CN101039236A - 控制移动节点的方法 - Google Patents

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Abstract

一种操作移动节点的方法，其中，所述移动节点(1)具有以下双重功能：能够在以优化区域覆盖进行工作的移动无线电网络(2)中操作，优选是3GPP网络；以及在无线局域网(WLAN)(3)中操作，优选是根据IEEE 802.11的WLAN；以及所述节点(1)能够在垂直切换的环境中从一个网络(2；3)改变为另一个网络(3；2)，以对于尽可能将分组丢失最小化的情况进行可能的平滑切换；以及服务连续性最大化的特征在于，针对在所述移动节点(1)处接收的WLAN信号强度定义两个阈值(4、5)，在超过第一阈值(4)的情况下，执行至所述WLAN(3)的改变，并在低于第二阈值(5)的情况下，执行至所述移动无线电网络(2)的改变。

Description

控制移动节点的方法
技术领域
本发明涉及一种操作移动节点的方法，其中，所述节点具有以下双重功能：可以在以优化区域覆盖进行工作的移动无线电网络(优选是3GPP网络)中工作，以及在无线LAN(WLAN)(优选是根据IEEE802-11的WLAN)中工作，以及所述节点可以在垂直切换的环境中从一个网络改变为另一个网络。
背景技术
在实践中，一段时间以来已知上述种类的方法。在最近无线宽带因特网接入的可见增长的背景下，在说明书开始提及的方法越来越重要。如今，WLAN热点存在于许多公共环境中，并可用于商务或娱乐。该无线宽带接入使移动用户几乎在任何地点和任何时间都能够使用各种各样的不同服务。同时，得到越来越高级的发展、并包括不同技术(例如，WLAN、UMTS或DVB-H)的移动设备进入了市场。
在不远的未来，尤其是混合WLAN/3G环境似乎变得重要并得以广泛发展。以下，将把3G网络理解为具有优化区域覆盖的现代移动无线电网络，其中，3GPP/3GPP2网络处于第一位。而因此提供了公共覆盖的3G网络、通常基于IEEE 802.11标准的现代WLAN仅在本地受限的接入区域内可用，例如，限制在车站或机场的等待区域、旅馆休息室等。在可能进行WLAN接入的情况下，例如由于更宽的带宽可用，所有移动节点会通常优选WLAN而不是3G网络。
在所述环境中，向移动节点提供了不同技术的宏蜂窝和微蜂窝的组合。关键点在于，在考虑了网络可用性、用户简档(user profile)、应用需求等时，节点应当如何选择适合的网络。解决该问题的重要步骤是IEEE 802.21标准，该标准与在802.x家族的网络与3GPP/3GPP2网络之间的垂直切换有关。缺点在于，该标准仅表示框架，既没有指示对于垂直切换应当考虑哪些参数，也没有指明对于应当如何使用这种参数。
发明内容
因此，本发明基于设计和进一步发展上述种类的方法的任务，根据本发明，可以利用易于实现的装置来进行可能的平滑切换，其中，尽可能地将分组丢失最小化，并将服务连续性最大化。
根据本发明，通过示出了权利要求1的特征的方法来解决上述任务。据此，设计和进一步发展该方法，从而为在节点处接收的WLAN信号强度定义两个阈值，其中，在超过第一阈值的情况下执行至WLAN的改变，并在低于第二阈值的情况下执行至移动无线电网络的改变。
根据本发明，首先理解，在移动节点处接收的WLAN信号强度表示非常关键的参数，该参数与网络的检测和选择过程有关。因此，根据本发明，只有在节点处接收的WLAN信号强度足够强，并超过了第一定义阈值时，才执行WLAN。通过这种方式，尽可能地避免了由于过弱地WLAN信号强度而导致的分组丢失和服务中断。此外，根据本发明，定义了第二阈值，并在低于该阈值时，执行回到移动无线网络的改变。可以实现两个阈值的定义、以及依据阈值和所接收的信号强度而在网络之间进行移动节点的转换，而不存在现有IEEE 802.21网络中的任何问题。
以下，将以优化区域覆盖工作的移动无线电网络简称为3G网络。应当注意，该标签仅用于缩略语，而不可以解释为以任何方式进行限定。根据本发明的方法更广泛地指示以优化区域覆盖工作的所有移动无线电网络，尤其是现有的3GPP网络、以及后续代的网络(例如，4G网络)。
在尤其优选的实施例的环境中，提供了依据移动节点的速度而动态定义的阈值。节点需要检测WLAN的时间、以及需要执行切换的时间取决于移动节点的速度。例如，在典型地出现于WLAN的接入区域中的1m/s至最大值10m/s的速度范围内，所述时间会改变很多。
通过考虑节点的速度，会考虑节点的不同反应时间，以及尽管存在不同的反应时间，但是阈值可以总是最优地适合的。
可以通过传感器，以有利的方式来定义节点的当前速度。具体地，例如，节点可以配备有GPS功能，所以可以随时发现节点的精确速度。可选地，可以通过速度简档来定义速度。例如，这里，可以提供用户作出的各个速度简档的选择。具体地，例如，简档可以是家庭简档、步行简档、火车简档等。
具体地，当针对分组丢失的最小化时，证实了特别有利的是阈值设置得越高，移动节点的速度越高。在这种上下文中，越高是指越强的接收。换言之，“高”表示在阈值指示为功率电平(例如，以dBm为单位)的情况下，功率电平负值较少。
为了避免乒乓效应，将定义第一阈值高于第二阈值。通过预先这样设置，可以避免移动节点由于所接收的WLAN信号强度强于第一阈值而执行从3G到WLAN的切换，而是由于WLAN信号强度低于第二阈值而立即改变回3G网络。
