專利名稱：無線區域網絡中加速發現存取點的制作方法
技術領域：
本發明是關于無線區域網絡(WLANs)，本發明尤其是關于一種通過在被動掃描模式中的一站臺(STA)加速發現存取點(APs)的方法。
背景技術：
在一個以AP為基礎的無線區域網絡中，一STA與座落于該STA鄰近處的一特定AP通訊；該STA便稱為與此AP相連。有時一STA會需要或想要改變與其相連的AP。舉例來說，該STA可移出原本與其相連的該AP所涵蓋的區域(亦即漫游)，且會處于相當糟的信號狀態，另一個會發生的情況便是因為在由原始AP所服務的基礎服務集(BSS)中競爭的上生所導致產能的降低。
為了讓一STA與一新的AP重新相連，首先必須在其鄰近區域發先可能存在的APs。一種執行此搜尋的方式便是被動掃描模式，在被動掃描方面，該STA監聽由鄰近APs所發送的信標封包，其典型地系約每100ms發送，該STA監聽每一個傳輸頻道，且在一組間隔上改變頻道，一旦該STA監聽到一信標并解碼包含在信標中的資訊，其便可開始與鄰近AP重新相連的程序。
被動掃描模式有一個缺點，因為鄰近APs可能在不同頻道上運作，因此，監聽該信標時，STA必須轉到不同于現行與其相連AP不同的頻道。由于該STA通常不知道來自其他APs的信標傳輸時間，因此其可能需要以一相對較長時間停留在每一頻道(＞100ms)，以便確保其已經接收到來自所有鄰近APs的信標。當其監聽其他頻道時，該STA無法接收來自其相連AP的封包，且其通訊便因此中斷，此類中斷可明顯地對使用者服務品質產生不利地影響。
發明內容
一種在一無線區域網絡中加速發現一存取點(APs)的方法。首先由一AP經由至少一頻道傳輸一公告封包，該頻道系不同于該AP傳輸信標信號的頻道。該公告封包系由一站臺(STA)接收，其接著決定是否連結至該傳輸AP。該公告封包可包含重新相連資訊，(例如該STA可根據在該公告封包中的資訊與該AP相連)，或是時序資訊，使得該STA可調整至該AP并接收該AP的信標，而不需停留在該AP一段延長時間。
在一包含一AP及至少一STA的無線區域網絡中，其中該AP具有一傳輸器及一接收器，且其中該STA具有一接收器及一傳輸器，一種用以加速發現Aps的系統，其在每一STA上包含一公告封包及決定裝置。該公告封包系由一AP在至少一頻道上傳輸，該頻道系不同于該AP傳輸信標信號的頻道，且由至少一STA接收。該決定裝置系用以根據該接收公告封包，決定是否將一STA連結至該傳輸AP。
一種在一WLAN中加速發現APs的系統，該WLAN包含一AP及一STA。該AP包含一公告封包決定裝置；一公告封包傳輸裝置，其系連接至該公告封包決定裝置；一第一傳輸器/接收器，其系連接至該公告封包傳輸裝置；以及一第一天線，其系連接至該第一傳輸器/接收器。該STA包含一第二天線；一第二傳輸器/接收器，其系連接至該第二天線；一公告封包接收裝置，其系連接至該第二傳輸器/接收器；以及一頻道調整裝置，其系連接至該公告封包接收裝置及該第二傳輸器/接收器。
通過下文中一較佳實施例的描述、所給予的范例，參照對應的圖式，本發明可獲得更詳細地了解，其中圖1所示為一AP發現方法的流程圖；圖2所示為根據圖1所示的方法傳輸公告封包的示意圖；以及圖3所示為一系統配置以傳輸和接收公告封包示意圖。
具體實施例方式
此后，專用術語「站臺(STA)」，其包含但并未限制于，一無線傳輸/接收單元、一使用者設備、一固定或行動用戶單元、一呼叫器或可在一無線環境下操作的任何形式的裝置。當本文此后提到專用術語「存取點(AP)」，其包含但并未限制于，一站臺、一節點B、一站臺控制器、或是在無線環境下任何形式的界面裝置。
本發明以下列方法解決上述問題。一AP可在特定狀況下，在一或多個不同于現行運作的頻率頻道上傳輸額外的封包(稱為「公告封包」)。此功能允許STAs運作于這些不同頻道以獲悉AP的存在，而不需調整其接收器至其他頻道，藉此避免通訊中斷。
