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从WLAN到另一无线电接入网的网络指令的切换

2021-03-15 06:54:01

从WLAN到另一无线电接入网的网络指令的切换

　　相关申请

　　本申请要求2013年4月13日提交的临时专利申请序列号61/811,732和2014年4月7日提交的美国专利申请序列号14/246,841的权益，它们的公开据此通过参考全部结合在本文中。

　　技术领域

　　本公开涉及无线装置从无线局域网(WLAN)到另一无线电接入技术(RAT)(例如第三代合作伙伴项目(3GPP)或第三代合作伙伴项目2 (3GPP2)RAT)的无线电接入网(RAN)的网络指令的（network-instructed）切换。

　　背景技术

　　电气与电子工程师协会(IEEE)已经创建并维持了一组用于实现无线局域网(WLAN)通信的媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范。这组MAC和PHY层规范被称为IEEE802.11规范(更确切地说，被称为信息技术—系统局域网与城域网之间的电信和信息交换—特定要求部分11的IEEE标准：无线LAN媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范)。根据IEEE 802.11规范操作的WLAN还被称为Wi-Fi®网络。当前，Wi-Fi®网络主要操作在2.4吉赫兹(GHz)或5GHz频带。

　　IEEE 802.11规范调节MAC层、PHY层以及每个可寻址单元的其它方面(其被称为站(STA)(例如接入点或无线装置))，以保证接入点与无线装置之间的兼容性和互操作性的安全性。无线装置还可被称为无线终端、便携式装置或便携式终端。Wi-Fi®网络一般操作在未得到许可的频带。因此，在Wi-Fi®网络上的通信可遭受来自任何数量的已知和未知装置的干扰。Wi-Fi®网络通常被用作对例如居家环境和热点(诸如例如机场、火车站和餐馆)中的固定/有线宽带接入的无线延伸。

　　近来，Wi-Fi®网络已经受到来自蜂窝网络运营商的增大的兴趣。具体地说，在使用Wi-Fi®网络作为蜂窝无线电接入网(RAN)的延伸或备选以处理总是增大的无线带宽需要方面，已经存在增大的兴趣。当前例如用任何第三代合作伙伴项目(3GPP)技术服务于移动装置的蜂窝网络运营商将Wi-Fi®网络看作在它们的正规蜂窝网络中可提供改进服务的无线技术。3GPP技术保护长期演进(LTE)、通用移动电信系统(UMTS)/宽带码分多址WCDMA)和全球移动通信系统(GSM)。

　　术语“运营商控制的Wi-Fi®”是指在某一级与蜂窝网络运营商的现有网络集成的Wi-Fi®部署，并且其中3GPP RAN和Wi-Fi®无线接入甚至可连接到相同核心网络，并提供相同服务。在几个标准化组织中在运营商控制的Wi-Fi®的区域中当前存在相当密集的活动。在3GPP中，正在追求Wi-Fi®接入点到3GPP规定的核心网络的连接。在Wi-Fi®联盟(WFA)中，从事与Wi-Fi®产品的证明相关的活动，这些活动在某种程度上由使Wi-Fi®网络成为蜂窝运营商在它们的网络中支持高带宽提供的切实可行的无线技术的需要驱动。在这方面，术语“Wi-Fi®卸载”通常用于是指蜂窝网络运营商从它们的蜂窝网络向Wi-Fi®网络卸载业务的能力，例如在高峰交通时间，以及在当蜂窝网络出于一个原因或另一原因需要被卸载例如以提供请求的服务质量、最大化带宽或者简单地为了覆盖时的情形下。

　　对于蜂窝网络运营商，提供Wi-Fi®和蜂窝(例如3GPP)无线电接入技术(RAT)的混合导致新问题。具体地说，这些问题中的一些问题起因于Wi-Fi®网络和蜂窝网络(3GPP网络)彼此隔离地标准化的事实。因此，存在对于实现Wi-Fi®和蜂窝网络技术共存的智能机制的需要。一个此类区域时连接管理。另外，无线装置(例如LTE用户设备装置(UE))通常支持Wi-Fi®和若干3GPP蜂窝技术。然而，这些无线装置的许多无线装置从无线电接入角度基本上表现为两个单独装置。依据3GPP规范操作的3GPP RAN以及调制解调器和协议基本上不知晓依据IEEE 802.11规范操作的Wi-Fi®协议和调制解调器。

　　依照上面的讨论，存在对于在具有Wi-Fi®和蜂窝(例如3GPP)RAT的混合的通信系统中提供智能连接管理的系统和方法的需要。

　　发明内容

　　公开了涉及无线装置从无线局域网(WLAN)到另一无线电接入技术(RAT)(例如第三代合作伙伴项目(3GPP)或第三代合作伙伴项目2 (3GPP2)RAT)的无线电接入网(RAN)的网络指令的切换的系统和方法。在一个实施例中，提供了操作WLAN接入节点的方法。在一个实施例中，操作WLAN接入节点的方法包含：确定要执行无线装置从WLAN到不同RAT的另一RAN的切换，并向无线装置传送切换指令，其指令无线装置执行从WLAN到不同RAT的RAN的切换。用这种方式，WLAN接入节点能够操纵无线装置从WLAN到不同RAT的RAN。

　　在一个实施例中，所述切换是有选择切换。更确切地说，在一个实施例中，切换是无线装置的至少一个但少于所有通信会话(例如因特网协议(IP)会话)的从WLAN到不同RAT的RAN的切换。在另一实施例中，所述切换是全切换。更确切地说，在一个实施例中，切换是无线装置的所有通信会话(例如IP会话)的从WLAN到不同RAT的RAN的切换。

　　在一个实施例中，切换指令是执行从WLAN到不同RAT的RAN的切换的通用指令。在另一实施例中，切换指令包含标识用于切换的不同RAT的信息。

　　在又一实施例中，切换指令包含标识不同RAT的RAN中的目标小区的信息。此外，在一个实施例中，切换指令还包含标识不同RAT和不同RAT的RAN的信息。在另一实施例中，所述切换指令还包含当执行所述切换时辅助所述无线装置的辅助信息。在一个实施例中，所述辅助信息包括目标小区的至少一些系统信息。

