基于无缝移动性条件的切换方法与流程

本发明大体上涉及无线通信，并且特别地，涉及用于从蜂窝网络卸载业务到无线局域网(“wlan”)的切换方法。

背景技术：

移动计算装置上的基于英特网的应用的性能常常受下层网络技术的能力影响。为了为移动装置上的应用提供到英特网的接入，蜂窝无线通信系统被广泛地部署。这样的系统可以是多址系统，其能通过共享诸如带宽和传输功率的系统资源而支持与多个用户通信。通常使用的多址系统包括，但不限于，码分多址系统、时分多址系统、频分多址、第三代合作伙伴项目长期演进系统、高级长期演进系统、正交频分多址系统等等。

此外或替选的，移动计算装置可以经由wlan连接到数据通信网络。示例性的wlan网络包括，但不限于，wifi网络、家庭wlan、wlan热点、公共wlan、专有wlan等等。

随着具有wlan连接能力特征的移动计算装置数量的增加，以及随着接入到wlan网络变得更广泛可用，从蜂窝网络向wlan卸载数据的能力对蜂窝网络运营商和用户来说都是有吸引力的特征。为了这个目的，可以使用通过将连接从蜂窝网络切换到wlan来卸载数据的能力的方法，或者“连接切换方法”。连接切换方法可以用于建立与wlan的连接而断开与蜂窝网络的连接。

附图说明

虽然附加的权利要求书用特殊性解释了本发明的特征，但是这些技术，与它们的目的和优点一起，可以通过下面的具体实施方式结合附图而被更好地理解：

图1图示了用于利用非无缝切换进行wlan和蜂窝网络互联互通的示例接入架构；

图2图示了用于利用非无缝切换进行wlan和蜂窝网络互联互通的示例接入架构；

图3是示例装置的一般示意图，在该装置内可以实现本公开的原理的实施例；

图4是用于基于需要无缝切换的条件选择无缝移动或非无缝移动的代表性的方法的流程图；以及

图5是详述图4的确定需要无缝切换的条件的流程图。

具体实施方式

在给移动装置提供数据连接的过程中，运营商希望在他们的连接切换方案中提供无缝用户体验以保持装置用户对装置性能满意。当移动装置从蜂窝连接切到wlan连接时，会引起许多间断，这些间断引起了数据服务的打断。

最新的移动装置采用从蜂窝接入网络到wlan接入网络的非无缝切换。非无缝切换的特点是改变互联网协议(“ip”)地址，并且因此，该切换不能在没有潜在网络间断的条件下提供无缝迁移。通常来讲，由移动装置执行的应用通过重建它们的网络连接或业务流来识别并响应非无缝连接切换。

尽管重建网络连接可能消耗电池寿命和蜂窝资源，当对用户体验没有不利影响时，这种重建可以被认为是可接受的行为。例如，浏览网页的用户不会使其用户体验受到非无缝切换间断的不利影响，因为网页不是作为连续的数据流而流式传输到用户的。在其中可以接受这种无缝切换的非流式传输应用的其他示例包括，例如，电子邮件应用、社交网络应用、即时消息应用、定位-监视应用等等。

然而，在许多应用的执行期间，因为通信会话可能被中断所以非无缝切换是不可接受的。例如，流式视频或音频应用、ip上语音(voip)的应用、或者任何实时或记录的内容流式应用可能会在非无缝切换期间经历数据中断。因此，采用从蜂窝切换到wlan是无缝的(“无缝切换”)连接方法以避免在使用这样的应用时的这种数据中断。在一些示例移动装置中，移动装置可以被编程以采用应用编程接口(“api”)，该接口允许应用指示它们需要无缝切换。此外，当执行可能需要无缝切换的特定应用时，其他的条件可能也强制无缝切换，诸如显示激活、数据业务分析、接入网络发现和搜索功能(“andsf”)规则等等。

不同于非无缝切换，无缝切换不会影响正在进行的数据流量，并且应用不需要像它们处于非无缝切换情形中那样识别切换并对切换作出反应。允许无缝切换提供数据连续性的一个特性是其跨蜂窝网络和切换到wlan都保留了相同的ip地址。

