覆盖区域时，由于搜索消耗电池功率，所以定期搜索是昂贵的。
如果蜂窝系统(比如cdma2000)也提供WLAN服务或具有与其他WLAN运营商的漫游协定，那么几个选项可以被实现来用于蜂窝网络以通过蜂窝信令消息通告WLAN信息，从而便于MS有效地搜索WLAN覆盖。替代实施例可以实现其他蜂窝系统。
通过信令消息的WLAN通告
在第一实施例中，利用在小区扇区中WLAN的覆盖的信息对基站控制器(BSC)和基站收发机系统(BTS)进行配置。当蜂窝服务提供商也提供WLAN服务时，WLAN信息可用于蜂窝系统。当在所述小区扇区中存在WLAN的覆盖时，BTS将WLAN供给信息(例如，802.11a/b频率、优选的漫游列表等)作为开销信息通过公共信道定期地广播。MS接收该WLAN供给信息且使用该信息来搜索WLAN。该WLAN供给信息可以包括在现有开销消息中。或者，该WLAN供给信息可以在专门为WLAN供给定义的信令消息中提供。
图2A示出了蜂窝通信网络中的小区。所述小区包括扇区A 102、扇区B 104和扇区C 106。在小区中有多个WLAN，包括WLAN#1120和WLAN#2 130。WLAN#1 120由ESSID(1)标识。WLAN#2 130由ESSID(2)标识。如图所示，WLAN#2 130包含在扇区B 104中，而WLAN#1 120包括扇区B 104中的一部分和扇区A 102中的一部分。
优选的漫游列表是ESSID列表，每个与具有与蜂窝系统之间的漫游协定的WLAN提供商对应。广播信令消息可由蜂窝系统供给(即蜂窝系统全时广播是否存在具有WLAN能力的MS的消息)来触发。蜂窝系统连续地发送WLAN供给信息以通告WLAN。或者，可以通过信令消息来发送WLAN供给信息，其中在接收至少一个注册消息后触发该信令消息，且该注册消息指示具有WLAN能力的MS。该WLAN能力指示可以是注册消息中的1比特标志。应该注意的是，注册触发信令的一个好处是BTS可以避免广播不必要的WLAN供给信息。
在接收到来自MS的WLAN请求后，BS按照不同的方式来发送WLAN通告。BS可以在公共信道上发送WLAN通告，其中多个用户可以访问该信息。BS可以使用信令消息将该信息直接发送到MS。BS可以仅仅发送特定信息，比如WLAN的位置标识。
在接收到开销信令消息中的WLAN供给信息后，由于小区扇区中的WLAN覆盖可能不一致，所以MS不能保证检测到AP。WLAN覆盖的可能性在稠密居民区增加，比如商业中心、体育馆等。蜂窝系统期望在居民区增加容量，并且WLAN提供一种用于增加在该区域中的容量的装置。因此，蜂窝系统在居民区中实现WLAN。在另一方面，WLAN覆盖不期望在农村地区，由于容量通常不集中在居民稀疏地区。
在小区100中，支持扇区B 104的BS(未示出)发送该BS已经获知的那些WLAN的标识符。例如，如果网络与WLAN#1 120存在关联，那么扇区B 104中的BS就发送WLAN#1 120的通告，其中该通告提供ESSID(1)。按照这种方式，当MS(未示出)接收到该通告时，MS能够基于ESSID(1)来搜索WLAN#1 120。同样，扇区A 102中的BS能够通告WLAN#1 120。另外，如果网络与WLAN#2 130存在关联，那么扇区B 104中的BS就发送WLAN#2 130的通告，该通告提供ESSID(2)。
图2B示出了信令消息的两个实施例。在第一实施例中，系统参数消息包括系统参数信息112和WLAN通告字段116。WLAN通告字段116可以是单个比特，其中一个极性(polarity)表示WLAN可用，而与之相反的极性标识WLAN不可用。WLAN通告字段116可以是多比特字段，以用于提供进一步的信息，比如位置信息，或给MS的关于接入WLAN信息的指令。在第二实施例中，系统参数消息包括系统参数信息140、WLAN通告142、和位置信息或全球定位系统(GPS)144。
在替代实施例中，不通过公共信道在开销消息中定期广播WLAN供给/通告信息。当MS想要接收给定小区扇区的WLAN供给/通告信息时，MS使用蜂窝信令消息(比如cdma2000注册消息)来请求来自BSC的WLAN供给/通告信息。或者，MS使用特定WLAN请求消息。与之响应，BSC根据要求提供WLAN供给/通告信息。如果MS不具有业务信道，那么BSC通过公共信道向MS发送回复。该回复标识在指定的小区扇区中的可用的WLAN覆盖。值得注意的是，扇区由比如在cdma2000中使用的Base_ID之类的标识符标识。当在扇区中存在WLAN覆盖时，来自BSC的回复还包括必需的WLAN供给/通告信息，从而使得MS能够搜索WLAN覆盖。
