TW200537960A - System and method for selecting a cellular network on a wireless local area network - Google Patents

Description

200537960 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本份專利文件中描述的技術係一般關於蜂巢式網路和無 線區域網路（WLAN)領域。更具體地說，本份專利文件描述 一種基於一 WLAN來選擇一蜂巢式網路的系統和方法。 【先前技術】 第三代合夥專案（3rd Generation Partnership Project ; 3GPP)已經在標題為「3GPP系統到無線區域網路（WLAN) 互連；系統說明書（版本6)」標準文獻3GPP TS 23.234中提 議一種用於整合第三代（3G)蜂巢式網路與WLAN的系統，該 文獻以引用方式併入本文。 【發明内容】 按照本文揭示之教義，提供用於基於一無線區域網路 (WLAN)來選擇一蜂巢式網路的系統和方法。可以使用一網 路清單來識別複數個較佳WLAN以及可以經由該等較佳 WLAN存取的一或多個蜂巢式網路。可以選擇一蜂巢式網 路的方式為，使用網路清單來識別可以經由在行動裝置涵 蓋範圍内之該等較佳WLAN存取的蜂巢式網路。然後可以 選擇WLAN，其係基於該WLAN至該等可用蜂巢式網路中的 一最佳蜂巢式網路之存取。 【實施方式】 現在參照附圖，圖1繪示用於基於一 WLAN來選擇一蜂巢 式網路的示例系統圖。該系統包括用於存取無線網路的使 用者設備12，該無線網路具有與複數個蜂巢式網路19-21， 98814.doc 200537960 23聯網的複數個WLan 14-17。使用者設備12較佳是行動裝 置，例如行動電話、具備無線功能的個人數位助理（PdA)、 雙向尋呼機、具備無線功能的膝上型電腦或其他這類設 備。WLAN 14-17(例如）可以是IEEE 802. lib網路、藍芽網 路、或其他類型的短距無線電技術。蜂巢式網路19_21，23 較佳是第三代（3G)蜂巢式網路，諸如UMTS (通用行動電信 系統）網路，但是也可包括其他類型蜂巢式網路，諸如gsm _ 網路、GPRS網路或其他網路。 使用者設備12可以存取的蜂巢式網路丨9-21，23各被指定 為一本籍網路（例如，HPLMN)或受訪網路（例如，VPLMN)。 使用者設備12的本籍網路23是用於維護使用者設備12之訂 閱資訊的蜂巢式網路，並且受訪網路19_21是具有與本籍網 路23之漫遊協定的蜂巢式網路。因此，使用者設備12可透 過本籍網路23或透過任何受訪網路19-2丨來獲得行動通信 存取（cellular access)。此外，受訪網路19_21可以包括具有 馨 與本籍網路的較佳改遊協定的較佳網路19，20和其他非 較佳網路21。使用者設備12無法存取的蜂巢式網路（例如， 沒有與本籍網路23之漫遊協定的蜂巢式網路）也可以被包 括在該無線網路中，但為了簡化，未繪示於圖丨中。 WLAN 14_17都可以互連於彼等蜂巢式網路丨^以，23中 之一或多個蜂巢式網路，藉此經由WLAN14_17來為使用者 設傷12提供蜂巢式網路存取。因此，使用者設備12可用的 特定蜂巢式網路19-21，23可能取決於該等WLAN 14_17中 之與使用者設備12通信的WLAN。例如，在圖中所示的無 98814.doc 200537960 、、、路+ WLAN 1(14)可以向使用者設備12提供對受訪網 路或受訪網路2(2〇)的行動通信存取，wlan 2(15)可 、提仏對本籍網路23或對受訪網路3(21)的存取，WLAN ()可以提供對又訪網路3(21)的存取，而貿乙人1^4(17)不 =對使用者設備12可存取之任何蜂巢式網路的存取。