　　在一个实施例中，不同RAT是3GPP RAT，并且切换指令包含使无线装置能够连接到3GPP RAT的RAN的一个或多个参数。

　　在一个实施例中，切换指令包含定义当执行所述切换时所述无线装置应该尝试接入所述不同RAT的RAN的时间量的重试定时器值。

　　在一个实施例中，WLAN是电气与电子工程师协会(IEEE) 802.11无线网络。另外，在一个实施例中，不同RAT是蜂窝网络RAT。在一个实施例中，蜂窝网络RAT是3GPP或3GPP2RAT。另外，在一个实施例中，向所述无线装置传送所述切换指令包含向所述无线装置传送选自由如下项构成的组的管理帧：包含对应于所述切换指令的原因代码的取消认证管理帧；以及包含对应于所述切换指令的原因代码的取消关联管理帧。另外，在一个实施例中，传送所述管理帧还包含在所述管理帧内的一个或多个供应商特定元素中传送有关所述切换指令的信息。在一个实施例中，有关切换指令的信息包含由如下项构成的组中的至少一项：用于所述切换的网络的目标集合、用于所述切换的目标RAT、目标小区、当执行所述切换时辅助所述无线装置的辅助信息以及3GPP切换命令。要指出的是，3GPP切换命令备选地可在本文中称为3GPP切换命令消息。在另一实施例中，有关切换指令的信息包含定义当执行所述切换时所述无线装置应该尝试接入3GPP 或3GPP2 RAT的RAN的时间量的重试定时器值。

　　在一个实施例中，WLAN是IEEE 802.11无线网络，不同RAT是3GPP 或3GPP2蜂窝网络RAT，并且向无线装置传送切换指令包含向所述无线装置传送包含切换指令的关联响应管理帧。在另一实施例中，WLAN是IEEE 802.11无线网络，不同RAT是3GPP 或3GPP2蜂窝网络RAT，并且向无线装置传送切换指令包括向所述无线装置传送具有0邻居报告元素的基本服务集BSS转变管理帧。在一个实施例中，传送BSS转变管理帧还包含在BSS转变管理帧内的一个或多个供应商特定元素中传送有关所述切换指令的信息。在一个实施例中，有关切换指令的信息包含由如下项构成的组中的至少一项：用于切换的网络的目标集合、用于切换的目标RAT、目标小区、当执行切换时辅助无线装置的辅助信息和3GPP切换命令。在另一实施例中，有关切换指令的信息包含定义当执行所述切换时所述无线装置应该尝试接入3GPP或3GPP2 RAT的RAN的时间量的重试定时器值。

　　在一个实施例中，WLAN是IEEE 802.11无线网络，不同RAT是3GPP 或3GPP2蜂窝网络RAT，并且向无线装置传送切换指令包含向无线装置传送在格式化为一个或多个供应商特定元素的一个或多个可选子元素内包含切换指令的无线网络管理通知(WNM通知)请求帧。在一个实施例中，切换指令包含由如下项构成的组中的至少一项：指示用于切换的3GPP或3GPP2 RAT的信息；无线装置要切换到的3GPP或3GPP2 RAT的RAN中的目标小区的小区标识符；以及指示要切换所述无线装置的哪些通信会话的一个或多个附着参数。

　　在一个实施例中，WLAN是IEEE 802.11无线网络，不同RAT是3GPP 或3GPP2蜂窝网络RAT，并且向无线装置传送切换指令包含向无线装置传送包含切换指令的WNM通知请求帧。

　　在一个实施例中，确定要执行无线装置从WLAN到不同RAT的另一RAN的切换包含：决定发起到3GPP RAT的切换；向3GPP RAT的RAN发送切换准备请求；以及从RAN接收包括3GPP切换命令的切换准备响应。在此实施例中，传送切换指令包括向无线装置传送3GPP切换命令。另外，在一个实施例中，传送3GPP切换命令包含传送选自由如下项构成的组中的帧：包含3GPP切换命令的取消授权管理帧；包含3GPP切换命令的取消关联管理帧；包含3GPP切换命令的关联响应管理帧；包含3GPP切换命令的BSS转变管理帧；以及包含3GPP切换命令的WNM通知帧(例如WNM通知请求帧)。

　　在一个实施例中，WLAN接入节点包含处理器和含有由处理器可执行的指令的存储器，由此WLAN接入节点操作以：确定要执行无线装置从WLAN到不同RAT的另一RAN的切换，并向无线装置传送切换指令，其指令无线装置执行从WLAN到不同RAT的RAN的切换。存储器可包含由处理器可执行的附加指令，由此WLAN接入节点操作以例如执行上面描述的任何实施例。

　　在另一实施例中，WLAN接入节点适合于确定要执行无线装置从WLAN到不同RAT的另一RAN的切换，并向无线装置传送切换指令，其指令无线装置执行从WLAN到不同RAT的RAN的切换。WLAN接入节点可还适合于执行上面描述的任何方法。

　　在另一实施例中，WLAN接入节点包含用于确定要执行无线装置从WLAN到不同RAT的另一RAN的切换的部件以及用于向无线装置传送切换指令的部件，其指令无线装置执行从WLAN到不同RAT的RAN的切换。

　　在又一个实施例中，WLAN接入节点包含：WLAN通信模块，配置成提供与无线装置的WLAN通信；切换决定模块，配置成确定要执行无线装置从WLAN到不同RAT的另一RAN的切换；以及切换指令模块，配置成向无线装置传送切换指令，其指令无线装置执行从WLAN到不同RAT的RAN的切换。

　　在另一实施例中，提供了计算机程序，其包含当在至少一个处理器上执行时使至少一个处理器执行上面描述的操作WLAN接入节点的任何方法的指令。在一个实施例中，提供了一种含有计算机程序的载体，其中所述载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质(例如非暂时性计算机可读介质)之一。

