CN102461008A - 用于检测无线信道上信标的技术 - Google Patents

Abstract

无线局域接入网(WLAN)无线电单元在多个信道中的每个信道上侦听信标侦听持续时间。WLAN无线电单元周期地改变WLAN无线电单元对其侦听信标的信道。WLAN无线电单元旋转通过所有信道，直到侦听了整个信标周期。迭代次数选择成最小化接连的侦听持续时间的交叠。WLAN无线电单元可通过检测信标的不完整部分来检测信标。

Description

用于检测无线信道上信标的技术

技术领域

一般而言，本文公开的主题涉及用于检测无线通信信道的技术。

背景技术

随着无线技术和连接性的可用性不断增大，携带多种无线电单元的装置不罕见了。作为一个示例，可使蓝牙、WiFi和WiMAX技术的组合可用于计算和通信平台(诸如膝上型计算机和手持装置)上。这些类型的平台可配备有多种并存的无线电单元。这种平台可称为多无线电平台(MRP)。MRP可包含蓝牙无线电单元、WiMAX无线电单元乃至WiFi无线电单元的并存以适应各种用途和便利。

图1描绘了涉及多无线电移动终端的情形，所述多无线电移动终端执行网络扫描以建立与WLAN接入点(AP)的无线局域网(WLAN)连接，同时尝试通过与WWAN基站(BS)的活动无线广域网(WWAN)连接保持连续服务。

时分复用(TDM)是对于同一装置上同时存在多种无线电单元的常用解决方案。TDM通过随时间交织并存的无线电单元活动防止无线电间干扰或资源冲突。在典型情况下，在用于建立WLAN连接的网络扫描期间阻止WWAN操作，并且反之亦然。

在图1的情形中，WLAN无线电单元尝试通过扫描信道列表来发现相邻WLAN接入点，同时尝试与具有活动WWAN连接的WWAN无线电单元同时存在。缺失持续时间和缺失周期分别指示WWAN无线电单元静默多长时间和缺失持续时间多长时间重复一次。缺失持续时间和缺失周期是与WWAN基站协商而定的。通常，缺失持续时间被设置成足够长以便WLAN无线电单元完成至少一次活动扫描。在许多情况下，WLAN无线电单元使用被动扫描，其中WLAN无线电单元不发射信号，而是等待接收接入点所广播的信标。IEEE 802.11-2007描述了接入点按规则间隔发射信标帧以通知存在WLAN网络所使用的方式。

在一些情况下，WLAN无线电单元必须呆在一个信道多个缺失周期以在全信标间隔上从接入点接收信号。然而，WWAN无线电单元不能够在不引起WWAN连接中的显著性能降级的情况下缺失太长时间。期望WLAN无线电单元检测信标，同时避免过多WWAN无线电单元静默。

附图说明

本发明的实施例在附图中通过示例而非限制进行例证，并且附图中类似的附图标记是指类似要素。

图1描绘了执行网络扫描以建立与WLAN接入点的无线局域网连接而同时尝试通过与WWAN基站的活动无线广域网连接保持连续服务的多无线电移动终端。

图2描绘了根据一个实施例检测至少一个信标的过程。

图3例证了信标传输的周期S0和WLAN无线电单元对信道上的信标进行被动扫描的周期S1。

图4描绘了根据一个实施例的3个扫描的示例。

图5描绘了所提出的交织扫描的总扫描时间S2与传统连续扫描的总扫描时间S2的比较。

图6描绘了符合IEEE 802.11的MAC报头。

图7描绘了能使用本发明实施例的示例系统。

具体实施方式

此说明书通篇提到“一个实施例”或“实施例”是指结合该实施例描述的具体特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。由此，此说明书通篇各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指的是同一实施例。而且，在一个或多个实施例中可组合具体特征、结构或特性。