在 題為3GPP系統到無線區域網路（WLAN)互連，·系統說 曰（版本6)」才承準文獻3〇ρρ Ts 23.234中更詳述一種具有 φ 與蜂巢式網路19-21，23聯網之WlaN 14-17的無線網路。 在圖中所示的實例10中，使用者設備12在四個WLAN 14-17的涵蓋範圍内。為了識別在其涵蓋範圍内 14 17，使用者設備12可以被動地掃描wlaN信標信號 (^aC0n)(例如，SSID)或可以主動地掃描特swlan的頻 奴，例如經由發送一探測請求以徵求特定ssid的支援。一 旦使用者設備12識別可用的WLAN 14_17，使用者設備12會 使用儲存在使用者設備12上的記憶體中的較佳wlan清單 # 來决疋所要存取的WLAN 14_17。較佳WLAN清單識別可經 由母個列出之WLAN 14-17存取的蜂巢式網路19-21，23。使 用來自WLAN清單的資訊，使用者設備12可以基於可用蜂 巢式網路19-21，23來選擇一 WLAN 14-17。例如，具有對本 籍網路23存取的WLAN 15可以優先於僅具有對受訪網路 19-21存取的WLAN 14，16而被選擇。類似地，具有對較佳 受訪網路19, 20存取的WLAN 14可以優先於具有僅對非較 佳受訪網路21存取的WLAN 21而被選擇，具有對非較佳受 訪網路21存取的WLAN 16可以優先於不用於提供行動通信 98814.doc 200537960 存取的WLAN 17而被選擇。 圖2繪示可以在使用者設備12上維護的實例WLAN清單 30。WLAN清單30識別用於特定使用者設備12的較佳 WLAN 32 (例如，較佳SSID)。較佳WLAN 32清單最好由本 籍網路23提供，並且還可以包括使用者設備12操作者較佳 的可用WLAN清單。此外，WLAN清單30識別可以經由在清 單32中的每一較佳WLAN 32存取的蜂巢式網路34 (如果有 的話）。對於每個可用的蜂巢式網路34，WLAN清單30可以 包括網路識別資訊（NTW ID)36以及用於特定網路的階層式 偏好設定狀態38。蜂巢式網路偏好設定狀態38可以用於基 於希望（即，最佳的）的蜂巢式網路38來選擇一 WLAN。在圖 中所示的實例中，彼等可用之蜂巢式網路34的偏好設定順 序為本籍（HOME)、較佳（PREFERRED)及非較佳 (NON-PREFERRED)。例如，如果使用者設備12在WLAN 1 和WLAN 2的涵蓋範圍内，則因為可以經由WLAN2來存取 本籍網路（即，最佳的蜂巢式網路），所以使用者設備12可以 選擇用於短距離通信的WLAN2。 圖3繪示基於圖2的實例蜂巢式網路偏好設定在圖1的無 線網路中選擇WLAN的實例。一旦使用者設備12已經基於 其蜂巢式網路存取來選擇最佳的可用WLAN(在圖中所示的 實例中為WLAN 2)，使用者設備可以使用所選擇的WLAN 1 5來起始網路鑑認程序，例如藉由產生和傳送一網路存取 識別碼（NAI)52。使用者設備12可以構建網路鑑認資料 (NAI)52以包括用於所選擇之蜂巢式網路23的網路識別資 98814.doc 200537960 訊（NTW ID)。網路識別資訊（NTW ID)可以（例如）包括所選 擇之蜂巢式網路23的行動國家代碼（MCC)和行動網路代碼 (MNCP然後WLAN 1 5可以使用網路識別資訊針對所選擇 之蜂巢式網路23來鑑認使用者設備。一旦成功鑑認，然後 使用者設備12可以經由WLAN 15在所選擇之蜂巢式網路23 上通信。 如果所選擇之WLAN 15拒絕NAI 52，則WLAN 15可以傳 送用於指示其可用之蜂巢式網路的資訊給使用者設備12。 