根據本發明，一種在一WLAN中發現APs的方法100示于圖1。該方法100以決定該AP是否碰到一預設狀況以傳輸一公告封包開始(步驟102)。如果滿足特定情況，一AP可決定向其他頻道公告自身，這些狀況包括，舉例而言1)在由該AP服務的BSS中出現充分低負載狀況，使得該AP可調整至其他頻道以傳輸其公告封包，而不需過度的中斷。如果AP無法搭載新的STAs，則該AP便不需要公告自身。在傳輸該公告封包其間，該AP可避免讓其相連的STAs傳輸資訊至此，其系通過，舉例來說，發送「請求以發送(Request to Send，RTS)」或是「清除以發送(Clear to Send，CTS)」封包至其本身，或是呼叫一無競爭時期。
2)接收來自鄰近AP(s)的指示(經由AP間信號發送)，其中該鄰近APs系于其BSSs中呈現擁擠情況，且有需要分擔流量至其他頻道。
3)通過周期性地調整至其他頻道一段短的時間并監聽在每一頻道上的流量，該AP可自身發現該擁擠情況。
4)AP「知道」在要求快速漫游的延伸服務集(ESS)中是否有STAs存在(舉例來說，如果該STAs使用延遲敏感的應用，例如語音)，該AP可經由AP間的信號發送獲悉使資訊，如果有數個延遲敏感STAs，則此可促使AP發送公告封包。
熟悉此技藝人士所必須了解的是，上述狀況僅僅是范例，且熟悉此技藝的人士亦可以推想，在發送一公告封包的前AP所需要滿足的其他狀況。
如果AP無法滿足傳輸一公告封包的狀態，則該方法100終止(步驟104)，如果AP可以滿足傳輸一公告封包的狀態，則該AP傳輸一公告封包(步驟106)。一個公告封包包含下列資訊1)該AP可被找到的頻率頻道；以及2)兩者之一a)所有STA開始一個與該AP重新連結程序所需的所有資訊(例如該AP位址、AP能力等)，一部份資訊包含在該信標中，或是整個信標中；或b)該AP在其運作頻道上傳輸該信標封包的時間資訊，對應于該公告封包的傳輸時間。
該STA接收該公告封包并決定該公告封包的內容(步驟108)，如果該封包包含重新相連資訊，則如果該STA想要重新連結，其可調整至該AP運作的頻道且立即開始一重新連結程序至新的AP(步驟110)，該方法100接著終止(步驟104)。
如果封包包含時間資訊(步驟108)，則如果該STA想要重新相連，其可調整至AP運作的頻道，其僅在由此AP的信標傳輸時間前(步驟112)，并且監聽該信標，因此可避免在該新頻道有長的停留時間(步驟114)。該STA接著分開地決定是否要重新連結至該新AP(步驟116)，且該方法變終止(步驟104)。
圖2所示為具有三個APs(AP1、AP2及AP3)分別于三個頻道(A、B及C)運作的封包傳輸范例。在此范例中，AP1(其系低負載)在頻道B和C上傳輸公告封包。
一AP典型地傳輸應該不超過每信標時期每該頻道一個公告封包，在此時期內，該公告封包的傳輸時間可隨機選擇，或者，該AP可鎖定一特定的時間偏差，其系相對于其自身信標的傳輸。在該公告封包于其他頻道傳輸的前，AP應該遵守一般的媒體存取法則，如同其他STA一樣(亦即，在傳輸的前于該所選頻道上的媒體閑置的后，等待一特定時間)。
本發明的方法100提供下列優點1)降低STAs利用被動掃描模式所花在監聽其他頻率頻道的時間。方法100亦可降低STA使用主動掃描模式的中斷，因為不需要在其他頻道送出探測請求。
2)與另一APs傳輸鄰近APs的信標時間資訊相比，方法100并不需要APs的間的同步。再者，一STA監聽來自一鄰近AP的公告封包亦保證可監聽該AP的信標。在另一方法方面，STA可能遠離鄰近AP，而其信標時間資訊系由服務AP所提供。如果該鄰近AP適合以一等同于或高于其服務AP的速率傳輸的話，該STA亦可立即根據該公告封包的信號強度評估。
