WLAN辅助的蜂窝网络发现和选择的制作方法

本专利申请要求于2016年10月20日递交的、序列号为15/299,242的美国实用专利申请的优先权。序列号为15/299,242的申请的全部内容通过引用并入本文中。

背景技术：

现代电信系统包括第二代、第三代和第四代(2g、3g和4g)蜂窝无线接入技术的异构混合，其可以是交叉兼容的，并且可以共同操作以提供数据通信服务。全球移动系统(gsm)是2g电信技术的一个示例；通用移动电信系统(umts)是3g电信技术的一个示例；以及长期演进(lte)(包括lte高级)和演进型高速分组接入(hspa+)是4g电信技术的示例。另外，新一代便携式通信设备或用户装置(ue)能够通过诸如wi-fi^tm热点之类的无线局域网(wlan)进行电话呼叫。

当ue进入新的或不同的网络覆盖区域时，例如，在国外旅行的用户，ue可能不具有任何蜂窝网络覆盖，或者可能基于新区域中的可用网络开始以漫游模式操作。存在于新区域中的蜂窝网络可能与ue的归属地移动网络运营商(mno)没有任何关系，可能不是归属地mno的优选伙伴，或者可能不可供ue访问。即使蜂窝网络可用，用户也可能不愿意使用用户所不知道的蜂窝网络、或者ue的归属地mno不信任的或未与ue的归属地mno建立简档的蜂窝网络。

附图说明

参考附图给出详细的描述。在附图中，附图标记的最左边的数字标识首次出现附图标记的图。在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的条目或特征。

图1示出了示例环境，其中便携式通信设备或用户设备(ue)可以在无线局域网(wlan)的辅助下访问非关联的蜂窝网络。

图2示出了ue在wlan的辅助下访问非关联的蜂窝网络的示例过程。

图3示出了详述图2的框的一个的示例过程。

图4示出了详述图2的框的另一个的示例过程。

图5示出了详述图2的框的另一个的示例过程。

图6示出了详述图2的框的另一个的替换示例过程。

图7示出了ue的示例框图。

图8示出了ue经由wlan下载蜂窝网络简档来通过非关联的蜂窝网络获得蜂窝网络服务的示例序列图。

图9示出了ue经由蜂窝网络下载蜂窝网络简档来通过非关联的蜂窝网络获得蜂窝网络服务的示例序列图。

图10示出了wlan服务提供商辅助ue通过非关联蜂窝网络获得蜂窝网络服务的示例过程。

详细描述

这里讨论的系统、设备和方法涉及便携式通信设备或用户装置(ue)，用于在无线局域网(wlan)的辅助下，在一定区域中，经由非关联的蜂窝网络获得蜂窝网络服务，非关联的蜂窝网络即之前所不知道的蜂窝网络、或者ue的归属地mno不信任的或未与ue的归属地mno建立简档的蜂窝网络。能够使用wi-fi的ue可以注册到wlan，然后发现该区域中的可用蜂窝网络。如果多个蜂窝网络可用，则ue可以基于期望的标准(例如信号强度、服务质量(qos)、数据速率、带宽、安全性等)选择一个或更多个蜂窝网络。如果可用的蜂窝网络为非关联的，即ue的归属地mno所不知道的蜂窝网络、或者ue的归属地mno不信任的或未与ue的归属地mno建立简档的蜂窝网络，则ue可以向wlan的wlan服务提供商发送请求以访问所选择的蜂窝网络。响应于该请求，wlan服务提供商可以经由互联网与所选择的蜂窝网络或所选择的蜂窝网络的认证、授权、计费(aaa)服务器建立通信，并提供ue注册到所选择的蜂窝网络所需的所选择的蜂窝网络的蜂窝网络简档。然后，ue可以使用蜂窝网络简档注册所选择的蜂窝网络，并通过所选择的蜂窝网络获得蜂窝网络服务。