可以在多种应用中使用本发明的实施例。可结合各种装置和系统使用本发明的一些实施例，各种装置和系统例如是发射器、接收器、收发器、发射器-接收器、无线通信台、无线通信装置、无线接入点(AP)、调制解调器、无线调制解调器、个人计算机(PC)、桌上型计算机、移动计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、服务器计算机、手持计算机、手持装置、个人数字助理(PDA)装置、手持PDA装置、网络、无线网络、局域网(LAN)、无线LAN(WLAN)、城域网(MAN)、无线MAN(WMAN)、广域网(WAN)、无线WAN(WWAN)、根据现有IEEE 802.11、802.11a、802.11b、802.11e、802.11g、802.11h、802.11i、802.11n、802.16、802.16d、802.16e、802.16m或3GPP标准和/或以上标准的将来版本和/或派生和/或长期演进(LTE)操作的装置和/或网络、个人区域网(PAN)、无线PAN(WPAN)、作为以上WLAN和/或PAN和/或WPAN网络的一部分的单元和/或装置、单向和/或双向无线电通信系统、蜂窝无线电电话通信系统、蜂窝电话、无线电话、个人通信系统(PCS)装置、结合了无线通信装置的PDA装置、多输入多输出(MIMO)收发器或装置、单输入多输出(SIMO)收发器或装置、多输入单输出(MISO)收发器或装置、多接收器链(MRC)收发器或装置、具有“智能天线”技术或多天线技术的收发器或装置等等。

可结合一种或多种类型的无线通信信号和/或系统使用本发明的一些实施例，无线通信信号和/或系统例如是射频(RF)、红外(IR)、频分复用(FDM)、正交FDM(OFDM)、正交频分多址(OFDMA)、时分复用(TDM)、时分多址(TDMA)、扩展TDMA(E-TDMA)、通用分组无线电服务(GPRS)、扩展GPRS、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、CDMA2000、多载波调制(MDM)、离散多音(DMT)、蓝牙(RTM)、ZigBee(TM)等等。可在各种其它设备、装置、系统和/或网络中使用本发明的实施例。IEEE802.11x可以指任何现有IEEE 802.11规范，包括但不限于802.11a、802.11b、802.11e、802.11g、802.11h、802.11i和802.11n。

各种实施例减少了WLAN无线电单元在与WWAN无线电单元同时存在的同时对信道上的信标执行被动扫描的时间。在各种实施例中，WLAN无线电单元侦听信标一段时间。WLAN无线电单元周期地改变WLAN无线电单元侦听信标所在的信道。在一些实施例中，WLAN无线电单元通过检测信标的不完整部分来识别信标。各种实施例通过最小化同一信道上接连的信标检测时间之间的时间交叠来减少对信标的总扫描时间。

图2描绘了根据一个实施例检测至少一个信标的过程。块202和204包括WLAN无线电单元等待接收信道上的信标一段时间并周期地切换到不同信道以侦听信标。块202和204可采用相对于图3和4描述的方式进行。在一些实施例中，WLAN无线电单元尝试使用被动扫描来检测每个信道上的信标。在各种实施例中，WLAN无线电单元可通过检测小于整个信标来识别信道上的信标。例如，WLAN无线电单元可通过检测信标的媒体访问控制(MAC)报头的一部分来识别该信标。WLAN无线电单元可以确定检测信标所在的每个信道的接收信号强度指示(RSSI)值。WLAN无线电单元可识别已经对于其检测至少一部分信标的所选信道的列表。

块206包括基于RSSI级别对所选信道列表分类的WLAN无线电单元。WLAN无线电单元可通过增大RSSI级别来对信道分类。块206还可包括WLAN无线电单元对于分类列表上的每个信道使用活动扫描。因为已经通过部分信标检测而检测到活动接入点，所以现在可使用活动扫描。在一些实施例中，如果在块202和204中WLAN无线电单元找到优选接入点，则可避免块206。

图3例证了信标传输的周期S0和WLAN无线电单元对信道上的信标进行被动扫描的周期S1。例如，WLAN无线电单元可采用在IEEE802.11-2007中描述的方式被动地扫描信标。在S0与S1之间存在时间间隙。该时间间隙表示为T2，其中T2是|S0-S1|。对于每个S1周期，交叠的缺少增大T2。

在各种实施例中，在每个周期S1的开始，WLAN无线电单元被动地对不同信道扫描T1的持续时间。在持续时间T1期间，WWAN无线电单元不向任何WWAN基站发射信号。周期S1有时称为“缺失周期”。例如，在第一缺失周期的开始，WLAN无线电单元侦听信道1，然后在第二缺失周期的开始，WLAN无线电单元侦听信道2。在第M个周期的开始，无线电单元切换到信道M。在第M+1个周期的开始，无线电单元将再次侦听信道1。这种过程将继续，直到无线电单元完成对所有M个信道的被动扫描为止。

