CN102685927A

CN102685927A - 用于移动通信中的数据卸载的方法和系统

Info

Publication number: CN102685927A
Application number: CN2011101926066A
Authority: CN
Inventors: 方良烈
Original assignee: Medium Access Systems Pte Ltd
Current assignee: Medium Access Systems Pte Ltd
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2012-09-19
Also published as: US20120230191A1; US8976657B2

Abstract

本发明涉及一种移动通信基础结构，其支持移动用户设备从主要通信媒介到次要通信媒介的协调的数据会话卸载。基础结构包括主要通信基础结构，其为移动用户设备提供主要通信媒介，以及次要通信基础结构，其提供授权的移动用户设备可接入的次要通信媒介。卸载管理系统被配置为基于与移动用户设备相关联的卸载简档和与次要通信媒介的可用容量相关的资源状态信息，在与数据网络的数据会话期间控制移动用户设备从主要通信媒介到次要通信媒介的卸载。

Description

用于移动通信中的数据卸载的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于移动通信中的数据卸载的方法和系统。

背景技术

这部分提供涉及本发明的不是必要的现有技术的背景信息。

由于用户数量的增加，以及在移动通信设备上可使用的大量应用程序所需要的数据的增加，应用程序例如是多媒体流、视频聊天、因特网浏览、电子邮件和其它应用程序，当前的蜂窝网络趋向于遭受服务质量(QoS)问题。

对蜂窝网络的运营商来说，解决QoS问题的一种方法是通过安装更多的基站或小区信号塔(cell-tower)来减小蜂窝的尺寸，但是这样会显著地增加运营成本。

大部分移动设备，例如智能电话，包括能够在不同类型的媒介上进行无线通信的硬件，不同类型的媒介例如是，3G蜂窝信道和Wi-Fi信道。配置用于与Wi-Fi接入点的初始连接的移动设备通常要求用户利用密码来发起到私有接入点的登录。此外，一旦建立了到接入点的连接，当处于不考虑接入点提供的数据信道的质量的范围内，移动设备于是典型地自动切换到用于数据会话的Wi-Fi信道。

在已经对专利说明书、其它外部文档或其它信息源进行了引用的本说明中，这通常是为了向讨论本发明特征提供上下文的目的。除非特定的陈述之外，对这种外部文档的引用并不解释为在任何司法辖区中，允许这种文档、或这种信息源是现有技术，或形成现有技术中公知常识的一部分。

本发明提供了用于移动通信中的数据卸载的改进方法和系统，或至少为公众提供了有用的选择。

发明内容

这部分提供了本发明的一般概要，并且不是本发明全部范围或其全部特征的全面公开。

在第一方面，本发明概括地描述了一种移动通信基础结构，其具有从主要通信媒介到次要通信媒介的移动用户设备的协调的数据会话卸载，包括：主要通信基础结构，其为移动用户设备提供主要通信媒介；次要通信基础结构，其提供授权的移动用户设备可以接入的次要通信媒介；以及卸载管理系统，配置为基于与移动用户设备相关联的卸载简档(profile)和与次要通信媒介的可用容量相关的资源状态信息，在与数据网络的数据会话期间控制移动用户设备从主要通信媒介到次要通信媒介的卸载(offload)。

卸载管理系统可以包括策略服务器和策略数据库，策略数据库存储每个移动用户设备的卸载简档，每个卸载简档包括指示是否批准(approve)移动用户设备卸载的信息。

卸载管理系统可以包括资源服务器，其配置为保持和提供指示次要通信基础结构上的可用容量的资源状态信息。

卸载管理系统可以包括认证、授权和计费服务器，其配置为通过卸载移动用户设备来认证和授权到次要通信媒介的新连接，以及接收连接到次要通信基础结构的每个移动用户的数据使用计费信息。

每个系统用户设备可以包括卸载控制器，其被配置为检测移动用户户设备上的数据会话的发起以及通过主要通信媒介将卸载请求发送给卸载管理系统，所述卸载管理系统被配置为处理卸载请求并且将指示批准或拒绝卸载请求的卸载请求答复发送给移动用户设备。

卸载管理系统可以配置为生成批准卸载请求答复，其包括使移动用户设备能够连接到次要通信媒介的登录信息。批准卸载请求响应的登录信息可以包括一次性密码。

每个系统用户设备的卸载控制器可以被配置为，响应于来自卸载管理系统的批准卸载请求响应，建立其移动用户设备从主要通信媒介到次要通信媒介的卸载。

卸载控制器可以是运行在移动用户设备上的后台程序(daemonprogram)或应用。

在一个实施方式中，移动通信基础结构可以包括两个或多个主要通信基础结构，每个主要通信基础结构均提供主要通信媒介。

在另一实施方式中，移动通信基础结构可以包括两个或多个次要通信基础结构，每个次要通信基础结构均提供次要通信媒介。

在一种形式中，主要通信基础结构可以是蜂窝网络。

在一种形式中，次要通信基础结构可以是通过无线接入点可以接入的无线局域网。

可以由与移动用户设备相连接的无线接入点来记录移动用户设备在次要通信媒介上的数据会话期间的数据使用，以及由无线接入点在数据会话期间周期性地或在数据会话结束时，将数据使用信息发送给卸载管理系统。

在一种形式中，数据网络可以是因特网。

在第二方面，本发明概括地描述了一种在移动用户设备的激活的应用程序所要求的数据会话期间将移动用户设备从主要通信媒介卸载到次要通信媒介的方法，包括以下步骤：(a)通过主要通信媒介从移动用户设备接收卸载请求；(b)访问指示是否允许将移动用户设备卸载至次要媒介的移动用户设备卸载简档，以及将卸载简档存储在策略数据库中；(c)从资源数据库取得指示次要通信媒介上的可用容量的次要通信媒介资源状态信息；以及(d)基于卸载简档和资源状态信息来对卸载请求进行如下答复：批准卸载请求答复，其提供登录信息以使得移动用户设备能够在次要通信媒介上建立用于数据会话的新的数据信道链路；或者拒绝卸载请求答复，使得移动用户设备在通过主要通信媒介建立的数据信道链路上继续数据会话。

