Title:
WLAN-/MOBILFUNK-INTERWORKING BASIEREND AUF MOBILITÄTSINFORMATIONEN
Document Type and Number:
Kind Code:
T5

Abstract:

In wenigstens einigen Ausführungsformen ein Verfahren, eine Einrichtung und ein System zum Durchführen von Kommunikation unter Verwendung einer Vielzahl von Funkzugriffstechnologien (Radio Access Technologies, RATs), einschließlich einer Mobilfunk-RAT und einer Nahbereichs-RAT. Eine mobile Vorrichtung kann dazu konfiguriert sein, Informationen in Bezug auf eine Verkehrslenkung, d. h. eine Mobilfunk-/Nahbereichs-RAT-Übergabe, von benachbarten Nahbereichszugangspunkten und/oder von einer Mobilfunkbasisstation zu empfangen. Die mobile Vorrichtung kann Mobilitätsinformationen der mobilen Vorrichtung erzeugen oder bestimmen, die eine Bewegungsmenge der mobilen Vorrichtung anzeigen. Die mobile Vorrichtung kann, wenigstens teilweise basierend auf den Verkehrslenkungsinformationen und den Mobilitätsinformationen, bestimmen, ob die mobile Vorrichtung zwischen der Mobilfunk-RAT und der Nahbereichs-RAT wechseln soll. Die mobile Vorrichtung kann basierend auf der Bestimmung selektiv zwischen der Mobilfunk-RAT und der Nahbereichs-RAT wechseln.





Inventors:
Belghoul, Farouk, Calif. (Cupertino, US)
Tabet, Tarik, Calif. (Cupertino, US)
Zhang, Dawei, Calif. (Cupertino, US)
Application Number:
DE112016001574
Publication Date:
12/28/2017
Filing Date:
03/01/2016
Assignee:
Apple Inc. (Calif., Cupertino, US)
International Classes:
H04W36/32; H04W36/00; H04W36/14
Attorney, Agent or Firm:
BARDEHLE PAGENBERG Partnerschaft mbB Patentanwälte, Rechtsanwälte, 81675, München, DE
Claims:
1. Mobile Vorrichtung, umfassend:
mindestens eine Antenne;
eine oder mehrere Funkvorrichtungen, die an die wenigstens eine Antenne gekoppelt und dazu konfiguriert sind, unter Verwendung einer Vielzahl von Funkzugriffstechnologien (Radio Access Technologies, RATs), einschließlich einer Mobilfunk-RAT und einer Nahbereichs-RAT, zu kommunizieren;
wobei die mobile Vorrichtung zu Folgendem konfiguriert ist:
Empfangen von Verkehrslenkungsinformationen, wobei die Verkehrslenkungsinformationen beim Wechseln der mobilen Vorrichtung zwischen einer Mobilfunk-RAT und einer Nahbereichs-RAT verwendbar sind;
Erzeugen von Mobilitätsinformationen, wobei die Mobilitätsinformationen eine Bewegungsmenge der mobilen Vorrichtung anzeigen;
Bestimmen, wenigstens teilweise basierend auf den Verkehrslenkungsinformationen und den Mobilitätsinformationen, ob die mobile Vorrichtung zwischen der Mobilfunk-RAT und der Nahbereichs-RAT wechseln soll; und
selektives Wechseln zwischen der Mobilfunk-RAT und der Nahbereichs-RAT basierend auf der Bestimmung.

2. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verkehrslenkungsinformationen Informationen in Bezug auf autorisierte Mobilitätszustände umfassen, wobei die autorisierten Mobilitätszustände eine Bewegungsmenge der mobilen Vorrichtung, die ein Wechseln von einem Mobilfunknetz zu einem Nahbereichsnetzwerk ermöglicht, anzeigen.

3. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Verkehrslenkungsinformationen wenigstens teilweise basierend auf Zugangspunktkonfigurationsinformationen erzeugt werden, wobei die Zugangspunktkonfigurationsinformationen auf einer Konfiguration und/oder einem geschätzten Bereich von einem oder mehreren Nahbereichszugangspunkten in der Nähe der mobilen Vorrichtung basieren.

4. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Zugangspunktkonfigurationsinformationen anzeigen, ob alle des einen oder der mehreren Nahbereichszugangspunkte ein Innen- oder Außenzugangspunkt sind.

5. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Verkehrslenkungsinformationen von einer Basisstation des Mobilfunknetzes empfangen werden und wobei die Zugangspunktkonfigurationsinformationen durch das Mobilfunknetz gespeichert werden.

6. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Verkehrslenkungsinformationen von dem einen oder den mehreren Nahbereichszugangspunkten empfangen werden.

7. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die mobile Vorrichtung ferner dazu konfiguriert ist, wenigstens teilweise basierend auf einem aktuellen Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung, wobei dieser einer der autorisierten Mobilitätszustände ist, zu bestimmen, ob die mobile Vorrichtung von der Mobilfunk-RAT zu der Nahbereichs-RAT wechseln soll.

8. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die mobile Vorrichtung dazu konfiguriert ist, beim Erzeugen von Mobilitätsinformationen der mobilen Vorrichtung einen Mobilitätszustand aus wenigstens vier möglichen Mobilitätszuständen zu bestimmen, wobei die wenigstens vier möglichen Mobilitätszustände Folgendes umfassen: niedrige Mobilität, normale Mobilität, mittlere Mobilität und hohe Mobilität.

9. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die mobile Vorrichtung dazu konfiguriert ist, Messungen eines Nahbereichsnetzwerks für eine mögliche Abladung von einem aktuellen Mobilfunknetz zu dem Nahbereichsnetzwerk nur durchzuführen, wenn ein aktueller Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung einer der autorisierten Mobilitätszustände ist.

10. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verkehrslenkungsinformationen von einer Mobilfunkbasisstation empfangen werden.

11. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Nahbereichs-RAT eine Wi-Fi-RAT ist.

12. Mobile Vorrichtung, umfassend:
eine erste Funkvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, über eine Mobilfunkverbindung drahtlos mit einer Mobilfunkbasisstation zu kommunizieren;
eine zweite Funkvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, über eine WLAN-Verbindung drahtlos mit einem WLAN-Zugangspunkt zu kommunizieren;
wobei die mobile Vorrichtung zu Folgendem konfiguriert ist:
Empfangen von Informationen in Bezug auf eine Mobilfunk-/WLAN-Abladung;
Bestimmen einer Ebene der zulässigen Bewegung für eine Abladung wenigstens teilweise basierend auf den empfangenen Informationen in Bezug auf eine Mobilfunk-/WLAN-Abladung, wobei die Ebene der zulässigen Bewegung für eine Abladung eine maximale Bewegungsmenge anzeigt, bei der die mobile Vorrichtung von der Mobilfunkbasisstation zu dem WLAN-Zugangspunkt wechseln darf;
Bestimmen einer Vorrichtungsbewegungsebene, wobei die Vorrichtungsbewegungsebene eine Bewegungsmenge der mobilen Vorrichtung anzeigt
Vergleich der Vorrichtungsbewegungsebene mit der Ebene der zulässigen Bewegung für eine Abladung;
Bestimmen, wenigstens teilweise basierend auf dem Vergleich zwischen der Vorrichtungsbewegungsebene und der Ebene der zulässigen Bewegung für eine Abladung, ob die mobile Vorrichtung von der Mobilfunkbasisstation zu dem WLAN-Zugangspunkt wechseln soll, wobei die mobile Vorrichtung bestimmt, nicht zu wechseln, wenn die Vorrichtungsbewegungsebene die Ebene der zulässigen Bewegung für eine Abladung überschreitet; und
selektives Wechseln von der Mobilfunkbasisstation zu dem WLAN-Zugangspunkt basierend auf der Bestimmung.

13. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 12,
wobei die mobile Vorrichtung dazu konfiguriert ist, beim Bestimmen, ob die mobile Vorrichtung von der Mobilfunkbasisstation zu dem WLAN-Zugangspunkt wechseln soll, einen gemessenen Stärkenanzeiger eines empfangenen Signals (Received Signal Strength Indicator, RSSI) des WLAN-Zugangspunkts zu vergleichen; und
wobei die mobile Vorrichtung ferner dazu konfiguriert ist, wenigstens einen Skalierungsfaktor zu verwenden, um eine oder mehrere einer Menge an gemessenen RSSI oder einen RSSI-Schwellwert anzupassen, die beim Bestimmen, ob die mobile Vorrichtung zwischen der Mobilfunkbasisstation und dem WLAN-Zugangspunkt wechseln soll, verwende werden.

14. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der wenigstens eine Skalierungsfaktor auf einer Konfiguration und/oder einem geschätzten Bereich des WLAN-Zugangspunkts basiert.

15. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 13,
wobei die Informationen in Bezug auf eine Mobilfunk-/WLAN-Abladung Informationen in Bezug auf autorisierte Mobilitätszustände der Mobilitätsvorrichtung zum Wechseln von der Mobilfunkbasisstation zu dem WLAN-Zugangspunkt umfassen;
wobei der wenigstens eine Skalierungsfaktor einen Skalierungsfaktor für alle von wenigstens einer pluralen Teilmenge der Mobilitätszustände umfasst.

16. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 12,
wobei die mobile Vorrichtung dazu konfiguriert ist, beim Bestimmen, ob die mobile Vorrichtung von der Mobilfunkbasisstation zu dem WLAN-Zugangspunkt wechseln soll, eine Verfahrensweise zur Beurteilung von RRC-Regeln (Radio Resource Control) durchzuführen; und
wobei der Vergleich der Vorrichtungsbewegungsebene mit der Ebene der zulässigen Bewegung für eine Abladung als Teil der Verfahrensweise zur Beurteilung von RRC-Regeln (Radio Resource Control) durchgeführt wird.

17. Mobile Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Informationen von der Mobilfunkbasisstation in Bezug auf die zulässige Bewegung für eine Abladung über eine SIB17- oder RRCreconfiguration-Nachricht, wenn die Mobilfunkbasisstation unter Verwendung von LTE betrieben wird, oder über eine SIB23- oder UTRAN-Mobilitätsinformationsnachricht, wenn die Mobilfunkbasisstation unter Verwendung von UMTS betrieben wird, an die mobile Vorrichtung übertragen werden.

18. Einrichtung, umfassend:
wenigstens ein Verarbeitungselement, wobei das Verarbeitungselement zu Folgendem konfiguriert ist:
Empfangen von Verkehrslenkungsinformationen von einer Mobilfunkbasisstation, wobei die Verkehrslenkungsinformationen beim Wechseln der Einrichtung zwischen einer Mobilfunk-RAT und einer Nahbereichs-RAT verwendbar sind;
Erzeugen von Mobilitätsinformationen, wobei die Mobilitätsinformationen eine Bewegungsmenge der Einrichtung anzeigen;
Bestimmen, wenigstens teilweise basierend auf den Verkehrslenkungsinformationen und den Mobilitätsinformationen, ob die Einrichtung zwischen der Mobilfunk-RAT und der Nahbereichs-RAT wechseln soll; und
selektives Wechseln zwischen der Mobilfunk-RAT und der Nahbereichs-RAT basierend auf der Bestimmung.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, wobei die erzeugten Mobilitätsinformationen auf einer Anzahl von Übergabe- oder Neuauswahlereignissen basieren, die die Einrichtung in einem Zeitintervall durchgeführt hat, wobei eine höhere Anzahl von Übergabe- oder Neuauswahlereignissen eine höhere Bewegungsmenge anzeigt und eine niedrigere Anzahl von Übergabe- oder Neuauswahlereignissen eine niedrigere Bewegungsmenge anzeigt.

20. Einrichtung nach Anspruch 18, wobei die erzeugten Mobilitätsinformationen auf internen Sensoren oder Logik in der Einrichtung wie einem oder mehreren von einem oder mehreren Bewegungssensoren, Gyroskopen, GPS-Schaltungen und/oder anderen Komponenten basieren.

Description:
BEREICH

Die vorliegende Anmeldung betrifft Drahtloskommunikation und genauer Techniken in Bezug auf Übergaben zwischen verschiedenen Funkzugriffstechnologien.

BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK

Viele aktuelle Smartphones und andere mobile Vorrichtungen sind zu Konnektivität sowohl im Fernbereich (z. B. Mobilfunk) als auch im Nahbereich (z. B. WLAN oder Wi-Fi) in der Lage. Außerdem ist Nahbereichsnetzwerktechnologie weitverbreitet, und es wurde eine Anzahl von WLAN-Zugangspunkten in Form von entweder vertrauenswürdigen oder nicht vertrauenswürdigen Zugangspunkten bereitgestellt. Zur Nutzung der Verfügbarkeit von WLAN-Technologie wie Wi-Fi haben Telekommunikationsstandards verschiedene Mechanismen in Bezug auf das WLAN-/Mobilfunk-Interworking, d. h. die Netzwerknutzung sowohl von WLAN- als auch von Mobilfunksystemen definiert, um Netzwerkverkehr zu übertragen. Diese Mechanismen sind allgemein dafür vorgesehen, die Benutzerkonnektivität zu verbessern, den Netzwerkverkehr auszugleichen, Vorrichtungs- und Netzwerkressourcen zu schonen und andere Zwecke zu erfüllen.

Somit können mobile Vorrichtungen zu verschiedenen Zeiten unter Verwendung von verschiedenen Funkzugriffstechnologien (Radio Access Technologien, RATs) kommunizieren und selektiv zwischen diesen Technologien wechseln. Insbesondere können mobile Vorrichtungen Übergaben zwischen Mobilfunk- und Wi-Fi-Netzwerken basierend auf verschiedenen Kriterien durchführen. Übergabeverfahren haben jedoch bestimmte Nachteile, wie eine potenzielle Unterbrechung der Vorrichtungskonnektivität und eine Belastung der Vorrichtungs- und Netzwerkressourcen. Daher sind Verbesserungen in diesem Bereich gewünscht.

