專利名稱:短距離無線終端的控制的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及廣播信標幀的短距離無線通信系統(tǒng)。更具體地,本發(fā)明涉及對能夠在至少兩個不同的網(wǎng)絡中操作的短距離無線終端的控制。
背景技術:
當前向真正移動計算和網(wǎng)絡互聯(lián)的進展已經(jīng)導致各種接入技術,這些接入技術還為用戶在他們不在各自的歸屬網(wǎng)絡中時提供對互聯(lián)網(wǎng)的接入。目前,無線互聯(lián)網(wǎng)接入通?;诙叹嚯x無線系統(tǒng)或移動網(wǎng)絡,或者這兩者。
短距離無線系統(tǒng)的典型距離為一百米或更小一些。它們通常在與互聯(lián)網(wǎng)有線連接的系統(tǒng)相結合提供遠距離通信。短距離無線系統(tǒng)的種類包括無線個人區(qū)域網(wǎng)(PAN)和無線局域網(wǎng)(WLAN)。它們的共同特征是操作在射頻頻譜的無需許可的部分,通常是操作在2.4GHz的工業(yè)、科學和醫(yī)學(ISM)頻帶或5GHz的無需許可的頻帶。
無線個人區(qū)域網(wǎng)使用低成本、小功率的無線設備,典型的距離為十米左右。無線個人區(qū)域網(wǎng)技術的最好的已知示例是使用2.4GHz的ISM頻帶的藍牙。它提供了1Mbps的最大空中鏈路速度,功耗低到足以適用于諸如PDA和移動電話之類的個人便攜式電子設備。無線局域網(wǎng)通常以10至100的較高的最大速度操作,具有較大的距離,需要耗費較大的功率。
無線LAN系統(tǒng)典型的是有線網(wǎng)的擴展,為移動用戶提供對有線網(wǎng)的無線接入。無線局域網(wǎng)技術的示例包括IEEE 802.11a,設計成操作在5GHz的無需許可的頻帶,使用正交頻分多路復用(OFDM)以最高為54Mbps的數(shù)據(jù)率進行傳送;802.11b,設計成操作在2.4GHz的ISM頻帶,使用直接序列擴頻(DSSS)以最高為11Mbps的數(shù)據(jù)率進行傳送;以及HIPERLAN標準,設計成操作在5GHz的無需許可的頻帶。
在無線LAN技術中,可用于網(wǎng)絡配置的兩種基本網(wǎng)絡拓撲是ad-hoc(對等)網(wǎng)和基礎設施網(wǎng)。Ad-hoc網(wǎng)由兩個或更多個獨立的移動終端形成而不需要基站服務,即在ad-hoc網(wǎng)中終端在對等的基礎上進行通信。Ad-hoc網(wǎng)通常為臨時目的形成。而基礎設施網(wǎng)包括一個或多個稱為接入點的無線基站,它們形成有線的基礎設施部分。在這種典型網(wǎng)絡中,所有的業(yè)務量,無論是在兩個終端之間的業(yè)務量還是在終端與有線網(wǎng)之間的業(yè)務量,都通過接入點,即移動終端不是在對等的基礎上進行通信。移動終端裝備有無線LAN卡,據(jù)此它們能接入有線網(wǎng)或建立ad-hoc網(wǎng)。在基礎設施網(wǎng)中,接入點與至少一個終端形成一個基本服務組(BSS),而ad-hoc網(wǎng)也稱為獨立的BSS(IBSS)。
在無線終端試圖接入基礎設施網(wǎng)時,在終端可以成為基礎設施網(wǎng)的成員前,要對終端的用戶進行驗證。在對終端實施驗證和將本身與基礎設施網(wǎng)相關聯(lián)后,用戶可以通過有關的接入點啟動使用可用的服務。
在使用通過諸如企業(yè)網(wǎng)或歸屬網(wǎng)之類的各種網(wǎng)絡的接入點可以得到的服務時,用戶可能還希望建立或加入ad-hoc網(wǎng)。例如,用戶可能希望在與基礎設施網(wǎng)關聯(lián)的同時從附近終端下載諸如音樂之類的內容或與另一個終端的用戶進行游戲。與當前網(wǎng)絡有關的缺點是,如果用戶進入ad-hoc操作模式,在基礎設施網(wǎng)中現(xiàn)有的關聯(lián)就會被撤除。也就是說,終端的用戶在他離開ad-hoc模式而重新進入基礎設施網(wǎng)時必需再經(jīng)過驗證和創(chuàng)建新的關聯(lián)。這個缺點涉及到在基于信標的系統(tǒng)中終端必須監(jiān)視在信標幀中廣播的信息的事實。在基礎設施網(wǎng)中,每個接入點按規(guī)則的時間間隔發(fā)送信標幀,而終端使它們的操作與信標傳輸?shù)墓?jié)奏同步。信標傳輸包括例如定時信息和有關發(fā)送接入點的能力的信息。目前,同時在兩個不同的基于信標的網(wǎng)絡中操作是不可能的,在一個網(wǎng)中的現(xiàn)有的關聯(lián)在進入另一個網(wǎng)時就會失去。
本發(fā)明的目的是尋求可以緩解以上所述的基于信標的無線網(wǎng)的缺點的解決方案。
發(fā)明內容