所接收的卸载请求可以包括指示移动用户设备所要求的数据会话的类型的数据会话信息，以及步骤(d)进一步包括基于数据会话信息来答复卸载请求。在一种形式中，卸载请求的数据会话信息可以指示移动用户设备所预期的数据使用，以及步骤(d)包括如果预期的数据使用超过数据量门限时，则以批准卸载请求答复进行应答。在另一形式中，卸载请求的数据会话信息可以指示运行在要求数据会话的移动用户设备上的应用程序的类型，并且那么步骤(d)包括如果批准卸载所述类型的应用程序，则以批准卸载请求答复进行应答。

步骤(d)可以包括如果移动用户设备的卸载简档被批准用于卸载并且如果资源状态信息指示在次要通信媒介上具有可用容量，则以批准卸载请求答复进行应答。

所接收的卸载请求可以包括指示产生卸载请求的移动用户设备的身份的移动用户标识信息。

在一种形式中，接收的卸载请求可以包括接入点信息，其指示用于将移动用户设备连接到次要通信媒介的可接入的接入点，以及其中步骤(c)包括从资源数据库访问指示可接入的接入点的可用容量的容量信息形式的资源状态信息。

在另一形式中，接收的卸载请求可以包括指示移动用户设备当前位置的位置信息，以及其中步骤(c)包括从资源数据库访问指示接入点可用容量的容量信息形式的资源状态信息，所述接入点用于连接到基于移动用户设备的位置可接入的次要通信媒介。

在一种形式中，步骤(d)可以进一步包括发送批准的卸载请求答复，其进一步包括用于将移动用户设备连接到次要媒介的可接入的接入点列表，根据与移动用户设备相关的信号强度按性能对列表进行排序。

在另一形式中，步骤(d)可以进一步包括发送批准的卸载请求答复，其进一步包括用于将移动用户设备连接到次要媒介的可接入的接入点列表，根据每个接入点和移动用户设备的位置之间的距离按性能对列表进行排序。

步骤(d)可以包括以批准的卸载请求答复进行应答，所述批准的卸载请求答复包括一次性密码形式的登录信息，以使得移动用户设备能够建立到次要通信媒介的可接入的接入点的连接。

所述方法可以进一步包括对移动用户设备在次要通信媒介上建立新的数据信道链路的任意尝试进行认证。

在第三方面，本发明概括地描述了一种卸载管理系统，用于控制数据会话期间移动用户设备从主要通信媒介到次要通信媒介的卸载，系统被配置为执行本发明第二方面的步骤。

在一种形式中，可以由蜂窝网络提供主要通信媒介。

在另一形式中，次要通信媒介可以是通过无线接入点可接入的无线局域网。

在第四方面，本发明概括地描述了一种在移动用户设备的激活的应用程序所要求的数据会话期间将移动用户设备从主要通信媒介卸载到次要通信媒介的方法，包括以下步骤：(a)检测移动用户设备在主要通信媒介的数据信道链路上发起的数据会话；(b)当检测到数据会话时，通过主要通信媒介向卸载管理系统发送卸载请求；(c)从卸载管理系统接收卸载请求答复，所述答复包括：包括次要通信媒介的登录信息的批准的卸载请求答复，或者拒绝的卸载请求答复；以及(d)基于批准的卸载请求答复，在次要通信媒介上为数据会话发起新的数据信道链路，或者根据拒绝的卸载请求在主要通信网络的数据信道链路上继续所述数据会话。

步骤(a)可以包括检测请求数据会话的移动用户设备上的应用程序的激活。

步骤(b)可以包括发送卸载请求，其包括指示移动用户设备的身份的标识信息。

步骤(b)可以包括发送卸载请求，其包括指示移动用户设备所要求的数据会话的类型的数据会话信息。在一种形式中，数据会话信息可以指示移动用户设备所预期的数据使用。在另一种形式中，数据会话信息可以指示在要求数据会话的移动用户设备上运行的应用程序的类型。

在一种形式中，所述方法可以进一步包括发动移动用户设备去扫描移动用户设备范围内的次要通信媒介的可接入的接入点的步骤，以及其中步骤(b)包括基于扫描发送卸载请求，所述卸载请求包括指示用于将移动用户设备连接到次要通信媒介的可接入的接入点的接入点信息。

接入点信息可以包括指示可接入的接入点的身份的接入点标识信息，以及指示可接入的接入点的信号强度的信号强度信息。接入点信息可以包括根据与移动用户设备相关的信号强度按性能进行排序的可接入的接入点列表。

在另一种形式中，所述方法可以进一步包括发动移动用户设备去检测指示移动用户设备的位置的位置信息的步骤，以及其中步骤(b)包括发送包括位置信息的卸载请求。

在一种形式中，步骤(c)可以包括从卸载管理系统接收批准的卸载请求答复，所述答复进一步包括用于将移动用户设备连接到次要通信媒介的可接入的接入点的列表，根据与移动用户设备相关的信号强度按照性能对列表进行排序，以及其中步骤(d)包括连续地尝试发起到接入点的连接，直到由于批准的卸载请求答复而在次要通信媒介的新数据信道链路上建立了成功的连接，其中所述接入点在按照最高排序的顺序的列表中。

在另一种形式中，步骤(c)可以包括从卸载管理系统接收批准的卸载请求答复，所述答复进一步包括用于将移动用户设备连接到次要通信媒介的可接入的接入点的列表，根据每个接入点和移动用户设备位置之间的距离按照性能对列表进行排序，以及其中步骤(d)包括连续地尝试发起到接入点的连接，直到由于批准的卸载请求答复而在次要通信媒介的新数据信道链路上建立了成功的连接，其中所述接入点在按照最高排序的顺序的列表中。

在第五方面，本发明概括地描述了一种移动用户设备上的卸载控制器，其用于在会话期间控制移动用户设备从主要通信媒介到次要通信媒介的卸载，控制器被配置为执行上述第四方面的步骤。