3)方法100可用以作為一個有效平衡AP間負載的機制，該STAs在發現其他可用的APs的前，并不用做出漫游的決定，且在其他頻道上頻估他們，所以該STA可更立即地重新連結并更有效地平衡負載。在采用集中于中央的架構下，存取控制可根據負載資訊管理哪個APs將發送公告封包。
圖3所示為配置以傳輸和接收公告封包的系統300示意圖。該系統300包含一AP302和一STA 304。該AP 302包含一公告封包決定裝置310、一公告封包傳輸裝置312，其系連接至該公告封包決定裝置310、一傳輸器/接收器314，其系連接至該公告封包傳輸裝置312、以及一天線316，其系連接至該傳輸器/接收器314。該STA 304包含一天線320、一傳輸器/接收器322，其系連接至該天線320、一公告封包接收裝置324，其系連接至該傳輸器/接收器322、以及一頻道調整裝置326，其系連接至該傳輸器/接收器322和該公告封包接收裝置324。
該公告封包決定裝置310決定該系統狀態是否適合該AP 302發送出一公告封包，如果該公告封包決定裝置310決定應該送出一公告封包，則該公告封包決定裝置310便發送信號給該公告封包傳輸裝置312，其系產生該公告封包且排定其傳輸。該公告封包接著被發送至該傳輸器/接收器314，并在該處經由天線316廣播。
該STA 304經由天線320及傳輸器/接收器322接收一公告封包，該公告封包系由該公告封包接收裝置324檢驗以判定在該公告封包中所包含的資訊，并且做出該STA 304是否要重新連結至該AP 302的決定。如果該STA 304將重新連結至該AP 302則該公告封包接收裝置324便發送信號至該頻道調整裝置324，以便將頻道調整至該AP 302的頻道，使得該傳輸器/接收器322可接收來自AP 302的封包。
實施例1.一種在一無線區域網絡中加速發現一存取點(APs)的方法。其步驟系包含由一AP經由至少一頻道傳輸一公告封包，該頻道系不同于該AP傳輸信標信號的一頻道；由一站臺(STA)接收該公告封包；以及決定是否連結該STA至該傳輸AP。
2.如實施例1所述的方法，其中該傳輸步驟包含判定是否已經滿足傳輸一公告封包的一預設狀況；以及如果已經滿足該預設狀況，則傳輸該公告封包。
3.如實施例2所述的方法，其中該預設狀況包含判定在由該AP所服務的基礎服務集中是否有一低負載狀況。
4.如實施例2所述的方法，其中該預設狀況包含接收一來自一鄰近AP的指示，其系于該鄰近AP的基礎服務集中出現擁擠狀況。
5.如實施例2所述的方法，其中該預設狀況包含判定其他頻道出現擁擠狀況，該擁擠系由該AP藉周期性地調整至其他頻道并監聽在其他頻道上的流量判定。
6.如實施例2所述的方法，其中該預設狀況包含判定在一延伸服務集中是否有延遲敏感STAs。
7.如先前任一實施例所述的方法，其中該公告封包包含重新連結資訊，藉此，該STA可根據在該公告封包中的該資訊連結至該AP。
8.如先前任一實施例所述的方法，其中該公告封包包含時間資訊，藉此，該STA可調整至該AP且接收該AP的信標，而不需停留在該AP一段長時間。
9.一種在一無線區域網絡中加速發現存取點(APs)的系統，其包含一AP；至少一站臺(STA)；一公告封包，其系由該AP在至少一頻道傳輸，該頻道系不同于該AP傳輸信標信號的一頻道，且由至少一STA接收該公告封包；以及在每該STA上的一判定裝置，用以根據該接收的公告封包，判定是否連結一STA至該AP。
10.如實施例9所述的系統，其中該公告封包包含重新連結資訊，藉此，接收該公告封包的該STA，可根據在該公告封包中的該資訊連結至該AP。
11.如實施例9或10所述的系統，其中該公告封包包含時間資訊，藉此，該STA可調整至該AP且接收該AP的信標，而不需停留在該AP一段長時間。
12.如實施例9-11中任一所述的系統，更包含在該AP上的一第二判定裝置，用以在傳輸該公告封包的前，判定是否已經達到一預設狀況。
