CN101198174A - 通信架构、无线接入点及其控制与终端通信的方法 - Google Patents

通信架构、无线接入点及其控制与终端通信的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及通信架构、无线接入点及其控制与终端通信的方法。其中无线接入点可以生成或更新与无线终端相关的历史信息,以便于无线接入点做出与无线终端相关的连接决策。无线接入点可以形成第一结论,确定保持与无线终端的连接;或者形成第二结论,促使无线终端和第二无线接入点彼此连接。第一和第二结论是基于与无线终端相关的至少一部分历史。无线接入点还与另一个无线接入点交换至少一部分历史,并更新任何所存储的与该无线终端相关的历史信息。

Description

通信架构、无线接入点及其控制与终端通信的方法
技术领域
本发明涉及无线通信,更具体地说,涉及无线局域网的电路。
背景技术
已知通信***支持无线和/或有线通信设备之间的无线和有线通信。这样的通信***从国内和/或国际蜂窝电话***到互联网至点对点的室内无线网络。每种类型的通信***都遵循一种或多种适当的或行业通信标准设计和运行。例如,无线通信***可遵循一个或多个标准运行,包括但不限于IEEE802.11、蓝牙、先进移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信***(GSM)、码分多址(CDMA)、本地多点分配业务(LMDS)、多信道多点分配***(MMDS)、和/或它们的变形。
根据无线通信***的类型,无线通信设备,例如蜂窝电话、对讲机、个人数字助理(PDA)、个人电脑(PC)、便携式电脑、家庭娱乐设备或其它无线终端设备,直接或间接地与其它无线通信设备通信。对于直接通信(也称为点对点通信),参与通信的无线通信设备将它们的接收器和发射器调谐到相同的信道(例如,无线通信***的多个射频(RF)载波中的一个),并通过该信道通信。对于间接无线通信,每个无线通信设备通过分配的信道,直接与相关的基站(例如,对蜂窝服务来说)和/或相关的接入点(例如,对室内或建筑内的无线网络来说)通信。
接入点一般提供通向主干网络的上行通道,通常也管理下行通信。接入点和基站可以与其它设备电路合并,例如在机顶盒中以及在终点设备内部本身的某些情况下。为了实现无线通信设备之间的通信连接,相关的基站和/或相关的接入点通过***控制器、公共电话交换网(PSTN)、互联网和/或某些其它广域网彼此直接通信。
每个无线通信设备都包括内置无线收发器(也就是,接收器和发射器)或者连接到相关的无线收发器(例如,室内和/或建筑内无线通信网络的基站,RF调制解调器等)上。众所周知,发射器包括数据调制级、一个或多个中频级以及功率放大级。数据调制级按照特定的无线通信标准将原始数据转换为基带信号。一个或多个中频级将基带信号与一个或多个本地振荡混合,以生成RF信号。在将RF信号通过天线发射之前,功率放大级放大RF信号。
包括这种无线收发电路的一种特殊设备是无线接入点,其可以为无线终端例如带有无线收发装置或无线终端的台式电脑(合称为无线终端)提供到网络(例如互联网)的无线接入。带有无线收发装置(例如蓝牙或WLAN)的无线终端的例子也包括笔记本电脑、个人数字助理、蜂窝手机、以及基于GPS的专用设备(例如测绘应用、高尔夫应用、钓鱼应用等)。
一般无线接入点都包括防火墙电路,为无线终端提供保护,防止黑客访问无线终端内的私人数据。通常,虽然无线接入点支持IEEE 802.11协议通信,但是它的作用就象无线终端和远程设备之间的通信管道,而该远程设备可通过诸如因特网之类的网络连接到无线接入点。典型地,无线接入点生成信标,使信标范围内的任何无线终端都能够识别它。然后无线终端从信标已经被接收的所有无线接入点中选择其将要连接的接入点。
在许多目前的无线架构中,用户必须(通过他们的无线设备)监测、并从一组接入点中选择以及重新选择接入点,以建立至诸如因特网之类的主干网络的通信路径。这不仅会带来不便,而且如果无线终端最初在某一位置与某个无线接入点连接,当无线终端从该位置移动到另一位置时,在后一位置处无线终端与该无线接入点之间的通信链路可能变得无法使用,从而导致数据通信中断。此外,当无线设备漫游时,这样的不便将会扩大。例如,用户在使用无线设备时,可步行、乘汽车、火车或以其它方式移动。当用户移动到当前选定的无线接入点的范围之外时,信号强度开始减弱,导致通信流变差,之后断开。在这点上,用户被迫从该邻近地区内的多个无线接入点中进行选择。通常,由于用户不能确定在用户继续移动时哪个无线接入点可提供最佳的非中断覆盖,可能会选择在短时间内提供较差支持的无线接入点,这会导致用户使用他或她的无线设备更频繁地交互,以选择备选的无线接入点。
用户是习惯的创造者,且通常每天沿着相同的路线(人行道、街道、火车轨道等)移动。在这样频繁来回移动的路径上,用户被迫一次又一次地与他们的无线设备交互,以选择和管理与他们在路上重复遇到的无线接入点的关系。在参照附图将这种技术与本发明的各方面进行比较之后,对本领域的技术人员来说,这种技术和其它相关技术的其它问题和不足将是显而易见的。
