УПРАВЛЕНИЕ И РУКОВОДСТВО ДОСТУПОМ К НЕСКОЛЬКИМ СЕТЯМ Российский патент 2009 года по МПК H04L12/28 

Настоящая заявка на патент притязает на приоритет предварительной заявки на патент США с серийным номером 60/589,897, зарегистрированной 20 июля 2004 года, и предварительной заявки на патент США с серийным номером 60/675,337, зарегистрированной 26 апреля 2005 года, которые включены в настоящий документ по ссылке во всей их полноте.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, имеет отношение к телекоммуникациям и, в частности, к системам и способам управления и руководства доступом к нескольким сетям в системе беспроводной связи.

Уровень техники

Спрос на беспроводные информационные службы привел к развитию постоянно растущего количества беспроводных сетей. Стандарт CDMA2000 1x является лишь одним примером беспроводной сети, которая обеспечивает глобальную телефонию и службы передачи данных. Стандарт CDMA2000 1x является беспроводным стандартом, опубликованным Проектом партнерства для создания сетей третьего поколения (3GPP2), использующим технологию многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA). CDMA является технологией, которая позволяет нескольким пользователям разделять общую среду связи с использованием широкополосной обработки. Конкурирующей беспроводной сетью, которая обычно используется в Европе, является глобальная система мобильной связи (GSM). В отличие от стандарта CDMA2000 1x, стандарт GSM использует узкополосный многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA) для поддержки беспроводной телефонии и служб передачи данных. Некоторые другие беспроводные сети включают в себя систему пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS), которая поддерживает службы высокоскоростной передачи данных со скоростями передачи данных, пригодными для приложений электронной почты и просмотра глобальной сети, и универсальную систему мобильной связи (UMTS), которая может доставлять голос и данные широкополосной передачи для приложений, использующих звук и видео.

Вообще эти беспроводные сети можно рассматривать как широкомасштабные сети, использующие технологию сотовой связи. Технология сотовой связи основана на топологии, в которой географическая зона покрытия разбита на соты. В пределах каждой из этих сот имеется неподвижная базовая приемопередающая станция (BTS), которая взаимодействует с мобильными пользователями. Контроллер базовой станции (BSC) обычно используется в географической зоне покрытия для управления базовыми приемопередающими станциями (BTS) и маршрутизации передачи данных к соответствующим межсетевым шлюзам для различных сетей с коммутацией пакетов и с коммутацией каналов.

Поскольку спрос на беспроводные информационные услуги продолжает увеличиваться, мобильные устройства развиваются для поддержки интегрированных сред передачи голоса, данных и потоков, обеспечивая бесшовное сетевое покрытие между широкомасштабными сотовыми сетями и беспроводными локальными сетями (LAN). Беспроводные локальные сети (LAN) обычно обеспечивают службы телефонии и передачи данных на относительно малых географических зонах с использованием стандартного протокола, такого как стандарт IEEE 802.11, стандарт Bluetooth и т.п.Существование беспроводных локальных сетей (LAN) обеспечивает уникальную возможность увеличить объем пользователей в широкомасштабной сотовой сети посредством расширения сотовой связи на нелицензируемый спектр частот с использованием инфраструктуры беспроводной локальной сети (LAN).

В последнее время использовались различные методики для обеспечения возможности мобильным устройствам взаимодействовать с различными беспроводными сетями. Однако перед тем, как мобильное устройство, перемещающееся по широкомасштабной сотовой сети, переключится на беспроводную локальную сеть (LAN), должны быть удовлетворены некоторые параметры для того, чтобы гарантировать, что качество обслуживания не уменьшится до неприемлемого уровня.

Сущность изобретения

Раскрыт один аспект устройства мобильной связи. Устройство мобильной связи включает в себя процессор, выполненный с возможностью устанавливать сетевое соединение с сервером в сети, и приемопередатчик, выполненный с возможностью предоставлять процессору информацию, принятую от сервера, информация имеет отношение к сетевому соединению. Процессор выполнен с дополнительной возможностью определять на основе информации, следует ли зарегистрироваться в сети.

Раскрыт другой аспект устройства мобильной связи. Устройство мобильной связи включает в себя процессор, выполненный с возможностью устанавливать сетевое соединение с сервером в сети и измерять, по меньшей мере, один элемент из множества, состоящего из задержки, дрожания или потери пакетов в сетевом соединении в прямом направлении. Процессор выполнен с дополнительной возможностью определять, следует ли зарегистрироваться в сети, на основе упомянутого, по меньшей мере, одного измерения.

Раскрыт один аспект способа взаимодействия с сетью с устройства мобильной связи. Способ содержит этапы, на которых устанавливают сетевое соединение с сервером в сети, получают от сервера информацию, относящуюся к сетевому соединению, и определяют на основе информации, следует ли зарегистрироваться в сети.

Раскрыт другой аспект способа взаимодействия с сетью с устройства мобильной связи. Способ содержит этапы, на которых устанавливают сетевое соединение с сервером в сети, измеряют, по меньшей мере, один элемент из множества, состоящего из задержки, дрожания или потери пакетов в сетевом соединении в прямом направлении, и определяют, следует ли зарегистрироваться в сети, на основе упомянутого, по меньшей мере, одного измерения.

Раскрыт еще один аспект устройства мобильной связи. Устройство мобильной связи включает в себя средство установления сетевого соединения с сервером в сети, средство приема от сервера информации, относящейся к сетевому соединению, и средство определения на основе информации, следует ли зарегистрироваться в сети.

