专利名称：用于在混合系统中选择接入网的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种在移动通信系统中的网络接入装置和方法。特别是涉及一种在各种接入网彼此重叠的网络环境中的最佳接入网选择装置和方法。
背景技术：
移动通信系统已经从通过电路网络的第一代和第二代、以语音业务为中心的系统发展为第三代数字移动通信系统的国际移动电信-2000(IMT-2000)系统。在到目前为止的移动电话系统中，每个国家已经采用了诸如欧洲的全球移动通信系统(GSM)方案、日本的个人数字蜂窝无线通信(PDC)方案、北美的时分多址(TDMA)方案和码分多址(CDMA)方案等的全球系统的方案，并提供每一业务。为了统一这些不同的方案，已经引入一种单一标准的国际移动电信-2000(IMT-2000)。而且，已经通过IMT-2000提供了业务。与第一和第二代移动通信系统不同，这种IMT-2000系统提供分组数据业务，通过该分组数据业务用户能够在宽带移动通信环境中连接到无线因特网。在IMT-2000系统的CDMA2000 1x的情况下，经无线接入网连接到因特网协议(IP)网络的用户可以接收153.6Kbps的最大数据业务。而且，在IMT-2000系统的CDMA20001x EV-DO的情况下，用户可以接收大约为2.4Mbps的最大数据业务。
在上述的单个方案中，由于每个国家已经认同多模式标准(IMT-2000)，所以每个国家已经在为各种类型的应用而彼此竞争。而且，由于业务逐渐从以语音为中心的业务改变为以数据为中心的业务以及用户数量的增加，使得具有高频效率的CDMA方案尤为突出。而且，带宽变化更宽泛的无线LAN已越来越备受关注。
近来，与上述移动通信系统的发展齐头并进的是，各种无线接入技术脱颖而出，比如基于IEEE802.11x的无线局域网(LAN)、高性能局域网/2(hiperLAN/2)、蓝牙。即使这些技术不能保证与在蜂窝移动通信系统中等同的移动性，但这些技术已经被建议作为提供高速数据业务而取代固定网络，如在包含公共场所、学校等热点地区或家用网络环境中的电缆调制解调器或X数字用户线路(XDSL)的替换方案。例如，符合IEEE802.11b标准的无线LAN在2.4GHZ ISM带宽中提供大约11Mbps的传输速度。而且，符合IEEE802.11a标准的无线LAN不仅可以在5GHZ频带中提供大约54Mbps的最大传输速度，而且还提供低成本的高速无线数据业务。
这种无线接入技术具有高传输速度。然而，当通过无线LAN提供高速数据业务时，由于电波干扰和非常有限的移动性以及低业务覆盖范围，存在对提供公共网络业务的限制。为了克服这种限制，无线接入技术已经发展成具有蜂窝移动通信系统和无线LAN的相关优点/缺点的无线MAN技术。作为这种无线MAN技术一个实例、并且在2.3GHZ频带上工作的高速移动因特网(HPI)系统，借助于各种类型的终端，能够为在室外/室内非移动环境中的和在具有步行速度和中/低速(大约60Km/h)的移动环境中的每个小区提供50Mbps的容量。而且，HPI系统根据无线信道条件支持较宽的传输速度。
因此，当在无线环境中提供各种传输速度和移动性的接入技术被激活时，就必须提供一种能够彼此补充不同技术的优点/缺点并满足各种用户需求的业务。
发明内容
因此，提出本发明以解决在现有技术中出现的上述问题，并且本发明的一个目的在于提供一种装置和方法，通过该装置和方法，经过各种接入网通信的移动终端可以检测最佳网络，并有效地给用户提供业务。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种装置和方法，用于在接入网彼此重叠的混合网络系统(heterogeneous network system)中，由移动终端连接多个不同类型的接入网中的一个接入网。所述装置和方法包括根据预设的优先级，尝试连接所述一个或多个接入网中的一个接入网，并且当成功连接接入网时，通过所述接入网接收通信业务；当未成功连接接入网时，根据预设的优先级，尝试连接具有下一优先级的接入网。
本发明的上述和其它目的、特征和优点将从结合附图的下述详细说明中变得更加清楚。其中图1是示出根据本发明实施例的混合网络的结构框图；
