CN103563451A - 用于选择最优接入并在接入之间无缝转移的协作方案 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于在无线通信环境中(例如在卸载移动数据业务时)选择最优接入网的设备和方法。在本文公开的各种实施例中，贡献设备包括处理逻辑，所述处理逻辑被配置为：生成与所述通信设备的位置相对应的通信环境识别数据的集合；生成与所述通信设备的位置相对应的观察到的AN可用性和通信性能数据的集合；以及向服务器发送所述通信环境识别数据的集合和所述观察到的通信性能数据的集合。在一些实施例中，所述贡献设备是知道位置的，而在一些实施例中，所述贡献设备不知道位置。

Description

用于选择最优接入并在接入之间无缝转移的协作方案

技术领域

本发明大体上涉及通信系统及其操作方法。在一个方案中，本发明涉及用于在无线通信环境中(例如在卸载移动数据业务时)选择最优接入网的设备和方法。

背景技术

近些年来，将移动设备用于数据应用已变得日益流行。该流行已导致了移动数据业务的相应增长，移动数据业务计划从2009年至2014年增加39倍。这种增长引起了针对附加网络容量的需求，推动了网络运营商获取新的许可频谱。同时，其使得现有的移动网络更加紧张，导致针对其关联的接入、传输和回程基础设施的升级成为必要。由于运营商的成本结构及其针对数据应用的当前收费模型，因此通过增加来自更高业务量的收入来抵消这些升级的成本导致了其他挑战。因此，运营商被驱动采纳新的模式，以降低其每字节数据成本。当前吸引运营商的一个这种方案是：将其移动数据业务卸载到备选接入网。采用该方案有助于减轻对昂贵的无线电接入和回程网络升级的需要，同时减轻了对许可频谱的使用负载。

为了完全实现卸载的优势，移动设备要么应当在通信会话期间当更优化的接入方法变得可用时切换到该更优化的接入方法，要么应当备选地在发起新会话时选择可用的最优化的接入方法。更先进的方案涉及对多种接入技术和方法的同时使用，以实现在接入之间更加无缝的转移，增加吞吐量，并通过路径分集来提升性能度量。用于卸载的备选接入网技术包括：基于能够提供高吞吐量的IEEE802.11x标准的无线保真(WiFi)(例如，在802.11n的情况下是数百Mbps)。将WiFi用于卸载来自蜂窝网络的移动数据业务的一个当前示例是第三代合作伙伴计划(3GPP)。然而，3GPP并未规定实现蜂窝与Wi-Fi之间的无缝异构或垂直切换所需要的所有步骤。

另一方案基于在移动设备之间的协作。在本方案中，移动设备发现什么接入选项是可用的，确定它们是否将为应用提供足够的性能，然后选择最佳的一个接入选项。为了这么做，移动设备向其他移动设备查询各种信息，然后其将该信息用作选择提供最佳吞吐量性能的接入节点(AN)的判定准则。作为示例，从移动设备接收到的信息可以包括各个AN的接收信号强度(RSS)。然而，AN的RSS本身可能无法保证给定AN将提供最佳吞吐量性能，因为吞吐量性能通常取决于其他因素，例如AN上的干扰电平和业务负载及其支持回程网络。此外，除了仅吞吐量之外，性能尺度可以基于其他考虑因素。例如，性能尺度可以基于延迟、耗损率、功耗等等。

此外，特定应用要求短的切换间断。但是在测量AN的RSS之前，设备必须执行用于发现什么AN可用的扫描操作，这可能引起过度的切换延迟。因此，3GPP已定义了接入网发现和选择功能(ANDSF)，以通过向移动设备提供可用接入的列表来有助于加速对可用AN的发现。然而，ANDSF数据库必须由运营商来管理，以保持其最新，而这是工作量繁重的。此外，ANDSF数据库仅可以包括网络运营商已知的AN。因此，移动设备可能执行建立与AN的连接所必须的所有步骤，才发现其不能提供所需的性能。又一方案是从WiFi到蜂窝的切换，其通常涉及在蜂窝侧建立通信会话，且会话建立对切换间断做出贡献。然而，3GPP并未规定实现这种切换所要求的所有步骤。

附图说明

当结合以下附图来考虑以下具体实施方式时，可以理解本发明并获得其大量目的、特征及优点，在附图中：

图1示出了可以实现本发明的示例性系统；

图2示出了包括移动设备的实施例在内的支持无线的通信环境；

图3是包括数字信号处理器(DSP)在内的示例性移动设备的简化框图；

图4a是用于从贡献设备接收报告输入数据并根据其来生成经处理的信息的协作服务器的说明图；

图4b是用于从消费设备接收位置键数据并提供与对应键相关的经处理的信息项目的协作服务器的说明图；

图4c是用于接收用作键的无线电签名数据并响应于所述无线电签名键数据来提供与前“N”个无线电签名匹配的集合相对应的经处理的信息项目的协作服务器的说明图；

图4d是用于接收用作键的无线电签名数据并响应于使用所述无线电签名数据生成的位置键数据来提供经处理的信息项目的协作服务器的说明图；

图4e是用于使用协作服务器和基于外部位置的数据库服务器来提供经处理的信息以供不知道位置的通信设备使用的处理流程的说明图；

图5是AN属性“AN-4”的简化图解说明图；

图6是AN属性“AN-3”的简化图解说明图；

图7是由知道位置的设备所执行的用于针对给定位置和预定义芯片组来估计AN的吞吐量的操作的流程图；以及

图8是由知道位置的设备所执行的用于预测吞吐量性能沿着其预测轨迹将如何演进的操作的流程图。

具体实施方式

提供了用于在无线通信环境中(例如在卸载移动数据业务时)选择最优接入网的设备和方法。在本文公开的各种实施例中，贡献设备包括处理逻辑，所述处理逻辑被配置为：生成与所述通信设备的位置相对应的通信环境识别数据的集合；生成与所述通信设备的位置相对应的观察到的AN可用性和通信性能数据的集合；以及向服务器发送所述通信环境识别数据的集合和所述观察到的通信性能数据的集合。在一些实施例中，所述贡献设备是通信设备。在一些实施例中，所述贡献设备是知道位置的，而在一些实施例中，所述贡献设备不知道位置。所述通信环境识别数据的集合包括与所述通信设备的地理位置相对应的位置数据。

在本文公开的其他实施例中，通信设备包括处理逻辑，所述处理逻辑被配置为：生成与所述通信设备的位置相对应的通信环境识别数据的集合；向服务器发送所述通信环境识别数据的集合，作为键，以及响应于此，从所述服务器接收与所述键相关的经处理的信息项目的集合；以及使用经处理的信息项目以及其他信息，基于预定的通信优化准则的集合来选择AN。

在本公开的又一实施例中，通信设备包括处理逻辑，所述处理逻辑被配置为：生成与所述通信设备的位置相对应的通信环境识别键数据的集合；向服务器发送所述通信环境识别数据的集合，以及响应于此，从所述服务器接收位置数据的集合；向诸如接入网发现和选择功能(ANDSF)服务器之类的外部数据库证明所述位置数据的集合，以及响应于此，从所述ANDSF服务器接收AN属性数据的集合，以及使用所述AN属性数据，基于预定的通信优化准则的集合来选择AN。

现在将参考附图来详细描述本发明的各种说明性实施例。尽管在以下描述中阐述了各种细节，将认识到，可以在没有这些特定细节的情况下实现本发明，且可以对本文描述的发明进行大量实现特定的判定，以实现发明人的特定目标，例如符合根据不同实现而变化的工艺技术或设计相关的约束。尽管这种开发工作可能是复杂和消耗时间的，其无论如何也只是获得本公开的教益的本领域技术人员所进行的日常工作。例如，以框图和流程图形式(而不是详细地)示出了选定方案，以避免限制本发明或使得本发明含混不清。此外，本文提供的具体实施方式的一些部分是以针对计算机存储器内的数据的算法或运算的方式来呈现的。本领域技术人员使用这种描述和表示来描述并向本领域其他技术人员传达其工作的主旨。