为了避免过多的信令业务(比如当多个MS请求WLAN供给/通告信息时)，BSC可以通过(多个)公共信道发送回复(即，WLAN供给/通告信息)。WLAN信息可以被冗余地提供。在一个实施例中，在接收到来自MS的用于请求WLAN供给/通告信息的请求后，BSC在一段预定时间内持续地发送WLAN供给/通告信息。在其他MS在相近的时间请求相同信息时，在公共信道上提供此种信息可以避免出现过多的信令消息。
MS从蜂窝网络接收WLAN位置信息，其中WLAN位置信息标识支持WLAN的AP。位置信息可以是AP的经度和纬度标识符。MS接收WLAN位置信息，并随后在MS上显示该WLAN位置信息。该显示提供在存储在MS中的本地地图的环境中的AP位置。所述显示如图5A所示，其中移动无线设备200包括键盘204和显示器202。所述显示以图形的方式标识WLANAP的位置。所述显示可以是文本消息。
存在几种用于MS获得支持WLAN的AP的位置信息的方法。在一个实施例中，MS通过公共信道或专用信道根据信令开销消息获得AP的位置信息，如上所述。在一个替代实施例中，用户指示MS从应用服务器请求AP的位置信息。在此种情况下，所述服务器可以存在于运营商网络的后端，所以MS使用高层协议(即IP)来与服务器进行通信且获得AP的位置信息。
在一个实施例中，如图5B所示，方法250提供手工WLAN选择的方法。在步骤252，用户选择地图显示功能，以用于在无线设备上标识WLAN位置。在步骤254，所述WLAN被标识处于范围内。如果在判决方框256中自动搜索被启动，那么过程进行到步骤258，设备进行搜索WLAN。否则，过程进行到步骤260，所述用户搜索WLAN。如果在判决方框262，WLAN可以接入，那么在步骤264，无线设备随后发送WLAN注册请求。否则，过程返回到步骤254，等待WLAN被标识处于范围内。
图3A是用于WLAN检测的时序图，其中MS向BS发送特定WLAN查询或用于请求WLAN信息的请求。与之响应，BS向MS发送WLAN信息，比如通过公共信道WLAN通知。当WLAN可用时，MS根据BS提供的WLAN信息搜索WLAN，并且向WLAN发送注册请求以建立通信。
图3B是用于WLAN检测的时序图，其中MS向BS(例如，蜂窝网络)发送注册请求。所述注册请求可以包括用于WLAN信息的特定请求。或者，所述注册请求不是特定请求WLAN信息，而是提示BS来提供WLAN信息。响应于该注册请求，BS向MS提供WLAN信息。当WLAN可用时，MS根据BS提供的WLAN信息搜索WLAN，并且向该WLAN发送注册请求以建立通信。
图4是用于WLAN检测的时序图，其中MS向BS(例如，蜂窝网络)发送注册请求。所述注册请求可以包括用于请求WLAN信息的特定请求。或者，所述注册请求不是特定请求WLAN信息，而是提示BS来提供WLAN信息。响应于该注册请求，BS在公共信道上广播WLAN信息。当WLAN可用时，MS根据BS提供的WLAN信息搜索WLAN，并且向WLAN发送注册请求以建立通信。
具有一个调谐器的MS
当移动台(MS)具有一个用于通信的调谐器时。在该设备中，单个调谐器被用来与蜂窝系统和WLAN系统两者进行通信。MS检测WLAN覆盖且执行在WLAN系统和蜂窝系统之间的系统选择，其中MS在给定时间只调谐到一个系统(WLAN或蜂窝)。
MS按照下述方案来执行系统检测和选择：(1)MS相对于蜂窝网络处于空闲(在通信中非激活)且没有专用信道，并且期望搜索WLAN；(2)MS正在与蜂窝网络进行分组数据会话且具有专用信道，并且期望搜索WLAN；(3)MS被调谐到WLAN，且被期望接收蜂窝寻呼；以及(4)MS被调谐到WLAN但其信号强度低。
在如上所述的方案(1)中，如果MS在蜂窝网络中处于空闲状态(即没有专用信道)，那么MS基于一个或多个因数来决定搜索WLAN覆盖，比如用户命令、预先配置的喜好、从蜂窝网络接收的WLAN可用性通告等。在每个分配的寻呼时隙间隔期间，MS调谐到蜂窝网络。按照这种方式，MS能够从蜂窝网络接收任何寻呼指示。一旦MS监视到蜂窝寻呼指示，MS随后能够调谐到WLAN频率且使用被动或主动搜索来检测WLAN覆盖。