　　在一个实施例中，提供了操作无线装置的方法。操作无线装置的方法包含：与WLAN接入节点通信；从WLAN接入节点接收切换指令以执行从WLAN到不同RAT的另一RAN的切换；以及响应于接收到切换指令执行所述切换。

　　在一个实施例中，切换指令是用于从WLAN到不同RAT的另一RAN的有选择切换的指令，并且执行切换包括执行有选择切换。在另一实施例中，切换指令是用于从WLAN到不同RAT的另一RAN的全切换的指令，并且执行切换包括执行全切换。

　　在一个实施例中，切换指令是执行到不同RAT的RAN的切换的通用指令，并且执行所述切换包含执行到不同RAT的RAN的切换。在另一实施例中，切换指令包含标识用于切换的不同RAT的信息，并且执行切换包含执行到由包含在切换指令中的信息标识的不同RAT的RAN的切换。

　　在又一实施例中，切换指令包含标识不同RAT的RAN中目标小区的信息，并且执行所述切换包含执行所述目标小区的所述切换。在一个实施例中，切换指令还包含标识不同RAT和不同RAT的RAN的信息。在另一实施例中，所述切换指令还包含当执行所述切换时辅助所述无线装置的辅助信息，并且执行到目标小区的所述切换包含基于所述辅助信息执行到目标小区的所述切换。在一个实施例中，所述辅助信息包括目标小区的至少一些系统信息。

　　在一个实施例中，不同RAT是3GPP RAT，并且切换指令包含使无线装置能够连接到3GPP RAT的RAN的一个或多个参数。

　　在一个实施例中，切换指令包含定义当执行所述切换时所述无线装置应该尝试接入所述不同RAT的RAN的时间量的重试定时器值。另外，在一个实施例中，执行切换包含：在由所述重试定时器值定义的时间量内重试切换；以及如果所述切换在由所述重试定时器定义的所述时间量内未成功，则通知所述WLAN接入节点切换故障。

　　在一个实施例中，WLAN是IEEE 802.11无线网络。另外，在一个实施例中，不同RAT是蜂窝网络RAT。在一个实施例中，蜂窝网络RAT是3GPP或3GPP2 RAT。另外，在一个实施例中，接收切换指令包含接收由WLAN接入节点传送的管理帧，其中管理帧选自由如下项构成的组：包含对应于所述切换指令的原因代码的取消认证管理帧；以及包含对应于所述切换指令的原因代码的取消关联管理帧。在另一实施例中，接收切换指令包含从WLAN接入节点接收包含切换指令的关联响应管理帧。在又一实施例中，接收切换指令包含从WLAN接入节点接收具有0邻居报告元素的BSS转变管理帧。在又一实施例中，接收切换指令包含从WLAN接入节点接收在格式化为一个或多个供应商特定元素的一个或多个可选子元素内包含切换指令的WNM通知帧(例如，WNM通知请求帧)。在又一实施例中，接收切换指令包含从WLAN接入节点接收包含切换指令的WNM通知帧。

　　在一个实施例中，接收切换指令包含在WLAN帧内接收3GPP切换命令。

　　在一个实施例中，提供了无线装置。在一个实施例中，无线装置包含收发器、处理器和含有由处理器可执行的指令的存储器，由此无线装置操作以经由收发器与WLAN的WLAN接入节点通信；经由收发器从WLAN接入节点接收切换指令以执行从WLAN到不同RAT的另一RAN的切换；以及响应于接收到切换指令执行所述切换。

　　在另一实施例中，无线装置适合于：与WLAN的WLAN接入节点通信；从WLAN接入节点接收切换指令以执行从WLAN到不同RAT的另一RAN的切换；以及响应于接收到切换指令执行所述切换。无线装置可还适合于执行上面描述的操作无线装置的方法的任何实施例。

　　在另一实施例中，无线装置包含：用于与WLAN的WLAN接入节点通信的部件；用于从WLAN接入节点接收切换指令以执行从WLAN到不同RAT的另一RAN的切换的部件；以及用于响应于接收到切换指令执行所述切换的部件。

　　在另一实施例中，无线装置包含：WLAN通信模块，配置成提供与WLAN的WLAN接入节点的WLAN通信；切换指令接收模块，配置成从WLAN接入节点接收切换指令以执行从WLAN到不同RAT的另一RAN的切换；以及切换模块，配置成响应于切换指令执行所述切换。

　　在一个实施例中，提供了计算机程序。计算机程序包括指令，所述指令当在至少一个处理器上执行时使至少一个处理器执行根据上面描述的任何实施例操作无线装置的方法。在一个实施例中，提供了一种含有计算机程序的载体，其中所述载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质(例如非暂时性计算机可读介质)之一。

　　本领域技术人员在结合所附的附图阅读了实施例的如下详细描述之后，将认识到本公开的范围并意识到其附加方面。

　　附图说明

　　合并到此说明书中并形成其一部分的附图图示了本公开的几个方面，并与说明书一起用来说明本公开的原理。

　　图1图示了根据本公开一个实施例包含提供无线装置从WLAN到蜂窝网络的网络指令的切换的蜂窝网络和无线局域网(WLAN)的混合的通信系统；

　　图2图示了根据本公开一个实施例图1的通信系统执行无线装置从WLAN到蜂窝网络的网络指令的切换的操作；

　　图3图示了根据本公开一个实施例从WLAN接入节点向无线装置传送切换指令利用的电气与电子工程师协会(IEEE) 802.11取消认证管理帧或IEEE 802.11取消关联管理帧的帧结构；