如本文所使用的，术语“组件”、“系统”等意在指代计算机相关实体，是硬件、软件、硬件和软件的组合、或执行中的软件。例如，组件可以是(但不限于)：处理器、在处理器上运行的进程、对象、可执行文件、执行的线程、程序、或计算机。作为说明，在计算机上运行的应用和计算机都可以是组件。一个或多个组件可以驻留在进程内和/或执行的线程内，且组件可以本地化在一个计算机上或分布在两个或更多计算机上。

如本文类似使用的，术语“节点”大体指代通信环境(例如，网络)的连接点，例如重新分发点或通信端点。因此，这种节点指代能够通过通信信道发送、接收或转发信息的有源电子设备。这种节点的示例包括数据电路端接设备(DCE)(例如，调制解调器、集线器、网桥或交换机)以及数据终端设备(DTE)(例如，手机、打印机或主机计算机(例如，路由器、工作站或服务器))。局域网(LAN)或广域网(WAN)节点的示例包括：计算机、分组交换机、有线电视调制解调器、数据订户线路(DSL)调制解调器、以及无线LAN(WLAN)AN。互联网或内联网节点的示例包括：由互联网协议(IP)地址来标识的主机计算机、网桥和WLAN AN。类似地，蜂窝通信中的节点的示例包括：基站、中继、基站控制器、无线电网络控制器、归属位置寄存器、网关GPRS支持节点(GGSN)、服务GPRS支持节点(SGSN)、移动性管理实体(MME)、服务网关(S-GW)、以及分组数据网络网关(PDN-GW)。

节点的其他示例包括：移动设备、服务器节点、对等节点和接入节点。如本文所使用的，移动设备可以指代无线设备，例如移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、手持设备、便携式计算机、平板计算机、以及具有电信能力的类似设备或其他用户设备(UE)。这种移动设备可以类似地指代移动、无线设备，或相反地指代具有类似能力但是一般不便携的设备，例如台式计算机、机顶盒、或传感器。类似地，如本文所使用的，服务器节点指代执行其他节点所提交的信息处理请求的信息处理设备(例如，主机计算机)或一系列信息处理设备。如本文类似使用的，对等节点有时可以作为移动设备，且在其他时间作为服务器节点。在对等或覆盖网络中，可以将主动为其他联网设备以及其自身路由数据的节点称为超级节点(supernode)。

如本文所使用的，接入节点指代向移动设备提供对通信环境的接入的节点。接入节点的示例包括：蜂窝网络基站和无线宽带(例如，WiFi、WiMAX等)AN，它们提供对应的小区和WLAN覆盖区域。如本文所使用的，宏小区一般用于描述传统的蜂窝网络小区覆盖区域。这种宏小区通常在以下地方被发现：乡村区域中、沿着高速公路、或在较少人口的区域。如本文类似使用的，微小区指代具有比宏小区的覆盖区域更小的覆盖区域的蜂窝网络小区。这种微小区通常在密集人口都市区域中使用。类似地，如本文所使用的，微微小区指代比微小区的覆盖区域更小的蜂窝网络覆盖区域。微微小区的覆盖区域的示例可以是大型办公室、购物中心、或火车站。如本文所使用的，毫微微小区当前指代最小公共可接受的蜂窝网络覆盖区域。作为示例，毫微微小区的覆盖区域足够用于家庭或小型办公室。

一般而言，小于2公里的覆盖区域通常对应于微小区，200米或以下对应于微微小区，以及在10米级别上对应于毫微微小区。如本文类似使用的，将与和宏小区相关联的接入节点进行通信的移动设备称为“宏小区客户端”。类似地，将与和微小区、微微小区、或毫微微小区相关联的接入节点进行通信的移动设备分别称为“微小区客户端”、“微微小区客户端”、或“毫微微小区客户端”。

如本文所使用的，术语“制品”(或备选地“计算机程序产品”)意在包含可从任何计算机可读设备或介质中访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括(但不限于)：磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带等等)、光盘(例如，高密度盘(CD)或数字多功能盘(DVD))、智能卡、以及闪存设备(例如，卡、棒等)。

术语“示例性”在本文中用于表示用作示例、实例或说明。本文描述为“示例性”的任何方案或设计不一定被理解为相对于其他方案或设计是优选或有利的。本领域技术人员将认识到，可以在不脱离所公开的主题的范围、精神或意图的情况下对该配置进行很多修改。此外，可以使用标准编程和工程技术将所公开的主题实现为系统、方法、装置或制品，以产生用于控制计算机或基于处理器的设备来实现本文详细描述的各方案的软件、固件、硬件、或它们的任意组合。

图1示出了适于实现本文所示一个或多个实施例的系统100的示例。在各种实施例中，系统100包括处理器110(可以将其称作中央处理器单元(CPU)或数字信号处理器(DSP))、网络连接接口120、随机存取存储器(RAM)130、只读存储器(ROM)140、辅助存储器150、以及输入/输出(I/O)设备160。在一些实施例中，这些组件中的一些可以不存在，或可以将他们彼此或与图中未示出的其他组件以各种结合方式加以结合。这些组件可以位于单一物理实体中，或位于多于一个物理实体中。可以由处理器110单独或由处理器110与图1中示出或未示出的一个或多个组件一起来进行本文中描述为由处理器110所采取的任何行动。

处理器110执行其可以从网络连接接口120、RAM130、或ROM140访问的指令、代码、计算机程序或脚本。尽管仅示出一个处理器110，可以存在多个处理器。因此，尽管可以将指令讨论为由处理器110执行，也可以由实现为一个或多个CPU芯片的一个或多个处理器110同时地、串行地、或以其他方式执行指令。

在各种实施例中，网络连接接口120可以采用以下形式：调制解调器、调制解调器组、以太网设备、通用串行总线(USB)接口设备、串行接口、令牌网设备、光纤分布式数据接口(FDDI)设备、无线局域网(WLAN)设备、无线电收发信机设备，比如码分多址(CDMA)设备、全球移动通信系统(GSM)无线电收发信机设备、长期演进(LTE)无线电收发信机设备、微波接入的全球可互操作性(WiMAX)设备、和/或其它用于连接到网络的公知接口，包括个域网(PAN)，例如Bluetooth。这些网络连接接口120可以使得处理器110能够与以下网络进行通信：互联网或者一个或者多个电信网络或用于处理器110接收信息或处理器110输出信息的其他网络。

网络连接接口120还能够以电磁波(比如射频信号或微波频率信号)的形式无线发送或接收数据。由网络连接接口120发送或接收的信息可以包括已由处理器110处理的数据，或要由处理器110执行的指令。可以根据用于处理或产生数据或发送或接收数据所需要的不同顺序对该数据排序。

在各种实施例中，RAM130可以用于存储易失性数据并且存储由处理器110执行的指令。图1所示的ROM140可以类似地用于存储指令以及存储在指令执行期间读取的数据。辅助存储器150一般包括一个或者多个盘驱动器或者带驱动器，并且可以用于数据的非易失性存储，或如果RAM130不够大到足以容纳所有工作数据时，辅助存储器150还可以用作溢出数据存储设备。辅助存储器150可以类似地用于存储程序，当选择执行该程序时将该程序加载至RAM130。I/O设备160可以包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、投影仪、电视、触摸屏显示器、键盘、键区、开关、拨号盘、鼠标、轨迹球、语音识别器、读卡器、纸带读取器、打印机、视频监视器、或者其它公知的输入/输出设备。

