短距离无线终端的控制.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200480043403.9

申请日:

2004.06.29

公开号:

CN1973487A

公开日:

2007.05.30

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移IPC(主分类):H04W 52/02登记生效日:20160115变更事项:专利权人变更前权利人:诺基亚公司变更后权利人:诺基亚技术有限公司变更事项:地址变更前权利人:芬兰埃斯波变更后权利人:芬兰埃斯波|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H04L12/28(2006.01); H04L12/56(2006.01); H04Q7/38(2006.01)

主分类号:

H04L12/28

申请人:

诺基亚公司;

发明人:

阿斯·西尼瓦阿拉; 西蒙·布莱克; 乔纳森·P·埃德奈伊; 克里斯托弗·凯利

地址:

芬兰埃斯波

优先权:

专利代理机构:

北京市金杜律师事务所

代理人:

张维

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内容摘要

本发明涉及控制能够在第一基于信标的网络中和在第二基于信标的网络中、并且在第一基于信标的网络中具有激活状态和节能状态的短距离无线终端的操作的方法。为了在两个网络中进行无缝操作,如果需要在第二基于信标的网络中操作,则终端转至关于第一基于信标的网络的节能状态。然而,只通知第一基于信标的网络终端转至节能状态,但并不掉电,终端在第二基于信标的网络中成为激活的。

权利要求书

1.  一种控制能够在第一基于信标的网络中和在第二基于信标的网络中操作的短距离无线终端的方法,所述方法包括下列步骤:
控制所述短距离无线终端以进入关于第一基于信标的网络的节能状态;以及
响应于所述控制步骤,启动在第二基于信标的网络中的操作,
其中,当要启动在所述第二基于信标的网络中的所述操作时,如果所述短距离无线终端处在关于所述第一基于信标的网络的激活操作状态,则执行所述控制步骤。

2.
  根据权利要求1所述的方法,还包括下列步骤:
暂停在所述第二基于信标的网络中的所述短距离无线终端的所述操作;以及
在所述暂停步骤期间接收所述第一基于信标的网络的信标广播。

3.
  根据权利要求2所述的方法,其中所述接收步骤包括接收所述短距离无线终端的专用数据的子步骤。

4.
  根据权利要求2所述的方法,还包括恢复在所述第二基于信标的网络中的所述操作的步骤,所述恢复步骤是响应于所述接收步骤执行的。

5.
  根据权利要求1所述的方法,其中所述启动步骤包括控制所述短距离无线终端从在所述第一基于信标的网络中使用的第一射频改变为在所述第二基于信标的网络中使用的第二射频。

6.
  根据权利要求4所述的方法,还包括确定所述恢复步骤的时刻的步骤,所述确定步骤是在所述暂停步骤期间执行的。

7.
  根据权利要求6所述的方法,其中所述确定步骤包括下列步骤:
接收属于所述第二基于信标的网络的至少一个其他短距离无线终端的消息;以及
根据所述接收的消息定义所述时刻。

8.
  根据权利要求1所述的方法,还包括下列步骤:
维护所述第一基于信标的网络的第一定时器,所述第一定时器指出在所述第一基于信标的网络中的信标广播时刻;
维护所述第二基于信标的网络的第二定时器,所述第二定时器指出在所述第二基于信标的网络中的信标传输时刻;以及
维护所述第一定时器与所述第二定时器之间的偏移量。

9.
  根据权利要求3所述的方法,还包括将所述终端返回到关于所述第一基于信标的网络的所述激活操作状态的步骤,所述返回步骤是响应于所述接收子步骤执行的。

10.
  根据权利要求3所述的方法,还包括恢复在所述第二基于信标的网络中的所述操作的步骤,所述恢复步骤是响应于所述接收子步骤执行的。

11.
  根据权利要求8所述的方法,其中所述暂停和所述接收步骤是根据所述第一基于信标的网络中的所述信标广播时刻以规则的时间间隔执行的。

12.
  一种用于短距离无线网络的无线终端,所述无线终端包括:
第一操作模式,用于在第一基于信标的网络中操作;
第二操作模式,用于在第二基于信标的网络中操作;以及
第一控制装置,用于控制所述无线终端进入关于所述第一基于信标的网络的节能状态;
其中所述第一控制装置配置成响应于命令进行操作以恢复所述第二操作模式,所述命令是在所述终端处于关于所述第一基于信标的网络的所述激活操作状态时接收的。

