用于网络环境中的无缝移动性的系统和方法与流程

本申请是继续申请，并要求于2014年1月21日提交的、题目为“用于网络环境中的无缝移动性的系统和方法”、发明人为Mukesh Taneja等人的美国申请序列号14/160,127的由U.S.C.第35编120节规定的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开一般涉及电信领域，更具体地，涉及在网络环境中提供无缝移动性。

背景技术：

一些无线产品是基于电气与电子工程协会(IEEE)802.11的标准(WiFi)的，而其他产品使用蜂窝网络。在过去的几年中，在蜂窝Wi-Fi集成领域有很多活动。蜂窝(例如，长期演进[LTE]/3G)和WiFi网络能够通过松耦合或紧耦合进行集成。一些工作提供了考虑到LTE与WiFi网络的松耦合的机制。代理服务器MIPv6是考虑到LTE与WiFi网络的松耦合的示例。兴趣在于朝向紧耦合网络架构迈进，因为这些架构能够向用户提供更加无缝的移动性体验。例如，一些公司提议包括针对3GPP Release12规范的LTE-WiFi网络的紧耦合。

在支持双重模式LTE-WiFi用户设备(UE)(例如，手机)时会有很多限制。一个限制是手机成本的上涨：例如，支持两个RF芯片会提高设备的成本。当LTE与WiFi RF同时活动在相同设备上时，特别是在它们在相似RF频率(例如，2.4GHz/2.3GHz)的情况下，还会有干扰的问题需要处理。当两个RF链路同时活动，并且一个RF链路通过两种无线接入技术传送数据时，还会有电池的问题。存在支持两个RF芯片(一个用于蜂窝，一个用于WiFi)的设备，但由于这些问题每次仅有一个RF芯片是活动的。而另一方面，存在支持两个活动RF芯片的更昂贵的设备，但该支持通常仅适于选择光谱带。

技术实现要素：

在一个示例中，提供了一种包括处理器的装置，该处理器被配置为在第一无线网络中接收第二无线网络中的基站的标识符，并且判定第二无线网络中的第一设备的身份。该装置被配置为将基站的标识符发送至第二无线网络。

在其他更具体的实施例中，该处理器被配置为至少部分地基于基站的标识符和在第一无线网络中的设备的位置判定第一设备的身份。在其他实施例中，该处理器被配置为至少部分地基于映射信息判定第一设备的身份。该装置可以被配置为在第一网络中将会话的服务质量(QoS)参数发送至第一设备。该装置还可以被配置通过隧道联系在第二无线网络中的第一设备，以接收第二无线网络中的第二设备的身份，并且建立与第二设备的隧道。在其他示例中，该装置被配置为接收是否接受从第一无线网络切换至第二无线网络的第一指示。此外，该装置可以被配置为在第一无线网络中发送切换被接受的第二指示，并且在发送第二指示之后停止在第一无线网络中的数据传输。

在另一示例中，提供了一个或多个计算机可读存储介质。该一个或多个计算机可读存储介质编码有包括计算机可执行指令的软件，当该软件被执行时可操作以执行一种方法，包括：在第一无线网络中接收第二无线网络中的基站的标识符；判定第二无线网络中的第一设备的身份；并且将基站的标识符发送至第二无线网络。

在另一示例中，提供了一种方法，包括：在第一无线网络中接收第二无线网络中的基站的标识符；判定第二无线网络中的第一设备的身份；并且将基站的标识符发送至第二无线网络。

附图说明

为了提供对本公开以及其特征和优点更透彻的理解，参考以下结合附图的描述，其中相似的参考标号表示相似的部分，其中：

图1示出了能够实现长期演进(LTE)→无线局域网(WLAN)切换的系统架构；

图2A-2B示出了用于LTE→WLAN切换的高级方法中的可能操作的视图；

图3A-3B示出了用于LTE→WLAN切换的高级方法中的可能操作的另一视图；

图4示出了UE能够在S210中从WLAN AP接收到的增强信标的示例；

图5示出了UE能够在S210中从WLAN AP接收到的增强探测响应的示例；

图6示出了能够实现WLAN→LTE切换的系统架构；

图7示出了用于WLAN→LTE切换的高级方法中的可能操作的视图；

图8示出了用于WLAN→LTE切换的高级方法中的可能操作的另一视图；

图9示出了能够在S715中从UE发送至WLAN AP的802.11MAC消息的示例；

图10示出了图9中示出的IEEE 802.11MAC帧的帧控制字段的类型与子类型字段的示例；以及

图11示出了能够用于实现LTE和WLAN系统的设备的示例计算机系统。

具体实施方式

关于LTE→WLAN切换的示例实现方式

实施例提供了用于例如长期演进(LTE)与无线局域网(WLAN)网络之间的无缝切换的移动性方法。一些实施例提供了在用户设备(例如，包括两种无线接入技术(RAT)的可调谐RF)中每次仅有一个活动射频(RF)芯片时工作的方法。方法还专用于以下情况，其中，设备(例如，用户设备(UE))能够同时与LTE网络以及WLAN网络进行通信。实施例能够包括用于具有两个RF芯片但其中每次仅有一个芯片活动的设备的移动性方法，以及用于具有两个RF芯片并且两个RF芯片均可以同时用于控制信息但仅有一个RF芯片用于数据通信的设备的移动性方法。一些方法还从UE建立IPsec隧道以完成切换，但是在一些情况下无法从UE建立IPsec隧道。

由于双重模式LTE-WLAN UE被允许实行诸如针对从LTE eNodeB到WLAN AP的切换选择合适的WLAN AP之类的机制，所以本文所提供的方法能够有助于完成先接后断(make-before-break)切换，使得在UE继续与LTE网络进行数据通信的同时，帮助LTE网络识别作为针对选取的WLAN AP的WLAN接入网关(AGW)的WLAN AGW、与WLAN AP的关联、对WLAN网络的认证。不同于其他方法，通过提供MME(LTE核心网络的移动性管理实体，演进数据包分组核心(EPC))和WLAN AGW之间的逻辑接口隧道，使得LTE和WLAN网络的更紧密的集成变得可行。方法被指定为使得即使设备每次仅有一个活动RF(即，每次LTE RF或WLAN RF中任意一个活动，但不能是二者同时活动)也能够完成先接后断切换。