发明内容
本发明涉及一种设备及其操作方法,在以下的附图说明、具体实施方式以及权利要求中有更详细的描述。
根据本发明的一方面,提供一种通信架构,包括:
第一接入点,带有第一上行收发器和第一无线下行收发器;
第二接入点,带有第二上行收发器和第二无线下行收发器;
多个第一无线终端,每个都将其位置相关信息发送到第二接入点;
所述第二接入点通过所述第一上行收发器和第二上行收发器,将所述发送的位置相关信息随相关的操作信息发送到所述第一接入点;
第二无线终端,将其所述位置相关信息发送到第一接入点;以及
所述第一接入点将与所述第二无线终端相关的操作信息与所述发送的操作信息比较,以便将所述第二无线终端切换(handoff)到另一个无线接入点。
优选地,所述发送的操作信息包括移动信息,以及部分基于所述移动信息进行行切换的决策。
优选地,所述移动信息包括历史信息,所述历史信息是与无线终端在每个连接位置的持续时间相关的连接历史。
优选地,所述历史信息用于生成移动索引(movement index),所述移动索引用于切换决策。
根据本发明的一方面,提供一种通信架构中布置的无线接入点,所述无线接入点能够通过主干通信路径与其它无线接入点通信,以交换第一无线终端组的操作信息,所述无线接入点包括:
上行收发器电路,其通过所述主干通信路径交换所述操作信息;
下行收发器电路,其从第二无线终端接收位置信息;
存储器,用于存储所述操作信息和所述位置信息;以及
所述上行收发器电路通过所述主干通信路径发送包括位置信息的操作信息。
优选地,所述上行收发器电路接收操作信息,所述操作信息包括所述第一无线终端组和所述第二无线终端的历史信息,所述历史信息包括移动历史。
优选地,所述下行收发器电路在接收所述位置信息之前,从所述第二无线终端接收连接请求,其中:
在第一结论中,基于与第二无线终端的位置信息相关的第二无线终端的历史信息,确定保持与所述第二无线终端的连接;以及
在第二结论中,基于与第二无线终端的位置信息相关的第二无线终端的历史信息,确定切换所述第二无线终端。
优选地,作为所述第一和第二结论的一部分,所述无线接入点基于以下中的至少一项:无线终端的当前位置、第二无线终端的历史、以及无线终端当前负载或负载索引(loading index),估计是否应该由超大服务区或较小的传统服务区来服务于所述第二无线终端。
优选地,所述历史还包括所存储的与所述位置信息相关的信号特征、信噪比、误码率、接收功率等级、发射功率等级、波束赋形参数、信道信息、跳频序列、以及传输协议中的至少一项。
优选地,所述操作历史还包括所述第二无线终端之前曾经连接的无线接入点列表,所述列表包括至少一个无线接入点。
优选地,所述无线接入点能够基于所述第二无线终端的移动历史来分配信道,以避免信道冲突。
优选地,所述无线接入点估计移动索引(作为以下操作的一部分),确定是否命令所述无线终端连接到到特定的无线接入点,以及应选择哪个无线接入点连接到第二无线终端。
优选地,所述无线接入点能够基于与所述第二无线终端的当前位置相关的已知移动历史,确定发射功率等级。
优选地,所述无线接入点能够基于所述第二无线终端的历史,选择多个无线收发装置(radio)中的一个无线收发装置来与所述第二无线终端通信。
优选地,所述无线接入点能够基于与所述第二无线终端的位置相关的第二无线终端的移动方式,选择多个无线收发装置中的一个无线收发装置来与所述第二无线终端通信。
优选地,所述无线接入点估计无线终端在临近无线终端的当前位置的区域停留的时间,作为确定哪个无线接入点应该连接到第二无线终端,以部分形成所述第一和第二结论的一部分。
优选地,所述无线接入点估计无线终端在临近无线终端的当前位置的区域停留的时间,作为确定应该为无线终端与它应当接入的无线接入点之间的通信信道分配何种通信参数的一部分。
根据本发明的一方面,提供了一种在无线接入点中控制与无线终端通信的方法,包括:
从无线终端接收连接请求或信标中的一个,并连接到所述无线终端;
接收所述无线终端的位置信息;
估计从所述无线终端接收到的信号的信号特征;
将所述位置信息和所述信号特征存储在所述无线终端的历史信息中;以及
估计所述无线终端的历史和当前位置,以形成第一结论,保持与所述无线终端的连接;或形成第二结论,生成通信信号,促使所述无线终端和第二无线接入点彼此连接。
优选地,所述方法还包括将所述无线终端的至少一部分历史发送到所述第二无线接入点。
优选地,所述方法还包括从所述第二无线接入点接收所述无线终端的至少一部分历史。
优选地,所述历史包括所述无线终端的移动信息。
优选地,所述无线接入点估计所述无线终端的可能移动形式,作为确定所述第一和第二结论的一部分。
优选地,所述无线接入点基于所述无线终端的历史、所述无线终端的移动信息以及所述无线终端的通常负载要求,分配信道、发送功率等级、传输协议或无线收发装置中的至少一个,其中所述无线接入点估计所述无线终端的可能移动形式,作为连接决策的一部分,且作为分配信道、发送功率级、传输协议或无线收发装置中的至少一个,用于与无线终端通信操作中的一部分。