在现实条件下，还示出了有利地，设置阈值从而两个阈值之间的差异大于在节点处接收的WLAN信号强度。通过这种方式，还可以在具有起伏的WLAN信号强度的现实条件下，有效地抑制所描述的乒乓效应。
针对易于实施，可以基于由WLAN广播的信标的RSSI值(所接收的信号强度指示)，来分析在节点处接收的WLAN信号强度。可以在不对无线数据业务的传统网络卡产生任何进一步影响的情况下执行该分析。
此外，对于易于实现，可以提供：仅考虑所接收的各个最后的信标信号，以用于将在节点处接收的WLAN信号强度与阈值的比较。如果x[n]是所接收的第n个信标信号的WLAN信号强度，则对于第n个比较值，相应地应用y[n]：y[n]＝x[n]。
对于变化范围的减小，可以提供：基于多个最近接收的信标信号的加权平均值来执行比较。例如，可以形成最后两个或最后三个信标信号的加权平均值。这里，例如，对较旧的信标信号的加权可以重于对较新的信标信号的加权，以通过这种方式反映WLAN信号强度的趋势。在考虑了最后三个信标信号的情况下，因而这表示可应用的比较值y[n]：y[n]＝αx[n-2]+βx[n-1]+γx[n]。α、β和γ表示各个权重因子。
对于切换的进一步优化，可以提供：依据节点的速度来动态地定义数目、以及附加地或可选地进入比较的信标的权重。以这种方式，例如，尤其对于较高速度(优选地，大于6m/s的速度)，最后三个信标信号的加权平均值可以进入与阈值的比较。对于较低速度(优选地，低于6m/s的速度)，可以证实，有利地，将来自最后的信标信号的加权平均值和前一加权平均值形成用于比较，即，y[n]＝αy[n-1]+βx[n]。
对于切换的良好调谐，可以提供：考虑移动无线电网络的往返行程时间(RTT)来设置阈值。UMTS信道的典型RTT在190ms和220ms之间的范围内。RTT越高，执行切换所需的时间越长。在检测到高RTT的情况下，优选地，设置较高的第二阈值。
现在，存在如何以有利的方式设计并进一步发展本发明示教的多个选择。为此，一方面必须参照从属于权利要求1的权利要求，另一方面必须参照对以下根据本发明及附图操作移动节点的方法的实施例的优选示例的解释。
结合对实施例的优选示例和附图的解释，也将对通常优选的设计和对示教的进一步发展进行解释。
附图说明
图1是示出了具有较大覆盖区域的3G网络和WLAN的场景的机制的结构框图；
图2是示出了根据本发明方法的实施例示例设置阈值的机制的结构框图；以及
图3是示出了根据本发明的终端结构的一般实施方式的结构框图。
具体实施方式
图1示出了可以应用根据本发明的方法的以优化区域覆盖进行工作的移动无线电网络2和无线局域网3(WLAN)的环境的机制。在所描述的情况下，移动节点1位于移动无线电网络2内的点A处，并沿经过移动无线电网络2的虚线移动。到达点B时，移动节点1检测到WLAN 3的信号，该信号的本地受限覆盖区域在附图中由椭圆表示。在点B处，在节点1处接收的WLAN信号强度仍在所定义的第一阈值4以下，所以根据本发明，还不执行至WLAN 3的切换。在点C处，在节点1处接收的WLAN信号强度大幅增加，从而超过了所定义的阈值4，以及节点1改变至WLAN 3。在点D处，在节点1处接收的WLAN信号强度减小到所定义的第二阈值5以下。根据本发明，节点1完成了与WLAN 3的连接，并返回移动无线电网络2。
图2示出了根据本发明的方法实施例的不同阈值的定义。
将阈值描述为类似于圆圈，并假设这是WLAN，该WLAN的在空间上具有不同的无线电传播的接入点AP位于圆圈的中心。外部圆圈表示灵敏度阈值6，即，移动节点1的接收机可以检测到的最小信号强度。该阈值6是设备专用的，以及它的范围一般在大约-90dBm的区域内。在通常处于大约-80dBm的区域内范围中的下一阈值7，对于其它接入点开始主动地扫描，以转换至WLAN。
两个内部圆圈均表示控制从3G网络2至WLAN 3的改变或反向改变的那些阈值。这里，较内部的圆圈表示第一阈值4，其中，在超过该阈值之后，根据本发明，发生至WLAN 3的改变。两个圆圈中的较外部的圆圈表示第二阈值5，其中，在降至该阈值之后，根据本发明，发生回到移动无线电网络2的改变。优选地，选择第一阈值4和第二阈值5之间的差异大于节点1处接收到的WLAN信号强度的差异。
优选地，图1中描述的第一节点1移动得越快，选择第一阈值4和/或第二阈值5越高。例如，以这种方式，可以通过增加第一阈值4和/或第二阈值5，来提高(outweight)由于节点1速度得增加而导致的WLAN使用时间的减少或切换次数的增加。在具体情况下，例如，在速度从2m/s增加到3m/s的情况下，可以通过将第一阈值从-74dBm改变为-70dBm，来提高WLAN使用时间的减小。
图3示出了一般的移动终端结构，作为本发明的实施方式的示例。无线电系统10捕获WLAN信号的采样以计算信号强度。将采样转发至用于计算加权平均的模块11，其中，该加权取决于终端的速度。然后，通过比较器12，将加权平均值与阈值进行比较。这些阈值也根据终端的速度来通过阈值配置器13进行配置。除了将会评估是否需要执行切换的其它信息之外，将比较器12的这个比较结果传递至控制器14。当控制器确定了需要执行切换时，WLAN/3G模式转换15将无线电系统10的模式在3G网络与WLAN之间改变。
对于根据本发明方法的另一有利实施例，参照说明书的大部分和所附权利要求，以避免赘述。
最后，尤其重要地指出，以上根据本发明的示教的实施例示例仅用作对根据本发明的示教的示出，但是并不会使本发明的示教受限于所给出的实施例示例。