在一种形式中，控制器可以是移动用户设备上运行的后台程序的形式。

在一种形式中，可以有蜂窝网络提供主要通信媒介。

在另一种形式中，次要通信媒介可以是无线接入点可以接入的无线局域网。

上述第一至第五方面中的任意一个可以具有分别在上述其它方面中提及的任意一个或多个特征。

通过此处提供的说明将会了解适用性的其它范围。这个发明内容中的说明和具体实例只是为了说明的目的并且不是期望对本发明范围进行限制。

此处使用的技术术语仅是为了描述特定实例实施方式的目的并且不期望作为限制。如此处所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”可以也期望包括复数形式，除非上下文中明确地表示为其它方式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是非排他(inclusive)的，并且因此指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合的存在或附加。此处所描述的方法步骤、过程、以及操作并不解释为必须要求它们按所讨论或所说明的特定顺序来执行，除非具体指定了执行的顺序。还应当了解的是可以使用附加的或替换的步骤。

如此处所使用的，术语“和/或”表示“和”或者“或”，或者两者。

如此处所使用的，跟随在名词之后的“(s)”表示名词的复数和/或单数形式。

附图说明

参考附图以及仅通过示例的方式，来介绍本发明的示例实施方式，其中：

图1示出了根据本发明第一实施方式的具有主要和次要通信媒介以及主要通信基础结构中的卸载管理系统的移动通信基础结构的示意图；

图2示出了根据本发明第二实施方式的具有次要通信媒介和多个主要通信媒介的具有在次要通信媒介基础结构中提供的卸载管理系统的移动通信基础结构的示意图；

图3示出了根据本发明实施方式的卸载协议顺序的示意图；

图4示出了根据本发明实施方式的在图3的卸载协议顺序中的数据流的示意图；

图5示出了根据本发明实施方式的由卸载管理系统所执行的卸载请求处理的流程图；

图6示出了根据本发明第三实施方式的具有主要通信媒介和多个次要通信媒介的具有单个卸载管理系统的移动通信基础结构的示意图；以及

图7示出了根据本发明第四实施方式的具有主要通信媒介以及多个次要通信媒介的具有在主要和次要通信基础结构间分布(spread)的卸载管理系统功能的移动通信基础结构的示意图。

具体实施方式

概述

本发明涉及当移动用户(subscriber)设备MSD的用户在运行需要数据会话(例如，去往因特网的数据信道链路)的应用程序时，用于向从主要(primary)通信媒介到次要(secondary)通信媒介的移动用户设备(MSD)提供自动数据卸载(offloading)的移动通信基础结构(infrastructure)。

现在将通过参考附图更为全面地描述示例实施方式。

参见图1，示出了移动通信基础结构100的第一实施方式。移动通信基础结构100包括：一个或多个主要通信基础结构，其提供主要通信媒介102。主要通信基础结构典型地是蜂窝网络，例如2.5G或3G蜂窝网络或任意其它蜂窝网络通信标准。主要通信基础结构具有用户，用户通过MSD104(仅示出一个)来接入蜂窝网络，MSD例如但是不限于，移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、或者能够在蜂窝信道上进行无线通信的任意其它便携式通信设备，如将会理解的那样。移动通信基础结构100还包括至少一个次要通信基础结构106，其提供与主要通信不同类型的次要通信媒介。通过示例的方式，次要通信基础结构可以采用以下形式：通过一个或多个无线接入点(AP)108(例如但不限于Wi-FiAP)可接入的无线局域网(WLAN)。

在该移动通信基础结构100中，MSD 104具有硬件电路，其被配置为能够在主要102和次要106通信媒介或信道上进行通信，如将会理解的那样。例如，每个移动通信设备可以具有：用于在蜂窝信道上进行通信的蜂窝收发器以及用于在次要Wi-Fi信道上进行通信以接入WLAN 106的Wi-Fi通信模块。将要了解的是，移动通信基础结构并不限于蜂窝网络形式的主要通信基础结构以及不限于WLAN形式的次要通信基础结构，以及如果需要可以替换地使用其它合适的无线通信媒介。

如图所示，移动通信基础结构100的主要102和次要106通信基础结构具有去往数据网络(例如，因特网110)的通路或连接，尽管将会了解的是，主要和次要通信媒介可以促进到任意其它私有或公有数据网络、服务器或数据库的连接，不管是通过因特网还是直接连接。此外，在该第一实施方式中，主要102和次要106通信基础结构可以具有直接通信链路112或者间接通信链路114，间接通信链路114通过因特网110或任意其它中间通信网络。

移动通信基础结构100被配置为向为了数据会话使用他们的移动用户设备104的用户提供改进的服务质量(QoS)。例如，移动通信基础结构100包括卸载管理系统116，其被配置为与卸载控制器118协作，卸载控制器118装备在每个MSD 104上以将MSD从主要蜂窝网络102(主要通信媒介)自动地卸载到次要WLAN 106(次要通信媒介)，其中这样作会保持或提升用户所运行的数据会话的QoS。在本实施方式中，卸载管理系统与主要通信基础结构102相集成，或者卸载管理系统由主要通信基础结构102的运营商来运营。当用户在他们的MSD 104上启动应用程序时，例如电子邮件应用、因特网浏览、视频聊天或需要来自数据网络的数据的任意其它应用程序，在蜂窝网络102上创建去往数据网络的初始数据信道链路。当发起数据会话时，MSD的卸载控制器118与卸载管理系统116通信，以确定MSD是否应当在WLAN 106的Wi-Fi媒介上为数据会话创建去往数据网络的新数据信道链路，如果一个在范围内。确定是否应当将MSD卸载到WLAN 106依赖于将在下面进一步解释的多个变量，但是典型地，仅当可能为用户的数据会话提供最佳数据信道链路时，通常才会发起卸载。

图2示出了移动通信基础结构200的第二实施方式，其中具有两个主要通信基础结构102A、102B，每个主要基础结构是由单独的运营商来运行的并且具有有各自的MSD 104A、104B的它们自己的用户，并且其中卸载管理系统与次要通信基础结构106相集成或由次要通信基础结构106的运营商来运营。在本实施方式中，主要通信基础结构102A通过通信链路112直接地连接到次要通信基础结构106，而另一主要通信基础结构102b通过通信链路114经由因特网110间接地连接。

