CN101282264A - 无线局部接入网系统的检测和选择 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线局部接入网系统的检测和选择。本发明提供了一种用于无线局域网(WLAN)服务的检测和选择的方法和装置。蜂窝网络可以为WLAN提供通知，例如在开销信令消息中。该通知可以通过扩展服务设置标志符(ESSID)来识别接入点。之后远程站可以自动或手动地搜索WLAN服务。

Description

无线局部接入网系统的检测和选择
技术领域
本发明通常涉及通信系统，更具体地涉及在蜂窝通信系统中移动台对无线局部接入网(WLAN)的检测。
背景技术
无线局部接入网(WLAN)在局部地理区域内，例如建筑物内或网吧内，提供向通信网络的无线接入。很多蜂窝通信公司目前考虑用WLAN来减轻蜂窝系统的负荷，以提高其能力。另外，用户希望接入本地的WLAN米增加通过无线设备的通信接收和通信数据速率。在检测和选择WLAN系统中存在着问题。系统检测的目的是检测无线接入媒介(例如，cdma2000、WLAN等等)的可用性。系统选择的目的是选择用于传送应用内容的接入媒介。系统选择可以基于接入媒介的可用性、优选策略、应用程序状态、用户干预等，或者它们的结合。
典型地，当有任何待处理的通信时，蜂窝系统周期性地发射寻呼指示符来呼叫移动台。类似地，WLAN可以通过由WLAN传输的信标来得到通知。寻呼指示符和信标都需要移动台来搜索传输的信号。因为移动台通常没有关于WLAN的位置和可用性的信息，所以移动台花费相当大的功率来周期性地搜索WLAN。因此需要高效的、精确的系统检测和选择的方法。
附图说明
图1是适合于系统检测和选择的移动台；
图2A是包括蜂窝系统的能力和WLAN的接入的通信配置；
图2B示出了用于通知WLAN的信令消息；
图3A是如图2A所示系统中的信号流的时序图；
图3B是如图2A所示系统中的信号流的时序图；
图4是如图2A所示系统中的信号流的时序图；
图5A是具有与WLAN检测相关的显示形式的移动台；
图5B是系统检测和选择方法的流程图；
图6是与WLAN和蜂窝系统进行通信的带有多个调谐器的移动台的框图；
图7是系统检测方法的流程图；
图8是支持无线蜂窝通信、无线局域网通信、及互联网通信的通信系统；
图9是WLAN检测和选择的时序图；
图10A是WLAN检测和选择的时序图；
图10B是WLAN检测和选择的时序图；
图10C是WLAN检测和选择的时序图。
具体实施方式
“示范的”这个词在本文中是指“用作例子、例证、或说明”。本文中描述为“示范的”任何实施例都没有必要被认为是比其它实施例更优越的或者更有利。
HDR用户站，在本文中称之为接入终端(AT)，可以是移动的也可以是固定的，可以与一个或多个HDR基站通信，本文中称之为调制解调器群收发信台(modem pool transceiver)(MPT)。接入终端通过一个或多个调制解调器群收发信台向HDR基站控制器，本文中称之为调制解调器群控制器(MPC)，发射和接收数据包。调制解调器群收发信台和调制解调器群控制器是被称为接入网的部分。接入网在多个接入终端之间传送数据包。接入网可以被进一步连接到接入网外的其他的网络，例如共同的内联网或因特网，并可以在每个接入终端和这种外部网络之间传送数据包。已经与一个或多个调制解调器群收发信台之间建立起有效业务信道连接的接入终端被称为有效接入终端，并被认为处于业务状态。在与一个或多个调制解调器群收发信台间建立有效业务信道连接过程中的接入终端被认为处于连接建立状态。接入终端可以是通过无线信道或例如使用光导纤维或者同轴电缆的有线信道通信，执行任何数据的设备。接入终端可以进一步是以下多种设备中的任何一种，这里的多种设备包括但不限于PC卡、袖珍闪存、外部或内部调制解调器、或无线或有线电话。接入终端通过其向调制解调器群收发信台发送信号的通信链路称为反向链路。调制解调器群收发信台通过其向接入终端发送信号的通信链路被称为前向链路。
图1示出了按照一个实施例的用于系统检测和选择的各组件和接口。在系统50中，用户52代表无线移动单元的用户，其中用户52是能够手动地选择接入媒介或执行自动选择处理的人。应用程序54是计算机可读程序或者协议堆栈(例如，传输控制协议(TCP)/因特网协议(IP)堆栈)，其需要接入媒介传送。应用程序54通过接口C与用户52通信。应用程序54还通过接口B与选择数据库56通信，并通过接口E与选择器58通信。
选择数据库56是储存系统选择准则的存储设备。系统选择准则可以由用户52来手动配置也可以由应用程序54自动处理。在一个实施例中，系统选择准则考虑无线接入的可用性，当其可用时选择WLAN。在一个例子中，如果系统50目前正通过例如cdma2000网络的蜂窝网络进行通信，则系统50被指示除了继续试图检测WLAN的可用性之外还继续这种通信。应用程序54可以自动配置选择数据库56。用户52可以手动地配置选择数据库56并可以启动或中止应用程序54。
接入媒介检测器(AMD)60检测无线接入媒介的可用性并将其结果报告给选择器58。选择器58负责启动或中止一个或多个接入媒介检测器60并基于检测结果、系统选择准则、应用程序状态、和/或用户请求来选择接入媒介。选择器58可以将系统选择结果通知用户52和/或应用程序54。选择器58通过接口E与应用程序54通信、通过接口F与选择数据库56通信、以及通过接口G与AMD 60通信。选择器58进一步通过接口D与用户52通信。