Раскрыт еще один аспект устройства мобильной связи. Устройство мобильной связи включает в себя средство установления сетевого соединения с сервером в сети, средство измерения, по меньшей мере, одного элемента из множества, состоящего из задержки, дрожания или потери пакетов в сетевом соединении в прямом направлении, и средство определения, следует ли зарегистрироваться в сети, на основе упомянутого, по меньшей мере, одного измерения.

Предполагается, что другие варианты воплощения настоящего изобретения станут без затруднений очевидны специалистам в области техники из последующего подробного описания, в котором показаны и описаны только различные варианты воплощения изобретения посредством иллюстрации. Как будет понятно, изобретение допускает различные другие варианты воплощения, и несколько его деталей могут быть изменены в различных других отношениях без отступления от сущности и объема настоящего изобретения. В соответствии с этим чертежи и подробное описание должны рассматриваться как иллюстративные по своей природе, а не как ограничивающие.

Краткое описание чертежей

Различные аспекты системы беспроводной связи проиллюстрированы в качестве примера, а не в качестве ограничения, на сопроводительных чертежах, на которых:

Фиг.1 - схематическая блок-схема варианта воплощения системы беспроводной связи;

Фиг.2 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая пример мобильного устройства, которое может поддерживать как сотовую связь, так и связь по беспроводной локальной сети (LAN); и

Фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая функционирование алгоритма выбора в мобильном устройстве для регистрации в сети.

Подробное описание

Сформулированное ниже подробное описание вместе с приложенными чертежами предназначено в качестве описания различных вариантов воплощения изобретения и не предназначено для представления единственных вариантов воплощения, в которых изобретение может быть осуществлено. Подробное описание включает в себя конкретные детали для обеспечения полного понимания изобретения. Однако специалистам в области техники будет очевидно, что изобретение может быть осуществлено без этих конкретных деталей. В некоторых случаях известные структуры и компоненты показаны в виде блок-схемы, чтобы избежать затенения концепций изобретения.

В последующем подробном описании будут описаны методики выбора сети в среде с несколькими сетями. Множество методик будет описано в контексте устройства мобильной связи, перемещающегося через широкомасштабную сотовую сеть с одной или более беспроводными локальными сетями (LAN), рассредоточенными по всей сотовой зоне покрытия. Устройство мобильной связи может быть любым подходящим устройством, которое может осуществлять беспроводную телефонию или передачу данных, таким как сотовый телефон, предназначенный для работы в сети стандарта CDMA2000 1x. Устройство мобильной связи может иметь возможность использовать любой подходящий протокол для получения доступа к беспроводной локальной сети (LAN), в том числе, в качестве примера, сети стандарта IEEE 802.11. Хотя эти методики могут быть описаны в контексте сотового телефона, который может взаимодействовать с сетью стандарта IEEE 802.11, специалисты в области техники легко поймут, что эти методики могут быть распространены на другие устройства мобильной связи, которые могут осуществлять доступ к нескольким сетям. Например, эти методики могут быть применены к устройству мобильной связи, которое может переключаться между сетью стандарт CDMA2000 1x и сетью стандарта GSM. В качестве альтернативы эти методики могут быть применены к устройству мобильной связи, которое может осуществлять доступ к отдельной сети, такому как телефон стандарта IEEE 802.11. Телефон стандарта IEEE 802.11 может быть выполнен с возможностью соединяться с беспроводной локальной сетью (LAN), только если определенные параметры указывают, что качество обслуживания является приемлемым. В соответствии с этим любое упоминание сотового телефона, который может взаимодействовать с сетью стандарта IEEE 802.11, или любого другого конкретного варианта воплощения предназначены лишь для того, чтобы проиллюстрировать различные аспекты настоящего изобретения, с пониманием того, что эти аспекты имеют широкий диапазон применений.

Фиг.1 является схематической блок-схемой варианта воплощения системы беспроводной связи. Посредством ряда пунктирных линий показано, что мобильное устройство 102 перемещается через широкомасштабную сотовую сеть 104. Сотовая сеть 104 содержит контроллер 106 базовой станции (BSC), поддерживающий множество базовых приемопередающих станций (BTS), распределенных по всей сотовой зоне покрытия. Для простоты объяснения на фиг.1 показана единственная базовая приемопередающая станция (BTS) 108. Центр 110 коммуникации мобильной связи (MSC) может использоваться для обеспечения межсетевого шлюза в телефонную сеть 112 общего пользования (PSTN). Хотя это не показано на фиг.1, сотовая сеть 104 может использовать несколько контроллеров базовой станции (BSC), каждый из которых поддерживает любое количество базовых приемопередающих станций (BTS), для расширения географической досягаемости сотовой сети 104. Когда по всей сотовой сети 104 используются несколько контроллеров базовой станции (BSC), центр 110 коммуникации мобильной связи (MSC) также может использоваться для координации взаимосвязи между контроллерами базовой станции (BSC).

Мобильное устройство 102 первоначально показано в местоположении A на фиг.1. По мере того, как мобильное устройство 102 перемещается через сотовую сеть 104 из местоположения A в местоположение B, оно входит в пределы зоны покрытия беспроводной локальной сети (LAN) 114. Беспроводная локальная сеть (LAN) 114 может быть сетью стандарта IEEE 802.11 или любой другой подходящей сетью. Беспроводная локальная сеть (LAN) 114 включает в себя точку 116 доступа для мобильного устройства 102 для взаимодействия с сетью 118 протокола IP. Сервер 120 может использоваться для соединения сети 118 протокола IP с центром 110 коммуникации мобильной связи (MSC), который обеспечивает межсетевой шлюз с телефонной сетью 112 общего пользования (PSTN).