13.
  根据权利要求12所述的无线终端,还包括第二控制装置,用于在基本上在所述第一基于信标的网络的所选择的信标广播时刻,暂停在所述第二操作模式中的所述操作。

14.
  根据权利要求13所述的无线终端,其中所述第二控制装置配置成在基本上规则的时间间隔暂停在所述第二操作模式中的所述操作。

15.
  根据权利要求13所述的无线终端,其中所述第二控制装置包括与在所述第一基于信标的网络中广播的定时信息同步的第一定时器。

16.
  根据权利要求13所述的无线终端,还包括第三控制装置,用于恢复在所述第二操作模式中的所述操作。

17.
  根据权利要求16所述的无线终端,其中所述第三控制装置包括用于控制所述无线终端从第一射频到第二射频的装置。

18.
  根据权利要求15所述的无线终端,还包括第二定时器,用于指出在所述第二基于信标的网络中的信标广播时刻,所述第二定时器用所述第一定时器同步。

19.
  一种计算机可用媒体,具有在其上具体实现的控制短距离无线终端的计算机可读程序代码,所述计算机可读程序代码包括:
第一计算机可读程序代码部分,用于接收命令以启动在第二基于信标的网络中的操作;以及
第二计算机可读程序代码部分,用于控制所述短距离无线终端以进入关于第一基于信标的网络的节能状态,所述第二计算机可读程序代码配置成在接收到所述命令时,如果所述短距离无线终端处于关于所述第一基于信标的网络的激活操作状态,则响应于所述命令控制所述短距离无线终端。

