CN101031145B - 自动网络选择方法和使用导引plmn的装置 - Google Patents

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Abstract

公开了由使用“导引”PLMN的用户设备自动地选择无线通信网络的方法和装置。将归属网络标识、优先化漫游网络标识的列表、以及导引网络标识存储在用户设备的存储器(例如，SIM或USIM)中。在自动网络选择过程中，执行扫描操作来接收与覆盖区域中的一个或多个可用无线通信网络相对应的一个或多个网络标识。用户设备尝试通过将来自扫描操作的所接收的网络标识与导引网络标识进行比较，来选择覆盖区域中的无线通信网络。如果识别了所接收的网络标识与导引网络标识之间的匹配，则选择与所述匹配导引网络标识的所接收的网络标识相对应的无线通信网络，并向所述无线通信网络进行登记。作为使用用户设备的优先化漫游网络标识的列表的替代来执行该过程。通过在必要(例如，基于每个区域)时经由空中编程过程来设置导引网络标识，归属网络运营商可以将用户设备立即并有效地“导引”至任何所期望的网络。

Description

自动网络选择方法和使用导引PLMN的装置
技术领域
本发明一般涉及一种自动网络选择技术，用于移动站在移动通信网络中操作。
背景技术
出于多种原因，归属网络运营商(例如，家庭公共陆地移动网络或3GPP用语中的HPLMN)可能会需要在订户在归属国家或境外中漫游时，动态地控制订户与哪个网络连接。例如，HPLMN运营商可能会需要指示在国家A中漫游的它的订户由网络X进行服务。该需要会由于商业原因而出现，以及在特定时间，有益地，运营商确保所有漫游订户指向一个特定网络、确保满足某种合约条件。另一原因是由于网络故障条件。临时故障可以表示，在给定国家中的一个网络不能向HPLMN的漫游订户提供所有服务。因此，HPLMN运营商可能会需要使订户指向可以提供服务完全范围的国家中的其它网络。作为示例，今天，通用分组无线业务(GPRS)在特定所拜访的PLMN(VPLMN)中临时不可用并非不常见。然而，另一原因是基于网络负载共享。例如，HPLMN运营商可以确定他想要国家中的40％的漫游订户在网络X中、35％在网络Y中、以及25％在网络Z中。
当前的3GPP标准规定，用户设备(UE)应当选择如在存储于订户身份模块(SIM)或通用订户身份模块(USIM)中的优选PLMN(PPLMN)列表中的最高优先级网络。如果通过PPLMN列表的使用获得了动态控制，则HPLMN运营商将必须使用空中(OTA)编程机制来为每个订户更新整个PPLMN列表，这需要大量的短消息服务(SMS)消息。可以禁止为漫游订户更新所有PPLMN列表所需的大开销。此外，如果需要网络负载共享，则HPLMN将必须基于每个订户来保持PPLMN列表。然而，保持这种PPLMN列表相对于配置管理来添加显著的开销。
在漫游时将订户指示给特定网络的现有解决方案包括在每个PPLMN列表，由用户设备向VPLMN做出连接尝试时，HPLMN运营商的网络拒绝消息的欺骗。经由每个所选VPLMN发送网络拒绝消息，直至到达所期望的VPLMN(由HPLMN运营商标识)。尽管该技术将用户设备指示给由HPLMN运营商所期望的特定VPLMN，但是现而易见地，在每次需要这种选择时，它包括网络资源的浪费使用。
因此，所需要的是克服现有技术的不足的方法和装置。
发明内容
描述了用户设备使用“导引”PLMN来自动地选择无线通信网络的方法和装置。将归属网络标识、优先化漫游网络标识、以及导引网络标识存储于用户设备的存储器(例如，SIM或USIM)中。在自动网络选择过程中，执行扫描操作，以接收与覆盖区域中的一个或多个可用无线通信网络相对应的一个或多个网络标识。用户设备尝试通过将来自扫描操作的所接收的网络标识与导引网络标识进行比较，以在覆盖区域中选择无线通信网络。如果识别了所接收的网络标识与导引网络标识之间的匹配，则选择与匹配导引网络标识的所接收的网络标识相对应的无线通信网络，并由用户设备向该无线通信网络进行登记。该过程代替用户设备的优先化漫游网络标识列表的使用、或者在该使用之前来执行。通过在必要时(例如，基于每个区域)经由空中编程过程来设置导引网络标识，归属网络运营商可以立即并有效地将用户设备“导引”至任何所期望的网络。
由无线通信网络(用户设备的归属通信网路)的网络设备使用以将用户设备导引至导引无线通信网络的一个示例性技术包括以下行为：识别用户设备通过漫游区域的所拜访的无线通信网络，在多个漫游区域的一个区域中进行操作；以及使与漫游区域的导引无线通信网络相对应的导引网络标识通过所拜访的无线通信网络发送至用户设备，从而在用户设备的自动网络选择过程中选择导引无线通信网络。导引网络标识可以在诸如短消息服务(SMS)消息之类的消息中、或者在空中编程过程中进行发送。向用户设备提供导引网络标识的多种方法都是可行的，以及除了SMS消息之外，还可以包括新信令消息的定义、USSD(非结构化补充数据业务)(见3GPP TS 22.090)的使用、以及诸如MAP(移动应用部分)之类的现有的信令系统的适应。
在可选设置中，用户设备可以具有信息(如，因特网URL或其它)，该信息将能够在不需要必须发送该信息的归属通信网络的情况下，来获取导引网络标识。这可以从由归属通信网络提供的网站、数据库或其它信息存储器中、或者在第三方的特定环境中获取。
在以下的描述中对其它附加和可选有利特征进行描述。
附图说明
现在将参考附图，通过示例来描述本发明的实施例，其中：
图1是示出了用户设备的相关组件和无线通信网络的结构框图；
图2是图1的优选用户设备的更加详细的图示；
图3是帮助为图1和图2的无线网络中的用户设备提供数据通信服务的系统结构；
图4是存储在用户设备的订户身份模块(SIM)或通用订户身份模块(USIM)中的网络标识的示例，其中，SIM或USIM包括与用于用户设备操作的当前区域(例如，漫游区域)的导引网络相关联的导引网络标识；
图5是描述利用导引网络标识的自动网络选择过程的用户设备方法的流程图；以及
图6是描述使用导引网络标识将用户设备导引至导引网络的网络设备方法的流程图。