先接后断切换方法也可被提供用于WLAN→LTE切换。为针对这种切换做准备，不需要从用户设备建立IPsec隧道，并且IEEE 802.11MAC消息、CAPWAP、以及S1-AP协议消息可被增强以携带切换消息。在初始切换准备过程中，完成了若干初始LTE相关操作。

图1示出了能够应用从LTE网络切换到WLAN网络的实施例的示例系统架构100。在示出的实施例中，该系统能够包括连接到策略和计费规则功能(PCRF)、SGi接口、S2a接口和S5接口(以每3GPP TS23.402)的PDN网关(P-GW)。P-GW通过S2a接口连接到WLAN AGW，并且通过S5接口连接到S-GW节点。S-GW节点被连接到MME和LTE eNodeB。例如，eNodeB是LTE基站。MME被连接到归属用户服务器(HSS)，归属用户服务器(HSS)被连接到认证、授权与结算(AAA)。WLAN AGW被连接到AAA，而且无线LAN控制器(WLC)和WLAN接入点(AP)也被连接到AAA。在一个方案中，在WLAN AGW-WLC-WLAN AP执行通信。在另一方案中，在WLAN AGW-WLAN AP执行通信。

图2A-2B和图3示出了用于LTE→WLAN切换的高级方法中的可能操作。在该流程的初始点，通过使用LTE过程UE被附连到LTE网络，并且数据通过P-GW在UE和互联网之间进行传送。在这些操作的过程中，除非另有说明，数据通信通过LTE接入技术在UE和LTE网络之间继续。操作从S200开始并进行到S205以为切换做好准备。

在S205，在eNodeB处的MAC调度器使用无线电资源控制(RRC)连接重新配置消息将调度间隔通知给UE。在3GPP TS36.331中规定了RRC，并且RRC是控制平面协议。

调度间隔指的是LTE数据传输被暂停的时段。在一个实施例中，RRC消息使用抽象语法标记/1(ASN.1)段要求UE测量AP(包括WLAN AP)的信号强度。常规RRC协议不允许LTE eNodeB明确地要求用户设备测量WLAN AP的信号强度。此外，增强RRC消息能够指示间隔的持续时间(例如，毫秒级)。

在S210，在eNodeB在S205中提供的调度间隔中的至少一个间隔期间，UE接收从WLAN AP发送的信号。该信号包括例如在基本服务集标识(BSSID)或源地址(SA)字段中的WLAN AP的MAC地址。该信号还包括WLAN AP的位置以及WLAN AP的SSID。

在S210的一个实现方式中，信号是来自WLAN AP的任意合适的信标信号。例如，该信标信号能够相对于目前的IEEE 802.11信标信号被增强，如稍后所述。在另一实现方式中，信号是任意合适的探测响应。该探测响应能够相对于目前的IEEE 802.11信号被增强，如稍后所述。在S210之前，探测响应能够响应于判定调度间隔之一已经开始而在UE将探测请求消息发送至WLAN AP之后被接收。通常，探测响应在同一调度间隔过程中被UE接收。然而，虽然较为不可取，但是探测响应在该调度间隔结束之后或在后面的调度间隔过程中被UE接收是可能的。在这种情况下，UE能够在调度间隔开始之前发送后续探测请求，以试图在调度间隔过程中接收探测响应。

在连续信标信号之间的延迟很大时能够有利地实现UE向WLAN AP发送探测请求消息，而不是由此接收信标信号。因为WLAN AP发送探测响应消息以响应接收到探测请求消息，所以在S210中UE能够在不存在与等待WLAN AP发送下一信标相关联的延迟的情况下接收信号。因此，UE能够更快速地接收来自WLAN AP的信号。

在S215，UE测量在S210接收到的信号的信号强度。

在S220，UE选择WLAN。在一个实施例中，UE判定每个WLAN AP具有超过阈值的接收信号强度。在实施例中，在S210从单个WLAN AP接收信号，该判定是基于将信号强度相对于预定阈值进行比较的。在实施例中，在S210从多个WLAN AP接收到多个信号，这些信号强度可选地(或另外地)相互比较，以使得UE能够判定具有最高信号强度的WLAN AP。此外，UE能够使用策略判定WLAN AP，比如使用来自UE的首选运营商的WLAN AP，或使用运用了UE的首选WLAN AGW的WLAN AP。

在S225，UE通过增强RRC测量报告消息就选取的WLAN AP的参数通知LTE eNodeB。WLAN参数能够包括：在S210接收到的信号所提供的由UE测得的WLAN AP的信号强度、WLAN AP的MAC地址、WLAN AP的SSID、(通过GPS或3GPP技术测得的)UE的位置、以及WLAN AP的位置。WLAN参数可另外包括WLAN AGW的(一个或多个)IP或MAC地址或WLC(如果被提供)或从在S210接收到的信号中获取的WLAN AP的其他参数。

在S230，eNodeB向MME传送切换请求。该切换请求可以是源到目标容器，或者包括源到目标容器。该源到目标容器可包括将要从LTE网络切换到WLAN网络(例如但并不一定限于eNodeB)的LTE无线电承载的服务质量(QoS)要求、WLAN AP的位置、WLAN AP的MAC地址、WLAN AP的SSID、以及UE的位置。如果在S210接收到的探测响应或信标中包括供应商专门参数，则源到目标容器可另外包括这些供应商专门参数。

而且，具体地，如果在S210接收到的探测响应或信标中包括目标WLAN AGW的IP地址，则源到目标容器可包括同样的目标WLAN AGW的IP地址。此外，源到目标容器可包括WLAN网络的认证对象。例如，在LTE网络和WLAN网络属于相同的运营商或具有信任关系时，可以包括该认证对象。

源到目标容器可通过增强的S1-AP协议、流控制传输协议(SCTP)、或IPsec从LTE eNodeB被传送至MME。在3GPP TS 36.413中规定了S1-AP，并且S1-AP是控制平面协议。S1-AP通常用于eNodeB和MME之间的消息传递。

