用于至無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)換手的系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于至無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的増強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)換手的系統(tǒng)和方法
[0001]本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2013/040979，國(guó)際申請(qǐng)日為2013年5月14日，進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的申請(qǐng)?zhí)枮?01380032050.1，名稱(chēng)為“用于至無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)換手的系統(tǒng)和方法”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]相關(guān)串請(qǐng)
[0003]本申請(qǐng)要求由本文的相同發(fā)明人于2012年6月19日提交的題為“Systems andMethods for Enhanced Network Handoff to Wireless Local Area Networks (用于至無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)換手的系統(tǒng)和方法)”、被轉(zhuǎn)讓或有義務(wù)轉(zhuǎn)讓給同本申請(qǐng)相同實(shí)體的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/661，713的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)申請(qǐng)通過(guò)引用整體納入于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本教導(dǎo)涉及用于至無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)換手的系統(tǒng)和方法。本教導(dǎo)更具體地涉及用于管理來(lái)自在無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)上操作的無(wú)線(xiàn)設(shè)備通過(guò)無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)至無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的換手事件的平臺(tái)和技術(shù)，其中該無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)被配置成使該無(wú)線(xiàn)設(shè)備準(zhǔn)備用于與本地連接范圍內(nèi)的無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)快速關(guān)聯(lián)。
【背景技術(shù)】
[0005]在電信服務(wù)領(lǐng)域中，蜂窩承運(yùn)商和其它服務(wù)提供商已經(jīng)開(kāi)發(fā)并部署具有穩(wěn)定增加速度和穩(wěn)健性的數(shù)據(jù)連網(wǎng)服務(wù)。智能電話(huà)和能夠進(jìn)行廣域網(wǎng)(WWAN)連接(諸如蜂窩寬帶數(shù)據(jù)連接)的其它設(shè)備現(xiàn)在能例行向用戶(hù)提供范圍在每秒數(shù)百個(gè)千字節(jié)、每秒兆字節(jié)、或更多中的數(shù)據(jù)率。然而，蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上相對(duì)高速的數(shù)據(jù)服務(wù)的消耗面臨對(duì)用戶(hù)和服務(wù)提供商兩者的約束。從用戶(hù)的觀(guān)點(diǎn)，許多蜂窩和其它訂閱對(duì)在一月或其它時(shí)間段上的數(shù)據(jù)使用施加限額或限制，并且超過(guò)這些類(lèi)型的限額或限制可招致超額成本。另外，超過(guò)數(shù)據(jù)限額還可導(dǎo)致所允許的數(shù)據(jù)率的暫時(shí)降級(jí)、或其它約束或效果。
[0006]從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商的觀(guān)點(diǎn)，向用戶(hù)提供相對(duì)高速的數(shù)據(jù)服務(wù)可對(duì)由該提供商操作的昂貴許可頻譜施加增加的占用負(fù)載。那些數(shù)據(jù)服務(wù)的遞送可類(lèi)似地增加服務(wù)提供商的核心網(wǎng)上的負(fù)載，從而減少了附加語(yǔ)音、數(shù)據(jù)或其它用戶(hù)可用的總吞吐量。
[0007]無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)(諸如基于WiFi?的網(wǎng)絡(luò))或其它網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)開(kāi)放路由器或公共接入點(diǎn)向智能電話(huà)用戶(hù)、或其它設(shè)備的用戶(hù)提供相對(duì)低成本和廣泛可用的替換數(shù)據(jù)連接。另外，不同的WiFi?實(shí)現(xiàn)可遞送相當(dāng)于或大于通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)可用的那些數(shù)據(jù)率的數(shù)據(jù)率。使用IEEE 802.1lac標(biāo)準(zhǔn)的WiFi?連接能例如，使用80MHz帶寬和兩個(gè)接收天線(xiàn)來(lái)達(dá)成大約每秒500兆字節(jié)的數(shù)據(jù)率。當(dāng)今許多智能電話(huà)和其它設(shè)備合并有使用WWAN或WLAN類(lèi)型的數(shù)據(jù)連接的能力。
[0008]然而，在運(yùn)行時(shí)生成從蜂窩數(shù)據(jù)或其它WffAN連接到WiFi?或其它WLAN連接的轉(zhuǎn)換目前不是可促成或執(zhí)行的容易轉(zhuǎn)換。值得注意的挑戰(zhàn)之一是顯著延遲可在用戶(hù)能安全地從WffAN連接移至WiFi?或類(lèi)似連接之前被施加，這可中斷用戶(hù)體驗(yàn)，諸如僅舉例而言，導(dǎo)致視頻數(shù)據(jù)流中的時(shí)滯或中斷。