具体实施方式
描述了用户设备使用“导引”PLMN来自动地选择无线通信网络的方法和装置。将归属网络标识、优先化漫游网络标识、以及导引网络标识存储于用户设备的存储器(例如，SIM或USIM)中。在自动网络选择过程中，执行扫描操作，以接收与覆盖区域中的一个或多个可用无线通信网络相对应的一个或多个网络标识。用户设备尝试通过将来自扫描操作的所接收的网络标识与导引网络标识进行比较，以在覆盖区域中选择无线通信网络。如果识别了所接收的网络标识与导引网络标识之间的匹配，则选择与匹配导引网络标识的所接收的网络标识相对应的无线通信网络，并由用户设备向该无线通信网络进行登记。该过程代替用户设备的优先化漫游网络标识列表的使用、或者在该使用之前来执行。通过在必要时(例如，基于每个区域)经由空中编程过程来设置导引网络标识，归属网络运营商可以立即并有效地将用户设备“导引”至任何所期望的网络。由无线通信网络(用户设备的归属通信网路)的网络设备使用以将用户设备导引至导引无线通信网络的一个示例性技术包括以下行为：识别用户设备通过漫游区域的所拜访的无线通信网络，在多个漫游区域的一个区域中进行操作；以及使与漫游区域的导引无线通信网络相对应的导引网络标识通过所拜访的无线通信网络发送至用户设备，从而在用户设备的自动网络选择过程中选择导引无线通信网络。导引网络标识可以在空中编程过程中的诸如短消息服务(SMS)消息之类的消息中进行发送。
为了说明通信中的一般组件，图1是通信系统100的结构框图，该通信系统100包括通过无线通信网络104进行通信的移动站102(一种类型的用户设备、无线或移动通信设备)。优选地，移动站102包括可视显示器112、键盘114、以及可能的一个或多个辅助用户接口(UI)116，其中的每个都与控制器106耦合。控制器106还与射频(RF)收发机电路108和天线110耦合。典型地，控制器106体现为在存储器组件(未示出)中运行操作系统软件的中央处理单元(CPU)。控制器106将会通常控制移动站102的整体操作，而典型地，在RF收发机电路108中执行与通信功能相关联的信号处理操作。控制器106与设备显示器112相接口，以显示所接收的信息、所存储的信息、用户输入等。键盘114(可以是电话类型的小键盘或完整的数字字母键盘)通常提供用于输入在移动站102中存储的数据、用于传输至网络104的信息、用于进行电话呼叫的电话号码、用于在移动站102上执行的命令、以及可能的其它或不同的用户输入。
移动站102经由天线110，在无线链路上将通信信号发送至网络104、并从网络104接收通信信号。RF收发机电路108执行于站118和基站控制器BSC 120类似的功能，包括例如调制/解调和可能的编码/解码、以及加密/解密。还预计RF收发机108可以执行除了由BSC 120执行的那些功能之外的特定功能。本领域技术人员将会显而易见的是，RF收发机电路108将会适于特定的无线网络、或者移动站102意在操作的网络。
移动站102包括电池接口134，用于容纳一个或多个可再充电的电池132。电池132向移动站102中的电路提供电量，以及电池接口134为电池132提供了机械和电连接。电池接口134与向设备调节电量V+的调节器136耦合。当移动站102完全操作时，典型地，仅在发送至网络时，键控或开启RF收发机电路108的RF发射机，否则关闭该RF发射机以保存资源。类似地，典型地，定期地关闭RF收发机电路108的RF接收机以保存资源，直至在所指定的时间段内需要接收信号或信息(要是有的话)。
移动站102使用订户标识模块(SIM)140进行操作，该SIM 140在SIM接口142处与移动站102连接、或插入移动站102。没有SIM140，则移动设备可以称为移动设备(ME)；具有SIM 140，则移动设备可以称为用户设备(UE)。SIM 140时一种类型的可拆卸存储模块、或“智能卡”，用于识别移动站102的端用户(订户)，并在其中将设备个人化。没有SIM 140，则移动站终端不是完全操作用于通过无线网络104进行通信。通过将SIM 140插入移动站120，端用户可以访问任何、以及所有他/她的订制服务。SIM 140通常包括处理器和用于存储信息的存储器。由于SIM 140与SIM接口142耦合，所以通过通信线路144与控制器106耦合。为了识别订户，SIM 140包含诸如国际移动订户身份(IMSI)之类的一些用户参数。使用SIM 140的优点在于：端用户不必由任何单个物理移动站所绑定。SIM 140还可以为移动站存储附加的用户信息，包括记事本(或日历)信息和最近呼叫信息。
移动站102可以由单个单元组成，如数据通信设备、蜂窝电话、具有数据和语音通信能力的多功能通信设备、支持无线通信的个人数字助理(PDA)、或者结合了内部调制解调器的计算机。可选地，移动站102可以是包括多个独立组件的多模块单元，包括但不局限于与无线调制解调器连接的计算机或其它设备。具体地，例如，在图1的移动站结构框图中，RF收发机电路108和天线110可以实现为可以插入膝上型计算机上的端口的无线电调制解调器单元。在这种情况下，膝上型计算机将会包括显示器112、键盘114、一个或多个辅助UI 116、以及体现为计算机CPU的控制器106。还预计通常不能够进行无线通信的计算机或其它装置可以适于与单个单元设备(如在以上描述的那些设备之一)的RF收发机电路108和天线110连接、并有效地假设该RF收发机电路108和天线110的控制。这种移动站102可以具有如之后与图2的移动站402有关的所描述的特定实施方式。
移动站102在无线通信网络104中、以及通过无线通信网络104进行传送。无线通信网络104可以是蜂窝电信网络。在图1的实施例中，无线网络104根据通用分组无线业务(GPRS)和全球移动通信系统(GSM)技术进行配置。无线网络104包括具有相关联的塔站118的基站控制器120、移动交换中心(MSC)122、归属位置寄存器(HLR)132、服务通用分组无线业务(GPRS)支持节点(SGSN)126、以及网关GPRS支持节点(GGSN)128。MSC 122与BSC 120、以及与陆上线路网络(如，公共交换电话网络(PSTN)124)耦合。SGSN 126与BSC 120、以及与GGSN 128耦合，GGSN 128继而与公共或专用数据网络130(如，因特网)耦合。HLR 132与MSC 122、SGSN 126、以及GGSN 128耦合。
