CN103947258B - 移动通信系统和用于在移动通信系统中改进用户体验的信息处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于防止在使用异构移动通信网络时可能发生的用户体验恶化的移动通信系统之间的信息处理方法。根据本发明的用于改善移动通信系统的用户体验的终端中的信息处理方法包括步骤：使用第一网络执行数据通信并且从策略服务器接收包括关于用户状态的信息的路由策略，所述关于用户状态的信息是关于指定用于切换的终端状态的条件的信息；以及在切换中当搜索到的第二网络满足关于用户状态的信息时，使用第二网络执行数据通信。因此，可以使用考虑终端状态或网络状态而产生的路由策略来选择用于数据传输的网络，从而改善用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及在3GPP接入网与非3GPP接入网共存的情形下使用诸如无线LAN的非3GPP接入网的期间处理已接收或将要发送的信息以便防止用户体验的性能降低的方法。
背景技术
一般地，移动通信系统已经发展为基于用户的移动性提供通信。随着相关技术快速进步，移动通信系统已经到达提供高速数据通信业务以及话音通信的阶段。
近来，3GPP(第三代伙伴计划)已经在讨论作为下一代移动通信系统之一的LTE(长期演进)的标准。LTE技术实现具有高于当前可用的数据传输率的高达大约100Mbps的传输率的基于高速分组的通信。为此而典型地讨论的是通过简化的网络结构而减少布置在信道上的节点的方法、或者使得无线协议最大限度地接近于无线信道的方法。
然而，尽管已经作出这样的努力，仍然难以利用有限的无线信道资源满足日益增长的用户需求。尤其是，由于智能电话机问世，数据通信网络中的用户饱和度变得越来越高。考虑到这样的情形，移动通信运营商试图通过利用诸如无线LAN、WiFi、或IEEE802.11族的允许用户通过ISM(工业科学医疗)频带进行无线接入的非3GPP接入网来解决数据网络的饱和度。即，用户的一部分通信量(traffic)是使用非3GPP接入网(例如，无线LAN的AP(接入点))来发送的，而不是使用通过基站的3GPP接入网来发送的。该情况下，运营商可以通过使用非3GPP接入网的频带以及3GPP接入网的频带来有效地应对数据的快速增长。
为了向UE提供用于选择性地使用3GPP接入网(即，LTE)和非3GPP接入网的策略，3GPP定义了ANDSF(接入网发现和选择功能)。以下将参考图1对其进行描述。
图1是示出使用UE和ANDSF的典型网络结构的示意图。
参考图1，ANDSF通过在IP(网际协议)层上操作的S14接口与UE通信，并且向UE提供与对3GPP接入网和非3GPP接入网的选择相关联的策略。UE和ANDSF两者都利用IP层上的S14接口以便发送或接收由OMA DM(开放移动联盟设备管理)的MO(管理对象)形成的数据。通过3GPP或非3GPP接入网提供UE与ANDSF之间的IP层连接。此外，为了与ANDSF通信，UE应当首先通过使用单独的安全性方法来创建安全的隧道。这样的需求可能导致用于从ANDSF向UE提供策略所需的时间增加。这意味着ANDSF的策略不足以考虑UE或接入网络的动态地改变的状态。
发明内容
技术问题
图2是示出使用ANDSF的策略的典型网络的一般操作的图。
参考图2，UE在操作200通过使用接入网1来接收数据。然后，在操作202，ANDSF创建与3GPP和非3GPP接入网的选择相关联的路由策略并将其传送到UE。路由策略是Policy(在ISMP的情况下)或ISRP。该路由策略包括更新策略、路由标准(criteria)等，其中路由标准包括位置、时间、和APN。在路由策略是Policy的情况下，仅包括位置以代替路由标准。
当在操作204中执行切换时，UE在已接收的路由策略的基础上执行对将要接入的特定网络的搜索。接下来，在操作206中，UE通过使用接入网络2接收数据。如果再次要求切换，则UE在操作208在已接收的路由策略的基础上搜索其他网络，并且执行对选择的网络的接入。