图4描绘了根据一个实施例的3个扫描的示例。在扫描402中，WLAN无线电单元在时间范围T1期间为了得到信标对信道0执行第一被动扫描。在扫描404期间，在第二周期S1的开始，WLAN无线电单元在时间范围T1期间执行对另一信道、信道1的被动扫描。在信道0的第二扫描中，如扫描406所示，WLAN无线电单元在与在前一扫描、扫描402中扫描的时间范围交叠的时间范围T1扫描信标。

在各种实施例中，M(即对于其重复扫描至少一次的信道数量)的值选择成使发生在同一信道上2次接连的扫描之间的扫描交叠更小，或者在一些情况下，使所述扫描交叠最小化。在各种实施例中，如下式计算M：

M＝floor(T1/T2)，其中：

T1表示WLAN被动地扫描信标所用的时间周期，并且

T2表示每个缺失周期的时间偏移，由|S0-S1|给出。

下取整运算将比率向下舍入到较小整数。

任何信道的整个信标间隔S0在时间范围T1期间可能未被侦听。如果范围T1的偏移足以使WLAN无线电单元对于每个信道都侦听整个信标间隔S0，那么WLAN无线电单元循环通过M个信道N轮。覆盖全信标间隔S0的最小轮数N基于如下标准：

M×T2×(N-1)+T1＞S0。

由此，在各种实施例中，

N＝ceiling((S0-T1)/(M×T2)+1)。

上取整(ceiling)函数将值向上舍入到最接近的整数。

此外，无线电单元要扫描的信道总数可大于M个信道。例如，可存在K个可用信道。在这种情况下，K个信道被分成M个信道构成的组。在扫描M个信道N轮之后，WLAN无线电单元扫描下一组M个信道N轮，以此类推。扫描所有K个信道的总扫描时间S2可如下式来确定：

S2＝N×M×S1×ceiling(K/M)。

当M＝1时，进行传统连续扫描，并且通过下式来计算总扫描时间：

S2＝K×(ceiling((S0-T1)/T2)+1)×S1。

对于其中S0＝102.4ms、T1＝30ms并且K＝12的情形，图5描绘了交织扫描技术的总扫描时间S2与传统连续扫描的总扫描时间S2的比较。特别是当缺失周期(S1)被设置成90ms、95ms、100ms、105ms、110ms和115ms时，显示出总扫描时间S2的显著下降。

在时间范围T1期间对信标的扫描可能未检测到整个信标。信标可以非常长，诸如例如2ms或5ms。各种实施例检测部分信标，无需接收整个信标。

图6描绘了符合IEEE 802.11的MAC报头。MAC报头的帧控制部分被放大了。在各种实施例中，如果物理层(PHY)报头的循环冗余校验(CRC)是正确的，或者媒体访问控制(MAC)报头的帧控制部分指示该帧是信标，则WLAN无线电单元检测部分信标。可在信标的不完整部分上执行CRC。在图2的块202和204，WLAN无线电单元可以这种方式检测部分信标。表1示出了基于IEEE 802.11标准与信标帧相关联的帧控制部分的示例。

表1：信标帧控制模板

B0	B1	B2	B3	B4	B5	B6	B7	B8	B9	B10	B11	B12	B13	B14	B15
																0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0

在各种实施例中，如果不仅PHY报头的CRC是正确的而且MAC报头的帧控制部分指示该帧是信标，则WLAN无线电单元确定WLAN帧的接收信号强度指示(RSSI)。没有任何RSSI的信道不会被包含在所选信道的列表中。

在各种实施例中，对于在其中检测到整个信标或部分信标的信道，基于RSSI值来区分这些信道的优先级。在图2的块206，WLAN无线电单元可基于增大的RSSI值对RSSI值排序。

图7描绘了能使用本发明实施例的示例系统。计算机系统600可包含主系统602和显示器622。计算机系统600可在手持个人计算机、移动电话、机顶盒或任何计算装置中实现。主系统602可包含芯片集605、处理器610、主存储器612、存储装置614、图形子系统615和无线电单元620。芯片集605可提供处理器610、主存储器612、存储装置614、图形子系统615和无线电单元620之间的互通信。例如，芯片集605可包含能够给互通信提供存储装置614的存储装置适配器(未示出)。例如，存储装置适配器可以能够按照如下协议中的任一种来与存储装置614通信：小型计算机系统接口(SCSI)、光纤信道(FC)和/或串行高级技术附连(S-ATA)。