站点118是固定的收发机站点，以及站点118和BSC 120可以称为收发机装置。收发机装置为通常称为“小区”的特定覆盖区域提供了无线网络覆盖。收发机装置经由站点118，将通信信号发送至在其小区内的移动站、并从该移动站接收通信信号。收发机装置通常执行以下功能，如在控制器的控制下，根据特定的(通常是预定的)通信协议和参数，来传输至移动站的信号的调制、以及可能的编码和/或加密。如果必要，收发机装置类似地对从其小区内的移动站102站接收的任何通信信号进行解调、以及可能的解码和解密。通信协议和参数可以在不同的网络之间变化。例如，一个网络可以采用与其它网络不同的调制方案，并以不同的频率进行操作。
图1的通信系统100中示出的无线链路表示一个或多个无线信道(典型地，不同的射频(RF)信道)、以及在无线网络104与移动站102之间使用的相关联的协议。典型地，由于在移动站102的全部带宽和有限电池电量中的限制，RF信道是必须保存的有限资源。本领域的技术人员将会理解，实际应用中的无线网络可以包括上百个小区，由站点118服务的每个小区(即，或站点扇区)取决于所期望的网络覆盖的整个广阔区域。所有的相关组件可以通过多个开关和路由器(未示出)来连接、由多个网络控制器来控制。
对于向网络运营商登记的所有移动站102，将永久数据(如，移动站102的用户简档)、以及临时数据(如，移动站102的当前位置)存储于HLR 132中。在对移动站102进行语音呼叫的情况下，对HLR132进行询问，以确定移动站102的当前位置。MSC 122的访问位置寄存器(VLR)负责一组位置区域，并将当前位于其负责区域内的那些移动站的数据进行存储。这包括从HLR 132传输至VLR的永久移动站数据的部分，以用于更快的访问。然而，MSC 122的VLR还分配和存储本地数据，如，临时标识。可选地，可以增强MSC 122的VLR，以便更加有效地协调GPRS和非GPRS服务和功能(例如，对于可以经由SGSN 126更加有效地执行电路交换呼叫的寻呼，以及组合的GPRS和非GPRS位置更新)。
服务GPRS支持节点(SGSN)126在与MSC 122相同的分层等级上，并跟踪移动站的各个位置。SGSN 126还执行安全功能和访问控制。网关GPRS支持节点(GGSN)128提供与外部分组交换网络的交互工作，并经由基于IP的GPRS公干网络与SGSN(如，SGSN 126)连接。SGSN 126基于与现有的GSM相同的算法、密钥和标准来执行认证和密码设置过程。在传统的操作中，可以由移动站102或指示移动站102选择特定小区的收发机装置来执行小区选择。移动站102在重新选择另一小区或小区组(称为路由区域)时，通知无线网络104。
为了访问GPRS服务，移动站102首先通过执行所谓GPRS“附着”，来使它的出现对于无线网络104已知。该操作建立了移动站102与SGSN 126之间的逻辑链路，并使移动站102可用于接收例如：经由SGSN 126的页面、输入GPRS数据的通知、或者GPRS上的SMS消息。为了发送和接收GPRS数据，移动站102帮助激活它想要使用的分组数据地址。该操作使移动站102对于GGSN 128已知；之后可以进行与外部数据网络的交互工作。例如，可以使用封装和隧道技术，将用户数据透明地在移动站102与外部数据网络之间传输。数据分组配备了GPRS特定协议信息，并且在移动站102与GGSN 128之间传输。
本领域地技术人员将会理解，无线网络可以与其它系统(可能包括并未在图1中明确示出的其它网络)进行连接。网络将通常在正在进行的基础上，以非常少的某种类型的寻呼和系统信息来传输，即使不存在实际的分组数据交换。尽管网络由许多部分组成，但是这些部分的所有共同工作以导致在无线链路上的特定行为。
图2是本申请的优选移动站202的详细结构框图。优选地，移动站202是具有至少语音和高级数据通信能力(包括与其它计算机系统通信的能力)的两路通信设备。依据移动站202提供的功能，移动站202可以被称为数据消息收发设备、两路寻呼机、具有数据消息收发能力的蜂窝电话、无线因特网装置、或者数据通信设备(具有或不具有电话能力)。移动站202可以与其地理覆盖区域内的多个固定收发机站点200中的任何一个进行通信。
移动站202将通常结合了通信子系统211(包括接收机212、发射机214、以及相关组件)，如一个或多个(优选地，嵌入的或内部的)天线元件216和218、本地振荡器(LOs)213、以及诸如数字信号处理器(DSP)220之类的处理模块。通信子系统211与图1中示出的RF收发机电路108和天线110类似。如通信领域中的技术人员将会显而易见的，通信子系统211的特定设计是依据移动站202意在操作的通信网络。
移动站202可以在已经完成了登记或激活过程之后，在网络上发送和接收通信信号。将由天线216通过网络接收的信号输入接收机212，接收机212可以执行如信号放大、下变频转换、滤波、信道选择等、以及在图2示出的示例中的模拟-数字(A/D)转换的普通接收机功能。所接收信号的A/D转换运行更加复杂的通信功能，如，在DSP220中执行的解调和解码。以类似的方式，例如，通过DSP 220，对要传输的信号进行处理(包括调制和编码)。将这些DSP处理过的信号输入发射机214，用于数字-模拟(D/A)转换、上变频转换、滤波、放大、以及经由天线218在通信网络上传输。DSP 220不仅处理通信信号，而且还提供接收机和发射机控制。例如，可以通过在DSP 220中执行的自动增益控制算法，来自适应地控制应用于接收机212和发射机214中的通信信号的增益。