Когда мобильное устройство 102 первоначально включают, оно регистрируется либо в сотовой сети 104, либо в беспроводной локальной сети (LAN) 114. "Регистрацией" называется процесс, посредством которого мобильное устройство 102 поручает центру 110 коммуникации мобильной связи (MSC) 110 маршрутизировать вызовы телефонной сети 112 общего пользования (PSTN) через конкретную сеть. Решение зарегистрироваться в конкретной сети может изменяться в зависимости от заданного приложения и общих конструктивных ограничений. В качестве примера, мобильное устройство 102 может быть выполнено с возможностью регистрироваться в беспроводной локальной сети (LAN) 114, если качество обслуживания является приемлемым. Посредством маршрутизации всех вызовов мобильного устройства 102 через беспроводную локальную сеть (LAN) 114 может быть освобождена дорогостоящая полоса пропускания сотовой связи для других мобильных пользователей. Качество обслуживания беспроводной локальной сети (LAN) 114 может быть определено мобильным устройством 102 на основе локальных измерений и информации от сервера 120. Если качество обслуживания по беспроводной локальной сети (LAN) 114 не может быть поддержано на приемлемом уровне, мобильное устройство 102 регистрируется в сотовой сети 104. В мобильных устройствах без возможности сотовой связи локальные измерения и информация от сервера 120 могут использоваться для определения, должно ли мобильное устройство 102 зарегистрироваться в беспроводной локальной сети (LAN) 114 или оставаться бездействующим, пока качество обслуживания не станет приемлемым.

Процесс регистрации начинается с попытки мобильного устройства 102 получить доступ к беспроводной локальной сети (LAN) 114, когда впервые включено питание. Мобильным устройством 102 может использоваться любая подходящая процедура доступа. В качестве примера, мобильное устройство 102 может использовать пассивную процедуру доступа, в которой мобильное устройство 102 осуществляет поиск маяка от точки 116 доступа. Маяк является периодическим сигналом с информацией синхронизации, передаваемым точкой 116 доступа. В качестве альтернативы мобильное устройство 102 может использовать активную процедуру доступа, в которой мобильное устройство 102 передает пробный сигнал и ожидает ответа от точки 116 доступа.

Когда мобильное устройство 102 не может получить доступ к беспроводной локальной сети (LAN), что может иметь место, если на мобильном устройстве 102 питание включено в местоположении A, то мобильное устройство 102 пытается получить доступ к сотовой сети 104. Мобильное устройство 102 может получить доступ к сотовой сети 104, принимая экспериментальный сигнал от базовой приемопередающей станции (BTS) 108. Как только мобильное устройство 102 принимает экспериментальный сигнал, между ними может быть установлено беспроводное соединение с помощью средств, известных на уровне техники. Беспроводное соединение может использоваться мобильным устройством 102 для регистрации в центре 110 коммуникации мобильной связи (MSC).

По мере того, как мобильное устройство 102 перемещается через сотовую сеть 104 из местоположения A в местоположение B в изображенном варианте воплощения, оно начинает обнаруживать маяк от точки 116 доступа. Как только мобильное устройство 102 обнаруживает маяк, между ними может быть установлено беспроводное соединение с помощью средств, известных на уровне техники. Затем мобильное устройство 102 получает IP-адрес сервера 120. Мобильное устройство 102 может использовать службы сервера доменных имен (DNS) для определения IP-адреса сервера. Доменное имя сервера 120 может быть доставлено мобильному устройству 120 по сотовой сети 104. Имея IP-адрес, мобильное устройство 102 может установить сетевое соединение с сервером 120. Термин "сетевое соединение" относится не только к соединению сетевого уровня между мобильным устройством 102 и сервером 120, но также к соединениям более низких уровней, требуемым для поддержки сетевого соединения, в том числе к соединениям физического уровня. Как только сетевое соединение установлено, информация от сервера 120 может использоваться совместно с локальными измерениями для определения, обновлять ли свою регистрацию в центре 110 коммуникации мобильной связи (MSC), с тем чтобы будущие вызовы маршрутизировались через беспроводную локальную сеть (LAN) 114.

Фиг.2 является функциональной блок-схемой, иллюстрирующей пример мобильного устройства, которое может поддерживать как сотовую связь, так и связь по беспроводной локальной сети (LAN). Мобильное устройство 102 может включать в себя сотовый приемопередатчик 202 и приемопередатчик 204 беспроводной локальной сети (LAN). По меньшей мере, в одном варианте воплощения мобильного устройства 102 сотовый приемопередатчик 202 может поддерживать связь стандарта CDMA2000 1x с базовой приемопередающей станцией (BTS) (не показана), и приемопередатчик 204 беспроводный локальной сети (LAN) может поддерживать связь стандарта IEEE 802.11 с точкой доступа (не показана). Однако специалисты в области техники легко поймут, что концепции, описанные в отношении мобильного устройства 102, могут быть распространены на другие технологии сотовой связи или технологии беспроводных локальных сетей (LAN). Каждый приемопередатчик 202, 204 показан с отдельной антенной 206, 207, соответственно, но приемопередатчики 202, 204 могут совместно использовать одну широкополосную антенну. Каждая антенна 206, 207 может включать в себя один или более излучающих элементов.