這會發生於（例如）在上次提供使用者設備12中的較佳 WLAN清單30之後，所選擇之WLAN 15的漫遊協定已經改 變。來自WLAN 15的可用蜂巢式網路之更新清單可以臨時 儲存在使用者設備12上，直到本籍網路23予以驗證。然後 使用者設備12可以基於從WLAN 15接收的可用蜂巢式網路 臨時清單來產生所選擇之WLAN 15的新NAI 52，或可以從 自己的較佳WLAN清單30選擇一不同的WLAN。如果從 WLAN 15所提供的可用蜂巢式網路之臨時清單來選擇，則 使用者設備12可以從較佳WLAN清單30來決定哪一個是最 佳的可用蜂巢式網路。 圖4繪示用於通過WLAN來選擇一蜂巢式網路的實例方 法60的流程圖。在步驟62，提供使用者設備以包括用於識 別每個WLAN之可用蜂巢式網路的較佳WLAN清單，諸如前 文參照圖2描述的WLAN清單。在啟動後，在步驟64，使用 者設備（主動或被動）掃描可用WLAN。在決策步驟66,該方 法判定使用者設備偵測是否有偵測到該較佳WLAN清單中 98814.doc 200537960 的任一或多個WLAN。如果在步驟66偵測到一或多個較佳 WLAN，則方法進行到步驟68。否則，如果沒有偵測到較 佳的WLAN，則方法進行到步驟76。 在步驟68，基於可用蜂巢式網路，從在步驟64和66中偵 測的較佳WLAN選擇一 WLAN，如前文參照圖1-3之說明所 述。然後在步驟70產生用於針對所選擇之蜂巢式網路來鑑 認使用者設備的網路鑑認資料（例如，NAI)。在決策步驟 72，該方法判定所選擇之WLAN是否接受該網路鑑認資料 (NAI)。如果接受，則使用者設備針對蜂巢式網路來鑑認使 用者設備，並且在步驟74，經由所選擇之WLAN來建置一 介於使用者設備與蜂巢式網路之間的無線通信鏈路。否 則，如果WLAN不接受該網路鑑認資料（NAI)，則方法進行 到步驟76。或者，如果WLAN不接受該網路鑑認資料 (NAI)，然後在步驟73，從較佳WLAN清單去除所選擇之 WLAN(例如，直到由本籍網路重新提供WLAN清單），並且 該方法返回到步驟68以從較佳WLAN清單68選擇另一可用 WLAN。 如果沒有可用的較佳WLAN(步驟66或72)，則在步驟76 和78，使用者設備可以從接收自涵蓋範圍内的一或多個 WLAN的網路資訊來選擇一蜂巢式網路。在步驟76，從一 WLAN接收一可用蜂巢式網路清單。然後在步驟78產生網 路鑑認資料（例如，NAI)，並且在步驟74傳送該網路鑑認資 料（NAI)至該WLAN，藉此建置一與彼等可用蜂巢式網路之 一通信的通信鏈路。例如，在步驟78使用來自WLAN清單 98814.doc -10- 200537960 3〇的蜂巢式網路偏好設定，就可選擇—蜂巢式網路。 圖曰π· f例行動通信裝置2! 〇〇的方塊圖。行動裝置 匕括處理子系統2! 3 8、通信子系統2⑴、短距離 通:言子系統2140、記憶體子系統2124、2126、以及各種其 他裝置子系統和/或軟體模組2142。行動通信裝置·還包 使用者;丨面’忒使用者介面可以包括：顯示器2122、鍵 盤2132、揚聲器2134、麥克風2136、一或多個輔助輸入/輸 出裝置2128、和/或其他使用者介面裝置。 處理子系統2138控制行動通信裝置2100的整個運作。由 處理子系統2138執行的作業系統軟體可被儲存在永久儲存 區（諸如快閃記憶體2124)中，但也可以儲存在記憶體子系統 中的，、他類型的圮憶體裝置中，例如，唯讀記憶體（r〇m) 或類似館存元件中。此外，㈣軟體、特定裝置應用程式 或其一部分可被暫時載入至揮發性儲存區（諸如隨機存取 記憶體（RAM)2126)中。