将会了解的是，移动通信基础结构可以包括一个或多个主要通信基础结构和一个或多个次要通信基础结构，以及卸载管理系统可以是主要通信基础结构、次要通信基础结构的一部分，可以在主要和次要通信基础结构之间分布，可以是独立式的或这些的组合。

现在通过参考图3至5，将在下面进一步详细地解释移动通信基础结构的主要系统组件和他们的功能，以及典型的系统操作。

卸载管理系统

卸载(offload)管理系统116提供用于执行三个主要功能的三个主要组件或模块。卸载管理系统包括策略服务器120，资源服务器122以及认证、授权和计费服务器124。卸载管理系统的服务器120、122和124可以设置在单独的或相同的计算机系统或可配置的硬件设备上。服务器120、122和124中任意一个或多个可以位于主要102和次要106通信基础结构中，或可以是独立式的，例如第三方运营的，并且与图3中描述的那些基础结构进行通信。此外，服务器120、122和124可以是独立的应用程序或单个应用程序，单个应用程序被编程或编码以执行三个服务器功能。将会了解的是，可以按各种方式来实现和配置该三个服务器功能，从而为服务器之间提供通信和数据传输。将在下面进一步详细介绍每个服务器。

策略服务器120包括关于蜂窝网络102中的用户以及他们的MSD 104的信息。此外，每个MSD 104具有确定MSD是否有资格卸载到WLAN 106或是否被允许卸载到WLAN 106的卸载简档(profile)。可以基于用户的数据方案来配置卸载简档，数据方案包括他们是先付费顾客还是后付费顾客。用户的卸载简档存储在策略服务器的策略数据库中，或者存储在策略服务器可以访问的策略数据库中。由主要或次要基础结构的运营商来维持和更新策略数据库信息。

在策略服务器位于相对于主要或次要基础结构的第三方以及由第三方运营的实施方式中，在一种形式中，策略服务器可以具有可访问的本地策略数据库，其是由主要或次要基础结构运营商所保持的策略数据库的镜像或实时拷贝的复本。可以在数据链路上执行主要或次要基础结构和第三方运营商处各自的策略数据库的同步。在其它形式中，由第三方运营商运行的策略服务器不需要操作其自己的策略服务器并且可以通过数据链路访问主要或次要基础结构的策略数据库，或者可以替换地配置为根据需要通过去往主要或次要基础结构运营商的数据链路发送用于策略数据库信息(例如，卸载简档)的查询请求。会了解的是，主要或次要基础结构运营商的策略数据库不必是单独的数据库，并且可以是现有的主要或次要媒介用户数据库的一部分，或者与现有的主要或次要媒介用户数据库相集成。例如，可以扩展或配置用户数据库以附加地存储策略数据库信息，例如每个用户的卸载简档信息。

在策略服务器位于主要或次要基础结构中以及由主要或次要基础结构运营的实施方式中，策略服务器可以在本地策略数据库访问用户卸载简档，或者可替换地，可以从上述的现有主要或次要媒介用户数据库访问该策略数据库信息。

卸载管理系统的运营商可以在任意时间动态地修改每个用户的卸载简档，以控制某些个别用户或用户组的卸载容量。例如，可以给予先付费用户高于后付费用户的卸载优先级，反之亦然，或者基于他们的订阅分组。

策略服务器还被配置为基于MSD上运行的应用程序的类型或者所要求的数据会话的类型作出关于是否应当卸载每个MSD 104的决定，以及如果有的话，基于信号强度和容量，其是连接到WLAN 106上的最好的AP108。由资源服务器122跟踪每个AP 108的容量或业务量，以及以资源状态信息的形式将容量或业务量提供给策略服务器120。最后，策略服务器120被配置为向MSD分配提供最佳的QoS的AP 108，假设基于卸载简档允许卸载并且卸载必须给出所请求的数据会话的类型(例如，流多媒体或视频聊天)。在策略服务器120确定没有具有足够好的信号强度和/或容量的可接入AP 108的情况下，将向寻找卸载的MSD 104响应保持其在蜂窝网络102上当前数据信道链路以用于数据会话的剩余部分的指令，或者直到有用的AP 108变为对接入WLAN的Wi-Fi媒介106是可用的。

资源服务器

资源服务器122被配置为跟踪WLAN 106的AP 108的状态。例如，资源服务器122被配置为实时地跟踪连接到每个AP 108的MSD 104的数量、业务条件或容量、以及AP的整体状态。在一些实施方式中，资源服务器122还可以存储WLAN基础结构中每个接入点的位置信息和连接范围信息，以及这些信息可以用在一些配置中以确定寻找卸载的MSD 104可使用的可接入AP。

AAA服务器

AAA服务器124被配置为用于次要通信基础结构106的认证、授权和计费服务器。当卸载的MSD 104连接到AP 108时，AAA服务器124处理器来自WLAN 106中的AP 108的认证请求。AAA服务器124还处理MSD104通过WLAN 106接入到数据网络(例如，因特网110)的授权，以及存储与在他们的数据会话期间MSD通过AP的数据使用相关的计费信息。在该实施方式中，在数据会话期间由AP 104存储数据使用信息，并且周期性地发送到AAA服务器124以用于存储到AAA数据库中，或者在数据会话结束时或当连接丢失时发送到AAA服务器以用于存储。AAA服务器124还关于去往WLAN 106中AP 108的新MSD连接来更新资源服务器122。

卸载控制器

如之前所讨论的，移动通信基础结构中的每个MSD 104都具有卸载控制器108。在本实施方式中，卸载控制器110是在后台运行的后台程序的形式，而不是在用户的直接控制之下。然而，可替换地，卸载控制器可以是应用程序。卸载控制器被配置为检测用户何时在MSD上运行需要去往数据网络的数据信道链路(例如，因特网)的应用。当检测到数据会话时，卸载控制器118通过蜂窝网络102向卸载管理系统116发送卸载请求。当卸载请求被处理时，用户继续他们的蜂窝网络上的数据会话，等待答复。如果卸载控制器从卸载管理系统接收批准的卸载请求，其于是被配置为基于由卸载管理系统116所提供的接入信息，为MSD创建或建立与AP 108的连接。一旦MSD连接到AP 108，创建新的数据信道链路以用于继续WLAN的Wi-Fi媒介106上的数据会话。如果卸载控制器接收拒绝的卸载请求，MSD 104保持其在蜂窝网络102上的用于数据会话的数据信道链路。接入点