Мобильное устройство 102 также показано с процессором 208, соединенным и с сотовым приемопередатчиком 202, и с приемопередатчиком 204 беспроводной локальной сети (LAN), однако в альтернативных вариантах воплощения мобильного устройства 102 могут использоваться отдельные процессоры для каждого приемопередатчика. Процессор 208 может быть реализован как аппаратные средства, программируемое оборудование, программное обеспечение или как любая их комбинация. В качестве примера процессор 208 может включать в себя микропроцессор (не показан). Микропроцессор может использоваться для поддержки программных приложений, которые, среди прочего, (1) управляют и руководят доступом к сотовой сети и беспроводной локальной сети (LAN) и (2) служат интерфейсом процессора 208 с клавиатурой 210, дисплеем 212 и другими пользовательскими интерфейсами (не показаны). Процессор 208 может также включать в себя цифровой процессор сигналов (DSP) (не показан) с встроенным уровнем программного обеспечения, который поддерживает различные функции обработки сигналов, такие как сверточное кодирование, модуляция и широкополосная обработка. Цифровой процессор сигналов (DSP) также может выполнять функции вокодера для поддержки приложений телефонии. Способ реализации процессора 208 будет зависеть от конкретного приложения и конструктивных ограничений, налагаемых на всю систему. Специалисты в области техники поймут взаимозаменяемость конфигураций аппаратных средств, программируемого оборудования и программного обеспечения при этих обстоятельствах и то, как лучше всего реализовать описанные функциональные возможности для каждого конкретного приложения.

Процессор 208 может быть выполнен с возможностью выполнять алгоритм выбора. Алгоритм выбора может использоваться для определения, должно ли мобильное устройство 102 зарегистрироваться в сотовой сети или в беспроводной локальной сети (LAN). Алгоритм выбора может быть реализован как одно или более программных приложений, поддерживаемых описанной ранее архитектурой на основе микропроцессора. В качестве альтернативы алгоритм выбора может быть отдельным от процессора 208 модулем, реализованным в аппаратных средствах, программном обеспечении, программируемом оборудовании или любой их комбинации. В зависимости от конкретных ограничений проекта алгоритм выбора может быть встроен в любой объект в мобильном устройстве 102 или распределен по нескольким объектам в мобильном устройстве 102.

Критерии, используемые алгоритмом выбора, могут изменяться в зависимости от конкретной реализации. Как описано выше, критерии могут включать в себя локальные измерения, сделанные посредством мобильного устройства, и информацию, предоставленную сервером. На фиг.1 эти локальные измерения могут включать в себя различные показатели качества, которые показывают качество сетевого соединения. В качестве примера мобильное устройство 102 может измерять интенсивность сигнала передачи от точки 116 доступа. В приложениях телефонии могут использоваться измерения задержки, дрожания и потерь пакетов как дополнительные показатели качества, относящиеся к сетевому соединению в прямом направлении. "Прямое направление" относится к передачам по сетевому соединению от сервера 120 к мобильному устройству 102, а "обратное направление" относится к передачам по сетевому соединению от мобильного устройства 102 к серверу 120. Информация, предоставляемая сервером 120, может включать в себя данные, которые указывают нагрузку на точку 116 доступа, историческую информацию относительно производительности точки 116 доступа, показатели качества, такие как задержка, дрожание и потеря пакетов в обратном направлении, или любую другую информацию, которая опирается на качество сетевого соединения.

На фиг.1 и 2 интенсивность сигнала от точки доступа может быть измерена в мобильном устройстве 102 с помощью блока 216 индикатора интенсивности принятого сигнала (RSSI). Индикатор интенсивности принятого сигнала (RSSI) наиболее вероятно является существующим сигналом, который возвращают приемопередатчику 202 беспроводной локальной сети (LAN) для автоматического управления усилением, и поэтому может быть предоставлен процессору 208 без увеличения сложности схемы мобильного устройства 102. В качестве альтернативы качество беспроводного соединения может быть определено по маяку. Так как маяк является широкополосным сигналом, который заранее известен, точная копия сигнала маяка может быть сохранена в памяти (не показана) в мобильном устройстве 102. Демодулированный сигнал маяка может быть использован вместе с точной копией сигнала маяка, сохраненной в памяти, для оценки энергии переданного сигнала маяка средствами, известными в области техники.

Алгоритм выбора также может использоваться для вычисления различных показателей качества, относящихся к сетевому соединению в прямом направлении. Как указано ранее, одним из этих показателей качества является задержка в сетевом соединении в прямом направлении. В приложениях телефонии чрезмерная задержка может привести к низкому качеству из-за нежелательного эха или наложения речи. Алгоритм выбора может быть выполнен с возможностью измерять задержку любыми подходящими средствами. По меньшей мере, в одном варианте воплощения системы беспроводной связи для измерения задержки в сетевом соединении могут использоваться метки даты и времени в маяках и управляющих сигналах, передаваемых от сервера 120. В частности, когда мобильным устройством 102 принята передача прямого направления, метка времени может быть извлечена в процессоре 208 и сравнена с местным временем внутренних часов (не показаны) в мобильном устройстве 102. Результат, который представляет собой задержку в сетевом соединении в прямом направлении, может быть сохранен в памяти (не показана). Алгоритм выбора может определить, следует ли зарегистрироваться в беспроводной локальной сети (LAN) 114, с использованием значения задержки, сохраненного в памяти для самой последней передачи, или, альтернативно, средней задержки от нескольких значений задержки.