由行動通信裝置21〇〇接收的通信信 號也可被儲存到RAM 2 126中。 處理子系統2138除了其作業系統功能之外，還能夠促使 在裝置2100上執行軟體應用程式2124。在製造期間，可以 在裝置21 〇〇上安裝用於控制基本裝置作業（諸如，資料和語 音通信）的一組預定應用程式。例如，裝置應用程式可包括 WLAN選擇模組2124D，以及用於選擇一 WLAN和蜂巢式網 路的較佳WLAN清單2124E，如前文參照圖1-4之說明所述。 包括資料和語音通信的通信功能係透過通信子系統2丨i i 予以執行，並且可能透過短距離通信子系統214〇予以執 98814.doc 200537960 行。通信子系統2111包括··收發器2112、發射器2114和一 或多個天線211 6, 2 11 8。此外，通信子系統2111還包括處理 模組（例如，數位信號處理器（DSP) 2120或其他處理裝置） 以及本機振盪器（L〇)2113。通信子系統2111的特定設計和 實施取決於行動通信裝置2100打算使用的通信網路。例 如’行動通信裝置2100可以包括通信子系統2111，該通信 子系統2111被設計操作於Mobitex™行動通信系統、 DataTACTM行動通信系統、GSM網路、GPRS網路、UMTS 網路和/或E D G E網路内。 網路存取需求因於通信系統類型而異。例如，在M〇bhex 和DataTAC網路中，行動裝置使用與每個裝置相關聯的唯 一個人識別碼或PIN來在網路上進行註冊。然而在UMTS和 GSM/GPRS網路中’網路存取係相關聯於用戶或裝置使用 者。因此，GPRS和UMTS裝置需要一用戶識別模組（通常稱 為SIM或USIM卡）才能使用GSM/GPRS或UMTS網路。 當已經完成必要的網路註冊或啟動程序之後，行動裝置 2100可經由通信網路2119來發送和接收通信信號。天線 211 6接收自通信網路2119的信號被投送到接收器2112，該 接收器2112提供信號放大、降頻轉換、濾波、頻道選擇等， 並且還可以提供類比到數位轉換。所接收之信號的類比到 數位轉換允許DSP執行更複雜的通信功能，諸如解調變和 解碼。以類似方式，由DSP 2120來處理（例如調變和編碼） 將發送到網路2119的信號，然後將信號提供給發射器 2114 ’以便數位到類比轉換、增頻轉換、濾波、放大以及 98814.doc -12- 200537960 經天線2118發送給通信網路2 ιΐ9(或多個網路）。 除了處理通信信號之外，DSP 212〇還提供接收器2112和 發射器2114控制。例如，可以透過在DSp 212〇中實施的自 動A益控制肩异法來調節控制被施加到接收器2112和發射 器2114中之通信信號的增益。 在資料通信模式中，所揍收之信號（例如，本字訊息或網 頁下載）係由通信子系統2111予以處理並且輸入至處理裝 參置2138。然後所接收之信號進一步由處理裝置2138處理以 便輸出到顯不器2122，或者地輸出到某些其他辅助1/〇裝置 2128。裝置使用者還可以使用鍵盤2138和/或某些其他輔助 I/O裝置2128(例如，觸控板、搖桿開關、指控輪或某些其他 類型的輸入裝置）來撰寫資料項目（例如，諸如電子郵件訊

