CN100539528C - 在无线网中确定可利用的信道的方法和*** - Google Patents

Abstract

为了减小平均等待时间，可以通过用于确定在无线网中的可利用的信道的设备和方法得到关于雷达存在的信息，即信道可利用性的一个部分的信息。这包括通过以下步骤在无线网中确定可利用的信道：接收在无线网内管理域信息；生成包括相应于所述管理域信息的至少一个部分的报告；发送所述报告；在STA处接收所述报告；以及至少部分地根据被包含在报告中的相应于所述管理域信息的部分来确定信道是否可用于传输。

Description

在无线网中确定可利用的信道的方法和***

本专利申请要求2004年7月9日提交的临时专利申请No.60/586,945的权益，该专利申请的教导在此引用以供参考。

IEEE 802.11标准规定用于无线局域网(WLAN)的媒体接入控制(MAC)和物理特征以支持物理层单元。IEEE 802.11标准是在国际标准ISO/IEC 8802-11，“用于信息技术的IEEE标准(在***-局域网与城域网之间的电信与信息交换)具体的要求，部分11：无线LAN媒体接入控制(MAC)与物理层(PHY)技术规范”，1999版[1]中规定的，该标准整体地在此引用以供参考。以下的对于802.11的补充部分也在此引用以供参考：IEEE 802.11h，IEEE TGk draft(IEEE TGk草案)D0.14，和IEEE TGe draft(IEEE TGe草案)D8.0。

在某些管理域中，不允许站(STA)在它确定了在感兴趣的频带中不存在雷达信号或它被告知：接入点(AP)没有检测到感兴趣的雷达之前，在某些频带中发送帧。如果AP发现雷达，则它向站报告，然后该站将关断在该信道上的网络，并移动到另一个信道。这个移动是遵循802.11信道扫描程序执行的。

前面所引用的IEEE TGk为WLAN提供漫游能力。这个规范为雷达扫描提供固定数目的信道，即***将在某个许可的范围内扫描信道。为了帮助***扫描，无线站接收接收诸如从AP收集的站点报告或邻居报告那样的报告，该报告说明，哪些信道在站的邻居中是可使用的。这减小为确定可使用的信道所需要的扫描量，并使得传输时间的滞后最小化。

站本身可以不具有检测雷达的能力。在这样的管理域中，站执行无源扫描，以等待来自接入点的信标。信标包含有关在信道中是否存在雷达的信息。信标以规则的固定时间间隔被发送，通常为了联网效能的原因它们间隔得相当远。这具有缺点：当站在漫游期间切换信道时，它在扫描雷达或收听到包含雷达信息的信标之前不能发送。这种对于雷达的扫描和/或对于信标的侦听导致这些站执行无源扫描时要有较长的平均等待时间，高达每个扫描信道一个信标周期。

因此，为了减小平均等待时间，必须通过替换的措施得到有关雷达存在的信息，即信道可使用性的部分。

本发明涉及用于确定在无线网中的可使用的信道的设备和方法。在一个方面，一种用于确定在无线网中的可使用的信道的方法包括以下步骤：在AP处接收在无线网内的管理域信息；在AP处生成包括相应于管理域信息的至少一部分的报告；在AP处独立于常规信标传输而发送该报告；在STA处接收该报告；以及在STA处至少部分地根据包含在报告中的相应于所述管理域信息的部分来确定信道是否可用于传输。

在一个实施例中，在AP处接收的步骤包括接收***级别的管理域信息。

在另一个实施例中，在AP处接收的步骤包括以无线方式，或通过有线***，或同时用二者接收***管理域信息。

在另一个实施例中，发送步骤包括用比以后的信标传输之间的时间间隔更短的时间间隔发送报告。

在另一个实施例中，发送步骤包括当由STA请求时从AP发送报告。

在另一个实施例中，发送步骤包括主动地发送报告。

在另一个实施例中，该方法包括根据该确定步骤在信道上发送。

在另一个实施例中，报告包括有关一个STA能进行漫游的一系列候选者AP的信息。

在另一个实施例中，报告包括有关STA将优选地进行漫游的一系列候选者AP的信息。

在另一个实施例中，生成步骤包括生成一个包括相应于管理域信息的至少一个部分和相应于雷达存在的至少一个部分的报告；

在另一个实施例中，确定步骤包括至少部分地根据被包含在该报告中的相应于管理域信息的部分和相应于雷达存在的部分来确定信道是否可用于传输。

另一方面，用于确定无线网中可利用的信道的方法包括以下步骤：在AP处接收无线网内的管理域信息；在AP处生成一个包括相应于管理域信息的至少一个部分和相应于雷达存在的至少一个部分的报告；在AP处独立于信标传输而发送该报告；在STA处接收该报告；以及在STA处至少部分地根据被包含在报告中的相应于管理域信息的部分和相应于雷达存在的部分来确定信道是否可用于传输。