Использование меток времени для измерения задержки в сетевом соединении требует, чтобы местные часы были синхронизированы с сервером 120. Для синхронизации мобильного устройства 102 с сервером 120 может использоваться удаленный источник времени (не показан). Удаленный источник времени может быть одним из многочисленных серверов в сети 118 протокола IP, которые синхронизированы с универсальным координированным временем (UTC) через радио, спутник, модем или другие средства. Удаленный источник времени может использоваться для предоставления информации о времени для обновления или синхронизации времени внутренних часов в мобильном устройстве 102. Это может быть достигнуто с помощью программы, известной как сетевой протокол службы времени (NTP). Сетевой протокол службы времени (NTP) является стандартным протоколом Интернета для синхронизации часов с некоторым опорным временем. Сетевой протокол службы времени (NTP) может выполняться в процессоре 208 или в другом месте в мобильном устройстве 102.

Проблемы с задержкой в приложениях телефонии могут быть также осложнены необходимостью удалять дрожание. Дрожание представляет собой изменение задержки пакетов вследствие перегруженности сети, смещения синхронизации или изменения маршрутизации. Устранение дрожания требует буферизации прибывающих пакетов, с тем чтобы все пакеты могли непрерывно воспроизводиться в правильном порядке. Процесс буферизации пакетов добавляет дополнительную задержку. Таким образом, алгоритм может также быть выполнен с возможностью измерять дрожание в сетевом соединении в прямом направлении как дополнительный показатель качества. В случае адаптивного буфера дрожания, который приспосабливается к изменениям задержки сети, задержка, измеренная посредством алгоритма выбора, может включать в себя дрожание в сети в зависимости от того, в каком месте пути обработки сделано измерение. В случае фиксированного буфера колебания, который добавляет фиксированную задержку для пакета, алгоритм выбора может решить измерить дрожание в сети по изменениям значений задержки, сохраненных в памяти. Алгоритм выбора может определить, следует ли зарегистрироваться в беспроводной локальной сети (LAN) 114, с использованием изменения значений задержки в наихудшем случае, среднего изменения значений задержки или любой другой подходящей вычислительной методики.

Потерянные пакеты могут быть особенно проблематичны в приложениях телефонии. Поскольку сети протокола IP не гарантируют службу, они обычно будут проявлять высокое количество случаев потерянных пакетов. В сетях протокола IP голосовые пакеты обрабатываются так же, как данные. В результате голосовые пакеты будут теряться в равной степени с пакетами данных, когда сеть протокола IP сильно перегружена. Однако, в отличие от пакетов данных, голосовые пакеты не могут быть просто повторно переданы в более позднее время. Алгоритм выбора также может использоваться для вычисления показателя качества, относящегося к потерянным пакетам, любыми подходящими средствами. В качестве примера, сигнал маяка и управляющие сигналы, передаваемые от сервера 120, могут также включать в себя порядковые номера в дополнение к меткам даты и времени. Когда мобильным устройством 102 принимается передача прямого направления, порядковые номера могут быть извлечены в процессоре 208 и использованы алгоритмом выбора. Алгоритм выбора, основанный на порядковых номерах, может определить, какие пакеты были потеряны.

В дополнение к описанным выше показателям качества алгоритм выбора может использовать информацию от сервера 120 для определения, следует ли зарегистрироваться в беспроводной локальной сети (LAN) 114. Как описано ранее, информация может относиться к нагрузке на точку доступа 116. Хотя беспроводная локальная сеть (LAN) 114 использует широкий диапазон для поддержки связи, накладные расходы могут ограничить количество мобильных пользователей, которые могут быть поддержаны точкой доступа 116. Кроме того, присутствие других мобильных пользователей вблизи беспроводной локальной сети (LAN) 114 может наложить дополнительную нагрузку на точку доступа 116. Сервер 120 может быть выполнен с возможностью поддерживать базу данных, которая включает в себя каждого мобильного пользователя, который зарегистрировался в беспроводной локальной сети (LAN) 114 через точку доступа 116. Когда новое мобильное устройство 102 устанавливает сетевое соединение, сервер 120 может обратиться к базе данных, чтобы определить, сколько мобильных пользователей, в настоящее время регистрированных в беспроводной локальной сети (LAN) 114, используют точку доступа 116. Эту информацию можно предоставить алгоритму выбора в мобильном устройстве 102 по сетевому соединению. Алгоритм выбора может использовать эту информацию, чтобы определить, следует ли зарегистрироваться в беспроводной локальной сети (LAN) 114.

Информация, предоставленная сервером 120 мобильному устройству 102, может также включать в себя историческую информацию о точке доступа 116. В качестве примера, сервер 120 может отслеживать количество вызовов, потерянных точкой доступа 116, известными в области техники средствами. Эта информация может быть сохранена в базе данных сервера и передана мобильному устройству 102, как только установлено сетевое соединение. Алгоритм выбора в мобильном устройстве 102 может использовать эту информацию для помощи в оценке нагрузки на точку доступа 116. Если есть большое количество случаев вызовов, потерянных точкой доступа 116, алгоритм выбора может решить зарегистрироваться в беспроводной локальной сети (LAN) 114, только если точка доступа не сильно нагружена. Наоборот, если количество случаев потерянных вызовов невелико, алгоритм выбора может предпринять более агрессивный подход и решить зарегистрироваться в беспроводной локальной сети (LAN) 114, даже если точка доступа 116 сильно нагружена.