说明书

短距离无线终端的控制
技术领域
本发明涉及广播信标帧的短距离无线通信系统。更具体地,本发明涉及对能够在至少两个不同的网络中操作的短距离无线终端的控制。
背景技术
当前向真正移动计算和网络互联的进展已经导致各种接入技术,这些接入技术还为用户在他们不在各自的归属网络中时提供对互联网的接入。目前,无线互联网接入通常基于短距离无线系统或移动网络,或者这两者。
短距离无线系统的典型距离为一百米或更小一些。它们通常在与互联网有线连接的系统相结合提供远距离通信。短距离无线系统的种类包括无线个人区域网(PAN)和无线局域网(WLAN)。它们的共同特征是操作在射频频谱的无需许可的部分,通常是操作在2.4GHz的工业、科学和医学(ISM)频带或5GHz的无需许可的频带。
无线个人区域网使用低成本、小功率的无线设备,典型的距离为十米左右。无线个人区域网技术的最好的已知示例是使用2.4GHz的ISM频带的蓝牙。它提供了1Mbps的最大空中链路速度,功耗低到足以适用于诸如PDA和移动电话之类的个人便携式电子设备。无线局域网通常以10至100的较高的最大速度操作,具有较大的距离,需要耗费较大的功率。
无线LAN系统典型的是有线网的扩展,为移动用户提供对有线网的无线接入。无线局域网技术的示例包括:IEEE 802.11a,设计成操作在5GHz的无需许可的频带,使用正交频分多路复用(OFDM)以最高为54Mbps的数据率进行传送;802.11b,设计成操作在2.4GHz的ISM频带,使用直接序列扩频(DSSS)以最高为11Mbps的数据率进行传送;以及HIPERLAN标准,设计成操作在5GHz的无需许可的频带。
在无线LAN技术中,可用于网络配置的两种基本网络拓扑是ad-hoc(对等)网和基础设施网。Ad-hoc网由两个或更多个独立的移动终端形成而不需要基站服务,即在ad-hoc网中终端在对等的基础上进行通信。Ad-hoc网通常为临时目的形成。而基础设施网包括一个或多个称为接入点的无线基站,它们形成有线的基础设施部分。在这种典型网络中,所有的业务量,无论是在两个终端之间的业务量还是在终端与有线网之间的业务量,都通过接入点,即移动终端不是在对等的基础上进行通信。移动终端装备有无线LAN卡,据此它们能接入有线网或建立ad-hoc网。在基础设施网中,接入点与至少一个终端形成一个基本服务组(BSS),而ad-hoc网也称为独立的BSS(IBSS)。
在无线终端试图接入基础设施网时,在终端可以成为基础设施网的成员前,要对终端的用户进行验证。在对终端实施验证和将本身与基础设施网相关联后,用户可以通过有关的接入点启动使用可用的服务。
在使用通过诸如企业网或归属网之类的各种网络的接入点可以得到的服务时,用户可能还希望建立或加入ad-hoc网。例如,用户可能希望在与基础设施网关联的同时从附近终端下载诸如音乐之类的内容或与另一个终端的用户进行游戏。与当前网络有关的缺点是,如果用户进入ad-hoc操作模式,在基础设施网中现有的关联就会被撤除。也就是说,终端的用户在他离开ad-hoc模式而重新进入基础设施网时必需再经过验证和创建新的关联。这个缺点涉及到在基于信标的系统中终端必须监视在信标帧中广播的信息的事实。在基础设施网中,每个接入点按规则的时间间隔发送信标帧,而终端使它们的操作与信标传输的节奏同步。信标传输包括例如定时信息和有关发送接入点的能力的信息。目前,同时在两个不同的基于信标的网络中操作是不可能的,在一个网中的现有的关联在进入另一个网时就会失去。
本发明的目的是寻求可以缓解以上所述的基于信标的无线网的缺点的解决方案。
发明内容
本发明寻求为在基于信标的网络中的短距离无线终端的操作提供一种新的机制,以允许终端可以在一个诸如ad-hoc网络之类的网络中操作而不需要脱离另一个诸如基础设施网之类的网络。
在本发明中,如果需要在诸如ad-hoc网络之类的第二基于信标的网络中操作,则终端转至关于诸如基础设施网之类的第一基于信标的网络的节能状态。然而,只是通知第一基于信标的网络终端转至节能状态,但并不掉电,终端在第二基于信标的网络中成为激活的。在第二基于信标的网络中激活的同时,终端按基本上规则的时间间隔接收第一基于信标的网络的信标,即在第二基于信标的网络中的操作以规则的时间间隔暂停接收来自第一基于信标的网络的数据,并且暂停检查是否可以继续在第二基于信标的网络中操作。在接收第一基于信标的网络的信标的同时,终端仍保持在关于第一基于信标的网络的节能状态。因此,节能状态是指终端在此期间节省它的电池,并且只是以预定方式被唤醒以检查是否有同一个网络中的另一个元件为它缓存的数据的状态。