本發(fā)明尋求為在基于信標的網(wǎng)絡中的短距離無線終端的操作提供一種新的機制,以允許終端可以在一個諸如ad-hoc網(wǎng)絡之類的網(wǎng)絡中操作而不需要脫離另一個諸如基礎設施網(wǎng)之類的網(wǎng)絡。
在本發(fā)明中,如果需要在諸如ad-hoc網(wǎng)絡之類的第二基于信標的網(wǎng)絡中操作,則終端轉至關于諸如基礎設施網(wǎng)之類的第一基于信標的網(wǎng)絡的節(jié)能狀態(tài)。然而,只是通知第一基于信標的網(wǎng)絡終端轉至節(jié)能狀態(tài),但并不掉電,終端在第二基于信標的網(wǎng)絡中成為激活的。在第二基于信標的網(wǎng)絡中激活的同時,終端按基本上規(guī)則的時間間隔接收第一基于信標的網(wǎng)絡的信標,即在第二基于信標的網(wǎng)絡中的操作以規(guī)則的時間間隔暫停接收來自第一基于信標的網(wǎng)絡的數(shù)據(jù),并且暫停檢查是否可以繼續(xù)在第二基于信標的網(wǎng)絡中操作。在接收第一基于信標的網(wǎng)絡的信標的同時,終端仍保持在關于第一基于信標的網(wǎng)絡的節(jié)能狀態(tài)。因此,節(jié)能狀態(tài)是指終端在此期間節(jié)省它的電池,并且只是以預定方式被喚醒以檢查是否有同一個網(wǎng)絡中的另一個元件為它緩存的數(shù)據(jù)的狀態(tài)。
因此,本發(fā)明的一個實施例是提供一種控制能夠在第一基于信標的網(wǎng)絡中和在第二基于信標的網(wǎng)絡中操作的短距離無線終端的方法。這種方法包括下列步驟控制短距離無線終端以進入關于第一基于信標的網(wǎng)絡的節(jié)能狀態(tài);以及響應于控制步驟,啟動在第二基于信標的網(wǎng)絡中的操作,其中,當要啟動在第二基于信標的網(wǎng)絡中的操作時,如果短距離無線終端處在關于第一基于信標的網(wǎng)絡的激活操作狀態(tài),則執(zhí)行控制步驟。
在另一個方面,本發(fā)明提供了一種用于短距離無線網(wǎng)絡的無線終端。這種無線終端包括第一操作模式,用于在第一基于信標的網(wǎng)絡中操作;第二操作模式,用于在第二基于信標的網(wǎng)絡中操作;以及第一控制裝置,用于控制無線終端進入關于第一基于信標的網(wǎng)絡的節(jié)能狀態(tài)的;其中第一控制裝置配置成響應于命令進行操作以恢復第二操作模式,該命令是在終端處于關于第一基于信標的網(wǎng)絡的激活操作狀態(tài)時接收的。
在又一個實施例中,本發(fā)明提供了一種計算機可用媒體,具有在其上具體實現(xiàn)的控制短距離無線終端的計算機可讀程序代碼。該計算機可讀程序代碼包括第一計算機可讀程序代碼部分,用于接收命令以啟動在第二基于信標的網(wǎng)絡中的操作;以及第二計算機可讀程序代碼部分,用于控制短距離無線終端以進入關于第一基于信標的網(wǎng)絡的節(jié)能狀態(tài),該第二計算機可讀程序代碼配置成接收到命令時,如果所述短距離無線終端處于關于第一基于信標的網(wǎng)絡的激活操作狀態(tài),則響應于命令控制短距離無線終端。
本發(fā)明允許維持基礎設施網(wǎng)絡中的關聯(lián),雖然移動終端成為在ad-hoc網(wǎng)中是激活的。因此,在終端恢復在基礎設施網(wǎng)中操作時不需要驗證或建立新的關聯(lián),這使得在兩個網(wǎng)絡中可以進行無縫操作。此外,本發(fā)明的這種解決方案允許基礎設施模式對于任何進或出的業(yè)務量保持“活力”。例如,在有些環(huán)境中,由于成本問題可以給VoIP業(yè)務優(yōu)先權。本發(fā)明的解決方案使得終端即使在ad-hoc網(wǎng)中操作也可以接收VoIP呼入和進行VoIP呼出。
從以下詳細說明和附圖中可以清楚地看到本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點。
下面將結合附圖中的圖1至10所示的示例對本發(fā)明及其許多實施例進行較為詳細的說明,在這些附圖中圖1說明了包括ad-hoc網(wǎng)的通信環(huán)境的示例;圖2說明了在本發(fā)明中所用的MAC實體;圖3說明了有三個操作在ad-hoc模式、同時與基礎設施網(wǎng)的接入點關聯(lián)的終端的系統(tǒng)的實施例;圖4至6為說明無線終端按照本發(fā)明的一個實施例進行操作的流程圖;圖7為說明在本發(fā)明的一個實施例中無線終端的操作情況的時間線程;圖8為說明按照本發(fā)明的一個實施例同步終端的ad-hoc模式和基礎設施模式的流程圖;圖9說明了共享公共無線電資源的兩個MAC實體的操作的一個實施例;以及圖10為說明按照本發(fā)明的一個實施例的終端的基本元件的方框圖。
具體實施例方式