本文描述的系统、设备和方法可以以多种方式实现。下面参考以下附图提供示例实现方式。

图1示出了示例环境100，其中便携式通信设备或用户装置(ue)102可以在无线局域网(wlan)104的辅助下访问非关联的蜂窝网络。

wlan104包括n个接入点(ap)106，其中，示出了三个(106(1)、106(2)和106(n))，wlan网关(gw)108可通信地耦合到ap106，wlan认证、授权、计费(aaa)服务器110可通信地耦合到wlangw108。ap106是将诸如ue102之类的wlan设备连接到wlan104的收发器。wlangw108将数据分组从ap106路由到其他网络，反之亦然。wlanaaa服务器110通过以下来追踪用户的活动：用唯一标识信息认证用户、授权用户访问wlan网络和服务，以及计费或追踪用户的活动。wlanaaa服务器110可以经由互联网112连接到其他服务器。wlan104可通信地耦合到wlan服务提供商114，wlan服务提供商114将可通过ap106访问的服务提供给注册到wlan104的设备。wlan服务提供商114包括增强的接入网络质量协议(e-anqp)服务器116，诸如ue102之类的wlan设备利用其来执行网络发现。ue102能够与无线局域网(诸如wlan104)以及与蜂窝网络(诸如移动网络运营商(mno)网络118)建立通信。mno网络118可以与ue102不关联，并且包括mnoaaa服务器120、归属地位置寄存器/归属地订户服务器(hlr/hss)122、以及演进的接入网络发现和选择功能(e-andsf)服务器124。mnoaaa服务器120通过以下来追踪用户的活动：通过唯一识别信息来认证用户、授权用户访问mno网络118和服务、以及记帐，或追踪用户的活动。hlr/hss122存储和更新用户订阅信息，并且还生成安全信息。e-andsf服务器124辅助ue102发现wlan，并向ue102提供用于连接到wlan的规则和策略。

图2示出了ue102在wlan服务提供商114的辅助下，通过非关联的蜂窝网络(诸如mno网络118)访问蜂窝网络服务的示例过程200。在框202中，随着用户(或者更具体地ue102)进入新的蜂窝和wlan覆盖区域，在框204中，ue102可以发现并注册到wlan104。ue102可以扫描并发现该区域中的多个wlan，查询wlan的每个e-anqp服务器，以确定每个wlan的可用性，并注册到已供应为与ue102一起使用的wlan。然后，在框206中，ue102可以扫描并发现诸如mno网络118之类的非关联的蜂窝网络。由于mno网络118与ue102非关联，因此ue无法通过mno网络118访问蜂窝网络服务。在框208中，ue102可以向wlan服务提供商114发送请求，以通过mno网络118获得蜂窝网络服务。然后，在框210中，ue102可以通过mno网络118获得蜂窝网络接入。

图3示出了详述发现非关联的蜂窝网络、mno网络118的框206的示例过程300。在框302中，当ue102扫描蜂窝网络时，它可以发现一个或更多个可用蜂窝网络。在框304中，ue102可以确定任何可用蜂窝网络是否与ue102相关联。在框306中，如果一个或更多个可用蜂窝网络与ue102相关联，则ue可以选择满足预定标准的蜂窝网络。预定标准可以包括但不限于，信号强度、服务质量、可用带宽、可用比特率、安全性等。然后，在框308中，ue102注册到所选择的蜂窝网络并获得蜂窝网络服务。

如果所有可用的蜂窝网络都与ue102非关联，则在框310中，ue可以选择非关联的蜂窝网络，诸如mno网络118，其满足如上所述的预定标准。然后，在框312中，ue102与e-anqp服务器116相互认证。然后，该过程进行到框208。

图4示出了示例过程400，其详述了框208，即：向wlan104的wlan服务提供商114发送请求，以通过非关联的蜂窝网络、mno网络118获得蜂窝网络服务。在框402中，ue102可以向wlan服务提供商114发送请求，以通过mno118获得蜂窝网络服务。响应于该请求，框404中，wlan服务提供商114可以建立、或者该请求可以使wlan服务提供商114经由互联网建立与mno网络118的通信。框406中，wlan服务提供商114可以向mno网络118或mno网络118的mnoaaa服务器120发送简档请求。wlan服务提供商114还可以将简档请求发送到hlr/hss服务器122和/或e-andsf服务器124。然后，在框408中，wlan服务提供商114可以从mno网络118接收蜂窝服务响应，该响应可以是具有mno网络118的证书的蜂窝网络简档，并且该过程进行到框210。

图5示出了详述框210的示例过程500：ue102通过非关联的蜂窝网络、mno网络118获得蜂窝网络服务。在框502中，ue102可以经由wlan104从wlan服务提供商114下载mno网络118的蜂窝网络简档。可替选地，wlan服务提供商114可以经由wlan104将mno网络118的蜂窝网络简档发送到ue102。使用下载的蜂窝网络简档，在框504中，ue102可以注册到mno网络118，并且在框506中，可以通过mno网络118获得蜂窝网络服务。