从以下参照附图的具体实施方式中,本发明的其它特征和优点将会变得更加明显。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是根据本发明的包括电路设备和网络组件的通信网络及其操作的功能框图,包括保持和交换无线终端的历史信息的无线接入点;
图2是根据本发明实施例的图1中网络的至少一部分的无线网络操作的示意图;
图3是包括图1中网络的至少一部分的无线通信网络的示意图;
图4是根据本发明实施例的超大服务区的功能框图,所述超大服务区与无线接入点的多个传统服务区交叠;
图5是根据本发明实施例的无线接入点的功能框图,所述无线接入点是例如图1-4中所使用的那些;以及
图6-9是根据本发明实施例的无线接入点的操作方法的流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明的包括电路设备和网络组件的通信网络及其操作的功能框图。更具体地,多个网络服务区04、06和08是网络10的一部分。网络10包括多个基站或接入点(AP)12-16、多个无线通信设备18-32以及网络硬件部分34。无线通信设备18-32可以是笔记本电脑18和26、个人数字助理20和30、个人电脑24和32、和/或蜂窝电话22和28。无线通信设备的细节将会参照图2-10详细描述。
基站或接入点12-16可通过局域网(LAN)连接36、38和40连接到网络硬件部分34,网络硬件部分34可以是路由器、交换机、桥接器、调制解调器、***控制器等,为通信***10提供至外部网络单元(例如WAN 44)的广域网(WAN)连接42。基站或接入点12-16中的每一个都有相关的天线或天线阵列,用于与其区域内的无线通信设备通信。通常,无线通信设备18-32注册到特定的基站或接入点12-16,从而从通信***10接收服务。对于直接通信(也就是点对点通信),无线通信设备通过所分配的信道直接通信。
通常,基站用于蜂窝电话***和类似类型的***,而接入点用于室内或建筑内的无线网络。不管是何种特殊类型的通信***,每个无线通信设备都包括内置无线收发装置和/或连接到无线收发装置。
通常,图1中的无线接入点可以生成并更新无线终端的历史。一般地,一旦连接到无线终端,从该无线终端接收连接请求、信标或位置信息,或者从另一个无线接入点接收关于该无线终端的历史信息,就生成或更新这样的历史。无线接入点还可以确定是否连接到无线终端,另一个无线接入点是否应连接到无线终端,或者是否将无线终端切换到另一个无线接入点。
图2是根据本发明一个实施例的无线通信网络的示意图。无线通信网络100包括多个无线接入点,可以相互连接,以交换关于一个或多个无线终端的历史信息。这样的历史信息可用于做出在无线接入点和无线终端之间是否需要切换的决策。更具体地,无线接入点102包括用于与无线终端104建立点对点通信链路,且可生成或更新关于无线终端104的历史信息的电路。
无线接入点102被有线主干网124连接到无线接入点110、114和120。另外,无线接入点120通过有线主干网126连接到无线接入点118。在一个实施例中,有线主干网124包括局域网。在选择性的实施例中,有线主干网124包括可通过互联网连接的多个有线接入点。例如,可建立虚拟专用网(VPN),以生成主干网124。在另一个实施例中,网络124包括带有无线通信链路的无线网络,所述无线通信链路提供控制和协作通信,以支持根据本发明的操作,如图1-9所示。类似地,主干网126可包括有线或无线主干网,如所描述的网络124的那些。因此,无线接入点120可以将无线接入点118连接到网络124的无线接入点,以支持根据本发明实施例的操作。无线接入点118可通过无线接入点120与无线接入点102交换历史信息。
如果从无线终端104接收信标或连接请求时,无线接入点102没有无线终端104的历史信息,无线接入点102一旦连接到无线终端104就生成所述历史信息。另一方面,如果无线接入点102已经存储了历史信息,例如历史信息106,那么无线接入点102基于直接从无线终端104接收的任何新数据或者与无线终端104连接的通信链路相关的数据,更新历史信息106。例如,每次无线终端104将位置信息发送给无线接入点102,无线接入点102就更新位置信息。此外,无线接入点102可以根据通信信道特征的改变或从无线终端104接收的信号的信号特征的改变,更新历史106。最后,无论何时无线接入点102通过外部网(例如互联网)或通过企业内部互联网、无线局域网或有线局域网从另一个无线接入点接收到历史信息,无线接入点102都更新历史106。
在本发明的一个实施例中,历史信息106包括以下类型的历史中的至少一些:位置、移动索引、无线终端曾经连接过的无线接入点列表,其中包括无线终端处于该无线接入点列表中的每个无线接入点所服务区域内的平均时间,所述无线接入点服务时无线终端的存储位置。所述历史信息还包括无线终端与无线接入点之间在各位置处的通信链路的信号特征,包括例如信噪比(SNR)或误码率(BER)之类的特征。此外,历史信息还包括如连接到无线终端的无线接入点所记录的接收功率等级、无线接入点在连接到该无线终端的通信链路上的发射功率等级、波束赋形参数、数据吞吐量负载(通常的或平均的)、信道信息、跳频序列以及传输协议。