在S235，MME通过逻辑LTE WLAN切换(LWH)接口将切换请求(例如，源到目标容器)发送至WLAN网络中的节点。该切换请求可包括关于UE目前的流和/或应用的信息。如果目标WLAN AGW的IP地址是通过UE传送的，则该节点可以是目标WLAN AGW(例如，诸如ASR1000或ASR9000类型的节点之类的控制器)。如果MME未接收到(目标)WLAN AGW的IP地址，则MME将切换请求发送至在MME处配置的默认WLAN AGW的IP地址。随后默认WLAN AGW基于WLAN AP的位置、WLAN AP的MAC地址以及在一些实施例中基于UE的位置确定目标WLAN AGW。随后默认WLAN AGW将切换请求转发至目标WLAN AGW。

在实施例中，WLC为大量AP服务，或者如果UE传送WLC的IP地址，则节点是WLC。而且，该节点还可以是WLAN AP。本公开中假设该节点为WLAN AGW。

LWH接口可使用简单消息传输协议。由于S1-AP在3GPP中已经被标准化，所以S1-AP、S1-AP-Lite的精简版可以用作经过IPsec隧道的简单消息传输协议。由于切换是先接后断，所以该切换请求减少了中断时间。

S1-AP-Lite被用于MME和WLAN AGW之间以及WLAN AGW和WLC之间的通信。S1-AP格式被使用，但仅是对于在本公开所描述的对象，比如源到目标容器：在3GPP TS 36.413中给出了其他eNodeB-MME对象通常不是S1-AP-Lite的部分。

WLAN AGW(例如，智能服务网关(ISG)或运行于其上的宽带网络网关(BNG))在数据库中保留映射信息以识别WLAN AP或WLC、WLAN AP的给定位置或MAC地址。该映射信息包括可通过WLAN AGW达到的AP的位置和MAC地址。

随后WLAN AGW判定与WLAN AP通信的WLC，并且通过简单消息传输协议将切换请求发送至该WLC。在一个实施例中，用于WLAN AGW和WLC之间的简单消息传输协议是S1-AP-Lite。在另一实施例中，用于WLAN AGW和WLC之间的简单消息传输协议是CAPWAP的增强版本。

由WLAN AGW发送的切换请求包括WLAN AP的标识、在源到目标容器中提供的认证对象(如果被提供)、以及将要切换到WLAN网络的LTE承载的QoS要求。WLAN AGW进行检查以查看WLAN AP的策略是否允许UE的服务。随后在S240WLC将切换请求发送至WLAN AP。该切换请求包括LTE承载(DRB)的QoS要求。

LTE数据承载携带UE的数据；因此，UE具有跨LTE网络的多个DRB(例如，具有三个应用的UE可具有通过UE-eNodeB-SGW-PGW的三个DRB)。这些DRB能够对应于一个或多个接入点名称(APN)(例如，UE具有带有通过UE-eNodeB-SGW-PGW1的PGW1的一个DRB和带有通过UE-eNodeB-SGW-PGW2的PGW2的另一DRB)。关于(理想情况下，所有的)DRB的信息在切换准备过程中从LTE网络被传送到WLAN网络，比如开始于由eNodeB发送的源到目标容器。该信息包括每个DRB的QoS要求、APN ID、P-GW的IP地址等。在一些实施例中，MME的补充或以其他方式修改从eNodeB接收到的信息来反映DRB。

在许多实施例中，在切换过程中，在LTE网络中被分配资源的所有DRB被切换到WLAN网络。例如，P-GW将其数据路径从P-SW-S-GW-LTE eNodeB-UE转换至P-SW-WLAN AGW-WLC-WLAN AP-UE。

因此，在切换准备过程中，在S240，WLAN AGW检查WLAN AGW和WLAN网络是否能够分配资源以将LTE DRB切换到WLAN网络。WLAN AGW、WLC和WLAN AP针对将要从LTE网络切换到WLAN网络的流预留资源(例如，如果UE的策略允许这种预留)。如果该切换被核准，则WLAN AP向WLC发送确认。当然，WLAN AP仅在该切换没有被核准时发送响应的实施例是可能的。

在S245，WLC(或者在WLAN AP在S240未向WLC发送响应的实施例中，为WLAN AP)通过S 1-AP-Lite或任意简单消息传输协议将LTE-WLAN Inter-RAT切换响应发送至WLAN AGW。切换响应包括IP地址(例如，WLC的IP地址)和指示，LTE eNodeB可创建至该IP地址的IPsec隧道，以及该指示是关于WLC或WLAN AP能否接受切换每一个LTE DRB。虽然WLC IP地址和LTE DBR接受指示被分别描述，但在一些实施例中，WLC IP地址本身指示了LTE DBR能否被接受。例如，如果WLC IP地址是预定义地址(比如回送地址)或如果WLC IP地址超出预期范围或在已知的无效范围内，则WLC IP地址可指示LTE DBR没有被接受。

在S250，WLAN AGW通过S1-AP-Lite协议将切换接受或故障消息发送至MME。在S255，MME通过S1-AP将LTE-WLAN Inter-RAT切换响应发送至eNodeB。在S260，出于切换目的，LTE eNodeB建立至WLAN节点的IPsec隧道。基于从WLAN AGW发送至MME的IP地址，该隧道可被建立至WLAN AP、WLC、或WLAN AGW。出于部署的目的，建立从LTE eNodeB至WLAN AGW的IPsec隧道是容易的。在WLC支持大量AP的情况下，可建立至WLC的IPsec隧道。建立至WLAN AP的IPsec隧道适用于高容量、密集的AP(由于稀疏的、低容量AP通常不支持IPsec)。如果WLAN AP的处理能力有限，则IPsec隧道可被建立至WLC或WLAN AGW。

随后LTE eNodeB通过RRC消息(例如，来自在S265的EUTRA的切换准备请求)要求UE开始切换准备。如果UE每次仅有一个活动RF芯片，则WLAN关联消息通过LTE网络被路由，并且为此目的而增强RRC。因此，在S267UE向eNodeB发送Inter-RAT消息：WLAN关联请求。该WLAN关联请求包括WLAN AP ID(例如，MAC地址)。