网络访问与移动站202的订户或用户相关联，隐藏移动站202需要将订户身份模块或“SIM”卡262插入SIM接口264中，以便在网络中进行操作。SIM 262包括关于图1描述的那些特征。再次，没有SIM 262，则移动设备可以被称为移动设备(ME)；具有SIM 262，则移动设备可以被称为用户设备(UE)。移动站202是电池供电的设备，所以它还包括用于容纳一个或多个可再充电的电池256的电池接口254。这样的电池256向移动站202中的大多数(如果不是全部电路)提供电量，以及电池接口254为此提供了机械和电连接。电池接口254与向所有电路提供电量V+的调节器(未示出)耦合。
移动站202包括微处理器238(这是图1的控制器106的一个实施方式)，用于控制移动站202的所有操作。通过通信子系统211来执行通信功能，包括至少数据和语音通信。微处理器238还与附加设备子系统(如，显示器222、闪存224、随机访问存储器(RAM)226、辅助输入/输出(I/O)子系统238、串口230、键盘232、扬声器234、麦克风236、短距离通信子系统240、以及通常以242指定的任何其它子系统)进行交互。图2中示出的子系统中的一些执行通信相关功能，而其它子系统可以提供“驻留”或设备上的功能。明显地，一些子系统(例如，键盘232和显示器222)可以既用于通信相关功能(如，输入文本消息以在通信网络上传输)、又用于设备驻留功能(如，计算器或任务列表)。优选地，将微处理器238使用的操作系统软件存储于永久存储器(如，闪存234)中，可选地，可以是只读存储器(ROM)或类似的存储元件(未示出)。本领域的技术人员将会理解，可以将操作系统、特定设备应用程序及其部分临时加载至诸如RAM 226之类的易失性存储器中。
除了操作系统功能之外，优选地，微处理器238能够执行移动站202上的软件应用程序。用于控制基本设备操作(包括至少数据和语音通信应用程序)、以及本申请的网络选择技术的预定组的应用程序将通常在制造期间被安装在移动站202上。可以加载于移动站202上的优选应用程序可以是个人信息管理器(PIM)应用程序，该应用程序具有组织和管理于用户相关的数据项目(例如、但不局限于电子邮件、日历事件、语音邮件、约会、以及任务项目)的能力。实质上，一个或多个存储器在移动站202上可用，以促进PIM数据项目和其它信息的存储。
优选地，PIM应用程序具有经由无线网络发送和接收数据项目的能力。在优选实施例中，将PIM数据项目经由无线网络，与所存储的和/或与主机计算机系统相关联的移动站用户的相应数据项目进行无缝地结合、同步和更新，从而相对于这种项目，在移动站202上创建镜像的主机计算机。这在主机计算机系统是移动站用户办公计算机系统的情况下尤其有利。还可以将附加的应用程序通过网络、辅助I/O子系统228、串口230、短距离通信子系统240、或者任何其它适合的子系统242，来加载在移动站202上，并且由用户安装在RAM 226中、或者优选地，安装在非易失性存储器(未示出)中，以由微处理器238执行。在应用程序安装中的这种灵活性增加了移动站202的功能，并且可以提供增强的设备上的功能、通信相关功能、或者二者兼有。例如，安全通信应用程序可以使得能够使用移动站202来执行电子商务功能和其它这样的金融交易。
在数据通信模式中，将会通过通信子系统211来处理所接收的信号(如，文本消息、电子邮件消息、或者网页下载)，并将这些信号输入微处理器238。优选地，微处理器238将会进一步处理输出至显示器222(或者可选地，输出至辅助I/O设备228)的信号。例如，移动站202的用户还可以使用键盘232，结合显示器222和可能的辅助I/O设备228来编写诸如电子邮件消息之类的数据项目。优选地，键盘232使完整的字母数字键盘、和/或电话类型的小键盘。这些编写的项目可以通过通信子系统211，在通信网络上传输。
对于语音通信，除了所接收的信号将会输出至扬声器234，以及将会由麦克风236生成用于传输的信号之外，移动站202的整个操作实质上是类似的。还可以在移动站202上实现可选的语音或音频I/O子系统(如，语音消息记录子系统)。尽管优选地，主要通过扬声器234来实现语音或音频信号输出，但是显示器222还可以用于提供例如，呼叫方的身份的指示、语音呼叫的持续时间、或者其它语音呼叫相关信息。
图2中的串口230通常在个人数字助理(PDA)类型的通信设备中实现，其中，与用户台式计算机的同步是期望的(尽管可选)成分。串口230使用户能够通过外部设备或软件应用程序来设置优先级，并通过向移动站202提供信息或软件下载、而不是通过无线通信网络，来扩展移动站202的能力。例如，可选的下载路径可以用于通过直接、因而可靠和可信的连接，将加密密钥加载在移动站202上，从而提供了安全设备通信。
图2的短距离通信子系统是附加可选组件，用于在移动站202与不同的系统或设备之间提供通信，这不必需要是类似的设备。例如，子系统240可以包括红外设备和相关联的电路和组件、或BluetoothTM通信模块，用于提供与支持类似的系统和设备进行通信。BluetoothTM是Bluetooth SIG公司的注册商标。
图3示出了帮助向移动站提供数据通信服务的系统结构。具体地，图3示出了可以利用的基于IP的无线数据网络的基本组件。图3的移动站202与无线分组数据网络145进行通信，以及还能够与无线语音网络(未示出)进行通信。如图3中所示，网关140可以与内部和外部地址解析组件335、以及一个或多个网络入口点305耦合。通过建立从网关140至移动站202的无线网络隧道235，将诸如传输控制协议(TCP)或用户数据报协议(UDP)分组之类的数据分组从网关140(这是要传输至移动站202的信息源)、通过网络145进行传输。为了创建该无线隧道325，将唯一的网络地址与移动站202相关联。然而，在基于IP的无线网络中，典型地，网络地址并不永久地分配给特定的移动站202，而是动态地进行按需分配。因此，优选地，移动站202获取网络地址、以及网关140确定该地址，以便建立无线隧道325。