[0009]網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)換手延遲的貢獻(xiàn)因素之一是用戶(hù)從蜂窩數(shù)據(jù)連接至WiFi?連接的發(fā)現(xiàn)、認(rèn)證、和轉(zhuǎn)換所需的開(kāi)銷(xiāo)，該開(kāi)銷(xiāo)在許多情形中必須從潛在大量的WiFi?信道中選擇。在各方面，當(dāng)前WiFi?實(shí)現(xiàn)中使用的5GHz頻帶可包括要搜索的超過(guò)20個(gè)可能信道。一旦從該信道集中標(biāo)識(shí)出選定的WiFi?信道，用戶(hù)接下來(lái)另外需要被認(rèn)證。認(rèn)證階段可包括至認(rèn)證服務(wù)器和/或其它認(rèn)證站點(diǎn)或服務(wù)的回程話(huà)務(wù)以確保用戶(hù)被授權(quán)經(jīng)由該主題WiFi?路由器或其它接入點(diǎn)來(lái)連接。取決于所使用的密鑰、加密、和其它技術(shù)，認(rèn)證過(guò)程可招致其自身的顯著處理延遲。更進(jìn)一步，一旦選定信道并完成認(rèn)證，用戶(hù)的智能電話(huà)或其它無(wú)線(xiàn)設(shè)備通常將要求指派針對(duì)其WiFi?會(huì)話(huà)的網(wǎng)際協(xié)議(IP)地址，這是會(huì)施加附加處理開(kāi)銷(xiāo)和延遲的過(guò)程。
[0010]提供用于至無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)換手的方法和系統(tǒng)可能是期望的，其中無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)平臺(tái)可被插入到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，并且部分地通過(guò)在換手事件發(fā)生前預(yù)加載必要的設(shè)備、接入點(diǎn)、和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)來(lái)加速和促成無(wú)線(xiàn)設(shè)備與WiFi?或其它網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]被納入說(shuō)明書(shū)并構(gòu)成其一部分的附圖解說(shuō)了本教義的各實(shí)施例，并且與本描述一起用于解釋本教義的原理。在附圖中:
[0012]圖1解說(shuō)了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例可在用于至無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)換手的系統(tǒng)和方法中使用的總體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；
[0013]圖2解說(shuō)了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)元件的示圖以及這些元件之間的呼叫流的流程圖；
[0014]圖3解說(shuō)了在某些方面的數(shù)據(jù)連接換手處理的流程圖；
[0015]圖4解說(shuō)了在某些進(jìn)一步方面的數(shù)據(jù)連接換手處理的流程圖；
[0016]圖5解說(shuō)了在某些附加方面的數(shù)據(jù)連接換手處理的流程圖；以及
[0017]圖6解說(shuō)了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的在用于至無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)換手的系統(tǒng)和方法中使用的無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)中可使用的示例性硬件、軟件、和其它資源。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本教導(dǎo)的各實(shí)施例涉及用于至無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)換手的系統(tǒng)和方法。更為具體地，各實(shí)施例涉及能在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)和技術(shù)，在該無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中智能電話(huà)和/或其它無(wú)線(xiàn)或移動(dòng)設(shè)備能在連接至WWAN(諸如寬帶蜂窩網(wǎng)絡(luò))時(shí)行進(jìn)。無(wú)線(xiàn)設(shè)備能建立或維護(hù)使用例如第四代(4G)LTE(長(zhǎng)期演進(jìn))無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)由WffAN至網(wǎng)絡(luò)(諸如因特網(wǎng))的數(shù)據(jù)鏈路，諸如分組數(shù)據(jù)服務(wù)。在各實(shí)現(xiàn)中，在轉(zhuǎn)換時(shí)，無(wú)線(xiàn)設(shè)備的位置或定位可被報(bào)告給引入到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的平臺(tái)或元件并由其來(lái)跟蹤，該平臺(tái)和元件在本文被稱(chēng)為“無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)”。無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)(或WHG)可以是或可以包括在WffAN中建立以與無(wú)線(xiàn)設(shè)備通信的服務(wù)器、節(jié)點(diǎn)、應(yīng)用、和/或服務(wù)。在一些情形中，無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)能同樣整體或部分地在基于云的網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)。