ZUSAMMENFASSUNG

Es werden Ausführungsformen in Bezug auf eine mobile Vorrichtung wie ein Endgerät (UE) dargestellt, die in der Lage ist, Übergaben zwischen Fernbereichsdrahtlosnetzwerken (z. B. Mobilfunknetzen) und Nahbereichsdrahtlosnetzwerken (z. B. WLAN- oder Wi-Fi-Netzwerken) durchzuführen. In einigen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung wenigstens eine Antenne und eine oder mehrere Funkvorrichtungen, die an die wenigstens eine Antenne gekoppelt sind, umfassen. Die mobile Vorrichtung kann dazu konfiguriert sein, unter Verwendung einer Vielzahl von Funkzugriffstechnologien (Radio Access Technologies, RATs), einschließlich einer Mobilfunk-RAT und einer Nahbereichs-RAT wie Wi-Fi, zu kommunizieren.

Die mobile Vorrichtung kann dazu konfiguriert sein, Informationen in Bezug auf die Verkehrslenkung, d. h. Informationen, die beim Steuern und Wechseln von Kommunikationen von mobilen Vorrichtungen zwischen verschiedenen Drahtlosnetzwerken oder RATs verwendbar sind, zu empfangen. Diese Verkehrslenkungsinformationen können Informationen in Bezug auf nahe gelegene Zugangspunkte und Informationen in Bezug auf zulässige Ebenen der Vorrichtungsbewegung für eine Übergabe wie autorisierte Mobilitätszustände, die der mobilen Vorrichtung ein Wechseln auf ein Zielnetzwerk ermöglichen würden, umfassen. Diese Verkehrslenkungsinformationen können wenigstens teilweise basierend auf einer Konfiguration und/oder einem geschätzten Bereich eines oder mehrerer Zugangspunkte in der Nähe der mobilen Vorrichtung erzeugt werden.

Die mobile Vorrichtung kann auch dazu konfiguriert sein, Informationen in Bezug auf ihren eigenen aktuellen oder geschätzten Bewegungszustand, z. B. ihren Mobilitätszustand, zu erzeugen. Zur Bestimmung ihres aktuellen Bewegungszustands oder Mobilitätszustands kann eine mobile Vorrichtung die Anzahl von Neuauswahlen oder Übergaben berücksichtigen, die sie während eines durch ihr Netzwerk definierten Zeitraums durchgeführt hat. Die mobile Vorrichtung kann ihren Mobilitätszustand auch basierend auf internen Sensoren wie Gyroskopen und/oder auf anderen, z. B. von nahe gelegenen Wi-Fi-Zugangspunkten bestimmten, Ortsparametern bestimmen.

Die mobile Vorrichtung kann verschiedene Messungen der Mobilfunk- und Nahbereichsnetzwerke überwachen und durchführen, um z. B. die jeweiligen Signalstärken von Signalen von diesen Netzwerken zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung diese Messungen nur durchführen, wenn ein aktueller Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung ein autorisierter Mobilitätszustand für das Durchführen von Übergaben, z. B. für das Durchführen einer Mobilfunk-/Wi-Fi-Abladung, ist. Dies kann dazu beitragen, den Stromverbrauch zu reduzieren, weil diese Messungen möglicherweise nicht durchgeführt werden, wenn der Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung derart ist, dass ein Wechsel zu Wi-Fi nicht wünschenswert wäre, zum Beispiel wenn sich die mobile Vorrichtung so schnell bewegt, dass ein Wechseln zu dem Nahbereichs-Wi-Fi-Zugangspunkt nicht durchführbar wäre.

Die mobile Vorrichtung kann dann wenigstens teilweise basierend auf den Verkehrslenkungsinformationen (z. B. vom Netzwerk empfangene autorisierte Mobilitätszustände) Informationen in Bezug auf die Quell- und/oder Zielnetzwerke (z. B. RSSI), Messungen und/oder den durch die mobile Vorrichtung erzeugten Mobilitätszustandsinformationen bestimmen, ob sie zwischen der Mobilfunk-RAT und der Nahbereichs-RAT wechseln soll. Zum Beispiel kann die mobile Vorrichtung dazu konfiguriert sein, wenigstens teilweise basierend auf einem aktuellen Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung, wobei dieser einer der autorisierten Mobilitätszustände für eine Mobilfunk-/Nahbereichs-RAT-Abladung ist, zu bestimmen, ob sie von der Mobilfunk-RAT zu der Nahbereichs-RAT wechseln soll.

In einigen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung dazu konfiguriert sein, beim Bestimmen, ob die mobile Vorrichtung von der Mobilfunk-RAT zu der Nahbereichs-RAT wechseln soll, wenigstens einen gemessenen Stärkenanzeiger eines empfangenen Signals (Received Signal Strength Indicator, RSSI) für ein Mobilfunk-Beacon-Signal oder Wi-Fi-Beacon-Signal mit einem Schwellwert zu vergleichen. Die mobile Vorrichtung kann dazu konfiguriert sein, einen Skalierungsfaktor zu verwenden, um eine oder mehrere einer Menge an gemessenen RSSI oder einen RSSI-Schwellwert anzupassen, die beim Bestimmen, ob die mobile Vorrichtung von dem Mobilfunk-RAT zu der Nahbereichs-RAT wechseln soll, verwendet werden. Der wenigstens eine Skalierungsfaktor kann derart auf einem aktuellen Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung basieren, dass für ein Wechseln von Mobilfunk zu Wi-Fi eine höhere Menge an Wi-Fi-RSSI erforderlich sein kann, wenn sich die mobile Vorrichtung in einem hohen Mobilitätszustand befindet, und für ein Wechseln von Mobilfunk zu Wi-Fi eine niedrigere Menge an Wi-Fi-RSSI erforderlich sein kann, wenn sich die mobile Vorrichtung in einem niedrigen Mobilitätszustand befindet. Der wenigstens eine Skalierungsfaktor kann von der Mobilfunkbasisstation empfangen und/oder intern durch die mobile Vorrichtung modifiziert oder erzeugt werden.

Die mobile Vorrichtung kann dann basierend auf der Bestimmung selektiv Übergaben durchführen, z. B. zwischen der Mobilfunk-RAT und der Nahbereichs-RAT wechseln.

Diese Zusammenfassung soll einen kurzen Überblick über manche der in diesem Dokument beschriebenen Gegenstände geben. Dementsprechend ist ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Merkmale lediglich Beispiele darstellen und nicht als den Umfang oder Geist des hierin beschriebenen Gegenstands in irgendeiner Weise einengend aufgefasst werden sollten. Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile des hierin beschriebenen Gegenstands werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, der Figuren und der Ansprüche ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 veranschaulicht ein beispielhaftes (und vereinfachtes) Drahtloskommunikationssystem gemäß einigen Ausführungsformen;

2 veranschaulicht eine mobile Vorrichtung in Kommunikation mit einer Mobilfunkbasisstation und einem Zugangspunkt gemäß einigen Ausführungsformen;

3 veranschaulicht ein beispielhaftes Blockdiagramm einer mobilen Vorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen;

4 veranschaulicht ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Mobilfunkbasisstation gemäß einigen Ausführungsformen;

5 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Kommunikationssystems, einschließlich einer Basisstation und eines Wi-Fi-Zugangspunkts, gemäß einigen Ausführungsformen;

6 ist ein detaillierteres Blockdiagramm eines beispielhaften Kommunikationssystems, einschließlich einer Basisstation und eines Wi-Fi-Zugangspunkts, gemäß einigen Ausführungsformen;

7 veranschaulicht verschiedene Kommunikationskomponenten, die in der mobilen Vorrichtung vorhanden sind, gemäß einigen Ausführungsformen;

8 veranschaulicht verschiedene Kommunikationskomponenten, die in der Drahtlosfunkverwaltung von 7 vorhanden sind, gemäß einigen Ausführungsformen;

9 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der mobilen Vorrichtung beim selektiven Wechseln von Mobilfunk zu Wi-Fi gemäß einigen Ausführungsformen veranschaulicht; und

10 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der mobilen Vorrichtung beim selektiven Wechseln von Mobilfunk zu Wi-Fi gemäß einigen Ausführungsformen veranschaulicht.

Während die hierin beschriebenen Merkmale vielfältigen Modifikationen und alternativen Formen zugänglich sind, werden spezifische Ausführungsformen davon in beispielhafter Weise in den Zeichnungen gezeigt und hierin detailliert beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung dazu nicht als auf die bestimmte offenbarte Form beschränkend gedacht sind, sondern dass die Erfindung im Gegenteil alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdecken soll, die in den Geist und Umfang des Gegenstandes fallen, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist.

Der Ausdruck „dafür ausgelegt” wird hierin verwendet, um eine Struktur näher zu bezeichnen, indem angegeben wird, dass die Einheiten/Schaltungen/Komponenten eine Struktur (z. B. eine Schaltung) aufweisen, die die Aufgabe(n) während des Betriebs ausführt. Somit kann man sagen, dass die Einheit/Schaltung/Komponente dafür ausgelegt ist, die Ausgabe auszuführen, auch wenn die bezeichnete Einheit/Schaltung/Komponente gerade nicht in Betrieb ist (z. B. nicht eingeschaltet ist). Die Einheiten/Schaltungen/Komponenten, die mit dem Ausdruck „dafür ausgelegt” verwendet werden, beinhalten Hardware – zum Beispiel Schaltungen, Speicher, in dem Programmbefehle hinterlegt sind, die ausführbar sind, um den Betrieb zu implementieren, usw. Wenn angegeben wird, dass eine Einheit/Schaltung/Komponente „dafür ausgelegt” ist eine oder mehrere Aufgaben auszuführen, soll ausdrücklich nicht impliziert werden, dass 35 U.S.C. § 112(f), für diese Einheit/Schaltung/Komponente gilt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die vorliegende Offenbarung beschreibt Ausführungsformen, bei denen verschiedene Techniken verwendet werden können, um Kommunikationen zu verbessern, die zwischen Nahbereichsdrahtlosnetzwerken und Fernbereichsdrahtlosnetzwerken wechseln.

Akronyme

Die folgenden Akronyme werden in der vorliegenden Offenbarung verwendet.

BS:
Basisstation
AP:
Zugangspunkt
LTE:
Long Term Evolution
VoLTE:
Sprache über LTE
IMS:
IP Multimedia Subsystem
RAT:
Funkzugangstechnologie
TX:
Übertragen
RX:
Empfangen
WLAN:
Wireless Local Area Network
PDN:
Paketdatennetzwerk
PGW:
PDN Gateway
SGW:
Serving Gateway
ePDG:
evolved Packet Data Gateway

Glossar

Es folgt ein Glossar von Begriffen, die in dieser Offenbarung verwendet werden können:
Speichermedium – eine beliebige von unterschiedlichen, nicht-flüchtigen Arbeitsspeichervorrichtungen oder Datenspeichervorrichtungen. Der Begriff „Speichermedium” soll einschließen: ein Installationsmedium, z. B. eine CD-ROM, Floppydisketten oder eine Bandvorrichtung; einen Computersystemspeicher oder einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, wie einen DRAM, DDR-RAM, SRAM, EDO-RAM, Rambus-RAM usw.; einen nicht-flüchtigen Speicher, wie einen Flash-Speicher, magnetische Medien, z. B. ein Festplattenlaufwerk oder einen optischen Datenspeicher; einen Registerspeicher oder andere ähnliche Typen von Speicherelementen usw. Das Speichermedium kann auch andere Arten von nicht-flüchtigem Speicher sowie Kombinationen davon einschließen. Darüber hinaus kann sich das Speichermedium in einem ersten Computersystem befinden, in dem die Programme ausgeführt werden, oder es kann sich in einem zweiten, anderen Computersystem befinden, das über ein Netzwerk, wie beispielsweise das Internet, mit dem ersten Computersystem verbunden ist. In letzterem Fall kann das zweite Computersystem Programmanweisungen zum Ausführen an den ersten Computer ausgeben. Der Begriff „Speichermedium” kann zwei oder mehr Speichermedien einschließen, die sich an verschiedenen Orten befinden können, z. B. in verschiedenen Computersystemen, die über ein Netzwerk verbunden sind. Im Speichermedium können Programmanweisungen gespeichert werden (z. B. in Form von Computerprogrammen), die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden können.

Trägermedium – ein Speichermedium wie vorstehend beschrieben sowie ein physikalisches Übertragungsmedium, wie ein Bus, ein Netzwerk und/oder ein anderes physikalisches Übertragungsmedium, das Signale wie elektrische, elektromagnetische oder digitale Signale überträgt.

Programmierbares Hardware-Element – schließt vielfältige Hardware-Vorrichtungen ein, die mehrere programmierbare funktionelle Blöcke umfassen, die über eine programmierbare Zwischenverbindung verbunden sind. Zu Beispielen zählen FPGAs (Field Programmable Gate Arrays, anwenderprogrammierbare Gatteranordnungen), PLDs (Programmable Logic Devices, programmierbare Logikvorrichtungen), FPOAs (Field Programmable Object Arrays, anwenderprogrammierbare Objektanordnungen) und CPLDs (Complex PLDs, komplexe PLDs). Die programmierbaren funktionellen Blöcke können von feingranulär (kombinatorische Logik oder Lookup-Tabellen) bis grobgranulär (arithmetische Logikeinheiten oder Prozessorkerne) reichen. Ein programmierbares Hardware-Element kann auch als „umkonfigurierbare Logik” bezeichnet werden.

Computersystem – ein beliebiges von verschiedenartigen Rechen- oder Verarbeitungssystemen, einschließlich eines Personal Computer Systems (PC), eines Großrechnersystems, einer Workstation, einer Network-Appliance, einer Internet-Appliance, eines persönlichen digitalen Assistenten (Personal Digital Assistant (PDA)), eines Fernsehsystems, eines Grid-Computing-Systems oder einer weiteren Vorrichtung oder Kombinationen von Vorrichtungen. Im Allgemeinen kann der Begriff „Computersystem” weit definiert werden, um jede Vorrichtung (oder Kombination von Vorrichtungen) mit mindestens einem Prozessor einzuschließen, der Anweisungen aus einem Speichermedium ausführt.