接口A：用户52可以手动加载新的系统选择准则或修改选择数据库56中已经存在的选择准则。系统选择准则是选择器58将使用其来做决定的规则。例如，如果应用程序是有效的(即正在发送/接收数据)并且WLAN接入媒介是可用的，则系统应该选择该WLAN接入媒介来传送数据业务。用户可以通过用户图形接口(例如基于窗口的程序)输入系统选择准则。
接口B：应用程序54可以自动加载新的系统选择准则或修改选择数据库56中已经存在的选择准则。例如，应用程序54具有使用给定的接入媒介X的选择，当应用程序54被下载或安装时该选择就会被自动加载到选择数据库56中。
接口C：用户52可以启动或中止应用程序54。用户52可以配置用于系统选择的应用程序54的设置。例如，当用户52决定通过接口A来手动控制应用程序54的分级选择的时候，用户52可以将应用程序54配置为禁止与选择数据库56之间自动的相互作用。
接口D：选择器58可以提示用户选择接入媒介。在另一情况下，如果没有这种提示，用户52可能请求特定的接入媒介，其中这种请求优先于其它系统选择准则。
接口E：应用程序54可以提供状态信息以帮助选择器58作系统选择。例如，应用程序54被启动还是被中止影响到选择器58对接入媒介检测器60进行启动还是中止的决定。选择器58可以基于从接入媒介检测器和选择数据库中存储的系统选择准则得到的指示，来向应用程序54提供系统选择结果。例如，如果选择器58选择更高带宽的接入媒介，则应用程序54可能切换到具有更好的质量的编解码器。在另一例子中，选择器58将从接入媒介检测器60得到的系统检测结果转达给应用程序54，以使得应用程序54可以将该结果显示给用户52。
接口F：选择器58从选择数据库56获得系统选择准则。如果系统选择准则有变化(例如被用户52修改了)，则选择器58必须从选择数据库56中取得该新准则。选择器通过多种方法来识别准则中的变化，这些方法例如：(1)用户52(或应用程序54)通过D(或E)接口向选择器58提供信息，表明选择数据库56更新了，或(2)选择器58周期性地检查选择数据库看是否有更新。
接口G：选择器58可以基于用户输入、应用程序状态、和/或从选择数据库56得到的系统选择准则来启动或中止一个或多个接入媒介检测器60。接入媒介检测器60可以将检测结果告知选择器58。
为MS提供WLAN信息
以下详细论述了在移动台(MS)中的WLAN信息供给和在MS中执行的方法，以基于WLAN通知来最小化不必要的WLAN搜索，该WLAN通知是通过信令消息从蜂窝网发来的。网络支持cdma2000协议在下面的论述中被作为例子。在本说明的上下文中，供给是指发给MS的用于建立与WLAN之间的通信所必要的WLAN参数和配置信息的通信。
传统的供给方法手动地为MS配置所必要的信息(例如，802.11a/b频率、服务标志符列表等等)以供MS检测服务提供者所提供的WLAN覆盖范围。扩展服务设置标志符(ESSID)可以被用于识别WLAN运营者网络中的所有接入点(AP)。不同的运营者将使用不同的ESSID。因此，ESSID列表可以对应于MS可接入的WLAN运营者列表。
一个可以替代手动供给的方法是，通过空中供给(OTAP)类型协议来将WLAN信息供给MS。OTAP的详细内容记载在IS-683标准中，该标准能够被扩展为支持WLAN参数的供给。另一可替代的方法是自动地将通过1x信令消息传递的WLAN信息供给MS(下文中将会论述)。后一可替代方法比OTAP更为灵活。
一旦MS掌握了必要的WLAN信息，MS就可以决定何时搜索WLAN覆盖范围。通常，WLAN将发射周期的信标，该信标是用来发射以通知WLAN的信号。当MS能够接收到信标时，MS能够接入WLAN。用户52可以启动或中止WLAN搜索，但是，该过程可能不是使用者容易使用的，因为需要使用者的手动操作。自动操作是更为优选的，这对用户来说是显然的。根据一个实施例，为MS提供可进行周期性搜索的用户52容易使用的搜索方法。当MS不在WLAN的覆盖区内时，周期的搜索是昂贵的，因为搜索消耗蓄电池能量。
如果蜂窝系统，例如cdma2000，还提供WLAN服务或与其它WLAN运营者达成漫游协议，几个选项会被执行用来使蜂窝网络通过蜂窝信令消息来发布WLAN信息，以帮助MS高效地搜索WLAN的覆盖范围。可替代的实施例可以在其它蜂窝系统中实施。
通过信令消息传递的WLAN通知
在第一实施例中，基站控制器(BSC)和基站收发信台系统(BTS)被配置为拥有关于小区扇区里的WLAN覆盖范围的知识。当蜂窝服务提供者也提供WLAN服务时，对蜂窝系统来说WLAN信息是可用的。当在小区扇区内存在着WLAN覆盖范围时，BTS周期性地广播WLAN供给信息(例如，802.11a/b频率、ESSID、优选漫游列表等等)，以作为通过公共信道的开销消息。MS接收到WLAN供给信息并使用该信息来搜索WLAN。WLAN供给信息可以被包括在现有的开销消息之内。可替换地，可以在所定义的专门用于WLAN供给的信令消息中提供WLAN供给信息。
图2A示出了蜂窝通信网络的小区内部的各扇区。该小区包括扇区A 102、扇区B 104和扇区C 106。小区内部有多个WLAN，包括WLAN#1 120和WLAN#2 130。WLAN#1 120被标记为ESSID(1)。WLAN#2130被标记为ESSID(2)。如图所示，WLAN#2 130被包含在扇区B 104内，而WLAN#1 120包括位于扇区B 104内的部分和位于扇区A 102内的部分。