在上述方案(2)中，所述MS在蜂窝网络中具有正在进行的分组数据会话(例如，具有专用信道)。所述MS可以在蜂窝网络中进行有效数据会话时选择不进行WLAN搜索。在此种情况中，在MS在蜂窝网络中处于激活时，即使MS能够接入WLAN，MS也不会切换到WLAN。虽然MS可能不能利用高速WLAN接入，但是MS将不会遭遇服务中断。在MS在蜂窝网络中变成空闲后，MS从蜂窝网络调离以搜索WLAN。
或者，蜂窝网络可以导引MS来搜索WLAN覆盖。在此种情况下，蜂窝网络指示MS搜索WLAN覆盖。如果存在WLAN覆盖，那么网络就导引MS来将其分组数据会话切换到WLAN。当网络过载或MS的功率强度低时，这个方法是有用的。下面将描述这个方法，且该方法类似于支持cdma2000的系统中的候选频率搜索。
MS通过空中传递注册指示蜂窝网络的任何WLAN能力。如果MS处于具有WLAN热点的小区扇区内，那么网络发送信令消息来请求MS搜索WLAN覆盖。所述信令请求消息包括WLAN信息(例如，频率、ESSID等)且通过MS的专用信道发送该信令请求消息。MS调谐到WLAN频率且主动或被动地搜索WLAN信标。然后，MS具有下述行为。(1)如果MS检测到WLAN覆盖，那么MS调谐回到蜂窝网络以通知WLAN搜索结果。蜂窝网络随后发送信令消息来指示MS切换到WLAN。MS调到WLAN且执行接入验证以及移动IP注册(可选地)以将其分组数据会话切换到WLAN。如果接入验证或移动IP注册失败，那么MS调回到蜂窝网络且发起分组数据服务选项。
(2)如果MS检测到WLAN覆盖，那么MS不返回到蜂窝网络来通知WLAN搜索结果。取而代之，MS执行接入验证以及移动IP注册(可选地)以将其分组数据会话切换到WLAN。在此种情况下，如果在超时(timeout)之后蜂窝网络没有接收到信令回复消息，那么网络假定MS已经离开蜂窝网络，并且因此移除MS的分组数据会话。
(3)如果MS没有检测到WLAN覆盖，那么MS重返回到蜂窝网络且发送信令回复消息来向蜂窝系统通知WLAN搜索结果，并且网络恢复MS的分组数据会话的激活状态。
继续如上给出的方案(2)，MS向蜂窝网络发送请求来在MS被调离来搜索WLAN覆盖时保存MS的状态信息。在此种情况下，MS请求蜂窝网络在搜索WLAN覆盖时保存MS的状态信息。MS向1x网络发送信令请求消息(类似于CDMA离线时间报告消息)。如果MS处于具有WLAN热点的小区扇区内，那么网络发送信令回复消息，该回复消息包括MS搜索WLAN覆盖所必需的WLAN信息。如果MS检测到WLAN覆盖且被验证接入，那么MS执行移动IP注册来通过WLAN切换其分组数据会话。如果MS不能检测到WLAN覆盖或不能进行WLAN接入验证，那么MS重返回到蜂窝网络且发送信令消息来请求蜂窝网络恢复到MS的分组数据会话的激活状态。如果在特定定时器到期后蜂窝网络没有接收到信令请求消息，那么网络假定MS已经离开蜂窝网络，并且因此移除MS的分组数据会话。
根据方案(3)，MS当前被调到WLAN。如果MS没有正在通过WLAN发送或接收帧，那么MS定期地调回到蜂窝网络，并且在快速寻呼信道上监视寻呼指示。如果寻呼指示是“0”，那么不存在MS的寻呼，并且MS马上调回到WLAN频率。在此种情况下，MS花费在蜂窝频率上的时间是最小的(毫秒量级)。如果寻呼指示是“1”，那么MS为其寻呼时隙监视寻呼信道。在cdma2000的典型网络中，寻呼指示在MS的寻呼时隙前大约100ms发生。该寻呼时隙是80ms。因为第二MS的国际移动用户标识(IMSI)可以被散列到与第一MS的寻呼指示一致，所以寻呼指示“1”并不能保证寻呼是用于MS的。因此，MS可能花费最大180ms在寻呼信道上而没有进行任何操作。如果寻呼是用于MS的，那么利用寻呼响应(Paging Response)进行回复且待在蜂窝网络中以接收呼入的电路交换语音呼叫。
在MS被安排来监视蜂窝网络寻呼时，如果MS处在通过WLAN发送或接收帧的过程中，那么MS应该待在WLAN中完成数据递送，并因此跳过一个寻呼周期。可能地，MS会错失一个寻呼，并且呼入的电路交换语音呼叫的呼叫建立时间也会增加。如果MS接收到用于呼入的电路交换语音呼叫的寻呼，那么MS将会如下进行响应。