路由策略包括更新策略的字段以及路由标准和关于指示UE将要选择哪一接入网络的标准的字段。更新策略在从ANDSF接收的策略不适于UE使用的情况下使用一比特标志来指示对于更新的请求是否被允许。借助一比特来确定是否更新策略可能导致UE尽管需要策略更新也不能请求更新，或者不必要地招致过度频繁的策略更新。
同时，路由标准包括将要应用策略的用户的位置、时间、和APN(接入点名称)。UE根据路由标准来确定是否应用从运营商接收的策略。然而，用户的位置、时间、和APN的组合在充分反映UE和接入网的状态方面存在限制。例如，在遵循当前的ANDSF架构的情况下，UE可能不能在接入无线LAN网络的时候考虑该无线LAN网络的拥塞等级，并且该情况下，用户体验的性能可能会极度恶化。
解决方案
为了解决上述问题，本发明提供一种用于在用户设备(UE)中处理信息以便改进用户体验的移动通信系统性能的方法，该方法包括：通过第一网络执行数据通信，并且从策略服务器接收包括有效性条件(validity condition)的路由策略，所述有效性条件是关于指定用于切换的UE状态的条件的信息；以及在切换中，如果搜索到的第二网络满足所述有效性条件，则通过第二网络执行数据通信。
此外，为了解决上述问题，本发明提供一种用于在策略服务器中处理信息以便改进用户体验的移动通信系统性能的方法，该方法包括：创建包括有效性条件的路由策略，然后将路由策略传送到UE(用户设备)，所述有效性条件是关于指定用于切换的UE状态的条件的信息。
有益效果
根据本发明，UE在确定是否通过使用无线LAN传送通信量时考虑它的状态或接入网的状态，从而改进用户体验的性能。
附图说明
图1是示出使用UE和ANDSF的典型网络结构的示意图；
图2是示出使用ANDSF的策略的典型网络的一般操作的图；
图3是示出根据本发明的第一实施例的用于在移动通信系统之间传送路由策略的方法的图；
图4是示出根据本发明的第二实施例的用于在移动通信系统之间传送路由策略的方法的图；
图5是示出根据本发明的实施例的在策略服务器在IP层上操作的情况下用于在移动通信系统之间传送路由策略的方法的图；以及
图6是示出根据本发明的实施例的在策略服务器与MME互操作的情况下用于在移动通信系统之间传送路由策略的方法的图。
具体实施方式
以下描述中，可以不详细描述或示出熟知的功能或者配置以避免模糊本发明的本质。以下，将参考附图更全面地描述本发明的实施例。
虽然下面对本发明的实施例的描述将针对一般3GPP(第三代伙伴计划)系统和无线LAN(即，IEEE802.11族)，但是如本领域技术人员将理解的，本发明的主题实质上可以应用于具有类似的技术背景和系统配置的任何其他通信/计算机系统。另外，虽然下面对本发明的实施例的描述将ANDSF(接入网发现服务功能)或策略服务器看作具有独立功能的实体，但是这可以置于与通信系统内的任何其他实体一起物理地实现。而且，即使本发明的描述将基于3GPP Rel-10ANDSF MO的形式，本发明所提出的各种种类的控制信息和相关联的操作可以在稍微变化后应用于基于任何不同的形式的控制信息的任何其他情况。
ANDSF是用于提供关于不同通信网络之间的切换的技术的3GPP标准。ANDSF预先收集和存储关于每个网络的信息以及关于运营商的策略的信息，并且应UE的请求将这样的信息提供给UE。由于ANDSF可以提供与切换相关联的运营商策略信息，因而它被称为策略服务器。
为了解决由于应用与接入网的选择有关的策略而可能出现的问题，本发明提出用于允许策略服务器考虑用户的状态和接入网的状态的方法。为此，第一种提出的方案是扩展包含在由策略服务器传送给UE的路由策略(Policy或ISRP)中的路由标准，以使得扩展后的路由标准可以包括有效性条件(即，用户状态条件信息)。如果传送给UE的路由策略是Policy，则有效性条件可以被直接包括在Policy中而不是包括在路由标准中。本发明的以下描述将针对路由策略是ISRP并且因而有效性条件被包括在路由标准中的情况。然而，本发明的主题可以应用于路由策略是Policy并且进而有效性条件被直接包括在Policy中的其他情况。