圖1說明了典型的WLAN通信系統(tǒng)。這個系統(tǒng)包括一個或多個WLAN網(wǎng)100,每個WLAN網(wǎng)由網(wǎng)關101(路由器)連接到另一個含有服務提供商102的諸如互聯(lián)網(wǎng)之類的網(wǎng)絡上。每個WLAN網(wǎng)包括一個或多個接入點103,每個接入點與接入點的覆蓋區(qū)域(即小區(qū))內的終端進行無線通信,從而形成終端與有線網(wǎng)之間的網(wǎng)橋。
如上面所提到的,在基礎設施網(wǎng)中接入點與至少一個終端形成一個基本業(yè)務組(BSS)。一系列BSS于是形成擴展業(yè)務組(ESS)。這些BSS通過可以是發(fā)送TCP/IP分組的諸如以太網(wǎng)LAN之類的有線網(wǎng)或是無線網(wǎng)或者是這兩者的組合的分發(fā)系統(tǒng)(DS)相互連接。然而,IEEE802.11LAN的基本類型是包括兩個或更多個終端的獨立BSS(IBSS)。IBSS的這些終端形成ad-hoc網(wǎng)110。
本發(fā)明的終端為短距離無線通信終端,優(yōu)選的是基于無線局域網(wǎng)的IEEE 802.11標準的終端。這些終端可以是便攜式計算機、PDA設備、智能電話或其他這樣的移動終端120。以與普通GSM電話機同樣的方式,用戶操作的終端可以由兩部分組成實際的訂戶設備,例如便攜式計算機(帶有軟件的);以及標識模塊,從網(wǎng)絡來看,設備只有在其中插入了標識模塊時才成為起作用的終端。標識模塊例如可以是(通用的)用戶標識模塊((U)SIM)、用戶標識模塊(UIM)或(用戶)集成電路卡((U)ICC)。然而,終端同樣可以是傳統(tǒng)的、其中沒有使用標識模塊的WLAN終端。在本發(fā)明中,在ad-hoc網(wǎng)絡中操作的終端也可以與基礎設施網(wǎng)相關聯(lián)。
系統(tǒng)通常還含有WLAN網(wǎng)的驗證服務器130。驗證服務器通過安全的連接與以上所提到的網(wǎng)關連接,該安全的連接通常是通過運營商網(wǎng)絡或通過互聯(lián)網(wǎng)建立的TCP/IP連接。如下面所要說明的那樣,在基礎設施網(wǎng)中接入點廣播信標消息30,而在ad-hoc網(wǎng)中終端分擔這個職責。
由于本發(fā)明并不涉及WLAN系統(tǒng)的體系結構,因此在這里就不對它進行詳細說明。
IEEE標準802.11為無線LAN定義了物理層選項和MAC(媒體接入控制)層協(xié)議。圖2說明了IEEE 802.11標準的協(xié)議體系結構。如圖所示,實際的MAC協(xié)議在0SI分層模型的第二層,數(shù)據(jù)鏈路層(DLL),的較低子層中操作。MAC管理層支持關聯(lián)和漫游功能,它還控制例如節(jié)能功能、驗證和加密機制、終端同步。MAC管理層還維護MAC層管理數(shù)據(jù)庫,即MAC層的MIB(管理信息庫)。MAC層與物理管理層配合,以維護該數(shù)據(jù)庫。
物理層分成兩個子層,它們?yōu)镻LCP(物理層匯聚協(xié)議)子層和PMD(物理媒體相關)子層。PLCP的目的是提供對PMD的最小的依賴性,以便簡化物理層與MAC層之間的接口。
解決同時與ad-hoc網(wǎng)和基礎設施網(wǎng)關聯(lián)的簡單途徑是使終端具有兩個完全獨立的接口,每個有各自的無線電和天線。然而,這是一個不切實際的解決方案,例如,因為這增加了終端的成本、需要更多的空間和引起干擾問題。因此,在本發(fā)明的以下實施例中,假設終端配備有單個物理無線電。
在本發(fā)明的一個實施例中,在配備有單個物理無線電的終端中引入了兩個邏輯MAC實體。也就是說,MAC和MAC管理層包括邏輯上分離的用于基礎設施模式和ad-hoc模式的MAC實體。這可以通過使用兩個各有專用MAC地址的MAC實體來實現(xiàn),或者通過使用單個MAC實體并以按照尋址和知道IBSS的全體成員的逐幀的方式多路復用業(yè)務量來實現(xiàn)。圖2通過示出由控制實體20控制的兩個平行的MAC和MAC管理層,說明了前一種情況。從邏輯上來看,無線終端因此包括兩個共享公共無線電的MAC實體一個MAC實體用于加入基礎設施BSS和在基礎設施BSS中操作,而另一個MAC實體用于加入IBSS和在IBSS中操作。圖3示出了這種情況,其中三個終端通過它們的第一邏輯MAC實體,圖中標為MAC1,成為IBSS的成員,而同時通過它們的第二邏輯MAC實體,圖中標為MAC2,與基礎設施接入點31關聯(lián)。
如果兩個MAC實體在不同的信道上操作,兩個MAC傳輸之間就不會有沖突的可能。然而,由于只有單個無線電,每個MAC實體將只有部分時間有權使用無線電。因此,終端必需配備有用于將無線電資源分配給兩個邏輯MAC實體的機制。