　　图4图示了根据本公开另一实施例图1的通信系统执行无线装置从WLAN到蜂窝网络的网络指令的切换的操作；

　　图5图示了根据本公开另一实施例从WLAN接入节点向无线装置传送切换指令利用的IEEE 802.11关联响应管理帧的帧结构；

　　图6A至6C图示了常规IEEE 802.11基本服务集(BSS)转变管理帧的帧结构；

　　图7A和7B图示了根据本公开另一实施例从WLAN接入节点向无线装置传送切换指令利用的IEEE 802.11 BSS转变管理帧的帧结构；

　　图8图示了IEEE 802.11无线网络管理通知(WNM通知)请求帧的帧结构；

　　图9图示了根据本公开另一实施例从WLAN接入节点向无线装置传送切换指令利用的具有供应商特定格式的IEEE 802.11 WNM通知请求帧的帧结构；

　　图10图示了根据本公开一个实施例用传送第三代或者伙伴项目(3GPP)切换命令的供应商特定格式格式化可选子元素的IEEE 802.11 WNM通知请求动作帧的帧结构；

　　图11A和11B图示了根据本公开另一实施例传送多频带操纵的切换指令利用的IEEE802.11 WNM通知请求帧的帧结构；

　　图12是根据本公开一个实施例的图1的蜂窝网络的基站之一的框图；

　　图13是根据本公开一个实施例的图1的蜂窝网络的基站之一的功能框图；

　　图14是根据本公开一个实施例的图1的WLAN接入节点的框图；

　　图15是根据本公开一个实施例的图1的WLAN接入节点的功能框图；

　　图16是根据本公开一个实施例的图1的无线装置之一的框图；以及

　　图17是根据本公开一个实施例的图1的无线装置之一的功能框图。

　　具体实施方式

　　下面阐述的实施例表示使本领域技术人员能够实行实施例的信息，并且图示了实行实施例的最佳模式。在按照所附附图阅读如下描述后，本领域技术人员将理解本公开的概念，并将认识到在本文中未具体解决的这些概念的应用。应该理解，这些概念和应用落在本公开和所附权利要求书的范围内。

　　公开了涉及无线装置从无线局域网(WLAN)到另一无线电接入技术(RAT)(例如第三代合作伙伴项目(3GPP)或第三代合作伙伴项目2 (3GPP2)RAT)的无线电接入网(RAN)的网络指令的切换的系统和方法。在这方面，图1图示了包含蜂窝RAN 12和WLAN 14的通信系统10。蜂窝RAN 12包含根据蜂窝RAT(诸如例如，3GPP或3GPP2 RAT)操作的基站16-1至16-5(一般在本文统称为基站16，并且单独称为基站16)。3GPP或3GPP2 RAT的一些示例是长期演进(LTE)、通用移动电信系统(UMTS)/宽带码分多址WCDMA)和全球移动通信系统(GSM)RAT。虽然在此示例中示出了5个基站16，但蜂窝RAN 12可包含任何数量的基站16。

　　WLAN 14包含根据WLAN RAT操作并提供WLAN 14的连接点的WLAN接入节点18。WLAN接入节点18备选地可被称为接入点、无线接入控制器等。在本文描述的实施例中，WLAN RAT是电气与电子工程师协会(IEEE) 802.11 WLAN RAT(即，WALN 14是IEEE 802.11或Wi-Fi®网络)例如，WLAN 14可以是Wi-Fi®热点。然而，本公开不限于此。可使用其它WLAN RAT。在一个实施例中，WLAN 14是运营商控制的WLAN，其在某一级与蜂窝网络运营商的蜂窝网络(包含蜂窝RAN 12)集成。另外，虽未图示，但WLAN 14和蜂窝RAN 12可连接到同一核心网络(例如，LTE RAN的演进的分组核心(EPC)网络)。

　　蜂窝RAN 12和WLAN 14一起向若干无线装置20-1至20-5(一般在本文统称为无线装置20，并单独称为无线装置20)提供服务。虽然在此示例中示出5个无线装置20，但可能存在由蜂窝RAN 12和WLAN 14服务的任何数量的无线装置20。在此示例中，无线装置20-1和20-2连接到WLAN 14，而无线装置20-3至20-5连接到蜂窝RAN 12。无线装置20(其也可被称为无线通信装置)可表示能够进行无线通信的任何适合类型的装置，包含但不限于：常规用户设备装置(UE)和其它类型蜂窝电话；机器型通信(MTC)/机器对机器(M2M)装置(例如无线传感器或仪表)；射频标识符(RFID)；WLAN终端或站(STA)；以及具有无线能力的膝上型、平板和其它计算机。

　　如下面所讨论的，WLAN接入节点18发起无线装置20-1从WLAN 14到蜂窝RAN 12的网络指令的切换。使用常规技术，无线装置20-1将保持连接到WLAN 14，直到与WLAN 14的连接不再有可能。具体地说，只要无线装置20-1在WLAN 14的覆盖区域22内，无线装置20-1就将保持连接到WLAN 14。作为结果，无线装置20-1至少在一些情形下将保持连接到WLAN 14，尽管到蜂窝RAN 12的连接将更好(例如，提供更低等待时间、更高数据速率等)。根据本公开的一个实施例，WLAN接入节点18操作以发起无线装置20-1从WLAN 14到蜂窝RAN 12的切换，不管何时此类切换是期望的。作为一个示例，当无线装置20-1大于距WLAN接入节点18的预先定义的无线电距离(如虚线24所指示的)但仍在WLAN 14的覆盖区域22内时，WLAN接入节点18可发起从WLAN 14到蜂窝RAN 12的切换。如本文所使用的，无线电距离是指示由无线装置20-1从WLAN接入节点18接收的或由WLAN接入节点18从服务装置20-1接收的无线电信号的质量或强度的任何值(例如接收信号强度指示符(RSSI))。

