專利名稱：用于改進wlan中的切換的方法
技術領域：
本發明涉及無線通信網絡領域，尤其涉及WLAN中的切換過程，并且涉及一種特別地在數據丟失和切換最優化方面改進這些切換過程的方法，以及能夠實現該方法的一種接入點和一種終端。
背景技術：
無線網絡通常具有蜂窩式結構并因此需要切換過程，也因此必然會遇到通信連續性的問題，特別是在有語音數據的情況。切換過程在這方面的關鍵階段在于特別是當所使用的無線設備是單一頻率時確定執行切換的適當時機。
目前，無線局域網(WLAN)標準IEEE 802.11a/b/g正在經歷成功的開發。該成功為兩大主要類型的網絡所利用企業網和熱點地區，即會議中心、火車站、機場、酒店等。
在這兩種環境中，VoIP(網際語音協議)和VoWLAN(基于無線局域網的語音協議)逐漸成為有吸引力的技術，這兩種技術的主要目標是通過合并數據網絡和語音網絡來降低通信成本。對于所有的語音應用以及對電信操作員來說，VoWLAN技術由于能提供熱點地區與蜂窩式網絡之間的會話連續性而十分引人注意。
在這種情況下，處于不同頻率的兩個WLAN小區間的切換是一個重要問題，原因是為了實現VoWLAN在兩個IEEE802.11小區間的無縫遷移，必須大大地縮短切換時間。
為解決這一問題而提出的幾個方案都基于由接入點(AP)或移動終端(STA)以一個不同的頻率進行的信道測量。
例如，這些測量涉及到信號功率或信號噪聲比。將這些可能反復測量得到的結果與當前使用的f1信道中相同參數的值進行比較，以確定是否滿足進行切換的條件。
例如，IEEE 802.11k(標準草稿)中描述了可能的測量機制。
然而，因為無線設備是單一頻率的，以一個不同頻率進行測量可能意味著當測量發生在另一個頻率上時原始頻率上信息包或幀的丟失。
發明內容
本發明要解決的主要問題就是克服這個缺點，這可以通過提出一個簡單的并且與上面提到的IEEE標準的當前版本完全兼容的解決方案來實現。
因此，本發明提出了一種用于改進兩個基于IEEE 802.11標準并工作在兩個不同頻率f1和f2的WLAN小區C1和C2間的切換過程的方法，所述方法包括以第二頻率f2進行測量以確定實現切換的必要性或可能性的步驟，第一頻率f1通常用來傳輸數據。
更精確地，本發明方法的特征在于其包括-首先以通常用于傳輸數據的第一頻率f1發送至少一個虛數據或偽數據或控制幀，該數據或控制幀包含一個持續時間數據，該持續時間數據的值至少等于以第二頻率f2進行測量所需的時間，以及，-然后以所述第二頻率f2進行測量，測量時間段最多與發送的虛數據或偽數據或控制幀中設置的持續時間數據值一致，同時在對應于所述持續時間數據值的時間段內，任何相關WLAN中的終端、站點、接入點或類似的實體都不允許或禁止以第一頻率f1發送或傳輸任何數據。
優選地，在與虛數據或偽數據或控制幀中所設持續時間數據值相應的時間段內，從接收到所述幀的那一刻開始，任何屬于相關WLAN的終端、站點、接入點或類似的實體都避免接入與第一頻率f1對應的無線信道。
例如，可以用IEEE 802.11e標準的方式來控制這些幀。
有利地，持續時間數據包含在由將進行測量的終端、站點或接入點發出或由WLAN中接收到第一個虛數據或偽數據或控制幀的站點或接入點送回的虛數據或偽數據或控制幀中一個專用持續時間字段內。
由于之前描述的發明特征，測量階段等效于在根據IEEE 802.11標準進行工作的相關WLAN小區C1和C2中，傳輸于頻率f1信道上的虛構的和不可見的MAC幀的傳輸(從WLAN中其它實體的角度上來說)。
因此，將不會丟失重大和主要的數據或控制幀。