因此,本发明的一个实施例是提供一种控制能够在第一基于信标的网络中和在第二基于信标的网络中操作的短距离无线终端的方法。这种方法包括下列步骤:控制短距离无线终端以进入关于第一基于信标的网络的节能状态;以及响应于控制步骤,启动在第二基于信标的网络中的操作,其中,当要启动在第二基于信标的网络中的操作时,如果短距离无线终端处在关于第一基于信标的网络的激活操作状态,则执行控制步骤。
在另一个方面,本发明提供了一种用于短距离无线网络的无线终端。这种无线终端包括:第一操作模式,用于在第一基于信标的网络中操作;第二操作模式,用于在第二基于信标的网络中操作;以及第一控制装置,用于控制无线终端进入关于第一基于信标的网络的节能状态的;其中第一控制装置配置成响应于命令进行操作以恢复第二操作模式,该命令是在终端处于关于第一基于信标的网络的激活操作状态时接收的。
在又一个实施例中,本发明提供了一种计算机可用媒体,具有在其上具体实现的控制短距离无线终端的计算机可读程序代码。该计算机可读程序代码包括:第一计算机可读程序代码部分,用于接收命令以启动在第二基于信标的网络中的操作;以及第二计算机可读程序代码部分,用于控制短距离无线终端以进入关于第一基于信标的网络的节能状态,该第二计算机可读程序代码配置成接收到命令时,如果所述短距离无线终端处于关于第一基于信标的网络的激活操作状态,则响应于命令控制短距离无线终端。
本发明允许维持基础设施网络中的关联,虽然移动终端成为在ad-hoc网中是激活的。因此,在终端恢复在基础设施网中操作时不需要验证或建立新的关联,这使得在两个网络中可以进行无缝操作。此外,本发明的这种解决方案允许基础设施模式对于任何进或出的业务量保持“活力”。例如,在有些环境中,由于成本问题可以给VoIP业务优先权。本发明的解决方案使得终端即使在ad-hoc网中操作也可以接收VoIP呼入和进行VoIP呼出。
从以下详细说明和附图中可以清楚地看到本发明的其他特征和优点。
附图说明
下面将结合附图中的图1至10所示的示例对本发明及其许多实施例进行较为详细的说明,在这些附图中:
图1说明了包括ad-hoc网的通信环境的示例;
图2说明了在本发明中所用的MAC实体;
图3说明了有三个操作在ad-hoc模式、同时与基础设施网的接入点关联的终端的系统的实施例;
图4至6为说明无线终端按照本发明的一个实施例进行操作的流程图;
图7为说明在本发明的一个实施例中无线终端的操作情况的时间线程;
图8为说明按照本发明的一个实施例同步终端的ad-hoc模式和基础设施模式的流程图;
图9说明了共享公共无线电资源的两个MAC实体的操作的一个实施例;以及
图10为说明按照本发明的一个实施例的终端的基本元件的方框图。
具体实施方式
图1说明了典型的WLAN通信系统。这个系统包括一个或多个WLAN网100,每个WLAN网由网关101(路由器)连接到另一个含有服务提供商102的诸如互联网之类的网络上。每个WLAN网包括一个或多个接入点103,每个接入点与接入点的覆盖区域(即小区)内的终端进行无线通信,从而形成终端与有线网之间的网桥。
如上面所提到的,在基础设施网中接入点与至少一个终端形成一个基本业务组(BSS)。一系列BSS于是形成扩展业务组(ESS)。这些BSS通过可以是发送TCP/IP分组的诸如以太网LAN之类的有线网或是无线网或者是这两者的组合的分发系统(DS)相互连接。然而,IEEE802.11LAN的基本类型是包括两个或更多个终端的独立BSS(IBSS)。IBSS的这些终端形成ad-hoc网110。
本发明的终端为短距离无线通信终端,优选的是基于无线局域网的IEEE 802.11标准的终端。这些终端可以是便携式计算机、PDA设备、智能电话或其他这样的移动终端120。以与普通GSM电话机同样的方式,用户操作的终端可以由两部分组成:实际的订户设备,例如便携式计算机(带有软件的);以及标识模块,从网络来看,设备只有在其中插入了标识模块时才成为起作用的终端。标识模块例如可以是(通用的)用户标识模块((U)SIM)、用户标识模块(UIM)或(用户)集成电路卡((U)ICC)。然而,终端同样可以是传统的、其中没有使用标识模块的WLAN终端。在本发明中,在ad-hoc网络中操作的终端也可以与基础设施网相关联。