　　如下面所详细讨论的，为了发起无线装置20-1从WLAN 14到蜂窝RAN 12的切换，WLAN接入节点18向无线装置20-1发送切换(HO)指令。切换指令可用于所有通信会话(例如因特网协议(IP)会话)从WLAN 14到蜂窝RAN 12的全切换或一个或多个通信会话但潜在地小于所有通信会话从WLAN 14到蜂窝RAN 12的有选择切换。响应于切换指令，无线装置20-1通过连接到蜂窝RAN 12执行切换。在此具体示例中，无线装置20-1连接到基站16-1(更确切地说，连接到由基站16-1蜂窝的小区)。从那点，切换的通信会话与蜂窝RAN 12。要指出，虽然图1的实施例和下面描述的许多其它实施例聚焦在从WLAN 14到蜂窝RAN 12的切换，但本公开不限于此。切换可从WLAN 14到不同RAT的任何RAN。

　　图2图示了根据本公开一个实施例图1的通信系统10执行无线装置20-1从WLAN 14到蜂窝RAN 12的网络指令的切换的操作。如所图示的，最初，经由WLAN接入节点18在无线装置20-1与WLAN 14之间建立通信(步骤100)。在某一点，WLAN接入节点18决定或确定期望无线装置20-1从WLAN 14到不同RAT的RAN的切换(步骤102)。在一个实施例中，切换是所有通信或业务(例如所有IP会话)的全切换。在另一实施例中，切换是具体通信或业务(例如仅某些类型的IP会话)的有选择切换。另外，执行切换的决定可以是执行从WLAN 14的切换的通用决定。换句话说，切换决定可以是执行切换的通用决定，其中它被留给无线装置20-1确定切换的目标。备选地，切换决定可以是特定切换决定。更确切地说，特定切换决定可以是执行到目标RAT(例如LTE)的切换的决定、执行到目标RAT类型的目标RAN(例如特定LTE RAN)的切换的决定或执行到目标RAT类型的目标RAN中的目标小区(例如特定LTE RAN中的特定小区)的切换的决定。

　　接下来，WLAN接入节点18向无线装置20-1传送切换指令(步骤104)。如下面所详细讨论的，在一个实施例中，WLAN 14是IEEE 802.11或Wi-Fi®网络，并且切换指令在IEEE802.11帧内传送。IEEE 802.11帧例如可以是取消认证管理帧、取消关联管理帧、关联响应管理帧、基本服务集(BSS)转变管理请求动作帧或无线网络管理通知(WNM通知)帧(例如，WNM通知请求帧)。切换指令包含指示要执行切换的信息。更确切地说，在一个实施例中，切换指令包含如下一项或多项：

　　-指示要执行切换的代码(例如，特殊状态代码或特殊原因代码)，

　　-指示切换是全切换还是有选择切换的信息，

　　-标识在有选择切换的情况下要切换的通信会话的信息(例如，指示正在进行的业务或通信会话(例如，由接入点名称(APN)标识的分组数据网络(PDN)连接、由要切换的业务流模板(TFT)标识的IP会话)的子集的一个或多个3GPP非接入层(NAS)参数)，

　　-标识用于切换的目标RAT的信息，

　　-标识用于切换的目标RAN的信息，

　　-标识用于切换的目标小区的信息，

　　-当执行切换时将辅助无线装置20-1的辅助信息(例如，目标小区的至少一些系统信息(SI))，

　　-3GPP切换命令(其可由WLAN接入节点18例如从目标小区的基站16接收用于切换)或者来自3GPP切换命令的一个或多个参数，

　　-一个或多个3GPP NAS参数(例如附着类型APN等)，以及

　　-重试时间，其定义当执行切换时，例如在通知WLAN接入节点18切换故障或尝试与WLAN14重新建立切换通信之前，无线装置20-1应该尝试接入不同RAT(其如上面所讨论的，可以由切换指令规定或者可以不由其规定)的RAN的时间量。

　　响应于切换指令，无线装置20-1在此示例中执行到由蜂窝RAN 12中的基站16-1服务的小区的切换(步骤106)。无线装置20-1执行切换的方式可根据具体实现变化。作为一个示例，无线装置20-1同步到由基站16-1服务的小区，获得小区的系统信息(如果需要的话)，并发起随机接入过程以建立到由基站16-1服务的小区的连接。一旦随机接入过程结束，切换的最后步骤就完成。然后，确切细节取决于蜂窝RAN 12的RAT和具体实现(例如，在切换指令中是否提供辅助信息)。一旦切换完成，无线装置20-1就与基站16-1通信(步骤108)。此外，如果切换是有选择切换，则无线装置20-1还对于不切换的任何通信会话或业务与WLAN接入节点18通信(步骤110)。

　　如上面所讨论的，在一些实施例中，切换指令在具体类型的IEEE 802.11或Wi-Fi®帧内从WLAN接入节点18传送到无线装置20-1。在这方面，图3图示了根据本公开一个实施例传送切换指令可利用的IEEE 802.11取消认证管理帧和IEEE 802.11取消关联管理帧的帧格式。这两个帧具有相同帧格式。要指出的是，取消认证管理帧和取消关联管理帧的帧格式定义在“802.11-2012-IEEE Standard for Information technology--Telecommunications and information exchange between systems Local andmetropolitan area networks--Specific requirements Part 11: Wireless LANMedium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications”的章节8.3.3.12和8.3.3.4中，其在本文称为IEEE 802.11-2012规范。

　　重要的是，取消认证/取消关联帧的帧体包含原因代码和一个或多个供应商特定元素。在一个实施例中，切换指令包含在帧体中传送的特殊原因代码。具体地说，IEEE802.11-2012规范在章节8.4.1.7中定义了若干原因代码。在此实施例中，为来自WLAN 14的切换指令定义了新原因代码。从而，在此实施例中，WLAN接入节点18通过传送取消认证/取消关联管理帧(包含为指示切换指令定义的新的或特殊原因代码)来传送切换指令。

　　此外，在一些实施例中，切换指令包含在取消认证/取消关联管理帧的一个或多个供应商特定元素中传送的附加信息。此附加信息可包含与无线装置20-1从WLAN 14到蜂窝RAN 12(在图1和2的示例中)的切换相关的任何信息。在一个实施例中，附加信息包含如下一项或多项：