在网络100内,无线接入点102位于位置108内,例如,位置108示为“大男孩烤饼店”。无线接入点110位于位置112内,例如,位置112示为“PCH咖啡屋&会所”。无线接入点114位于位置116内,例如,位置116示为“特许咖啡店”。最后,无线接入点118和120都位于位置112,例如,位置112示为“B.A.书店”。无线接入点102、110、114和120都设置成可通过网络124彼此通信。在本例子中,网络100包括互联网,虽然它可以仅仅是复杂***中的企业内部互联网。此外,在位置122,无线接入点118和120可通过局域网126连接。
在操作中,无线终端104出现在无线接入点102的服务区内,并沿着方向128移动。在本发明的一个实施例中,无线终端104生成至无线接入点102的连接请求。这个连接请求由无线终端104产生,无线终端104检测无线接入点102发射的信标,所述信标表明无线接入点102能够支持所连接的通信。在本发明的这个实施例中,无线终端104还将其位置信息发送给无线接入点102。此外,在本发明所描述的实施例中,无线终端104周期性地发送所述位置信息,所述周期性由特定的事件或者特定的时间表决定。
作为对从无线终端104接收的位置信息的响应,无线接入点102存储无线终端的移动历史,用作以后对可连接性估计的部分依据,以得到连接到该无线终端的第一结论和促使该无线终端和另一个无线接入点彼此连接的第二结论。选择性地,无线接入点102可计算移动索引(movement index),所述移动索引可随着无线终端的位置信息更新,其中所述移动索引被用于形成关于连接的第一和第二结论。例如,在一个实施例中,所存储的移动索引与无线终端所连接的每个无线接入点相关。因此移动索引反映了无线终端将会在该无线接入点的服务区内保持静止的可能性。在一个实施例中,移动索引反映了无线终端保持连接到一组密切相关的无线接入点中特定无线接入点的时间百分比,所述一组密切相关的无线接入点是在形成连接和切换决策上最接近的无线接入点。
选择性地,无线终端104将信标发送到无线接入点102,代替连接请求及之后的连接后位置信息。此处,信标包括无线终端的位置信息。对于每个实施例,无线接入点102都可以根据信标和位置信息而生成或更新无线终端104的历史信息106。通常,对从无线终端104接收连接请求或信标做出响应,无线接入点102可用于确定是否连接到无线终端104或者促使无线终端104连接到另一个无线接入点。这个决定还包括形成连接到无线终端的第一结论和促使无线终端和另一个无线接入点彼此连接的第二结论。例如,无线接入点102可估计移动索引,在一个实施例中,所述移动索引与历史信息106中识别的每个位置(无线接入点服务区或无线接入点)相关。
这样,无线接入点102可很容易确定应连接到无线终端104的最合适的无线接入点,以减少网络无效情形,这种情形将导致从一个无线接入点切换到另一个无线接入点。在本发明的另一个实施例中,无线接入点102仅仅估计历史信息106,以确定无线终端保持与每个无线接入点连接的相对时间量或时间量。例如,基于位于图2所示的多个无线接入点(即无线接入点102、110、114、118和120)交叠服务区内,如果无线终端104可很容易地连接到这些无线接入点或者这些无线接入点的任何子集中的任何一个无线接入点,无线接入点120可估计哪个无线接入点最可能变成无线终端的主要服务区。
例如,如果无线终端104通常在无线接入点102、110、114和118的服务区内移动,最终停止在无线接入点120的服务区内,无线接入点102可确定无线接入点120将会是服务于连接至无线终端104的通信链路的最合适的无线接入点。选择性地,无线接入点102可确定任何无线接入点都可很容易地服务于连接至无线终端104的通信链路,但是无线接入点104有历史负载要求,其可以由特定的无线接入点更好地支持。例如,在位置122,两个无线接入点118和120中有一个更适合支持大批量数据下载。例如,无线接入点120特别适于通过无线通信链路下载有声读物。
不管无线接入点102做出何种连接决策,也就是,是否形成连接的第一结论和促使无线终端104连接到另一个无线接入点的第二结论,无线接入点102都会通过网络124或通过局域网(例如,局域网126)将至少一部分历史信息106发送到其它无线接入点中的每一个。虽然没有在此详细示出,但是实际上不论何时从任何其它无线接入点接收到历史信息或历史部分,无线接入点102、110、114、118和120中的每一个都能够更新历史信息106。
无线接入点102还可基于它当前的负载情况和无线终端104的操作能力,做出连接决策。例如如果无线终端104使用更新版本的无线通信协议通信,例如,正交频分复用(OFDM)通信协议,无线接入点102可确定更适合由另一个无线接入点来提供连接至无线终端104的通信链路。例如,如果无线接入点102像无线终端104一样也具有OFDM的能力,而基于其负载情况,无线接入点102可能更愿意促使无线终端104和无线接入点120建立通信链路。