图2A和2B是图解根据本发明一个实施例的、用于在混合系统中选择最佳网络的方法的示意图；图3是图解根据本发明另一个实施例的、用于在混合系统中选择最佳网络的方法的示意图；图4是图解根据本发明再一个实施例的、用于在混合系统中选择最佳网络的方法的示意图。
具体实施例方式
在下文，将参照附图对根据本发明的实施例进行描述。在本发明的下列说明中，出于简略的目的，将省略对在此引入的公知功能和结构的详细说明。
本发明的实施例提供一种方法，在该方法中，终端在混合网络中选择最佳接入网以便用户能够在最佳环境中接收业务，其中所述混合网络包含各种接入网(例如，基于码分多址/宽带码分多址(CDMA/WCDMA)的蜂窝移动通信系统、基于IEEE802.11x、IEEE 802.16/20的无线局域网(LAN)、高速移动因特网(HPI)等)。
为此，终端必须获取关于不同类型接入网的信息，或者接入网必须提供能够使终端连接最佳网络的信息。因此，本发明的实施例包括关于终端从不同类型的网络中检测网络以便接收最佳业务的过程说明，以及关于终端选择最佳网络的过程说明。
在下文中，为了实现本发明的范围，混合网络将作为示例被描述，它提供能够使终端在如下区域内连接到随机接入网的通信环境，在该区域中，诸如CDMA 2000 1x Evolution-Data Only(1x/1x EV-DO)、通用移动电信系统/通用分组无线业务(UMTS/GPRS)等的蜂窝移动通信系统，以及诸如无线局域网/城域网(LAN/WAN)、高性能无线局域网/2(HIPERLAN/2)等的各种无线接入网彼此重叠。在本发明实施例的网络结构中，分组业务&移动网关(PSMG)被附加到在现有移动通信系统中和无线LAN/WAN中所定义的网络元件中(移动交换中心(MSC)、访问位置寄存器(VLR)、本地位置寄存器(HLR)、分组数据业务网络(PDSN)、接入点(AP)等)，从而能够使电路网络与分组网络交互工作。
图1是图解根据本发明一个实施例的混合网络的结构框图。这里，分组数据业务节点(PDSN)与在CDMA 2000 1x网络和CDMA 2000 1x EV-DO网络中的基站收发信台交互工作，接入路由器(AR)与在无线LAN和无线MAN中的基站收发信台交互工作。然而，由于PDSN和AR执行相同的功能，所以，应当注意PDSN和AR由术语“PDSN/AR”来表示。下文中，即使为了方便描述使用相同的附图标记，但是PDSN和AR将彼此区分，并根据PDSN和AR各自交互工作的网络来描述。
混合网络包括现有的各种接入网(例如，CDMA 2000 1x/1x EV-DO网络和无线LAN/MAN)以及分组业务&移动网关(PSMG)110，用于向通过各种接入网连接业务网的用户提供在电路网络和分组网络之间的交互业务。
PSMG 110被连接在用户的IP网络130和SS7网络140之间。即，PSMG110借助于基于IS-41标准的协议，通过本地位置寄存器(HLR)131和SIP被连接至PDSN或AR 120和业务因特网协议(SIP)服务器。而且，PSMG 110执行在IS-41和SIP之间的协议转换，并通过来自移动终端的位置登记过程和来自PDSN/AR 120的SIP登记过程来管理用户和移动终端的连接状态。这里，由PSMG 110管理的移动终端的连接状态将称为“分组(on packet)”状态和“电路(on circuit)”状态。而且，PSMG 110执行SIP登记功能，用于执行对通过各种接入网连接IP网络的用户的位置管理，并根据通过移动终端的位置登记过程接收到的用户信息来管理NIN(Mobile Identification Number，移动标识号码)、IP地址、NAI(Network Authentication Identifier，网络鉴权标识符)信息等的互连关系。
连接至PSMG 110的本地位置寄存器131存储连接至业务网络的用户的业务简表(service profile)，并且根据业务简表，通过执行对终端和用户的位置管理功能、状态管理功能和鉴权功能，为移动用户提供自动漫游业务。除了这些通常的功能以外，本地位置寄存器131存储关于终端的混合操作(hybridoperation)的业务简表，如连接电路网络的用户的来话语音和数据呼叫，用于在电路网络和分组网络之间互通业务。当处理从移动终端或公共交换电话网(PSTN)发送的呼入时，本地位置寄存器131确认该移动终端是否为应用于混合网络的移动终端(HAT)。这里，移动终端的类型存储在用户信息中。HAT根据在混合操作中所定义的过程进行操作，从而同时向用户提供电路业务和分组业务。