图2示出了包括在本发明的实施例中实现的移动设备的实施例在内的支持无线的通信环境。尽管图示为移动电话，移动设备202可以采用包括以下各项在内的各种形式：无线手机、寻呼机、智能电话、或个人数字助理(PDA)。在各种实施例中，移动设备202还可以包括：便携式计算机、平板计算机、膝上型计算机、或用于执行数据通信操作的任何计算设备。很多合适的设备将一些或全部这些功能合并在一起。在一些实施例中，移动设备202不是通用计算设备，例如：便携式计算机、膝上型计算机、或平板计算机，而是专用通信设备，例如安装在交通工具中的电信设备。移动设备202可以类似地是具有类似能力但非便携的设备、包括这种设备、或被包括在这种设备内，例如台式计算机、机顶盒、或网络节点。在这些和其他实施例中，移动设备202可以支持特殊化活动，例如游戏、库存控制、作业控制、任务管理功能等等。

在各种实施例中，移动设备202包括显示器204。在这些和其他实施例中，移动设备202可以类似地包括触敏表面、键盘或一般用于供用户输入之用的其他输入键206。输入键206可以类似地是完全或者精简字母数字键盘(比如QWERTY、Dvorak、AZERTY、以及顺序类型)或者具有与电话键区相关联的字母的传统数字键区。输入键206可以类似地包括滚轮、退出或者换码键、轨迹球、以及可以向内按动以提供其它输入功能的其它导航或者功能键。移动设备202可以类似地呈现供用户选择的选项、供用户致动的控制、和供用户定向的光标或者其它指示器。

移动设备202还可以接受来自用户的数据输入，包括拨打的号码或者用于配置移动设备202的操作的各种参数值。响应于用户命令，移动设备202还可以执行一个或者多个软件或者固件应用。这些应用可以将移动设备202配置为响应于用户交互以执行各种定制功能。此外，可以从例如无线网络接入节点“A”210至“n”216(例如，基站)、服务器节点224(例如，主机计算机)、或对等移动设备202通过空中技术(over-the-air)对移动设备202进行编程或配置。

可由移动设备202执行的各种应用中有web浏览器，其使得显示器204可以显示网页。可以通过与无线网络220的无线连接从服务器节点224获得网页。如本文所使用的，无线网络220大体指代在其两个节点之间使用至少一个无线连接的任何网络。可以类似地通过去往无线网络220或任何其他支持无线的通信网络或系统的连接，从对等移动设备202或其他系统获得各种应用。

在各种实施例中，无线网络220包括多个无线子网(例如，具有对应覆盖区域的小区)“A”212至“n”218。如本文所使用的，无线子网“A”212至“n”218可以以各种方式包括移动无线接入网或固定无线接入网。在这些和其他实施例中，移动设备202发送和接收通信信号，它们分别通过无线网络天线“A”208至“n”214(例如，小区塔)与无线网络节点“A”210至“n”216进行通信。进而，无线网络接入节点“A”210至“n”216使用通信信号来建立与移动设备202的无线通信会话。如本文所使用的，网络接入节点“A”210至“n”216大体指代无线网络的任何接入节点。如图2所示，无线网络接入节点“A”210至“n”216分别耦合到无线子网“A”212至“n”218，无线子网“A”212至“n”218进而连接到无线网络220。

在各种实施例中，无线网络220耦合到物理网络222(比如互联网)。经由无线网络220和物理网络222，移动设备202具有对各种主机(比如服务器节点224)上的信息的访问权限。在这些和其他实施例中，服务器节点224可以提供可以在显示器204上展示的内容或由移动设备处理器110用于其操作的内容。备选地，移动设备202可以通过担当中间设备的对等移动设备202，以中继类型或跳类型的连接来访问无线网络220。作为另一备选，移动设备202可以被拴系(tether)并从连接到无线网络212的关联设备获得其数据。本领域技术人员将认识到：很多这种实施例是可能的且前述实施例不意在限制本公开的精神、范围或意图。

图3示出了根据本发明的实施例的使用数字信号处理器(DSP)来实现的示例性移动设备的框图。尽管示出了移动设备202的各种组件，移动设备202的各个实施例可以包括已列出的组件的子集和/或未列出的附加组件的子集。如图3所示，移动设备202包括DSP302以及存储器304。如图所示，移动设备202还可以包括天线和前端单元306、射频(RF)收发信机308、模拟基带处理单元310、麦克风312、听筒扬声器314、头戴式耳机端口316、总线318(例如，系统总线或输入/输出(I/O)接口总线)、可拆卸式存储器卡320、通用串行总线(USB)端口322、短距离无线通信子系统324、警报326、键区328、液晶显示器(LCD)330(其可以包括触敏表面)、LCD控制器332、电荷耦合器件(CCD)相机334、相机控制器336、以及全球定位系统(GPS)传感器338、以及可操作地耦合至电源存储单元(例如，电池342)的电源管理模块340。在各实施例中，移动设备202可以包括不提供触敏屏幕的另一种显示器。在一个实施例中，DSP302与存储器304直接通信，而不需要经过输入/输出接口318。

在各实施例中，DSP302或者某种其它形式的控制器或者中央处理单元(CPU)根据存储器304中或DSP302本身中包含的存储器中存储的嵌入式软件或者固件来控制移动设备202的各种组件。除了嵌入式软件或者固件之外，DSP302还可以执行在存储器304中存储的其它应用或者经由信息载体介质(比如便携式数据存储介质，类似于可拆卸式存储器卡320)可用或者经由有线或者无线网络通信可用的其它应用。应用软件可以包括配置DSP302以提供所需功能的机器可读指令的编译集合，或者应用软件可以是由解释器或者编译器处理以间接配置DSP302的高级软件指令。

可以提供天线和前端单元306以在无线信号与电信号之间转换，使得移动设备202能够从蜂窝网络或者某个其它可用无线通信网络或者对等移动设备202发送和接收信息。在一实施例中，天线和前端单元106可以包括多根天线以支持波束成形和/或多输入多输出(MIMO)操作。如本领域技术人员已知的，MIMO操作可以提供空间分集，空间分集用于克服困难的信道条件或增大信道吞吐量。类似地，天线和前端单元306可以包括天线调谐或阻抗匹配组件、RF功率放大器、或低噪声放大器。

在各实施例中，RF收发信机308提供频移，将接收的RF信号转换为基带并且将基带发送信号转换为RF。在一些描述中，可以将无线电收发信机或RF收发信机理解为包括其他信号处理功能，比如调制/解调、编码/解码、交织/解交织、扩频/解扩、快速傅立叶反变换(IFFT)/快速傅立叶变换(FFT)、循环前缀添加/移除、以及其他信号处理功能。为了清楚起见，本描述此处将对该信号处理的描述与RF和/或无线电级加以分离，并在概念上将该信号处理分配给模拟基带处理单元310和/或DSP302或其他中央处理单元。在一些实施例中，可以将RF收发信机108、天线和前端306的部分、以及模拟基带处理单元310结合在一个或多个处理单元和/或专用集成电路(ASIC)中。

模拟基带处理单元310可以提供对输入和输出的各种模拟处理，例如对来自麦克风312和头戴式耳机316的输入的模拟处理以及对到达听筒314和头戴式耳机316的输出的模拟处理。为此，模拟基带处理单元310可以具有用于连接至内置麦克风312和听筒扬声器314的端口，其使得可以将移动设备202作为蜂窝电话使用。模拟基带处理单元310还可以包括用于连接到头戴式耳机或者其它免提麦克风和扬声器配置的端口。模拟基带处理单元310可以在一个信号方向上提供数模转换，并在相反的信号方向上提供模数转换。在各实施例中，可以由数字处理组件，例如DSP302或其他中央处理单元，来提供模拟基带处理单元310的至少一些功能。