优选的漫游列表是ESSID列表，每个都对应于与蜂窝系统达成了漫游协议的WLAN提供者。广播信令消息可以由蜂窝系统供给发起，即不管是否有MS具有WLAN能力，蜂窝系统都一直广播该消息。蜂窝系统连续地发射WLAN供给信息以便于通知WLAN。可替换地，WLAN供给信息可以通过信令消息被传送，其中根据至少一条注册消息的接收信令消息被触发，并且其中注册消息表示MS具有WLAN能力。这种WLAN能力指示可以是注册消息中的1比特的标志。注意，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。
当接到从MS发出的WLAN请求的时候，BS就会以多种方式传送WLAN通知。BS可以在公共信道上传送WLAN广播，其中多个用户能够接入该信息。BS可以使用信令消息直接将信息传送给MS。BS可以只传送特定的信息，例如用于WLAN的位置识别的信息。
当接到开销信令消息中的WLAN供给信息的时候，MS不一定能检测到AP，因为在小区扇区内的WLAN覆盖范围可能是不一致的。在人口密集的地区，例如购物中心、体育场等等，WLAN覆盖的概率增加。蜂窝系统需要在居住区提高能力，WLAN提供了在这种地区提高能力的手段。因此，蜂窝系统在居民区实施WLAN。另一方面，在郊区不对WLAN覆盖范围进行要求，因为在居住人口少的地方通常不考虑其能力。
在小区100内，支持扇区B 104的BS(未示出)发射BS所知道的那些WLAN的标志符。例如，如果网络与WLAN#1 120有联系，则扇区B 104中的BS可以发射WLAN#1 129通知，其中该通知提供ESSID(1)。用这种方法，当MS(未示出)接收到通知，MS能够基于ESSID(1)搜索WLAN#1 129。类似地，扇区A 102的BS也可以通知WLAN#1 120。此外，如果小区网络与WLAN#2 130有联系，扇区B104中的BS也可以通知提供ESSID(2)的WLAN#2 130。
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通知字段116。WLAN通知字段116可以是一个比特，其中一种极性表示WLAN可用，相反的极性表示不可用。WLAN通知116可以是提供更多信息的多比特的字段，例如位置信息、或关于接入WLAN信息的对MS的指示。在第二实施例中，系统参数消息包括系统参数信息140、WLAN通知142、及位置信息或全球定位系统(GPS)144。
在可替代的实施例中，WLAN供给/通知信息不通过公共信道上的开销消息周期性地广播。当MS想要接收关于指定的小区扇区的WLAN供给/通知信息时，MS使用例如cdma2000注册消息的蜂窝信令消息，来向BSC请求WLAN供给/通知信息。可替换地，MS可以使用特定的WLAN请求信息。作为响应，BSC根据要求提供WLAN供给/通知信息。如果MS没有业务信道，BSC在公共信道上向MS发送应答。该应答识别在指定小区扇区内的可用WLAN覆盖范围。注意，该扇区的识别是通过使用标志符，例如cdma2000中使用的基站ID。当扇区里有WLAN覆盖范围的时候，从BSC发出的应答还包括必要的WLAN供给/通知信息，以允许MS搜索WLAN的覆盖范围。
为避免额外的信令业务(例如当多个MS请求WLAN供给/通知信息时)，BSC可以通过公共信道传送应答(即，WLAN供给/通知信息)。该WLAN信息可以是有冗余的。在一个实施例中，在接收到从MS发来的WLAN供给/通知信息请求时，BSC在预定的时间段内发射WLAN供给/通知信息。当其它MS在接近的时间请求同样的信息时，公共信道上这种信息的供给能避免引起额外信令消息。
MS从蜂窝网络接收到WLAN位置信息，其中WLAN位置信息识别支持该WLAN的AP。位置信息可以是AP的纬度和经度标志符。MS接收到WLAN位置信息然后在MS显示该WLAN位置信息。该显示可以在可能存储于MS中的本地地图范围内提供AP的位置。该显示可以是如图5A所示的，其中移动无线设备200包括键盘204和显示器202。显示器用绘图的方式来标识各WLANAP的位置。该显示可以是文本消息。
有几种方法可以供MS用来获取支持WLAN的AP的位置信息。在一个实施例中，MS从通过公共信道或专用信道传递的信令开销消息获取各AP的位置信息，如上文所述。在一个可替换实施例中，用户指示MS向应用服务器请求各AP的位置信息。在这种情况下服务器可以位于运营商网络的后端，因此MS使用高层协议(例如，IP)来与服务器通信以获取AP的位置信息。
在一个实施例中，如图5B所示，方法250提供了手动WLAN选择的方法。在步骤252，用户选择用于在无线设备上标识WLAN位置的地图显示功能。在步骤254，WLAN被识别为在范围内。在判断棱形框256，如果自动搜索被启动，处理继续到步骤258，该设备搜索WLAN。否则处理继续到步骤260，由用户来搜索WLAN。在判断棱形框262，如果WLAN是可以接入的，则在步骤264无线设备发送WLAN注册请求。否则，处理回到步骤254等候范围内的WLAN被识别。
图3A是WLAN检测的时序图，其中MS向BS发送特定的WLAN信息的WLAN查询或请求。作为响应，BS向MS发射WLAN信息，例如通过公共信道传递的WLAN通知。当WLAN可用的时候，MS根据BS所提供的WLAN信息来搜索WLAN并向WLAN发送要建立通信的注册请求。