接入点(AP)108或基站提供到WLAN基础结构106的无线接入。例如，移动通信基础结构可以具有一个或多个次要通信基础结构或WLAN，以及每个次要通信基础结构可以具有其自己的一个或多个AP的组。AP 108被配置为向AAA服务器124提供关于MSD数据使用的计费信息。在本实施方式中，来自因特网1110的用户数据不通过用于计费目的的AAA服务器124进行路由。而是，所有的用户数据从因特网服务提供商(ISP)或次要WLAN基础结构的因特网网关直接地发送到MSD。

系统操作

通过参考图3至5，现在将通过实例的方式来介绍通用的系统操作，以及特别地卸载协议顺序。

当用户通过使用要求数据的应用程序在他们的MSD 104上发起数据会话时，例如因特网浏览、访问电子邮件、音频和/或视频多媒体流或来自数据网络(例如，因特网)的要求数据的任何其它应用程序，MSD 104板载(onboard)的卸载控制器118监视并检测这种应用程序的使用或数据会话的初始化。在一个实施方式中，卸载控制器118于是操作MSD 104以扫描覆盖范围内的次要WLAN基础结构106的可接入AP 108，并且生成接入点列表(AP列表)，其可以包括AP标识信息(例如，服务集合标识符(SSID))以及还有信号强度信息。AP列表可以按照最好的信号强度的次序进行排序。卸载控制器然后通过蜂窝网络102向卸载管理系统116的策略服务器120发送卸载请求，如图3和4中的1和2所示。所述卸载请求包括MSD标识信息(例如，SIM卡信息或其它用户ID信息)、AP列表以及数据会话信息，所述数据会话信息指示用户正在运行的实际应用程序或应用程序的类型，或者MSD所要求的用于数据会话的数据使用级别。在一个替换的实施方式中，卸载控制器118可以无需扫描可接入的AP 108，并且可以在卸载请求中简单地发送指示MSD 104的当前位置的位置信息，而不发送AP列表。基于所述位置信息，卸载管理系统116可以基于资源服务器122中存储的AP位置信息来确定MSD 104附近的可接入AP。将会理解的是，MSD的位置信息可以由MSD的位置模块基于小区位置，GPS等生成。

卸载管理系统116的策略服务器120从MSD 104接收卸载请求。然后，策略服务器120初始化卸载请求处理以确定是否应当批准所述卸载请求，使得MSD可以通过Wi-Fi媒介接入WLAN 106从而重新建立数据会话，或者应当拒绝所述卸载请求，使得不卸载MSD并要求MSD保持其在蜂窝网络102上用于数据会话的数据信道链路。现在将参考图3至5进一步详细地介绍由策略服务器120进行的卸载请求处理的实例。

当从MSD 104接收到卸载请求时，卸载请求处理在200处开始。如上面所解释的，从MSD接收的卸载请求包括各种数据，包括MSD ID信息，数据会话信息，以及AP列表信息或另一选择为位置信息。在处理中的步骤202，策略服务器120被配置为访问或获取与基于MSD ID信息发出卸载请求的MSD 104的用户相关的卸载简档。可以将每个用户的卸载简档存储在策略服务器的策略数据库中或策略服务器可以访问的策略数据库中。每个用户卸载简档包含关于是否允许用户卸载到WLAN 106的信息，并且例如，这可以基于用户的定阅或数据方案，或其它蜂窝网络操作因素。每个用户卸载简档可以由运营商动态更新。如果不允许卸载，策略服务器向MSD 104发送拒绝所述卸载请求的卸载请求应答，如步骤204所示，从而MSD保持其在蜂窝网络102上用于数据会话的数据信道链路。

如果允许卸载，在步骤206，策略服务器120于是基于数据会话信息确定数据会话要求的数据使用或应用程序是否将会从被卸载到WLAN 106受益。策略服务器可以包括应用程序或程序类型的列表并基于所期望的数据使用确定每个程序或类型是否需要卸载。例如，MSD上需要较低数据量或极少数据突发的应用程序可能不保证卸载，而具有较高数据量使用的程序可能会受益于卸载到WLAN 106，例如多媒体流应用、视频聊天、因特网浏览等。可替换地或附加地，可以使用数据量门限来配置策略服务器，所述数据量门限指示应用程序想要的数据使用是否应在蜂窝网络上被卸载或保持。在步骤204，将策略服务器120配置为，根据预配置的数据会话卸载标准或如上面所讨论的设置，基于在所述卸载请求中提供的数据会话信息(应用类型或预期的数据使用)做出关于卸载的决策。如果不满足数据会话的卸载标准，如步骤204所示的，策略服务器向MSD 104发送卸载请求拒绝。如果满足数据会话的卸载标准，则处理过程进行到下一步，评估是否有用于连接到WLAN 106的任何合适的AP 108以创建用于用户数据会话的新的数据信道链路，并且如接下来将介绍的，这涉及WLAN的资源评估208。

根据所接收的由MSD 104发送的卸载请求的种类，资源评估208具有两个模式。在步骤210，策略服务器确定卸载请求是包括AP列表，其指示MSD附近的扫描的可接入AP 108(“AP列表模式”)，或者可替换地包括与MSD的位置相关的位置信息(“位置信息模式”)。

当处于AP列表模式212时，策略服务器发送资源状态请求到资源服务器122，如图3和图4中的3所示的。资源状态请求提供AP列表和关于那些AP 108上可用容量的请求信息，以接受来自MSD的新连接。资源服务器122被配置为从它的与接收的AP列表相关的资源数据库获取容量信息，以及发送具有AP列表和容量信息的资源状态请求答复。在本实施方式中，图3和4中的4示出了由资源服务器所产生的资源状态请求答复。如之前所介绍的，资源服务器122保持与WLAN 106中所有AP 108相关的容量信息。