Endgerät (oder „UE-Gerät”) – eine beliebige von verschiedenen Arten von Computersystemen oder -vorrichtungen, die mobil oder tragbar sind und Drahtloskommunikationen durchführen. Beispiele für UE-Geräte beinhalten Mobiltelefone oder Smartphones (z. B. iPhoneTM, Telefone auf Basis von AndroidTM), tragbare Spielvorrichtungen (z. B. Nintendo DSTM, PlayStation PortableTM, Gameboy AdvanceTM, iPhoneTM), Laptops, PDAs, tragbare Internetvorrichtungen, Musikwiedergabevorrichtungen, Datenspeichervorrichtungen, andere handgehaltene Vorrichtungen und am Körper tragbare Vorrichtungen wie Armbanduhren, Kopfhörer, Anhänger, Ohrhörer usw. Im Allgemeinen kann der Begriff „Endgerät” oder „UE-Gerät” breit definiert werden, sodass er jede elektronische, Rechen- und/oder Telekommunikationsvorrichtung (oder Vorrichtungskombination) umfasst, die von einem Benutzer problemlos transportiert werden kann und die in der Lage ist, drahtlos zu kommunizieren.

Mobile Vorrichtung – eine beliebige von verschiedenen Arten von Kommunikationsvorrichtungen, die mobil und dazu in der Lage sind, in einem Mobilfunknetz und einem Nichtmobilfunknetz wie Wi-Fi zu kommunizieren. Ein Endgerät ist ein Beispiel für eine drahtlose Vorrichtung.

Mobilität/Mobilitätszustand – Das Wort „Mobilität” hat die gesamte Breite seiner üblichen Bedeutung und zusätzliche Bedeutung wie in der Technik vorgesehen (dies gilt auch für abgeleitete Formen wie „mobil”). Gebrauchssprachlich oder nicht fachsprachlich bezeichnet der Begriff „Mobilität” üblicherweise eine Fähigkeit zur Bewegung, d. h. Beweglichkeit (und Tragbarkeit usw.). Im Kontext von mobilen Vorrichtungen und Drahtloskommunikationstechnologien und wie hier verwendet, kann sich „Mobilität” jedoch nicht nur auf die Fähigkeit zur Bewegung, sondern auch auf Bewegung selbst beziehen. Somit kann sich der „Mobilitätszustand” einer mobilen Vorrichtung auf den Bewegungszustand oder -grad beziehen, der bei der mobilen Vorrichtung gegenwärtig besteht (oder dessen Bestehen bei der mobilen Vorrichtung bestimmt oder geschätzt wird). Ein „hoher Mobilitätszustand” kann dann einen Zustand einer hohen Bewegungsebene bedeuten, und ein „niedriger Mobilitätszustand” kann einen Zustand einer niedrigen Bewegungsebene bedeuten. In ähnlicher Weise kann eine mobile Vorrichtung als „mobil” bezeichnet werden, wenn sie sich bewegt oder in Bewegung ist.

Basisstation – Der Begriff „Basisstation” weist die gesamte Breite seiner üblichen Bedeutung auf und schließt mindestens eine Drahtloskommunikationsstation ein, die an einem festen Ort installiert ist und als Teil eines drahtlosen Mobiltelefonsystems oder Mobilfunksystems zum Kommunizieren verwendet wird.

Zugangspunkt – Dieser Begriff weist die gesamte Breite seiner üblichen Bedeutung auf und umfasst wenigstens eine Drahtloskommunikationsvorrichtung, die Konnektivität für ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) wie ein Wi-Fi-Netzwerk bietet.

Wi-Fi – Dieser Begriff weist die gesamte Breite seiner üblichen Bedeutung auf und umfasst wenigstens eine WLAN-Technologie basierend auf den IEEE-Standards (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 und künftigen Überarbeitungen oder Verbesserungen dieser Standards.

WLAN – Dieser Begriff weist die gesamte Breite seiner üblichen Bedeutung auf und kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Nahbereichsnetzwerken wie Wi-Fi-Netzwerke zu beschreiben.

Verarbeitungselement – bezieht sich auf unterschiedliche Elemente oder Kombinationen von Elementen. Zu Verarbeitungselementen zählen zum Beispiel Schaltungen wie ASIC (Application Specific Integrated Circuit, anwendungsspezifische integrierte Schaltung), Abschnitte oder Schaltungen einzelner Prozessorkerne, vollständige Prozessorkerne, einzelne Prozessoren, programmierbare Hardwarevorrichtungen wie eine anwenderprogrammierbare Gatteranordnung (FPGA) und/oder größere Abschnitte von Systemen, die mehrere Prozessoren umfassen.

Kanal/Link – ein Medium, das verwendet wird, um Informationen von einem Sender an einen Empfänger zu übertragen. Man beachte, dass die Eigenschaften des Begriffs „Kanal” gemäß verschiedenen Drahtlosprotokollen verschieden sein können, und dass der Begriff „Kanal”, wie er hier verwendet wird, daher so aufgefasst werden kann, dass er auf eine Weise verwendet wird, die konsistent ist mit dem Standard der Art von Vorrichtung, in Bezug auf die der Begriff verwendet wird. Bei manchen Standards können Kanalbreiten variabel sein (z. B. abhängig von der Kapazität der Vorrichtung, den Bandbedingungen usw.). Zum Beispiel kann LTE skalierbare Kanalbandbreiten von 1,4 MHz bis 20 MHz unterstützen. Im Gegensatz dazu können WLAN-Kanäle 22 MHz breit sein, während Bluetooth-Kanäle 1 MHz breit sein können. Andere Protokolle und Standards können davon verschiedene Kanaldefinitionen aufweisen. Des Weiteren können manche Standards mehrere Arten von Kanälen definieren und verwenden, z. B. verschiedene Kanäle für die Vorwärtsrichtung bzw. den Uplink oder die Rückwärtsrichtung bzw. den Downlink und/oder verschiedene Kanäle für verschiedene Zwecke, wie beispielsweise für Daten, Steuerungsinformationen usw.

Automatisch – bezieht sich auf die Durchführung einer Aktion oder Operation durch ein Computersystem (z. B. die Ausführung von Software durch das Computersystem) oder eine Vorrichtung (z. B. eine Schaltung, programmierbare Hardware-Elemente, ASICs usw.), für die keine Benutzereingabe, welche die Aktion oder die Operation direkt vorgibt oder durchführt, vorgenommen wird. Somit steht der Begriff „automatisch” im Gegensatz zu einer durch den Benutzer manuell durchgeführten oder festgelegten Operation, bei welcher der Benutzer eine Eingabe macht, um die Operation direkt durchzuführen. Eine automatische Verfahrensweise kann durch eine durch den Benutzer bereitgestellte Eingabe initiiert werden, die nachfolgenden Aktionen, die „automatisch” durchgeführt werden, werden jedoch nicht durch den Benutzer festgelegt, d. h. sie werden nicht „manuell” durchgeführt, wobei der Benutzer jede durchzuführende Aktion festlegt. Zum Beispiel füllt ein Benutzer, der ein elektronisches Formular ausfüllt, indem er jedes Feld auswählt und eine Eingabe bereitstellt, die Informationen festlegt (z. B. durch Eintippen von Informationen, Auswählen von Kontrollkästchen, Funkauswahl usw.), das Formular manuell aus, auch wenn das Computersystem das Formular als Reaktion auf die Benutzeraktionen aktualisieren muss. Das Formular kann automatisch durch das Computersystem ausgefüllt werden, wobei das Computersystem (z. B. auf dem Computersystem ausgeführte Software) die Felder des Formulars analysiert und das Formular ganz ohne eine Benutzereingabe, welche die Antworten auf die Felder festlegt, ausfüllt. Wie vorstehend angegeben, kann der Benutzer das automatische Ausfüllen des Formulars aufrufen, ist jedoch nicht am eigentlichen Ausfüllen des Formulars beteiligt (z. B. legt der Benutzer Antworten für Felder nicht manuell fest, sondern diese werden automatisch ausgefüllt). Die vorlegende Beschreibung stellt verschiedene Beispiele für Operationen bereit, die als Reaktion auf Aktionen, die der Benutzer vorgenommen hat, automatisch durchgeführt werden.

Fig. 1 und Fig. 2 – Kommunikationssystem

1 veranschaulicht ein beispielhaftes (und vereinfachtes) Drahtloskommunikationssystem. Es sei darauf hingewiesen, dass das System von 1 nur ein Beispiel eines möglichen Systems ist und offenbarte Ausführungsformen wie gewünscht in einem beliebigen von verschiedenen Systemen implementiert werden können.

Wie gezeigt, umfasst das beispielhafte Drahtloskommunikationssystem eine Mobilfunkbasisstation 102, die über ein Übertragungsmedium mit einer oder mehreren mobilen Vorrichtungen 106A, 106B usw. bis 106N kommunizieren kann. Alle mobilen Vorrichtungen können zum Beispiel ein „Endgerät” (UE-Gerät) oder andere Arten von Vorrichtungen wie weiter oben definiert sein.

Die Basisstation 102 kann eine Basis-Transceiver-Station (BTS) oder eine Funkzelle sein und Hardware umfassen, die eine drahtlose Mobilfunkkommunikation mit den mobilen Vorrichtungen 106A bis 106N ermöglicht. Die Basisstation 102 kann auch derart ausgerüstet sein, dass sie mit einem Netzwerk 100 kommunizieren kann (z. B. neben vielen anderen Möglichkeiten mit einem Kernnetz eines Mobflfunkdienstanbieters, einem Telekommunikationsnetz wie beispielsweise einem öffentlichen Telefonwählnetz (PSTN) und/oder dem Internet). Somit kann die Basisstation 102 eine Kommunikation zwischen den mobilen Vorrichtungen und/oder zwischen den mobilen Vorrichtungen und dem Netzwerk 100 ermöglichen.

Der Kommunikationsbereich (oder der Versorgungsbereich) der Basisstation kann als „Zelle” bezeichnet werden. Die Basisstation 102A und die mobilen Vorrichtungen 106 können dazu konfiguriert sein, unter Verwendung beliebiger verschiedener Mobilfunkzugriffstechnologien (RATs), die auch als drahtlose Mobilfunkkommunikationstechnologien oder Telekommunikationsstandards bezeichnet werden, wie GSM, UMTS (WCDMA, TD-SCDMA), LTE, LTE-Advanced (LTE-A), 3GPP2 CDMA2000 (z. B. 1xRTT, 1xEV-DO, HRPD, eHRPD), Wi-Fi, WiMAX usw., über das Übertragungsmedium zu kommunizieren. Ein typisches drahtloses Mobilfunkkommunikationssystem umfasst eine Vielzahl von Mobilfunkbasisstationen, die verschiedene Abdeckungsbereiche oder Zellen mit Übergaben zwischen Zellen umfassen.

Außerdem kann das beispielhafte Drahtloskommunikationssystem einen oder mehrere drahtlose Zugangspunkte (wie den Zugangspunkt 104) umfassen, die kommunikativ an das Netzwerk 100 gekoppelt sein können. Jeder drahtlose Zugangspunkt 104 kann ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) zur Kommunikation mit den mobilen Vorrichtungen 106 bereitstellen. Diese drahtlosen Zugangspunkte können Wi-Fi-Zugangspunkte umfassen. Der drahtlose Zugangspunkt 104 kann dazu konfiguriert sein, eine Mobilfunknetzabladung zu unterstützen und/oder auf andere Weise Drahtloskommunikationsdienste als Teil des in 1 veranschaulichten Drahtloskommunikationssystems bereitzustellen.

Die Mobilfunkbasisstation 102 und andere ähnliche Basisstationen sowie Zugangspunkte (wie der Zugangspunkt 104), die gemäß einem unterschiedlichen Drahtloskommunikationsstandard (z. B. Wi-Fi) arbeiten, können somit als ein Netzwerk bereitgestellt werden, das einen kontinuierlichen oder fast kontinuierlichen überlappenden Dienst für die mobilen Vorrichtungen 106 und ähnliche Vorrichtungen über ein weites geografisches Gebiet hinweg über einen oder mehrere Drahtloskommunikationsstandards bereitstellen kann.

Während die Basisstation 102 als eine „bedienende Zelle” für eine mobile Vorrichtung 106 fungieren kann, wie in 1 dargestellt, kann somit jede mobile Vorrichtung 106 auch dazu in der Lage sein, Signale von (und möglicherweise innerhalb einer Kommunikationsreichweite von) einer oder mehreren anderen Zellen (die möglicherweise von anderen Basisstationen (nicht gezeigt) und/oder WLAN-Zugangspunkten, die als „Nachbarzellen” oder „Nachbar-WLANs” (z. B., wie zutreffend) und/oder allgemeiner als „Nachbarn” bezeichnet werden können, bereitgestellt werden) zu empfangen.

2 veranschaulicht die mobile Vorrichtung 106 (z. B. eine der Vorrichtungen 106A bis 106N) in Kommunikation mit sowohl einem Wi-Fi-Zugangspunkt 104 als auch einer Mobilfunkbasisstation 102. Die mobile Vorrichtung 106 kann eine Vorrichtung mit sowohl Mobilfunkkommunikationsfähigkeit als auch Nichtmobilfunkkommunikationsfähigkeit, z. B. Wi-Fi-Fähigkeit, wie ein Mobiltelefon, eine handgehaltene Vorrichtung, ein Computer oder ein Tablet, eine am Körper tragbare Vorrichtung oder nahezu jede Art von drahtloser Vorrichtung sein.

Die mobile Vorrichtung 106 kann einen Prozessor umfassen, der dazu konfiguriert ist, in einem Speicher gespeicherte Programmanweisungen auszuführen. Die mobile Vorrichtung 106 kann jede der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen durchführen, indem sie solche gespeicherten Anweisungen ausführt. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die mobile Vorrichtung 106 ein programmierbares Hardwareelement wie eine anwenderprogrammierbare Gatteranordnung (FPGA) umfassen, die dazu konfiguriert ist, eine beliebige der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen oder einen beliebigen Abschnitt einer der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen durchzuführen.

In einigen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung 106 dazu konfiguriert sein, unter Verwendung von einer von mehreren Funkzugriffstechnologien/Drahtloskommunikationsprotokollen zu kommunizieren. Zum Beispiel kann die mobile Vorrichtung 106 dazu konfiguriert sein, unter Verwendung einer beliebigen von verschiedenen Mobilfunkkommunikationstechnologien wie GSM, UMTS, CDMA2000, LTE, LTE-A usw. zu kommunizieren. Die mobile Vorrichtung kann außerdem dazu konfiguriert sein, unter Verwendung einer beliebigen von verschiedenen Nichtmobilfunkkommunikationstechnologien wie WLAN/Wi-Fi oder GNSS zu kommunizieren. Andere Kombinationen von Drahtloskommunikationstechniken sind ebenfalls möglich. Die mobile Vorrichtung kann auch dazu in der Lage sein, selektiv Übergaben zwischen einer Mobilfunkzugriffstechnologie (RAT) und einer drahtlosen Nahbereichs-RAT wie Wi-Fi durchzuführen.