有效性条件是关于指定用于切换的UE状态的条件的信息，并且是由策略服务器提供给UE的信息。有效性条件可以包括UE移动性等级、UE电池寿命、拥塞等级等的组合。当满足这样的条件时，UE可以通过应用策略来执行切换。例如，仅当UE可以使用的无线LAN的拥塞等级等于或低于路由策略中规定的特定拥塞等级时，UE可以实际使用该无线LAN。
此外，本发明提出用于扩展表示为一比特标志的更新策略以使得扩展后的更新策略可以包括有效性条件的方案。更新策略中的有效性条件是用于请求更新策略的必要的条件信息，并且被策略服务器提供给UE。而且，更新策略中的有效性条件由以下各项中的一项或至少两项的组合组成：关于UE与接入网之间的信号强度的信息、关于UE饥饿等级的信息、关于连接尝试失败等级的信息、关于UE电池寿命的信息等。当满足这些条件时，UE可以从策略服务器请求更新策略。
此外，本发明提出用于将策略服务器与eNB(增强节点B，也被称为演进节点B)互操作的方案，以便解决由诸如ANDSF的策略服务器在IP层上的操作所引起的问题，并且进一步地，以便考虑3GPP接入网的状态来确定策略。
此外，本发明提出用于将策略服务器与MME互操作的方案，以便减少用于将策略服务器直接与eNB互操作所需的接口的数目，并且进一步地，以便考虑核心网以及3GPP接入网的状态。
图3是示出根据本发明的第一实施例的用于在移动通信系统之间传送路由策略的方法的图。即，图3示出其中扩展后的路由标准包括有效性条件(即，用户状态条件信息)的方案。有效性条件是指由策略服务器提供给UE(用户设备)的条件，其包括关于UE移动性等级的信息、UE电池寿命、拥塞等级等的组合。当满足这些条件时，UE可以通过应用策略来执行切换。
在操作300，UE通过使用与其相连的第一网络(即，接入网1)执行IP通信。在操作302，策略服务器根据运营商策略创建路由策略，并且将其传送给UE。这里，由于将UE和策略服务器相连的过程是公知功能，因而将略过其描述。根据本发明，将有效性条件(即，用户状态条件信息)新包含在路由标准中。有效性条件由以下各项之一组成或者由以下各项中的至少两项的组合组成：关于UE电池寿命的信息、关于UE移动性等级的信息、以及关于由UE测量的接入网的拥塞等级的信息。这样的条件信息被定义为阈值概念，并且UE才可以仅当测量的值满足给定的条件时才应用用于选择接入网的路由策略。
接下来，在操作304为了切换，UE执行对包含在给定的策略标准中的接入网的搜索。然后，UE检查包含在路由标准中的有效性条件。如果作为第二网络的接入网2满足给定有效性条件，则UE在操作306以及那之后通过使用接入网2执行数据通信。例如，如果由UE测量的无线LAN接入网2的拥塞等级(例如，分组的往返时间、拥塞窗口尺寸、STA数目、利用等级等)等于或低于包含在有效性条件中的拥塞等级，则UE通过到无线LAN接入网2的接入来发送和接收数据。
此外，在操作308，UE通过连续地检查包含在路由标准中的有效性条件来检查第二网络的状态。如果不满足有效性条件，则UE改变接入网。替换地，如果不满足有效性条件，则UE从策略服务器请求策略更新。
图3中，UE在与特定接入网的数据通信期间接收策略标准，并且在切换时，确定目标网络是否满足有效性条件。如果目标网络满足有效性条件，则UE可以通过与目标网络的连接执行数据通信。
图4是示出根据本发明的第二实施例的用于在移动通信系统之间传送路由策略的方法的图。具体地，图4示出根据第二实施例的其中路由策略中的已经被表示为一比特标志的更新策略被扩展以便包括有效性条件(即，用户状态条件信息)的方案。包含在更新策略中的有效性条件是指由策略服务器提供给UE的条件，并且由以下各项之一组成或者由以下各项中的至少两项的组合组成：关于UE与接入网之间的信号强度的信息、关于UE饥饿等级的信息、关于尝试失败等级的信息、关于UE电池寿命的信息等。当满足这些条件时，UE可以从策略服务器请求新的更新策略。