根據本發明的第一實施例，當在第二頻率f2的測量將由相關WLAN中的一個接入點(AP)進行時，該接入點首先在第一頻率f1信道上發送一個帶有持續時間數據的偽請求發送(RTS)幀，然后可能在接收到返回的附帶確認信息的相應CTS幀后，切換到第二頻率f2進行所述測量。
優選地，將所述偽RTS幀發送到一個偽目標媒體訪問控制(MAC)地址。
例如，在禁止傳輸期間，相關的接入點AP可以對與另外一個使用第二頻率f2進行傳輸的接入點有關的通信量進行測量。
所述測量的結果可以用于管理上述兩個接入點間的終端遷移。
根據本發明的第二實施例，當在第二頻率f2上的測量將由一個移動終端(STA)進行時，該移動終端首先以第一頻率f1發送一個帶有持續時間數據的偽請求發送幀RTS到當前小區C1中與其相連接的接入點AP。然后，所述移動終端切換到第二頻率f2進行測量，同時相關的接入點AP發出一個同樣包括上述持續時間數據的清除發送(CTS)幀。
作為選擇，本發明的方法可以提供在接收到移動終端發出的偽造RTS幀后，相關的接入點AP以f1發出一個同樣包括上述持續時間數據的清除發送CTS幀，然后該移動終端可能在向接入點AP返回一個確認幀后，切換到第二頻率f2進行所述測量。
如果媒體訪問基于避免沖突的載體讀出多路存取(CSMA/CA)協議，相關WLAN中屬于工作在第一頻率f1的小區C1并接收偽RTS或CTS類型幀的每個終端、站點、接入點或類似實體根據包含在接受到的幀中的持續時間數據值設置它的網絡分配向量(NAV)。
具體實施例方式
現在，將根據具體示例更詳細地描述本發明。
IEEE 802.11的MAC(媒體訪問控制)層是基于CSMA/CA的，即使用載體讀出以避免沖突。
載體讀出有兩種機制第一種是集中式的(點協調功能/PCF)，第二種稱為分散式(DCF/分散協調功能)。
后一種機制以下述方式運作每個RTS/CTS/DATA幀包含一個提供當前幀交換的持續時間的持續時間字段。獲悉該字段的節點(STA或AP)防止它們自身在幀交換期間接入該信道以避免沖突。
當一個AP(當前工作頻率f1)需要以頻率f2進行測量時，其發送一個優選地帶有偽目標MAC地址的RTS(可以使用一個AP已知的MAC地址，但這樣可能意味著STA的性能不良)。不管用何種方法，持續時間字段的值應設置為以頻率f2進行測量所需的時間。所有STA都能獲悉和解碼該RTS，并在指定的期間不進行任何傳輸。所以相關的AP可以在不丟失任何數據的情況下切換到f2。
當一個STA(當前切換到f1)需要以頻率f2進行測量時，該STA向AP發送一個帶有期望的持續時間的RTS，然后切換到f2。這種情況下，向相關的AP發送RTS是必須的，并且AP回復一個同樣包含持續時間字段的CTS，這時所有使用頻率f1的小區C1上的STA都知曉測量的持續時間。
本發明還涉及一種基于IEEE 802.11標準的無線局域網WLAN的接入點，其具有用于傳輸數據或控制幀的第一頻率f1信道并能夠切換到至少一個第二頻率f2信道進行測量，所述接入點通常使用所述第一頻率f1傳輸數據或控制幀，并且所述接入點包括用于以第二頻率f2進行測量的裝置。
更精確地，所述接入點的特征在于其包括-用于以通常用于傳輸數據的所述第一頻率f1發送至少一個虛數據或偽數據或控制幀的裝置，所述數據或控制幀包括一個持續時間數據，其值至少等于以所述第二頻率f2進行所述測量所需的時間，以及-用于以所述第二頻率f2實際進行測量的裝置，測量時間段最多與發送的虛數據或偽數據或控制幀中設置的持續時間數據值一致，同時在對應于所述持續時間數據值的時間段內，任何相關WLAN中的終端、站點、接入點或類似的實體都不允許或禁止以第一頻率f1發送或傳輸任何數據。