Die mobile Vorrichtung 106 kann eine oder mehrere Antennen zum Kommunizieren unter Verwendung eines oder mehrerer Drahtloskommunikationsprotokolle oder -technologien umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung 106 dazu konfiguriert sein, unter Verwendung von entweder CDMA2000 (1xRTT/1xEV-DO/HRPD/eHRPD) oder LTE unter Verwendung einer einzigen gemeinsam verwendeten Funkvorrichtung und/oder GSM oder LTE unter Verwendung der einzigen gemeinsam verwendeten Funkvorrichtung zu kommunizieren. Die gemeinsam verwendete Funkvorrichtung kann an eine einzige Antenne koppeln oder kann an mehrere Antennen (z. B. für MIMO) koppeln, um Drahtloskommunikationen durchzuführen. Im Allgemeinen kann eine Funkvorrichtung jede Kombination von Baseband-Prozessor, analoger HF-Signalverarbeitungsschaltung (z. B. einschließlich Filtern, Mischern, Oszillatoren oder Verstärkern) oder digitaler Verarbeitungsschaltung (z. B. zur digitalen Modulation und anderen digitalen Verarbeitung) einschließen. In ähnlicher Weise kann die Funkvorrichtung eine oder mehrere Empfangs- und Sendeketten unter Verwendung der vorher erwähnten Hardware implementieren. Zum Beispiel kann die mobile Vorrichtung 106 einen oder mehrere Teile von Empfangs- und/oder Sendeketten für mehrere Drahtloskommunikationstechniken, wie die weiter oben erörterten, gemeinsam verwenden.

In einigen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung 106 für jedes Drahtloskommunikationsprotokoll, mit dem zu kommunizieren sie konfiguriert ist, separate Sende- und/oder Empfangsketten (z. B. einschließlich separater HF-Komponenten und/oder digitaler Funkkomponenten) umfassen. Als eine weitere Möglichkeit kann die mobile Vorrichtung 106 eine oder mehrere Funkvorrichtungen, die von mehreren Drahtloskommunikationsprotokollen gemeinsam verwendet werden, und eine oder mehrere Funkvorrichtungen, die ausschließlich durch ein einziges Drahtloskommunikationsprotokoll verwendet werden, umfassen. Zum Beispiel kann die mobile Vorrichtung 106 eine gemeinsam verwendete Funkvorrichtung zum Kommunizieren unter Verwendung von entweder LTE oder 1xRTT (oder LTE oder GSM) und separate Funkvorrichtungen zum Kommunizieren unter Verwendung von Wi-Fi und Bluetooth umfassen. Andere Konfigurationen sind ebenfalls möglich.

Fig. 3 – Blockdiagramm einer mobilen Vorrichtung

3 veranschaulicht ein beispielhaftes vereinfachtes Blockdiagramm einer mobilen Vorrichtung 106. Wie gezeigt, kann die mobile Vorrichtung 106 ein SOC (System an Chip) 300 umfassen, das Abschnitte für verschiedene Zwecke umfassen kann. Das SOC 300 kann an verschiedene andere Schaltungen der mobilen Vorrichtung 106 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann die mobile Vorrichtung 106 verschiedene Arten von Speicher (z. B. einschließlich des Flash-Speichers 310), eine Verbinderschnittstelle 320 (z. B. zum Koppeln an ein Computersystem, eine Dockingstation, eine Ladestation usw.), die Anzeige 360, die Mobilfunkkommunikationsschaltung 330 wie für LTE, GSM usw. und die Nahbereichsdrahtloskommunikationsschaltung 329 (z. B. eine BluetoothTM- und WLAN-Schaltung) umfassen. Die mobile Vorrichtung 106 kann ferner eine oder mehrere Smartcards 312 mit SIM-Funktionalität (Subscriber Identity Module) wie eine oder mehrere UICC-Karten (Universal Integrated Circuit Card) 312 umfassen, oder die SIM-Funktionalität kann in einem eingebetteten Speicher enthalten sein. Die Mobilfunkkommunikationsschaltung 330 kann sich an eine oder mehrere Antennen, vorzugsweise zwei Antennen 335 und 336, wie gezeigt, koppeln. Die Nahbereichsdrahtloskommunikationsschaltung 329 kann sich auch an eine oder beide der Antennen 335 und 336 koppeln (diese Konnektivität wird zur einfacheren Veranschaulichung nicht gezeigt).

Wie gezeigt, kann das SOC 300 einen oder mehrere Prozessoren 302, die Programmanweisungen für die mobile Vorrichtung 106 ausführen können, und eine Anzeigeschaltung 304, die eine Grafikverarbeitung durchführen und Anzeigesignale für die Anzeige 360 bereitstellen kann, umfassen. Der/die Prozessor(en) 302 kann/können zudem an eine Speicherverwaltungseinheit (Memory Management Unit, MMU) 340 gekoppelt sein, die dazu konfiguriert sein kann, Adressen von dem/den Prozessor(en) 302 zu empfangen und diese Adressen in Speicherorte (z. B. in einem Speicher 306, einem schreibgeschützten Speicher (Read Only Memory, ROM) 350, einem Flash-Speicher 310) und/oder in andere Schaltungen oder Vorrichtungen wie die Anzeigeschaltung 304, die Mobilfunkkommunikationsschaltung 330, die Nahbereichsdrahtloskommunikationsschaltung 329, die Verbinderschnittstelle 320 und/oder die Anzeige 360 umzusetzen. Die MMU 340 kann dazu konfiguriert sein, einen Speicherschutz und eine Seitentabellenübersetzung oder -einrichtung durchzuführen. In manchen Ausführungsformen kann die MMU 340 als ein Abschnitt des einen oder der mehreren Prozessoren 302 eingeschlossen sein.

In einigen Ausführungsformen, wie weiter oben angegeben, umfasst die mobile Vorrichtung 106 wenigstens eine Smartcard 312 wie eine UICC 312, die eine oder mehrere SIM-Anwendungen (Subscriber Identity Module) ausführt und/oder SIM-Funktionalität auf andere Weise implementiert. Die wenigstens eine Smartcard 312 kann nur eine einzelne Smartcard 312 sein, oder die mobile Vorrichtung 106 kann zwei oder mehrere Smartcards 312 umfassen. Jede Smartcard 312 kann eingebettet sein, z. B. kann sie auf eine Leiterplatte in der mobilen Vorrichtung 106 gelötet sein, oder jede Smartcard 312 kann als eine entfernbare Smartcard, eine elektronische SIM (eSIM) oder jede Kombination davon implementiert sein. Jede der verschiedenen anderen SIM-Konfigurationen wird ebenfalls in Betracht gezogen.

Wie weiter oben angegeben, kann die mobile Vorrichtung 106 dazu konfiguriert sein, unter Verwendung von mehreren Funkzugriffstechnologien (Radio Access Technologies, RATs) drahtlos zu kommunizieren. Die mobile Vorrichtung 106 kann dazu konfiguriert sein, gemäß einer Wi-Fi-RAT und/oder einer oder mehreren Mobilfunk-RATs zu kommunizieren, wie z. B. zu verschiedenen Zeiten selektiv auf der Mobilfunk-RAT und Wi-Fi-RAT zu kommunizieren oder gleichzeitig über sowohl Wi-Fi als auch Mobilfunk zu kommunizieren. Zum Beispiel kann die mobile Vorrichtung 106 auf einem primären Kommunikationskanal (wie Wi-Fi) kommunizieren und als Reaktion auf erfasste Kriterien, die eine Verschlechterung des primären Kommunikationskanals enthalten können, einen sekundären Kommunikationskanal (wie Mobilfunk) einrichten. Alternativ dazu kann die mobile Vorrichtung 106 auf einem primären Kommunikationskanal (wie Mobilfunk) kommunizieren und als Reaktion auf erfasste Kriterien, die eine Verschlechterung des primären Kommunikationskanals enthalten können, einen sekundären Kommunikationskanal (wie Wi-Fi) einrichten. Die mobile Vorrichtung 106 kann betrieben werden, um dynamisch verschiedene primäre und/oder sekundäre Kommunikationskanäle wie erforderlich einzurichten und/oder zu entfernen, z. B. um die beste Benutzerfreundlichkeit bereitzustellen und zugleich zu versuchen, die Kosten zu minimieren.

Wie hierin beschrieben, kann die mobile Vorrichtung 106 Hardware- und Softwarekomponenten zum Implementieren der hierin beschriebenen Merkmale und Verfahren umfassen. Das Verarbeitungselement (oder der Prozessor) 302 der mobilen Vorrichtung 106 kann dazu konfiguriert sein, einen Teil oder alle der hierin beschriebenen Merkmale zu implementieren, indem z. B. auf einem Speichermedium (z. B. einem nicht-flüchtigen computerlesbaren Speichermedium) gespeicherte Programmanweisungen ausgeführt werden. Alternativ dazu (oder zusätzlich) kann der Prozessor 302 als ein programmierbares Hardwareelement eingerichtet sein, wie eine FPGA (anwenderprogrammierbare Gatteranordnung) oder eine ASIC (anwenderspezifische integrierte Schaltung). Alternativ dazu (oder zusätzlich) kann der Prozessor 302 der mobilen Vorrichtung 106 in Verbindung mit einer oder mehreren der anderen Komponenten 300, 304, 306, 310, 320, 330, 335, 340, 350, 360 dazu konfiguriert sein, einen Teil oder alle der hierin beschriebenen Merkmale zu implementieren.

Fig. 4 – Blockdiagramm einer Basisstation

4 veranschaulicht ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Basisstation 102. Es sei darauf hingewiesen, dass die Basisstation 102 von 4 nur ein Beispiel für eine mögliche Basisstation darstellt. Wie gezeigt, kann die Basisstation 102 einen oder mehrere Prozessoren 478 umfassen, die Programmanweisungen für die Basisstation 102 ausführen können. Der eine oder die mehreren Prozessoren 478 können zudem an eine Speicherverwaltungseinheit (MMU) 476, die dazu konfiguriert sein kann, Adressen von dem einen oder den mehreren Prozessoren 478 zu empfangen und diese Adressen in Orte in einem Speicher (z. B. in einem Speicher 472 und einem schreibgeschützten Speicher (ROM) 474) zu übersetzen, oder an andere Schaltungen oder Vorrichtungen gekoppelt sein.

Die Basisstation 102 kann wenigstens einen Netzwerkanschluss 480 umfassen. Der Netzwerkanschluss 480 kann dazu konfiguriert sein, sich an ein Mobilfunknetz, z. B. ein Kernnetz eines Mobilfunkdienstanbieters, zu koppeln. Das Kernnetz kann mobilitätsbezogene Dienste und/oder andere Dienste für eine Vielzahl von Vorrichtungen wie die mobilen Vorrichtungen 106 bereitstellen. In einigen Fällen kann sich der Netzwerkanschluss 480 über das Kernnetz an ein Telefonnetz koppeln und/oder kann das Kernnetz ein Telefonnetz bereitstellen (z. B. zwischen anderen mobilen Vorrichtungen, die durch den Mobilfunkdienstanbieter bedient werden).

Die Basisstation 102 kann wenigstens eine Antenne 486 und möglicherweise mehrere Antennen umfassen. Die wenigstens eine Antenne 486 kann dazu konfiguriert sein, als ein drahtloser Mobilfunk-Transceiver zu arbeiten, und kann ferner dazu konfiguriert sein, über eine Drahtloskommunikationsschaltung 482 mit den mobilen Vorrichtungen 106 zu kommunizieren. Die Antenne 486 kommuniziert mit der Drahtloskommunikationsschaltung 482 über die Kommunikationskette 484. Bei der Kommunikationskette 484 kann es sich um eine Empfangskette, eine Sendekette oder beides handeln. Die Drahtloskommunikationsschaltung 482 und die Kommunikationskette 484 können eine Funkvorrichtung bilden. Die Funkvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, über verschiedene Mobilfunknetzstandards, unter anderem UMTS- und LTE-basierte Standards, einschließlich LTE-Advanced, zu kommunizieren.

Der Zugangspunkt 104 kann auch gemäß dem Blockdiagramm von 4 beschrieben werden, wobei jedoch eine Kommunikation unter Verwendung einer beliebigen von verschiedenen Wi-Fi-Kommunikationstechnologien durchgeführt werden kann.

Fig. 5 – beispielhaftes Drahtloskommunikationssystem

5 veranschaulicht ein beispielhaftes Drahtloskommunikationssystem gemäß einigen Ausführungsformen. Wie gezeigt, kann die mobile Vorrichtung 106 über die Mobilfunkbasisstation (BS) 102 mit einem Mobilfunknetz kommunizieren. Die Mobilfunkbasisstation 102 kann mit einem Serving Gateway (SGW) 510 kommunizieren. In einigen Ausführungsformen ist das SGW 510 für Übergaben mit benachbarten Basisstationen zuständig. Wie in der bildlichen Darstellung veranschaulicht, koppelt sich das SGW 510 in einigen Ausführungsformen an ein PDN-Gateway (Packet Data Network) oder (PGW) 520. Wie gezeigt, arbeitet das evolved Packet Data Gateway (ePDG) 530 als Schnittstelle zwischen den Mobilfunk- und Wi-Fi-Netzwerken. Das PGW 520 weist Vorrichtungs-IP-Adressen der iWLAN-Tunnel-Schnittstelle und der Mobilfunkschnittstelle zu. Zusammen bilden das ePDG 530, das SGW 510 und das PGW 520 den Evolved Packet Core (EPC).