参考图4，策略服务器在操作400向UE提供路由策略。在该操作，路由策略包括路由标准和更新策略。并且更新策略包含有效性条件(即，用户状态条件信息)。有效性条件可以由以下各项之一组成或者由以下各项中的至少两项的组合组成：关于UE与接入网之间的信号强度的信息、关于UE电池寿命的信息、关于UE移动性等级的信息、关于UE饥饿等级的信息、关于尝试失败等级的信息等。该有效性条件是阈值概念，并且如果测量的值满足给定有效性条件，则UE可以向策略服务器发送对于更新策略的请求。
在操作402，UE通过3GPP/非3GPP连接执行与接入网的数据通信。然后，在操作404，UE检查在操作400从策略服务器接收的更新策略中所包含的有效性条件。如果当前UE状态或小区状态满足有效性条件，则UE在操作406向策略服务器发送对更新策略的请求。此时，UE将请求的理由和关于当前UE状态的信息与对更新策略的请求一起传送。请求的理由可以是极度饥饿、尝试失败、低UE电池寿命等中的一个。当前UE状态指示UE的实际状态，包括饥饿等级、尝试失败等级、UE电池的残余量等。
然后，在操作408，策略服务器在其中存储从UE接收的更新策略请求中所包含的信息。另外，策略服务器借助通过来自UE的信息检查UE和接入网的状态来更新新的路由策略。接下来，在操作410，策略服务器将更新后的路由策略传送给UE。
图5是示出根据本发明的实施例的在策略服务器在IP层上操作的情况下用于在移动通信系统之间传送路由策略的方法的图。具体地，图5示出这样的方案：其中诸如ANDSF的策略服务器在IP层上操作并且因而与eNB(增强节点B，也称演进节点B)互操作，以使得可以考虑3GPP接入网的状态来确定路由策略。eNB是可以在连接模式下连续地检查UE的状态并且还直接检查3GPP接入网的状态的节点。
参考图5，在操作500，UE接入eNB并且使用3GPP接入网执行数据通信。在操作502，eNB检查小区状态或UE状态。小区状态包括关于小区位置、拥塞等级等的信息，而UE状态包括关于UE位置等的信息。
如果小区状态或UE状态需要切换，即，如果决定非3GPP接入以去除UE通信量，则eNB在操作504请求策略服务器创建用于将UE移至非3GPP接入网的路由策略。用于创建路由策略的该请求可以包括关于UE或3GPP接入网的信息以便让策略服务器根据UE状态创建路由策略，并且还可以包括关于UE的与QoS有关事项的信息。
在操作506，策略服务器在其中存储从eNB接收的关于UE或3GPP接入网的信息、以及关于UE的QoS有关事项的信息。此外，策略服务器考虑已存储的信息来确定路由策略。如以上在图3和图4中所讨论的，该路由策略可以包括.路由标准和更新策略的扩展。
在操作508，策略服务器将所创建的路由策略传送到eNB。然后，在操作510，eNB将从策略服务器接收的路由策略传送到UE。在该操作，eNB通过使用3GPP接入网的RRC消息来传送路由策略。RRC消息具有基于UE与eNB之间的安全性方案的安全性，并且因为在层2等级上进行分组传输而允许大量减少延迟时间。
在操作512，UE执行对用于切换的非3GPP接入网的搜索，并且确定搜索到的接入网是否满足路由标准。如果该接入网满足路由标准，则UE在操作514通过使用非3GPP接入网来执行数据通信。
同时，使用作为通过广播信道广播的信息的SIB(系统信息块)，eNB可以通知在它自身的覆盖范围内是否存在任何UE能够接入的非3GPP接入网。例如，如果在eNB的覆盖范围内存在任何能够接入的无线LAN，则eNB通过SIB发送被标注为“是”的“WLAN存在”标志。于是UE可以预先识别出是否存在可用的无线LAN。如果上述标志被标注为“否”，则UE可以跳过不必要的信道搜索，因为不存在可用的无线LAN。替换地，eNB可以将覆盖范围内可用的非3GPP接入网的类型插入SIB中，例如，如果指示WLAN和WiMAX的索引被包含在SIB的相邻非3GPP接入网列表中，则UE可以预先识别处出附近存在可用的WLAN和WiMAX。