1、在接收到该寻呼后，MS保持被调到蜂窝网络来发送寻呼响应并接受该呼叫。在该语音呼叫后，MS返回到WLAN以继续分组数据会话(如果MS仍然具有WLAN覆盖)。
2、在接收到该寻呼后，MS马上返回到WLAN且向AP发送不相关消息(Disassociation message)。然后，MS切换到蜂窝网络，发送寻呼响应，并且接受该呼叫。在该语音呼叫之后，MS需要在蜂窝网络中或在WLAN中开始新的分组数据会话。
根据方案(4)，如果MS被调到WLAN但检测到信号强度已经降到可接受的阈值之下，那么MS可以调到蜂窝网络且将分组数据会话切换到蜂窝网络。
图10A示出了方案(2)的一个实例，其中MS 702正进行与蜂窝网络706的分组数据会话。MS 702搜索来自蜂窝网络706的WLAN指令消息。使用提供给MS的该WLAN指令消息，该MS搜索WLAN覆盖。在对WLAN进行检测之后，MS 702向蜂窝网络通知结果。如图所示，MS 702检测到WLAN(AP 704)，并且与之响应，向蜂窝网络发送关于搜索结果的通知。蜂窝网络随后指示MS 702切换到WLAN。从蜂窝网络706到WLAN的切换的决定是基于网络的负载、用户的带宽、数据要求等。一旦蜂窝网络706指示MS 702切换，则蜂窝网络706移除数据会话。MS 702随后发起对AP 704的验证。值得注意的是，如果验证失败，则MS需要重新建立与蜂窝网络的通信。
图10B示出了方案(2)的一个实例，其中MS 702正进行与蜂窝网络706的分组数据会话。MS 702搜索来自蜂窝网络706的WLAN指令消息。使用提供给MS的该WLAN指令消息，该MS搜索WLAN覆盖。在对WLAN进行检测之后，MS 702向蜂窝网络通知结果。如图所示，MS 702检测到WLAN(AP 704)，与之响应，MS 702发起对AP 704的认证。蜂窝网络706随后启动定时器，并且当超时期限到达时，蜂窝网络706移除数据会话。
图10C示出了另一个实例，其中MS 702正进行与蜂窝网络706的分组数据会话。MS 702搜索来自蜂窝网络706的WLAN指令消息。使用提供给MS的该WLAN指令消息，该MS搜索WLAN覆盖。当没有检测到WLAN时，MS 702向蜂窝网络706发送搜索结果。MS 702继续与蜂窝网络706的数据会话。
两个调谐器
在下述实例中，移动台(MS)具有两个调谐器，该移动台可以同时调到蜂窝通信频率和WLAN频率。如图6中所示，MS 300具有在存储器中存储的ESSID列表302、第一调谐器(调谐器A 304)以及第二调谐器(调谐器B 306)。调谐器A被配置来与WLAN通信。调谐器B被配置来与无线蜂窝网络通信。如图所示，当MS 300处于接入点AP 320的范围内时，调谐器A 304搜索由AP 320发送的WLAN信标。WLAN信标被定期发送且标识由AP 320支持的WLAN。调谐器B 306搜索由基站收发机系统(BTS)322发送的来自蜂窝网络的寻呼指示。按照这种方式，MS 300可以搜索WLAN覆盖同时还搜索蜂窝寻呼。因此，MS 300检测WLAN覆盖且对每个接入媒质使用一个调谐器来执行WLAN和蜂窝系统之间的系统选择。
MS 300可以实现任何物理配置。例如，“类型A”设备可以是单个手持设备(例如，电话、个人数字助理(PDA)，其中该手持设备具有内置WLAN调谐器和蜂窝网络调谐器，或者插槽式WLAN调谐器卡和蜂窝网络调谐器卡(例如，cdma2000卡)。另外，“类型B”设备是膝上型计算设备，比如具有WLAN调谐器卡的个人计算机，其中所述膝上型计算设备连接到蜂窝手机，比如支持cdma2000通信的手机。
对于类型A设备，MS 300是支持WLAN和蜂窝网络协议两者的单个物理设备(例如，手机、PDA)。MS 300具有两个射频(RF)调谐器：第一个用于蜂窝网络；而第二个用于WLAN。
回到图6，值得注意的是，WLAN信标和寻呼指示并不必须同时发送或在同一时段发送。MS 300在具有第一时段的周期内利用调谐器A 304搜索WLAN信标。MS 300在具有第二时段的周期内搜索蜂窝网络的寻呼指示。通常第二时段短于第一时段。换言之，寻呼指示相比WLAN信标更为经常地产生。