DSP302可以执行调制/解调、编码/解码、交织/解交织、扩频/解扩、快速傅立叶反变换(IFFT)/快速傅立叶变换(FFT)、循环前缀添加/移除、以及与无线通信相关联的其他信号处理功能。在实施例中，例如在码分多址接入(CDMA)技术应用中，对于发射机功能，DSP302可以执行调制、编码、交织和扩频，以及对于接收机功能，DSP302可以执行解扩、解交织、解码和解调。在另一实施例中，例如在正交频分复用接入(OFDMA)技术应用中，对于发射机功能，DSP302可以执行调制、编码、交织、快速傅立叶反变换、以及循环前缀添加，对于接收机功能，DSP302可以执行循环前缀移除、快速傅立叶变换、解交织、解码、以及解调。在其他无线技术应用中，可以由DSP302执行其他信号处理功能和信号处理功能的组合。

DSP302可以经由模拟基带处理单元310与无线网络通信。在一些实施例中，该通信可以提供互联网连接，使得用户可以获得对互联网上的内容的接入并且可以发送和接收电子邮件或文本信息。输入/输出接口318将DSP302与各种存储器和接口互连。存储器304和可拆卸式存储器卡320可以提供软件和数据以配置DSP302的操作。这些接口中可以有USB接口322以及短距离无线通信子系统324。USB接口322可以用于向移动设备202充电并且还可以使得移动设备202能够作为外围设备与个人计算机或者其它计算机系统交换信息。短距离无线通信子系统324可以包括红外端口、Bluetooth接口、符合IEEE802.11的无线接口、或者任何其它短距离无线通信子系统，其可以使得移动设备202可以无线地与其它附近的移动设备和接入节点进行通信。

输入/输出接口318还可以将DSP302与警报326相连，当触发警报326时，警报326引起移动设备202通过例如振铃、播放旋律、或者震动向用户提供通知。警报326可以作为用于通过沉默震动或者通过播放预先分配给特定主叫方的特定旋律，向用户告警任意的各种事件(比如呼入呼叫、新的文本消息、以及约会提醒)的机制。

键区328经由I/O接口318与DSP302相连以向用户提供进行选择、输入信息以及以其他方式提供对移动设备202的输入的一个机制。键盘328可以是完全或精简字母数字键盘(比如QWERTY、Dvorak、AZERTY以及顺序类型的)或者具有与电话键区相关联的字母的传统数字键区。输入键可以类似地包括滚轮、退出或者换码键、轨迹球、以及可以向内按动以提供其它输入功能的其它导航或者功能键。另一输入机制可以是LCD330，其可以包括触摸屏能力并且还向用户显示文本和/或图形。LCD控制器332将DSP302与LCD330相连。

CCD相机334(如果配备)使得移动设备202可以拍摄数字图片。DSP302经由相机控制器336与CCD相机334通信。在另一实施例中，可以使用根据除了电荷耦合器件相机之外的技术来工作的相机。GPS传感器338与DSP302相连以对全球定位系统信号或其他导航信号进行解码，从而使得移动设备202能够确定其位置。还可以包括各种其它外围设备以提供附加功能，例如无线电和电视接收。

本领域技术人员认识到，将来自蜂窝网络的移动数据业务卸载到备选接入网不仅有助于减轻针对许可频谱的使用负载，还类似地减轻了升级无线电接入和回程网络基础设施的成本。用于卸载的备选接入网技术包括基于能够提供高吞吐量的IEEE802.1x标准的无线保真(WiFi)(例如，在802.11n的情况下数百Mbps)。此外，WiFi是节约成本的，其具有广泛部署的基础设施，并在移动设备中被广泛支持。此外，当今的用户在他们使用其移动设备的大多数时间上通常处于Wi-Fi覆盖区域内。将WiFi用于卸载来自蜂窝网络的移动数据业务的一个当前示例是第三代合作伙伴计划(3GPP)。

3GPP已定义了用于将业务从蜂窝卸载到Wi-Fi的各种机制，包括接入网发现和选择功能(ANDSF)、IP流移动性(IFOM)、以及多址接入PDN连接性(MAPCON)。更具体地，ANDSF是由网络运营商管理的向移动设备发送数据以提供本地可用接入网的列表的网络实体。该列表还包括以下信息：例如接入技术类型，例如其是否是无线局域网(WLAN)、微波接入的全球可互操作性(WiMAX)等等。该列表类似地提供了无线电接入网标识符(例如WLAN的服务集标识符(SSID))和其他技术特定信息。例如，可以提供一个或多个载频及与其关联的有效性条件。这种有效性条件可以包括指示所提供的接入网发现信息何时有效的条件或其对应位置。ANDSF类似地传输运营商的规则和偏好，以决定何时允许或约束系统间的移动性，并且选择应当用于接入演进分组核心(EPC)的最优选的接入技术类型或接入网。类似地，IFOM使得针对每个IP流来进行无缝卸载成为可能。对于每个分组数据网(PDN)连接，移动设备可以通过一个接入来路由一些IP流，且在不同接入上路由其他流。同样地(in concert)，MAPCON通过在接入之间移动一个或多个PDN连接，使得针对每个PDN连接进行无缝卸载成为可能。

为了完全实现卸载的优势，移动设备要么应当在通信会话期间当更优化的接入方法变得可用时切换(即，“handoff”)到该更优化的接入方法，要么应当备选地在发起新会话时选择可用的最优化的接入方法(即“空闲移动性”)。更先进的方案涉及对多种接入技术和方法的同时使用，以实现在接入之间更加无缝的转移，增加吞吐量，并通过路径分集来提升性能度量。应当认识到，除了仅吞吐量之外，该性能度量可以基于其他考虑因素。例如，附加考虑因素可以包括：延迟、功耗等等。

然而，3GPP并未规定针对移动设备实现蜂窝和Wi-Fi之间的无缝异构或垂直切换所需要的所有步骤。更具体地，在现有3GPP规范中的无线电接入技术(RAT)间切换并未覆盖RAT是IEEE802.11的Wi-Fi变型的情况。一般而言，针对Wi-Fi AN的切换涉及执行多个步骤，每个步骤对切换延迟做出了贡献。可以按不同顺序执行或组合执行的这些步骤均适用于蜂窝至Wi-Fi以及Wi-Fi至Wi-Fi切换，并包括：

1、确定不再可接受针对该接入方法的无线电连接。如果通过卸载来推动切换，则可以省略该步骤。

2、确定什么备选接入方法或小区可用于切换。

3、确定该备选接入方法或小区是否将提供比当前接入方法更好的连接。例如，如果吞吐量是用于确定优化度的标准，则确定备选接入方法是否将为当前运行的应用提供了充足的吞吐量。

4、从可作为切换目标的那些备选接入方法中选择一个备选接入方法。

5、在新的接入方法上建立连接，其可以包括认证、授权、无线电和网络资源预留、新移动性隧道的建立、安全建立等等。

本领域技术人员将认识到：在当前接入方法是3GPP时，ANDSF可以有助于加速步骤2和4。类似地，在当前接入方法是Wi-Fi时，IEEE已定义了802.11u来加速步骤2和4。然而，ANDSF在3GPP下是可选的，且当前不预期802.11u将被系统性地实现，特别是对于未管理的Wi-Fi接入，例如家庭Wi-Fi。此外，3GPP并未针对从蜂窝到Wi-Fi的切换来规定步骤3、4和5。

此外，本领域技术人员将类似地认识到：关于步骤3、4和5，已发现了其他问题。例如，在步骤3和4中，移动设备通常测量接收信号强度(RSS)，并将其用作判定准则。然而，RSS不是作为对于应用重要的性能度量(例如，吞吐量、延迟、耗损率等等)的可靠准则，其通常还取决于其他因素。这些因素包括：AN及其支持回程网络上的干扰电平和业务负载。因此，移动设备可能执行了用于建立与AN的连接所必须的所有步骤，才发现其不能提供所需性能。类似地，步骤5通常涉及若干步骤，其中每个步骤可以变化且类似地具有可变的关联延迟。