图6是示出根据本发明的实施例的在策略服务器与MME互操作的情况下用于在移动通信系统之间传送路由策略的方法的图。具体地，图6示出这样的方案：策略服务器与MME(移动性管理实体)互操作，以使得可以减少用于诸如ANDSF的策略服务器与eNB直接互操作所需的接口的数目，并且可以考虑核心网以及3GPP接入网的状态。MME存储处于空闲模式以及处于连接模式的UE的状态。
参考图6，在操作600，UE接入eNB并且使用3GPP接入网执行数据通信。在操作602，eNB请求策略服务器取决于小区状态或UE状态创建用于将UE移至非3GPP接入网的路由策略。小区状态可以包括关于小区位置、拥塞等级等的信息，而UE状态可以包括关于UE位置等的信息。该操作602是附加的步骤，因而可以被跳过。
在操作604，MME基于自动检查的UE状态或小区状态或者从eNB接收的信息而确定将UE移至非3GPP接入网。然后，在操作606，MME请求策略服务器创建路由策略。用于创建路由策略的该请求可以包括关于小区状态或UE状态的信息以使得策略服务器可以收集关于UE或3GPP接入网的信息并将其反映在路由策略的创建上，并且还可以包括UE的QoS有关事项。
在操作608，策略服务器在其中存储从MME接收的关于小区状态或UE状态的信息，然后考虑已存储的信息来确定路由策略。如以上在图3和图4中所讨论的，该路由策略可以包括路由标准和更新策略的扩展。
在操作610，策略服务器将所创建的路由策略传送到MME。然后，在操作612，MME将从策略服务器接收的路由策略传送到UE。在该操作，MME通过使用NAS消息来传送路由策略。NAS消息具有基于UE与MME之间的安全性方案的安全性。
接下来，在操作614，UE执行对非3GPP接入网的搜索，并且确定路由标准是否被满足。如果搜索到的接入网满足路由标准，则UE在操作616通过使用非3GPP接入网来执行数据通信。
简而言之，本发明提出的用于在UE执行切换时改进用户体验的性能的方法如下。
移动通信系统由UE(用户设备)、策略服务器、和网络组成，UE接入所述网络以便发送和接收数据。在移动通信系统中，策略服务器可以形成为独立的元素或者替换性地形成为与eNB或MME互操作。
根据本发明，策略服务器检查当前UE状态和小区状态，然后创建有效性条件(即，用户状态条件信息)。有效性条件是指指定用于执行切换的UE状态的条件、或者关于请求更新策略的必要条件的信息。有效性条件被包含在构成路由策略的路由标准中，或者被包含在更新策略中。
在通过网络发送或接收数据的同时，UE通过从策略服务器接收的路由标准来检查有效性条件，有效性条件是用于指定用于执行切换的UE状态的条件信息。在这样的切换中，如果搜索到的网络的状态满足有效性条件，则UE在切换到该网络之后执行无缝的数据通信。
替换地，策略服务器向UE传送包括关于请求更新策略的必要条件的信息的路由策略。如果当前UE状态满足有效性条件，则UE从策略服务器请求更新策略。此时，UE将关于当前UE状态和小区状态的信息与对更新策略的请求一起传送。然后，策略服务器通过参考关于所接收的UE状态和小区状态的信息来创建路由策略。并且策略服务器将所创建的路由策略传送给UE。
如之前所讨论的，路由策略是考虑当前UE状态或网络状态而在策略服务器中创建的，并且如果满足路由策略，则UE执行切换或者请求更新策略。因此，可以增强用户体验的性能。
虽然已经参考其示范性实施例具体地示出和描述本发明，但是本领域技术人员将理解，可以在这里进行各种形式和细节上的改变而不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围。
Claims (18)
1.一种用于在移动通信系统中通过用户设备(UE)执行切换的方法，所述方法包括：