Wie gezeigt, kann die mobile Vorrichtung 106 auch mit einem Wi-Fi-Zugangspunkt 104 kommunizieren, wobei der Wi-Fi-Zugangspunkt ein Wi-Fi-Netzwerk darstellt. Der Wi-Fi-Zugangspunkt 104 kann sich über ein Netzwerk wie das Internet an das evolved Packet Data Gateway (ePDG) 530 koppeln. Das ePDG 530 wird in der Netzwerkfunktion von 4G-Mobilfunkkernnetzen, die als das weiter oben angegebene Evolved Packet Core (EPC) bekannt sind, und künftigen Mobilfunknetzen wie 5G-Netzen genutzt. Wie weiter oben angegeben, kann das ePDG 530 als eine Schnittstelle zwischen dem EPC und Nicht-3GPP-Netzen, die möglicherweise einen sicheren Zugriff wie Wi-Fi-Netzwerke und Netzwerke mit Femtozellenzugriff verwenden, fungieren.

Das PGW kann als ein Inter-RAT-Mobilitätsanker fungieren. Das PGW 520 kann sich an einen IMS-Server (IP Multimedia Subsystem) koppeln. Der IMS-Server kann ein Computersystem mit einem Prozessor und Speicher umfassen, das verschiedene Vorgänge wie hierin beschrieben durchführt. Der IMS-Server kann eine IMS-Dienstschicht 540 implementieren. Der IMS-Server kann auch eine Proxy Call Session Control Function (P-CSCF) implementieren. Die P-CSCF kann als der Eintrittspunkt in die IMS-Domäne fungieren und als der ausgehende Proxyserver für die mobile Vorrichtung dienen. Die mobile Vorrichtung kann sich vor der Durchführung von IMS-Registrierungen und der Initiierung von SIP-Sitzungen mit der P-CSCF verbinden. Die P-CSCF kann sich in der Heimdomäne des IMS-Betreibers befinden oder sie kann sich in der besuchenden Domäne, in der sich die mobile Vorrichtung derzeit bewegt, befinden.

Der IMS-Server kann sich an andere Netzwerke wie das öffentliche Telekommunikationsnetz oder andere Arten von Kommunikationsnetzwerken koppeln, um z. B. mit anderen Kommunikationsvorrichtungen wie einem POTS-Standardtelefon (Plain Old Telephone Service, analoger Telefondienst) (gezeigt), einer anderen mobilen Vorrichtung usw. zu kommunizieren.

Fig. 6 – beispielhaftes Drahtloskommunikationssystem

6 veranschaulicht ein detaillierteres Beispiel eines Drahtloskommunikationssystems. 6 veranschaulicht ein detaillierteres Blockdiagramm des Evolved Packet Core (EPC) mit verschiedenen Mobilfunkbasisstationen, die jeweils als eNodeB bezeichnet werden.

Es wird außerdem ein WLAN mit zwei WLAN-Zugangspunkten, die als WLAN-APs bezeichnet werden, gezeigt. Insbesondere können die WLAN-APs Wi-Fi-Zugangspunkte, wie gezeigt, sein. In dem veranschaulichten System sind die Wi-Fi-Zugangspunkte von zwei unterschiedlichen Arten: eine erste Art, gekoppelt an ein vertrauenswürdiges 3GPP-WLAN, und eine zweite Art, gekoppelt an ein nicht vertrauenswürdiges 3GPP-WLAN. Der Wi-Fi-Zugangspunkt, der an das vertrauenswürdige 3GPP-WLAN gekoppelt ist, ist direkt an das Kernnetz eines Mobilfunkanbieters gekoppelt und kann ein von einem Mobilfunkanbieter betriebener Wi-Fi-Zugangspunkt sein. Demgegenüber wird der an das nicht vertrauenswürdige 3GPP-WLAN gekoppelte Wi-Fi-Zugangspunkt möglicherweise nicht von dem Mobilfunkanbieter betrieben und kann jede Art von WLAN-Netzwerk sein.

Eine mobile Vorrichtung 106, in 6 als mobile Vorrichtung gezeigt, kann eine 3GPP-/WLAN-Abladung zwischen den Mobilfunknetzen und WLAN-Netzwerken, wie weiter unten genauer beschrieben, durchführen. Genauer kann die mobile Vorrichtung aktuell in einem Mobilfunknetz kommunizieren und Informationen erhalten, die beim Bestimmen, ob zur Kommunikation auf das Verwenden eines Wi-Fi-(WLAN-)Netzwerks gewechselt werden soll, verwendbar sind. Zum Beispiel kann die mobile Vorrichtung einen VoLTE-Anruf (Voice over LTE) im Mobilfunknetz durchführen und bestimmen, ob sie für den VoLTE-Anruf zum Wi-Fi-Netzwerk wechselt. Alternativ dazu kann die mobile Vorrichtung aktuell in einem Wi-Fi-(WLAN-)Netzwerk kommunizieren und Informationen erhalten, die beim Bestimmen, ob zur Kommunikation auf das Verwenden eines Mobilfunknetzes gewechselt werden soll, verwendet werden.

Fig. 7 – Funktionalität einer mobilen Vorrichtung

7 veranschaulicht eine beispielhafte Funktionalität, die bei der mobilen Vorrichtung 106 vorhanden sein kann. Wie gezeigt, kann die mobile Vorrichtung 106 einen RAT-Block 602 umfassen, der eine Drahtlosfunkverwaltung 604, einen Kommunikationszentrumsblock 606 und einen Wi-Fi-Manager-Block 608 umfasst. Die Drahtlosfunkverwaltung 604 kann dazu konfiguriert sein, verschiedene Statistiken von dem Kommunikationszentrumsblock 606 und/oder dem Wi-Fi-Manager-Block 608 zu empfangen und basierend auf den Statistiken zu bestimmen, ob sie eine oder mehrere der verfügbaren Mobilfunk- und Wi-Fi-Verbindungen verwendet, wie weiter unten genauer erörtert. In einigen Ausführungsformen kann der Kommunikationsblock 606 die Basisbandlogik 610 (z. B. in Bezug auf die Mobilfunkkommunikation) verwalten oder steuern, undder Wi-Fi-Manager-Block 608 kann die Wi-Fi-Funkvorrichtung 612 verwalten oder steuern. Wenngleich nicht gezeigt, kann der RAT-Block 602 einen Symptommanager umfassen, der aktuelle Verbindungsinformationen (z. B. Verbindungsmetriken oder -statistiken) an die Drahtlosfunkverwaltung 604 berichten kann. Elemente des RAT-Blocks 502 können als durch einen Prozessor ausführbare Software oder Firmware implementiert werden.

Fig. 8 – Funktionalität einer mobilen Vorrichtung

8 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Funktionalität, die bei der mobilen Vorrichtung 106 vorhanden sein kann. Genauer veranschaulicht 8 eine Funktionalität, die in der Drahtlosfunkverwaltung (iRAT) 604 enthalten sein kann. Wie gezeigt, kann die Drahtlosfunkverwaltung 604 der mobilen Vorrichtung 106 ein Verwaltungsmodul 632, einen Speicher 634, der Link-Präferenz-Informationen speichert, eine Mobilitätszustandserzeugungslogik 642, eine Skalierungsfaktorlogik 644 und eine RAT-Bestimmungslogik 646 umfassen.

Wie gezeigt, kann die Drahtlosfunkverwaltung (iRAT) 604 Informationen von dem Mobilfunknetz, z. B. von der Mobilfunkbasisstation 102, in Bezug auf zulässige Mobilitätszustände, das heißt Mobilitätszustände, die es der mobilen Vorrichtung ermöglichen würden, zu einem oder mehreren nahe gelegenen Wi-Fi-Zugangspunkten zu wechseln, empfangen. Die Drahtlosfunkverwaltung (iRAT) 604 kann auch Informationen von dem Mobilfunknetz in Bezug auf Skalierungsfaktoren, die die mobile Vorrichtung beim Beurteilen von RSSI (Received Signal Strength Information, Empfangsfeldstärkeinformationen) von der Basisstation und/oder von nahe gelegenen Zugangspunkten verwenden kann, empfangen.

Die Drahtlosfunkverwaltung (iRAT) 604 kann auch Mobilfunkqualitätsmetrikinformationen 1002 von dem Kommunikationszentrum 606, die von dem Mobilfunknetz erhalten wurden, empfangen oder bestimmen und Wi-Fi-Qualitätsmetrikinformationen von dem Wi-Fi-Manager 608 empfangen. Wie weiter unten genauer erörtert, kann die mobile Station beim Bestimmen, ob sie von einem Mobilfunknetz zu einem Wi-Fi-Netzwerk wechselt, die Mobilfunkqualitätsmetrikinformationen 1002, die Wi-Fi-Qualitätsmetrikinformationen 1004, Informationen in Bezug auf annehmbare Mobilitätszustände zum Wechseln von Mobilfunk zu Wi-Fi und Skalierungsfaktorinformationen verwenden.

Stand der Technik: WLAN-Interworking-Verfahrensweisen in Telekommunikationsstandards

Aktuelle und/oder künftige Versionen von Telekommunikationsstandards haben verschiedene Mechanismen definiert, um ein WLAN-Interworking, d. h. eine Netzwerknutzung sowohl von WLAN- als auch von Mobilfunksystemen zum Übertragen von Netzwerkverkehr, zu ermöglichen. WLAN-Interworking umfasst ein selektives Umleiten von Kommunikationen von mobilen Vorrichtungen zwischen Nahbereichsnetzwerken und Mobilfunknetzen. Dieses Wechseln zwischen verschiedenen RATs (Radio Access Technologies, Funkzugriffstechnologien), z. B. zwischen WLAN- und Mobilfunktechnologien, kann als Mobilfunkdatenabladung (oder lediglich Abladung), Verkehrslenkung oder Verkehrsübergabe (oder lediglich Übergabe) bezeichnet werden. Der Begriff „Mobilfunkdatenabladung” kann sich auch genauer auf den Fall des Wechselns von mobilen Vorrichtungen vom Betrieb unter Verwendung von Mobilfunk zum Betrieb unter Verwendung von WLAN (z. B. Wi-Fi) beziehen.

Insbesondere ermöglichen vorhandene Telekommunikationsstandards die folgenden Merkmale in Bezug auf das WLAN-Interworking und die Verkehrslenkung: (1) Ermittlung von WLAN-Zugangspunkten von Mobilfunkbetreibern unter Verwendung von Mobilfunkanzeigen und (2) Verkehrsübergabe zwischen Mobilfunk und WLAN zum Zwecke des Netzwerkverkehrsausgleichs. Um das Bestimmen, wann oder ob eine mobile Vorrichtung (z. B. die mobile Vorrichtung 106) eine Verkehrsübergabe initiieren soll, und das Durchführen der Übergabe zu unterstützen, können verschiedene Bedingungen und Informationen berücksichtigt werden. Zum Beispiel stellt das Rahmenwerk für 3GPP, Release 12, eine Verfahrensweise für ein RAN-unterstütztes WLAN-Interworking dar, wobei RAN-Unterstützung verwendet wird, um die Verkehrslenkung zwischen E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network, in Verbindung mit LTE) und WLAN zu erleichtern.

Gemäß dem Rahmenwerk für 3GPP, Release 12, können RAN-Unterstützungs-Parameter für die mobile Vorrichtung unter Verwendung von SysteminformationBlockType17- oder RRCConnectionReconfiguration-Elementen bereitgestellt werden. Wenn sich aktuelle RAN-Unterstützungs-Parameter ändern, können Protokolle der oberen Schicht der mobilen Vorrichtung benachrichtigt werden. Ob bestimmte Bedingungen, die diese Parameter beinhalten, erfüllt sind, kann die Verkehrslenkung vorgeben, d. h. wann, ob oder wie eine Verkehrsübergabe erfolgen soll. Diese Verkehrslenkungsregeln und RAN-Unterstützungs-Parameter, wie sie im Rahmenwerk für 3GPP, Release 12, beschrieben sind, sind weiter unten genauer dargestellt.

Gemäß dem Rahmenwerk für 3GPP, Release 12, können die folgenden RRC-Regeln (Radio Resource Control) verwendet werden, um eine Abladung von LTE (oder E-UTRAN) zu WLAN zu bestimmen:

  • 1. In der bedienenden Zelle von E-UTRAN:
    RSRPmeas < ThreshServingOffloadWLAN,LowP oder
    RSRQmeas < ThreshServingOffloadWLAN,LowQ
  • 2. Im Ziel-WLAN:
    ChannelUtilizationWLAN < ThreshChannelUtilizationWLAN,Low und
    BackhaulRateDLWLAN > ThreshBackhaulRateDLWLAN,High und
    BackhaulRateULWLAN > ThreshBackhaulRateULWLAN,High und
    BeaconRSSI > ThreshBeaconRSSIWLAN,High

In ähnlicher Weise können gemäß dem Rahmenwerk für 3GPP, Release 12, die folgenden RRC-Regeln eine Verkehrslenkung von WLAN zu LTE (oder E-UTRAN) bestimmen:

  • 3. Im Quell-WLAN:
    Channel Utilization WLAN > ThreshChannelUtilizationWLAN,High und
    BackhaulRateDLWLAN < ThreshBackhaulRateDLWLAN,Low und
    BackhaulRateULWLAN < ThreshBackhaulRateULWLAN,Low und
    BeaconRSSI < ThreshBeaconRSSIWLAN,Low
  • 4. In der Zielzelle von E-UTRAN:
    RSRPmeas > ThreshServingOffloadWLAN,HighP oder
    RSRQmeas > ThreshServingOffloadWLAN,HighQ

Die vorstehenden RRC-Regeln beziehen sich auf die folgenden Werte, die mit ihren zugehörigen Beschreibungen dargestellt werden:

WertBeschreibungChannelUtilizationWLANWLAN-KanalnutzungBackhaulRateDLWLANWLAN-Download-BandbreiteBackhaulRateULWLANWLAN-Upload-BandbreiteBeaconRSSIStärkenanzeige eines empfangenen Signals eines WLAN-BeaconsRSRPmeasQrxlevmeas (gemessener Wert der Zellen-RX-Ebene) im RRC-Ruhemodus und PCell-RSRP im verbundenen RRC-ModusRSRQmeasQqualmeas (gemessener Zellenqualitätswert) im RRC-Ruhemodus und PCell-RSRQ im verbundenen RRC-Modus

Die vorstehenden RRC-Regeln beziehen sich auch auf die folgenden RAN-Unterstützungs-Parameter, die mit ihren zugehörigen Beschreibungen dargestellt werden:

ParameterBeschreibungThreshServingOffloadWLAN,LowPVom Endgerät zur Verkehrslenkung von E-UTRAN zu WLAN verwendeter RSRP-Schwellwert (in dBm)ThreshServingOffloadWLAN,HighPVom Endgerät zur Verkehrslenkung von WLAN zu E-UTRAN verwendeter RSRP-Schwellwert (in dBm)ThreshServingOffloadWLAN,LowQVom Endgerät zur Verkehrslenkung von E-UTRAN zu WLAN verwendeter RSRQ-Schwellwert (in dB)ThreshServingOffloadWLAN,HighQVom Endgerät zur Verkehrslenkung von WLAN zu E-UTRAN verwendeter RSRQ-Schwellwert (in dB)ThreshChannelUtilizationWLAN,LowVom Endgerät zur Verkehrslenkung von E-UTRAN zu WLAN verwendeter Schwellwert für die WLAN-Kanalnutzung (BSS-Last)ThreshChannelUtilizationWLAN,HighVom Endgerät zur Verkehrslenkung von WLAN zu E-UTRAN verwendeter Schwellwert für die WLAN-Kanalnutzung (BSS-Last)ThreshBackhaulRateDLWLAN,LowVom Endgerät zur Verkehrslenkung von WLAN zu E-UTRAN verwendeter Backhaul-Schwellwert für die verfügbare Downlink-BandbreiteThreshBackhaulRateDLWLAN,HighVom Endgerät zur Verkehrslenkung von E-UTRAN zu WLAN verwendeter Backhaul-Schwellwert für die verfügbare Downlink-BandbreiteThreshBackhaulRateULWLAN,LowVom Endgerät zur Verkehrslenkung von WLAN zu E-UTRAN verwendeter Backhaul-Schwellwert für die verfügbare Uplink-BandbreiteThreshBackhaulRateULWLAN,HighVom Endgerät zur Verkehrslenkung von E-UTRAN zu WLAN verwendeter Backhaul-Schwellwert für die verfügbare Uplink-BandbreiteThreshBeaconRSSIWLAN,LowVom Endgerät zur Verkehrslenkung von WLAN zu E-UTRAN verwendeter Beacon-RSSI-SchwellwertThreshBeaconRSSIWLAN,HighVom Endgerät zur Verkehrslenkung von E-UTRAN zu WLAN verwendeter Beacon-RSSI-Schwellwert

Stand der Technik: Mobilitätszustände in Telekommunikationsstandards

Zusätzlich zur Ermöglichung eines WLAN-Interworkings stellen aktuelle Telekommunikationsstandards Mechanismen zum Quantifizieren oder Klassifizieren der Bewegung mobiler Vorrichtungen, d. h. der Mobilität von mobilen Vorrichtungen, bereit. Hier bezieht sich Mobilität nicht notwendigerweise auf die Fähigkeit zur Bewegung, sondern vielmehr auf die Bewegung selbst, wie weiter oben im Glossarabschnitt in Bezug auf den Begriff „Mobilität” beschrieben.

Insbesondere haben vorhandene Telekommunikationsstandards bestimmte Mobilitätszustände definiert, um die Bewegungszustände von mobilen Vorrichtungen, wie gemäß verschiedenen Faktoren bestimmt, einzuordnen. Der Mobilitätszustand einer mobilen Vorrichtung kann einen Bewegungsgrad bezeichnen, der gemäß einer Bestimmung bei der mobilen Vorrichtung gegenwärtig besteht (oder dessen Bestehen bei der mobilen Vorrichtung geschätzt oder erwartet wird). Zum Beispiel sind bei 3GPP ab Release 8 drei Mobilitätszustände für mobile Vorrichtungen definiert: normale Mobilität, mittlere Mobilität und hohe Mobilität. In ähnlicher Weise sind bei aktuellen Versionen von UMTS zwei Mobilitätszustände definiert: normale Mobilität und hohe Mobilität. Zur Bestimmung ihres aktuellen Mobilitätszustands kann eine mobile Vorrichtung (z. B. die mobile Vorrichtung 106) die Anzahl von Neuauswahlen oder Übergaben berücksichtigen, die sie während eines durch ihr Netzwerk definierten Zeitraums durchgeführt hat. Die Mobilitätszustände von mobilen Vorrichtungen können in verschiedenen durch die mobilen Vorrichtungen und durch das Netzwerk durchgeführten Verfahren, wie bestimmten Drahtloskommunikationsvorgängen, berücksichtigt werden.

Bedeutend ist, dass vorhandene WLAN-Interworking-Mechanismen die Mobilitätszustände von mobilen Vorrichtungen bei Übergabebeurteilungsverfahren nicht berücksichtigen. Zum Beispiel berücksichtigt das Rahmenwerk für 3GPP, Release 12, beim Bestimmen, ob oder wann eine Übergabe initiiert werden soll, nicht den Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung. Dieses Fehlen von bewegungsbezogenen Überlegungen bei Übergabeverfahren kann vernachlässigbar sein, wenn die mobile Vorrichtung stationär, d. h. nicht in Bewegung, ist. Wenn jedoch bei der mobilen Vorrichtung ein bestimmter Grad an Bewegung besteht (d. h. wenn die mobile Vorrichtung mobil ist), kann sich das Nichtberücksichtigen dieser Bewegung negativ auf Netzwerk- und Vorrichtungsressourcen, Vorrichtungskonnektivität und/oder WLAN-Interworking-Vorgänge allgemein auswirken. Zum Beispiel kann es bei einer mobilen Vorrichtung, die sich während des Durchführens einer Abladung zu einem Ziel-WLAN-Zugangspunkt in einem hohen Bewegungszustand befindet, wahrscheinlich sein, dass sie den Abdeckungsbereich des Zugangspunkts verlässt, bevor oder kurz nachdem die Abladung abgeschlossen ist, wodurch die an den Abladungsverfahren beteiligten Vorrichtungs- oder Netzwerkressourcen verschwendet werden und möglicherweise die Vorrichtungskonnektivität unterbrochen wird, was weitere Übergabevorgänge erforderlich machen kann.

Es kann wünschenswert sein, Szenarios zu vermeiden, bei denen eine mobile Vorrichtung von einer Mobilfunkbasisstation zu einem WLAN-Zugangspunkt wechselt (oder versucht zu wechseln), wenn es unwahrscheinlich ist, dass die mobile Vorrichtung für eine angemessene Dauer innerhalb des Abdeckungsbereichs des WLAN-Zugangspunkts bleibt. Im Falle eines solchen Wechsels profitiert die mobile Vorrichtung möglicherweise nur kurz von der Verbindung mit dem WLAN-Zugangspunkt, bevor diese Verbindung unterbrochen wird, wonach eine weitere Übergabe zu einem anderen WLAN-Zugangspunkt oder zurück zu der Mobilfunkbasisstation erforderlich wäre, um die Konnektivität der mobilen Vorrichtung beizubehalten oder wiederherzustellen. Dieses unerwünschte Szenario kann dazu führen, dass die mobile Vorrichtung häufigen wiederholten Wechseln unterliegt und fortlaufend zwischen WLANs und dem Mobilfunknetz hin und her wechselt, was zu einer erhöhten Batterie-/Akkunutzung und einer reduzierten Benutzerfreundlichkeit führen kann.

Das potenzielle Verlassen des effektiven Bereichs eines WLAN-Zugangspunkts durch eine mobile Vorrichtung, die sich in einem Bewegungszustand befindet, ist besonders aufgrund des kürzeren Bereichs von WLAN-Zugangspunkten im Allgemeinen berücksichtigungswürdig. Abdeckungsbereiche von WLAN-Zugangspunkten sind üblicherweise viel kleiner als die von Mobilfunkbasisstationen (z. B. LTE- oder UMTS-Basisstationen). Zum Beispiel kann der Bereich eines WLAN-Zugangspunkts in einer typischen Außenkonfiguration ungefähr 100 m oder in einer typischen Innenkonfiguration nur ungefähr 20 bis 40 m betragen. Sogar eine mobile Vorrichtung mit einem niedrigen Bewegungsgrad, z. B. eine mobile Vorrichtung, die sich mit ungefähr 1 m/s (3,6 km/h) bewegt, kann den Abdeckungsbereich eines Außen-WLAN-Zugangspunkts in weniger als zwei Minuten durchqueren, den eines Innen-WLAN-Zugangspunkts sogar in einer halben Minute.

Somit kann es wünschenswert sein, sowohl bewegungsbezogene Aspekte von mobilen Vorrichtungen (z. B. die Mobilitätszustände der mobilen Vorrichtungen) als auch Eigenschaften von WLAN-Zugangspunkten (z. B., ob Zugangspunkte Innen- oder Außenkonfigurationen sind) in WLAN-Interworking-Systemen zu berücksichtigen. Diese zusätzlichen Überlegungen können dazu dienen, das WLAN-Interworking auf verschiedene Weise zu verbessern. Weiter unten beschriebene Ausführungsformen beziehen sich auf Mechanismen, durch die die mobile Vorrichtung beim Wechseln zwischen Mobilfunk und WLAN (z. B. von Mobilfunk zu Wi-Fi) verschiedene zusätzliche Kriterien, wie aktuelle oder erwartete Mobilität (Bewegung) der mobilen Vorrichtung und eine Konfiguration oder Orte von nahe gelegenen WLAN-Zugangspunkten, berücksichtigen kann.

Fig. 9 – Flussdiagramm einer Übergabe von Mobilfunk zu Wi-Fi

9 ist ein Flussdiagramm, das einige Ausführungsformen von Verfahren für ein selektives Wechseln einer mobilen Vorrichtung zwischen der Verwendung von verschiedenen Funkzugriffstechnologien (Radio Access Technologies, RATs) veranschaulicht. Wenngleich 9 den spezifischen Fall einer Abladung der mobilen Vorrichtung von einem Mobilfunknetz zu einem Wi-Fi-Netzwerk veranschaulicht, ist dieser Übergabefluss lediglich ein Beispiel, und es können ähnliche Techniken verwendet werden, um ein Wechseln zu oder von verschiedenen Arten von Netzwerken wie von einer Nahbereichs-RAT oder einem WLAN zu einem Mobilfunknetz (oder umgekehrt) zu bestimmen.

Bei 702 kann die mobile Vorrichtung Informationen empfangen, die zur Verkehrslenkung verwendbar sind, d. h. Informationen, die beim Steuern von Kommunikationen von mobilen Vorrichtungen zwischen verschiedenen Drahtlosnetzwerken verwendbar sind. In einigen Ausführungsformen können bestimmte Verkehrslenkungsinformationen durch die mobile Vorrichtung autonom erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die mobile Vorrichtung die Informationen von dem Quellnetzwerk, d. h. dem Netzwerk, auf dem sie aktuell in Betrieb ist, empfangen. Wenn die mobile Vorrichtung zum Beispiel aktuell über ein Mobilfunknetz kommuniziert, wie in dem durch die Figur veranschaulichten Beispielszenario, können diese Informationen von einer Mobilfunkbasisstation, d. h. von dem Mobilfunknetz, empfangen werden. In diesem Fall können die Verkehrslenkungsinformationen verwendbar sein, um eine WLAN-Übergabe, z. B. eine Abladung von dem Mobilfunknetz zu Wi-Fi, zu bestimmen.

In einigen Ausführungsformen können die Verkehrslenkungsinformationen bewegungsbezogene Informationen umfassen. Die mobile Vorrichtung kann Informationen empfangen, die sich auf bewegungsbezogene Regeln, Schwellwerte oder andere Parameter, die das Regulieren von Übergabevorgängen unterstützen würden, beziehen (oder zu deren Bestimmung verwendbar sind). Insbesondere können diese Informationen beim Bestimmen des maximalen Bewegungsgrads einer mobilen Vorrichtung, für den es wünschenswert oder annehmbar sein kann, dass die mobile Vorrichtung mit der Verkehrsübergabe fortfährt, verwendbar sein. Wenn der Bewegungszustand der mobilen Vorrichtung als einer von einer Vielzahl von möglichen Mobilitätszuständen eingeordnet wird, wie weiter oben beschrieben, können die Verkehrslenkungsinformationen dann annehmbare oder „autorisierte” Mobilitätszustände der mobilen Vorrichtung, das heißt die Mobilitätszustände, in denen es der mobilen Vorrichtung erlaubt würde, eine Übergabe durchzuführen, anzeigen.

Insbesondere können die bei 702 empfangenen Verkehrslenkungsinformationen gemäß durch die Beispielfigur veranschaulichten Ausführungsformen die Form von einem oder mehreren der folgenden Elemente annehmen: (1) eine Liste von autorisierten Mobilitätszuständen für eine Mobilfunk-zu-WLAN-Abladung; (2) ein Schwellwert des Mobilitätszustands für eine Mobilfunk-zu-WLAN-Abladung und/oder (3) ein Mobilitätszustandsschwellwert je WLAN-Zugangspunkt, wenn mehrere nahe gelegene Zugangspunkte vorhanden sind. Wenn das Mobilfunknetz ein LTE- oder LTE-A-Netz ist, kann die mobile Vorrichtung diese Mobilitätszustandsinformationen in einigen Ausführungsformen in einer SIB17- oder RRCreconfiguration-Nachricht empfangen. Wenn das Mobilfunknetz ein UMTS-Netz ist, kann die mobile Vorrichtung die Mobilitätszustandsinformationen in einer SIB23- oder UTRAN-Mobilitätsinformationsnachricht empfangen. Die empfangenen Verkehrslenkungsinformationen können auch eine Liste benachbarter Wi-Fi-Zugangspunkte und mit jedem Zugangspunkt in Verbindung stehende jeweilige Mobilitätszustandsinformationen umfassen.