在本發(fā)明的一個實施例中,用所謂分時隙的途徑來分配無線電資源。在分時隙的途徑中,將基礎設施模式和ad-hoc模式的操作協(xié)調成在每個模式中數(shù)據(jù)在與另一個模式的發(fā)送周期不交疊的所規(guī)定的周期期間發(fā)送。
這種分時隙的途徑的實施例因此要求不向可能與基礎設施接入點通信的IBSS終端進行發(fā)送。類似地,基礎設施接入點不可以在IBSS正在操作期間向IBSS的任何終端發(fā)送。為此,可利用WLAN標準所定義的節(jié)能狀態(tài)。按照該標準,終端可以向接入點表明它進入節(jié)能狀態(tài)。接入點于是假設該終端掉電,從而將待處理的業(yè)務量排隊,直到以后該站點再次進入激活模式的議定的時間。在本發(fā)明中,終端通知接入點它即將進入節(jié)能狀態(tài),但是并不掉電,而是轉到另一個信道并加入IBSS。圖4至6為說明終端按照本發(fā)明的一個實施例進行操作的流程圖。圖4說明了終端在加入基礎設施網(wǎng),轉到IBSS而不解除與基礎設施網(wǎng)的關聯(lián),并且在IBSS中操作的同時周期性地收聽基礎設施網(wǎng)中的信標時的操作情況。圖5說明了在IBSS操作期間從接入點接收數(shù)據(jù),而圖6說明了終端在它從接入點接收了數(shù)據(jù)后返回到ad-hoc模式時的操作情況。
參見圖4,無線終端首先通過與基礎設施網(wǎng)的接入點的關聯(lián)接入這個基礎設施網(wǎng)(步驟400)。在這個連接中,終端可以將在節(jié)能狀態(tài)使用的收聽時間間隔的長度通知接入點。
在與接入點關聯(lián)后,無線終端可以以正常方式在基礎設施網(wǎng)中操作。在這個背景中,終端監(jiān)視是否要進入ad-hoc模式(步驟401)。如果用戶那時決定執(zhí)行要求終端進入ad-hoc模式的操作,就產(chǎn)生模式觸發(fā),即進入ad-hoc模式的命令。在終端檢測到要進入ad-hoc模式時(步驟402),它通知接入點,它即將進入節(jié)能狀態(tài)(步驟403)。這可以通過使用功率管理比特以正常方式執(zhí)行,以指出終端的新的功率管理模式。
在終端將它的節(jié)能狀態(tài)通知接入點后,啟動IBSS或加入現(xiàn)有的IBSS(步驟404)。在以ad-hoc模式操作時,終端周期性地暫停ad-hoc的操作,以從接入點信道接收基礎設施信標,并且檢查接入點是否已經(jīng)為它緩存了數(shù)據(jù)(步驟406至408)。檢測到接入點已經(jīng)為它緩存了數(shù)據(jù)后,終端準備好接收所述數(shù)據(jù)。接收數(shù)據(jù)的情況將結合圖5進行說明。如果沒有給終端的數(shù)據(jù),終端就返回到IBSS信道。這將結合圖6進行說明。
參見圖5,接入點所緩存的數(shù)據(jù)可以是廣播數(shù)據(jù)、多播數(shù)據(jù)和/或單播數(shù)據(jù)。接入點始終在信標后立即發(fā)送廣播和多播數(shù)據(jù)而不等待PS-Poll消息,即廣播和多播數(shù)據(jù)始終在單播數(shù)據(jù)之前。因此,如果接入點已經(jīng)緩存了廣播或多播數(shù)據(jù),這數(shù)據(jù)首先被終端接收(步驟502)。此后,如果還緩存有給終端的單播數(shù)據(jù),終端就向接入點發(fā)送PS-Poll幀(步驟503),而接入點通過向終端發(fā)送定向數(shù)據(jù)幀進行響應(步驟504)。終端繼續(xù)發(fā)布PS-Poll消息,只要還有給它的定向數(shù)據(jù)幀,或者只要它決定接收所述數(shù)據(jù)。通過發(fā)布PS-Poll消息,終端因此可以調整來自接入點的幀遞送。代替以上所說明的一個PS-Poll消息觸發(fā)一個定向數(shù)據(jù)幀的發(fā)送的機制,可以應用任何適當?shù)臋C制來向終端傳送定向數(shù)據(jù)幀。
圖6說明了在本發(fā)明的一個實施例中終端在返回到ad-hoc模式時的操作情況。在可以重新啟動實際IBSS操作(圖4中的步驟405)前,終端可以發(fā)現(xiàn)是該IBSS中的成員的其他終端(步驟601)。在所有的成員都在IBSS信道上時,恢復IBSS操作,即終端跳轉至步驟405??梢岳缤ㄟ^發(fā)送輪詢消息來執(zhí)行發(fā)現(xiàn)其他IBSS成員。在一段預定長度的周期內響應的所有終端于是在IBSS操作恢復時形成IBSS。
圖7為說明在本發(fā)明的一個實施例中無線終端的基本操作的時間線程。圖中假設IBSS已經(jīng)建立,而且終端已經(jīng)將它的節(jié)能狀態(tài)通知基礎設施網(wǎng)的接入點。終端也可以在早些時候就已進入該功率狀態(tài),即它可以在從用戶接收到啟動在ad-hoc網(wǎng)中操作的命令時已經(jīng)處在節(jié)能狀態(tài)。