在实施例中，无缝切换方法可以包括使用“信任的”wlan网络。信任的wlan是支持高级安全措施(诸如基于全球用户识别模块的认证)并能够提供到蜂窝网络的连接的wlan。因此，当移动装置执行从蜂窝网络到信任的wlan的切换时，ip地址能够保持因为两个网络都具有到公共分组数据网络网关(“p-gw”)的接入。这使得切换能够是无缝的。

许多蜂窝网络运营商已经部署了信任的wlan网络并已经经由网络参考点或服务器网关把所述信任的wlan整合到他们的核心蜂窝网络中。蜂窝运营商可以部署信任的wlan网络以通过这种wlan网络提供到运营商托管的ip服务的接入。进一步地，信任的wlan的扩展使用能够使得蜂窝网络运营商能够经由wlan提供服务上的ip多媒体系统语音。

如上面所描述的，基于与移动装置相关的当前条件，移动装置可以选择从蜂窝网络非无缝切换或无缝切换到信任的wlan。因此，用于为移动装置提供从蜂窝网络切换到本地局域网的方法可以确定是否存在需要无缝切换的条件。如果存在这样的条件，则移动装置可以采用无缝切换。

至此，在本发明的实施例中公开了用于为移动装置提供连接切换的方法。连接切换是从蜂窝网络到切换wlan的网络切换。所述方法包括建立经由蜂窝网络到公共数据网络(“pdn”)的连接、确定一个或多个wlan的可用性、以及确定是否存在需要无缝切换的条件，所述需要无缝切换的条件与移动装置相关联。如果存在需要无缝切换的条件，则所述方法确定是否所述一个或多个wlan中的至少一个wlan是信任的wlan并提供经由蜂窝网络到pdn的无缝切换。如果wlan支持与蜂窝网络的s2a接口，则wlan是信任的并且提供经由蜂窝网络到pdn的无缝切换。wlan可以支持与多个蜂窝网络运营商的s2a接口。

如果所发现的wlan中的至少一个wlan是信任的并提供到pdn的无缝切换，则移动装置选择这些信任的wlan中的一个wlan，并且在与该wlan认证处理期间，请求经由蜂窝网络到pdn的连接。然而，如果不存在需要无缝切换的条件或者如果用户装置没有发现至少一个信任并提供无缝切换的wlan，则移动装置选择任意的wlan，并且，在与所述wlan认证期间，移动装置不请求经由蜂窝网络到pdn的连接。

现在转到附图并且参考图1，示出了wlan和蜂窝网络用非无缝移动互联互通的架构100。移动装置200首先经由蜂窝连接121连接到互联网101。蜂窝连接121向移动装置200传输并从其接收数据，在与pdn103可操作的连接中通过蜂窝网络111路由所述数据。pdn103可以使用与无线电网络和p-gw107相关联的服务器网关105发送或接收分组数据。因此，蜂窝连接提供了经由蜂窝连接121到互联网数据服务的连接。

在架构100中，移动装置200可以执行非无缝连接切换102，以将装置连接从蜂窝连接121改变到wlan连接123。正如上面所提到的，非无缝切换连接102的特征在于改变ip地址并且，因此，切换102不能在没有潜在数据中断的条件下提供从蜂窝连接121到wlan连接123无缝迁移。wlan连接123通过经由wlan网络113连接互联网101来向移动装置200提供数据服务。wlan网络113可以包括，但不限于，一个或多个wifi网络、家庭wlan、wlan热点、公共wlan、专有wlan等等。

可以使用图2中示出的架构150来采用无缝切换方法，架构150被配置用于wlan与蜂窝网络的互联互通。在示出的实施例中，以与图1的蜂窝连接121类似的方法，移动装置200经由蜂窝连接121初始地连接到互联网101。然而，架构150被配置用于无缝连接切换152，其中网络连接从蜂窝连接121切换到信任的wlan连接155。无缝切换150可涉及信任的wlan网络153的使用。信任的wlan连接155是具有附加地提供到pdn103的连接的能力的wlan。因为信任的wlan连接155和蜂窝连接121二者都经由pdn103路由，如果移动装置200执行从蜂窝连接121到信任的wlan连接155的无缝切换152，则保持与移动装置200相关联的ip地址，并且从而实现了无缝切换152。蜂窝网络111和信任的wlan153可支持用于无缝切换的s2a互连。