无线接入点102还可分配操作特征,所述操作特征包括以下中的至少一项:信道、发射功率等级、传输协议、或者无线接入点的收发器内的多个无线收发装置中的一个。例如,无线接入点102内的某个特定无线收发装置可保留用于特定类型的通信。
选择性地,如果另一个无线接入点能够支持更好的信道且干涉较少,无线接入点102可遵从这种无线接入点,由其支持与无线终端104连接的通信链路。无线接入点102可以将与每个无线终端通信的信号特征和通信特征存储在每个无线终端的历史信息中。这样的特征包括信噪比(SNR)、误码率(BER)、接收功率等级、发射功率等级、波束赋形参数、信道信息、跳频序列、以及传输协议。这样,无线接入点102基于无线终端的通信特征,并考虑其历史信息以及其它无线终端的通信特征,得出第一和第二结论,以避免冲突。例如,无线接入点102可知道,位于邻近的无线接入点服务区内的无线终端正在使用特定的通信特征,如果两个无线终端彼此靠近将会产生冲突。这种估计的做出可能还与移动历史或移动索引相关。
图3是无线通信网络150的选择性示意图。在图3所示的示意图中,无线通信网络150包括结构152,结构152包括多个无线接入点,它们设置得可通过主干网154通信。更具体地,无线接入点156通过主干网154连接到无线接入点162和166。网络154可以是有线局域网或无线网络。在所描述的实施例中,网络154是有线局域网。此外,无线接入点166通过网络168连接到无线接入点164,网络168可以是有线或无线局域网。无线接入点164还通过互联网或者其它网络170连接到外部网络。在连接性方面,例如,无线接入点156可通过无线接入点166、无线接入点164和网络170与外部无线接入点通信,以交换与无线终端相关的操作信息。
在图3中,无线接入点156位于位置158,位置158示为结构152的电视屋。例如,结构152可以是民居。无线接入点156包括历史信息160,历史信息160如之前参照图2所描述的那样形成和更新。然后更新后的历史160被用于生成历史部分172,并传送到无线接入点162、166和164,以更新这些接入点中的有关无线终端104的历史。
由于无线接入点164和166还通过第二局域网168相连接,与无线接入点164进行的任何操作信息或历史信息的交换都包括:根据该信息或历史信息的来源/目标,将这些操作信息或历史信息发送到无线接入点166、从无线接入点166发送出来、和/或通过无线接入点166传送。最终,如图所示,无线接入点164被设置成可以通过外部网络170通信,在这个例子中外部网络170是互联网。无线通信网络150的操作与无线通信网络100的操作完全类似,但是提供了本发明的选择性实施例。例如,如果无线终端104生成了至无线接入点156的连接请求或信标,并在方向186上移动,如它通常所作的那样,无线接入点156可确定无线接入点162、164或166中哪一个将会是提供与无线终端104连接的通信链路的最佳无线接入点。例如,如果无线终端是属于父母的那一个,其中父母使用标识为位置174的主卧室,历史信息160将会以移动索引的形式或者以与结构152中的每个位置相关的通常时间值的形式提供移动信息。这样,无线接入点162可在接收到连接请求并连接到MT 104之后,在连接到MT 104之后的短时间内切换MT 104。
在这个例子中,如果历史信息指示无线终端104的ID及其相关的历史,指示出无线终端通常在标识为儿童书房的位置也就是位置176处停留的时间最多,那么无线接入点156将确定应当由无线接入点166来支持与无线终端104连接的通信链路。因此,无线接入点156进行操作,将MT 104切换到无线接入点166。最终,在图3的实施例中,虽然只有无线接入点164可用于通过互联网170通信,从而与其它无线接入点交换历史部分172,但是无线接入点164也可在无线局域网154内将历史部分172发送到无线接入点166、162和156。此外,例如,无线接入点156生成的历史部分172可以被无线接入点164接收并通过互联网170发送出去,以更新其它无线接入点中与无线终端104相关的历史信息。
在一个实施例中,历史信息仅发送到与无线终端104相关的历史信息中所涉及的无线接入点。因此,当连接历史增长时,由于无线终端连接到新的无线接入点,无线接入点中的历史信息被更新。在本发明的一个实施例中,无线接入点156从无线终端104接收到部分历史信息,使得无线接入点156能够促使新的无线接入点来决定切换。如果这部分历史信息中有足够的信息可以用来做出切换决定,则新的无线接入点做出决定,然后更新所涉及到的无线接入点中的历史信息。
如果这部分历史信息不是足够的,但是至少包括无线终端之前已经连接过的无线接入点的ID,新的无线接入点可与至少一个所标识的无线接入点通信,以接收历史信息,从而做出切换决策。因此,例如,如果无线接入点156是新的无线接入点,且线终端104的历史信息中标识有无线接入点164,那么无线接入点156连接到无线终端104,并通过无线接入点166和网络154、168从无线接入点164获取历史信息。