另一方面，用于确定无线网中可利用的信道的方法包括以下步骤：在AP处收集在至少一个信道上的管理域信息；在AP处生成具有相应于管理域信息的至少一个部分的协议帧格式；在AP处独立于常规信标而发送该协议帧格式；以及在STA处至少部分地根据被包含在协议帧格式中的相应于所述管理域信息的部分来确定信道是否可用于传输。

在一个实施例中，收集步骤包括收集有关测量至少一个信道的管理域信息，从本地数据库检索管理信息，或把管理法则施加到无线电测量的结果上。

在另一个实施例中，收集步骤通过有线网或通过无线网发生。

在另一个实施例中，发送步骤包括AP根据STA的请求或主动地发送协议帧格式。

另一方面，用于确定在无线网中的可利用的信道的***包括：一系列AP和STA。每一个AP包括：存储器，包含有管理域信息；发送装置，用于在无线网内发送管理域信息；接收机，用于在该无线网内接收管理域信息；报告生成器，它生成一个包括相应于管理域信息的至少一个部分的报告；发射机，用于独立于信标传输而发送该报告。STA包括：接收机，用于接收该报告；以及处理器，用于至少部分地根据被包含在报告中的相应于管理域信息的部分来确定信道是否可用于传输。所述一系列AP作为STA能进行漫游的候选者。

另一方面，用于确定在无线网中的可利用的信道的***包括：AP和STA。AP包括：存储器，包含有管理域信息；发送装置，用于在无线网内发送管理域信息；接收机，用于在该无线网内接收管理域信息；检测器，用于检测雷达的存在；报告生成器，它生成包括相应于管理域信息的至少一个部分和相应于雷达存在的至少一个部分的报告；发射机，用于独立于信标传输而发送该报告。STA包括：接收机，用于接收该报告；以及处理器，用于至少部分地根据被包含在报告中的相应于所述管理域信息的部分和相应于雷达存在的部分来确定信道是否可用于传输。

本发明提供许多优点，某些优点在下面参照实施例被阐述。

图1显示WLAN；

图2显示按照本发明的实施例的接入点(AP)和小区内每个站(STA)的简化框图；

图3显示站点报告单元；

图4显示BSSID匹配状态区；

图5显示信号/映射区；

图6显示在AP处对于使用管理信息帧的低等待时间扫描的处理流程图；以及

图7显示在STA处对于使用管理信息帧的低等待时间扫描的处理流程图。

图1显示用于实施本发明方法的无线LAN(WLAN)20***的一个例子。无线LAN 20规定了一个包括多个小区22的基础结构网络。小区22包括接入点(AP)24(它有时被称为无线本地桥路或基站)。

继续参照图1，小区22可包括远端网络站(STA)26。接入点24和远端STA 26可以是***的发射机与接收机。每个STA 26可以是移动、便携式、或静止终端。每个STA 26可以是台式工作站、笔记本电脑、掌上电脑、手持个人计算机、基于笔的计算机、个人数字助理、手持扫描仪、数据收集器、手持打印机等等。

如果存在，AP 24可以是用于在无线网20与有线网之间进行通信的接口、AP 24可被配置成提供在小区中STA 26与AP 24之间以及在有线网与STA 26之间的通信网关。AP 24典型地被配置成在有线与无线通信媒体之间变换信号。变换可以允许接入点在有线网与无线STA26之间传送通信信息。有线网可被耦合到外部网络(例如，PBX，PSTN，因特网等等)。