图3B是WLAN检测的时序图，其中MS向BS(即，蜂窝网络)发送注册请求。注册请求可以包括对WLAN信息的特定请求。可替换地，注册请求可以不是对WLAN信息的特定请求，而是提示BS提供WLAN信息。作为对注册请求的响应，BS向MS提供WLAN信息。当WLAN可用的时候，MS根据BS所提供的WLAN信息搜索WLAN并向WLAN发送建立通信的注册请求。
图4是WLAN检测的时序图，其中MS向BS(即，蜂窝网络)发送注册请求。注册请求可以包括对WLAN信息的特定请求。可替换地，该注册请求可以不是对WLAN信息的特定请求，而是提示BS提供WLAN信息。作为对注册请求的响应，BS在公共信道上广播WLAN信息。当WLAN可用的时候，MS根据BS所提供的WLAN信息搜索WLAN并向WLAN发送建立通信的注册请求。
带有一个调谐器的MS
移动台(MS)有一个用于通信的调谐器的情况。在这种设备中，这一个调谐器既被用于与蜂窝系统通信也被用于与WLAN系统通信。MS检测WLAN覆盖范围并在WLAN和蜂窝系统之间执行系统选择，其中MS在给定时刻可以只调谐到一个系统(WLAN或者蜂窝系统)。
在以下的情况下MS执行系统检测和选择：(1)就蜂窝网络来说MS是空闲的(不是通信中正在使用的)，没有专用信道，并想要搜索WLAN；(2)MS具有有效的与蜂窝网络的包数据会话，有专用信道，并想要搜索WLAN；(3)MS被调谐到WLAN，并想要接收蜂窝寻呼；以及(4)MS被调谐到WLAN但是其信号强度小。
在上述的情况(1)，如果MS在蜂窝网络中是空闲的(即没有专用信道)，MS可以基于一个或多个因素，例如用户要求、预配置的选择、从蜂窝网络接收到的WLAN可用性通知等等，来决定搜索WLAN覆盖范围。在每个设定的寻呼时隙间隔，MS都调谐到蜂窝网络。用这种方法，MS能够从蜂窝网络接收到任何寻呼指示符。一旦MS监控蜂窝寻呼指示符，MS就能够调谐到WLAN频率并使用被动的或主动的搜索来检测WLAN覆盖范围。
在上述的情况(2)，MS在蜂窝网络中具有有效的包数据会话(即，有专用信道)。在蜂窝网络中进行有效的数据会话期间，MS可以选择不搜索WLAN。在这种情况下，当MS在蜂窝网络中处于有效状态时，即使它可以接入WLAN，MS也不切换到WLAN。尽管MS可能不能够利用高速WLAN接入的优势，但是MS不会遭遇服务中断。MS在蜂窝网络中变成空闲之后，MS调谐离开蜂窝网络来搜索WLAN。
可替代地，蜂窝网络可以指挥MS搜索WLAN覆盖范围。在这种情况下，蜂窝网络指示MS去搜索WLAN覆盖范围。如果有WLAN覆盖，网络可以指挥MS将其包数据会话切换到WLAN。当网络过载时或者当MS的功率强度太小的时候这个过程可能是有用的。该过程在下文中将被论述，并且该过程类似于支持cdma2000的系统中的候选频率搜索过程。
MS通过空中注册可将任何WLAN能力告知蜂窝网络。如果MS是位于其中有WLAN热点的小区扇区内，网络可以发送信令消息来请求MS搜索WLAN覆盖范围。信令请求消息包含WLAN信息(例如，频率、ESSID等等)并在MS的专用信道上被发送。MS调谐到WLAN频率并主动地或者被动地搜索WLAN信标。然后，MS可能有以下几种行为：(1)如果MS检测到WLAN覆盖，则MS调谐回到蜂窝网络以通知WLAN搜索结果。然后蜂窝网络发送信令消息以指示MS越区切换到WLAN。MS调谐到WLAN并执行接入鉴权，可选择地执行移动IP注册以将其包数据会话转移到WLAN。如果接入鉴权或者移动IP注册失败了，MS可以调谐回到蜂窝网络并开始包数据服务选项。
(2)如果MS检测到了WLAN覆盖，MS不回到蜂窝网络去通知WLAN搜索结果。相反，MS继续执行WLAN接入鉴权，可选择地执行移动IP注册以将其包数据会话转移到WLAN。在这种情况下，如果超时之后蜂窝网络没有接收到信令应答消息，网络认为MS已经离开了蜂窝系统，因此将MS的包数据会话消除。
(3)如果MS未能检测到WLAN覆盖范围，MS重新调谐回蜂窝网络并发送信令应答消息以通知蜂窝网络关于WLAN搜索结果，网络重新保存MS的包数据会话的有效状态。
继续上文中所给出的情况(2)，更进一步，当MS调谐离开去搜索WLAN覆盖范围时，MS可以向蜂窝网络发送请求要求保存MS的状态信息。在这种情况下，MS请求蜂窝网络在搜索WLAN覆盖范围的同时保存状态信息。MS向1x网络发送信令请求消息(类似于CDMA空闲时间(offtime)报告消息)。如果MS位于有WLAN热点的小区扇区内，网络可以发送信令应答消息，该消息包含MS搜索WLAN覆盖范围所必要的WLAN信息。如果MS检测到WLAN覆盖范围，并通过了接入鉴权，MS可以继续移动IP注册以将其包数据会话切换到通过WLAN来传递。如果MS没能检测到WLAN覆盖范围或者没有通过接入鉴权，MS重新调谐回蜂窝网络并发送信令消息以请求蜂窝网络重新存储MS的包数据会话的有效状态。如果蜂窝网络在特定的时间段期满之后没有接收到信令请求消息，网络认为MS已经离开了蜂窝系统，因此将MS的包数据会话消除。