Somit können die Verkehrslenkungsinformationen Informationen in Bezug auf ein oder mehrere mögliche Zielnetzwerke, d. h. Netzwerke, zu denen die mobile Vorrichtung einen Wechsel erwägt, umfassen oder berücksichtigen. Im Beispielsfall des Bestimmens einer Abladung zu Wi-Fi können die Verkehrslenkungsinformationen Konfigurationsinformationen in Bezug auf einen oder mehrere Wi-Fi-Zugangspunkte, die sich in der Nähe der mobilen Vorrichtung befinden, umfassen oder berücksichtigen. Diese Zugangspunktkonfigurationsinformationen können die Form von Informationen in Bezug auf einen Bereich jedes Wi-Fi-Zugangspunkts, z. B. ob jeder Wi-Fi-Zugangspunkt ein Innenzugangspunkt mit einem ersten kleineren Bereich oder ein Außenzugangspunkt mit einem zweiten größeren Bereich ist, annehmen. Wenn der jeweilige Wi-Fi-Zugangspunkt einen kleineren Bereich hat, muss sich die mobile Vorrichtung möglicherweise in einem niedrigeren Mobilitätszustand (z. B. niedrigere Mobilität als ein erster kleiner Schwellwert) befinden, um ein Wechseln von einer aktuellen Mobilfunkverbindung zu diesem Wi-Fi-Zugangspunkt zu erwägen. Wenn der jeweilige Wi-Fi-Zugangspunkt einen größeren Bereich hat, kann die mobile Vorrichtung dazu in der Lage sein, sich in einem höheren Mobilitätszustand (z. B. niedrigere Mobilität als ein zweiter höherer Schwellwert) zu befinden, um für ein Wechseln von einer aktuellen Mobilfunkverbindung zu diesem Wi-Fi-Zugangspunkt berücksichtigt zu werden. Wenn beispielsweise der jeweilige Wi-Fi-Zugangspunkt einen kleineren Bereich hat, kann die mobile Vorrichtung nur als Kandidat für eine Wi-Fi-Abladung berücksichtigt werden, wenn sich die mobile Vorrichtung in dem Zustand niedrige Mobilität befindet, und somit empfängt die mobile Vorrichtung bei 702 Informationen, die den Zustand niedrige Mobilität als annehmbar oder autorisiert anzeigen. Wenn der Wi-Fi-Zugangspunkt einen größeren Bereich hat, kann die mobile Vorrichtung als Kandidat für eine Wi-Fi-Abladung berücksichtigt werden, wenn die mobile Vorrichtung in einem der Zustände niedrige Mobilität oder normale Mobilität ist, und in diesem Fall empfängt die mobile Vorrichtung bei 702 Informationen, die anzeigen, dass die Zustände niedrige Mobilität und normale Mobilität zur Übergabe autorisiert sind.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Zugangspunktkonfigurationsinformationen über verschiedene Mittel erhalten und/oder beurteilt werden. Im Beispielsfall des Bestimmens einer Wi-Fi-Abladung kann das Mobilfunknetz seine eigene Fingerabdruckskarte von Wi-Fi-Zugangspunkten in der Nähe der mobilen Vorrichtung verwenden, um die Zugangspunktkonfigurationsinformationen, z. B. die Innen-/Außenbereiche dieser Zugangspunkte, zu erhalten. Das Mobilfunknetz kann außerdem (oder stattdessen) den einen oder die mehreren Wi-Fi-Zugangspunkte in der Nähe der mobilen Vorrichtung abfragen, um deren Konfigurationsinformationen zu bestimmen.

Ausgehend von den Zugangspunktkonfigurationsinformationen, z. B. den Innen-/Außenbereichen der Zugangspunkte, kann das Netz dazu in der Lage sein, den/die autorisierten Mobilitätszustand/Mobilitätszustände zu schätzen, der/die es der mobilen Vorrichtung erlauben würde(n), von Mobilfunk zu Wi-Fi zu wechseln. In einigen Ausführungsformen kann das Mobilfunknetz auch die Wi-Fi-Zugangspunktkonfigurationsinformationen (oder ungefähren Bereiche der Zugangspunkte) an die mobile Vorrichtung übertragen, und die mobile Vorrichtung kann diese Informationen verwenden, um die Mobilitätszustände zu beurteilen, in denen sie von Mobilfunk zu WLAN wechseln sollte.

Alternativ dazu kann die mobile Vorrichtung in einigen Ausführungsformen ihre autorisierten Mobilitätszustände unabhängig bestimmen. Die mobile Vorrichtung kann autonom eine Konfiguration von einem oder mehreren nahe gelegenen Wi-Fi-Zugangspunkten erfassen, z. B. kann sie über ihren Sensor erfassen, ob sich die Zugangspunkte an Innen- oder Außenorten befinden, und dann einen Bereich von Mobilitätszuständen für ein mögliches Wechseln bestimmen.

Bei 704 kann die mobile Vorrichtung ihren Bewegungszustand bestimmen. Die Bewegung einer mobilen Vorrichtung kann unter anderem unter Verwendung von einem oder mehreren Parametern oder Werten wie einem Mobilitäts- oder Geschwindigkeitswert, z. B. von 1 bis 10 (wobei 1 keine oder niedrige Mobilität und 10 hohe Mobilität darstellt), klassifiziert oder quantifiziert werden. Insbesondere kann der Grad oder die Art der Bewegung der mobilen Vorrichtung – konkret die Geschwindigkeit ihrer Bewegung – als einer von einer Vielzahl von möglichen Mobilitätszuständen der mobilen Vorrichtung, wie weiter oben angegeben, eingeordnet werden.

In einigen Ausführungsformen können diese möglichen Mobilitätszustände auf vorhandenen 3GPP-Standards wie den vorhandenen drei Mobilitätszuständen für LTE und den vorhandenen zwei Mobilitätszuständen für UMTS basieren. Es kann jedoch wünschenswert sein, die Anzahl von definierten Mobilitätszuständen zu erhöhen, sodass eine genauere oder stärker granulare Bewegungsbestimmung für Übergabeentscheidungen verwendet werden kann.

Wie weiter oben angegeben, definieren aktuelle LTE-Implementierungen nur drei Mobilitätszustände: normale Mobilität, mittlere Mobilität und hohe Mobilität. Einige Ausführungsformen, wie hierin vorgesehen, führen den neuen LTE-Mobilitätszustand niedrige Mobilität ein, um statische mobile Vorrichtungen oder mobile Vorrichtungen mit sehr niedriger Bewegung, d. h. mobile Vorrichtungen, die stationär oder nahezu stationär sind, zu beschreiben. LTE-Mobilitätszustände gemäß diesen Ausführungsformen bilden dann die folgende Hierarchie, angeordnet in einer Reihenfolge von Zuständen mit niedriger Bewegung zu Zuständen mit hoher Bewegung: niedrige Mobilität, normale Mobilität, mittlere Mobilität und hohe Mobilität.

In ähnlicher Weise definieren aktuelle UMTS-Standards nur zwei Mobilitätszustände: niedrige Mobilität und hohe Mobilität. In einigen Ausführungsformen werden zwei zusätzliche Mobilitätszustände derart eingeführt, dass die Bewegung einer mobilen Vorrichtung ähnlich wie bei den weiter oben beschriebenen LTE-Ausführungsformen in vier Mobilitätszustände eingeordnet wird. Diese zwei zusätzlichen Mobilitätszustände umfassen niedrige Mobilität, um statische Vorrichtungen oder Vorrichtungen mit niedriger Bewegung zu beschreiben, und mittlere Mobilität, um Vorrichtungen mit mittlerer Bewegung zu beschreiben. Auf diese Weise können UMTS-Ausführungsformen eine Hierarchie von Mobilitätszuständen verwenden, die ähnlich der weiter oben beschriebenen Hierarchie für LTE-Ausführungsformen ist. Somit kann die mobile Vorrichtung mit der folgenden Rangfolge möglicher Mobilitätszustände konfiguriert sein: niedrige Mobilität, normale Mobilität, mittlere Mobilität und hohe Mobilität.

Beispiele für mobilitätsbezogene Erweiterungen des WLAN-Rahmenwerks für LTE und UMTS sind im Anhang der vorläufigen Patentanmeldung, die weiter oben durch Bezugnahme eingeschlossen ist, gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass andere Ausführungsformen beliebige von verschiedenen Gestaltungen, umfassend vorhandene und/oder neue Mobilitätszustände, implementieren können.

Zur Bestimmung des Bewegungszustands, z. B. des Mobilitätszustands, der mobilen Vorrichtung können ein oder mehrere von verschiedenen Mechanismen verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung von der Anzahl von Zellneuauswahlen und/oder Übergaben, die die mobile Vorrichtung während eines bestimmten Zeitraums durchgeführt hat, abhängen. Dieser Zeitraum oder diese Verzögerung kann durch das Quellnetzwerk, z. B. durch das Mobilfunknetz, definiert sein. Zum Beispiel kann in einigen LTE- und UMTS-Ausführungsformen für die mobile Vorrichtung, wenn im Ruhemodus, bestimmt werden, dass sie sich in dem Zustand niedrige Mobilität befindet, wenn sie während einer durch das Mobilfunknetz gesendeten Verzögerung T_CRMAX keine Zellneuauswahl oder Übergabe durchgeführt hat. Wenn die mobile Vorrichtung während T_CRMAX wenigstens eine bestimmte Schwellwertanzahl von Neuauswahlen/Übergaben durchgeführt hat, kann in einigen UMTS-Ausführungsformen stattdessen bestimmt werden, dass sie sich im Zustand mittlere Mobilität befindet. Diese zum Bestimmen des Zustands mittlere Mobilität verwendete Schwellwertanzahl kann in UMTS durch das Mobilfunknetz definiert werden.

Verschiedene andere Techniken oder Kombinationen von Techniken können durch die mobile Vorrichtung verwendet werden, um ihren Bewegungszustand, z. B. ihren Mobilitätszustand, zu beurteilen und einzuordnen oder zu quantifizieren. In einigen Ausführungsformen können interne Sensoren oder Logik in der mobilen Vorrichtung wie Bewegungssensoren, ein Gyroskop, GPS-Schaltungen und/oder andere Komponenten verwendet werden, um die Art der Bewegung, die bei der mobilen Vorrichtung besteht, zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung interne Sensoren und Triangulationstechniken verwenden, um ihren Ort und/oder ihre Topologie und/oder ihren Mobilitätszustand zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung auch Informationen in Bezug auf die aktuell ausgeführten Anwendungen nutzen, um die Beurteilung ihres Mobilitätszustands zu unterstützen. Zum Beispiel kann eine aktive Karten-/Navigationsanwendung, die z. B. Fahranweisungen für eine ausgewählte Route von Punkt A zu Punkt B bereitstellt, auf einen hohen Mobilitätszustand hindeuten.

In einigen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung ihren künftigen Mobilitätszustand schätzen und Informationen in Bezug auf ihren aktuellen Mobilitätszustand und/oder ihren künftigen Mobilitätszustand verwenden, um zu beurteilen, ob eine Übergabe durchgeführt werden soll. Die Schätzung des künftigen Mobilitätszustands (z. B. die Schätzung des Mobilitätszustands über die nächsten 5 bis 60 Minuten) kann auf Heuristik und erfassten Mustern von vorhergehendem Verhalten basieren.

In verschiedenen Ausführungsformen und Szenarios kann die Mobilitätszustandsbestimmung bei 704 erfolgen, bevor oder nachdem die mobile Vorrichtung die Verkehrslenkungsinformationen bei 702 empfängt.

Bei 706 kann die mobile Vorrichtung die bei 702 empfangenen Verkehrslenkungsinformationen in Verbindung mit ihrem wie bei 704 bestimmten Bewegungszustand beurteilen, um zu bestimmen, ob oder wie mit Übergabevorgängen fortgefahren wird. Wenn eine Abladung an Wi-Fi erwägt wird, kann die mobile Vorrichtung bei 706 insbesondere bestimmen, ob ihr wie bei 704 bestimmter aktueller Mobilitätszustand innerhalb des durch das Mobilfunknetz bei 702 bereitgestellten Bereichs des Mobilitätszustands/der Mobilitätszustände, z. B. für einen spezifischen möglichen Wi-Fi-Zugangspunkt, liegt. Wenn dies der Fall ist, wird der Zugangspunkt ein Kandidat für eine Wi-Fi-Abladung, d. h. für das Wechseln von Mobilfunk zu Wi-Fi. Wenn der Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung nicht innerhalb des Bereichs autorisierter Mobilitätszustände für den Wi-Fi-Zugangspunkt liegt, kann die mobile Vorrichtung (wenigstens vorübergehend) das Erwägen einer Übergabe an den Wi-Fi-Zugangspunkt einstellen und den Betrieb über das Mobilfunknetz fortsetzen und/oder ein Wechseln zu anderen Wi-Fi-Zugangspunkten erwägen.

Wenn der aktuelle Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung innerhalb des durch das Mobilfunknetz bereitgestellten Bereichs des Mobilitätszustands/der Mobilitätszustände liegt, kann die mobile Vorrichtung bei 708 damit fortfahren, eine weitere Übergabebeurteilung durchzuführen. Hier kann die mobile Vorrichtung verschiedene WLAN-Messungen durchführen und/oder WLAN-RRC-Regeln (Radio Resource Control) beurteilen, um die Erwünschtheit (z. B. die Signalstärke) des Wi-Fi-Netzwerks (des nahe gelegenen Wi-Fi-Zugangspunkts) zu bewerten. Beispielhafte RRC-Regeln gemäß vorhandenen Telekommunikationsstandards sind weiter oben genauer angegeben.

Durch das Durchführen weiterer Übergabebeurteilungsvorgänge nur nach dem Beurteilen des eigenen Bewegungszustands verbraucht die mobile Vorrichtung Strom zum Durchführen dieser Übergabevorgänge (z. B., um den Ziel-Wi-Fi-Zugangspunkt durch ein Bestimmen von dessen Signalstärke weiter zu beurteilen usw.), wenn der Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung anzeigt, dass ein Wechsel von Mobilfunk zu Wi-Fi möglich oder wünschenswert wäre. Wenn somit der aktuelle Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung derart ausreichend hoch ist, dass eine Wi-Fi-Abladung nicht sinnvoll wäre, führt die mobile Vorrichtung bei 708 möglicherweise keine WLAN-Messungen und/oder Übergabebeurteilungen durch.