在IPsec隧道被建立在LTE eNodeB和WLAN AGW之间的实施例中，eNodeB向WLAN AGW发送Inter-RAT透明容器：WLAN关联请求。由eNodeB发送的WLAN关联请求可包括WLAN AP ID。随后WLAN AGW经过IPsec隧道、通过S 1-AP-Lite将WLAN关联请求发送至WLC。WLC通过增强的CAPWAP将该WLAN关联请求发送至WLAN AP。WLAN AP通过CAPWAP用WLAN关联响应来响应WLC。WLC将WLAN关联响应发送至WLAN AGW。WLAN AGW能够通过S 1-AP-Lite将Inter-RAT透明容器发送至LTE eNodeB。该Inter-RAT透明容器包括WLAN关联响应和WLAN AP ID。LTE eNodeB通过RRC将Inter-RAT消息发送至UE。该Inter-RAT消息包括WLAN关联响应和WLAN AP ID。

在IPsec隧道被建立在LTE eNodeB和WLC之间的实施例中，eNodeB通过S 1-AP-Lite和IPsec隧道将Inter-RAT消息发送至WLC。该Inter-RAT消息包括WLAN关联请求和WLAN AP ID。WLC通过增强的CAPWAP将WLAN关联请求发送至WLAN AP。WLAN AP通过CAPWAP用WLAN关联响应来响应WLC。WLC将Inter-RAT消息发送至LTE eNodeB。该Inter-RAT消息包括WLAN关联响应和WLAN AP ID。LTE eNodeB通过RRC将Inter-RAT消息发送至UE。该Inter-RAT消息包括WLAN关联响应和WLAN AP ID。

因此，在S270UE可通过LTE网络、使用增强RRC/S1-AP消息对WLAN网络执行互相关联。在WiFi网络中，UE应该与WLAN AP相关联。当前系统使UE从LTE网络切换至WiFi网络，并在切换后在WiFi网络中执行关联。而且，当前系统支持UE、WLAN AP、和WLC之间的WiFi关联交换。

在本公开的一些实现方式中，UE在实际上从LTE网络切换至WiFi网络之前执行WiFi关联。UE通过LTE网络保持传送数据，并且UE可通过LTE网络交换WiFi关联消息。在一些实施例中，WiFi关联消息被从UE运送至LTE eNodeB、WLAN AGW、WLC，并且最终至WLAN AP。因此，UE可在实际切换至WiFi之前执行WiFi关联，在此期间通过LTE网络的通信继续进行。从这种意义上来讲，一些实施例能够减少切换的过渡时间。

在WiFi关联之后，在S275UE通过LTE网络在WiFi网络中执行认证。该认证能够用于无法使用(如IEEE 802.11r中的)AuthObiect进行认证的场景，并且在WLAN网络中使用新一轮的认证。WLAN网络中的节点(例如，WLAN AGW、WLC、或WLAN AP)通过AAA对WLAN网络执行GSM用户识别模块的扩展认证协议(EAP-SIM)。可通过LTE eNodeB使用S1-AP-Lite消息执行该认证，以及通过UE使用增强RRC消息执行该认证。因此，类似于关联，WiFi认证消息通过LTE网络被路由。通过这种路由消息的方式，UE可在实际切换至WLAN网络之前针对WiFi被认证。

在S280，MME要求P-GW停止针对UE向SGW发送下行链路数据，并且eNodeB向UE发送RRC消息以切换至WLAN。MME要求P-GW将针对UE的数据发送至WLAN AGW，并且在WLAN网络中eNodeB将缓冲数据转发至节点(例如，WLAN AGW、WLC、或WLAN AP)。在S285，UE通过WLAN AP确认切换。UE被同步到WLAN网络，并且由UE通过WLAN网络进行的数据通信在S290开始。这是因为已经执行了认证和资源预留。因此，产生先接后断切换。该过程在S295结束。

图4示出了UE在S210能够从WLAN AP接收到的信标的示例。图5出了UE在S210能够从WLAN AP接收到的探测响应的示例。信标和探测响应消息可包括供应商专门字段，这些专门字段是在现有IEEE 802.11规范上对这些消息的增强：根据当前IEEE 802.11标准，WLAN AP的位置和WLAN AGW的IP地址不在信标消息中被发送。例如，供应商可以是蜂窝电话服务提供者或设备制造商。

供应商专门字段之一包括WLAN AP的位置。该位置可在WLAN AP被配置或通过GPS芯片在WLAN AP获得。几个LTE/3G-WLAN多模式AP被认为在其中具有GPS芯片。如果MAC地址不同于在802.11帧中(例如，在标头中)由BSSID所使用的地址，则另一供应商专门字段包括WLAN AP的MAC地址。

在一些实施例中，信标和探测响应消息包括附加供应商专门字段。例如，一个附加供应商专门字段可包括或以其他方式指示与WLAN AP通信的WLAN AGW的IP地址(如果在AP上是可用的)。附加供应商专门字段可包括或以其他方式指示与WLAN AP通信的WLC的IP或MAC地址(如果在AP上是可用的)。应该注意的是，AP可以与多个WLC进行通信。每个AP能够被配置有其WLAN AGW的IP地址或用于此目的的默认WLC。

WLAN→LTE切换

图6示出了可实现WLAN→LTE切换的系统架构。图7-8示出了用于WLAN→LTE切换的高级方法中的可能操作。在这些操作过程中，通过P-GW在UE和互联网之间进行数据通信。具体地，在切换之前数据流程在P-GW开始，并进行至WLAN AGW、WLC、WLAN AP、以及UE。UE通过WLAN网络继续数据传输直到另有提示。通常LTE消息通过WLAN网络被发送来为切换做准备。

操作在S700开始，并进行至S705，在S705UE在短暂的空闲时段中测量LTE AP(例如，eNodeB)的信号强度，并在S710执行初始同步以解码LTE eNodeB身份(identity)。

在S715，UE就LTE eNodeB通知WLAN AGW。特别地，UE向WLAN AGW传达LTE eNodeB参数(例如，LTE eNodeB的信号强度、LTE eNodeB标识(ID)、LTE UE ID)、UE的位置等。