系统通常还含有WLAN网的验证服务器130。验证服务器通过安全的连接与以上所提到的网关连接,该安全的连接通常是通过运营商网络或通过互联网建立的TCP/IP连接。如下面所要说明的那样,在基础设施网中接入点广播信标消息30,而在ad-hoc网中终端分担这个职责。
由于本发明并不涉及WLAN系统的体系结构,因此在这里就不对它进行详细说明。
IEEE标准802.11为无线LAN定义了物理层选项和MAC(媒体接入控制)层协议。图2说明了IEEE 802.11标准的协议体系结构。如图所示,实际的MAC协议在0SI分层模型的第二层,数据链路层(DLL),的较低子层中操作。MAC管理层支持关联和漫游功能,它还控制例如节能功能、验证和加密机制、终端同步。MAC管理层还维护MAC层管理数据库,即MAC层的MIB(管理信息库)。MAC层与物理管理层配合,以维护该数据库。
物理层分成两个子层,它们为PLCP(物理层汇聚协议)子层和PMD(物理媒体相关)子层。PLCP的目的是提供对PMD的最小的依赖性,以便简化物理层与MAC层之间的接口。
解决同时与ad-hoc网和基础设施网关联的简单途径是使终端具有两个完全独立的接口,每个有各自的无线电和天线。然而,这是一个不切实际的解决方案,例如,因为这增加了终端的成本、需要更多的空间和引起干扰问题。因此,在本发明的以下实施例中,假设终端配备有单个物理无线电。
在本发明的一个实施例中,在配备有单个物理无线电的终端中引入了两个逻辑MAC实体。也就是说,MAC和MAC管理层包括逻辑上分离的用于基础设施模式和ad-hoc模式的MAC实体。这可以通过使用两个各有专用MAC地址的MAC实体来实现,或者通过使用单个MAC实体并以按照寻址和知道IBSS的全体成员的逐帧的方式多路复用业务量来实现。图2通过示出由控制实体20控制的两个平行的MAC和MAC管理层,说明了前一种情况。从逻辑上来看,无线终端因此包括两个共享公共无线电的MAC实体:一个MAC实体用于加入基础设施BSS和在基础设施BSS中操作,而另一个MAC实体用于加入IBSS和在IBSS中操作。图3示出了这种情况,其中三个终端通过它们的第一逻辑MAC实体,图中标为MAC1,成为IBSS的成员,而同时通过它们的第二逻辑MAC实体,图中标为MAC2,与基础设施接入点31关联。
如果两个MAC实体在不同的信道上操作,两个MAC传输之间就不会有冲突的可能。然而,由于只有单个无线电,每个MAC实体将只有部分时间有权使用无线电。因此,终端必需配备有用于将无线电资源分配给两个逻辑MAC实体的机制。
在本发明的一个实施例中,用所谓分时隙的途径来分配无线电资源。在分时隙的途径中,将基础设施模式和ad-hoc模式的操作协调成在每个模式中数据在与另一个模式的发送周期不交叠的所规定的周期期间发送。
这种分时隙的途径的实施例因此要求不向可能与基础设施接入点通信的IBSS终端进行发送。类似地,基础设施接入点不可以在IBSS正在操作期间向IBSS的任何终端发送。为此,可利用WLAN标准所定义的节能状态。按照该标准,终端可以向接入点表明它进入节能状态。接入点于是假设该终端掉电,从而将待处理的业务量排队,直到以后该站点再次进入激活模式的议定的时间。在本发明中,终端通知接入点它即将进入节能状态,但是并不掉电,而是转到另一个信道并加入IBSS。图4至6为说明终端按照本发明的一个实施例进行操作的流程图。图4说明了终端在加入基础设施网,转到IBSS而不解除与基础设施网的关联,并且在IBSS中操作的同时周期性地收听基础设施网中的信标时的操作情况。图5说明了在IBSS操作期间从接入点接收数据,而图6说明了终端在它从接入点接收了数据后返回到ad-hoc模式时的操作情况。
参见图4,无线终端首先通过与基础设施网的接入点的关联接入这个基础设施网(步骤400)。在这个连接中,终端可以将在节能状态使用的收听时间间隔的长度通知接入点。
在与接入点关联后,无线终端可以以正常方式在基础设施网中操作。在这个背景中,终端监视是否要进入ad-hoc模式(步骤401)。如果用户那时决定执行要求终端进入ad-hoc模式的操作,就产生模式触发,即进入ad-hoc模式的命令。在终端检测到要进入ad-hoc模式时(步骤402),它通知接入点,它即将进入节能状态(步骤403)。这可以通过使用功率管理比特以正常方式执行,以指出终端的新的功率管理模式。
在终端将它的节能状态通知接入点后,启动IBSS或加入现有的IBSS(步骤404)。在以ad-hoc模式操作时,终端周期性地暂停ad-hoc的操作,以从接入点信道接收基础设施信标,并且检查接入点是否已经为它缓存了数据(步骤406至408)。检测到接入点已经为它缓存了数据后,终端准备好接收所述数据。接收数据的情况将结合图5进行说明。如果没有给终端的数据,终端就返回到IBSS信道。这将结合图6进行说明。