在系统检测和选择中功率节省是一个重要的设计指标。移动设备上的功率节省是非常期待的，以用来延长在充完电后设备的工作时间。如果MS 300决定搜索WLAN覆盖，那么期待的是，最小化在执行该搜索同时仍然监视蜂窝寻呼期间的功率消耗。
MS 300根据一个或多个因素来决定搜索WLAN覆盖，比如(多个)用户命令、预先配置的(多个)喜好、应用程序状况(例如，正在进行的分组数据会话)、从蜂窝网络接收的WLAN可用性通告等。由IEEE 802.11定义的且被称为“802.11”的一个WLAN协议允许MS 300主动或被动地搜索WLAN覆盖。在被动搜索中，MS 300监听由AP 320在WLAN频率上发送的WLAN信标。WLAN信标包括AP 320的ESSID，称为ESSID(AP 320)。如果ESSID(AP 320)与在MS 300 ESSID列表302中存储的ESSID匹配，那么这就是一个指示，即MS 300已经检测到WLAN覆盖，并且此种覆盖由MS 300服务提供商提供。在主动搜索中，MS 300发送包括MS 300的ESSID的探测请求。如果AP 320接收到该探测请求且MS 300的ESSID匹配AP 320的ESSID，那么AP 320向MS 300发送探测响应。如果MS具有多个ESSID的列表，那么MS就发送包含具有最高喜好的ESSID的探测请求。该ESSID喜好可以被作为系统选择参数存储在喜好数据库中(如上所述)。
为了节省功率，期望的是最大化MS的睡眠模式。换言之，期望的是最大化在MS 300正在使用节省功率或处于睡眠模式时的时间。另外，根据此种最大化，期望的是最小化MS的唤醒时间，或全功率操作时间。因此，当MS 300定期唤醒来检查寻呼或WLAN信标时，MS 300应该同时搜索任何WLAN信标以及监视蜂窝指示。如果寻呼周期和信标周期不同步，那么MS 300根据寻呼周期唤醒来监视寻呼指示。在这种方案中，当MS 300唤醒时，MS 300使用主动搜索来搜索WLAN信标。如果寻呼周期和信标周期同步，那么MS定期唤醒来监视寻呼指示且被动地监听任何WLAN信标。由于使用被动搜索，所以同步的寻呼和信标周期可以提供更加功率节省的操作。然而，此种同步要求AP 320时钟与蜂窝网络定时同步。
用于同步寻呼周期和WLAN信标周期的一种方法是将WLAN信标与快速寻呼信道中的第一寻呼指示安排为同时到达。根据这种方法，每个MS被安排刚好在安排的WLAN到达时间之前唤醒。值得注意的是，由于潜在的冲突，WLAN信标可能不在安排的时间发送；因此，不能保证给定的WLAN信标在安排的或期望的时间到达。WLAN信标被作为一个数据帧发送，并且因此遵循与其他发送相同的用于接入共享媒质的规则。在接收到WLAN信标之后，为了搜索寻呼指示，一些MS可能需要保持唤醒状态更长一点的时间。同样，这种方法要求用于产生WLAN信标和蜂窝网络寻呼指示的时钟同步。此种同步并不总是可行的或得到的。
在MS 300检测到WLAN覆盖后，MS 300接收WLAN信标，使用某种标准来将分组数据会话从蜂窝网络切换到WLAN。该标准包括MS是否处于蜂窝网络中的空闲状态(即，没有专用信道)或WLAN信号强度是否稳定等。MS 300等待未决的分组数据会话在蜂窝网络中进入休眠状态。然后MS 300d执行分组数据会话切换(即，通过WLAN发送移动IP注册)。这对最小化服务中断是有用的。同样，在WLAN信号强度高于可接受的阈值持续一段特定时间周期时，MS300执行分组数据会话切换。按照这种方式，MS 300确保可以保持接入WLAN。所述测量是信道质量和/或信号强度的任何测量。所述阈值可以预先确定或基于通信的实际性能来动态地进行调整。这对避免任何乒乓效应是有用的，由此由于在操作的容忍限度上的条件或信号强度的变化，MS 300在WLAN接入和蜂窝网络接入中切换。此外，在对WLAN检测之后，MS 300可以通知用户且等待用户手工地选择WLAN。