根据情况(3)MS当前被调谐到WLAN。如果MS没有正在通过WLAN发送或接收帧，则MS周期性地调谐回蜂窝网络并监控快速寻呼信道上的寻呼指示符。如果寻呼指示符为“0”，则没有对MS的寻呼，MS立刻调谐回到WLAN频率。在这种情况下，MS花费在蜂窝频率上的时间是最小的(ms级)。如果寻呼指示符为“1”，则MS在其寻呼时隙监控寻呼信道。在cdma2000类型的网络，寻呼指示符在MS的寻呼时隙之前最多100ms出现。该寻呼时隙是80ms。寻呼指示符为“1”不能保证该寻呼是用于该MS的，因为可能第二MS的国际移动用户标识符(IMSI)被碰巧干扰为与第一MS的寻呼指示符一样。因此，MS可能在寻呼信道上花费最多达180ms而什么都没做。如果该寻呼是用于该MS的，它将以寻呼响应来应答并停留在蜂窝网络以接收进来的电路切换语音呼叫。
在MS被安排要监控蜂窝网络寻呼的时刻，如果MS正在WLAN上发送或接收帧，则MS应该停留在WLAN内以完成该数据传送并因此跳过寻呼周期。潜在地，MS可能会错过寻呼，并且接进来的电路切换语音呼叫的呼叫建立时间会增加。如果MS接收到对接进来的电路切换语音呼叫的寻呼，MS可以作如下响应：
1.当接收到该寻呼，MS可以保持调谐到蜂窝网络以发送寻呼响应并接受该呼叫。在语音呼叫之后，MS可以调谐到WLAN以继续包数据会话(如果MS仍然有WLAN覆盖范围)。
2.当接收到该寻呼，MS立刻调谐回到WLAN并向AP发送分离消息(Disassociation message)。然后，MS切换到蜂窝网络，发送寻呼响应，并接受该呼叫。在语音呼叫之后，MS可能需要开始在蜂窝网络或者WLAN中的新的包数据会话。
根据情况(4)，如果MS被调谐到WLAN，但是检测到信号强度已经降低到可接受的阈值之下，MS可以调谐到蜂窝网络并着手将包数据会话转移到蜂窝网络。
图10A示出了情况(2)的一个例子，其中MS 702当前与小区网络706有包数据会话。MS 702搜索从蜂窝网络发来的WLAN指示消息。使用供给MS的WLAN指示消息，MS搜索WLAN覆盖范围。当检测到WLAN，MS 702将结果通知小区网络。如图所示，MS 702检测到WLAN(AP 704)，作为响应向蜂窝网络发送搜索结果通知。然后蜂窝网络可以指示MS 702切换到WLAN。从小区网络706切换到WLAN的决定的做出是基于网络负荷、用户的带宽、数据要求等等。一旦小区网络706指示MS 702切换，小区网络706就消除该数据会话。然后MS 702启动对AP 704的鉴权。注意如果鉴权失败，MS可能需要与蜂窝网络进行重建。
图10B示出了情况(2)的另一例子，其中MS 702当前与小区网络706具有包数据会话。MS 702搜索从小区网络706发出来的WLAN指示消息。使用供给MS的WLAN指示消息，MS搜索WLAN覆盖范围。当检测到WLAN，MS 702将结果通知小区网络。如图所示，MS 702检测WLAN(AP 704)，并且作为响应启动对AP 704的鉴权。然后小区网络706开始计时，当超时之后，小区网络706消除该数据会话。
图10C示出了再一个例子，其中MS 702当前与小区网络706有包数据会话。MS 702搜索从小区网络706发来的WLAN指示消息。使用供给MS的WLAN指示消息，MS搜索WLAN覆盖范围。当检测不到WLAN时，MS 702将搜索结果发送给小区网络706。MS 702与小区网络706继续该数据会话。
两个调谐器
在下面的例子中，移动台(MS)有两个调谐器，它们能够同时调谐到蜂窝频率和WLAN频率。如图6所示MS 300具有被保存在存储器中的ESSID列表302，第一调谐器(调谐器A 304)，和第二调谐器(调谐器B 306)。调谐器A被配置为用于与WLAN通信。调谐器B 306被配置为用于与无线蜂窝网络通信。如图所示，当MS 300在接入AP320的范围之内时，调谐器A 304搜索AP 320所发射的WLAN信标。WLAN信标被周期性地发射并识别被AP 320所支持的WLAN。调谐器B 306搜索从蜂窝网络发出由基站收发信台系统(BTS)322传送的寻呼指示符。用这种方法，MS 300可以搜索WLAN覆盖范围，同时还搜索蜂窝寻呼。因此，MS 300检测WLAN覆盖范围并在WLAN与每个接入媒介使用一个调谐器的蜂窝系统之间执行系统选择。
MS 300可以执行多种实际配置中的任何一种。例如，“A类型”设备是一个有内置WLAN调谐器和蜂窝网络调谐器，或被安置好的WLAN调谐器卡和蜂窝调谐器卡(例如CDMA2000卡)的手动设备(电话、个人数字助理(PDA))。此外，“B类型”设备是便携式计算设备，例如带有WLAN调谐器卡的个人电脑，其中便携式计算设备被连接到蜂窝手机，例如支持cdma2000通信的手机。
对于A类型设备，MS 300是一个既支持WLAN又支持服务网络协议的物理设备(例如手机、PDA)。MS 300有两个射频(RF)调谐器：第一个用于蜂窝网络；第二个用于WLAN。
回到图6，注意WLAN信标和寻呼指示符没有必要在同一时刻或同一周期被发射。MS 300用调谐器A 304在具有第一段时间的周期上搜索WLAN信标。MS 300在具有第二段时间的周期上搜索蜂窝网络的寻呼指示符。典型地，第二段时间比第一段时间短。换句话说，寻呼指示符比WLAN信标更频繁地被生成。
功率守恒是系统检测和选择设计中的重要准则。移动设备上的功率守恒非常需要延长到电池再次充电期间的设备操作时间。如果MS300决定要搜索WLAN覆盖范围，需要将仍然在监控蜂窝寻呼的这种搜索期间的功率消耗最小化。