通过SIP被连接至PSMG 110的PDSN或AR 120通过点对点协议(PPP)形成与HAT的两层连接。而且，PDSN或AR 120执行关于IP地址分配、IP分组路由、对移动IP业务的外部代理(FA)功能、与用于统计和鉴权的鉴权服务器180进行交互工作的功能、服务质量(QOS)等的业务。除了这些通常功能以外，PDSN或AR 120执行下列功能以便支持在电路网络和分组网络之间的交互工作业务。
当已经加入简单IP业务的用户的HAT执行SIP登记过程时，PDSN或AR120发送SIP登记消息到PSMG 110。当已经加入移动IP业务的用户的HAT执行移动IP登记过程时，PDSN或AR 120发送SIP登记消息到PSMG 110。而且，每当HAT在各种接入网之间移动而同时保持与PDSN或AR 120的PPP连接时，PDSN或AR 120发送SIP登记消息到PSMG 110。
而且，当接收发送给处于“电路”状态的HAT的IP分组时，PDSN或AR120在HAT通过分组接入网(AN)连接之前，执行用于IP分组的缓冲。而且，PDSN或AR 120通过来自HAT的SIP登记过程或移动IP登记过程，以及来自本地位置寄存器131的通知过程来管理用户和HAT的连接状态。这里，当由PDSN或AR 120管理的HAT的连接状态处在与分组网络通信的状态时，它将被称为“分组”。而且，当由PDSN或AR 120管理的HAT的连接状态处在与电路网络通信的状态时，它将被称为“电路”。
鉴权服务器180借助于诸如RADIUS或DIAMETER等的协议连接至PDSN/AR 120，并与PDSN/AR 120交换用于HAT和用户的鉴权和记帐信息以及用户信息。而且，鉴权服务器180存储有关HAT的混合操作的用户简表。除了这些网络元件以外，由于包括在CDMA 2000 1x网络中的基站收发信台140、在CDMA 2000 1x EV-DO网络中的基站收发信台150和接入点(AP)160的无线LAN/WAN网络的内部装置都为本技术领域人员所周知，因此将省略对它们的详细说明。而且，由于被连接至CDMA 2000 1x网络的MSC/VLR 133和网关移动业务交换中心(GSMC)132，以及被连接至无线LAN/WAN的本地代理(HA)170都为本技术领域人员所周知，因此将省略对它们的详细说明。
基于位置的业务(LBS)(未示出)利用与使用预定信息装置的用户的位置有关的信息，存储与HAT的位置有关的信息，在确定用户的准确位置时使用HAT的位置信息。
在下文中，将描述在上述构造的系统中检测和选择最佳接入网的方法。
图2A是图解根据本发明一个实施例的方法的流程图，通过该方法，HAT找出和选择接入网系统。
参照图2A，当在步骤200给HAT通电时，HAT必须在连接至各种类型接入网系统中的一个之后接收通信业务。因此，HAT根据用户主要使用的偏爱业务来自动存储在接入网系统之间的优先级信息，或者当用户的偏爱不明确时HAT存储随机设置的优先级。而且，当偏爱将被修改时，用户可以通过HAT调整对偏爱的优先级。
HAT在步骤210检测关于该优先级的信息，并在步骤220尝试选择最高优先级的网络。图2B是描述一种方法的流程图，当在混合网络环境中HAT的偏爱被设置为WLAN、CDMA 2000 1x EV-DO网络和CDMA 2000 1x网络的顺序时，HAT通过该方法选择网络，其中所述混合网络环境包含HAT可以连接的WLAN、CDMA 2000 1x EV-DO网络和CDMA 2000 1x网络。参照图2B，由于WLAN具有最高的优先级，HAT尝试选择WLAN。