另一种考虑是在MS正在通过WLAN接收数据和正在监视蜂窝寻呼时最小化功率消耗。在MS 300执行分组数据会话向WLAN切换之后，MS 300可以通过WLAN接收数据以及通过蜂窝网络接收呼入电路交换语音呼叫。MS 300依靠蜂窝睡眠模式来在监视蜂窝呼叫时节省功率。802.11协议具有类似的方法来用于MS 300在等待呼入数据时节省功率。如果支持cdma2000快速寻呼信道或其他类似机构，MS 300还可以通过同步蜂窝睡眠模式和802.11功率节省模式来节省功率。
根据802.11功率节省模式，MS 300向AP 320发送关联请求(AR)，其中所述AR指示MS 300将处于功率节省模式的信标周期的个数(例如，N)。AP 320跟踪已经启动功率节省模式的MS的列表。所述AP 320定期地发送包含业务流量指示地图(TIM)(未示出)的信标，该业务流量指示地图指示每个MS是否具有在AP 320中缓存的帧。每N个信标周期MS 300唤醒来监视所述信标和所包括的TIM。如果TIM指示MS 300的未决帧，那么MS 300向AP 320发送功率节省轮询，AP 320通过向MS 300发送一个数据帧来与之响应。所述帧包括一个控制字段，其中一个控制比特指示对于MS 300是否存在多个被缓存的帧。如果所述控制比特被设置，那么MS 300被要求来向AP 320发送另一个功率节省轮询。如果所述控制比特被清除，那么不存在MS 300的未决帧。
在802.11功率节省模式与蜂窝睡眠模式同步时，MS 300可以获得进一步的功率节省。按照这种方式，MS定期唤醒来监视信标(和所包括的TIM)以及监视蜂窝寻呼指示。通过将AP 320的时钟同步到蜂窝定时可以实现同步，其中所述蜂窝寻呼间隔和WLAN信标间隔是锁步的。例如，当WLAN信标间隔等于蜂窝寻呼间隔时，所述信标可以被安排来在蜂窝系统中的第一寻呼指示到达时到达，比如设置在cdma2000快速寻呼信道中设置的第一寻呼指示。每个MS刚好在所述信标到达之前唤醒。一些MS可能需要保持稍长一点时间(例如，在WLAN信标到达后40秒)，以接收所述寻呼指示。
对于比如不具有cdma2000快速寻呼信道的那些系统，所述信标周期和寻呼周期通常并不同步，即，对于每个MS，WLAN信标和蜂窝寻呼时隙之间的时差可能改变。如果所述时差小，那么MS在返回到睡眠状态之前，可以唤醒来监视所述信标和其寻呼时隙。如果所述时差大，那么对于每个MS唤醒且保持在唤醒状态来监视WLAN信标和寻呼时隙来说，此种方法并不是功率节省的。值得注意的是，每个MS具有指定的寻呼时隙，并且因此，对于每个MS来说，接收WLAN信标和寻呼指示所需要的区别时间可能是不同的，且通常是不同的。
图7示出了应用于MS 300的处理350。首先，MS 300唤醒来用于蜂窝寻呼指示(步骤354)。MS 300可以将这种唤醒安排为与第一寻呼指示时隙和WLAN信标的公共时间一致，或者使用一些其他的标准来确定何时唤醒。MS 300确定(判定菱形框356)是执行主动WLAN搜索还是执行被动WLAN搜索。对于主动搜索，MS 300发送用于请求WLAN信标的请求(步骤358)，并且随后继续搜索WLAN信标(步骤360)。按照这种方式，在等待下一安排的WLAN信标传输时，MS 300避免扩大的功率消耗。对于被动搜索，MS搜索WLAN信标(步骤360)，直到信标被检测到。
图8示出了在包括蜂窝通信和网际协议(IP)通信的网络500中的通信流程。因特网502耦合到与MS 508相关联的归属代理(HA)516。所述因特网还进一步耦合到文件传输协议(FTP)服务器514、接入路由器510、以及分组数据服务节点(PDSN)504。接入路由器510经由无线接口来与AP 512通信。接入路由器510和AP 512之间的接口是WLAN接口，其中接入路由器510和AP 512是WLAN的一部分。当MS 508处于与AP 512通信时，MS 508经由与AP 512的接口接入WLAN。对于蜂窝通信，MS 508通过空中传递与BS 506进行通信。BS 506被配置来通过可为cdma2000识别的接口来与PDSN 504通信。此种接口可以符合另一种蜂窝协议。
值得注意的是，无线设备可以包括多个调谐器，其中每个调谐器用于与不同的接入媒质进行通信，例如，WLAN网络和蜂窝网络。另外，无线设备可以连接到另一无线设备，其中每个无线设备包括一个调谐器，并且所述组合导致多个调谐器。在一种这样的配置中，膝上型笔记本(计算机设备)与蜂窝手持设备一起工作。膝上型笔记本包括WLAN卡或内置WLAN端口，而手持设备支持蜂窝通信。WLAN信息(例如，ESSID)在所述膝上型笔记本中被提供来用于搜索WLAN覆盖。