在一些实现方式中，UE通过首先将增强802.11MAC消息传输至WLAN AP来通知WLAN AGW。这种实现方式通常在不要求创建来自UE的IPsec隧道时被使用。在这种情况下，通过IEEE 802.11方法在UE和WLAN AP之间执行加密。如后面讨论的，802.11MAC消息的帧控制字段类型可以被设置为01，并且子类型可以被设置为0000。在WLAN AP接收到该802.11MAC消息之后，WLAN AP通过增强CAPWAP向WLC发送消息，并且WLC通过S1-AP-Lite将向WLAN AGW发送消息。在这种情况下，TLS或IPsec可被用于确保安全。

在另一实施例中，该通知是通过IPsec隧道完成的。在这种情况下，TLS或IPsec同样可被用于确保安全。

在S720，WLAN AGW判定将要联系的MME，并且在S725，WLAN AGW将参数发送至MME。在S720中判定的MME不必与在S725中参数被发送到的MME相同，这将在下文进行解释。在一个实施例中，WLAN AGW基于由UE提供的LTE eNodeB参数(例如，eNodeB ID)和UE的位置判定目标MME。

在另一情况下，这些参数和UE的位置不能标识MME，则WLAN AGW改为联系默认MME。WLAN AGW基于保留在WLAN AGW可访问的数据库中的映射信息判定该默认MME的身份。WLAN AGW通过IPsec隧道联系默认MME，并提供参数(例如，eNodeB ID)。默认MME基于eNodeB ID、或(在一些实施例中)UE的位置、LTE eNodeB的ID、和/或LTE eNodeB的位置判定eNodeB的目标MME。随后默认MME向WLAN AGW通知目标MME的身份。随后WLAN AGW建立与目标MME的隧道以实行UE从WLAN AGW到由该目标MME控制的目标LTE eNodeB的实际切换。

在另一场景中，WLAN AGW判定默认MME并通过隧道与默认MME通信。随后默认MME判定目标MME，并将切换消息转发至目标MME。

通常MME被部署在池中。例如，一个运营商可能在一个池中有一组MME，另一个运营商可能在另一个池中有另外一组MME，以此类推。如果默认MME和目标MME是相同池的部分，则WLAN AGW可仅与默认MME保持通信，该默认MME将照管与目标MME的通信。如果默认MME和目标MME是不同池的部分，则默认MME将目标MME的身份传输至WLAN AGW。在一种方式中，WLAN AGW接触服务器以获知目标MME的身份，其中服务器可以是数据服务器或默认MME。

在S725，WLAN AGW经过LWH接口、通过IPsec隧道、使用S1-AP-Lite协议将参数传达至目标MME。在一个实施例中，传达的参数包括UE ID、LTE eNodeB ID、WLAN会话的QoS要求、以及PGW IP地址/APN ID。当然，如先前详述的，WLAN AGW不必专门建立至目标MME的IPsec隧道：在至少一个实施例中，WLAN AGW建立至默认MME的IPsec隧道，并且默认MME将这些参数传达至目标MME。

在S730，MME检查LTE网络中用于WLAN会话的资源。在将WLAN当作另一种类3GPP接入技术的同时，MME进行针对切换准备的常规过程。例如，MME通过S1-AP向LTE eNodeB发送切换消息。MME还在PGW和SGW之间以及SGW和eNodeB之间建立隧道。在不要求来自UE的IPsec隧道的情况下(例如，UE将802.11MAC消息发送至WLAN AP以进行切换准备的情况下)，如果将要被切换的WLAN会话对应于多个APN，则创建多个这样的隧道。在S735eNodeB判定是否接受切换并通过S1-AP、SCTP、或IPsec响应于MME。

在S740，MME将eNodeB是否接受切换通知给WLAN AGW。特别地，如果切换没有被接受，则WLAN AGW通知UE，并且该过程结束。如果切换被接受，MME将提供LTE参数的源到目标容器(比如在3GPP中用于初始同步的预留RACH前文)提供给WLAN AGW，以辅助LTE接入和同步。这样MME可经过LWH接口、通过IPsec隧道、使用S1-AP-Lite通知WLAN AGW。

在S745，WLAN AGW将eNodeB是否接受切换通知给UE。在不要求来自UE的IPsec隧道的情况下(例如，UE预先将802.11MAC消息发送至WLAN AP以进行切换准备的情况下)，WLAN AGW通过802.11MAC消息确认对UE的切换。在一些实施例中，WLAN AGW将接受切换通知给WLC，随后WLC将接受切换通知给WLAN AP，并且WLAN AP将802.11MAC消息传输至UE。如稍后所讨论的，802.11MAC消息的帧控制字段类型可被设置为01，并且子类型可以被设置为0010。

在UE在S715中通过IPsec隧道将参数通知给WLAN AGW的情况下，WLAN AGW通过IPsec隧道使用S 1-AP-Lite协议将eNodeB接受切换通知给UE。随后UE在S750通过WLAN网络使用增强802.11MAC消息对LTE网络执行认证。

随后，在S755，WLAN AGW停止向UE发送数据，并且通过WLAN接入的数据通信停止。在一些实现方式中，WLAN AGW将缓冲数据转发至P-GW。P-GW代替WLAN AGW开始向SGW发送数据。

在S760，UE与LTE eNodeB同步，并且使用源到目标容器所提供的参数来进行快速同步。随后，在S765，UE使用LTE接入开始通信。该过程在S770结束。在该切换之后，数据流是从P-GW，到S-GW，到LTE eNodeB，到UE。

图9示出了在S715的一些是实现方式中由UE向WLAN AP发送的802.11MAC消息的示例。尤其是图9示出了MAC帧格式，包括：帧控制字段(2字节)、持续时间ID字段(2字节)、地址1的字段(例如，DA)(6字节)、地址2的字段(例如，SA)(6字节)、地址3的字段(例如，BSSID)(6字节)、识别消息顺序并消除复制帧的序列控制字段(2字节)、地址4的字段(可选)(6字节)、QoS控制字段(2字节)、帧主体(0-2312字节)、帧检查序列字段(4字节)。

图9还示出了MAC帧控制字段，包括：协议版本字段(2比特)、类型字段(2比特)、子类型字段(4比特)、去往DS(分配系统)字段(1比特)、来自DS字段(1比特)、更多碎片字段(1比特)、重试字段(1比特)、电源管理字段(1比特)、更多数据字段(1比特)、受保护的帧字段(1比特)、以及命令字段(1比特)。