已知各种方案用于处理上述问题。一个这种方案包括：让移动设备根据其过去的经验来学习，以优化其判定。例如，如果设备过去一贯体验到AN“A”的性能比AN“B”的性能更好，则移动设备将倾向于选择AN“A”。另一已知方案是让移动设备预测其为了加速切换过程所需要采取的动作。例如，移动设备可以估计其轨迹和速度，并预测其在“X”秒后的将来位置“Y”。在该方案中，设备根据其过去的经验和由ANDSF提供的数据了解到AN“Z”在位置“Y”处可用，此外还了解到：AN“Z”一贯提供可接受的性能。基于该信息，移动设备可以在建立与AN“Z”的连接的时间之前就开始步骤3。

又一方案基于在移动设备之间的协作。在该方案中，移动设备发现什么接入选项可用，确定它们是否将为应用提供充足的性能，然后选择最佳的一个接入选项。为了这么做，移动设备向其他移动设备查询各种信息，例如AN的接收信号强度(RSS)，然后将其用作判定准则。对共享信息进行组播。然而，在空闲移动性的情况下，切换过程的步骤1不适用。然而移动设备依然需要确定什么接入方法可用，它们是否将为应用提供充足的性能，然后选择最佳的一个接入方案。因此，需要处理与切换过程的步骤2、3和4中相同的问题。

在各种实施例中，对多个移动设备的总体过去经验进行分析，以为了更优化的性能来调整各个单独设备的将来行为。在这些实施例中，每个移动设备向协作服务器发送各种报告，该协作服务器处理该信息。进而，协作服务器向移动设备分发回经处理的信息。然后每个移动设备可以将经处理的信息与其自己的过去经验相结合，以优化切换/空闲移动性判定，并加速切换执行。将认识到，术语“服务器”不一定暗示着集中式物理实体，而可以用各种方式来实现协作服务器。

本领域技术人员将认识到，移动设备一般不知道其精确的地理位置，除非其配备有全球定位系统(GPS)接收机且正在接收强的直接路径卫星信号，例如在开放的户外区域。因此，如本文所使用的，将能够以一定准确度来确定其物理位置的移动设备称为“知道位置的设备”。

然而，即使移动设备的地理位置未知，其依然可以报告其信号环境调查，并基于其接收到的无线电信号的特定特性，从协作服务器检索经处理的信息。一般而言，如本文所使用的，可以通过使用一设备来获得信号环境调查或“无线电签名”，该设备用于获得与获得任何类型通信信号数据相关的数据，该任何类型的通信信号数据可以通过监听无线电环境来收集。例如，在由蜂窝系统覆盖并由WLAN部分覆盖的地理区域中，不同位置将接收到来自范围内的每个蜂窝基站或WLAN AN的无线电信号的不同组合。这些接收信号特性的组合表示了在特定位置处的无线电签名。因此，构成签名的无线电属性可以包括无线电特性，例如接收信号强度、无线电移动设备发送定时调整、到达角度、多径延迟分布和其他。更一般地，无线电属性可以类似地包括标识由接入节点实现的技术的技术ID(例如，HSPA、LTE、802.11g、802.11n等等)。这种无线电签名的示例是AN ID“1”、AN ID“2”、和AN ID“3”的元组及其对应的无线属性，其中，AN ID“x”是AN的标识符，其在各种实施例中可以是蜂窝基站、WLAN AN、或如本文更详细描述的某个其他技术的AN。

一般而言，不同的地理位置将产生在服务区域内的不同无线电签名。然而，存在着不同位置可以产生非常类似的无线电签名的微小可能，特别是当在移动设备的范围内存在少量基站和AN时。

在各种实施例中，各移动设备可以收集与观察到的各个AN的性能相关的信息，可以将其以报告的形式提供给协作服务器。报告一般包含环境识别数据(EID)以及与在设备处于由EID所标识的环境中时该设备观察到的AN可用性和性能相关的数据。

各种类型的EID是可能的。例如，一种类型的EID(类型A)可以是设备的位置以及与设备能够检测到的每个AN相对应的身份信息。另一类型的EID(类型B)可以是由设备测量到的无线电签名。另一可能类型EID(类型C)是联合位置和无线电签名(即设备的位置和当设备处于该位置时该设备测量到的无线电签名)以及与设备能够检测到的每个AN相对应的信息。类型A、类型B和类型C报告是分别包含类型A、类型B和类型C EID的报告。知道位置的设备可以发送这三种类型报告中的任意报告。不知道位置的设备仅发送类型B报告。

与设备观察到的性能相关的数据的示例包括：

R-2：来自位置“L”中的AN“X”的接收信号强度的直方图，用于知道位置的设备。在各种实施例中，直方图绘出了“出现频率”对“给定信号强度范围”。

R-3：如果设备是知道位置的，R-3将包含针对给定位置“L”的观察到的AN“X”的性能的直方图。备选地，或如果设备不知道位置，则R-3将包含针对给定无线电签名“U_L”观察到的AN“X”的性能的直方图。在任一情况下，当AN“X”信号强度是“S_L”且芯片组“C”用于连接到AN“X”时，R-3报告中包括的信息是针对时间“T”的。在各种实施例中，观察到的性能可以涉及吞吐量、延迟、耗损率、功耗等等。

R-4：AN“X”使用的认证方案(如果有的话)和子网信息。

R-5：观察到的用于建立与AN“X”的连接的时延的直方图。

R-6：使用如本文更详细描述的自适应行为来实现的性能。

设备可以向服务器发送无线电签名信息，以获得与可用接入节点相关的经处理的信息。在该实施例中，如下面更详细讨论的，无线电签名信息用作服务器的“键”，以获得在数据库中存储的经处理的信息。

在这些实施例中，报告不一定必须实时发送。取而代之地，可以在移动设备中存储它们，并在条件有利的时候向协作服务器发送。例如，可以在存在高带宽或高电池电平时发送它们，或备选地，在设备连接到电源时发送它们。

图4a是协作服务器400的说明图，协作服务器400用于接收报告输入数据并生成经处理的信息，以供通信设备使用。协作服务器在步骤402中处理报告，并在步骤404中在经处理的信息数据库中存储经处理的信息。

在各种实施例中，经处理的信息可以包括以下：

-对于给定地理区域或无线电签名，哪些AN可用以及它们的技术类型和身份。

-对于每个AN，诸如下述之类的属性：

AN-1：SSID和认证方案、子网信息

AN-2：用于连接建立的时延统计分布，其可以使用对于一天中的时间和一周中的星期几特定的分布来改善

AN-3：针对给定接收信号强度(RSS)、针对给定位置“L”和给定芯片组“C”，观察到的性能分布。观察到的性能可以是吞吐量、功耗等，其中任何或全部可以依赖于一天中的时间或一周中的星期几，其还可以使用关联分布来改善

AN-4：针对给定芯片组“C”，取决于位置“L”的接收信号强度的统计分布

AN-5：业务负载的统计分布，其可以使用对于一天中的时间和一周中的星期几特定的分布来改善。类似地，负载可以基于由设备进行的往返时间测量。

AN-6：针对给定签名、针对给定芯片组“C”，观察到的性能的分布，其可以使用对于一天中的时间和一周中的星期几特定的分布来改善

BEST-R-6：设备的R-6报告的整合视图，根据该整合视图，协作服务器可以确定哪些自适应行为效果最好，并将它们传输回设备

-非AN特定信息，包括：

-针对给定接收信号强度、给定芯片组(这是跨地理区域来整合的AN-3)，观察到的性能的分布

-设备的自适应行为及其导致的性能的整合视图(这是跨地理区域来整合的BEST-R-6)

图5是根据本发明的实施例实现的AN属性“AN-4”的简化图解说明图。在该实施例中，针对给定位置L和预定芯片组C，将“AN-4”的概率分布502对照AN的接收信号强度(RSS)504绘出。如图5所示，