在一个实施例中,无线终端仅仅保留它之前连接过的无线接入点的ID。因此,在无线终端104与无线接入点连接后,它标识存储在它的存储器中且它之前连接过的一个或多个无线接入点。因此,即使无线终端仅提供它之前连接过的一个无线接入点的ID,无线终端目前连接的新无线接入点也能够生成历史部分172,用于发送到被标识的无线接入点,并与之交换历史信息。
之后,被标识的无线接入点当然就会获得无线终端的历史信息以及它曾经连接过的无线接入点的列表,因此能够将最新的无线接入点添加到该列表中,即使无线终端在全新的区域中且之前从来没有与该无线接入点通信。这样,这个新无线接入点能够接收到标识有多个无线接入点的全部历史部分172,使新的无线接入点能够做出切换决策,就是,形成如上所述的第一或第二结论。
图4是根据本发明实施例的超大服务区的功能框图。图4中的示意图可以与图1、2、3中的示意图结合。总的来说,图4示出了多个无线接入点,它们可形成彼此完全独立的服务区,同时都位于覆盖范围更大的另一个无线接入点的服务区内。例如,图4的无线网络200包括三个无线接入点202、204和206,它们分别支持服务区208、210和212,并通过网络214连接。网络214可以是有线或无线局域网或虚拟专用网。此外,无线接入点216连接到网络214,并支持与较小的传统服务区208、210和212完全交叠的超大服务区218。因此,本发明的一个方面包括,在图4的情况下,即无线终端104移动到无线接入点202的服务区208,且沿着方向220移动,是否保持与无线终端104的连接,或者是否将无线终端104切换到无线接入点204或206或者超大服务区无线接入点216。
如图所示,无线终端104位于超大服务区218内,例如,如果无线终端的历史信息显示无线终端基本上是在超大服务区218内不断移动,而不会固定在服务区208、210或212的一个中,接下来无线接入点202可确定无线接入点216最适于服务于无线终端104。出于示例的目的,允许无线接入点216服务于无线终端104的决定的基础是,由于连续的移动,无线终端104不会花太多时间停留在任何服务区208、210或212中。选择性地,服务区208、210或2 1 2可能有无线终端104经常停止移动的位置。选择性地,在一个实施例中,每个无线接入点都可以基于无线终端的通常负载要求以及无线接入点的可能移动或典型移动,来做出切换决策。
图5是根据本发明一个实施例的无线接入点的功能框图。无线接入点250包括处理器252,处理器252可通过一个或多个发射和接收电路经由一个或多个天线发射和接收信号。在图5所示的特定实施例中,无线接入点250包括用于发射输出通信信号的多个发射电路254以及相等数量的用于接收输入通信信号的多个接收电路256。发射和接收电路254和256中的每一个通常包括无线前端电路,用于将输出信号上变频为RF,并用于将输入RF信号下变频为中频或基带频率供后续处理。无线接入点250包括上行收发器(XCVR)端口278和无线下行XCVR端口276。在本发明的一个实施例中,无线接入点250是具有OFDM能力的设备,因此可使用多个输出发射路径发射高数据率通信,以集中发射通信信号。这样,无线接入点250可以发送用于实时应用的高吞吐量/高数据率通信流,例如流视频。
无线接入点250,更具体地,处理器252,包括操作逻辑,以支持常规操作以及根据本发明的各方面和实施例的操作。例如,处理器252包括处理器操作逻辑260,处理器操作逻辑260包括用于常规接入点操作的逻辑,包括OFDM通信。处理器252还包括历史信息生成和更新逻辑262,如在此所描述的,该逻辑生成和更新历史信息。处理器252还包括历史通信逻辑264,用于将至少一部分历史发送到其它无线接入点,如在此所描述。此外,基于存储在连接到处理器252或者与处理器252相关联的存储器内的历史信息,处理器252包括连接估计逻辑266,用以形成第一和第二连接结论。
处理器252还包括移动索引生成逻辑268,用于生成移动索引。处理器252还包括负载索引生成逻辑270、传输协议和无线分配逻辑272、以及信号质量判定逻辑274,用于执行在本文中所描述的操作。处理器252还用于通过至少一个输出端口生成至发射电路254的输出通信信号,并通过至少一个输入端口从接收电路256接收输入通信信号。每个下行收发器,也就是输出端口和对应的发射电路254或者输入端口和对应的接收电路,用于支持或服务与无线终端的无线通信。此外,根据一些通信协议,例如OFDM,多个收发器端口可用于支持或服务与单个无线收发器的通信链路。
本发明的另一方面在图5中示出,这个实施例可与本发明参照所有其它附图描述的任何实施例结合使用。发射电路254和接收电路256中的每一个都分别可以通过各个天线258发射或接收信号。但是,应当理解,当通过开关电路可操作地连接到其上时,可使用较少数量的天线。处理器252设置得可通过多个下行收发器端口与发射电路254和接收电路256的每一个通信。