Сервер 120 также может использоваться для вычисления различных показателей качества, относящихся к сетевому соединению в обратном направлении. Эти показатели качества могут включать в себя задержку, дрожание, потерянные пакеты и любые другие параметры, которые опираются на качество сетевого соединения. Сервер 120 может вычислять эти показатели качества таким же образом, как описано выше в отношении алгоритма выбора, или любыми другими подходящими средствами. В тех случаях, когда задержка или дрожание вычисляются с использованием меток даты и времени в сигналах управления, переданных от мобильного устройства 102 по сетевому соединению, сервером 120 может использоваться сетевой протокол службы времени (NTP) для синхронизации его внутренних часов. Порядковые номера, вставленные в сигналы управления мобильным устройством 102, также могут использоваться сервером 120 для идентификации потерянных пакетов. Эти показатели качества могут использоваться алгоритмом выбора в мобильном устройстве 102. Эти показатели качества могут использоваться вместе с показателями качества, измеренными алгоритмом выбора, для обеспечения полной картины сетевого соединения как в прямом, так и в обратном направлении.

Фиг.3 является блок-схемой, иллюстрирующей функционирование алгоритма выбора в мобильном устройстве. На этапе 302 алгоритм выбора активизируется, как только установлено сетевое соединение между мобильным устройством и сервером. Алгоритм выбора остается бездействующим, пока он не примет информацию от сервера на этапе 304. В этом примере информация указывает нагрузку на точку доступа. На этапе 306 алгоритм выбора определяет, превышает ли нагрузка на точку доступа пороговое значение. Если алгоритм выбора определяет, что нагрузка на точку доступа превышает пороговое значение, то он прерывает процедуры регистрации в беспроводной локальной сети (LAN) на этапе 308. В случае, когда мобильное устройство может выполнять операции как сотовой сети, так и беспроводной локальной сети (LAN), мобильное устройство регистрируется в сотовой сети. В случае, когда мобильное устройство может выполнять операции только в беспроводной локальной сети (LAN), мобильное устройство остается бездействующим, пока нагрузка на точку доступа не сократится. Пороговое значение может быть сформировано в мобильном устройстве или, в качестве альтернативы, предоставлено мобильному устройству от сервера по сетевому соединению. В любом случае пороговое значение может быть настраиваемым на основе исторической информации, сохраненной в базе данных сервера.

В предположении, что мобильное устройство определяет, что нагрузка на точку доступа не превышает пороговое значение, процедура регистрации продолжается. На этапе 310 алгоритм выбора измеряет различные показатели качества, относящиеся к сетевому соединению в прямом направлении. На этапе 312 алгоритм выбора также принимает информацию от сервера. Информация от сервера может включать в себя различные показатели качества, относящиеся к сетевому соединению в обратном направлении. На этапе 314 показатели качества оцениваются алгоритмом выбора. Если показатели качества указывают, что качество обслуживания является неприемлемым, то алгоритм выбора заканчивает процедуры регистрации на этапе 316. Действие мобильного устройства после того, как процедуры регистрации закончены, вновь зависит от типа используемого устройства. Наоборот, если показатели качества указывают, что качество обслуживания является приемлемым, то алгоритм выбора заканчивает процесс регистрации в беспроводной локальной сети (LAN) на этапе 318.

Различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы, элементы и/или компоненты, описанные в отношении раскрытых здесь вариантов воплощения, могут быть реализованы или выполнены с помощью процессора общего назначения, цифрового процессора сигналов (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического компонента, логики с низкой степенью интеграции или транзисторной логики, отдельных компонентов аппаратных средств или любой их комбинации, выполненной с возможностью выполнять описанные здесь функции. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, но альтернативно процессор может быть любым традиционным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор также может быть реализован как комбинация вычислительных компонентов, например, комбинация цифрового процессора сигналов (DSP) и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров вместе с ядром цифрового процессора сигналов (DSP) или любая другая такая конфигурация.

Способы или алгоритмы, описанные в отношении раскрытых здесь вариантов воплощения, могут быть реализованы непосредственно в аппаратных средствах, в программном модуле, исполняемом процессором, или в их комбинации. Программный модуль может постоянно находиться в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ; RAM), флэш-памяти, постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ; ROM), стираемом программируемом постоянном запоминающем устройстве (СППЗУ; EPROM), электрически стираемом программируемом постоянном запоминающем устройстве (ЭСППЗУ; EEPROM), регистрах, жестком диске, съемном диске, компакт-диске, предназначенном только для чтения (CD-ROM) или носителе данных любого другого вида, известного в области техники. Носитель данных может быть соединен с процессором таким образом, чтобы процессор мог считывать информацию с носителя данных и записывать информацию на носитель данных. В качестве альтернативы носитель данных может быть встроен в процессор.

Предыдущее описание дано для того, чтобы дать возможность любому специалисту в области техники применить на практике описанные здесь различные варианты воплощения. Различные модификации этих вариантов воплощения будут совершенно очевидны для специалистов в области техники, и определенные здесь общие принципы могут быть применены к другим вариантам воплощения. Таким образом, подразумевается, что формула изобретения не ограничена показанными здесь вариантами воплощения, но должна соответствовать полному объему, совместимому с формулировкой формулы изобретения, в которой упоминание элемента в единственном числе подразумевает не значение "один и только один", если это специально не заявлено, а значение "один или более". Все структурные и функциональные эквиваленты элементов различных вариантов воплощения, описанных в этом раскрытии, которые известны или позже стали известны специалистам в области техники, явно включены в этот документ по ссылке, и подразумевается, что они охвачены формулой изобретения. Кроме того, ничто раскрытое здесь не предназначено стать общественным достоянием, независимо от того, что такое раскрытие явно изложено в формуле изобретения. Ни один признак формулы изобретения не должен быть истолкован согласно шестому абзацу §112 раздела 35 Свода законов США, если он явно не изложен с использованием фразы "средство для" или, в случае пункта формулы изобретения, описывающего способ, признак изложен с использованием фразы "этап для".