表示最小RSS504，且在“AN-4”分布曲线500下的阴影区域表示RSS置信水平RSS_Conf508。

图6是根据本发明的实施例实现的AN属性“AN-3”的简化图解说明图。在该实施例中，针对给定接收信号强度(RSS)范围(例如，RSS_x，RSS_y)和预定芯片组C，将“AN-3”的概率分布602对照吞吐量604绘出。如图6所示，MRT606表示最小所需吞吐量，且将“AN-3”分布曲线600下的阴影区域与吞吐量置信水平Tpt_Conf608比较，如本文更详细描述的。在各种实施例中，使用对于一天中的时间和一周中的星期几特定的分布对针对预定RSS、预定位置“L”、以及预定芯片组“C”的性能的分布进行改善。

再次参见图4b～e，在本文公开的一些实施例中，协作服务器400用于从消费设备接收键，且响应于该键，还用于提供与该键相关的经处理的信息。在一些实施例中，键是EID，如上文所述。

在一个实施例中，如图4b所示，可以在步骤406中将来自知道位置的设备的位置信息用作键，以直接访问来自经处理信息数据库的经处理的信息。

在其他实施例中，键可以是无线电签名，如图4c～d所示。在图4c所示的实施例中，使用无线电签名匹配模块在步骤410中处理无线电签名键，以生成前“N”个匹配签名的列表。在步骤412中，使用前“N”个匹配无线电签名来访问经处理信息数据库404，以检索与前“N”个相关匹配签名相关的项目。然后可以将该信息提供给一个或多个移动设备。

在另一实施例中，如图4d所示，无线电签名键数据用于在步骤413中使用位置估计器来执行位置估计。然后可以将在步骤413中由位置估计器生成的位置信息在步骤415中用作键，以从经处理信息数据库检索经处理的信息。

在另一实施例中，处理类型C报告中的信息，即联合位置信息和无线电签名信息，以有助于将位置与无线电签名相关。这种相关可以由位置估计器来用于生成可以用作键的位置信息，该键用于从数据库404中检索经处理的信息。

在另一实施例中，当键是无线电签名时，可以联合使用图4c～d中公开的过程，且可以将作为这些选项的结果的两组经处理的信息项目结合为向消费设备提供的单组经处理的信息项目。

如本文上面所述，类型A、B和C报告中每一种可以包括针对它们能够检测的AN的观察到的通信性能数据。该信息可以由协作服务器400用于更新在数据库中包含的信息。

图4e是用于使用防作服务器400来导出用于不知道位置的设备的位置信息，使得可以使用该位置信息来访问基于位置的信息外部数据库414(例如，接入网发现和选择功能(ANDSF)服务器)的处理流程的说明图。相同的流程可以在设备了解其位置时使用，但是并未达到访问外部数据库所要求的准确度。在该情况下，协作服务器可以有助于将设备的位置信息的准确性提高到可以使用外部数据库的程度。在一个实施例中，不知道位置的设备向协作服务器400提供无线电签名信息作为键，如处理流程420所示。协作服务器400中的位置估计器处理该无线电签名信息，以生成向不知道位置的通信设备416发送的位置信息，如处理流程422所示。不知道位置的通信设备416然后向基于位置的数据服务器414发送位置键信息，如处理流程424所示。基于位置的数据服务器414使用该位置键信息来生成向不知道位置的通信设备发送的与该位置相关的信息(例如，AN和关联AN属性的列表)，如处理流程426所示。在另一实施例中，协作服务器400使用无线电签名信息来生成向基于位置的数据服务器414发送的位置信息，如处理步骤428所示。基于位置的数据服务器414使用该位置信息来生成向协作服务器400发送的与该位置相关的基于位置的信息(例如，AN列表等等)，如处理步骤430所示。在该实施例中，然后协作服务器400直接向不知道位置的设备416发送基于位置的数据，如处理步骤431所示。

在一些实施例中，知道位置的通信设备418用于生成可以向基于位置的数据服务器414发送的位置键信息，如处理步骤432所示。基于位置的数据服务器414使用该位置键信息来生成向知道位置的通信设备416返回的AN列表，如处理步骤432所示。本领域技术人员将认识到：可以使用上面关于不知道位置的设备416来讨论的技术，以知道位置的模式来操作不知道位置的设备416。

移动设备利用从协作服务器400接收到的经处理的信息，以导出候选AN并优化切换判定和切换速度。在一些实施例中，根据预定策略(例如成本、网络运营商偏好等等)以及来自其他源的可能实时数据来导出候选AN。

在这些实施例中，估计针对每个候选AN可以实现的性能。对于知道位置的设备，估计的性能可以基于AN的实际接收信号强度和属性AN-3。对于不知道位置的设备，其可以基于匹配签名和属性AN-6。备选地，如果针对所有候选来测量信号强度的成本过高，则知道位置的设备可以使用属性AN-3和AN-4来进行估计。例如，移动设备可以执行图7所述的操作，以估计一个或多个可用AN的吞吐量性能。在各种实施例中，由于各种限制，例如时间可用性、处理能力、功率预留等等，移动设备可以不执行针对所有可用AN的估计，而仅执行针对子集的估计。还可以将这样获得的信息与策略考虑因素和从其他源获得的实时数据(例如，AN的当前拥塞水平)相结合，以选择最优候选。作为另一示例，当移动设备可以通过执行图8所述的操作来预测吞吐量性能将沿着其预测轨迹如何演进时。

类似地，当连接建立时延是应用的问题时，移动设备可以使用AN属性“AN-2”来估计用于建立与每个候选AN的连接的时延。基于给定应用的要求，移动设备可以类似地使用性能和连接建立时延估计、以及可能的策略考虑因素或从其他源获得的实时数据(例如，AN的当前拥塞水平)，以选择用于切换的候选AN。例如，如果应用要求更短的间断，但是容忍低的带宽，则时延考虑因素将获得更多权重。此外，当移动设备可以通过使用轨迹/位置预测以及当前AN的AN属性“AN-3”来预测其轨迹以及性能将如何演进时，其可以预测当前AN上的性能何时将过低且必须进行切换。因此，可以由移动设备在切换之前采取准备步骤来加速切换。

在各种实施例中，通过基于来自协作服务器的经处理的信息、ANDSF数据或这二者，来确定区域中的可用AN，以选择用于空闲移动性的最佳接入方法。然后根据该列表来导出候选AN。在这些实施例的特定实施例中，根据策略(例如，成本、网络运营商偏好等等)来导出候选AN。在这些实施例中，估计可以针对每个候选AN来实现的性能。对于知道位置的设备，估计出的性能可以基于AN的实际接收信号强度和属性AN-3。对于不知道位置的设备，其可以基于匹配签名和属性AN-6。备选地，如果针对所有候选来测量信号强度的成本过高，则知道位置的设备可以使用AN-3和AN-4来进行估计。然而，当设备空闲时，测量RSS不太可能是个问题。类似地，当移动设备能够预测其轨迹时，其可以预测吞吐量性能将如何演进。当连接建立时延是应用的问题时，移动设备可以类似地使用AN属性“AN-2”来估计用于建立与每个候选AN的连接的时延。基于给定应用的要求，移动设备可以类似地使用性能和连接建立时延估计以及可能的策略考虑因素或从其他源获得的实时数据，来选择候选AN。本领域技术人员将认识到，当移动设备工作在空闲移动性模式下时，前述内容类似地适用于识别潜在最佳性能的AN。

在各种实施例中，在多种接入使用的情况下，移动设备具有使用多种接入方法同时建立的连接，且可以基于每个分组来进行对使用给定接入方法的判定。在这些实施例中，设备可以使用来自协作服务器的信息，以估计给定接入方法的性能，然后确定其是否应当建立与该接入方法的连接。该信息可以类似地与策略考虑因素或从其他源获得的实时数据相结合。