图9示出了在此种配置中的信号和消息流。如图所示，膝上型笔记本600耦合到MS 602进行通信。膝上型笔记本600具有当前用于与WLAN通信的调谐器，比如经由AP 604。MS 602具有当前用于与蜂窝网络606通信的调谐器，比如cdma2000网络。
在如图9所示的配置中，膝上型笔记本600正处理通过MS 602与蜂窝网络606进行的分组数据会话。在分组数据会话期间，当MS602从蜂窝网络606接收到WLAN可用通告时，MS 602经由在MS602和膝上型笔记本600之间定义的信令协议来通知膝上型笔记本600。在接收到此通知后，膝上型笔记本600可以选择来搜索WLAN覆盖。膝上型笔记本600可以基于WLAN信令强度来执行系统选择，并且从AP 604获取WLAN信号。膝上型笔记本600和AP 604验证所述连接。一旦完成验证，膝上型笔记本600通过MS 602从蜂窝网络断开。随后，MS 602断开与蜂窝网络606的分组数据会话。由此，在膝上型笔记本600和AP 604之间处理所述分组数据会话。
如参照图9在上面给出的实例中的详细描述，当膝上型笔记本600当前正与蜂窝网络606进行分组数据会话时，膝上型笔记本通过驻留的调谐器检测到强的WLAN信号。膝上型笔记本600可以选择来马上切换到WLAN接入。在WLAN检测后，需要为WLAN接入对膝上型笔记本600进行验证。对于WLAN和cdma2000的单个订购/验证，在手持终端的用户接口模块(UIM)(未示出)中存储有一密钥，其中所述用户接口模块可移动或不可移动。因此，在膝上型笔记本600和MS 602之间需要信令消息来执行WLAN接入验证。如果WLAN接入验证成功，那么膝上型笔记本600通过WLAN(例如，通过AP 64)执行移动IP注册。如果移动IP注册成功，那么膝上型笔记本600向MS 602发送消息(例如，AT命令)来释放分组数据会话。MS 602可以使用服务选项(SO)来识别数据会话，比如cdma2000中的SO 33。随后，膝上型笔记本600通过蜂窝网络来维持分组数据会话，直到完成了分组数据会话向WLAN的切换。
或者，如果分组数据会话当前没有数据未决传输，则膝上型笔记本切换到WLAN，从而最小化服务中断(例如，下载文件)。在检测到一个强的WLAN信号后，膝上型笔记本600等待一个给定时间段，以检测任何数据传输行为。如果没有检测到任何行为，那么膝上型笔记本600执行WLAN接入验证，随后通过WLAN进行移动IP注册，最后释放蜂窝分组数据服务选项，如上所述。
当膝上型笔记本600正在接入WLAN且信号强度降低到可接受的阈值之下时，膝上型笔记本600触发MS 602来发起分组数据服务选项。所述触发可以是外在的信令消息(例如，AT命令)或移动IP注册消息等。其中，膝上型笔记本600期望通过蜂窝网络来进行发送。如果移动IP注册成功，那么膝上型笔记本600继续通过蜂窝网络来进行分组数据会话。为了避免在WLAN和蜂窝网络之间的乒乓效应，可以使用滞后机理，比如仅仅在WLAN信号保持在指定阈值之上一段指定时间后才切换到WLAN。膝上型笔记本可以在WLAN和蜂窝网络之间自动切换(例如，操作对用户透明)或由用户来手工发起。
本领域技术人员将会理解，可以使用各种不同的工艺和技术中的任意技术来表示信息和信号。例如，在整个以上描述中所提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号，以及码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子，光场或粒子，或者上述的任意组合来表示。
本领域技术人员还会明白，这里结合所公开的实施例描述的各种示例性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以电子硬件、计算机软件，或二者的结合来实现。为了清楚地示出硬件和软件之间的可交换性，以上对各种示例性的组件、方框、模块、电路和步骤均以其功能性的形式进行总体上的描述。这种功能性是以硬件实现还是以软件实现依赖于特定的应用和整个系统所施加的设计约束。熟练的技术人员能够针对每个特定的应用以多种方式来实现所描述的功能性，但是这种实现的结果不应解释为导致背离本发明的范围。