息）。然後，可經由通信子系統2111在通信網路2119上發送 撰寫的資料項目。 X 在語音通信模式中時，裝置的整個操作基本上類似於資 • 料通信模式，惟所接收之信號被輸出到揚聲器2134以及由 麥克風2136來產生要發送的語音除外。也可以在裝置以㈧ 上實施替代的語音或音頻1/〇子系統，例如，語音訊息錄製 子系統。此外，還可以在語音通信模式中利用顯示器2122 (例如）來顯示呼叫方識別、語音呼叫的持續時間或其他語音 呼叫相關資訊。 9 短距離通信子“ 214G實現介於行動裝置21⑼與其他近 似系統或裝置（不必須是類似裝置）之間的通信。例如，短距 離通信子系統2140可以包括紅外線裝置及相關聯之電路和 98814.doc 13 200537960 、、且件，或Bluetooth™通信模組，以提供盘且 /…、備頬似功能的 糸統和裝置的通信。 此伤書寫說明書使用實例來揭示本發明 、 π k巴枯最佳模 式），並且還使得熟悉此項技術者能夠製造和使用本發明、 本發明的專利範圍可包括熟悉此項技術者想到的其他實 例。 【圖式簡單說明】 圖1繪示用於通過WLAN來選擇一蜂巢式網路的示例系 統圖； 圖2繪示可以在使用者設備上維護的示例WLAN清單； 圖3繪示基於圖2的示例蜂巢式網路偏好設定在圖丨的無 線網路中選擇WLAN的實例； 圖4繪示用於通過WLAN來選擇一蜂巢式網路的實例方 法流程圖；及 圖5繪示實例行動通信裝置的方塊圖。 【主要元件符號說明】 10 系統 14-17 WLAN 19 受訪網路1(較佳的） 20 文訪網路2(較佳的） 21 文訪網路3(非較佳的） 23 本籍網路 2100 行動裝置 2111 通信子系統 98814.doc -14- 200537960

2112 收發器 2114 發射器 2116, 2118 天線 2119 通信網路 2120 數位信號處理器（DSP) 2124, 2126 記憶體子系統 2122 顯示器 2123 本機振盪器 2124 快閃記憶體 2124A 語音通信模組 2124B 資料通信模組 2124C 電子訊息模組 2124D WLAN選擇模組 2124E 網路清單 2128 輔助I/O 2130 串列埠 2132 鍵盤 2134 揚聲器 2136 麥克風 2138 微處理器 2140 短距離通信 2142 其他裝置子系統 SIGNALS 信號 CONTROL 控制 98814.doc -15- 200537960 2112 接收器 2114 發射器

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Claims (1)

1. 200537960 十、申請專利範圍： 1. 一種用於基於無線區域網路（WLAN)來選擇一蜂巢式網 路的方法，包括： 識別在一行動裝置的涵蓋範圍内的複數個WLAN ; 對於每個該等被識別之WLAN，判定是否可以通過該 WLAN來存取一或多個蜂巢式網路； 從經由該等被識別之WLAN可以存取的該等蜂巢式網 路中，識別一最佳蜂巢式網路； • 選擇該等識別之WLAN中一可以用於存取該最佳蜂巢 式網路的WLAN ;及 經由該被選擇之WLAN，指定被該行動裝置存取之該最 佳蜂巢式網路。 2. 如請求項1之方法，進一步包括： 提供一較佳WLAN清單，用於識別可以經由每個該等較 佳WLAN存取的該蜂巢式網路；及 從該較佳WLAN清單中選擇該等被識別之WLAN之一。 _ 3 ·如請求項1之方法，進一步包括： 產生用於識別該最佳蜂巢式網路的網路識別資料； 傳送該網路識別資料至該WLAN ;及 使用該網路識別資料來建置一與該最佳蜂巢式網路通 信的通信鏈路。 4.如請求項2之方法，進一步包括： 嘗試經由該被選擇之WLAN來建置一與該最佳蜂巢式 網路通信的通信鏈路；及 98814.doc 200537960 如果嘗試不成功，則從該較佳WLAN清單中選擇另一， 被識別之WLAN。 μ 5·如請求項2之方法，進一步包括·· 嘗試經由該被選擇之WLAN來建置一與該最佳蜂巢 網路通信的通信鏈路；及 如果嘗試不成功，則從該被選擇之WLAN接收一可用蜂 巢式網路清單，並且從該可用蜂巢式網路清單指定該等 蜂巢式網路中之一供行動裝置存取的蜂巢式網路。 