图10示出了IEEE 802.11MAC帧的帧控制字段的类型和子类型字段的使用。具体地，控制类型01和子类型0000-1111是当前预留的，未被WLAN控制消息使用。因此，本公开的一些实施例使用用于WLAN→LTE切换准备的区块的一部分。

如图10所示，子类型0000被用于例如在S715中发送的WLAN→LTE切换请求消息。该请求消息被从UE发送至WLAN AP，以传达LTE eNodeB的信号强度、UE的位置、LTE eNodeB的ID、以及LTE UE ID。子类型0001被用于确认(ACK)。子类型0010被用于例如在S745中从WLAN AP发送至UE的WLAN→LTE切换确认消息。

就本文所讨论的UE而言，UE可以是与想要通过一些网络在系统架构100中发起通信的客户或顾客相关联的任意装置。术语“装置”可以与术语“端点”和“用户设备(UE)”互换，其中这样的术语包括用来发起通信的设备，比如，计算机、个人数字助理(PDA)、膝上型笔记本或电子笔记本、蜂窝电话、i-Phone、i-Pad、Google Droid、IP电话、或是能够在系统架构100中发起声频、音频、媒体、或数据交换的任意其他设备、组件、元件或对象。

装置还可包括面向人类用户的合适接口，比如，麦克风、显示器、键盘、或其他终端设备。装置还可以是试图代表另一实体或元件(比如，程序、数据库、或能够在系统架构100中发起交换的任意其他组件、设备、元件、或对象)发起通信的任意设备。如本文中使用的数据，指的是可以从一点传送至另一点的任意类型的数字、音频、视频或脚本数据、或任意类型的源或目标代码、或以任意适当形式的任意其他合适信息。装置能够使用宏服务进行无线通信。由于该装置被从一个位置移动到另一个位置，所以在网络元件之间(或至宏单元塔)进行转换，使得用户体验连续通信能力。

每个P-GW、S-GW、LTE eNodeB、WLAN AGW、MME、WLC、和/或WLAN AP可执行动作，以便提供到使用任意适当协议或技术的一个或多个无线设备的合适的连接。例如，概括地说，每个WLAN AP表示允许无线设备使用Wi-Fi、Bluetooth、WiMAX、UMTS、或任意其他适当标准连接到有线网络的接入点设备。因此，广义术语“接入点”包括能够提供至无线设备的合适连接的任意无线接入点(WAP)、毫微微区、热点、微微区、Wi-Fi阵列、无线网桥(例如，在共享相同服务集标识符(SSID)和无线电信道的网络之间)、无线局域网(LAN)、或任意其他合适的接入设备。在某些情况下，接入点(通过有线网络)连接到路由器，并且路由器可在网络的无线设备和有线设备之间中继数据。

在一个示例实现方式中，P-GW、S-GW、LTE eNodeB、WLAN AGW、MME、WLC、和/或WLAN AP是促进或以其他方式帮助协调本文所讨论的(例如，对于比如那些在图1中示出的网络)无缝移动性活动的网络元件。如在本说明书中所使用的术语“网络元件”可与“装置”互换，而且有意包括网络家电、服务器、路由器、交换机、网关、网桥、负载均衡器、防火墙、处理器、模块、基站、或在网络环境中可操作以交换信息的任意其他合适的设备、组件、元件、或对象。另外，网络元件可包括促进其操作的任意合适的硬件、软件、组件、模块、接口、或对象。以上可包括允许数据或信息的有效交换的适当算法和通信协议。

在一个示例实现方式中，P-GW、S-GW、LTE eNodeB、WLAN AGW、UE、MME、WLC、和/或WLAN AP包括软件，以实现如本文概述的无缝移动性操作。在其他实施例中，该特征可以在这些元件以外被提供，或被包括在一些其他网络设备中以实现该预期功能。或者，两个元件都包括可协调以便实现如本文概述的操作的软件(或往复软件)。在其他实施例中，这些设备中的一个或两个设备可包括促进其操作的任意合适的算法、硬件、软件、组件、模块、接口、或对象。

关于与系统架构100相关联的内部结构，每个P-GW、S-GW、LTE eNodeB、WLAN AGW、MME、WLC、和/或WLAN AP可包括用于存储信息的存储器元件，这些信息将用于实现如本文概述的无缝移动性操作。此外，这些设备中的每一个可包括能执行软件或算法的处理器，以执行如本说明书所述的无缝移动性活动。在适当的情况下并基于特定的需求，这些设备还可将信息保存在以下各项中：在任意合适的存储器元件(随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)等)、软件、硬件中，或者在任何其他合适的组件、设备、元件、或对象中。本文所讨论的任意存储器项应该被理解为包括在广义术语“存储器元件”内。被追踪或被发送至P-GW、S-GW、LTE eNodeB、WLAN AGW、MME、WLC、和/或WLAN AP的信息可被提供在任意数据库、寄存器、控制列表、缓存或存储结构：所有这些可在任意合适时间段被引用。任意这种存储选项可被包括在如本说明书中使用的广义术语“存储器元件”内。同样地，在本说明书中所述的任意潜在处理元件、模块和机器应该被理解为包括在广义术语“处理器”内。网络元件和移动节点中的每一个还可包括在网络环境中用于接收、传输、和/或以其他方式传送数据或信息的合适接口。

应该注意的是在某些示例实现方式中，本文概述的无缝移动性功能可通过编码在一个或多个有形介质中的逻辑(例如，由处理器或其他相似机器执行的专用集成电路(ASIC)中提供的嵌入式逻辑、数字信号处理器(DSP)指令、软件(可能包括目标代码或源代码)等)来实现。在这些实例中的一些实例中，存储器元件可存储用于本文所述操作的数据。这包括能够存储软件、逻辑、代码或处理器指令的存储器元件，该软件、逻辑、代码或处理器指令被执行以实行本说明书所述活动。处理器可执行与数据相关联的任意类型的指令，以实现本说明书详细说明的操作。在一个示例中，处理器可将元件或条目(例如，数据)从一种状态或情况转换到另一种状态或情况。在另一示例中，本文概述的无缝移动性活动可通过固定逻辑或可编程逻辑(例如，由处理器执行的软件/计算机指令)实现，并且本文所标识的元件可以是一些类型的可编程处理器、可编程数字逻辑(例如，现场可编程门阵列(FPGA)、EPROM、EEPROM)、或包括数字逻辑、软件、代码、电子指令、或其任意合适的组合的ASIC。