图6示出了详述框210的另一示例过程600：ue102通过非关联的蜂窝网络、mno网络118获得蜂窝网络服务。在框602中，ue102可以经由wlan104从wlan服务提供商114下载蜂窝服务响应。在该示例中，蜂窝服务响应不是包括证书的蜂窝网络简档，而是足以允许ue102临时将其自身附接到mno网络118的信息。或者，wlan服务提供商114可以经由wlan104向ue102发送蜂窝服务响应。在框604中，使用蜂窝服务响应，ue102可以将其自身附接到mno网络118，并且在框606中，与e-andsf服务器124相互认证。然后，在框608中，ue102可以从hlr/hss服务器122和/或e-andsf服务器124下载包括证书的蜂窝网络简档。使用下载的蜂窝网络简档，在框610中，ue102可以与mno网络118进行关联和认证，并且在框612中，可以通过mno网络118开始使用蜂窝网络服务。

图7示出了ue102的示例框图700。ue102可以包括一个或更多个处理器702、wlan收发器704和蜂窝收发器706。两个收发器704和706可以通信地耦合到一个或更多个处理器702，并且可以直接或间接地耦合到ue102的其他组件和/或模块。在一些实施例中，一个或更多个处理器702可以是中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)或cpu和gpu两者，或本领域中已知的其他处理单元或组件。

wlan收发器704可以被配置为使用诸如802.11标准族等之类的wlan特定通信方法，在ue102和wlan(诸如上述wlan104)之间建立通信。蜂窝收发器706可以被配置为使用诸如2g、3g、4g、lte等的蜂窝网络特定通信方法，在ue102和蜂窝网络(诸如上述mno网络118)之间建立通信。

ue102还可以包括输入/输出(i/o)接口708、电池710和存储器712，每个可通信地耦合到一个或更多个处理器702，并且可以直接或间接耦合到ue102的其他组件和/或模块。i/o接口708可以包括键盘、鼠标、触摸板、触摸屏、麦克风等，其被配置为接收来自用户的输入，并且还可以包括扬声器、显示器，其可以为触摸屏等，其被配置为向用户提供输出。电池710向需要电力的ue102的所有组件和模块提供电力。存储器712可以包括易失性存储器(诸如随机存取存储器(ram))和/或非易失性存储器(诸如只读存储器(rom)、闪存等)。存储器712还可以包括附加的可移除存储和/或不可移除存储，包括但不限于闪存、磁存储、光存储和/或磁带存储，其可以针对ue102提供对计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据的非易失性存储。

存储器712是计算机可读介质的示例性。计算机可读介质包括至少两种类型的计算机可读介质，即计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括在用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据之类的信息的任何过程或技术中实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于，相变存储器(pram)，静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、闪存或其他存储器技术、光盘只读存储器(cd-rom)、数字通用光盘(dvd)或其他光学存储器、磁带盒、磁性磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备，或可用于存储信息以供计算设备访问的任何其他非传输介质。相反，通信介质可以体现为计算机可读指令、数据结构、程序模块、或调制数据信号中的其他数据，例如载波或其他传输机制。如这里所定义的，计算机存储介质不包括通信介质。

参考图2-6，存储在一个或更多个计算机可读存储介质上的计算机可执行指令当由一个或更多个处理器执行时，执行上面描述的操作。通常，计算机可执行指令包括执行特定功能或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。描述操作的顺序不旨在被解释为限制性的，并且可以以任何顺序和/或并行地组合任何数量的所描述的操作以实现过程。

图8示出了示例序列图800：ue102通过经由wlan104下载蜂窝简档，在来自wlan服务提供商114的辅助下，通过非关联蜂窝网络、mno网络118来获得蜂窝网络服务。ue102可以包括wlan收发器704和蜂窝收发器706，如上面参考图7中的ue102所述。如上面参考图2的框204所述，在802处，ue102可以通过wlan收发器704，通过查询e-anqp服务器116来发现wlan104，并注册到wlan104。在804，通过蜂窝收发器706，ue102可以发现可用但未与ue102关联的mno网络118，如上面参考图3中的框302-310所述。然后，在806处，ue102和e-anqp服务器116相互认证。

在808处，通过wlan收发器704，ue102可以通过mno网络118向wlan服务提供商114发送请求，以获得蜂窝网络服务，如参考图4的框402所描述的。在810处，作为响应，wlan服务提供商114可以经由互联网建立与mno网络118的通信，并且向mnoaaa服务器120和hlr/hss服务器122发送请求，以获得mno网络118的、包括证书的蜂窝网络简档，如上参照图4的框404和406所述。在812处，wlan服务提供商114可以经由互联网从mnoaaa服务器120接收包括mno网络118的证书的蜂窝网络简档，如上面参考图4的框408所描述的。