如圖7所示,將IBSS的操作暫停某個周期,該周期在這里稱為基礎設施時隙。每個基礎設施時隙在一個由終端的基礎設施收聽時間間隔限定的信標預期到達時啟動,而在終端重新啟動IBSS操作時結束。基礎設施收聽時間間隔在這里是指在兩個相繼的基礎設施時隙之間的基礎設施信標的個數(shù)。在圖7這個示例中,假設基礎設施網(wǎng)的每個信標在ad-hoc模式期間接收,即基礎設施收聽時間間隔是1。然而,基礎設施收聽時間間隔也可以是多個基礎設施信標時間間隔,特別是如果基礎設施網(wǎng)中相繼的DTIM(遞送業(yè)務量指示消息)之間的周期是多個信標時間間隔?;A設施收聽時間間隔的長度也可以取決于例如在IBSS中運行的應用的要求。此外,IBSS的不同終端使用不同長度的基礎設施收聽時間間隔,雖然正在通信的終端通常使用同樣的基礎設施收聽時間間隔。
在基礎設施模式中,接入點是負責定時同步功能(TSF)的定時主脈沖。在信息幀中,接入點發(fā)送是它的TSF定時器的拷貝的時戳,以同步與接入點關聯(lián)的終端。如果終端的TSF定時器與所接收的時戳不同,終端就將它的定時器設置到所接收的時戳值。在IBSS中,終端只有在值大于它自身的TSF定時器的時候才更新它的TSF定時器。因此,在IBSS中,TSF定時器以IBSS終端的最快的TSF定時器的速度運行。這使得兩個網(wǎng)絡的TBTT的時刻相互偏離。這個偏離可以通過將在終端中所保持的兩個TSF定時器之間的偏移量保持固定來消除。基礎設施模式的TSF定時器可以根據(jù)所接收的基礎設施信標的時戳直接更新,而IBSS的TSF定時器可以用所述時戳和固定偏移量更新。在基礎設施信標之間,IBSS的TSF定時器可以進一步借助于IBSS信標中的時戳更新。
圖8說明了在本發(fā)明的一個實施例中的定時操作。所示的操作通常包括終端建立IBSS。首先,在步驟800,終端確定基礎設施定時,即終端確定基礎設施網(wǎng)中的信標時間間隔。終端然后將IBSS信標時間間隔設置為某個值(步驟801),該值通常等于基礎設施網(wǎng)中的信標時間間隔或它的倍數(shù),并且設置在兩個網(wǎng)絡之間的固定TSF偏移量(參見圖7)(步驟802)。然后,用以上參數(shù)值啟動IBSS,即使得兩個網(wǎng)絡的相繼信標之間的時間差與所設置的偏移量值相應,而IBSS中的信標時間間隔與所設置的時間間隔值相應。IBSS的每個成員用已知的機制接收這些參數(shù)。這些參數(shù)還可以包括基礎設施收聽時間間隔的值。在IBSS已經(jīng)啟動,進行操作時,每個終端在以上所說明的基礎設施時隙期間接收基礎設施信標,并且根據(jù)所接收的時戳和所設置的偏移量值更新TSF定時器(步驟804和805)。
由于每個終端的TSF定時器相互同步,而所有的站點都知道接入點的TBTT,因此它們還知道什么時候它們必須從IBSS信道切換到接入點信道。這些終端留在接入點信道上,直到接入點已經(jīng)遞送了所有的廣播/多播業(yè)務量和所有的給IBSS的成員的定向業(yè)務量??蛇x擇地,每個終端在接收到它自己的業(yè)務量后,立即離開接入點信道。因此,終端可以同步或非同步地返回到IBSS。在下面將簡要地說明這種情況。
由于接入點發(fā)送的信標指出了接入點已經(jīng)為哪些終端緩存了數(shù)據(jù),因此這可以被利用以使得終端同步地返回到IBSS信道。在本發(fā)明的一個實施例中,IBSS的每個終端可以確定接入點具有專用數(shù)據(jù)要給IBSS的哪些其他成員。此外,IBSS中的每個站點可以跟蹤指向IBSS的成員的幀中“較多數(shù)據(jù)”比特,并且確定什么時候不再有為IBSS的任何成員緩存的幀。此時,IBSS中的站點可以返回到IBSS信道。然而,普通的ad-hoc操作還允許終端非同步地返回到IBSS信道。在ad-hoc網(wǎng)中,終端可以發(fā)送ATIM幀,以向另一個終端指出所緩存的數(shù)據(jù)等待被遞送給所述另一個終端。由于接收終揣必需確認專用的ATIM幀,因此這種機制還指出接收終端是否已經(jīng)返回到IBSS。也就是說,如果ATM幀沒有被確認,則發(fā)送終端就假設接收終端還沒有返回到IBSS。