现在参照图2，AP 24和STA 26可包括显示器30、CPU 32、发射机/接收机34、输入装置36、贮存模块38、随机访问存储器(RAM)40、只读存储器42、和公共总线41。虽然说明可能涉及到在所描述的具体的计算机***中共同使用的术语，但说明和概念同样可应用到其它处理***，包括具有不同于图2所示的那种结构的***。发射机/接收机34被耦合到天线(未示出)，发送想要的数据，并且它的接收机把接收的信号变换成相应的数字数据。CPU 32在被包含在ROM 42中的操作***的控制下运行，并且利用RAM 40在无线局域网(WLAN)内执行频率选择，通过启动在基础结构网络中的AP或在特设网络中的STA，为其余站点(STA)提供新的信道或无线链路。

在运行时，在典型的基于802.11的无线局域网(WLAN)，诸如图1的无线LAN 20中，多个STA 26可以与AP 24相联系，如果存在的话。每个STA 26可以具有不同的通信能力和要求。AP 24可以管理在STA 26与无线网之间的通信业务。AP 24可以通过控制何时把这些帧发送到小区22中每个远端STA 26而管理通信业务。小区22中的通信业务可包括数据帧(例如，载送提供数据通信的帧的信号)、话音帧(例如，载送提供话音通信的帧的信号)、实时帧(例如，载送提供诸如多媒体或话音通信的实时通信的帧的信号)、管理帧(例如，载送提供网络管理通信的帧的信号)等等。

AP 24可以广播或发送报告，诸如在站点报告协议帧中的站点报告或邻居报告。管理域信息可被包括在报告中和通过报告被传播。图3显示一个站点报告单元，它包含关于STA可以进行漫游的候选者的一系列AP的相关信息。该信息包括单元ID区300和长度区301。长度区301是可变的，它被设置为通过乘以四位组的大小而得到的四位组302-311数(即，在图3中为10)。每个四位组描述AP 24，并包含基本服务组ID(BSSID)302、BSSID匹配状态303、当前的信道304、和PHY类型306。长度区的最小值是0。这在站点报告单元中不存在邻居AP时出现。站点报告单元传输可以由STA请求或是主动的。它也可以出现在信标帧之间。

BSSID 302是被包含在AP 24中的STA 26的地址。以后的区，包括BSSID匹配状态303、当前的信道304、和PHY类型306，都假设是用于相应的BSSID。

BSSID匹配状态303例如是包含图4所示的信息的一个双八位组区。图4显示BSSID匹配状态区303。BSSID匹配状态303例如是包含ESS比特401、能力比特402、和支持速率比特403的一个双八位组区。ESS比特401，如果被设置，表示由BSSID 302表示的AP通告与当前的AP相同的SSID。如果该比特没有被设置，它表示或者SSID不匹配，或者AP在当前时间不具有该信息。能力比特402，如果被设置，表示当前的AP的能力与由BSSID 302代表的AP的能力相匹配。如果能力比特402没有被设置，则它表示或者能力不匹配，或者这时信息对于AP是不可得到的。支持速率比特403，如果被设置，表示由BSSID302表示的AP通告支持的速率与当前的AP的支持速率相匹配。如果支持速率比特403没有被设置，则它表示或者支持速率不匹配，或者这时信息对于AP是不可得到的。

回到图3的站点报告，当前的信道304规定AP 24的当前运行的信道。

信道频带区305包含来自一个表的枚举的数值，该表规定在其中当前信道是有效的那个频带。这个信息根据在TGk草案D1.0表k1中列出的一个表而被生成，该草案是以前引用以供参考的，根据这个表，AP可以规定在当前的信道是有效的那个频带。

PHY类型306表示由BSSID表示的AP 24的PHY类型。如果BSSID具有一个以上的PHY类型，则在站点报告中将有重复的BSSID项。

最大发送功率电平区307的长度例如是一个八位组。它表示在这个***中允许发送的最大功率，例如以dBm计。

局部功率约束区308被设置为一个值，该值允许在当前的信道中减轻的要求得到满足。它被编码为例如未加正负号的整数，以dB为单位。对信道的局部最大发送功率例如被定义为对于在国家单元(未示出)中的信道规定的最大发送功率电平减去为在功率约束单元中的信道(对于MIB)规定的局部功率约束。

信号/映射区309作为比特区而编码。图5显示信号/映射区309，它包含BSS比特501、OFDM前置比特502、未识别的信号比特503、雷达比特504、和未测量的比特505。

当在测量周期期间从另一个BSS或IBSS在信道中已接收到至少一个有效的MAC协议数据单元(MPDU)时，BSS比特501能被设置为等于1。否则，该比特被设置为等于0。