可替换地，当处于位置信息模式214时，策略服务器120被配置为将具有MSD提供的位置信息的资源状态请求发送到资源服务器122。根据位置信息，基于在资源服务器或相关资源数据库中存储的AP位置和范围信息，资源服务器122被配置为确定MSD范围内的可接入AP。资源服务器122被配置为编译MSD位置中可接入的接入点的AP列表，以及然后访问来自资源数据库的那些AP的每一个的容量信息。由于使用AP列表模式，资源服务器于是生成并发送具有相关容量信息的包括生成的AP列表的资源状态请求答复。

当在图3和4中示出的4处接收资源状态请求时，策略服务器将AP列表以及容量信息处理成从最好到最差AP的排列顺序，并且生成排序的AP列表。如果资源评估208运行在位置信息模式，根据与MSD的位置从最近到最远对AP列表排序，以及根据容量信息将不具有容量的任意AP省略。如果运行在AP列表模式，策略服务器根据MSD在最初的扫描中所检测的信号强度从最高到最低对AP列表进行排列，并且根据容量信息将不具有容量的任意AP省略。

在步骤218，资源评估于是确定排序的AP列表中是否有至少一个可接入的AP，其具有足够信号强度或与MSD相邻近以及具有可用的容量。如果在排序的AP列表中没有合适的AP，于是在204，策略服务器生成拒绝的卸载请求答复。如果在排序的AP列表中有至少一个合适的AP，那么策略服务器120被配置为生成登录信息，例如令牌或一次性密码(OTP)或证书，使MSD能够登录到排序的AP列表中的AP。策略服务器102于是被配置为向AAA服务器124发送指示授权的卸载请求的信息。授权的卸载请求包括MSD ID信息和登录信息，使得AAA服务器124可以授权MSD的登录以及在图3和图4中的5示出了这种信息的传输。

为了终结卸载请求处理，策略服务器于是发送图3和4中6所示出的批准的卸载请求答复，其包括排序的AP列表和登录信息。通过蜂窝网络102将卸载请求答复发送给MSD 104。这在图3和4中的6和7以及图5中的步骤220中示出，在222由策略服务器结束卸载请求处理。

当接收到批准的卸载请求答复时，MSD 104的卸载控制器118控制MSD来使用登录信息发起与AP或排序的AP列表中第一排序AP的连接。如果试图到AP的登录失败，卸载控制器于是发起对排序的AP列表中下一最高排序AP的登录，直到完成了通过Wi-Fi媒介到WLAN 106的连接。如果没有建立连接，MSD保持其在蜂窝网络102上的用于数据会话的数据信道链路，即没有卸载。参见图3和4，当接收到登录请求8时，在这种情况下如9和10所示，第一排序AP 108通过WLAN经由因特网110发送登录请求到AAA服务器124。AAA服务器124被配置为基于在如上述解释的5处由策略服务器提供的前述信息，检查用于MSD的认证和授权的登录请求以登录到AP。AAA服务器124检查其数据库并且，如果合适，如11和13所示，通过发送登录请求答复到AP来授权MSD的登录。如12所示的，AAA服务器124还发送指示与AP的新连接的如12所示的更新到资源服务器122，使得可以在资源数据库中更新容量信息。响应于批准的登录请求答复13，通过14所示的响应，AP完成MSD的建立连接。一旦建立完成，MSD在Wi-Fi媒介上打开如15和16所示的到数据库的新的数据信道链路，例如因特网110，并且然后卸载控制器将数据会话切换到新的数据信道链路。如上面所理解的，不需要用户交互来处理到WLAN106的卸载。卸载过程对用户来说是自动进行的。

如之前所指示的，AP 108跟踪MSD 104的数据使用并且如17所示，周期性地或在数据会话结束时，用数据使用来更新AAA服务器。在本实施方式中，由AP处理MSD的数据使用计数并且不通过用于计数的AAA服务器来路由数据业务。

在本实施方式中，如果到WLAN的连接已经激活，那么卸载控制器118将不承担上面的卸载过程。例如，如果要求数据的用户在MSD上发起新的应用程序，将会使用WLAN 106上的现有数据信道链路，而不是在蜂窝网络102上建立新的数据信道链路。

MSD可以从WLAN 106断开，并且由于多个原因恢复到用于数据会话的蜂窝网络。如果WLAN 106上的数据信道链路没使用很长时间，MSD104的操作系统或固件可以关闭到WLAN的连接以节省能量，并且这可以是MSD中的默认设置。可替换地，MSD用户可以在数据会话结束时手动地从WLAN断开。在这些情况下，卸载控制器118不会尝试以及再次发起回到WLAN的另一卸载，除非有发起的新的数据会话。在由于信号丢失或移出AP的范围而导致的从WLAN的AP断开的情况下，MSD的固件或操作系统将自动地切换回用于数据会话的蜂窝网络102。在这种数据会话继续的情况中，通过重复与上述相同的卸载过程，卸载控制器118将尝试以及再次发起到WLAN的另一AP的卸载过程。

其它移动基础结构实施方式

如之前所解释的，如上所述的移动通信基础结构可以变为包括一个或多个主要通信基础结构和一个或多个次要通信基础结构。此外，卸载管理系统或其功能可以分布在主要和/或次要基础结构之间，并且其中存在多个次要通信基础结构，每个可以具有各自的卸载管理系统功能。

参见图6，示出了移动通信基础结构300的第三实施方式，其中具有单个主要通信基础结构102和两个次要通信基础结构106A和106B。单个卸载管理系统116被配置为控制MSD 104从主要通信基础结构到次要通信基础结构106A、106B中的一个的通过它们各自的接入点108A、108B的卸载。如图所示，在次要通信基础结构106A、106B之间具有通信链路130，并且分别在132A和132B示出了它们各自到数据库(例如，因特网110)的连接的每一个。通过之前所介绍的实施方式，接入点108A、108B直接地通过它们各自的因特网网关来路由因特网业务，并且在接入点级别上对数据使用计费。卸载管理系统116的AAA服务器功能周期性地或在会话结束时，通过接入点到卸载管理系统116的直接128或间接130通信链路从接入点接收数据使用以及计费信息。