进一步详述示例移动装置200的组件，图3是表示可以与移动装置200的实施例相关联使用的示例组件的框图。该组件示例可包括，但不限于包括，一个或多个无线收发器201、处理器203、一个或多个存储器205、一个或多个输出组件207、以及一个或多个输入组件209。每个收发器201可以是接收器、发射器、或两者。

蜂窝收发器211可以利用无线技术来进行通信，诸如但不限于基于蜂窝的通信，所述基于蜂窝的通信诸如模拟通信、数字通信、或下一代通信，如蜂窝收发器211所表示的。蜂窝收发器211可以被配置为建立经由pdn103到互联网101的蜂窝连接121。

进一步，wlan收发器213也可以利用无线技术来进行通信，诸如但不限于对等或自组网通信，所述对等或自组网通信诸如家庭rf、ant、蓝牙、ieee802.11(a、b、g、或n)或者诸如红外技术的其他形式的无线通信。wlan收发器213可以用来分别经由wlan网络113或信任的wlan网络153建立wlan连接123或信任的wlan连接155。

移动装置200的内部组件可以进一步包括装置接口215以提供到辅助组件或附件的直接连接以用于附加的或增强的功能。此外，内部组件优选地包括诸如可携带电池的供电或电源217，以用于向其他内部组件供电，允许移动装置200的便携性。

进一步地，处理器203可以基于从一个或多个输入组件209接收的信息生成命令。处理器203可以单独地或结合其他数据来处理所接收的诸如存储在存储器205中的信息的信息。因此，内部组件200的存储器205可以由处理器203使用以存储或检索数据。此外，组件可以包括除应用处理器203以外的任何附加的处理器。

可以由存储器205存储的数据包括但不限于包括，操作系统、应用、和数据。每个操作系统包括控制电子装置的基本功能的可执行代码，所述基本功能诸如内部组件的组件之间的交互、经由每个收发器201或装置接口215与外部装置的通信、以及向存储器205存储和从其检索应用和数据。每个应用可以包括利用操作系统来为电子装置200提供更多特定功能的可执行代码。数据是可由操作系统或应用引用或操纵的非可执行代码或信息，以用于执行电子装置200的功能。

诸如用户界面的输入组件209，可响应于检测到键击、在触摸输入上的预定手势、语音命令等而产生输入信号。输入组件209也可包括其他传感器，诸如可见光传感器、移动传感器、以及接近传感器。

类似的，内部组件的输出组件207可包括一个或多个视频、音频、或机械输出。特别地，输出组件207包括以可视输出组件形式的显示器217，诸如电子射线管、液晶显示器、等离子显示器、白炽光、荧光、前或后投射显示器、或者发光二极管指示器。输出组件207的其他示例可包括音频输出组件，诸如扬声器、警报器、或蜂鸣器、或机械输出组件诸如基于振动或移动的机构。

应该理解图3仅仅是出于图示的目的来提供的并用于图示根据本发明的电子装置200的组件，以及不旨在成为移动装置200所需要的各种组件的完整的示意图。因此，移动装置200可包括没有示出在图2中的各种其它组件，或可包括两个或多个组件的组合，或将特定组件分开成两个或多个分离的组件，并且这些仍然在本发明的保护范围内。

现在转到图4，示出了举例说明用于为移动装置200提供连接切换152的方法的流程图。连接切换152是从蜂窝连接121到信任的wlan连接155的网络切换。在块401，移动装置200使用蜂窝连接121来建立到pdn103的连接。移动装置200检查包括信任的wlan网络的一个或多个wlan网络的存在(决定403)。如果不存在wlan网络，则移动装置200可以继续检查可用wlan网络。然而，如果检测到多个wlan，则移动装置200确定是否存在需要无缝切换的条件(决定405)。