[0019]無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)能執(zhí)行促成和加速?gòu)腤ffAN中的數(shù)據(jù)連接到至本地WLAN的數(shù)據(jù)連接的轉(zhuǎn)換的數(shù)個(gè)任務(wù)。由無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)執(zhí)行的那些任務(wù)之一是標(biāo)識(shí)在無(wú)線(xiàn)設(shè)備的連接范圍內(nèi)的至WLAN的一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)。在WLAN中檢測(cè)到的接入點(diǎn)可以是或可以包括WiFi?路由器或其它接入點(diǎn)，但是也可以或改為是用于WiFi?或其它無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的其它類(lèi)型設(shè)備或連接。在可用時(shí)，基于智能電話(huà)或其它無(wú)線(xiàn)設(shè)備的位置信息檢測(cè)到接入點(diǎn)，無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)可開(kāi)始一系列操作以獲取并認(rèn)證對(duì)于使無(wú)線(xiàn)設(shè)備從通過(guò)WWAN連接的數(shù)據(jù)鏈路轉(zhuǎn)換至通過(guò)WLAN中的選定接入點(diǎn)的數(shù)據(jù)鏈路連接而言將是必要的數(shù)據(jù)。
[0020]這些準(zhǔn)備性操作可包括認(rèn)證階段、信道或信令選擇、網(wǎng)際協(xié)議(IP)地址信息的指派、和/或?qū)o(wú)線(xiàn)設(shè)備從WWAN換手至WLAN所需的其它操作。部分地通過(guò)在建立或完全激活實(shí)際連接之前獲取必要數(shù)據(jù)以及預(yù)準(zhǔn)備或加載這些操作或數(shù)據(jù)，無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)能促成換手事件，減少開(kāi)銷(xiāo)處理和延遲，以及增加所感知的由無(wú)線(xiàn)設(shè)備的用戶(hù)進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)切換過(guò)程的響應(yīng)性。在各方面，該轉(zhuǎn)換可由用戶(hù)或無(wú)線(xiàn)設(shè)備對(duì)時(shí)滯或中斷有極小感知或無(wú)感知地發(fā)生。
[0021]現(xiàn)在將詳細(xì)參考本教導(dǎo)的示例性實(shí)施例，其在附圖中得以解說(shuō)。在可能之處，相同附圖標(biāo)記將貫穿附圖用于指代相同或類(lèi)似部分。
[0022]圖1解說(shuō)了根據(jù)各方面的其中用于至無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)換手的系統(tǒng)和方法的總體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100。在如圖所示的各方面，無(wú)線(xiàn)設(shè)備102能經(jīng)由無(wú)線(xiàn)電連接106與蜂窩網(wǎng)絡(luò)110通信。在各方面，無(wú)線(xiàn)設(shè)備102可以是或可以包括蜂窩電話(huà)、智能電話(huà)、便攜式計(jì)算機(jī)、平板設(shè)備、媒體播放器設(shè)備、全球定位系統(tǒng)(GPS)設(shè)備、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)設(shè)備、膝上型計(jì)算機(jī)、和/或其它啟用網(wǎng)絡(luò)的、移動(dòng)和/或無(wú)線(xiàn)設(shè)備或平臺(tái)。在各方面，無(wú)線(xiàn)電連接106可以是或可以包括一個(gè)或多個(gè)無(wú)線(xiàn)連接或信道，諸如僅舉例而言，WiMax?信道或連接、CDMA (碼分多址)信道或連接、TDMA (時(shí)分多址)信道或連接、3G、4G和/或使用LTE (長(zhǎng)期演進(jìn))行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的其它信道或連接、和/或信道、連接、或通信鏈路。蜂窩網(wǎng)絡(luò)110可以是或可以包括，例如硬件、軟件、射頻、和/或出于支持語(yǔ)音通信、文本通信、寬帶數(shù)據(jù)鏈路、和/或許可頻譜或其它射頻頻帶、信道、連接或射程上的其它專(zhuān)有或其它服務(wù)的目的部署的其它資源或服務(wù)的集合。
[0023]根據(jù)各方面，蜂窩網(wǎng)絡(luò)110還可被連接至一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)112，諸如因特網(wǎng)和/或其它公共或私有網(wǎng)絡(luò)。蜂窩網(wǎng)絡(luò)110可以經(jīng)由光和/或其它高速連接、邊緣或核心服務(wù)器、和/或其它傳輸連接、中繼或鏈路連接至一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)112。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境100可同樣包括無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)114，無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)114也可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)傳輸鏈路、和/或其它網(wǎng)絡(luò)、層、和/或信道連接至一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)112。在各方面，可以注意到，無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)114可同樣連接至認(rèn)證服務(wù)器(AS) 120或可訪(fǎng)問(wèn)AS 120, AS 120支持或服務(wù)無(wú)線(xiàn)設(shè)備102連同其它資源的認(rèn)證協(xié)議和操作?？梢宰⒁獾?，一般在各實(shí)現(xiàn)中，無(wú)線(xiàn)換手網(wǎng)關(guān)114和/或其它邏輯、平臺(tái)、元件、或服務(wù)能在本文描述的平臺(tái)和技術(shù)操作期間的任何時(shí)刻訪(fǎng)問(wèn)或?qū)诱J(rèn)證服務(wù)器120以