13.如實施例9-12中任一所述的系統，其中該預設狀況包含判定在由該AP所服務的基礎服務集中是否有一低負載狀況。
14.如實施例9-12中任一所述的系統，其中該預設狀況包含接收一來自一鄰近AP的指示，其系于該鄰近AP的基礎服務集中出現擁擠狀況。
15.如實施例9-12中任一所述的系統，其中該預設狀況包含判定其他頻道出現擁擠狀況，該擁擠系由該AP藉周期性地調整至其他頻道并監聽在其他頻道上的流量判定。
16.如實施例9-12中任一所述的系統，其中該預設狀況包含判定在一延伸服務集中是否有延遲敏感STAs。
17.一種在一無線區域網絡中加速發現存取點(APs)的系統，該無線區域網絡包含一AP及一站臺。該AP包含一公告封包判定裝置；一公告封包傳輸裝置，其系連接至該公告封包判定裝置；一第一傳輸器/接收器，其系連接至該公告封包傳輸裝置；以及一第一天線，其系連接至該第一傳輸器/接收器。該站臺包含一第二天線；一第二傳輸器/接收器，其系連接至該第二天線；一公告封包接收裝置，其系連接至該第二傳輸器/接收器；以及一頻道調整裝置，其系連接至該公告封包接收裝置及該第二傳輸器/接收器。
18.如實施例17所述的系統，其中該公告封包判定裝置系配置以判定該AP是否應發送一公告封包。
19.如實施例17或18所述的系統，其中該公告封包傳輸裝置系配置以準備并排程一公告封包以傳輸。
20.如實施例17-19任一所述的系統，其中該公告封包接收裝置系配置以接收來自一AP的公告封包；檢驗包含在該公告封包中的資訊；以及判定該站臺是否應連結至發送該公告封包的該AP。
21.如實施例20所述的系統，其中如果該公告封包接收裝置決定連結至一不同的AP，則該頻道調整裝置系配置以將該站臺的該接收頻道改成該不同AP的接收頻道。
盡管本發明的特征和元件皆于實施例中以特定組合方式所描述，但實施例中每一特征或元件能獨自使用，而不需與較佳實施方式的其他特征或元件組合，或是與/不與本發明的其他特征和元件做不同的組合。盡管本發明已經透過較佳實施例描述，其他不脫附本發明的申請專利范圍的變型對熟悉此技藝的人士來說還是顯而易見的。上述說明書內容系以說明為目的，且不會以任何方式限制特別發明。
權利要求
1.一種在一無線區域網絡中加速發現一存取點的方法。其步驟包含由一存取點經由至少一頻道傳輸一公告封包，該頻道不同于該存取點傳輸信標信號的一頻道；由一站臺接收該公告封包；以及決定是否將該站臺連結至該傳輸存取點。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該傳輸步驟包含判定是否已經滿足傳輸一公告封包的一預設狀況；以及如果已經滿足該預設狀況，則傳輸該公告封包。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，該預設狀況包含判定在由該存取點所服務的基礎服務集中是否有一低負載狀況。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，該預設狀況包含接收一來自一鄰近存取點的指示，其系于該鄰近存取點的基礎服務集中出現擁擠狀況。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，該預設狀況包含判定在其他頻道出現擁擠狀況，該擁擠是由該存取點藉周期性地調整至其他頻道并監聽在該其他頻道上的流量所判定。
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，該預設狀況包含判定在一延伸服務集中是否有延遲敏感站臺。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該公告封包包含重新連結資訊，藉此，該站臺可根據在該公告封包中的該資訊而連結至該存取點。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該公告封包包含時間資訊，藉此，該站臺可調整至該存取點且接收該存取點的信標，而不需停留在該存取點一段長時間。