在基礎設施時隙方面,對于不同類型的應用可以接收不同類型的數(shù)據(jù)。接收到與基礎設施時隙有關的數(shù)據(jù)后,終端可以根據(jù)所考慮的應用判定它還留在節(jié)能狀態(tài)還是返回到關于基礎設施模式的激活模式。例如,如果VoIP應用檢測到有給終端的呼入,終端可以返回到關于基礎設施網(wǎng)的激活模式,也可以繼續(xù)以上面所說明的方式在兩個網(wǎng)絡之間切換(即,保持在關于基礎設施網(wǎng)的節(jié)能模式)。在后一種情況下,可以縮短基礎設施收聽時間間隔,以便減小接收延遲。在前一種情況下,終端可以(如果可能的話)將它進入節(jié)能狀態(tài)通知IBSS的其他成員。然而,這在發(fā)送終端在任情況下都將在發(fā)送實際數(shù)據(jù)幀前發(fā)送通知的環(huán)境中可以不是必需的。取決于進入的數(shù)據(jù),應用還可以命令終端離開IBSS。每當基礎設施假設終端始終處在激活狀態(tài)時,離開IBSS也可以是必需的。
也可以執(zhí)行IBSS操作的定時使得廣播信標的IBSS終端以上面所說明的方式更新它的TSF定時器和廣播指出下一個基礎設施時隙的啟動的附加時戳。這允許基礎設施收聽時間間隔由所述終端逐個改變。
上面假設了IBSS中的所有終端都處在相互的作用距離中。然而,新的終端可能沒有處在IBSS中的終端所關聯(lián)的接入點的覆蓋區(qū)域中。處理這個問題的簡單方式是禁止該終端加入IBSS。然而,另一個接入點可能處在所有終端的距離中??梢詫Υ诉M行測試,使得每個新的站點在試圖加入時給出在它的距離中的所有接入點(很可能只有少數(shù)幾個)的列表。如果已知IBSS中每個終端的這樣的信息,信標終端(即具有廣播信標的責任的終端)就可以確定是否有可能轉到一個新的接入點。如果沒有新的接入點可用,則拒絕新的終端加入。如果發(fā)現(xiàn)一個適當?shù)慕尤朦c,可以希望IBSS的終端漫游到這個接入點。漫游也可以是強制性的,或者因為接入點消失,或者因為IBSS終端中的一個或多個簡單地移動到接入點的距離之外。如果漫游到的接入點已經(jīng)知道,在信標終端與新的接入點進行關聯(lián)時可以暫停IBSS的操作。一旦信標終端恢復,啟動發(fā)送信標,其他站點就可以加入IBSS,似乎是從頭啟動。如果新的接入點還不知道,終端可以掃描接入點,并且將結果發(fā)送給信標終端。信標終端于是可以選擇最佳的接入點,從而可以調用上面所說明的過程。
下面將比較詳細地說明新的終端加入現(xiàn)有的IBSS的過程的示例。新的終端可以首先掃描IBSS,并且或者接收信標或者探測響應。終端于是得到關于在基礎設施BSS中其他站點所關聯(lián)的接入點的信息。這可以借助于信標中的適當?shù)男畔⒃鼗蛘呓柚谡埱?響應協(xié)議得到。一旦新的終端接收到關于接入點的信息,它就對這個接入點進行掃描,并且與它關聯(lián)。然后,它可以返回到IBSS信道和再次對IBSS進行掃描。一旦它發(fā)現(xiàn)了IBSS,它就向發(fā)送信標或探測響應的IBSS終端發(fā)送定向幀,宣布它加入IBSS和給出它的關于基礎設施接入點的關聯(lián)標識符。信標終端于是向IBSS的所有成員發(fā)送定向幀,指出有新的終端加入IBSS。新的終端跟蹤這些幀,并且建立IBSS中所有終端的數(shù)據(jù)庫。最后,信標終端通知新的終端加入已完成,同時授予IBSS新的關聯(lián)標識符,并且將必要的參數(shù)通知該終端。使用定向幀而不是多播的原因是為了保證可靠性。此外,節(jié)能在IBSS中可以是激活的,因此向新的終端只保證信標終端是喚醒的。信標終端可以在確信IBSS中所有的終端都喚醒時將信息轉發(fā)給它們。在對新的終端最終確認以前,它可以不向IBSS的其他成員發(fā)送任何幀。此外,它可以與它們一起跳到接入點信道,如果有一個要接收的信標預期到達的話,而且也可以接收多播/廣播業(yè)務量,但是此后可以立即返回到優(yōu)選信道,而不向接入點請求任何定向幀。信標終端在接入點信道上不發(fā)送涉及加入的任何業(yè)務量而是等待到終端返回到IBSS信道。
應指出的是,在信標終端接收來自新的終端的原始請求時,它可能是在喚醒的IBSS中僅有的終端。它于是將等待到下一個信標,并且公布它希望用ATIM發(fā)送的幀。在IBSS中每個其他終端接收到指出新的終端試圖加入的幀時,它必須保持喚醒,直到加入過程完成。
在本發(fā)明的另一個實施例中,基礎設施接入點和IBSS在同一個信道上操作,即IBSS建立在接入點的信道上或者IBSS的終端轉到這個信道。在IBSS漫游到另一個接入點的覆蓋區(qū)域方面,可以利用將IBSS轉到另一個信道的過程。選擇IBSS信道主要考慮的是容量、干擾和定時問題。如果為IBSS選擇了接入點信道,很可能在該信道上有干擾,因為很可能還有不是IBSS的成員但希望與接入點通信的其他終端在這同一個信道上。這還降低了終端和接入點的性能。如果為IBSS選擇了接入點信道之外的另一個信道,就需要保留足夠的保護時間,使終端在兩個信道之間進行切換用。