　　-用于切换的网络的目标集合(例如，用于切换的公用陆地移动网络(PLMN)或网络标识符/系统标识符(NID/SID))。WLAN 14可属于与蜂窝RAN 12相比的单独网络。另外，在蜂窝/3GPP域中可存在不同的等效PLMN。

　　-用于切换的目标3GPP/3GPP2 RAT(即，无线装置20-1应该切换到的3GPP/3GPP2RAT)。

　　-用于切换的目标3GPP/3GPP2 RAT和目标小区。这可指示无线装置20-1应该切换到的RAT和小区。目标小区例如可被指示为GSM小区全球身份(CGI)(包含移动国家代码(MCC)、移动网络代码(MNC)、位置区域代码(LAC)和小区身份(CI))或任何其它RAT特定小区标识符，例如像28位通用地面无线电接入网(UTRAN)小区标识符(UC-ID)，包含无线电网络控制器标识符(RNC-ID)和小区ID(C-ID)。要指出的是，UC-ID是28位，并且部分UC-ID用于RNC-ID(例如12位)，并且其余的用于C-ID(例如16位)。然后，整个UC-ID可标识PLMN内的小区，并且C-ID可用于标识无线电网络子系统(RNS)内的小区。

　　-当执行到目标RAT中目标小区的切换时用于辅助无线装置20-1的辅助信息。例如，辅助信息可包含无线装置20-1将需要首先在目标小区上读取的至少一些SI元素。当此类辅助信息已经从WLAN 14提供到无线装置20-1时，无线装置20-1可能能够更快速地接入目标小区。

　　-在目标RAT的3GPP规范中所定义的3GPP切换命令。例如，如果目标RAT是GSM，则切换命令定义在3GPP技术规范(TS) 44.018 (例如版本12.2.0)中。同样适用于UTRAN和演进的UTRAN (E-UTRAN)，其中分别在3GPP TS 25.331 (例如版本12.1.0)和36.331 (例如版本12.1.0)中定义了切换命令。在此情况下，以有可能执行朝向控制/处理目标RAT和目标小区的RAN节点的切换准备阶段信令的此类方式，将WLAN 14集成到蜂窝网络中。切换命令由目标RAN节点(例如基站16-1)创建，并提供给WLAN接入节点18以便传送到无线装置20-1。

　　-一个或多个3GPP NAS参数(例如附着类型APN等)。

　　-重试时间，其指示在上面描述的任何情况下无线装置20-1应该尝试接入目标RAT/小区的时间量。如果无线装置20-1不能够在由重试定时器指示的时间量内接入目标小区RAN/小区，则在一些实施例中，无线装置20-1应该尝试放弃对目标RAT/小区的接入尝试，并尝试告知WLAN 14(例如，WLAN接入节点18)切换故障。

　　如上面所讨论的，在一个实施例中，由WLAN接入节点18传送到无线装置20-1的切换指令可包含3GPP切换命令。在这方面，图4图示了根据一个实施例的图1的通信系统10的操作，其中切换指令包含3GPP切换命令。如所图示的，最初，经由WLAN接入节点18在无线装置20-1与WLAN 14之间建立通信(步骤200)。在此实施例中，在某一点，WLAN接入节点18决定或确定期望无线装置20-1从WLAN 14到蜂窝RAN 12的切换(步骤202)。在一个实施例中，决定是全切换。然而，在另一实施例中，WLAN接入节点18可决定发起全切换或有选择切换。WLAN接入节点18然后向服务于用于切换的目标小区的基站16-1发送切换准备请求(步骤204)。作为响应，基站16-1向WLAN接入节点18发送包含3GPP切换命令的切换准备响应(步骤206)。要指出，虽然在此示例中使用3GPP切换命令，但代替全3GPP切换命令可使用正常情况下包含在3GPP切换命令中的一个或多个参数。在步骤202和204中在WLAN接入节点18与基站16-1之间的通信可经由有线或无线连接(例如蜂窝连接)直接或者例如通过蜂窝RAN 12和WLAN 14的公共核心网络间接在基站16-1与WLAN接入节点18之间。

　　接下来，WLAN接入节点18向无线装置20-1传送包含3GPP切换命令的切换指令(步骤208)。如上面所讨论的，在一个实施例中，3GPP切换命令在IEEE 802.11取消认证/取消关联管理帧中传送。然而，切换命令可在其它类型IEEE 802.11帧中传送。在此实施例中，切换指令例如可包含用于切换的3GPP RAT类型、用于切换的3GPP RAT标识符(ID)以及采取3GPP切换命令形式的一个或多个附着参数或正常情况下包含在3GPP切换命令中的一个或多个参数。附加地，切换指令可包含在3GPP TS 23.401(版本12.4.0)的节5.3.2.1中所定义的附着请求中要使用的一个或多个3GPP NAS参数。这些参数例如包含APN、每个APN的附着类型(初始附着、切换附着、具有IP流移动性(IFOM)的切换附着等)、TFT等。

　　响应于包含3GPP切换命令的切换指令，无线装置20-1在此示例中执行到由蜂窝RAN 12中的基站16-1服务的小区的切换(步骤210)。一旦切换完成，无线装置20-1就与基站16-1通信(步骤212)。此外，如果切换是有选择切换，则无线装置20-1还对于不切换的任何通信会话或业务与WLAN接入节点18通信(步骤214)。

　　如上面所讨论的，切换指令可在各种类型IEEE 802.11帧中传送。在这方面，图5、6A至6C、7A、7B和8-10图示了根据本公开附加实施例从WLAN接入节点18向无线装置20-1传送切换指令可利用的各种IEEE 802.11帧格式。更确切地说，图5图示了在IEEE 802.11-2012规范的章节8.3.3.6中所定义的IEEE 802.11联合响应管理帧的帧格式。如所图示的，联合响应管理帧的帧体包含状态代码元素和一个或多个供应商特定元素，还有其它元素。在一个实施例中，切换指令包含在帧体中传送的特殊状态代码，其中特殊状态代码是对于来自WLAN 14的切换指令定义的新状态代码。从而，在此实施例中，WLAN接入节点18通过传送关联响应管理帧(包含为指示切换指令定义的新的或特殊状态代码)来传送切换指令。