应该注意的是以上提供的示例，与本文所提供的很多其他示例一样，依据两个、三个、或四个网络元件描述交互。然而，这仅为了清楚和示例的目的。在某些情况中，通过仅参考有限数量的网络元件描述给定流程集的一个或多个功能会更简单。应该理解的是系统架构100(及其教导)是可易于扩充的，并且还可适应大量组件以及更繁杂/复杂的安排与配置。因此，提供的示例不应该限定可能适用于大量其他架构中的系统架构100的范围，或抑制其广义教导。

同样重要的是应该注意先前描述的活动仅用于说明一些可以由系统架构100执行或在系统架构100内执行的可能信令方案和模式。在不脱离本公开的范围的情况下，这些步骤中的一些可以被适当地删除或移除，或者这些步骤可以被显著地修改或改变。此外，许多这些所述的操作与一个或多个另外的操作被同时执行，或与一个或多个另外的操作并行执行。然而，这些操作的定时可以被显著地改变。先前的操作流程是出于示例和讨论的目的而提供的。系统架构100提供了实质的灵活性，其中在不脱离本公开的教导的情况下可提供任意合适的安排、年表、配置、和计时机制。

在UE能够同时接入LTE和WLAN网络时的LTE-WLAN切换

先前的移动方法用于处理UE每次仅仅接入LTE或WiFi中的一个的方案。这一部分扩展了那些用于UE能够同时接入LTE和WiFi网络的方案的方法。不同于一个RF芯片的情况，在这种情况下UE不需要通过LTE网络与WLAN网络同步。

当UE通过使用LTE过程附接到LTE网络时方法开始，并且数据通过LTE网络(具体为P-GW)在UE和互联网之间被传送。同时，UE继续监控WiFi消息。LTE eNodeB要求UE测量相邻WLAN接入点的信号强度。UE从WLAN AP接收信号，并从信号中获得WLAN AP的MAC地址、WLAN AP的位置、以及WLAN AP的SSID。

随后LTE网络使用WLAN AP的身份信息(例如，MAC地址、位置)以针对在LTE网络中活动的LTE-WLAN UE现有应用在WLAN网络中预留资源。在一个实施例中，在S225-S265中详细说明的操作被用于该目的。

在这种方案下，与在S270-S275中详细说明的操作类似，由于UE可同时接入双方的网络，所以关联与认证可通过WLAN网络本身发生。一旦资源被预留，LTE eNodeB将切换命令发送至UE，以要求UE切换到WiFi网络，与关于S285详细说明的操作类似。随后网络将数据传输从LTE网络转换至WLAN网络，并且UE切换至WLAN网络。该切换与关于S290详细说明的操作类似。

图11示出了可被用于实现LTE和WLAN系统的设备的示例计算机系统。更特别地，图11示出了可被包括在P-GW、PCRF、WLAN AGW、S-GW、MME、LTE eNodeB、HSS、AAA、UE、以及WLC的任意部分中(或由多个部分共享)的设备1100的实施例。

设备1100包括(一个或多个)处理器1104、总线1106、系统存储器1108、非易失性存储器1110、易失性存储器1114、显示控制器1112、耦合到显示控制器1112的显示设备1132、(一个或多个)有线通信接口1120、(一个或多个)无线通信接1140、以及用户输入设备1102。设备1100的各种元件通常通过总线1106耦合到彼此，然而附加或替代的连接是可能的。

在特定实施例中，总线1106包括控制器，以提供到设备1100中(一个或多个)处理器1104和/或任意组件的接口。在特定实施例中，总线1106包括存储器控制器，以提供到存储器1108的接口。系统存储器1108可存储数据和/或指令(比如，软件1126)。例如，系统存储器1108是动态随机存取存储器(DRAM)或SDRAM，或是包括DRAM或SDRAM。

在特定实施例中，总线1106包括一个或多输入/输出(I/O)控制器，以提供到显示设备1132、非易失性存储器1110、用户输入设备1102(例如，键盘、鼠标、操纵杆、轨迹球、手套、麦克风、相机、摄像机、和/或扫描仪)、扬声器、或打印机的接口。

非易失性存储器1110可(例如，在软件1128内)存储数据和/或指令。例如，非易失性存储器1110可包括闪速存储器，和/或(一个或多个)非易失性存储设备，比如磁盘、光盘、或磁-光盘。例如，磁盘可以是硬盘驱动器(HDD)或软盘。例如，光盘可以是光碟(CD)、数字化通用光盘(DVD)、或蓝光光盘(BD)。磁-光盘可以是例如迷你光盘(MD)。

(一个或多个)有线通信接口1120可为设备1100提供接口以经过一个或多个有线网络与任意其他设备进行通信。(一个或多个)有线通信接口1120可包括任意合适的硬件和/或固件。在特定实施例中，(一个或多个)有线通信接口1120包括例如网络适配器或电话调制解调器。(一个或多个)有线通信接口1120是有线通信装置的示例。

(一个或多个)无线通信接口1140可为设备提供接口以经过一个或多个无线网络与任意其他设备进行通信。这些网络可包括但不限于LTE和WiFi。(一个或多个)无线通信接口1140可包括任意合适的硬件和/或固件。在特定实施例中，(一个或多个)无线通信接口1140包括例如无线网络适配器和/或无线调制解调器。(一个或多个)无线通信接口1140是无线通信装置的示例。

对于一个实施例，至少一个处理器1104与总线1106的一个或多个控制器的逻辑被封装在一起，以形成系统级封装(SiP)。对于特定实施例，至少一个处理器1104与总线1106的一个或多个控制器的逻辑被集成在相同的管芯上，以形成片上系统(SoC)。