MS 300可以基于一种或多种因素，例如用户命令、预配置的选择、应用程序状态(例如正在运行的包数据会话)、从蜂窝网络接收到的WLAN可用性通告等等，来决定搜索WLAN覆盖范围。一种按照IEEE802.11定义的WLAN协议，本文中称为“802.11”，允许MS 300被动地或者主动地搜索WLAN覆盖范围。在被动搜索中，MS 300收收听WLAN频率上的AP 320发送来的WLAN信标。WLAN信标包含AP 320的ESSID，也称为ESSID(AP 320)。如果ESSID(AP 320)与存储于MS 300ESID列表302中的ESSID相匹配，这表示MS 300已经检测到WLAN覆盖范围，这种覆盖范围信息是由MS 300服务提供者所提供的。在主动搜索中，MS 300发送包含MS 300的ESSID的探查请求(ProbeRequest)。如果AP 320接收到探查请求并且MS 300的ESSID与AP 320的ESSID相匹配，则AP 320向MS 300发送探查响应(Probe Response)。如果MS包括有多个ESSID的列表，MS可以发射包含着由最高优选的ESSID的探查请求。ESSID选择可以作为系统选择参数被保存在选择数据库(如上文所述)里。
为保存功率，需要将MS 300的休眠模式最大化。换句话说，需要最大化MS 300使用减少的功率或其处于休眠模式的时间。此外，作为这种最大化的结果，需要最小化MS的苏醒时间，或者全功率操作时间。因此，当MS 300周期性地苏醒，例如检查寻呼或者WLAN信标时，MS 300应该在搜索任何WLAN信标的同时监控蜂窝寻呼指示符。如果寻呼周期和信标周期不同步，则MS 300根据寻呼周期苏醒以监控寻呼指示符。在这种情况下，当MS 300苏醒时，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，则MS周期性地苏醒以监控寻呼指示符并被动地收听任何WLAN信标。因为使用了被动搜索，同步寻呼和信标周期提供功率更高效的操作；但是，这种同步要求AP 320时钟与蜂窝网络的定时同步。
使寻呼周期与WLAN信标周期同步的一种方法是，安排WLAN信标与快速寻呼信道中的第一寻呼指示符同时到达。根据这个方法，每个MS都被安排恰好在安排的WLAN信标到达时刻之前苏醒。注意因为有潜在的冲突的可能，WLAN信标可以不在安排的时刻发送；因此，不能保证指定WLAN信标将在安排的或预期的时刻到达。WLAN信标作为数据帧被发送，并因此与其他传输遵守同样的接入共享的媒介的规则。在接收到WLAN信标之后，一些MS可能需要更长时间地保持苏醒，以便于搜索寻呼指示符。另外，这种方法需要用于产生WLAN信标与蜂窝网络寻呼指示符的时钟同步。这种同步并不总是可行或可用的。
MS 300检测到WLAN覆盖范围之后，接收WLAN信标，MS 300使用某些准则将包数据会话从蜂窝网络切换到WLAN。这些准则可以包括蜂窝网络中的MS是否是空闲的(即没有专用信道)或WLAN信号强度是否稳定等等。MS 300可以等待蜂窝网络中待处理的包数据会话到其停止。然后MS 300d执行包数据会话切换(即通过WLAN发送移动IP注册)。这可能对最小化服务中断有帮助。类似地，当WLAN信号强度大于特定时间段的可接收的阈值，MS 300可以执行包数据会话切换。用这种方法，MS 300就能确保对该WLAN的接入是能够保持的。这个度量可以是信道质量和/或信号强度的任何度量。阈值可以是预定的或者可以基于通信的实际执行情况被动态地调整的。这有助于避免任何往复切换效应，由此因为改变条件或者处于操作容限边缘的信号强度，MS 300在WLAN接入和蜂窝网络接入之间切换。更进一步，当检测到WLAN时，MS 300可以通知用户并等待用户手动地选择WLAN。
另一考虑是最小化当MS 300在通过WLAN接收数据的同时监控蜂窝寻呼时的功率消耗。MS 300将包数据会话切换到WLAN之后，MS 300可以通过WLAN接收数据也可以通过蜂窝网络接受进来的电路切换语音呼叫。MS 300依赖蜂窝休眠模式来节约监控蜂窝寻呼时的功率。802.11协议用于MS 300在等到输入数据时节约功率的方法是类似的。如果cdma2000快速寻呼信道，或者其它类似的机制得到支持，MS 300可以通过将蜂窝休眠模式和802.11功率节约模式同步化来进一步节约功率。
根据802.11功率节约模式，MS 300向AP 320发送联系请求(Association Request)(AR)，其中AR表示若干(例如，N)个信标周期，在信标周期MS 300将会处于功率节约模式。AP 320保持跟踪一列已经启动了功率节约模式的MS。当MS 300正处于功率节约模式时，AP 320对预定给MS 300的帧进行缓冲。AP 320周期性地发送包含业务指示映射(TIM)(未示出)的信标，TIM表明是否每个MS都有在AP 320里面的被缓冲的帧。每N个信标周期MS 300苏醒一次以监控信标和所包括的TIM。如果TIM表示有MS 300有待处理的帧，MS 300向AP 320发送功率节约登记信息(Power-Save Poll)，AP 320对此通过向MS 300发送一帧数据作为响应。这一帧将包括控制字段，其中控制比特表示是否有MS 300的更多被缓冲的帧。如果控制比特被设置，MS 300需要向AP 320发送另一功率节约登记信息。如果控制比特被清除了，则没有MS 300的有待处理的帧。