　　此外，在一些实施例中，切换指令包含在关联响应管理帧的一个或多个供应商特定元素中传送的附加信息。此附加信息可包含与无线装置20-1从WLAN 14到蜂窝RAN 12(在图1和2的示例中)的切换相关的任何信息。这个传统信息例如可包含上面相对于取消认证/取消关联管理帧描述的任何信息。

　　另外，在另一实施例中，切换指令可仅使用一个或多个供应商特定元素(即，没有任何特殊状态代码)。例如，在一个具体实施例中，在一个或多个供应商特定元素中传送的信息包含指示切换指令的代码。与切换相关的附加信息也可在供应商特定元素中传送，如上所述。

　　图6A至6C图示了在IEEE 802.11-2012规范的章节8.5.14.9中所定义的BSS转变管理请求帧的帧格式。正常情况下，BSS转变管理请求帧包含一个或多个邻居报告元素。如在图7A和7B中所图示的，在一个实施例中，通过传送具有0邻居报告元素的BSS转变管理请求帧，并且特别是包含BSS转变候选列表条目字段的BSS转变管理请求帧，将切换指令从WLAN接入节点18传送到无线装置20-1。这个帧然后将由无线装置20-1解释为切换指令。更确切地说，0邻居报告元素可被解释为没有要转变的适合的WLAN接入节点，并且因此，需要到不同RAT的RAN(例如蜂窝RAN 12)的切换。另外，切换指令在一个或多个供应商特定元素中包含与切换相关的附加信息。这个附加信息例如可包含上面相对于取消认证/取消关联管理帧描述的任何附加信息。

　　图8图示了在IEEE 802.11-2012规范的章节8.5.14.28中所定义的IEEE WNM通知请求帧的帧格式。重要的是，WNM通知请求帧包含一个或多个可选子元素，其中根据本公开的一个实施例，切换指令从WLAN接入节点18传送到无线装置20-1。更确切地说，在一个实施例中，WNM通知请求帧的可选子元素被格式化为供应商特定元素，如在图9中所图示的。虽然对于本公开不是必不可少的，但可选子元素可格式化为在IEEE 802.11-2012规范的章节8.4.2.28中所定义的供应商特定元素。切换指令然后可作为可选子元素的供应商特定内容传送。如上所述，切换指令可包含指示与期望切换相关的切换指令和/或信息(例如，目标RAT、目标RAN、目标小区、3GPP切换命令、3GPP NAS参数、重试定时器等或它们的任何组合)的代码。

　　在一个实施例中，按照此类帧类型的Wi-Fi®联盟(WFA)规则格式化WNM通知请求帧的供应商特定元素，如图10中所图示的。在此实施例中，WFA格式化的供应商特定元素的字段包含如下信息：

　　-设置成“221”的子元素ID(如由IEEE 802.11-2012规范所规定的“供应商特定”)

　　-设置成“0x 50 6F 9A”的组织标识符(如由WFA指南所请求的)。

　　-设置成“0x01”的“类型”(连同“WFA技术指配”指令)。

　　-3GPP RAT类型指示关于由无线装置20-1要选择的特定RAT(即，目标RAT)的切换偏好。在一个实施例中，3GPP RAT类型字段可假定如下值：

　　0：保留

　　1：任何RAT

　　2：全球移动通信系统全球演进无线电接入网的增强数据速率(GERAN)

　　3：UTRAN

　　4：E-UTRAN

　　5–255:保留

　　-3GPP RAT ID规定用于切换的目标3GPP RAN节点的ID(例如，目标基站16的ID)。

　　另外，在一些实施例中，切换可以是全切换或有选择切换。在这方面，WFA格式化的供应商特定元素可选地可包含指示要切换的正在进行的业务或通信会话(例如IP会话)的子集的一个或多个附着参数。此类附着参数的示例包含但不限于要切换的APN、每个APN的附着类型(初始附着、切换附着、具有IFOM的切换附着等)、指示要切换的n元组的TFT等或它们的任何组合。要指出的是，APN标识无线装置20-1经由WLAN 14诸如例如因特网与IP多媒体系统(IMS)网络、企业网络等通信的PDN。要指出，上面讨论的信息可在其它类型IEEE802.11帧(例如，取消认证管理帧、取消关联管理帧、关联请求管理帧、BBS转变管理请求动作帧等)中传送。类似地，上面相对于图10的WFA格式化的WNM通知请求帧讨论的信息仅是包含在切换指令中的信息的一个示例。附加或备选信息可被包含在切换指令中。

　　上面描述的实施例聚焦在操纵无线装置20从WLAN 14到蜂窝RAN 12(或者至少从WLAN 14到不同RAT的RAN)。图11A和11B图示了根据本公开一个实施例可用于多频带操纵的修改的IEEE 802.11 WNM通知请求帧。更确切地说，WLAN 14可包含操作在不同频带(例如，2.4和5吉赫兹(GHz)频带)的多个WLAN接入节点18，或操作在两个或更多频带的单个WLAN接入节点18。多频带操纵是操纵无线装置20从一个WLAN频带到另一WLAN频带。图11A和11B的WNM通知请求帧包含BSS转变管理能力。使用BSS转变管理能力，WNM通知请求帧可由WLAN 18例如传送到无线装置20-2，以操纵无线装置20-2从WLAN 14的一个频带到WLAN 14的另一频带。

　　本文描述的实施例的具体实现引入WLAN接入节点可操作无线装置到另一RAT的机制。上面描述的实施例的一些实现相当简单，并且可用网络和无线装置供应商的最小努力实现。本文描述的实施例的一些实现还利用标准化解决方案的元素，并且从而，可在没有例如对IEEE 802.11-2012规范的过量实质改变情况下实现。