在步骤230中，HAT确定是否选择具有最高优先级的网络。作为在步骤230中确定的结果，当HAT完成选择具有最高优先级的网络时，HAT连接具有最高优先级的的网络，并在步骤240执行通信业务。相反，当HAT未能选择具有最高优先级的网络时，HAT在步骤250尝试选择第二优先级的网络。参照图2B，由于所述CDMA 2000 1x EV-DO网络具有第二优先级，HAT尝试选择CDMA 2000 1x EV-DO网络。然后，重复步骤230。根据在步骤230中确定的结果，重复步骤240或250。参照图2B，当CDMA 2000 1x EV-DO网络被选择时，HAT连接至CDMA 2000 1x EV-DO网络。相反，当没有选择CDMA 2000 1x EV-DO网络时，HAT尝试选择第三优先级的网络。
同时，当HAT未能通过上述方法选择多种可连接的网络中的任何一个，并处于多种网络彼此重叠的区域中时，本发明包括另一个实施例，它为HAT提供再次执行对最佳网的呼叫捕获(call acquisition)。该实施例包括两种方法，一种方法是接入网发送小区消息给HAT，一种方法是核心网提供小区消息。
在下文中，首先，将描述接入网发送蜂窝消息给HAT的方法。
图3是图解根据本发明另一实施例、HAT获取接入网系统的方法的示意图。
参照图3，首先，给HAT通电。接着，HAT通过在步骤310中的网络发现过程在步骤320中选择CDMA 1x AN的系统。所选定的接入网向HAT发送被设置为在哑导频信号(dummy pilotsignal)中的预定值的伪随机噪声(PN)值。这里，接入网必须根据1x EV-DO或WLAN的覆盖范围来调整哑导频信号的强度。当接收到设置为预定PN值的哑导频信号时，HAT通过预先约定的PN值而知道在各种网络彼此重叠的区域中的网络配置。而且，HAT可以通过PN信息确定是否存在1x EV-DO或WLAN。因此，HAT可以根据它自身的偏好模式来改变网络。参照图3，HAT经过步骤330和340可以执行网络变换到1x EV-DO。
如上所述，通过从接入网中提供的信息而变换模式到1x EV-DO模式或WLAN模式的HAT连接到该系统，并与1x EV-DO或WLAN同步。
而且，接入网可以通过系统参数来发送当前网络的配置信息给HAT。这里，接入网设置系统参数，以便扩展的系统参数可以被用在系统参数消息值中。
例如，接入网通过在系统参数消息中添加如表1所示的三个比特的CurrentNetwork_Supported字段，来向HAT通知网络的重叠。
表1
当Current_Network_Supported字段具有000或100，101，110或111的值时，它表示预留字段。当Current_Network_Supported字段具有001的值时，它表示HAT可以连接到仅CDMA 1x的状态。当Current_Network_Supported字段具有010的值时，它表示HAT可以连接到CDMA 1x和1x EV-DO两者的状态。当Current_Network_Supported字段具有011的值时，它表示HAT可以连接到CDMA 1x和WLAN两者的状态。
HAT根据关于其自身的、基于Current_Network_Supported字段值的偏爱模式来确定模式变换的必要性，并执行模式变换。如上所述，通过从接入网提供的信息而变换模式到1x EV-DO模式或WLAN模式的HAT连接该系统，并与1x EV-DO或WLAN同步。
接下来，将参照图4描述核心网发送小区信息到HAT的方法。
参照图4，当在通过HAT的偏爱最初发现网络之后，HAT选择特定网络时，PSMG与知道HAT的准确位置的系统交互作用。这里，PSMG提供信息给HAT，以便HAT可以通过网络的配置信息来连接最佳网络。
在步骤410，HAT通过其自身偏爱而连接CDMA 1x网络。然后，CDMA 1x网络在步骤420执行PSMG110的注册。这里，在步骤430，PSMG通过LBS系统知道HAT的位置，并通过知道HAT的位置来选择关于当前网络重叠信息的信息。而且，在步骤440中，PSMG发送网络重叠信息给对应的HAT。在步骤450，相应接入网通过业务重定向消息来使得HAT可以改变模式，HAT可以根据其自身的偏爱模式而改变其模式到另一模式。
如上所述，当使用本发明的网络发现和选择方法时，可以通过用户的偏爱来选择最佳网络，而不必考虑网络的不同类型，如蜂窝移动通信网和无线LAN/MAN。