当802.11功率节约模式与蜂窝休眠模式同步的时候，MS 300可以得到更多的功率节约。用这种方法，MS周期性地苏醒以监控信标(被包括的TIM)和监控蜂窝寻呼指示符。同步的实现是通过使AP 320的时钟与蜂窝定时同步，其中蜂窝寻呼间隔和WLAN信标间隔是前后紧接的(lock-step)。例如，当WLAN信标间隔等于蜂窝寻呼间隔的时候，信标可以被安排要与蜂窝系统中的第一寻呼指示符同时到达，例如像cdma2000快速寻呼信道上执行的那样。每个MS都在信标到达之前才苏醒。一些MS可能需要停留久一点(例如，WLAN信标到达之后40ms)以接收寻呼指示符。
对于没有cdma2000快速寻呼信道的那种系统，信标周期和寻呼周期通常是不同步的，即WLAN信标与蜂窝寻呼时隙之间的时间差可能每个MS之间各不相同。如果时间差很小，则MS能够苏醒过来以在回到休眠模式之前监控信标及其寻呼时隙。如果时间差很大，这种过程可能不能功率高效地让每个MS都苏醒并保持苏醒以监控WLAN信标和寻呼时隙。注意每个MS都可以有指定的寻呼时隙，因此，对每个MS来说，接收WLAN信标和寻呼指示符所需要的差值时间可能不是相同的，并且通常将会不同。
图7示出了可应用到MS 300的处理350。MS 300首先因为蜂窝寻呼指示符苏醒(步骤354)。MS 300可以安排其苏醒与第一寻呼指示符时隙和WLAN信标的共同时刻一致，或者可以使用一些其它的准则来判断何时苏醒。MS 300判断(判断棱形框356)要执行主动WLAN搜索还是被动WLAN搜索。对于主动搜索，MS 300发送WLAN信标请求(步骤358)，之后继续搜索WLAN信标(步骤360)。用这种方法，MS 300避免在等待下一安排的WLAN信标传输时额外的功率消耗。对于被动搜索，MS搜索WLAN信标(步骤360)直到检测到信标为止。
图8示出了网络500内的通信流，包括蜂窝通信和因特网协议(1P)通信。因特网502连接到与MS 508有关的归属代理(HA)516。因特网进一步连接到文件传送协议(FTP)服务器514、接入路由器510、及分组数据服务节点(PDSN)504。接入路由器510通过无线接口与AP 512通信。接入路由器510与AP 512之间的接口是WLAN接口，其中接入路由器510和AP 512是WLAN的组成部分。当MS 508被设置以便于与AP 512通信时，MS 508通过无线接口和AP 512接入WLAN。对于蜂窝通信，MS 508经由空中与BS 506通信。BS 506被配置为用于通过被确定为cdma2000的接口与PDSN 504的通信。这种接口可以是符合另一蜂窝协议的。
注意无线设备可以包括多个调谐器，其中每个调谐器都适合用于与不同的接入媒介通信，例如WLAN和蜂窝网络。可替代地，无线设备可以被连接到另一无线设备，其中每个设备都包括调谐器，结果其结合体有多个调谐器。在一个这种配置中，便携式电脑(计算设备)与蜂窝手机协同运行。便携式电脑包括WLAN卡或者内置的WLAN端口，同时该手机支持蜂窝通信。WLAN信息(例如ESSID)被提供给便携式电脑用于搜索WLAN覆盖范围。
图9示出了这种配置中的信号和消息流。如图所示，便携式电脑600被连接到MS 602用于通信。便携式电脑600有调谐器，该调谐器当前用于与例如cdma2000网络的蜂窝网络606通信。
在图9所示的配置中，便携式电脑600当前正处理通过MS 602进行的与蜂窝网络606的包数据会话。在包数据会话期间，当MS 602从蜂窝网络606接收到WLAN可用性通知时，MS 602可以通过MS 602与便携式电脑之间定义的信令协议通知便携式电脑600。接收到这种通知之后，便携式电脑600可以选择搜索WLAN覆盖范围。之后便携式电脑600可以基于WLAN信号强度执行系统选择并从AP 604获得WLAN信号。之后便携式电脑600和AP 604鉴权该连接。一旦鉴权完成，便携式电脑600就从蜂窝网络断开通过MS 602的连接。之后MS602断开与蜂窝网络606之间的包数据会话。从这一点来说，包数据会话是在便携式电脑600与AP 604之间进行的。
如上文给出的例子中的详细说明并参考图9，当便携式电脑600与蜂窝网络606有正在进行的包数据会话时，便携式电脑可以通过固有的调谐器来检测强WLAN信号。便携式电脑600可以选择立刻切换到WLAN接入。WLAN检测后，便携式电脑600需要鉴权WLAN接入。对于WLAN和cdma2000的单个预约/鉴权，该保密信息被保存在手机的用户接口模块(UIM)(未示出)里，它可以是可移除的也可以是不可移除的。因此，便携式电脑600与MS 602之间需要信令消息以执行WLAN接入鉴权。如果WLAN接入鉴权成功了，便携式电脑600通过WLAN(即通过AP 604)执行移动IP注册。如果移动IP注册成功，便携式电脑600向MS 602发送消息(例如AT命令)以释放该包数据会话。MS 602可以通过服务选项(SO)识别该数据会话，例如cdma2000中的SO 33。之后便携式电脑600可以保持该通过蜂窝网络的包数据会话直到完成向WLAN的包数据会话切换。
可替代地，如果包数据会话当前没有有待传送的数据，则便携式电脑可以切换到WLAN以便使服务(例如，文件下载)中断最小。检测到强WLAN信号后，便携式电脑600等待给定的时间段(例如，几秒钟)以检测数据传送的任何活动。如果没有检测到任何活动，便携式电脑600执行WLAN接入鉴权，紧接着执行通过WLAN的移动IP注册，最后释放蜂窝包数据服务选项，如上文所述。