　　上面描述的实施例的一些实现引入了成熟的解决方案，其可使WLAN接入节点能够传递所有业务的所有业务或全切换或仅某种(某些)类型业务的有选择切换(即，WLAN接入节点可以期望的粒度级传递切换)。另外，本文描述的实施例的一些实现给WLAN接入节点提供了规定用于切换的目标3GPP RAT的能力。又一些实施例提供了可与和切换指令相同类型帧通信的增强WLAN多频带操纵，需要较少实现努力。

　　虽然基站16(或任何类型蜂窝接入节点)可用硬件或硬件和/或软件的任何组合实现，但图12是根据本公开一个实施例的图1的基站16之一的框图。要指出，虽然本文讨论了基站16，但本文描述的基站16的功能性可由任何类型的蜂窝接入节点(例如，RAN节点、基站、增强节点B(eNodeB)、无线电网络控制器(RNC)等)执行。如所图示的，基站16包含包括处理器28、存储器30和网络接口26的基带单元26以及包含耦合到一个或多个天线38的收发器36的无线电单元34。在一个实施例中，本文描述的基站16的功能性用存储在存储器30中并由处理器28执行的软件实现。附加地，基站16可包含负责提供附加功能性(包含上面描述的任一功能性和/或支持本文描述的实施例所必需的任何功能性)的附加组件。

　　在一个实施例中，提供了计算机程序，其包含当在至少一个处理器上执行时使至少一个处理器执行上面描述的基站16的任何实施例的指令。在一个实施例中，提供了一种含有计算机程序的载体，其中所述载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质(例如非暂时性计算机可读介质)之一。

　　图13是根据本公开一个实施例的图1的基站16之一的功能框图。如所图示的，基站16包含用由一个或多个处理器(例如图12的处理器28)执行的软件实现的切换模块40和通信模块42。切换模块40例如与无线装置20-1一起操作，以执行无线装置20-1到由基站16服务的小区的切换。此外，在一些实施例中，切换模块40处理从WLAN接入节点18接收的切换准备请求，并作为切换准备响应的一部分构建直接或间接发送到WLAN接入节点18的3GPP切换命令消息。一旦无线装置20-1切换到由基站16服务的小区，通信模块42就提供与无线装置20-1的通信。

　　虽然WLAN接入节点18可用任何类型的硬件或硬件和软件的任何组合实现，但图14是根据本公开一个实施例的图1的WLAN接入节点18的框图。在具体实施例中，由WLAN接入节点18所提供的上面描述的一些或所有功能性可由执行存储在计算机可读介质(诸如存储器46)上的处理器44提供。WLAN接入节点18的备选实施例可包含负责提供附加功能性(包含上面标识的任何功能性和/或支持上面描述的实施例所必需的任何功能性)的附加组件。

　　在一个实施例中，提供了计算机程序，其包含当在至少一个处理器上执行时使至少一个处理器执行上面描述的WLAN接入节点18的任何实施例的指令。在一个实施例中，提供了一种含有计算机程序的载体，其中所述载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质(例如非暂时性计算机可读介质)之一。

　　图15是根据本公开一个实施例的图1的WLAN接入节点18的功能框图。如所图示的，WLAN接入节点18包含WLAN通信模块52、切换决定模块54和切换指令模块56，它们中的每个都用由WLAN接入节点18的一个或多个处理器执行以提供本文描述的功能性的软件实现。WLAN通信模块52提供了与连接到WLAN 14的无线装置20的通信。切换决定模块54决定何时执行无线装置20从WLAN 14到另一RAT的切换。切换指令模块56提供了在适当时到无线装置20的切换指令。虽然未图示，但WLAN接入节点18可包含附加模块，诸如例如用于到和/或从蜂窝RAN 12(例如，到和/或从蜂窝RAN 12中的基站16，例如直接或经由公共核心网络)的通信的通信模块。

　　虽然无线装置20可用任何类型的硬件或硬件和软件的任何组合实现，但图16是根据本公开一个实施例的图1的无线装置20之一的框图。如所图示的，无线装置20包含处理器58、存储器60和耦合到一个或多个天线64的收发器62。在具体实施例中，由无线装置20提供的上面描述的一些或所有功能性可由执行存储在计算机可读介质(诸如存储器60)上的指令的处理器58提供。无线装置20的备选实施例可包含负责提供附加功能性(包含上面标识的任何功能性和/或支持上面描述的实施例所必需的任何功能性)的附加组件。

　　在一个实施例中，提供了计算机程序，其包含当在至少一个处理器上执行时使至少一个处理器执行上面描述的无线装置20的任何实施例的指令。在一个实施例中，提供了一种含有计算机程序的载体，其中所述载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质(例如非暂时性计算机可读介质)之一。

　　图17是根据本公开一个实施例的图1的无线装置20之一的功能框图。如所图示的，无线装置20包含WLAN通信模块66、切换指令接收模块68、切换模块70和蜂窝网络通信模块72，它们中的每个都用由无线装置20的一个或多个处理器执行以提供本文描述的功能性的软件实现。WLAN通信模块66提供了与WLAN 14的WLAN接入节点18的通信。切换指令接收模块68操作以从WLAN接入节点18接收切换指令。当切换指令接收模块68接收到切换指令时，切换模块70操作以执行从WLAN 14到另一RAT(例如蜂窝RAN 12的3GPP RAT)的切换。蜂窝网络通信模块72提供了与蜂窝RAN 12的通信。

　　此公开通篇使用如下首字母缩略词

　　3GPP　第三代合作伙伴项目

　　3GPP2　第三代合作伙伴项目2

　　APN　接入点名称

　　BSS　基本服务集

　　CGI　小区全球身份

　　CI　小区身份

　　C-Id　小区标识符

　　eNodeB　演进的通用地面无线电接入网NodeB

　　EPC　演进的分组核心

　　E-UTRAN　演进的通用地面无线电接入网

　　GERAN　全球移动通信系统全球演进无线电接入网的增强数据速率