参见图5,接入点所缓存的数据可以是广播数据、多播数据和/或单播数据。接入点始终在信标后立即发送广播和多播数据而不等待PS-Poll消息,即广播和多播数据始终在单播数据之前。因此,如果接入点已经缓存了广播或多播数据,这数据首先被终端接收(步骤502)。此后,如果还缓存有给终端的单播数据,终端就向接入点发送PS-Poll帧(步骤503),而接入点通过向终端发送定向数据帧进行响应(步骤504)。终端继续发布PS-Poll消息,只要还有给它的定向数据帧,或者只要它决定接收所述数据。通过发布PS-Poll消息,终端因此可以调整来自接入点的帧递送。代替以上所说明的一个PS-Poll消息触发一个定向数据帧的发送的机制,可以应用任何适当的机制来向终端传送定向数据帧。
图6说明了在本发明的一个实施例中终端在返回到ad-hoc模式时的操作情况。在可以重新启动实际IBSS操作(图4中的步骤405)前,终端可以发现是该IBSS中的成员的其他终端(步骤601)。在所有的成员都在IBSS信道上时,恢复IBSS操作,即终端跳转至步骤405。可以例如通过发送轮询消息来执行发现其他IBSS成员。在一段预定长度的周期内响应的所有终端于是在IBSS操作恢复时形成IBSS。
图7为说明在本发明的一个实施例中无线终端的基本操作的时间线程。图中假设IBSS已经建立,而且终端已经将它的节能状态通知基础设施网的接入点。终端也可以在早些时候就已进入该功率状态,即它可以在从用户接收到启动在ad-hoc网中操作的命令时已经处在节能状态。
如图7所示,将IBSS的操作暂停某个周期,该周期在这里称为基础设施时隙。每个基础设施时隙在一个由终端的基础设施收听时间间隔限定的信标预期到达时启动,而在终端重新启动IBSS操作时结束。基础设施收听时间间隔在这里是指在两个相继的基础设施时隙之间的基础设施信标的个数。在图7这个示例中,假设基础设施网的每个信标在ad-hoc模式期间接收,即基础设施收听时间间隔是1。然而,基础设施收听时间间隔也可以是多个基础设施信标时间间隔,特别是如果基础设施网中相继的DTIM(递送业务量指示消息)之间的周期是多个信标时间间隔。基础设施收听时间间隔的长度也可以取决于例如在IBSS中运行的应用的要求。此外,IBSS的不同终端使用不同长度的基础设施收听时间间隔,虽然正在通信的终端通常使用同样的基础设施收听时间间隔。
在基础设施模式中,接入点是负责定时同步功能(TSF)的定时主脉冲。在信息帧中,接入点发送是它的TSF定时器的拷贝的时戳,以同步与接入点关联的终端。如果终端的TSF定时器与所接收的时戳不同,终端就将它的定时器设置到所接收的时戳值。在IBSS中,终端只有在值大于它自身的TSF定时器的时候才更新它的TSF定时器。因此,在IBSS中,TSF定时器以IBSS终端的最快的TSF定时器的速度运行。这使得两个网络的TBTT的时刻相互偏离。这个偏离可以通过将在终端中所保持的两个TSF定时器之间的偏移量保持固定来消除。基础设施模式的TSF定时器可以根据所接收的基础设施信标的时戳直接更新,而IBSS的TSF定时器可以用所述时戳和固定偏移量更新。在基础设施信标之间,IBSS的TSF定时器可以进一步借助于IBSS信标中的时戳更新。
图8说明了在本发明的一个实施例中的定时操作。所示的操作通常包括终端建立IBSS。首先,在步骤800,终端确定基础设施定时,即终端确定基础设施网中的信标时间间隔。终端然后将IBSS信标时间间隔设置为某个值(步骤801),该值通常等于基础设施网中的信标时间间隔或它的倍数,并且设置在两个网络之间的固定TSF偏移量(参见图7)(步骤802)。然后,用以上参数值启动IBSS,即使得两个网络的相继信标之间的时间差与所设置的偏移量值相应,而IBSS中的信标时间间隔与所设置的时间间隔值相应。IBSS的每个成员用已知的机制接收这些参数。这些参数还可以包括基础设施收听时间间隔的值。在IBSS已经启动,进行操作时,每个终端在以上所说明的基础设施时隙期间接收基础设施信标,并且根据所接收的时戳和所设置的偏移量值更新TSF定时器(步骤804和805)。