利用一个通用处理器，数字信号处理器(DSP)，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程的逻辑器件，分立门或者晶体管逻辑，分立硬件组件，或者它们之中的任意组合可以实现或执行结合这里公开的实施例描述的各种示例性的逻辑框图，模块和电路。一个通用处理器可能是一个微处理器，但是在另一种情况中，处理器可能是任何常规的处理器，控制器，微控制器，或者状态机。一个处理器也可能被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合，多个微处理器，一个或者更多结合DSP核心的微处理器，或者任何其他此种结构。
结合这里公开的实施例描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件，由处理器执行的软件模块，或者这二者的组合。一个软件模块可能存在于RAM存储器，闪存，ROM存储器，EPROM存储器，EEPROM存储器，寄存器，硬盘，移动磁盘，CD-ROM，或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典型存储媒质与处理器耦合，使得处理器能够从该存储媒质中读信息，且可向该存储媒质写信息。在替换实例中，存储媒质可能与处理器集成。处理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户终端中。在一个替换实例中，处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存在。
提供所述公开的实施例的上述描述可使得本领域的技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域的技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而是与符合这里公开的原理和新颖特征的最广范围相一致。

Claims (15)

1、一种用于接入无线局域网(WLAN)的无线通信设备，所述设备包括：
应用程序，用于处理与接入媒质的通信；
喜好数据库，用于存储选择接入媒质的选择标准；
选择器，连接到所述喜好数据库，用于启动和关闭至少一个接入媒质；和
接入媒质检测器，其连接到所述选择器。
2、如权利要求1所述的设备，其中，所述应用程序是计算机可读的程序。
3、如权利要求1所述的设备，其中，所述应用程序支持协议栈。
4、如权利要求1所述的设备，其中，所述应用程序是手工启动的。
5、如权利要求1所述的设备，其中，所述喜好数据库是手工配置的。
6、如权利要求1所述的设备，其中，所述应用程序将系统选择标准载入所述喜好数据库。
7、如权利要求1所述的设备，其中，所述选择器从所述喜好数据库中获取选择标准。
8、如权利要求7所述的设备，其中所述选择器定期地校验所述喜好数据库。
9、如权利要求1所述的设备，其中，选择标准指示WLAN服务的喜好。
10、如权利要求1所述的设备，其中，所述选择标准指示所述设备来搜索WLAN接入。
11、一种用于使无线通信设备接入无线局域网络(WLAN)的方法，所述方法包括：
将选择标准存储在喜好数据库中；
检测接入媒质；
基于所述选择标准来选择用于通信的所述接入媒质；和
启动所述接入媒质。
12、如权利要求11所述的方法，还包括：
通过所述接入媒质来处理应用程序。
13、如权利要求12所述的方法，其中检测接入媒质导致对多个接入媒质进行检测，并且其中选择所述接入媒质包括：
从所述多个接入媒质中选择所述接入媒质。
14、如权利要求12所述的方法，其中所述选择标准是专用于所述应用程序的。
15、一种用于使无线通信设备接入无线局域网络(WLAN)的设备，所述设备包括：
用于将选择标准存储在喜好数据库中的装置；
用于检测接入媒质的装置；
用于基于所述选择标准来选择用于通信的所述接入媒质的装置；和
用于启动所述接入媒质的装置。
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