图6是根据本发明实施例的方法的流程图。所述方法包括,无线接入点最初从无线终端接收连接请求或信标(步骤300)。在无线接入点接收到连接请求的情况下,无线接入点连接到移动手机。在无线接入点接收到信标的情况下,无线接入点生成至无线终端的通信信号,以提供连接信息。所述方法还包括接收无线终端的位置信息(步骤304)。位置信息可作为连接请求或信标的一部分,或者作为单独的信号而接收。然后位置信息被存储在无线终端的历史信息中,无论该历史信息仅仅是在该点上生成,还是仅仅使用新的位置信息更新。之后,该方法包括估计从无线终端接收到的信号的信号特征(步骤308),并将位置信息和信号特征存储到无线终端的历史信息中(步骤312)。
最后,该方法包括估计无线终端的历史,以确定在无线接入点接收到连接请求的实施例中,或者在无线接入点接收到信标的实施例中,是否保持与无线终端的连接,该方法包括确定是否生成通信信号,以促使无线终端和第二无线接入点彼此连接(步骤316)。换句话说,步骤316包括形成连接到无线终端的第一结论和促使无线终端和第二无线接入点彼此连接的第二结论。对于无线接入点接收连接请求的第一实施例,步骤316包括确定是否将无线终端切换到另一个无线接入点。
图7是根据本发明的另一个方法的流程图。图7所示的方法包括,最初从无线接入点接收无线终端(WT)的至少一部分历史,所述历史包括移动信息和连接历史(步骤320)。该方法还包括从无线终端接收连接请求,连接到无线终端,以及接收无线终端的位置信息(步骤324)。该方法还包括估计从无线终端接收的信号的信号特征(步骤328),并估计无线终端的可能移动形式和连接历史,确定是否应将无线终端连接到不同的无线接入点(步骤332)。在一个实施例中,移动指示器用于评价无线终端在某一指定服务区内移动的可能性。本发明的另一个实施例仅仅包括分配某些类型的参数,例如,时间,所述参数与无线终端曾经连接过的每个无线接入点的服务区相关联。可使用任何能使无线接入点至少大体确定无线终端可能停留还是移动到不同的服务区的参数。最后,该方法还包括基于移动(迁移率)信息和通常的负载来分配信道、发射功率等级、传输协议或者无线收发装置中的至少一个,作为做出连接决策的一部分(步骤336)。
例如,某些无线接入点和相关的服务区可能具有更好的配置,或更适合服务于有特定的通常负载或吞吐量要求的无线接入点。选择性地,基于无线接入点的历史,某些类型的通信协议甚至无线收发装置的类型可能比其它的更合适。这样,从无线终端接收信标或连接请求的无线接入点可以估计无线终端的历史,以确定最合适的无线接入点和服务区,以服务所连接的与无线接入点的通信。
图8是根据本发明的一个实施例的另一种方法的流程图。最初,该方法包括从无线接入点或无线终端接收无线终端的至少一部分历史,包括至少一个无线终端的移动信息和连接历史中的至少一个(步骤350)。之后,该方法包括从无线终端接收连接请求或信标,连接到无线移动终端,并接收无线终端的位置信息(步骤354)。之后,该方法包括基于与位置相关的移动信息,确定是否将无线终端切换到本地无线接入点或者超大服务区无线接入点(步骤358)。例如,移动信息可以是无线终端在每个无线接入点服务区花费的时间表的形式,如用百分比或比率或某个窗口的实际值表示;也可以是移动性索引(mobility index)的形式,其制表与特定的服务区相关,或者是任何允许无线接入点大概确定无线终端是否可能停留或通过的形式。在一个实施例中,移动性索引是与特定服务区相关的少数几个比率中的一个。例如,1表示无线终端极可能在特定的时间段内移动到本服务区外,2表示无线终端有点可能在特定的时间段内离开,3表示无线终端极可能在特定的时间段内停留在本服务区。其包括能够使无线接入点估计移动历史的所有变化。
作为本发明的选择实施例,无线接入点可以仅仅基于记录在与无线终端相关的历史中的其它方面,确定无线终端是否应该连接到本地无线接入点(包括它本身,作为可能的候选),还是连接到超大服务区无线接入点(包括它本身,作为候选的无线接入点)。例如,该决策可能基于无线接入点的通常负载要求或者无线接入点在超大服务区内移至的位置。因此选择性的方法步骤包括根据与无线终端的位置相关的通常负载要求,确定是否促使无线终端连接到本地无线接入点或超大服务区无线接入点(步骤362)。
最后,作为本发明的实施例的附加方面,该方法包括估计当前使用量和无线终端位置的步骤,并在由于无线终端的移动和/或信道冲突和/或负载原因导致要求切换之前,确定是否将无线终端切换到不同的无线接入点(步骤366)。例如,如果无线接入点开始朝向另一个服务区移动,正为其服务或连接的无线接入点可以在需要切换之前,就决定进行适当切换,从而使正在进行的数据传输的干扰最小化。
图9是根据本发明的另一个实施例的方法流程图。该方法包括最初从无线终端接收连接请求或信标中的一个,并将无线终端的位置信息存储在与无线终端相关的历史信息中(步骤400)。之后,方法包括估计从无线终端接收到的信号的信号特征,并将信号特征存储在无线终端的历史信息中(步骤404)。