网络入口点305通常用于在许多网关、公司服务器、以及诸如因特网之类的大量连接中进行多路复用和多路分解。通常，由于网络入口点305还意在将外部可用的无线网络服务集中化，所以存在非常少的网络入口点305。网络入口点305通常使用一些形式的地址解析组件335，该组件335有助于在网关和移动站之间的地址分配和查找。在该示例中，以动态主机配置协议(DHCP)来示出地址解析组件335，作为提供地址解析机制的一种方法。
无线分组数据网络145的中心内部组件是网络路由器315。通常，网络路由器315是特定网络专有的，但是可选地，它们可以从标准商业可用硬件中构造。网络路由器315的目的是将通常在相对大的网络中实现的上千个固定收发机站点320集中化为回到网络入口点305的远程连接的中心位置。在一些网络中，可以存在网络路由器315的多个层级，以及存在主从网络路由器315的情况，但是在所有这样的情况下，功能是相似的。通常，网络路由器315将会访问域名服务器307，(在该情况下示为用于因特网中的动态域名服务器(DNS)307)，以查找路由数据消息的目的地。如上所述，固定的收发机站点320向诸如移动站202之类的移动站提供无线链接。
诸如无线隧道325之类的无线网络隧道在无线网络345上是开放的，以便分配用户传递IP分组的必要的存储器、路由、以及地址资源。将这种隧道325建立作为所谓分组数据协议或“PDP上下文”(即，数据会话)的一部分。为了打开无线隧道325，移动站202必须使用与无线网络145相关联的特定技术。打开这种无线隧道325的步骤可以需要移动站202来指示域、或者网络入口点305，其中，移动站202想要使用该网络入口点305来打开无线隧道325。在该示例中，隧道首先到达网络路由器315，该网络路由器315使用域名服务器307来确定哪个网络入口点305与所提供的域匹配。可以从一个移动站202中打开多个无线隧道用于冗余、或者用于拜访网络上的不同网关和服务。一旦发现了域名，则隧道扩展至网络入口点305，并在沿该路径的每个节点处分配必要的资源。然后，网络入口点305使用地址解析(或DHCP 335)组件来为移动站202分配IP地址。当已经将IP地址分配给移动站202，并传输至网关140时，可以将信息从网关140转发至移动站202。
典型地，移动站提供为端用户提供手动网络选择、以及自动网络选择过程。当前的3GPP标准规定，对于漫游来说，移动站应当选择如在存储于SIM中的优选PLMN(PPLMN)列表中定义的可用的最高优先级网络。例如，见3GPP标准的部分4.4.3.1.1(3GPP TS 23.122V7.3.0(2005-09))。然而，归属网络运营商(例如，3GPP用语中的归属公共陆上移动网络或HPLMN)可能在漫游至归属国家或境外时，仍然需要动态地控制它们的订户与哪个网络连接。例如，HPLMN运营商可能会需要指示在国家A中漫游的订户由网络X来提供服务。一个原因实质上是商业方面的原因。在漫游协议中，一个运营商可以向另一运营商提供更好的速率，以作为对漫游订户使用特定容量的回报。因此，以特定次序，运营商确保将他们的漫游订户指向一个特定网络以确保满足使用标准是有益的。另一原因是由于网络故障条件。临时的故障可能意味着，给定国家中的一个网络不能向HPLMN漫游订户提供所有服务。因此，HPLMN运营商可能会需要将他的漫游订户指向可以提供服务完全范围的国家中的其它网络。作为示例，今天，通用分组无线业务(GPRS)在特定所拜访的PLMN(VPLMN)中临时不可用并非不常见。然而，另一原因是基于网络负载共享。例如，HPLMN运营商可以确定他想要国家中的40％的漫游订户在网络X中、35％在网络Y中、以及25％在网络Z中。
如果通过传统PPLMN列表的使用来实现动态控制，则HPLMN运营商将会必须使用空中(OTA)编程机制来为每个订户更新整个PPLMN列表，这需要大量的短消息服务(SMS)消息。可以禁止为漫游订户更新所有PPLMN列表所需的大开销。此外，如果需要网络负载共享，则HPLMN将必须基于每个订户来保持PPLMN列表。然而，保持这种PPLMN列表与大多数运营商的操作过程不一致，并将相对于配置管理来添加显著的开销。在漫游时将订户指示给特定网络的传统解决方案包括：当用户设备在最高至最低优先级的PPLMN列表中对VPLMN作出连接尝试时，由HPLMN运营商欺骗网络拒绝消息。通过每个所选VPLMN发送网络拒绝消息，直至到达所期望的VPLMN(如由HPLMN运营商所标识)。尽管该技术将用户设备指示给由HPLMN运营商所期望的特定VPLMN，但是现而易见地，在每次需要这种选择时，它包括网络资源的浪费使用。
为了解决现有技术的缺陷，利用了使用“导引”PLMN的用户设备来自动地选择无线通信网络的方法和装置。“导引PLMN”是归属网络运营商可以将在漫游或其它时用于通信的任何用户设备指示所至的网络。尽管在这里使利用了术语“导引”网络或PLMN，但是可以利用任何适合的可选术语(例如，“指向”网络或PLMN)。
图4是根据本申请的可以存储于图2的移动站202的SIM 262中的网络标识。SIM 262包括归属网络标识402(或者HPLMN)，该归属网络标识402最初从SIM 262上的IMSI中推导出来；数据文件，用于存储优先化的漫游网络标识404的用户控制列表(或“用户控制PPLMN列表”)；数据文件，用于存储优先化的漫游网络标识406的运营商控制列表(或“运营商控制PPLMN列表”)；以及其它数据文件408。
图4的SIM 262还包括数据文件，用于存储与操作的当前区域(例如，漫游区域)的导引通信网络相关联的导引网络标识410。导引网络标识410可以是、或者包括例如，移动网络代码(MNC)和移动国家代码(MCC)对，该移动网络代码(MNC)和移动国家代码(MCC)对唯一地与导引通信网络相对应。在漫游时、和/或在指示给移动站时，移动站代替尝试使用优先化漫游网络标识406的运营商控制列表(或“运营商控制PPLMN列表”)、或者在该尝试使用之前，来尝试使用导引网络标识410，以选择可用的无线通信网络。通过在必要时经由空中编程过程来设置导引网络标识，归属网络运营商可以立即并有效地将用户设备“导引”至任何所期望的网络。