参见图7，示出了移动通信基础结构400的第四实施方式，其是图6的实施方式的修改。在本实施方式中，次要通信基础结构106A、106B维持它们自己各自的AAA服务器124a、124b以及资源服务器122a、122b。在主要通信基础结构102上具有单个策略服务器110，其具有通过通信链路128A、128B到次要通信基础结构106A、106B的通信链路。本实施方式示出了，卸载管理系统的功能可以在主要和次要通信基础结构之间分布。

在所有其它方面，在第三和第四实施方式的卸载请求处理的功能与之前介绍的功能基本上是相同的，除了数据流是通过不同或另外的通信链路来路由的。

总结

上面介绍的移动通信基础结构为移动用户设备提供从主要通信基础结构(例如，蜂窝网络)到次要通信基础结构(例如，通过Wi-Fi可接入的WLAN)的在MSD上的数据会话期间的自动数据卸载。卸载管理系统是智能的，体现在其基于用户卸载简档来控制卸载。此外，卸载管理系统是智能的，体现在其可以配置以平衡蜂窝网络和WLAN之间的负载，以及在WLAN上基于容量信息通过批准到AP的新连接从而避免WLAN的AP的过载。在后台可以自动地处理卸载，而不需要用户交互。

已经为了说明和介绍的目的而提供了实施方式的前述说明。并不希望详尽本发明或限制本发明。特定实施方式中的各个元件或特征通常并不限于该特定实施方式，但是，尽管没有具体示出或描述，如果适用，各个元件或特征是可以互换的并且可以用在选择的实施方式中。相同内容的还可以按多种方式进行变化。这种变化并不视为脱离本发明，并且所有这种修改旨在包括在本发明的范围内。

Claims

1.一种移动通信基础结构，其支持移动用户设备从主要通信媒介到次要通信媒介的协调的数据会话卸载，包括：

主要通信基础结构，其为移动用户设备提供主要通信媒介；

次要通信基础结构，其提供授权的移动用户设备可接入的次要通信媒介；以及

卸载管理系统，配置为基于与移动用户设备相关联的卸载简档和与次要通信媒介的可用容量相关的资源状态信息，在与数据网络的数据会话期间控制移动用户设备从主要通信媒介到次要通信媒介的卸载。

2.根据权利要求1所述的移动通信基础结构，其中卸载管理系统包括策略服务器和策略数据库，策略数据库存储用于每个移动用户设备的卸载简档，每个卸载简档包括指示是否批准移动用户设备卸载的信息。

3.根据权利要求1所述的移动通信基础结构，其中卸载管理系统包括资源服务器，其被配置为保持和提供指示次要通信基础结构上的可用容量的资源状态信息。

4.根据权利要求1所述的移动通信基础结构，其中卸载管理系统包括认证、授权和计费服务器，其被配置为通过卸载移动用户设备来认证和授权到次要通信媒介的新连接，以及接收连接到次要通信基础结构的每个移动用户的数据使用计费信息。

5.根据权利要求1所述的移动通信基础结构，其中每个移动用户设备包括卸载控制器，其被配置为检测移动用户设备上发起的数据会话以及通过主要通信媒介将卸载请求发送到卸载管理系统，所述卸载管理系统被配置为处理卸载请求以及向移动用户设备发送指示批准或拒绝卸载请求的卸载请求答复。

6.根据权利要求5所述的移动通信基础结构，其中卸载管理系统被配置为生成批准的卸载请求答复，其包括使移动用户设备能够连接到次要通信媒介的登录信息。

7.根据权利要求6所述的移动通信基础结构，其中批准的卸载请求答复的登录信息包括一次性密码。

8.根据权利要求5所述的移动通信基础结构，其中每个移动用户设备的卸载控制器被配置为响应于来自卸载管理系统的批准的卸载请求答复，建立其移动用户设备从主要通信媒介到次要通信媒介的卸载。

9.根据权利要求5所述的移动通信基础结构，其中卸载控制器是运行在移动用户设备上的后台程序或应用程序。

10.根据权利要求1所述的移动通信基础结构，包括两个或多个主要通信基础结构，每个主要通信基础结构均提供主要通信媒介。

11.根据权利要求1所述的移动通信基础结构，包括两个或多个次要通信基础结构，每个次要通信基础结构均提供主要通信媒介。

12.根据权利要求1所述的移动通信基础结构，其中主要通信基础结构是蜂窝网络。

13.根据权利要求1所述的移动通信基础结构，其中次要通信基础结构是通过无线接入点可接入的无线局域网。

14.根据权利要求13所述的移动通信基础结构，其中由移动用户设备所连接的无线接入点记录数据会话期间在次要通信媒介上的移动用户设备的数据使用，以及由无线接入点在数据会话期间周期性地或在数据会话结束时将数据使用信息发送给卸载管理系统。

15.根据权利要求1所述的移动通信基础结构，其中数据网络是因特网。

16.一种在移动用户设备的激活的应用程序所要求的数据会话期间将移动用户设备从主要通信媒介卸载到次要通信媒介的方法，包括以下步骤：

(a)通过主要通信媒介从移动用户设备接收卸载请求；

(b)访问指示是否允许将移动用户设备卸载至次要媒介的移动用户设备的卸载简档，以及将其存储在策略数据库中；

(c)从资源数据库访问指示次要通信媒介上的可用容量的次要通信媒介资源状态信息；以及

(d)基于卸载简档和资源状态信息来对卸载请求进行如下答复：批准的卸载请求答复，其提供登录信息以使得移动用户设备能够在次要通信媒介上建立用于数据会话的新的数据信道链路；或者拒绝的卸载请求答复，使得移动用户设备在通过主要通信媒介建立的数据信道链路上继续数据会话。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所接收的卸载请求包括指示移动用户设备所要求的数据会话的类型的数据会话信息，以及步骤(d)进一步包括基于所述数据会话信息来答复卸载请求。

18.根据权利要求17所述的方法，其中卸载请求的数据会话信息指示移动用户设备所预期的数据使用，以及步骤(d)包括如果预期的数据使用超过数据量门限时，则以批准的卸载请求答复进行应答。

19.根据权利要求17所述的方法，其中卸载请求的数据会话信息指示运行在要求数据会话的移动用户设备上的应用程序的类型，以及步骤(d)包括如果批准卸载所述类型的应用程序，则以批准的卸载请求答复进行应答。