在一个实施例中，至少一个处理器1104可运行软件以处理经过有线通信接口1120或无线通信接口1140接收到的信息。因此，一个或多个处理器可执行本公开所述的操作，特别是那些在图2A-2B、图3A-3B、和图7-8中描述的算法。例如，这种软件可包括驱动器软件和/或应用软件。一个或多个处理器1104是处理装置的示例。

由一个或多个处理器1104处理的软件可被存储在暂态计算机可读介质或非暂态计算机可读介质上。例如，暂态计算机可读介质包括传播波或信号、或软件本身。非暂态计算机可读介质包括系统存储器608或非易失性存储器610中的任意存储器。暂态计算机可读介质和非暂态计算机可读介质二者都是存储装置的示例。如上面关于介质所描述的，暂态存储装置可以与非暂态存储装置区分开来。这些介质可存储指令，当这些指令被执行时使得一个或多个处理器执行本公开所述的操作，特别是那些在图2A-2B、图3A-3B、和图7-8中描述的算法。这些介质还可存储参考图4-5和图9-10描述的数据结构。

由一个或多个处理器1104处理的软件还可在下载和安装之后被执行。如在软件在CD或DVD(例如，非暂态计算机可读介质)上的情况下已知的，所执行的软件可能不同于所下载的软件。因此，服务器可存储软件，当该软件由设备1100安装时使得设备执行本公开所述的操作。

本公开的某些示例实施例可享有很多优点。例如，即使在用户设备每次仅支持一个活动RF时，系统和方法也可执行LTE→WLAN(反之亦然)的先接后断切换。此外，该系统和方法在两个RF设备同时活动的情况下工作，并且在这种情况下还提供了更紧密的集成。执行先接后断切换可提供更加无缝的切换。

在某些实施例中，该系统和方法可提供LTE和WLAN网络之间的紧耦合，使LTE-WLAN切换的用户体验与LTE-3G(HSPA+)切换的类似。对于LTE-WLAN切换，经过空中接口的开销可通过增强RRC被保持到很低，而不一定要使用经过空中接口的、来自UE的IPsec隧道。对于LTE-WLAN切换，IEEE 802.11MAC消息可针对切换准备阶段被增强，而不一定从UE建立IPsec隧道。此外，某些对象可以被添加到帮助实现该先接后断切换的WLAN信标中。应该注意的是很多3GPP公司正在寻找作为3GPP R12的一部分的无缝LTE-WLAN切换解决方案。

对于一个或多个替代实现方式的可能示例修改

在上述LTE→WLAN切换的描述中，eNodeB在S205就调度间隔通知UE。在一些实现方式中，这种通知可能不会被执行。例如，具有活动并行的RF路径(即，一个用于LTE，另一个用于WiFi)的UE可能实现这样的修改。

在图2的一个实施例中，UE仅可接收信标信号，而不能发送探测请求也不能接收探测响应。在另一实施例中，UE仅可发送探测请求消息和接收探测响应，而不能接收信标信号。在其他实施例中，UE可接收信标信号，并且也可以发送探测请求消息和接收探测响应。在此最后的实现方式中，UE可基于之前的信标信号判定是否发送探测请求。

如上所述，从LTE eNodeB发送至MME的源到目标容器可包括目标WLAN AGW的IP地址。虽然上面的描述考虑到该IP地址被包括在于S210接收到的消息中的情况，但是该IP地址也可以通过LTE eNodeB基于包括在该消息中的其他信息被判定。替代地，参与转发源到目标容器(例如，MME、默认WLAN AGW等)的另一个设备可判定该IP地址。此外，LTE eNodeB、MME、或默认AGW实际上不需要亲自执行判定，而是将信息传输到另一设备，该另一设备实际执行该判定并将IP地址传输回LTE eNodeB、MME、或默认WLAN AGW。

在先前所述的LTE→WLAN切换的一个示例中，UE通过802.11MAC消息将LTE eNodeB参数发送至WLAN AP，WLAN AP通过增强的CAPWAP将切换消息发送至WLC，WLC通过S1-AP-Lite将切换消息发送至WLAN AGW，并且WLAN AGW将参数传送至MME。在另一实现方式中，WLC通过S1-AP-Lite将切换消息发送至MME，而不是通过S1-AP-Lite将切换消息发送至WLAN AGW，再由WLAN AGW将切换消息发送至MME。

在上述的切换中，解释了WLAN AGW在数据中保留映射信息以使用WLAN AP的MAC地址和/或位置信息识别WLAN AP或WLC。虽然数据库通常被保留在WLAN AGW中，但是数据库也可位于不同的设备，在这种情况下WLAN AGW将信息传输至该设备，随后该设备将WLAN AP或WLC的身份回复给WLAN AGW。

关于WLAN→LTE切换，默认MME可以被运行在服务器上的数据库代替。当WLAN AGW将eNodeB ID传输至默认MME时，服务器可在数据库中查找eNodeB并将目标MME的身份响应给WLAN AGW。

例如，根据在WLAN→LTE切换中由UE发送至WLAN AP的802.11MAC消息提供了专用比特模式。这些比特模式仅以示例的方式被提供，并且特别地考虑到可以使用不同比特模式。

本公开是从基于确认协议的观点来撰写的。本教导并未限制于此，因为特别地考虑到这些教导可以被修改以遵从(一种或多种)否定确认协议。

本公开的教导适用于宏LTE至SP/企业WLAN切换、SP/企业WLAN至宏LTE切换、小蜂窝LTE至WLAN切换、WLAN至小蜂窝切换、家庭场景、以及3G-WLAN切换，但是不以任何方式限制于此。

本领域的技术人员能够确定大量其他改变、替换、变化、变更和修改，并且本公开意在包含落入所附权利要求范围内所有这样的改变、替换、变化、变更和修改。为了帮助美国专利与商标局(USPTO)和本申请上发布的任何专利的任何读者解释所附权利要求，申请人希望注意到申请人：(a)不意欲任何所附权利要求援引在其提交日即存在的U.S.C.第35编112(f)节，除非词语“用于...的装置”或“用于...的步骤”具体用在特定权利要求中；并且(b)不意欲通过说明书中的任何陈述以所附权利要求中没有反映的任何方式来限制本公开。