当在测量周期期间在信道中已检测到如在IEEE 80211 1999 Reaf2003节17.3.3中规定的短训练码元的至少一个序列而没有一个跟随的有效信号区时，OFDM前置码比特502可被设置为等于1。这可表示诸如HIPERLAN/2的OFDM前置码的存在。否则，该OFDM前置码比特被设置为等于0。

当在测量周期期间在信道中接收到不能被表征为雷达、OFDM前置码、或有效的MPDU的明显功率时，未识别的信号比特503能被设置为等于1。否则，该未识别的信号比特被设置为等于0。明显的功率的定义取决于实施方案。

当在测量周期期间由***检测到在信道中工作的雷达时，雷达比特504可被设置为等于1。检测雷达的算法满足在给定的区域中管理的要求，并且是在TGk标准的范围以外的。如果在在测量周期期间没有检测到雷达时，该雷达比特被设置为等于0。

当没有测量到这个信道时，未测量的比特505可被设置为等于1。否则，它被设置为等于0。当未测量的比特505被设置为等于1时，在信号/映射区309中所有的其它区被设置为等于0。

信息单元的子集、或区的子集、或在区内的比特的子集、或它们的组合可以在建议的协议帧中使用。另外，区的长度只是作为例子而给出的。区长度可以是固定的或可变的，或字节计数被加以改变以适应在技术上已知的信息的不同的范围。

图6显示在AP处对于使用管理信息帧的低等待时间扫描的处理过程流程图。在这个说明性例子中，在步骤62，AP收集有关它所工作的信道和有关其它AP所工作的信道的管理信息。AP可以通过对于信道进行测量，通过从本地数据库检索管理信息，或通过对无线电测量的结果施加管理法则而收集这个信息。AP还可以通过有线网或通过无线网得到管理信息。AP然后在步骤63用管理信息生成协议帧格式。AP然后在步骤64独立于常规信标而发送协议帧格式。AP可以在STA请求后发送这个帧或它可以主动地发送给至少一个STA。

图7显示在STA处使用管理信息帧的低等待时间扫描的处理流程图。在这个说明性例子中，在步骤72，STA在同一个或其它信道中请求有关至少一个AP的某些管理信息。这个步骤是任选的，STA可以不进行这个步骤。当AP发送管理信息时，正如在前面的段落中阐述的，STA在步骤73接收这个信息，以及在步骤74中至少部分地根据接收的信息决定要和哪个AP相联系、与其重新联系、漫游到该AP或留在当前的AP。如果STA决定漫游到它在报告中接收到来自该AP的信息的那个AP，则它在步骤75开始与该AP的联系或重新联系过程。

本发明是参照具体的说明性实施例描述的。应当看到，本发明并不限于上述的实施例和它的修改方案，以及本领域技术人员可以作出各种改变和修改而不背离所附权利要求的精神和范围。

在解译所附权利要求时，应当看到：

a)单字“包括”并不排除除了在给定的权利要求中列出的那些以外的其它单元或步骤的存在；

b)在单元前面的单字“一个”并不排除多个这样的单元的存在；

c)在权利要求中的任何标号并不限制它们的范围；

d)几个“装置”可以由同一个项目或硬件或软件实施的结构或功能所代表；

e)任何公开的单元可以包括硬件部分(例如，包括分立的和集成的电子电路)、软件部分(例如，计算机编程)、和它们的任何组合：

f)硬件部分可以由模拟与数字部分之一或二者组成；

g)任何公开的装置或它们的部分可以组合在一起或被分离成另外的部分，除非另外特别地阐述；以及

h)不打算需要特定序列的步骤，除非特别地表示。

Claims (20)