如上面参考图5所述，在814处，通过wlan收发器704，ue102可以从wlan服务提供商114安全地下载或接收mno网络118的蜂窝网络简档。然后，在816处，ue102通过使用包括mno网络118的证书的蜂窝网络简档，经由蜂窝收发器706，与mno网络118关联和认证。然后，ue102可以通过mno网络118获得蜂窝网络服务，并且在818处，开始使用服务。

图9示出示例序列图900：ue102通过经由蜂窝网络下载蜂窝简档，在wlan服务提供商114的辅助下，通过非关联蜂窝网络、mno网络118来获得蜂窝网络服务。ue102可以包括wlan收发器704和蜂窝收发器706，如上面参考图7中的ue102所描述的。如上面参考图2的框204所述，在902处，ue102可以通过wlan收发器704，通过查询e-anqp服务器116来发现wlan104，并注册到wlan104。在904，通过蜂窝收发器706，ue102可以发现可用、但与ue102非关联的mno网络118，如上面参考图3中的框302-310所述。然后，在906处，ue102和e-anqp服务器116相互认证。

在908处，通过wlan收发器704，ue102可以通过mno网络118，向wlan服务提供商114发送获得蜂窝网络服务的请求，如参考图4的框402所描述的。作为响应，wlan服务提供商114可以经由互联网建立与mno网络118的通信，并且向hlr/hss服务器122和e-andsf服务器124发送针对mno网络118的蜂窝网络简档(包括证书)的请求，如上参照图4的框404和406所述。在912处，wlan服务提供商114可以经由互联网从hlr/hss服务器122和/或e-andsf服务器124接收蜂窝服务响应，如上面参考图4的框408所描述的。蜂窝服务响应不是包括证书的蜂窝网络简档，而是足以允许ue102临时将其自身附接到mno网络118的信息。

如上面参考图6所述，在914，通过wlan收发器704，ue102可以从wlan服务提供商114下载或接收蜂窝服务响应。在916处，使用蜂窝服务响应，ue102可以将其自身附接到mno网络118，并且在918处，与e-andsf服务器124相互认证。在920，通过蜂窝收发器706，ue102然后可以从hlr/hss服务器122和/或e-andsf服务器124安全地下载包括证书的网络简档。使用下载的蜂窝网络简档，在922处，ue102可以与mno网络118关联和认证，并且在924，可以通过mno网络118开始使用蜂窝网络服务。

图10示出了示例过程1000：wlan服务提供商114通过mno网络118辅助ue102获得蜂窝网络服务。在框1002中，wlan服务提供商114可以注册ue102，并且在框1004中，可以接收来自ue102的请求，以通过与ue102非关联的mno网络118获得的蜂窝网络服务，如上面参考图4的框402所述。在框1006中，wlan服务提供商然后可以经由互联网与mno网络118建立通信，并且向aaa服务器120、hlr/hss服务器122和/或e-andsf服务器124请求mno网络118的蜂窝网络简档，如上参考图4的框404和406所述。在框1008中，wlan服务提供商114可以从mno网络118接收蜂窝服务响应，该蜂窝服务响应可以是具有mno网络118的证书的蜂窝网络简档，如上面参考图4的框408所描述的。或者，wlan服务提供商114可以从mnoaaa服务器120、hlr/hss服务器122或e-andsf服务器124接收蜂窝网络简档。

在框1010中，wlan服务提供商114可以经由wlan104，通过发送或允许ue102下载蜂窝服务响应，来向ue102提供蜂窝服务响应，如上述参考图5所述的。如果蜂窝服务响应是蜂窝网络简档，则ue102可以或者wlan服务提供商114可以使ue102通过使用包括mno网络118的证书的蜂窝网络简档来与mno网络118进行关联和认证，并通过mno开始使用蜂窝网络服务。

或者，如果蜂窝服务响应不是包括证书的蜂窝网络简档，而是足以允许ue102临时将其自身附接到mno网络118的信息，则wlan服务提供商114可以经由wlan104提供蜂窝服务响应到ue102，如上面参考图6在框1010中所述的。wlan服务提供商114可以使ue102执行以下操作。通过使用蜂窝服务响应，ue102然后可以将其自身附接到mno网络118，并且与e-andsf服务器124相互认证。ue102接下来可以通过使用蜂窝收发器706，安全地从hlr/hss服务器和/或e-andsf服务器124下载包括证书的蜂窝网络简档。通过使用下载的蜂窝网络简档，ue102可以与mno网络118关联和认证，并且可以通过mno网络118开始使用蜂窝网络服务。

结论

尽管用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了本主题，但应理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于所描述的具体特征或动作。而是，具体特征和动作被公开为实现权利要求的示例性形式。