Изобретение относится к системам беспроводной связи. Технический результат заключается в повышении качества обслуживания. Предлагаемое изобретение направлено на устройство мобильной связи и способ регистрации в сети с устройства мобильной связи. Процессор в мобильном устройстве может использоваться для установления сетевого соединения с сервером в сети. Мобильное устройство может также включать в себя приемопередатчик, который принимает от сервера информацию, относящуюся к сетевому соединению. Процессор может использовать информацию, локальные измерения или и то, и другое для определения, следует ли зарегистрироваться в сети. 6 н. и 22 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство мобильной связи, функционирующее для осуществления связи в сотовой сети и беспроводной локальной сети (LAN), содержащее
процессор, выполненный с возможностью устанавливать сотовое соединение с сервером в сотовой сети, причем процессор выполнен с дополнительной возможностью устанавливать сетевое соединение с сервером в сети LAN;
сотовый приемопередатчик, выполненный с возможностью осуществлять связь с сотовой сетью и предоставлять процессору информацию, принятую от сервера в сотовой сети; и LAN приемопередатчик, выполненный с возможностью осуществлять связь с сетью LAN и предоставлять процессору информацию, принятую от сервера в сети LAN; причем упомянутая информация относится к сетевому соединению и сотовому соединению; причем процессор выполнен с дополнительной возможностью регистрироваться в сети LAN и/или сотовой сети на основании упомянутой информации, причем процессор выполнен с дополнительной возможностью использовать сеть LAN для поддержки служб сотовой связи, если процессор определяет, что он зарегистрирован в сети LAN.

2. Устройство мобильной связи по п.1, в котором сотовый приемопередатчик выполнен с дополнительной возможностью устанавливать беспроводное соединение с точкой доступа для поддержки сотового соединения, причем информация, принятая сотовым приемопередатчиком от сервера, включает в себя нагрузку на точку доступа.

3. Устройство мобильной связи по п.2, в котором информация, принятая сотовым приемопередатчиком от сервера, включает в себя историческую информацию, относящуюся к точке доступа.

4. Устройство мобильной связи по п.1, в котором информация, принятая LAN приемопередатчиком от сервера в сети LAN, включает в себя показатель качества, относящийся к сетевому соединению.

5. Устройство мобильной связи по п.4, в котором показатель качества имеет отношение к задержке, дрожанию или потере пакетов в сетевом соединении в обратном направлении.

6. Устройство мобильной связи по п.1, в котором процессор выполнен с дополнительной возможностью измерять, по меньшей мере, один элемент из множества, состоящего из задержки, дрожания или потери пакетов в сетевом соединении в прямом направлении, и определять, следует ли зарегистрироваться в сети LAN, как на основе информации, принятой от сервера, так и на основе упомянутого, по меньшей мере, одного измерения.

7. Устройство мобильной связи по п.1, в котором сотовый приемопередатчик выполнен с дополнительной возможностью устанавливать беспроводное соединение с точкой доступа к сотовой сети, причем процессор выполнен с дополнительной возможностью измерять интенсивность сигнала беспроводных передач от точки доступа и определять, следует ли зарегистрироваться в сети LAN, как на основе информации, принятой от сервера, так и на основе измеренной интенсивности сигнала.

8. Устройство мобильной связи по п.1, в котором LAN приемопередатчик представляет собой приемопередатчик стандарта IEEE 802.11.

9. Устройство мобильной связи, функционирующее для осуществления связи в сотовой сети и беспроводной локальной сети (LAN), содержащее
процессор, выполненный с возможностью устанавливать сетевое соединение с сервером в сети LAN, причем процессор выполнен с дополнительной возможностью устанавливать сотовое соединение с сервером в сотовой сети и измерять, по меньшей мере, один элемент из множества, состоящего из задержки, дрожания или потери пакетов в сетевом соединении в прямом направлении; сотовый приемопередатчик, выполненный с возможностью осуществлять связь с сотовой сетью; LAN приемопередатчик, выполненный с возможностью осуществлять связь с сетью LAN; причем процессор выполнен с дополнительной возможностью регистрироваться в сети LAN и/или сотовой сети на основании упомянутого измерения, причем процессор выполнен с дополнительной возможностью использовать сеть LAN для поддержки служб сотовой связи, если процессор определяет, что он зарегистрирован в сети LAN.

10. Устройство мобильной связи по п.9, в котором LAN приемопередатчик выполнен с дополнительной возможностью предоставлять процессору информацию, принятую от сервера в сети LAN, причем информация имеет отношение к сетевому соединению, причем процессор выполнен с дополнительной возможностью определять, следует ли зарегистрироваться в сети LAN, как на основе упомянутого, по меньшей мере, одного измерения, так и на основе информации.

11. Устройство мобильной связи по п.10, в котором сотовый приемопередатчик выполнен с дополнительной возможностью устанавливать беспроводное соединение с точкой доступа для поддержки сотового соединения, причем информация, принятая сотовым приемопередатчиком от сервера, включает в себя нагрузку на точку доступа.

12. Устройство мобильной связи по п.11, в котором информация, принятая сотовым приемопередатчиком от сервера, включает в себя накопленную информацию, относящуюся к точке доступа.