Wenn der Mobilitätszustand als zu hoch (z. B. höher als ein Schwellwert) erachtet wird, kann die mobile Vorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen Verfahren zur WLAN-Überwachung und/oder das Suchen zur Wi-Fi-Abladung (vorübergehend) deaktivieren. Wenn der aktuelle Mobilitätszustand zu einem späteren Zeitpunkt niedriger als ein Schwellwert wird, kann die mobile Vorrichtung Verfahren zur WLAN-Überwachung und/oder das Suchen zur Wi-Fi-Abladung erneut aktivieren. Dies kann dazu beitragen, den Batterie-/Akkustromverbrauch der mobilen Vorrichtung zu reduzieren, weil die mobile Vorrichtung in Situationen, in denen sie sich zu schnell bewegt, um das Durchführen oder das Versuchen des Durchführens einer Übergabe zu rechtfertigen, möglicherweise keinen Strom für das Durchführen von WLAN-Messungen, das Suchen nach Zugangspunkten oder die Beurteilung von RRC-Regeln verschwendet. (Ausführungsformen, die Bewegungs-/Mobilitätsüberlegungen in Übergabebeurteilungen, z. B. in vorhandene RRC-Regeln, einbeziehen, anstatt Bewegung/Mobilität hauptsächlich als eine Voraussetzung für diese Beurteilungen zu beurteilen, sind weiter unten in Bezug auf 10 beschrieben.)

Bei 710 kann die mobile Vorrichtung basierend auf verschiedenen Faktoren, einschließlich der bei 708 durchgeführten WLAN-Messungen und/oder Messungen der Mobilfunkverbindungssignalstärke und/oder des aktuellen Mobilitätszustands der mobilen Vorrichtung, selektiv von dem Quellnetzwerk, z. B. dem Mobilfunknetz, zu dem Zielnetzwerk, z. B. dem Wi-Fi-Zugangspunkt, wechseln. Die mobile Vorrichtung kann neben anderen möglichen Informationen die zuvor erörterten und in aktuellen Telekommunikationsstandards vorhandenen Verkehrslenkungskriterien für WLAN/Mobilfunk beurteilen.

Fig. 10 – Flussdiagramm der Übergabe von Mobilfunk zu Wi-Fi

10 ist ein Flussdiagramm, das weitere Ausführungsformen von Verfahren für ein selektives Wechseln einer mobilen Vorrichtung zwischen der Verwendung von verschiedenen Funkzugriffstechnologien (Radio Access Technologies, RATs) veranschaulicht. Wie 9 veranschaulicht auch 10 den spezifischen Fall einer Abladung der mobilen Vorrichtung von einem Mobilfunknetz zu einem Wi-Fi-Netzwerk, wenngleich ähnliche Techniken verwendet werden können, um ein Wechseln zu oder von verschiedenen Arten von Netzwerken wie von einer Nahbereichs-RAT oder einem WLAN zu einem Mobilfunknetz (oder umgekehrt) zu bestimmen. Insbesondere werden gemäß Ausführungsformen, die in 10 veranschaulicht sind, Faktoren in Bezug auf den Bewegungszustand (z. B. den Mobilitätszustand) der mobilen Vorrichtung in Übergabebeurteilungsverfahren einbezogen und nicht hauptsächlich als ein Vorläufer oder eine Voraussetzung für weitere Beurteilungsverfahren, wie in Bezug auf 9 beschrieben, beurteilt.

Bei 702 empfängt die mobile Vorrichtung Verkehrslenkungsinformationen, d. h. Informationen, die beim Steuern von Kommunikationen von mobilen Vorrichtungen zwischen verschiedenen Drahtlosnetzwerken verwendbar sind. Wie weiter oben in Bezug auf 9 beschrieben, können diese Verkehrslenkungsinformationen Informationen in Bezug auf nahe gelegene Zugangspunkte sowie eine zulässige Vorrichtungsbewegung, wie autorisierte Mobilitätszustände, die es der mobilen Vorrichtung ermöglichen würden, zu bestimmten Zugangspunkten zu wechseln, enthalten. Bei 704 kann die mobile Vorrichtung ihren Bewegungszustand, konkret ihren Mobilitätszustand (wie weiter oben in Bezug auf 9 beschrieben), bestimmen.

Bei 708 kann die mobile Vorrichtung verschiedene Beurteilungsverfahren durchführen, um zu bestimmen, ob eine Übergabe initiiert werden soll. In dem Beispielszenario, in dem die mobile Vorrichtung eine Abladung an Wi-Fi erwägen kann, kann die mobile Vorrichtung wie weiter oben beschrieben WLAN-Messungen und/oder eine Beurteilung der WLAN-Interworking-Regeln, wie die im Rahmenwerk für 3GPP, Release 12, dargelegte Beurteilung der RRC-Regeln, durchführen. Bewegungsbezogene Überlegungen können in diese Beurteilungen einbezogen werden. Zum Beispiel kann der Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung wie folgt direkt in die vorstehend beschriebenen WLAN-Interworking-Regeln zur Abladung von LTE an Wi-Fi einbezogen werden (der Text in Fettdruck zeigt die Ergänzung an):

  • 1. In der bedienenden Zelle von E-UTRAN:
    RSRPmeas < ThreshServingOffloadWLAN,LowP oder
    RSRQmeas < ThreshServingOffloadWLAN,LowQ
    UND
    Mobilitätszustand < WLAN-Mobilitätsschwellwert-r12 oder
    Mobilitätszustand = WLAN-Mobilitätszustand-r12.
  • 2. Im Ziel-WLAN:
    Channel Utilization WLAN < ThreshChannelUtilizationWLAN,Low und
    BackhaulRateDLWLAN > ThreshBackhaulRateDLWLAN,High und
    BackhaulRateULWLAN > ThreshBackhaulRateULWLAN,High und
    BeaconRSSI > ThreshBeaconRSSIWLAN,High

Außerdem kann die mobile Vorrichtung einen oder mehrere bewegungsbezogene Skalierungsfaktoren in ihre Bestimmung bei 708 einbeziehen. Mit anderen Worten kann eine bestimmte Vorrichtungsbewegung verwendet werden, um bestimmte übergabebezogene Mess- oder Schwellwerte derart anzupassen, dass mehr Bewegung zu strengeren Übergabebedingungen führt, was eine Übergabe weniger wahrscheinlich macht, und weniger Bewegung eine Übergabe unter weniger strengen Bedingungen ermöglicht, was eine Übergabe wahrscheinlicher macht. Gemäß einigen Ausführungsformen in Bezug auf WLAN-Interworking können zum Beispiel mit einer Vorrichtungsbewegung in Verbindung stehende Skalierungsfaktoren verwendet werden, um die für eine Wi-Fi-Abladung erforderliche Menge an RSSI (Received Signal Strength Information, Empfangsfeldstärkeinformationen) anzupassen oder zu „skalieren”. Wenn sich die mobile Vorrichtung in einem höheren Mobilitätszustand befindet (wenn bestimmt wird, dass sie sich schneller bewegt), kann eine größere Menge an Wi-Fi-RSSI erforderlich sein, um eine Wi-Fi-Abladung wünschenswert zu machen. Im umgekehrten Fall, wenn bei der mobilen Vorrichtung ein niedriger Bewegungsgrad besteht, kann es wünschenswert sein, eine Übergabe trotz niedriger RSSI-Werte durchzuführen, und es können weniger Wi-Fi-RSSI für eine Abladung erforderlich sein.

In einigen Ausführungsformen kann das Skalieren von RSSI-Regeln zum Berücksichtigen der Vorrichtungsmobilität erreicht werden, indem der mit einem bestimmten Wi-Fi-Zugangspunkt (d. h. dem BeaconRSSI-Wert in den vorstehenden RRC-Regeln) in Verbindung stehende Beacon-RSSI-Wert und/oder der relevante RSSI-Schwellwert, mit dem er verglichen wird, (d. h. der ThreshBeaconRSSIWLAN,High-Wert in den vorstehenden RRC-Regeln) angepasst wird. In einem Szenario, in dem bestimmt wird, dass sich die Vorrichtung in einem hohen Bewegungszustand, d. h. einem hohen Mobilitätszustand, befindet, kann zum Beispiel der ThreshBeaconRSSIWLAN,High-Wert nach oben angepasst werden (z. B. gemäß einem mit dem höheren Mobilitätszustand der mobilen Vorrichtung in Verbindung stehenden Skalierungsfaktor), wodurch ein höherer RSSI-Wert erforderlich ist, um eine Übergabe zu initiieren oder zu ermöglichen. In einem Szenario mit niedrigerer Mobilität kann der ThreshBeaconRSSIWLAN,High-Wert nach unten skaliert werden, um eine Übergabe wahrscheinlicher zu machen. Ein ähnlicher Skalierungsfaktor kann verwendet werden, um mit Wi-Fi-Zugangspunkten in Verbindung stehende RSSI-Werte (anstelle des RSSI-Schwellwerts) direkt anzupassen, d. h. um den BeaconRSSI-Wert der RRC-Regeln anzupassen. Wenn sich die mobile Vorrichtung in einem hohen Mobilitätszustand befindet, kann der BeaconRSSI-Wert nach unten angepasst werden, sodass die Qualität der Verbindung mit dem Wi-Fi-Zugangspunkt für eine Übergabe interessanter sein muss, um den hohen Bewegungszustand der mobilen Vorrichtung, der die Erwünschtheit einer Übergabe reduziert, zu kompensieren. Im umgekehrten Fall, wenn die mobile Vorrichtung einen niedrigeren Mobilitätszustand hat, kann der BeaconRSSI-Wert nach oben angepasst werden.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die weiter oben angegebenen Skalierungsfaktoren durch die mobile Vorrichtung beibehalten oder modifiziert und/oder von dem Mobilfunknetz empfangen werden, z. B. als Teil der bei 702 empfangenen Verkehrslenkungsinformationen. In einigen LTE-Ausführungsformen können bewegungsbezogene Skalierungsfaktoren über SIB17- oder RRCreconfiguration-Nachrichten an die mobile Vorrichtung übertragen werden. In UMTS-Ausführungsformen können Skalierungsfaktoren in SIB23- oder UTRAN-Mobilitätsinformationsnachrichten gesendet werden. Gemäß einigen Ausführungsformen können die Skalierungsfaktorwerte mit entsprechenden Mobilitätszuständen in Verbindung stehen. Zum Beispiel kann in Ausführungsformen mit vier Mobilitätszuständen jeder Mobilitätszustand mit einem von vier entsprechenden Skalierungsfaktorwerten in Verbindung stehen. Alternativ dazu kann eine größere Anzahl von möglichen Skalierungsfaktorwerten bestehen, die jeweils einem geschätzten Bereich eines nahe gelegenen Wi-Fi-Zugangspunkts entsprechen.

Bei 722 kann die mobile Vorrichtung bestimmen, ob sie eine Übergabe basierend auf der bei 708 durchgeführten Übergabebeurteilung durchführen soll. Zum Beispiel kann die mobile Vorrichtung neben anderen möglichen Kriterien basierend auf den/der bei 708 durchgeführten WLAN-Messungen/Regelbeurteilung und/oder den bei 702 empfangenen Informationen zum Wi-Fi-Mobilitätsbereich und/oder dem bei 704 bestimmten Mobilitätszustand bestimmen, wann oder ob von Mobilfunk zu Wi-Fi gewechselt werden soll. Wie weiter oben beschrieben, können ein oder mehrere Skalierungsfaktoren derart verwendet werden, dass zum Wechseln von Mobilfunk zu Wi-Fi eine erhöhte Menge an Wi-Fi-RSSI erforderlich ist, wenn sich die mobile Vorrichtung in einem höheren Mobilitätszustand befindet.

Wenn die mobile Vorrichtung bei 722 bestimmt, dass sie eine Übergabe initiieren soll, kann die mobile Vorrichtung bei 724 mit der Übergabe fortfahren und von dem Quellnetzwerk, z. B. dem Mobilfunknetz, zu dem Zielnetzwerk, z. B. dem Wi-Fi-Netzwerk, wechseln. Somit kann die mobile Vorrichtung bei 724 schließlich von der Mobilfunkbasisstation zu einem Wi-Fi-Zugangspunkt wechseln, um Drahtloskommunikationen über eine Wi-Fi-Verbindung durchzuführen.

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können in einer von vielfältigen Formen verwirklicht werden. Zum Beispiel können verschiedene Ausführungsformen als ein computerimplementiertes Verfahren, ein computerlesbares Speichermedium oder ein Computersystem verwirklicht werden. Weitere Ausführungsformen können unter Verwendung einer oder mehrerer benutzerangepasster Hardware-Vorrichtungen, wie ASICs, verwirklicht werden. Weitere Ausführungsformen können unter Verwendung eines oder mehrerer programmierbarer Hardwareelemente wie FPGAs verwirklicht werden. Zum Beispiel können einige oder alle der in der mobilen Vorrichtung enthaltenen Einheiten als ASICs, FPGAs oder beliebige andere geeignete Hardwarekomponenten oder -module implementiert werden.

In manchen Ausführungsformen kann ein nicht-flüchtiges, computerlesbares Speichermedium dafür ausgelegt sein, Programmanweisungen und/oder Daten zu speichern, wobei die Programmanweisungen, wenn sie durch ein Computersystem ausgeführt werden, bewirken, dass das Computersystem ein Verfahren durchführt, z. B. eine beliebige der hier beschriebenen Verfahrensausführungsformen oder eine Kombination der hier beschriebenen Verfahrensausführungsformen oder ein Teilsatz einer der hier beschriebenen Verfahrensausführungsformen oder eine Kombination solcher Teilsätze.

In manchen Ausführungsformen kann eine Vorrichtung (z. B. eine UE) eingerichtet sein, dass sie einen Prozessor (oder einen Satz von Prozessoren) und ein Speichermedium einschließt, wobei in dem Speichermedium Programmanweisungen gespeichert sind, wobei der Prozessor eingerichtet ist, die Programmanweisungen aus dem Speichermedium zu lesen und auszuführen, wobei die Programmanweisungen ausführbar sind, um irgendeine der verschiedenen hierin beschriebenen verschiedenen Verfahrensausführungsformen (oder irgendeine Kombination der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen oder irgendeinen Teilsatz irgendeiner der hierin beschriebenen Verfahrensausführungsformen oder irgendeine Kombination solcher Teilsätze) zu implementieren. Die Vorrichtung kann in einer von vielfältigen Formen verwirklicht werden.

Obwohl die Ausführungsformen vorstehend in beträchtlicher Detaillierung beschrieben wurden, sind für den Fachmann zahlreiche Variationen und Modifikationen ersichtlich, nachdem die vorstehende Offenbarung vollständig verstanden ist. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Ansprüche so interpretiert werden, dass alle solchen Variationen und Modifikationen eingeschlossen sind.