最后，本發明還包括一種終端，尤其是移動終端，適于使用在基于IEEE 802.11標準的無線局域網WLAN中，其具有用于傳輸數據或控制幀的第一頻率f1信道和至少一個第二頻率f2信道，所述終端通常使用第一頻率f1傳輸數據或控制幀，并且所述終端包括以第二頻率f2進行測量的裝置。
更精確地，所述終端的特征在于其包括-用于以通常用于傳輸數據的所述第一頻率f1發送至少一個虛數據或偽數據或控制幀的裝置，所述數據或控制幀包括一個持續時間數據，其值至少等于以所述第二頻率f2進行所述測量所需的時間，以及-用于以所述第二頻率f2實際進行測量的裝置，測量時間段最多與發送的虛數據或偽數據或控制幀中設置的持續時間數據值一致，同時在對應于所述持續時間數據值的時間段內，任何相關WLAN中的終端、站點、接入點或類似的實體都不允許或禁止以第一頻率f1發送或傳輸任何數據。
上述的兩種設備都能夠有利地執行在此之前所描述的方法。
當然，本發明不局限于在此描述的優選實施例，在不偏離本發明范圍的情況下，可對本發明進行修改或等效地使用。
權利要求
1.一種用于改進基于IEEE 802.11標準并工作在兩個不同頻率(f1和f2)的兩個WLAN小區(C1和C2)間的切換程序的方法，所述方法包括以第二頻率(f2)進行測量以確定實現切換的必要性或可能性的步驟，第一頻率(f1)通常用來傳輸數據，更精確地，本方法的特征在于包括-首先以通常用于傳輸數據的所述第一頻率(f1)發送至少一個虛數據或偽數據或控制幀，所述數據或控制幀包含一個持續時間數據，該持續時間數據的值至少等于以所述第二頻率(f2)進行所述測量所需的時間，以及-然后以所述第二頻率(f2)進行所述測量，測量時間段最多與發送的虛數據或偽數據或控制幀中設置的持續時間數據值一致，同時在對應于所述持續時間數據值的時間段內，任何相關WLAN中的終端、站點、接入點或類似的實體都不允許或禁止以所述第一頻率(f1)發送或傳輸任何數據。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在對應于虛數據或偽數據或控制幀中設置的持續時間數據值的時間段內，從接收到所述幀的那一刻開始，任何屬于相關WLAN的終端、站點、接入點或類似的實體都避免接入與第一頻率(f1)對應的無線信道。
3.根據權利要求1和2中任何一個所述的方法，其特征在于所述持續時間數據包含在由將執行測量的終端、站點或接入點發出或由WLAN中接收到第一個虛數據或偽數據或控制幀的站點或接入點送回的虛數據或偽數據或控制幀中的一個專用持續時間字段內。
4.根據權利要求1到3中任何一個所述的方法，其特征在于當在第二頻率(f2)上的測量將由相關WLAN中一個接入點(AP)執行時，所述接入點首先在第一頻率(f1)信道上發送一個帶有持續時間數據的偽請求發送(RTS)幀，然后可能在接收到返回的附帶確認信息的相應CTS幀后，切換到第二頻率(f2)上執行測量。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于將所述偽RTS幀發送到一個偽目標媒體訪問控制(MAC)地址。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于相關的接入點(AP)對與另一個使用第二頻率(f2)進行傳輸的接入點有關的通信量進行測量。
7.根據權利要求1到3中任何一個所述的方法，其特征在于當在第二頻率(f2)上的測量將由一個移動終端(STA)進行時，所述移動終端首先以第一頻率(f1)發送一個帶有持續時間數據的請求發送(RTS)幀到當前小區(C1)中與其相連接的接入點(AP)，然后切換到第二頻率(f2)進行所述測量，與此同時相關的接入點(AP)發出一個同樣包括上述持續時間數據的清除發送(CTS)幀。