Claims (17)

1、一种操作移动节点的方法，其中，所述移动节点具有以下双重功能：能够在以优化区域覆盖进行工作的移动无线电网络中操作，优选是3GPP网络；以及在无线局域网(WLAN)中操作，优选是根据IEEE 802.11的WLAN；以及所述移动节点能够在垂直切换的环境中从一个网络改变为另一个网络，
其中，针对在所述移动节点处接收的WLAN信号强度定义两个阈值，在超过第一阈值的情况下，执行至所述WLAN的改变，并在低于第二阈值的情况下，执行至所述移动无线电网络的改变。
2、如权利要求1所述的方法，其中，依据所述移动节点的速度来动态地设置所述第一阈值和第二阈值。
3、如权利要求2所述的方法，其中，通过其它方法来设置所述移动节点的速度，优选是通过GPS方法。
4、如权利要求2所述的方法，其中，通过速度简档来设置所述移动节点的速度。
5、如权利要求4所述的方法，其中，用户能够选择所述速度简档。
6、如权利要求2所述的方法，其中，将所述第一阈值和/或所述第二阈值设置得越高，所述移动节点的速度越高。
7、如权利要求1所述的方法，其中，将所述第一阈值设置为高于所述第二阈值。
8、如权利要求1所述的方法，其中，设置所述第一阈值和所述第二阈值，从而所述第一阈值和所述第二阈值之间的差异大于在所述移动节点处接收的WLAN信号强度的变化。
9、如权利要求1所述的方法，其中，基于由WALN广播的信标的RSSI值来定义所述在移动节点处接收的WLAN信号强度。
10、如权利要求9所述的方法，其中，仅将所接收的各个最后信标信号用于所述在移动节点处接收的WLAN信号强度与所述第一阈值和第二阈值的比较。
11、如权利要求9所述的方法，其中，仅将多个所接收的各个最后信标信号的加权平均值用于所述在移动节点处接收的WLAN信号强度与所述第一阈值和第二阈值的比较。
12、如权利要求11所述的方法，其中，对较旧的信标信号的加权重于对较新的信标信号的加权。
13、如权利要求1所述的方法，其中，依据所述移动节点的速度来动态地设置数目、和/或进入比较的信标的权重。
14、如权利要求13所述的方法，其中，对于较高速度，优选是大于6m/s的速度，将最后三个信标信号的加权平均值用于与所述第一阈值和第二阈值的比较。
15、如权利要求13所述的方法，其中，对于较低速度，优选是低于6m/s的速度，将最后的信标信号的加权平均值和前一加权平均值用于与所述第一阈值和第二阈值的比较。
16、如权利要求1所述的方法，其中，考虑到移动无线电网络的往返行程时间(RTT)来设置所述第一阈值和第二阈值。
17、一种移动节点，包括：
无线电系统，具有以下双重功能：能够在以优化区域覆盖进行工作的移动无线电网络中操作，以及在无线局域网(WLAN)中操作，其中，移动节点能够在垂直切换的环境中从一个网络改变为另一个网络；以及
控制器，用于控制所述无线电系统，从而针对在所述移动节点处接收的WLAN信号强度定义两个阈值，在超过第一阈值的情况下，执行至所述WLAN的改变，并在低于第二阈值的情况下，执行至所述移动无线电网络的改变。
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