图5是描述利用了如上所述的图4的SIM 262的自动网络选择过程的用户设备方法的流程图。用户设备方法可以体现为计算机程序产品，包括计算机可读介质、以及存储于计算机可读介质中的计算机程序指令，该指令可由用户设备的一个或多个处理器来执行。如先前关于图1-2和4描述的，用户设备包括移动设备、以及存储了归属网络标识的可拆卸存储模块、优先化漫游网络标识的列表、以及导引网络标识。移动设备具有无线收发机；与该无线收发机耦合的一个或多个处理器；以及与执行该方法的一个或多个处理器耦合的可拆卸存储模块接口。
以图5的开始块502处为起点，用户设备在存储器中保持对至少归属网络标识、优先化漫游网络标识、以及导引网络标识的存储(图5的步骤504)。这些网络标识存储于SIM中，以及还可以从SIM或USIM中复制、并存储于用户设备的其它存储器(例如，易失性存储器或RAM)中。用户设备执行扫描操作，以接收与用户设备的覆盖区域中的一个或多个可用无线通信网络相对应的一个或多个网络标识(诸如MNC/MCC对之类的PLMN标识)(图5的步骤506)。在扫描操作之后，用户设备以以下优先级顺序来执行自动的网络选择过程(图5的步骤508)：(1)归属网络(HPLMN)(或等同物)；(2)优先化漫游网络的用户控制列表(用户控制PPLMN列表)；(3)导引网络(SPLMN)；以及(4)优先化漫游网络的运营商控制列表(运营商户控制PPLMN列表)。可以修改当前3GPP标准的部分4.4.3.1.1(3GPPTS 23.122 V7.3.0(2005-09))，以反映步骤508的这种新的优先化机制。
因此，当用户设备在漫游区域中漫游时，用户设备尝试使用导引网络标识(如果可用)来选择无线通信网络。这通过代替尝试使用优先化漫游网络的运营商控制列表来选择无线通信网络(或在该尝试使用之前)来实现。当这样做时，用户设备将来自扫描操作的所接收的网络标识(即，一个或多个MNC/MCC对)与导引网络标识(即，导引MNC/MCC对)进行比较。如果从比较行为中识别了所接收的网络标识与导引网络标识之间的匹配，则选择与匹配导引网络标识的所接收的网络标识相对应的无线通信网络，并由用户设备向该无线通信网络进行登记。
在选择了与导引网络标识相对应的网络的情况下，用户设备不应当尝试从PPLMN列表中选择优先级超过该网络的网络。
导引网络可能不可用、或者用户设备可能没能成功地尝试与导引网络连接。在这种情况下，在不成功地尝试使用导引网络标识来选择无线通信网络之后，用户设备可以尝试使用优先化漫游网络标识列表(即，运营商控制列表)来选择无线通信网络。这由用户设备通过将一个或多个所接收的网络标识与来自优先化漫游网络标识列表中的网络标识进行比较来实现。如果从比较行为中识别了在一个或多个所接收的网络标识之一与来自优先化漫游网络标识列表中的网络标识的匹配，则用户设备可以选择与所接收的网络标识(与优先化漫游网络标识列表的网络标识匹配)相对应的无线通信网络，并由用户设备向该无线通信网络进行登记。
如上所示，优先化漫游网络的用户控制列表中的网络具有高于导引网络的优先级。因此，在指定用户控制网络时，用户设备在尝试使用导引网络标识选择无线通信网络之前，尝试使用优先化网络标识来选择无线通信网络。这由用户设备通过将一个或多个所接收的网络标识与来自优先化漫游网络标识列表中的网络标识进行比较来实现。如果从比较行为中识别了在一个或多个所接收的网络标识之一与来自用户控制列表中的网络标识的匹配，则用户设备选择与所接收的网络标识(与优先化漫游网络标识列表的网络标识匹配)相对应的无线通信网络，并由用户设备向该无线通信网络进行登记。
例如，如果清除了数据文件和适合的导引网络标识字段(例如，设置为比特零或一)、或者如果适合地设置存储于用户设备中的标识(例如，比特指示符)，则可以认为导引网络标识对于用户设备来说不可用。如果指示导引网络标识不可用，则用户设备将在没有导引网络标识的情况下以传统方式进行操作。用户设备可以在不再可行、尤其在进入新的漫游区域或国家时，使导引网络标识设置为不可用。例如，用户设备可以从扫描操作中接收国家代码，其中，该扫描操作识别不同于最后服务网络的当前国家。用户设备操作以基于不同于当前国家代码的国家代码，来从存储器中清除导引网络标识(或者适当地设置比特指示符)。在该情况下，用户设备可能需要新的更新导引网络标识用于新的区域。
再次，归属网络运营商可以经由空中编程过程(例如，基于每个区域)，将用户设备立即并有效地“导引”至任何所期望的网络。用户设备可以接收消息中的导引网络标识(即，SPLMN)，并将导引网络标识存储于存储器中。
图6是用于描述使用导引网络标识来将用户设备导引至导引网络的网络设备方法的流程图。网络设备方法可以体现为计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读介质、以及存储于计算机可读介质中的计算机程序指令，该指令可由用户设备的一个或多个处理器来执行。网络设备可以具有可对它进行访问的数据库，该数据库存储分别与多个不同漫游区域相关联的多个不同的导引网络标识。用于图6方法中的网络设备是无线通信网络，这是用户设备的归属通信网络。
以图6的开始块602为起始点，用户设备刚进入不同于归属通信网络的漫游区域或新国家。在该情况下，用户设备与所拜访的无线通信网络或漫游区域的VPLMN连接，并通过该所拜访的无线通信网络或漫游区域的VPLMN进行通信。应注意，该VPLMN可能是最高优先级，在用户设备的运营商控制的VPLMN列表中指定第一可用VPLMN。然后，归属通信网络的网络设备识别用户设备正在多个漫游区域的一个区域中操作(图6的步骤604)。由于可能VPLMN会需要在使完全的通信服务对于漫游区域中的用户设备可用之前，与归属网络进行认证，所以网络设备可以识别该情况。作为对识别用户设备的适合区域的响应，网络设备识别或选择与漫游区域唯一相关联的适合的导引网络标识或SPLMN(图6的步骤606)。这可以通过基于漫游区域(例如，国家代码或MCC)询问数据库来执行，从而获取网络代码(例如，SPLMN/VPLMN标识)。