在很多操作状态或场景期间可需要无缝切换，并且在图5中示出需要无缝切换的示例性场景，作为决定处理405的示例扩展。然而，需要无缝切换的条件不限于图5的条件，并且可以存在附加条件来触发无缝切换。此外，对于用于执行无缝切换的方法400而言，不是所有列出来的条件都必须存在。然而，如果不存在需要无缝切换的所识别的条件(块405)，则方法400在块420选择非无缝切换。

在一些示例实施例中，需要无缝切换的条件可以是移动装置200的显示器217的激活(图5的条件415)。例如，显示器217可以是移动装置200的显示屏，并且无论何时显示屏被激活，移动装置200都确定需要无缝切换。方法400可以包括这个条件，因为当显示屏是“打开”时，移动装置200的用户可以与网络应用交互并且不容许可能在非无缝切换期间发生的通信延迟或错误消息。

另一个示例条件是需要无缝切换的应用的执行(图5的条件425)。就如上面所提到的，需要连续媒体流的应用可以要求无缝切换以阻止在使用期间的数据中断。此外，移动装置200可保持需要无缝切换的应用列表并且当移动装置200执行应用列表上的应用时采用无缝切换方法。

进一步地，移动装置200可运行公共api，其允许应用开发者对应用编程以通知移动装置200所述应用在使用期间需要无缝切换。使用处理器203的移动装置200，可以执行具有“无缝切换锁”的api，该锁在使用指定需要无缝切换的应用期间锁住移动装置200进入无缝切换。此外，蜂窝网络运营商品牌的“围墙花园”应用可采用这样的api。

数据业务分析也可用于确定是否存在其中需要无缝切换的条件(图5的条件435)。移动装置200可以分析传输到移动装置200或来自移动装置200的数据分组业务流量。可以为移动装置200建立业务阈值，其中如果与移动装置200的ip地址相关联的数据分组业务流量超过了预定的业务流量阈值，则需要无缝切换。

例如，voip应用可具有特定的业务简档(例如，50-60分组/秒，80-150字节/分组)；在这样的例子中，预定的业务流量阈值可以基于voip应用的业务简档。进一步地，移动装置200可基于一个或多个应用配置一个或多个业务阈值，所述应用包括运营商品牌的封闭应用。当业务分析指示存在与预配置的业务简档相匹配的至少一个业务流量，则移动装置200确定需要无缝切换。

移动装置200可进一步通过使用置配的andsf规则来确定是否需要无缝切换(图5的条件445)。例如，如果移动装置200由于andsf系统间移动性策略(“ismp”)规则而连接到wlan，则移动装置200假设需要无缝切换。例如，如果运营商提供的ismp规则变成激活的，其指示通过wlan接入演进分组核心(“epc”)是优选的，则移动装置200被这个规则触发通过无缝切换来选择并连接到wlan。因此，在这个示例中，andsf规则将提供无缝切换以阻止在epc连接中的中断。

进一步地，可以由移动装置200采用的示例andsf规则可以包括基于系统间路由策略(“isrp”)规则、用于多址pdn连接规则的isrp、非无缝wlan卸载规则、apn间路由策略规则等的规则，以确定是否需要无缝移动性。

现在转到图4，如果存在需要无缝切换的条件，则移动装置200确定信任的wlan是否是可用的(决定406)。如果信任的wlan是可用的，则移动装置200选择无缝切换410。如果选择了无缝切换410，则移动装置200从检测到的wlan中选择信任的wlan(块407)并在向信任的wlan认证处理期间请求连接到pdn103(块409)。否则，如果不存在需要无缝切换的条件(决定405)或信任的wlan是不可用的(决定406)，则移动装置200选择非无缝切换420，其中选择wlan，其可以是信任的或不信任的任意的wlan，并且移动装置200在没有到pdn103的wlan连接的情况下连接到该wlan(块422)。

鉴于可以对其应用本讨论的原则的许多可能的实施例，应该认识到在这里关于附图描述的实施例仅仅意味着是说明性的，而不应用来限制权利要求的范围。因此，这里描述的技术考虑了可以来自下面的权利要求书及其等同物的范围内的所有这样的实施例。