9.一種在一無線區域網絡中加速發現存取點的系統，其包含一存取點，其具有一傳輸器和一接收器；至少一站臺，其具有一傳輸器和一接收器；一公告封包，該公告封包由該存取點在至少一頻道傳輸，該頻道不同于該存取點傳輸信標信號的一頻道，且由至少一站臺所接收該公告封包；以及在各站臺上的一判定裝置，用以根據該接收的公告封包，判定是否將一站臺連結至該存取點。
10.根據權利要求9所述的系統，其特征在于，該公告封包包含重新連結資訊，藉此，接收該公告封包的該站臺，可根據在該公告封包中的該資訊而連結至該存取點。
11.根據權利要求9所述的系統，其特征在于，該公告封包包含時間資訊，藉此，該站臺可調整至該存取點且接收該存取點的信標，而不需停留在該存取點一延長時間。
12.根據權利要求9所述的系統，更包含在該存取點上的一第二判定裝置，用以在傳輸該公告封包的前，判定是否已經達到一預設狀況。
13.根據權利要求12所述的系統，其特征在于，該預設狀況包含判定在由該存取點所服務的基礎服務集中是否有一低負載狀況。
14.根據權利要求12所述的系統，其特征在于，該預設狀況包含接收一來自一鄰近存取點的指示，其系于該鄰近存取點的基礎服務集中出現擁擠狀況。
15.根據權利要求12所述的系統，其特征在于，該預設狀況包含判定其他頻道出現擁擠狀況，該擁擠是由該存取點藉周期性地調整至其他頻道并監聽在該其他頻道上的流量所判定。
16.根據權利要求12所述的系統，其特征在于，該預設狀況包含判定在一延伸服務集中是否有延遲敏感站臺。
17.一種在一無線區域網絡中加速發現存取點的系統，其包含一存取點，其包含一公告封包判定裝置；一公告封包傳輸裝置，其與該公告封包判定裝置連接；一第一傳輸器/接收器，其連接至該公告封包傳輸裝置；以及一第一天線，其連接至該第一傳輸器/接收器；以及一站臺，其包含一第二天線；一第二傳輸器/接收器，其連接至該第二天線；一公告封包接收裝置，其連接至該第二傳輸器/接收器；以及一頻道調整裝置，其連接至該公告封包接收裝置及該第二傳輸器/接收器。
18.根據權利要求17所述的系統，其特征在于，該公告封包判定裝置系配置以判定該存取點是否應發送一公告封包。
19.根據權利要求17或18所述的系統，其特征在于，該公告封包傳輸裝置系配置以準備并排程一公告封包以用于傳輸。
20.根據權利要求17-19項中任一所述的系統，其特征在于，該公告封包接收裝置系配置以接收來自一存取點的公告封包；檢驗在該公告封包中所包含的資訊；以及判定該站臺是否應連結至發送該公告封包的該存取點。
21.根據權利要求20所述的系統，其特征在于，如果該公告封包接收裝置決定連結至一不同的存取點，則該頻道調整裝置系配置以將該站臺的該接收頻道改成該不同存取點的接收頻道。
全文摘要
一種在一無線區域網絡中加速發現一存取點(APs)的方法。首先由一AP經由至少一頻道傳輸一公告封包，該頻道不同于該AP傳輸信標信號的頻道。該公告封包系由一站臺(STA)接收，其接著決定是否連結至該傳輸AP。該公告封包可包含重新相連資訊，使得該STA可根據在該公告封包中的資訊與該AP相連，或是時序資訊，使得該STA可調整至該AP并接收該AP的信標，而不需停留在該AP一段延長時間。
文檔編號H04Q7/24GK101019378SQ200580030245
公開日2007年8月15日 申請日期2005年9月7日 優先權日2004年9月10日
發明者安吉羅·卡費洛, 克里斯多福·凱夫, 保羅·馬里內爾, 文森·羅伊 申請人:美商內數位科技公司