采用以上機制,公共的無線電資源可以由兩個操作模式共享。此外,可以用沖突避免機制來防止MAC實體同時試圖使用公共的無線電資源。為此,可以使用一種基于傳統(tǒng)網(wǎng)絡的虛擬載波檢測機制的機制。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡中,終端維護一個稱為網(wǎng)絡分配向量(NAV)的指示符,用來指出什么時候媒體是為另一個終端保留的。終端維護這信息,用它與物理載波檢測一起來檢測媒體的占用狀態(tài)。在物理層中確定媒體使用的當前狀態(tài)的邏輯功能通常稱為空閑信道評估(CCA)功能。這個機制還可以用于本發(fā)明的雙MAC終端,如圖9所示。首先,將所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀循環(huán)回非發(fā)送MAC實體,使非發(fā)送MAC實體設置其NAV值,并且制止發(fā)送會沖突的幀。其次,生成邏輯CCA值,向非發(fā)送MAC實體,指出信道正被占用。圖9的沖突避免機制可以用來例如防止在繼續(xù)在基礎設施模式進行操作時終端啟動加入過程。
圖10說明了按照本發(fā)明的一個實施例設計的終端的基本元件部分。移動終端1000包括配備有至少一個天線1002的收發(fā)機1001、控制單元1003、創(chuàng)建用戶可用以對終端進行操作的用戶接口的用戶接口裝置1004和存儲器裝置1005,存儲器裝置1005可以包括一個或多個智能卡1006,諸如上面所提到的標識模塊之一。然而,如以上所說明的那樣,在傳統(tǒng)的WLAN終端中不包括標識模塊??刂茊卧獔?zhí)行本發(fā)明的基本功能,即如果需繼續(xù)在ad-hoc模式進行操作就將終端控制成處在關于基礎設施模式的節(jié)能狀態(tài),以及維護以上所說明的分時隙的操作。存儲器裝置包括MAC MIB,它可以包括為這些功能所需的控制信息,諸如基礎設施時隙所需的定時信息之類。
控制單元的數(shù)據(jù)處理環(huán)境可以與普通PC的類似,而包括本發(fā)明的新穎特征的客戶機軟件可以,例如存儲在多媒體卡中,被單獨遞送給無線終端。這些新穎的特征,即使控制單元響應進入ad-hoc模式的命令處理轉至功率狀態(tài)的程序代碼,也有可能作為插件程序軟件模塊遞送給配備有傳統(tǒng)的客戶機軟件的終端。該插件程序也可以通過網(wǎng)絡下載給終端。
上面假設了所有的IBSS終端都收聽基礎設施信標。然而,也有可能IBSS終端中有些在基礎設施時隙期間相互通信。在這種情況下,網(wǎng)絡包括允許在基礎設施時隙期間中不暫停其操作的終端檢測要試圖向其發(fā)送數(shù)據(jù)的終端是否在基礎設施時隙期間中確實暫停其操作的機制。
雖然以上參考附圖所示的示例對本發(fā)明作了說明,但顯然本發(fā)明不局限于此,而是可以由本領域技術人員在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下加以修改。因此,雖然本發(fā)明在上面是借助于IEEE 802.11標準進行說明的,但本發(fā)明也可以用于與任何類似的基于信標的系統(tǒng)。此外,終端可以具有不同的可以進入節(jié)能狀態(tài)的操作狀態(tài),即激活的操作狀態(tài)通常是指終端不休眠的任何狀態(tài)。
權利要求
1.一種控制能夠在第一基于信標的網(wǎng)絡中和在第二基于信標的網(wǎng)絡中操作的短距離無線終端的方法,所述方法包括下列步驟控制所述短距離無線終端以進入關于第一基于信標的網(wǎng)絡的節(jié)能狀態(tài);以及響應于所述控制步驟,啟動在第二基于信標的網(wǎng)絡中的操作,其中,當要啟動在所述第二基于信標的網(wǎng)絡中的所述操作時,如果所述短距離無線終端處在關于所述第一基于信標的網(wǎng)絡的激活操作狀態(tài),則執(zhí)行所述控制步驟。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法,還包括下列步驟暫停在所述第二基于信標的網(wǎng)絡中的所述短距離無線終端的所述操作;以及在所述暫停步驟期間接收所述第一基于信標的網(wǎng)絡的信標廣播。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法,其中所述接收步驟包括接收所述短距離無線終端的專用數(shù)據(jù)的子步驟。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法,還包括恢復在所述第二基于信標的網(wǎng)絡中的所述操作的步驟,所述恢復步驟是響應于所述接收步驟執(zhí)行的。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法,其中所述啟動步驟包括控制所述短距離無線終端從在所述第一基于信標的網(wǎng)絡中使用的第一射頻改變?yōu)樵谒龅诙谛艠说木W(wǎng)絡中使用的第二射頻。