1.一种用于确定在无线网中的可利用的信道的方法，包括：

在AP(24)处接收无线网内管理域信息；

在AP(24)处生成包括相应于所述管理域信息的至少一个部分的报告；

在AP(24)处独立于信标传输而发送所述报告；

在STA(26)处接收所述报告；以及

在STA(26)处至少部分地根据被包含在所述报告中的相应于所述管理域信息的所述部分来确定信道是否可用于发送。

2.如权利要求1的方法，其中在AP(24)处接收的步骤还包括接收在***级别上的管理域信息。

3.如权利要求1的方法，其中在AP(24)处接收的步骤还包括用无线方式，或通过有线***，或同时用二者来接收管理域信息。

4.如权利要求1的方法，其中发送步骤还包括以比以后的信标传输之间的时间间隔更短的时间间隔发送报告。

5.如权利要求1的方法，其中发送步骤还包括当由STA(26)请求时从AP发送报告。

6.如权利要求1的方法，其中发送步骤还包括主动地发送报告。

7.如权利要求1的方法，还包括根据该确定步骤在信道上进行发送。

8.如权利要求1的方法，其中报告还包括有关STA(26)能进行漫游的一系列候选者AP(24)的信息。

9.如权利要求1的方法，其中报告还包括有关STA(26)将优选地进行漫游的一系列候选者AP(24)的信息。

10.如权利要求1的方法，其中生成步骤还包括生成一个报告，它包括相应于所述管理域信息的至少一个部分和相应于信道中工作的雷达存在的至少一个部分。

11.如权利要求10的方法，其中确定步骤还包括至少部分地根据被包含在所述报告中的相应于所述管理域信息的所述部分和相应于信道中工作的雷达存在的所述部分来确定信道是否可用于传输。

12.一种用于在无线网中确定可利用的信道的方法，包括以下步骤：

在AP(24)处接收无线网内管理域信息；

在AP(24)处生成一个包括相应于所述管理域信息的至少一个部分和相应于信道中工作的雷达存在的至少一个部分的报告；

在AP(24)处独立于信标传输而发送所述报告；

在STA(26)处接收报告；以及

在STA(26)处至少部分地根据被包含在所述报告中的相应于所述管理域信息的所述部分和相应于信道中工作的雷达存在的所述部分来确定信道是否可用于传输。

13.一种用于在无线网中确定可利用的信道的方法，包括以下步骤：

在AP(24)处收集至少一个信道上的管理域信息；

在AP(24)处生成具有相应于所述管理域信息的至少一个部分的协议帧格式；

在AP(24)处独立于常规信标而发送所述协议帧格式；以及

在STA(26)处至少部分地根据被包含在所述协议帧格式中的相应于所述管理域信息的所述部分来确定信道是否可用于传输。

14.如权利要求13的方法，其中收集步骤还包括收集有关测量至少一个信道的管理域信息，从本地数据库检索管理域信息，或把管理法则应用于无线电测量的结果上而收集该管理域信息。

15.如权利要求13的方法，其中收集步骤通过有线网或通过无线网实现。

16.如权利要求13的方法，其中发送步骤还包括AP(24)根据由STA(26)所作的请求或主动地，发送协议帧格式。

17.如权利要求13的方法，其中协议帧格式还包括有关STA(26)能进行漫游的一系列候选者AP(24)的信息。

18.如权利要求13的方法，其中协议帧格式还包括有关STA(26)将优选进行漫游的一系列候选者AP(24)的信息。

19.一种用于在无线网中确定可利用的信道的***，包括：

STA和一系列AP(24)，其中每一个AP(24)包括：

存储器，包含有管理域信息；

发送装置，用于在无线网内发送管理域信息；

接收机，用于在该无线网内接收管理域信息；

报告生成器，它生成包含相应于所述管理域信息的至少一个部分的报告；和

发射机，用于独立于信标传输而发送所述报告；

其中该STA(26)包括：

接收机，用于接收所述报告；以及

处理器(32)，用于至少部分地根据被包含在所述报告中的相应于所述管理域信息的所述部分来确定信道对于传输是否可利用的，

所述一系列AP(24)作为STA(26)能进行漫游的候选者。

20.一种用于在无线网中确定可利用的信道的***，包括：

AP(24)和STA(26)，其中该AP(24)包括：

存储器，包含管理域信息；

发送装置，用于在无线网内发送管理域信息；

接收机，用于在该无线网内接收管理域信息；

检测器，用于检测信道中工作的雷达的存在；

报告生成器，它生成一个包括相应于管理域信息的至少一个部分和相应于雷达存在的至少一个部分的报告；和

发射机，用于独立于信标传输而发送所述报告；

其中该STA(26)包括：

接收机，用于接收所述报告；以及

处理器(32)，用于至少部分地根据被包含在所述报告中的相应于所述管理域信息的所述部分和相应于信道中工作的雷达存在的所述部分来确定信道是否可用于传输。

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