13. Устройство мобильной связи по п.11, в котором информация, принятая LAN приемопередатчиком от сервера, включает в себя показатель качества, относящийся к сетевому соединению.

14. Устройство мобильной связи по п.13, в котором показатель качества имеет отношение к задержке, дрожанию или потере пакета в сетевом соединении в обратном направлении.

15. Устройство мобильной связи по п.9, в котором сотовый приемопередатчик выполнен с дополнительной возможностью устанавливать беспроводное соединение с точкой доступа к сотовой сети, причем процессор выполнен с дополнительной возможностью измерять интенсивность сигнала беспроводных передач от точки доступа и определять, следует ли зарегистрироваться в сети LAN, как на основе упомянутого, по меньшей мере, одного измерения, так и на основе измеренной интенсивности сигнала.

16. Устройство мобильной связи по п.9, в котором LAN приемопередатчик представляет собой приемопередатчик стандарта IEEE 802.11.

17. Способ взаимодействия с сотовой сетью и сетью беспроводной локальной сети (LAN) с устройства мобильной связи, функционирующим для осуществления связи в сотовой сети и сети LAN, содержащий этапы, на которых устанавливают посредством процессора сетевое соединение с сервером в сети LAN или сотовое соединение с сервером в сотовой сети;
осуществляют связь посредством LAN приемопередатчика с сетью LAN и предоставляют информацию от сервера в процессор или осуществляют связь посредством сотового приемопередатчика с сотовой сетью и предоставляют информацию от сервера в процессор; причем упомянутая информация относится к сетевому соединению и сотовому соединению; регистрируются посредством процессора в сети LAN или сотовой сети на основании упомянутой информации; и поддерживают посредством процессора службы сотовой связи через сеть LAN, если процессор определяет, что он зарегистрирован в сети LAN.

18. Способ по п.17, содержащий также этап, на котором устанавливают посредством сотового приемопередатчика беспроводное соединение с точкой доступа для поддержки сотового соединения, причем информация, принятая процессором от сервера, включает в себя нагрузку на точку доступа.

19. Способ по п.17, в котором принятая информация включает в себя показатель качества, относящийся к сетевому соединению.

20. Способ по п.17, содержащий также этап, на котором измеряют, по меньшей мере, один элемент из множества, состоящего из задержки, дрожания или потери пакетов в сетевом соединении в прямом направлении, причем определение, следует ли регистрироваться в сети LAN, основано как на информации, принятой от сервера, так и на упомянутом, по меньшей мере, одном измерении.

21. Способ по п.17, в котором сеть LAN представляет собой сеть стандарта IEEE 802.11.

22. Способ взаимодействия с сотовой сетью и сетью беспроводной локальной сети (LAN) с устройства мобильной связи, функционирующим для осуществления связи в сотовой сети и сети LAN, содержащий этапы, на которых устанавливают посредством процессора сетевое соединение с сервером в сети LAN; измеряют посредством процессора, по меньшей мере, один элемент из множества, состоящего из задержки, дрожания или потери пакетов в сетевом соединении в прямом направлении; регистрируются посредством процессора в сети LAN или сотовой сети на основе упомянутого измерения; поддерживают службы сотовой связи через сеть LAN, если процессор определяет, что он зарегистрирован в сети LAN.

23. Способ по п.22, содержащий также этап, на котором принимают от сервера информацию, относящуюся к сетевому соединению, причем определение, следует ли зарегистрироваться в сети LAN, основано как на упомянутом, по меньшей мере, одном измерении, так и на информации.

24. Способ по п.23, содержащий также этап, на котором устанавливают посредством процессора беспроводное соединение с точкой доступа к сотовой сети, причем принятая информация включает в себя нагрузку на точку доступа.

25. Способ по п.23, в котором информация, принятая процессором от сервера, включает в себя показатель качества, относящийся к сетевому соединению.

26. Способ по п.22, в котором сеть LAN представляет собой сеть стандарта IEEE 802.11.

27. Устройство мобильной связи, функционирующее для осуществления связи в сотовой сети и беспроводной локальной сети (LAN), содержащее
средство для установления соединения с сервером в сети LAN или в сотовой сети; средство для осуществления связи с сотовой сетью и предоставления информации, принятой от сервера для средства для установления соединения;
средство для осуществления связи с сетью LAN и предоставления информации, принятой от сервера для средства для установления соединения; причем упомянутая информация относится к сетевому соединению и сотовому соединению; причем средство для установления соединения выполнено с дополнительной возможностью регистрироваться в сети LAN и/или сотовой сети на основании упомянутой информации, причем средство для установления соединения выполнено с дополнительной возможностью использовать сеть LAN для поддержки служб сотовой связи, если средство для установления соединения определяет, что оно зарегистрировано в сети LAN.

28. Устройство мобильной связи, функционирующее для осуществления связи в сотовой сети и беспроводной локальной сети (LAN), содержащее средство для установления соединения с сервером в сотовой сети или в сети LAN, и измерения, по меньшей мере, одного элемента из множества, состоящего из задержки, дрожания или потери пакетов в сетевом соединении в прямом направлении; средство для осуществления связи с сотовой сетью; средство для осуществления связи с сетью LAN; причем средство для установления соединения выполнено с дополнительной возможностью регистрироваться в сети LAN и/или сотовой сети на основании упомянутого измерения; причем средство для установления соединения выполнено с дополнительной возможностью использовать сеть LAN для поддержки служб сотовой связи, если средство для установления соединения определяет, что оно зарегистрировано в сети LAN.