当便携式电脑600正在接入WLAN并且信号强度退化到低于可接受的阈值时，便携式电脑600可以触发MS 602以发起包数据服务选项。该触发可以是直接的信令消息(例如，AT命令)或者移动IP注册消息等等，其中便携式电脑600想要通过蜂窝网络发送消息。如果移动IP注册成功了，便携式电脑600通过蜂窝网络继续该包数据会话。为了避免WLAN和蜂窝网络之间的往复切换效应，可以使用滞后机制，例如，只有当WLAN信号保持在高于特定的阈值经过特定时间段之后才切换到WLAN。便携式电脑可以在WLAN和蜂窝网络之间自动地切换(例如，操作对于用户来说是容易明白的)或者由用户手动地触发。
本领域专业技术人员可以理解，可以使用各种不同的工艺和技术来表达信息和信号。例如，上文提到的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号、及码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或任何它们的结合来表达。
专业人员会进一步了解，本文中结合公开的实施例所描述的多种示例的逻辑块、模块、电路、及算法步骤可以被实施为电子硬件、计算机软件、或二者的结合。为了清楚地说明硬件与软件的这种可互换性，多种示例的组件、程序块、模块、电路、及步骤已经在上文中按照它们的功能性进行了一般性地说明。这种功能性是实施成硬件还是软件依赖于整个系统上所实施的具体的应用和设计限制条件。专业熟练人员可以对每个具体应用采用不同的方法来实施所述的功能，但是这种实施决定不应该被认为导致其脱离了本发明的范围。
结合本文公开的实施例描述的多种示例的逻辑块、模块、及电路的实施可以利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑、分离的硬件组件、或任何设计为执行本文所述功能的它们的结合体。通用处理器可以是微处理器，但是可替换的，处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器也可以被实施为计算设备的结合体，例如，DSP和微处理器、很多微处理器、一个或多个微处理器连同DSP核心、或任何其它此类配置的结合。
结合本文公开的实施例所描述的方法或算法的步骤可以使用硬件、处理器执行的软件模块、或者二者的结合来直接实施。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动硬盘、CD-ROM、或任何其它形式的技术领域内公知的存储媒介。示例的存储媒介被连接到处理器以使得处理器能够从存储媒介读取信息并向其写入信息。可替换地，存储媒介可以是集成在处理器中的。处理器和存储媒介可以是集成在ASIC中的。ASIC可以位于用户终端中。可替换地，处理器和存储媒介可以作为分离的组件存在于用户终端中。
公开实施例的上述说明是用来使任何本领域的专业人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的不同修改对本领域专业技术人员是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以被应用于其它实施例而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不会限制于本文所示的各实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种设备，用于当所述设备连接到计算机时，基于包含在所述设备中的指令来控制所述计算机，所述设备包括：
用于当所述设备连接到所述计算机时控制所述计算机以接收无线局域网WLAN通知的装置；以及
用于控制所述计算机以响应所述WLAN通知搜索所述WLAN的装置；
其中接收所述WLAN通知的装置包括：
用于控制所述计算机以对应WLAN接收包括至少一个扩展服务设置标志符ESSID的WLAN通知的装置；
用于控制所述计算机以将所述至少一个ESSID与存于移动台内的ESSID列表相比较的装置；以及
用于控制所述计算机以响应所述ESSID列表中的ESSID匹配所述WLAN通知中的所述至少一个ESSID，搜索所述WLAN的装置。
2.如权利要求1所述的设备，进一步包括：
用于控制所述计算机以响应于接收到所述WLAN通知，自动地启动WLAN搜索的装置。
3.如权利要求1所述的设备，其中接收所述WLAN通知的装置包括：
用于控制所述计算机以接收包括支持所述WLAN的接入点AP的位置信息的WLAN通知的装置；
用于控制所述计算机以将所述位置信息与所述移动台的当前位置相比较的装置；以及
用于控制所述计算机以在所述移动台的当前位置接近所述AP的情况下搜索所述WLAN的装置。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述位置信息包括所述AP的纬度和经度。
5.如权利要求3所述的设备，进一步包括：
用于控制所述计算机以在所述移动台上显示所述AP的所述位置信息的装置。
6.如权利要求5所述的设备，进一步包括：
用于控制所述计算机以响应于显示所述位置信息启动WLAN搜索的装置。
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