6· —種在無線網路中使用的行動裝置，該無線網路包括複 數個無線區域網路（WLAN)及複數個蜂巢式網路，每個 WLAN都介接於一或多個蜂巢式網路，該行動裝置包括： 一記憶體子系統； 一通信子系統，其可運作以經由該無線網路來傳送和 接收資料； 一處理子系統，其被耦合到該記憶體子系統和該通信 =系統，並且可運作以在該記憶體子系統中儲存及擷取 資料，執行儲存在記憶體子系統中的指令，並且促使該 通信子系統經由無線網路來傳送和接收資料； ” 一網路清單，其儲存在該記憶體子系統中，該網路清 單識別由該行動裝置存取的複數個較佳WLAN，該網路清 單進一步識別可以經由該等較佳WLAN#取的一或多個 蜂巢式網路；及 一 WLAN選擇模組，其儲存在該記憶體子系統中並且由 處理子系統執行，該WLAN選擇模組包括指令，該等指令 98814.doc 200537960 可運作以促使該行動裝置識別在該行動 ㈣複數個WLAN，從該網路清單中識別—範圍 行動裝置涵蓋範圍内的複數 ^在6亥 巢式網路m _之—存取的最佳蜂 產生用於建置一與該最佳 信的通信鏈路的網路識別資料。最佳蜂巢式網路通 如請求項6之行動裝置，其中藉由該網 等蜂巢式網路包括,.., 早所識別的该 —飞』路匕括一本错網路、一較佳受訪 佳的受訪網路中的一或多個網路。 又 8. 如请求項7之行動裝置，苴 等㈣別夕“ 清早包括用於每個該 _ 料㈣好設m該偏好設定狀 ^曰不否料巢式網路是本籍網路 較佳受訪網路。 权住又4網路或非 9. ==狀行動裝置，其中mWLAN選擇模組基於該等 蜂巢式網路的該偏好 該最佳蜂巢式網路 ㈣’來從㈣料單中識別 〇 項6丄之行動裳置’其中該網路清單包括用以識別該 複㈤較佳之WLAN的服務集識別碼（_)清單。 請求項之行動裝置，其中該等列出之獅中之一或 多個SSID包括_八 、 主μ 3 一或多個公用陸地行動網路（PLMN) 固β用以硪別可以經由SSID存取的一或多個蜂巢式 :长項6之仃動裝置，其中該網路清單係由本籍網路來 提供。 月求項6之行動裝置，其中該机从選擇模組藉由被動 98814.doc 200537960 掃描來自該等WLAN的信標信號（beacon)來識別該行動裝 置涵蓋範圍内的該等複數個WLAN。 14·如请求項6之行動裝置，其中該WLAN選擇模組藉由主動 掃描來自被該網路清單識別之該等較佳wlan的信標信 號（beacon),來識別該行動裝置涵蓋範圍内的該等複數個 WLAN。 15.如清求項6之行動裝置，其中該WLAN選擇模組建置一與 "亥最佳蜂巢式網路通信的通信鏈路的方式為，產生一包 括該最佳蜂巢式網路之網路識別資訊的網路存取識別碼 (NAI)，並且傳送該NAI到該等複數個WLAN中之一具有 $亥最佳蜂巢式網路之存取的Wlan。 16·如请求項15之行動裝置，其中該NAI識別該最佳蜂巢式網 路的行動國家代碼（MCC)及行動網路代碼（MNC)。 17· —種在無線網路中使用的行動裝置，該無線網路包括複 數個無線區域網路（WLAN)及複數個蜂巢式網路，每個 WLAN都介接於一或多個該等蜂巢式網路，該行動裝置包 括： 用於儲存一網路清單之構件，該網路清單識別由該行 動裝置存取的複數個較佳WLAN，該網路清單進一步識別 可以經由該等存取的一或多個蜂巢式網路； 用於識別在該行動裝置涵蓋範圍内的複數個WLAN之 構件； 用於從該網路清單中識別一可以經由在該行動裝置涵 蓋範圍内的複數個WLAN之一存取的最佳蜂巢式網路之 98814.doc 200537960 構件；以及 用於產生網路識別資料之構件，該網路鑑認資料係用 於建置一與該最佳蜂巢式網路通信的通信鏈路。

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