20.根据权利要求16所述的方法，其中步骤(d)包括如果移动用户设备的卸载简档批准卸载并且如果资源状态信息指示在次要通信媒介上具有可用容量，则以批准的卸载请求答复进行应答。

21.根据权利要求16所述的方法，其中所接收的卸载请求包括指示产生卸载请求的移动用户设备的身份的移动用户标识信息。

22.根据权利要求16所述的方法，其中所接收的卸载请求包括接入点信息，其指示用于将移动用户设备连接到次要通信媒介的可接入的接入点，以及其中步骤(c)包括从资源数据库访问按照指示可接入的接入点的可用容量的容量信息形式的资源状态信息。

23.根据权利要求16所述的方法，其中所接收的卸载请求包括指示移动用户设备当前位置的位置信息，以及其中步骤(c)包括从资源数据库访问按照指示接入点可用容量的容量信息形式的资源状态信息，所述接入点用于连接到基于移动用户设备的位置可接入的次要通信媒介。

24.根据权利要求16所述的方法，其中步骤(d)进一步包括发送批准的卸载请求答复，其进一步包括用于将移动用户设备连接到次要媒介的可接入的接入点的列表，根据与移动用户设备相关的信号强度按性能对列表进行排序。

25.根据权利要求16所述的方法，其中步骤(d)进一步包括发送批准的卸载请求答复，其进一步包括用于将移动用户设备连接到次要媒介的可接入的接入点的列表，根据每个接入点和移动用户设备的位置之间的距离按性能对列表进行排序。

26.根据权利要求16所述的方法，其中步骤(d)包括以批准的卸载请求答复进行应答，所述批准的卸载请求答复包括一次性密码形式的登录信息，以使得移动用户设备能够建立到次要通信媒介的可接入的接入点的连接。

27.根据权利要求16所述的方法，进一步包括对移动用户设备在次要通信媒介上任意尝试建立的新数据信道链路进行认证。

28.一种卸载管理系统，用于控制数据会话期间移动用户设备从主要通信媒介到次要通信媒介的卸载，所述系统被配置为执行权利要求16所述的步骤。

29.根据权利要求28所述的卸载管理系统，其中主要通信媒介由蜂窝网络提供。

30.根据权利要求28所述的卸载管理系统，其中次要通信媒介是通过无线接入点可以接入的无线局域网。

31.一种在移动用户设备的激活的应用程序所要求的数据会话期间将移动用户设备从主要通信媒介卸载到次要通信媒介的方法，包括以下步骤：

(a)在主要通信媒介的数据信道链路上检测移动用户设备发起的数据会话；

(b)当检测到数据会话时，通过主要通信媒介向卸载管理系统发送卸载请求；

(c)从卸载管理系统接收卸载请求答复，所述答复包括：包括次要通信媒介的登录信息的批准的卸载请求答复，或者拒绝的卸载请求答复；以及

(d)基于批准的卸载请求答复，在次要通信媒介上为数据会话发起新的数据信道链路，或者根据拒绝的卸载请求在主要通信网络的数据信道链路上继续所述数据会话。

32.根据权利要求31所述的方法，其中步骤(a)包括检测要求数据会话的移动用户设备上的应用程序的激活。

33.根据权利要求31所述的方法，其中步骤(b)包括发送卸载请求，其包括指示移动用户设备的身份的标识信息。

34.根据权利要求31所述的方法，其中步骤(b)包括发送卸载请求，其包括指示移动用户设备所要求的数据会话的类型的数据会话信息。

35.根据权利要求34所述的方法，其中数据会话信息指示移动用户设备所预期的数据使用。

36.根据权利要求34所述的方法，其中数据会话信息指示在要求数据会话的移动用户设备上运行的应用程序的类型。

37.根据权利要求31所述的方法，进一步包括发动移动用户设备去扫描移动用户设备范围内的次要通信媒介的可接入的接入点的步骤，以及其中步骤(b)包括基于所述扫描发送卸载请求，所述卸载请求包括指示用于将移动用户设备连接到次要通信媒介的可接入的接入点的接入点信息。

38.根据权利要求37所述的方法，其中接入点信息包括：指示可接入的接入点的身份的接入点标识信息，以及指示可接入的接入点的信号强度的信号强度信息。

39.根据权利要求38所述的方法，其中接入点信息包括根据与移动用户设备相关的信号强度按性能进行排序的可接入的接入点的列表。

40.根据权利要求31所述的方法，进一步包括发动移动用户设备去检测指示移动用户设备的位置的位置信息的步骤，以及其中步骤(b)包括发送包括位置信息的卸载请求。

41.根据权利要求31所述的方法，其中步骤(c)包括从卸载管理系统接收批准的卸载请求答复，其进一步包括用于将移动用户设备连接到次要通信媒介的可接入的接入点的列表，根据与移动用户设备相关的信号强度按照性能对列表进行排序，以及其中步骤(d)包括连续地尝试发起到接入点的连接，直到由于批准的卸载请求答复在次要通信媒介的新数据信道链路上建立了成功的连接，其中所述接入点在列表中按照最高排序的顺序。

42.根据权利要求31所述的方法，其中步骤(c)包括从卸载管理系统接收批准的卸载请求答复，其进一步包括用于将移动用户设备连接到次要通信媒介的可接入的接入点的列表，根据每个接入点和移动用户设备的位置之间的距离按照性能对列表进行排序，以及其中步骤(d)包括连续地尝试发起到接入点的连接，直到由于批准的卸载请求答复在次要通信媒介的新数据信道链路上建立了成功的连接，其中所述接入点在列表中按照最高排序的顺序。

43.一种移动用户设备上的卸载控制器，其用于在会话期间控制移动用户设备从主要通信媒介到次要通信媒介的卸载，所述控制器被配置为执行权利要求31所述的步骤。

44.根据权利要求43所述的卸载控制器，其中控制器是移动用户设备上运行的后台程序的形式。

45.根据权利要求43所述的卸载控制器，其中由蜂窝网络提供主要通信媒介。

46.根据权利要求43所述的卸载控制器，其中次要通信媒介是无线接入点可以接入的无线局域网。