由于每个终端的TSF定时器相互同步,而所有的站点都知道接入点的TBTT,因此它们还知道什么时候它们必须从IBSS信道切换到接入点信道。这些终端留在接入点信道上,直到接入点已经递送了所有的广播/多播业务量和所有的给IBSS的成员的定向业务量。可选择地,每个终端在接收到它自己的业务量后,立即离开接入点信道。因此,终端可以同步或非同步地返回到IBSS。在下面将简要地说明这种情况。
由于接入点发送的信标指出了接入点已经为哪些终端缓存了数据,因此这可以被利用以使得终端同步地返回到IBSS信道。在本发明的一个实施例中,IBSS的每个终端可以确定接入点具有专用数据要给IBSS的哪些其他成员。此外,IBSS中的每个站点可以跟踪指向IBSS的成员的帧中“较多数据”比特,并且确定什么时候不再有为IBSS的任何成员缓存的帧。此时,IBSS中的站点可以返回到IBSS信道。然而,普通的ad-hoc操作还允许终端非同步地返回到IBSS信道。在ad-hoc网中,终端可以发送ATIM帧,以向另一个终端指出所缓存的数据等待被递送给所述另一个终端。由于接收终揣必需确认专用的ATIM帧,因此这种机制还指出接收终端是否已经返回到IBSS。也就是说,如果ATM帧没有被确认,则发送终端就假设接收终端还没有返回到IBSS。
在基础设施时隙方面,对于不同类型的应用可以接收不同类型的数据。接收到与基础设施时隙有关的数据后,终端可以根据所考虑的应用判定它还留在节能状态还是返回到关于基础设施模式的激活模式。例如,如果VoIP应用检测到有给终端的呼入,终端可以返回到关于基础设施网的激活模式,也可以继续以上面所说明的方式在两个网络之间切换(即,保持在关于基础设施网的节能模式)。在后一种情况下,可以缩短基础设施收听时间间隔,以便减小接收延迟。在前一种情况下,终端可以(如果可能的话)将它进入节能状态通知IBSS的其他成员。然而,这在发送终端在任情况下都将在发送实际数据帧前发送通知的环境中可以不是必需的。取决于进入的数据,应用还可以命令终端离开IBSS。每当基础设施假设终端始终处在激活状态时,离开IBSS也可以是必需的。
也可以执行IBSS操作的定时使得广播信标的IBSS终端以上面所说明的方式更新它的TSF定时器和广播指出下一个基础设施时隙的启动的附加时戳。这允许基础设施收听时间间隔由所述终端逐个改变。
上面假设了IBSS中的所有终端都处在相互的作用距离中。然而,新的终端可能没有处在IBSS中的终端所关联的接入点的覆盖区域中。处理这个问题的简单方式是禁止该终端加入IBSS。然而,另一个接入点可能处在所有终端的距离中。可以对此进行测试,使得每个新的站点在试图加入时给出在它的距离中的所有接入点(很可能只有少数几个)的列表。如果已知IBSS中每个终端的这样的信息,信标终端(即具有广播信标的责任的终端)就可以确定是否有可能转到一个新的接入点。如果没有新的接入点可用,则拒绝新的终端加入。如果发现一个适当的接入点,可以希望IBSS的终端漫游到这个接入点。漫游也可以是强制性的,或者因为接入点消失,或者因为IBSS终端中的一个或多个简单地移动到接入点的距离之外。如果漫游到的接入点已经知道,在信标终端与新的接入点进行关联时可以暂停IBSS的操作。一旦信标终端恢复,启动发送信标,其他站点就可以加入IBSS,似乎是从头启动。如果新的接入点还不知道,终端可以扫描接入点,并且将结果发送给信标终端。信标终端于是可以选择最佳的接入点,从而可以调用上面所说明的过程。
下面将比较详细地说明新的终端加入现有的IBSS的过程的示例。新的终端可以首先扫描IBSS,并且或者接收信标或者探测响应。终端于是得到关于在基础设施BSS中其他站点所关联的接入点的信息。这可以借助于信标中的适当的信息元素或者借助于请求-响应协议得到。一旦新的终端接收到关于接入点的信息,它就对这个接入点进行扫描,并且与它关联。然后,它可以返回到IBSS信道和再次对IBSS进行扫描。一旦它发现了IBSS,它就向发送信标或探测响应的IBSS终端发送定向帧,宣布它加入IBSS和给出它的关于基础设施接入点的关联标识符。信标终端于是向IBSS的所有成员发送定向帧,指出有新的终端加入IBSS。新的终端跟踪这些帧,并且建立IBSS中所有终端的数据库。最后,信标终端通知新的终端加入已完成,同时授予IBSS新的关联标识符,并且将必要的参数通知该终端。使用定向帧而不是多播的原因是为了保证可靠性。此外,节能在IBSS中可以是激活的,因此向新的终端只保证信标终端是唤醒的。信标终端可以在确信IBSS中所有的终端都唤醒时将信息转发给它们。在对新的终端最终确认以前,它可以不向IBSS的其他成员发送任何帧。此外,它可以与它们一起跳到接入点信道,如果有一个要接收的信标预期到达的话,而且也可以接收多播/广播业务量,但是此后可以立即返回到优选信道,而不向接入点请求任何定向帧。信标终端在接入点信道上不发送涉及加入的任何业务量而是等待到终端返回到IBSS信道。