移动设备可以类似地使用协作服务器提供的信息来调整其行为。例如，如果应用是相对容忍延迟的(例如，电子邮件)，且与当前AN的良好连接当前并不存在，但是预测出更好的连接，则设备可以决定推迟通信，直到设备处于更好AN的覆盖范围内。该设备可以决定其自身的自适应行为，或将其与协作服务器提供的BEST-R-6信息相结合。在特定实施例中，向协作服务器报告回在调整后行为下观察到的性能(R-6)，且该报告可以用于进一步改善策略，作为连续反馈循环的一部分。之后，在设备之间共享该策略。

在各种实施例中，可以基于给定无线电签名来检索经处理的信息。例如，为了基于来自设备的无线电签名“U”来检测经处理的信息，协作服务器将尝试将“U”与所有存储的签名的集合进行匹配，挑取前“N”个最佳匹配，检索经处理的信息，并将其向移动设备返回。本领域技术人员将认识到，存在用于确定测量到的无线电签名和之前存储报告的无线电签名之间的模式匹配的很多方式。一个这种方案是使用以下算法来匹配无线电签名，其基于与接收信号强度相关的距离函数。将类似地认识到，尽管该算法面向无线电签名的接收信号强度，可以将其扩展到其他无线参数，例如移动设备发送定时提前、到达角度延迟扩展特性、或其他参数。

在该算法中，位置L处的移动设备接收无线电签名U_L，无线电签名U_L包含来自蜂窝基站和WLAN AN的信号。令V为在协作服务器处的所有存储的报告的无线电签名的集合。类似地，令：

G为协作服务器所服务的地理区域

m为G中蜂窝基站的数目

n为G中WLAN AN的数目

U_L为在位置L处的设备接收到的无线电签名

S为以dB为单位的无线电签名U_L的RSS分量

S_Wi为S的第i个WLAN AN信号强度的RSS，其中，i＝1..n

S_Ci为S的第i个蜂窝基站信号强度的RSS，其中，i＝1..m

V为在协作服务器处的所有存储的签名的集合

R为以dB为单位的无线电签名集合V的RSS分量

R_j为在协作服务器处存储的集合R的第j个RSS无线电签名

R_jWi为R_j的第i个WLAN AN信号强度的RSS，其中，i＝1..n

R_jCi＝为R_j的第i个蜂窝基站信号强度的RSS，其中，i＝1..m

令D(S，R_j)为RSS签名S和R_j之间的距离函数，以及

其中：

r是用于调谐匹配算法性能的常数，且r＝2是在本算法中使用的典型值。

在本算法中，第一求和项给出了在两个签名之间的所有共同WLAN AN信号的S和R_j之间的差的(量值)^r。第二求和项给出了在两个签名之间的所有共同蜂窝基站信号的S和R_j之间的差的(量值)^r。常数c可以用于调谐蜂窝签名分量相对于WLAN签名分量的相对权重。

当将接收到的无线电签名S相对于存储的签名集合进行匹配时，协作服务器在存储的所有无线电签名R的集合上计算距离D(S，R_j)。如果以下成立，则协作服务器宣布匹配：

(D(S，R_j)/k^α＜T)且(k＞＝K)

其中：

k是构成公式(1)中的距离函数D(S，Rj)的非零分量(即，在签名之间的共同无线电信号)的数目

α是通常设置在1和1.5之间的参数，用于向具有较大数目的共同接收无线电信号的签名给出偏置，

T是平均误差的预设阈值，

K是在无线电签名之间的共同基站和AN信号的预设最小阈值数目，用于进行匹配。

K和T的示例可以是K＝2且T＝50(dB²)。本示例要求在S和R_j之间的至少两个共同的无线电信号，且在非零分量上的均方差必须小于50dB²，以匹配签名。一旦发现匹配的无线电签名，则协作服务器可以选择返回与前N个最佳匹配签名相关联的报告。将认识到，可能不想要或不可能让移动设备在无线电签名中包括所有可用AN。然而，本文更详细描述的本发明的各实施例不要求无线电签名包括所有可用AN。

图7是根据本发明的实施例的知道位置的设备所执行的用于针对给定位置和预定义芯片组来估计ANi的吞吐量的操作的流程图。在本实施例中，AN吞吐量估计选择操作开始于步骤702，之后在步骤704中设置接收信号强度的置信水平(RSS_Conf)和吞吐量的置信水平(Tpt_Conf)，令MRT为最小要求吞吐量，如本文更详细描述的。在步骤708中，使用AN曲线“AN-4”，如本文类似更详细描述的，以确定

使得的概率＝RSS_Conf。在步骤710中确定

所属的RSS范围(例如，

)，之后在步骤712中使用对应AN-3曲线来计算等于AN-3曲线下的阴影区域的估计出的吞吐量。

然后在步骤714中进行对AN_i的估计出的吞吐量≥Tpt_Conf的确定。如果否，则在步骤716中确定AN_i不是用于切换的有效候选目标。否则，在步骤718中将AN_i确定为用于切换的有效候选目标。一旦在步骤716或718中确定了AN_i作为候选切换目标的有效性，则在步骤718中结束AN吞吐量估计操作。

图8是根据本发明的实施例的知道位置的设备所执行的用于预测吞吐量性能将沿着其预测轨迹如何演进的操作的流程图。在本实施例中，吞吐量性能预估(projection)操作开始于步骤802，之后知道位置的设备在步骤804中基于其速度和轨迹来预测其将来位置。然后，在步骤806中，将多个位置L_X(例如，L₁、L₂、...)与相应多个时间间隔T_Y(例如，T1、Tt2、...)相关。然后在步骤808中，利用对应时间间隔T_Y来选择位置L_X。在步骤810中，使用AN曲线“AN-4”，如本文类似更详细描述的，以确定

使得

的概率＝RSS_Conf。在步骤812中确定

所属的RSS范围(例如，

)，之后在步骤814中使用对应AN-3曲线来计算等于AN-3曲线下的阴影区域的估计出的吞吐量。

然后在步骤816中进行是否利用对应时间间隔T_Y来选择另一位置L_X的确定。如果是，则过程继续，进行至步骤808。否则，移动设备在步骤818中使用作为在步骤810至814中执行的操作的结果的吞吐量值来预测吞吐量性能将沿着其预测轨迹如何演进。然后在步骤820中结束吞吐量性能预估操作。

将认识到，本发明对于如何在物理上实现协作服务器系统并未作出任何假设。例如，协作服务器系统可以是分布式、集中式等等。协作服务器系统可以类似地实现为物理实体的聚集，它们通过服务器内部接口和协议彼此交互。类似地，协作服务器系统可以与基于位置的数据服务器(例如，ANDSF)分离，但是其还可以通过增强基于位置的数据服务器系统来实现。因此，如本文所使用的，前述协作服务器系统被称为“服务器”。将类似地认识到，由于诸如可扩缩性、负载均衡、容错之类的要求，协作服务器可以包含物理实体的聚集，每个物理实体具有其自己的地址。类似地，移动设备必须选择或发现与哪个实体交互。因此，可以用各种方式来确定协作服务器的地址：静态配置、动态发现(DNS、DHCP)等等。具体地，如果协作服务器是增强ANDSF，则ANDSF发现机制适用。

本领域技术人员将认识到，存在可以对各移动设备和协作服务器之间的交互产生影响的三种类型事件：设备对数据的收集、设备向协作服务器报告数据、以及对经处理的信息的后续分发。关于数据的收集，触发可以是静态配置的、从协作服务器动态下载的、或这二者。类似地，还可以使用用于从网络向设备下载信息的基于位置的数据服务器机制。在各实施例中，当设备观察到的数据显著不同于由协作服务器提供的经处理的信息时，可以触发数据收集。例如，设备看到不在来自协作服务器的列表上的AN。在斜坡上升(ramp up)阶段，经处理的信息将实质上是空白的，且因此在经处理的信息和观察到的数据之间存在显著的差异，这将触发数据收集。