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法,還包括確定所述恢復步驟的時刻的步驟,所述確定步驟是在所述暫停步驟期間執(zhí)行的。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法,其中所述確定步驟包括下列步驟接收屬于所述第二基于信標的網(wǎng)絡的至少一個其他短距離無線終端的消息;以及根據(jù)所述接收的消息定義所述時刻。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法,還包括下列步驟維護所述第一基于信標的網(wǎng)絡的第一定時器,所述第一定時器指出在所述第一基于信標的網(wǎng)絡中的信標廣播時刻;維護所述第二基于信標的網(wǎng)絡的第二定時器,所述第二定時器指出在所述第二基于信標的網(wǎng)絡中的信標傳輸時刻;以及維護所述第一定時器與所述第二定時器之間的偏移量。
9.根據(jù)權利要求3所述的方法,還包括將所述終端返回到關于所述第一基于信標的網(wǎng)絡的所述激活操作狀態(tài)的步驟,所述返回步驟是響應于所述接收子步驟執(zhí)行的。
10.根據(jù)權利要求3所述的方法,還包括恢復在所述第二基于信標的網(wǎng)絡中的所述操作的步驟,所述恢復步驟是響應于所述接收子步驟執(zhí)行的。
11.根據(jù)權利要求8所述的方法,其中所述暫停和所述接收步驟是根據(jù)所述第一基于信標的網(wǎng)絡中的所述信標廣播時刻以規(guī)則的時間間隔執(zhí)行的。
12.一種用于短距離無線網(wǎng)絡的無線終端,所述無線終端包括第一操作模式,用于在第一基于信標的網(wǎng)絡中操作;第二操作模式,用于在第二基于信標的網(wǎng)絡中操作;以及第一控制裝置,用于控制所述無線終端進入關于所述第一基于信標的網(wǎng)絡的節(jié)能狀態(tài);其中所述第一控制裝置配置成響應于命令進行操作以恢復所述第二操作模式,所述命令是在所述終端處于關于所述第一基于信標的網(wǎng)絡的所述激活操作狀態(tài)時接收的。
13.根據(jù)權利要求12所述的無線終端,還包括第二控制裝置,用于在基本上在所述第一基于信標的網(wǎng)絡的所選擇的信標廣播時刻,暫停在所述第二操作模式中的所述操作。
14.根據(jù)權利要求13所述的無線終端,其中所述第二控制裝置配置成在基本上規(guī)則的時間間隔暫停在所述第二操作模式中的所述操作。
15.根據(jù)權利要求13所述的無線終端,其中所述第二控制裝置包括與在所述第一基于信標的網(wǎng)絡中廣播的定時信息同步的第一定時器。
16.根據(jù)權利要求13所述的無線終端,還包括第三控制裝置,用于恢復在所述第二操作模式中的所述操作。
17.根據(jù)權利要求16所述的無線終端,其中所述第三控制裝置包括用于控制所述無線終端從第一射頻到第二射頻的裝置。
18.根據(jù)權利要求15所述的無線終端,還包括第二定時器,用于指出在所述第二基于信標的網(wǎng)絡中的信標廣播時刻,所述第二定時器用所述第一定時器同步。
19.一種計算機可用媒體,具有在其上具體實現(xiàn)的控制短距離無線終端的計算機可讀程序代碼,所述計算機可讀程序代碼包括第一計算機可讀程序代碼部分,用于接收命令以啟動在第二基于信標的網(wǎng)絡中的操作;以及第二計算機可讀程序代碼部分,用于控制所述短距離無線終端以進入關于第一基于信標的網(wǎng)絡的節(jié)能狀態(tài),所述第二計算機可讀程序代碼配置成在接收到所述命令時,如果所述短距離無線終端處于關于所述第一基于信標的網(wǎng)絡的激活操作狀態(tài),則響應于所述命令控制所述短距離無線終端。
全文摘要
本發(fā)明涉及控制能夠在第一基于信標的網(wǎng)絡中和在第二基于信標的網(wǎng)絡中、并且在第一基于信標的網(wǎng)絡中具有激活狀態(tài)和節(jié)能狀態(tài)的短距離無線終端的操作的方法。為了在兩個網(wǎng)絡中進行無縫操作,如果需要在第二基于信標的網(wǎng)絡中操作,則終端轉至關于第一基于信標的網(wǎng)絡的節(jié)能狀態(tài)。然而,只通知第一基于信標的網(wǎng)絡終端轉至節(jié)能狀態(tài),但并不掉電,終端在第二基于信標的網(wǎng)絡中成為激活的。
文檔編號H04L12/56GK1973487SQ200480043403
公開日2007年5月30日 申請日期2004年6月29日 優(yōu)先權日2004年6月29日
發(fā)明者阿斯·西尼瓦阿拉, 西蒙·布萊克, 喬納森·P·埃德奈伊, 克里斯托弗·凱利 申請人:諾基亞公司