从第一网络的基站接收包括无线局域网(WLAN)接入阈值的有效性条件，其中，所述有效性条件响应于基站对用于UE的路由策略的请求而从策略服务器发送到基站；
确定与WLAN相对应的第二网络的信号强度是否满足在所述有效性条件中所包括的WLAN接入阈值；以及
当第二网络的信号强度等于或大于WLAN接入阈值时，从第二网络接收数据分组。
2.如权利要求1所述的方法，其中，接收数据分组包括：
连续地检查所述有效性条件；以及
如果不满足所述有效性条件，则确定改变网络。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述有效性条件被包含在所述路由策略的路由标准中，并且包括电池寿命、移动性等级、和拥塞等级中的至少一个。
4.如权利要求1所述的方法，其中，接收数据分组包括：
连续地检查所述有效性条件；以及
如果不满足所述有效性条件，则从所述策略服务器请求更新策略。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述有效性条件被包含在所述路由策略的更新策略中，并且包括关于UE与网络之间的信号强度的信息、关于饥饿等级的信息、关于连接尝试失败等级的信息、和关于电池寿命的信息中的至少一个。
6.如权利要求1所述的方法，其中，UE通过基站和移动性管理实体(MME)中的至少一个与所述策略服务器通信。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述基站通过广播信道来广播在所述基站的覆盖范围内是否存在UE能够接入的第二网络。
8.如权利要求7所述的方法，其中，使用SIB(系统信息块)执行广播。
9.一种用于在移动通信系统中通过第一网络的基站执行切换的方法，所述方法包括：
向接入网发现和选择功能(ANDSF)发送对用于用户设备(UE)的路由策略的请求；
响应于所述请求，从ANDSF接收包括无线局域网(WLAN)接入阈值的有效性条件；以及
向UE发送包括WLAN接入阈值的有效性条件，
其中，通过UE确定与WLAN相对应的第二网络的信号强度满足WLAN接入阈值，以及
其中，当第二网络的信号强度等于或大于在有效性条件中所包括的WLAN接入阈值时，通过UE从第二网络接收数据分组。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述有效性条件被包含在所述路由策略的路由标准中，并且包括电池寿命、移动性等级、和拥塞等级中的至少一个。
11.如权利要求9所述的方法，进一步包括：
从UE接收对更新策略的请求；以及
创建新的路由策略，并且向UE发送已创建的路由策略。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述有效性条件是关于用于请求更新策略的必要条件的信息。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述有效性条件被包含在所述路由策略的更新策略中，并且包括关于UE与网络之间的信号强度的信息、关于饥饿等级的信息、关于连接尝试失败等级的信息、和关于电池寿命的信息中的至少一个。
14.如权利要求11所述的方法，其中，所述接收更新策略进一步包括接收请求的原因和关于状态的信息。
15.如权利要求11所述的方法，其中，所述创建和发送新的路由策略包括通过关于UE状态的信息考虑UE状态来创建和发送新的路由策略。
16.如权利要求9所述的方法，其中，ANDSF通过基站和移动性管理实体(MME)中的至少一个与UE通信。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述基站通过广播信道来广播在所述基站的覆盖范围内是否存在UE能够接入的第二网络。
18.如权利要求17所述的方法，其中，使用SIB(系统信息块)执行广播。
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