而且，根据本发明的实施例，当提供无线数据业务时，用户可以通过根据用户所属环境的最佳网络来接收业务。具体地，在高速数据业务或需要高带宽业务的情况下，与CDMA 2000 1x相比，通过CDMA 2000 1x EV-DO接收业务是高效的。此外，与CDMA 2000 1x EV-DO相比，通过无线LAN/MAN接收业务是高效的。因此，可以通过其中用户可以最有效地接收业务的环境来向相应网络发送数据业务或从相应网络接收数据业务。
尽管已经参照本发明的某些实施例对本发明进行了展示和描述，但本领域技术人员应当理解，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种形式和细节上的变化。
权利要求
1.一种在混合网络系统中，由移动终端连接多个不同类型的接入网中的一个接入网的方法，其中在所述混合网络系统中接入网彼此重叠，所述方法包括步骤根据预先设置的优先级，尝试连接所述一个或多个接入网中的一个接入网，并且当成功连接接入网时，通过所述接入网接收通信业务；当未成功连接接入网时，根据预先设置的优先级，尝试连接具有下一优先级的接入网。
2.如权利要求1所述的方法，其中根据用户输入，所述优先级改变。
3.一种在混合网络系统中，由移动终端连接多个不同类型的接入网中的一个接入网的方法，其中在所述混合网络系统中接入网彼此重叠，所述方法包括步骤a)连接所述一个或多个接入网中的一个接入网，并且从所述移动终端已连接的接入网接收与多个可连接接入网有关的信息，其中所述多个可连接接入网属于所述接入网彼此重叠的区域；b)根据预先设置的优先级将当前所连接的接入网替换为所述多个可连接接入网中的一个，并连接所替换的接入网。
4.如权利要求3所述的方法，其中步骤a)包括子步骤通过哑导频信号从所连接的接入网接收关于所述多个可连接接入网的信息。
5.如权利要求3所述的方法，其中步骤a)包括子步骤通过系统参数消息的值从所连接的接入网接收关于所述多个可连接的接入网的信息，所述参数消息包含指示可连接接入网的字段。
6.一种在混合网络系统中连接多个不同类型的接入网中的一个接入网的装置，其中在所述混合网络系统中接入网彼此重叠，所述装置包括存储器，用于存储程序；键盘，用于输入命令；和控制器，用于根据预先设置的优先级来连接所述一个或多个接入网中的一个接入网，并且当成功连接接入网时，通过所述接入网接收通信业务；当未成功连接接入网时，根据预先设置的优先级，尝试连接具有下一优先级的接入网。
7.如权利要求6中所述的装置，其中根据用户输入，优先级改变。
8.如权利要求6中所述的装置，其中所述装置包括移动终端。
9.一种在混合网络系统中，连接多个不同类型的接入网中的一个接入网的装置，其中在所述混合网络系统中，接入网彼此重叠，所述装置包括存储器，用于存储程序；键盘，用于输入命令；控制器，用于连接所述一个或多个接入网中的一个接入网，并从所述装置已连接的接入网接收关于多个可连接接入网的信息，其中所述多个可连接接入网属于接入网彼此重叠的区域；并且根据预先设置的优先级，将当前连接的接入网替换为所述多个可连接接入网中的一个，并连接所替换的接入网。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述装置还用于通过哑导频信号从所连接的接入网接收关于所述多个可连接接入网的信息。
11.如权利要求9所述的装置，其中所述装置还用于通过系统参数消息的值从所连接的接入网接收关于所述多个可连接接入网的信息，所述参数消息包含指示可连接接入网的字段。
12.如权利要求9中所述的装置，其中所述装置包括移动终端。
全文摘要
一种在混合网络系统中，连接多个不同类型接入网中的一个接入网的装置和方法，其中在所述混合网络系统中接入网彼此重叠。所述装置和方法包括根据预先设置的优先级连接所述一个或多个接入网中的一个接入网，并且当连接接入网的成功时，通过接入网接收通信业务；当未成功连接接入网时，根据预先设置的优先级尝试连接具有下一优先级的接入网。
文档编号H04L12/66GK1604686SQ20041009512
公开日2005年4月6日 申请日期2004年9月27日 优先权日2003年9月26日
发明者丁诸铉, 李相道, 朴浚皓, 金镇晚, 金泰源, 全永基 申请人:三星电子株式会社