接下来，网络设备使包含SPLMN标识的消息(与漫游区域的导引无线通信网络)通过VPLMN进行发送，用于对用户设备中的SPLMN标识进行编程(图6的步骤608)。作为对接收具有SPLMN标识的消息的响应，用户设备对(例如，SIM或USIM的)适合的SPLMN字段内的SPLMN标识进行编程。这样做使得在之后，将立即通过用户设备的自动网络选择过程来选择SPLMN。即，在由用户设备执行自动网络选择过程时，用户设备将在每次实施图5的方法时，代替尝试使用优先化漫游网络标识的列表、或者在该尝试使用之前，来尝试使用SPLMN以选择无线通信网络。
在图6的步骤608中，可以将SPLMN标识通过任何适合的消息来发送至用户设备。优选地，将SPLMN标识在空中更新下载或编程过程中，经由短消息服务(SMS)消息来发送至用户设备。由于SMS消息可以仅包括与SPLMN相关联的MNC/MCC对，所以它是低开销类型的消息。作为可选项，可以将非结构化补充数据业务(USSD)用作SPLMN标识的载体。作为另一可选项，可以将SPLMN标识包含于先前存在或新的移动应用部分(MAP)消息中。
可以在该方法中利用其它附加特征和技术。例如，“有效性计时器”可以与SPLMN或SPLMN字段相关联。该SPLMN有效性计时器可以通过归属网络运营商来编程，以及可以是用户设备将会利用SPLMN的时间。使用该特征，用户设备在有效性时间段内使用SPLMN，然后利用不同的网络。附加地或可选地，“选择计时器”或“选择时间”可以与SPLMN或SPLMN字段相关联。选择计时器可以指示必须在特定到期时间之后选择SPLMN；选择时间可以指示必须在特定时间或日期来选择SPLMN。也可以是其它指示符，如，必须立即选择SPLMN的指示、或者在下次之后背景扫描到期的指示。除了SPLMN标识之外，这些指示符中的所有可以通过归属网络运营商来编程。
应进一步注意，在关于图6描述的方法中，用户设备在其中操作的区域不需要是漫游区域。归属网络运营商处于其它原因(例如，由于故障条件)，可能需要临时地将在他的归属网络区域内操作的用户设备导引至不同的非归属网络。在该情况下，导引网络标识具有高于归属网络标识的优先级。可以通过在必要时可通过归属网络运营商设置或编程的独立存储的指示(例如，比特指示)，以在用户设备中指示该可选优先化。用户设备将通过归属区域中的SPLMN进行通信，直至归属网络运营商使SPLMN标识重置或重新编程。
在可选设置中，用户设备可以具有信息(如，因特网URL或其它)，该信息将能够在没有必须发送该信息的归属通信网络的情况下来获取导引网络标识。该SPLMN标识可以从网站、数据库或由归属网络(或者在特定环境下由第三方)提供的其它信息存储器中获取该SPLMN信息。
如果存在可能不需要用户设备、或者用户设备不是有利的原因，则不需要将用户设备导引至SPLMN。例如，用户设备可以识别GPRS对于SPLMN不可用，因而作为替代，可以选择支持GPRS的网络。利用该特征，在SPLMN在用户设备中编程之后，用户设备可以使用用户设备忽略选择SPLMN的请求的指示，来响应归属网络运营商。该消息还可以包括用于用户设备忽略请求的多种原因的指示符。
因此，归属网络运营商可以在漫游至归属国家或境外时，容易地动态控制他们的订户与哪个网络连接。例如，归属网络运营商可以在用户设备进入国家A时，通过使用与网络X对应的SPLMN来对用户设备进行编程，以指示在国家A中漫游的订户由网络X来服务。可以为每个不同的国家来这样做。在特定时间，运营商使用SPLMN来确保将他们的漫游订户的所有指向一个特定网络是有益的。此外，临时网络故障可能意味着，给定国家中的一个网络不能向漫游订户提供所有服务。因此，归属网络运营商使用SPLMN来临时地将漫游订户指向可以提供服务完全范围的国家中的其它网络。作为示例，今天，GPRS在特定所拜访的PLMN(VPLMN)中临时不可用并非不常见；在该情况下，归属网络运营商将临时地将订户指向具有可用GPRS的VPLMN。
关于网络负载共享，归属网络运营商可以确定他想要国家中的40％的漫游订户在网络X中、35％在网络Y中、以及25％在网络Z中。如果需要使用传统技术的网络负载共享，则网络运营商将必须基于每个订户来保持PPLMN列表。保持这种PPLMN列表相对于配置管理添加了明显的开销。根据本申请，归属网络运营商不需要为他的订户保持不同的运营商控制PPLMN列表，而是保持与当前订户数相关联的每个网络X、Y和Z的简单数据库列表，例如，同时，使用与网络X、Y和Z相对应的不同的SPLMN来对不同的用户设备进行编程。
使用SPLMN，归属网络运营商不必须使用OTA编程机制(这将需要大量的SMS消息)来为每个订户更新整个PPLMN列表。仅需要利用使用OTA编程机制的小开销消息、或者其它信令技术。不必需其它包括网络拒绝消息的欺骗的传统的解决方案，这是由于在每次需要这种解决方案时，包含了网络资源的浪费使用。SPLMN标识的编程包括立即并有效地将用户设备指示给适合的SPLMN。
最后的注解。描述了使用“导引”PLMN的用户设备自动选择无线通信网络的方法和装置。将归属网络标识、优先化漫游网络标识列表、以及导引网络标识存储于用户设备的存储器(例如，诸如SIM或USIM之类的可拆卸存储模块)中。在自动网络选择过程中，执行扫描操作，以接收与用户设备的覆盖区域中的一个或多个可用无线通信网络相对应的一个或多个网络标识。用户设备尝试通过将来自扫描操作的所接收的网络标识与导引网络标识进行比较，以在覆盖区域中选择无线通信网络。如果识别了所接收的网络标识与导引网络标识之间的匹配，则选择与匹配导引网络标识的所接收的网络标识相对应的无线通信网络，并由用户设备向该无线通信网络进行登记。该过程代替优先化漫游网络标识列表的使用、或者在该使用之前来执行。上述用户设备技术可以体现为计算机程序产品，包括计算机可读介质、以及存储于计算机可读介质中的计算机程序指令，该指令可由用户设备的一个或多个处理器来执行。用户设备包括移动设备、以及存储了归属网络标识的可拆卸存储模块、优先化漫游网络标识的列表、以及导引网络标识。移动设备具有无线收发机；与该无线收发机耦合的一个或多个处理器；以及与执行该方法的一个或多个处理器耦合的可拆卸存储模块接口。