8.根據權利要求1到3中任何一個所述的方法，其特征在于當在第二頻率(f2)上的測量將由一個移動終端(STA)進行時，所述移動終端首先以第一頻率(f1)發送一個帶有持續時間數據的請求發送(RTS)幀到當前小區(C1)中與其相連接的接入點(AP)；然后相關的接入點(AP)在接收到偽RTS幀后，以第一頻率(f1)發出一個同樣包括上述持續時間數據的清除發送(CTS)幀；最后，所述移動終端(STA)可能在向接入點(AP)返回一個確認幀后，切換到第二頻率(f2)進行測量。
9.根據權利要求1到8中任何一個所述的方法，其特征在于如果媒體訪問基于避免沖突的載體讀出多路存取(CSMA/CA)協議，相關WLAN中屬于工作在第一頻率(f1)的小區(C1)并接收偽RTS或CTS類型幀的每個終端、站點、接入點或類似實體根據包含在所述接收的幀中的持續時間數據值設置它的網絡分配向量(NAV)。
10.一種基于IEEE 802.11標準的無線局域網(WLAN)的接入點，其具有用于傳輸數據的第一頻率(f1)信道或控制幀并能夠切換到至少一個第二頻率(f2)信道進行測量，所述接入點通常使用所述第一頻率(f1)傳輸數據或控制幀，并且所述接入點包括用于以第二頻率(f2)進行測量的裝置，更精確地，所述接入點的特征在于其包括-用于以通常用于傳輸數據的所述第一頻率(f1)發送至少一個虛數據或偽數據或控制幀的裝置，所述數據或控制幀包含一個持續時間數據，其值至少等于以所述第二頻率(f2)進行所述測量所需的時間，以及-用于以所述第二頻率(f2)實際執行所述測量的裝置，測量時間段最多與發送的虛數據或偽數據或控制幀中設置的持續時間數據值一致，同時在對應于所述持續時間數據的時間段內，任何相關WLAN中的終端、站點、接入點或類似的實體都不允許或禁止以所述第一頻率(f1)發送或傳輸任何數據。
11.一種終端，尤其是移動終端，適于使用在基于IEEE 802.11標準的無線局域網(WLAN)中，其具有第一頻率(f1)信道和至少一個用于傳輸數據或控制幀的第二頻率(f2)信道，所述終端通常使用所述第一頻率(f1)傳輸數據或控制幀，并且所述終端包括用于以第二頻率(f2)進行測量的裝置，更精確地，所述終端的特征在于其包括-用于以通常用于傳輸數據的所述第一頻率(f1)發送至少一個虛數據或偽數據或控制幀的裝置，所述數據或控制幀包含一個持續時間數據，其值至少等于以所述第二頻率(f2)進行所述測量所需的時間，以及-用于以所述第二頻率(f2)實際執行所述測量的裝置，測量時間段最多與發送的虛數據或偽數據或控制幀中設置的持續時間數據值一致，同時在對應于所述持續時間數據的時間段內，任何相關WLAN中的終端、站點、接入點或類似的實體都不允許或禁止以所述第一頻率(f1)發送或傳輸任何數據。
全文摘要
本發明涉及一種用于改進基于IEEE 802.11標準并工作在兩個不同頻率的兩個WLAN小區間的切換過程的方法，所述方法包括以第二頻率進行測量以確定實現切換的必要性或可能性的步驟，第一頻率通常用來傳輸數據，更精確地，本方法的特征在于其包括首先以通常用于傳輸數據的第一頻率發送至少一個虛數據或偽數據或控制幀，該數據或控制幀包含持續時間數據，該持續時間數據的值至少等于以第二頻率進行測量所需的時間；然后以第二頻率進行測量，測量時間段最多與發送的虛數據或偽數據或控制幀中設置的持續時間數據值一致，同時在對應于所述持續時間數據值的時間段內，任何相關WLAN中的終端、站點、接入點或類似的實體都不允許或禁止以第一頻率發送或傳輸任何數據。
文檔編號H04L12/28GK1761225SQ20051010817
公開日2006年4月19日 申請日期2005年10月9日 優先權日2004年10月13日
發明者馬索·庫佩舒, 利昂內爾·菲亞特 申請人:阿爾卡特公司