该方法还包括估计无线终端的历史和无线终端的当前位置,以形成保持连接到无线终端的第一结论和生成通信信号以促使无线终端和第二无线接入点彼此连接的第二结论,所述历史信息包括至少一个移动历史和移动索引(步骤408)。换句话说,这个步骤包括在无线局域网内执行从一个无线接入点到另一个的切换。之后,该方法包括将无线终端的至少一部分历史发送到第二无线接入点或者第三无线接入点,或者从第二无线接入点或者第三无线接入点接收无线终端的至少一部分历史(步骤412)。
最后,该方法包括基于无线终端的历史、无线终端的移动信息、以及无线终端的通常负载要求,分配信道、发射功率等级、传输协议或无线收发装置中的至少一项,其中无线接入点估计无线终端的可能移动形式,作为做出连接决策的一部分,并作为分配信道、发射功率等级、传输协议或无线收发装置中的至少一项、从而与无线终端通信的一部分(步骤416)。
本专业普通技术人员会意识到,术语“基本上”或“大约”,正如这里可能用到的,对相应的术语提供一种业内可接受的公差。这种业内可接受的公差从小于1%到20%,并对应于,但不限于,组件值、集成电路处理波动、温度波动、上升和下降时间和/或热噪声。术语之间的相关性从几个百分点的差别到显著不同。
本专业普通技术人员还会意识到,术语“可操作地连接”,正如这里可能用到的,包括通过另一个组件、元件、电路或模块直接连接和间接连接,其中对于间接连接,中间***组件、元件、电路或模块并不改变信号的信息,但可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。正如本专业普通技术人员会意识到的,推断连接(亦即,一个元件根据推论连接到另一个元件)包括两个元件之间用相同于“可操作地连接”的方法直接和间接连接。
虽然本发明容易受到各种修改和替换形式的影响,但是其特定实施例已经通过附图和具体实施方式示出。但是,应当理解,其附图和具体实施方式并不用于使本发明限制与所公开的特定形式,相反,本发明涵盖了所有落入本发明的权利要求所定义的精神和范围内的修改、等同和替换。所这里看到的,可以以许多不同的方式修改所描述的实施例,而不脱离本发明的范围和教导。

Claims (10)

1.一种通信架构,其特征在于,包括:
第一接入点,带有第一上行收发器和第一无线下行收发器;
第二接入点,带有第二上行收发器和第二无线下行收发器;
多个第一无线终端,每个都将其位置相关信息发送到第二接入点;
所述第二接入点通过所述第一上行收发器和第二上行收发器,将所述发送的位置相关信息随相关的操作信息发送到所述第一接入点;
第二无线终端,将其位置相关信息发送到第一接入点;以及
所述第一接入点将与所述第二无线终端相关的操作信息与所述发送的操作信息比较,以便将所述第二无线终端切换到另一个无线接入点。
2.根据权利要求1所述的通信架构,其特征在于,所述发送的操作信息包括移动信息,以及部分基于所述移动信息进行切换的决策。
3.根据权利要求2所述的通信架构,其特征在于,所述移动信息包括历史信息,所述历史信息是与无线终端在每个连接位置的持续时间相关的连接历史。
4.根据权利要求3所述的通信架构,其特征在于,所述历史信息用于生成移动索引,所述移动索引用于切换决策。
5.一种通信架构中布置的无线接入点,其特征在于,所述无线接入点能够通过主干通信路径与其它无线接入点通信,以交换第一无线终端组的操作信息,所述无线接入点包括:
上行收发器电路,其通过所述主干通信路径交换所述操作信息;
下行收发器电路,其从第二无线终端接收位置信息;
存储器,用于存储所述操作信息和所述位置信息;以及
所述上行收发器电路通过所述主干通信路径发送包括位置信息的操作信息。
6.根据权利要求5所述的无线接入点,其特征在于,所述上行收发器电路接收操作信息,所述操作信息包括所述第一无线终端组和所述第二无线终端的历史信息,所述历史信息包括移动历史。
7.根据权利要求6所述的无线接入点,其特征在于,所述下行收发器电路在接收所述位置信息之前,从所述第二无线终端接收连接请求,其中:
在第一结论中,基于与第二无线终端的位置信息相关的第二无线终端的历史信息,确定保持与所述第二无线终端的连接;以及
在第二结论中,基于与第二无线终端的位置信息相关的第二无线终端的历史信息,确定切换所述第二无线终端。
8.一种在无线接入点中控制与无线终端通信的方法,其特征在于,包括:
从无线终端接收连接请求或信标中的一个,并连接到所述无线终端;
接收所述无线终端的位置信息;
估计从所述无线终端接收到的信号的信号特征;
将所述位置信息和所述信号特征存储在所述无线终端的历史信息中;以及
估计所述无线终端的历史和当前位置,以形成第一结论,保持与所述无线终端的连接;或形成第二结论,生成通信信号,促使所述无线终端和第二无线接入点彼此连接。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括将所述无线终端的至少一部分历史发送到所述第二无线接入点。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括从所述第二无线接入点接收所述无线终端的至少一部分历史。
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