关于数据的报告，移动设备不一定要实时报告收集到的数据。取而代之地，且可以推迟报告，直到条件有利，例如当其电池处于良好电平时，对充足带宽的访问可用时等等。类似地，对报告的触发可以是静态配置的、从协作服务器动态下载的、或这二者。备选地，还可以使用用于从网络向设备下载信息的基于位置的数据服务器机制。关于对经处理的信息的分发，设备可以用推送模式或拉取模式获得经处理的信息。拉取模式由设备发起，且触发可以类似地是静态配置的或从协作服务器动态下载的。如果移动设备知道位置，其具有用于提供要作为检索经处理的信息的索引键来使用的位置信息或无线电签名的选项。移动设备可以类似地预期其将来位置并提前检索与这些将来位置相对应的经处理的信息。还可以使用用于从网络向设备下载信息的基于位置的数据服务器机制。推送模式由协作服务器在一些网络触发时发起。

将认识到，在设备和协作服务器之间的通信必须是安全的，以提供相互认证、加密和完整性保护。可以使用一般的安全方案，例如IPSec。如果协作服务器是增强ANDSF，则ANDSF安全性适用。

考虑到前述内容，本领域技术人员将认识到：本发明提供了各种优点。例如，当前的ANDSF数据库要求运营商的管理，且其必须随着添加和移除AN来持续更新。此外，ANDSF数据库将不包括运营商不知道的Wi-Fi AN。相对地，在本发明的各实施例中，协作服务器数据库使用移动设备的报告来自动更新。因此，减轻或完全消除了对手动更新数据库的需求，且数据库包括所有检测到的AN，而不仅仅是运营商已知的那些。此外，协作服务器可以结合ANDSF来使用，且经处理的报告可以用于更新ANDSF。此外，可以用与运营商无关的方式来使用该方案，作为覆盖，或可以作为ANDSF的扩展来实现。此外，在各实施例中描述的无线电签名匹配的实现允许本发明即使在移动设备不能确定其位置时也能工作(例如，设备未配备GPS或在室内时)。

本领域技术人员将类似地认识到：特定的当前方案还依赖于过去的设备经验来优化将来的行为。然而，在这种方案中，在设备之间不存在协作和信息共享。取而代之地，每个设备仅具有对其自身经验的访问权。相对地，如根据本发明的各实施例来实现的，在设备之间共享信息提供了更多的采样点，且因此提供了更鲁棒、统计上更可靠且完整的数据集合。具体地，漫游到新区域内的移动设备可以受益于之前已访问过该区域的其他设备的经验。一个已知方案提出了在设备之间的协作方法，但是交换的信息是实时进行的。然而，与本发明不同的是，不交换从设备收集到的随时间积累的知识。此外，由于在设备之间直接交换信息，该方案引入了隐私问题。相对地，在本发明的各实施例中，由协作服务器发送的整合信息没有隐私问题。此外，本发明不要求移动设备向协作服务器实时发送其报告。取而代之地，可以在条件有利的时候发送报告，例如当带宽便宜或充足时，或者设备的电池电平高时。

尽管本文公开的所述示例性实施例是参考将移动数据业务卸载到备选接入网来描述的，本发明不一定受限于示出了本发明的创造性方面的示例实施例，这些创造性方面适用于广泛的认证机制。从而，上面公开的特定实施例仅是说明性的，且不应被视为对本发明的限制，因为对于已获得了本文教益的本领域技术人员来说显而易见的是，可以以不同但等价的方式来修改和实现本发明。因此，前述描述不意在将本发明限制为所阐述的具体形式，而是相反，意在覆盖可以在本发明的由所附权利要求限定的精神和范围内包括的这种备选、修改和等价物，使得本领域技术人员将理解：它们可以在不脱离本发明的最宽泛形式的精神和范围的情况下进行各种改变、替换和变更。

Claims (17)

1.一种通信设备，包括处理逻辑，所述处理逻辑被配置为：

生成与所述通信设备的位置相对应的通信环境识别数据的集合；

生成与所述通信设备的位置相对应的观察到的通信性能数据的集合；以及

向服务器发送所述通信环境识别数据的集合和所述观察到的通信性能数据的集合。

2.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述通信环境识别数据的集合包括：与所述通信设备的地理位置相对应的位置数据、以及与所述设备观察到的接入节点相对应的识别信息。

3.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述通信环境识别数据的集合包括无线电签名数据。

4.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述通信环境识别数据的集合包括：与所述通信设备的地理位置相对应的位置数据和无线电签名数据、以及与所述设备观察到的接入节点相对应的识别数据。

5.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述观察到的通信性能数据的集合包括以下集合中的至少一项：

由知道位置的设备观察到的接入节点的接收信号强度的直方图；

由知道位置的设备观察到的接入节点的性能的直方图；

由不知道位置的设备观察到的与无线电签名相对应的接入节点的性能的直方图；

由接入节点使用的认证方案或子网信息；

针对通往接入节点的连接所观察到的时延的直方图；或者

使用自适应行为实现的与接入节点的通信的性能。

6.一种通信设备，包括处理逻辑，所述处理逻辑被配置为：

生成与所述通信设备的位置相对应的通信环境识别数据的集合；

向服务器发送所述通信环境识别数据的集合，作为键，以及响应于此，从所述服务器接收与所述键相关的经处理的信息项目的集合；以及

使用所述经处理的信息项目以及诸如策略和实时数据之类的其他信息来选择接入节点。

7.根据权利要求6所述的通信设备，其中，所述通信环境识别数据的集合包括与所述通信设备的地理位置相对应的位置键数据。

8.根据权利要求6所述的通信设备，其中，所述通信环境识别数据的集合包括无线电签名键数据。

9.根据权利要求6所述的通信设备，其中，所述处理逻辑还被配置为：使用所述经处理的信息，结合诸如策略和实时数据之类的其他信息，来选择要切换到的接入节点。

10.根据权利要求6所述的通信设备，其中，所述处理逻辑还被配置为：使用所述经处理的信息，结合诸如策略和实时数据之类的其他信息，来选择在空闲移动性期间的接入节点。

11.根据权利要求6所述的通信设备，其中，所述处理逻辑还被配置为：使用所述经处理的信息，结合诸如策略和实时数据之类的其他信息，来优化与所述设备通信的接入节点的集合。

12.一种通信设备，包括处理逻辑，所述处理逻辑被配置为：

生成与所述通信设备的位置相对应的通信环境识别键数据的集合；

向服务器发送所述通信环境识别数据的集合，以及响应于此，从所述服务器接收位置数据的集合，所述位置数据在满足外部数据库的要求的准确性之内；

向诸如接入网发现和选择功能ANDSF服务器之类的外部数据库提供所述位置数据的集合，以及响应于此，从所述外部数据库接收接入节点属性数据的集合；以及

使用所述接入节点属性数据，来选择接入节点。

13.根据权利要求12所述的通信设备，其中，所述通信环境识别数据的集合包括无线电签名键数据。

14.根据权利要求12所述的通信设备，其中，所述通信环境识别数据的集合包括与所述通信设备的地理位置相对应的位置键数据和无线电签名键数据。

15.根据权利要求12所述的通信设备，其中，所述处理逻辑还被配置为：使用经处理的信息，结合诸如策略和实时数据之类的其他信息，来选择要切换到的接入节点。

16.根据权利要求12所述的通信设备，其中，所述处理逻辑还被配置为：使用经处理的信息，可能结合诸如策略和实时数据之类的其他信息，来选择在空闲移动性期间的接入节点。

17.根据权利要求12所述的通信设备，其中，所述处理逻辑还被配置为：使用所述经处理的信息，结合诸如策略和实时数据之类的其他信息，来优化与所述设备通信的接入节点的集合。

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