应指出的是,在信标终端接收来自新的终端的原始请求时,它可能是在唤醒的IBSS中仅有的终端。它于是将等待到下一个信标,并且公布它希望用ATIM发送的帧。在IBSS中每个其他终端接收到指出新的终端试图加入的帧时,它必须保持唤醒,直到加入过程完成。
在本发明的另一个实施例中,基础设施接入点和IBSS在同一个信道上操作,即IBSS建立在接入点的信道上或者IBSS的终端转到这个信道。在IBSS漫游到另一个接入点的覆盖区域方面,可以利用将IBSS转到另一个信道的过程。选择IBSS信道主要考虑的是容量、干扰和定时问题。如果为IBSS选择了接入点信道,很可能在该信道上有干扰,因为很可能还有不是IBSS的成员但希望与接入点通信的其他终端在这同一个信道上。这还降低了终端和接入点的性能。如果为IBSS选择了接入点信道之外的另一个信道,就需要保留足够的保护时间,使终端在两个信道之间进行切换用。
采用以上机制,公共的无线电资源可以由两个操作模式共享。此外,可以用冲突避免机制来防止MAC实体同时试图使用公共的无线电资源。为此,可以使用一种基于传统网络的虚拟载波检测机制的机制。在传统的网络中,终端维护一个称为网络分配向量(NAV)的指示符,用来指出什么时候媒体是为另一个终端保留的。终端维护这信息,用它与物理载波检测一起来检测媒体的占用状态。在物理层中确定媒体使用的当前状态的逻辑功能通常称为空闲信道评估(CCA)功能。这个机制还可以用于本发明的双MAC终端,如图9所示。首先,将所发送的数据帧循环回非发送MAC实体,使非发送MAC实体设置其NAV值,并且制止发送会冲突的帧。其次,生成逻辑CCA值,向非发送MAC实体,指出信道正被占用。图9的冲突避免机制可以用来例如防止在继续在基础设施模式进行操作时终端启动加入过程。
图10说明了按照本发明的一个实施例设计的终端的基本元件部分。移动终端1000包括配备有至少一个天线1002的收发机1001、控制单元1003、创建用户可用以对终端进行操作的用户接口的用户接口装置1004和存储器装置1005,存储器装置1005可以包括一个或多个智能卡1006,诸如上面所提到的标识模块之一。然而,如以上所说明的那样,在传统的WLAN终端中不包括标识模块。控制单元执行本发明的基本功能,即如果需继续在ad-hoc模式进行操作就将终端控制成处在关于基础设施模式的节能状态,以及维护以上所说明的分时隙的操作。存储器装置包括MAC MIB,它可以包括为这些功能所需的控制信息,诸如基础设施时隙所需的定时信息之类。
控制单元的数据处理环境可以与普通PC的类似,而包括本发明的新颖特征的客户机软件可以,例如存储在多媒体卡中,被单独递送给无线终端。这些新颖的特征,即使控制单元响应进入ad-hoc模式的命令处理转至功率状态的程序代码,也有可能作为插件程序软件模块递送给配备有传统的客户机软件的终端。该插件程序也可以通过网络下载给终端。
上面假设了所有的IBSS终端都收听基础设施信标。然而,也有可能IBSS终端中有些在基础设施时隙期间相互通信。在这种情况下,网络包括允许在基础设施时隙期间中不暂停其操作的终端检测要试图向其发送数据的终端是否在基础设施时隙期间中确实暂停其操作的机制。
虽然以上参考附图所示的示例对本发明作了说明,但显然本发明不局限于此,而是可以由本领域技术人员在不背离本发明的范围和精神的情况下加以修改。因此,虽然本发明在上面是借助于IEEE 802.11标准进行说明的,但本发明也可以用于与任何类似的基于信标的系统。此外,终端可以具有不同的可以进入节能状态的操作状态,即激活的操作状态通常是指终端不休眠的任何状态。

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本发明涉及控制能够在第一基于信标的网络中和在第二基于信标的网络中、并且在第一基于信标的网络中具有激活状态和节能状态的短距离无线终端的操作的方法。为了在两个网络中进行无缝操作,如果需要在第二基于信标的网络中操作,则终端转至关于第一基于信标的网络的节能状态。然而,只通知第一基于信标的网络终端转至节能状态,但并不掉电,终端在第二基于信标的网络中成为激活的。 。

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