通过在必要时(例如，基于每个区域)经由空中编程过程来设置导引网络标识，归属网络运营商可以立即并有效地将用户设备“导引”至任何所期望的网络。用于通过无线通信网络(这是用户设备的归属通信网络)的网络设备，将用户设备导引至导引无线通信网络的一个示例性技术包括以下行为：识别用户设备通过漫游区域的所拜访的无线通信网络，在多个漫游区域的一个区域中进行操作；以及使与漫游区域的导引无线通信网络相对应的导引网络标识通过所拜访的无线通信网络发送至用户设备，从而在用户设备的自动网络选择过程中选择导引无线通信网络。导引网络标识可以在空中编程过程中的诸如短消息服务(SMS)消息之类的消息中进行发送。以上描述的网络设备可以体现为计算机程序产品，包括计算机可读介质、以及存储于计算机可读介质中的计算机程序指令，该指令可由用户设备的一个或多个处理器来执行。
本申请的上述实施例仅意在作为示例。本领域的技术人员可以在不偏离申请范围的情况下，对于特定实施例作出改变、修改和变化。在所附权利要求中描述的本发明意在覆盖和包括技术上的所有适合的改变。

Claims (17)

1.一种由具有无线收发机的用户设备选择无线通信网络的方法，所述方法包括以下行为：
通过优先化漫游网络标识的运营商控制列表中的第一网络标识所标识的第一网络进行通信，其中所述第一网络是所述用户设备所拜访的无线通信网络，以及优先化漫游网络标识的运营商控制列表存储在存储器中；
通过所述第一网络接收消息中的导引网络标识，用于代替第一网络标识，而没有引起优先化漫游网络标识的整个运营商控制列表的更新，其中所述消息由所述用户设备的归属通信网络发送；
响应于接收到导引网络标识，如果导引网络标识所标识的第二网络对于用户设备可用，则选择所述第二网络并向所述第二网络登记。
2.如权利要求1所述的方法，其中，接收所述导引网络标识的行为包括以下进一步的行为：
接收消息中的所述导引网络标识，所述消息包括短消息服务SMS消息。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述运营商控制列表是运营商控制的优选公共陆上移动网络PPLMN列表。
4.如权利要求1所述的方法，其中一旦接收了所述导引网络标识，立即通过用户设备的自动网络选择过程尝试选择与所述导引网络标识相对应的所述无线通信网络。
5.如权利要求1所述的方法，其中，在用户设备的订户身份模块或通用订户身份模块中存储所述运营商控制列表以及所述导引网络标识。
6.如前述权利要求任一项所述的方法，其中所述导引网络标识存储在订户身份模块SIM或通用订户身份模块USIM中，并且随后从SIM或USIM复制和存储在用户设备中的其它存储器中。
7.一种由具有无线收发机的用户设备选择无线通信网络的设备，所述设备包括：
第一装置，用于通过优先化漫游网络标识的运营商控制列表中的第一网络标识所标识的第一网络进行通信，其中所述第一网络是所述用户设备所拜访的无线通信网络，以及优先化漫游网络标识的运营商控制列表存储在存储器中；
第二装置，用于通过第一网络接收消息中的导引网络标识，用于代替第一网络标识，而没有引起优先化漫游网络标识的整个运营商控制列表的更新，其中所述消息由所述用户设备的归属通信网络发送；
第三装置，用于响应于接收到导引网络标识，如果导引网络标识所标识的第二网络对于用户设备可用，则选择所述第二网络并向所述第二网络登记。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述第二装置进一步配置为：接收消息中的所述导引网络标识，所述消息包括短消息服务SMS消息。
9.如权利要求7所述的设备，其中，所述运营商控制列表是运营商控制的优选公共陆上移动网络PPLMN列表。
10.如权利要求7所述的设备，其中所述第三装置进一步配置为：
一旦接收了所述导引网络标识，通过用户设备的自动网络选择过程立即尝试选择与所述导引网络标识相对应的所述无线通信网络。
11.如权利要求7所述的设备，其中，在用户设备的订户身份模块或通用订户身份模块中存储所述运营商控制列表以及所述导引网络标识。
12.如权利要求7-11中任一项所述的设备，其中所述导引网络标识存储在订户身份模块SIM或通用订户身份模块USIM中，并且随后从SIM或USIM复制和存储在用户设备中的其它存储器中。
13.一种用于由用户设备的归属无线通信网络的网络设备将用户设备导引至导引无线通信网络的方法，所述用户设备配置为使用归属网络标识、优先化网络标识的运营商控制列表、优先化网络标识的用户控制列表进行操作，所述方法包括以下行为：
识别所述用户设备在多个区域的一个漫游区域中，正在通过所述区域的拜访无线通信网络进行操作；以及
使与所述漫游区域的导引无线通信网络相对应的导引网络标识通过所述拜访无线通信网络发送至用户设备，从而所述导引网络标识被存储在用户设备的存储器中且具有高于运营商控制列表中的网络标识的优先级，并且在用于用户通信的所述用户设备的自动网络选择过程中使用所述导引网络标识以选择对应于所述导引网络标识的无线通信网络，以及如果尝试选择与所述导引网络标识相对应的无线通信网络不成功，则在所述自动网络选择过程使用所述运营商控制列表中的网络标识。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述用户设备的所述自动网络选择过程选择与用于用户通信的所述导引网络标识相对应的所述无线通信网络，以代替使用用于用户通信的运营商控制列表来选择无线通信网络、并与所述无线通信网络进行操作。
15.如权利要求13所述的方法，其中，所述导引网络标识包括与所述导引无线通信网络相对应的移动网络代码和移动国家代码。
16.如权利要求13所述的方法，其中，使所述导引网络标识被发送的行为还包括使包含所述导引网络标识的短消息服务SMS消息被发送的行为。
17.如权利要求13-16中任一项所述的方法，其中所述导引网络标识存储在订户身份模块SIM或通用订户身份模块USIM中，并且随后从SIM或USIM复制和存储在用户设备中的其它存储器中。
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