处理器610可实现为复杂指令集计算机(CISC)处理器或缩减指令集计算机(RISC)处理器、多核或任何其它微处理器或中央处理单元。

主存储器612可实现为易失性存储器装置，诸如但不限于随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)或静态RAM(SRAM)。存储装置614可实现为非易失性存储装置，诸如但不限于磁盘驱动器、光盘驱动器、带驱动器、内部存储装置、附连存储装置、闪存、电池备份SDRAM(同步DRAM)和/或网络可访问存储装置。

图形子系统615可执行图像处理，诸如对静止图像或视频的处理，以便显示。模拟接口或数字接口可用于在通信上耦合图形子系统615和显示器622。例如，接口可以是高清晰度多媒体接口、显示端口、无线HDMI和/或符合无线HD的技术中的任一种。图形子系统615可集成到处理器610或芯片集605中。图形子系统615可以是在通信上耦合到芯片集605的独立卡。

无线电单元620可包含能够根据可应用无线标准(诸如但不限于任何版本的IEEE 802.3、IEEE 802.11和IEEE 802.16)发射和接收信号的一种或多种无线电单元。在各种实施例中，无线电单元620执行相对于图2-4描述的技术来检测活动WLAN信道。

本发明的实施例例如可提供为计算机程序产品，该计算机程序产品可包含其上存储了机器可执行指令的一个或多个机器可读介质，机器可执行指令当由一个或多个机器(诸如计算机、计算机网络或其它电子装置)执行时可导致一个或多个机器根据本发明的实施例执行操作。机器可读介质可包含但不限于软盘、光盘、CD-ROM(压缩盘只读存储器)和磁-光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存或适合于存储机器可执行指令的其它类型介质/机器可读介质。

附图和先前的描述给出了本发明的示例。尽管描绘为若干迥然不同的功能项，但本领域技术人员将认识到，一个或多个此类单元有可能组合到单个功能单元中。备选地，某些单元可被分成多个功能单元。来自一个实施例的单元可被加到另一个实施例中。例如，本文描述的过程顺序可以改变，并且不限于本文描述的方式。此外，任何流程图的动作无需按示出的顺序实现；也不是所有动作都必须执行。还有，不依赖于其它动作的那些动作可与其它动作并行执行。然而，本发明的范围决不仅限于这些特定示例。无论在本说明书中是否明确给出，众多的变化都是可能的，例如结构、尺寸和材料用途的差异。本发明的范围至少与如下权利要求书给出的一样宽。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

准许无线电单元被动地扫描第一信道上的信标；

准许所述无线电单元被动地扫描第二信道上的信标；以及

部分地基于所述信标的不完整部分识别任何信道中的信标。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述无线电单元被动地扫描信标第一持续时间，并且还包括：

准许所述无线电单元重复地、被动地扫描所述第一信道所述第一持续时间，直到接连的第一持续时间包含整个信标间隔。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：

改变所述无线电单元对其被动地扫描信标的信道，直到所述无线电单元被动地扫描一组信道中的所有信道。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述无线电单元被动地扫描信道第一时间范围，并且还包括：

将所述组中的信道数量确定为用于减少由所述无线电单元对同一信道进行的接连的被动扫描的第一时间范围的时间交叠。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述信道数量包括：

M＝floor(T1/T2)，其中：

T1表示所述无线电单元被动地扫描信道上的信标所用的持续时间，且

T2表示每个在信标传输周期与所述无线电单元被动地扫描信道上的信标所处的周期之间的缺失周期发生的时间偏移。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述不完整部分包括：

接收的MAC报头的帧控制部分。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述识别任何信道中的信标包括：

验证接收的PHY报头的循环冗余校验值。

8.如权利要求1所述的方法，还包括：确定每个信道的接收信号强度指示(RSSI)，以及

部分地基于与每个信道相关联的RSSI值来区分所述信道的优先级。

9.一种移动台，包括：

天线，用于接收和发射信号；

无线广域网无线电单元；以及

无线局域网无线电单元，包括：

用于被动地扫描通过所述天线接收的第一信道第一持续时间X次的逻辑，其中所述第一持续时间小于整个信标间隔，并且其中X被设置成用于减少同一信道的接连的第一持续时间的被动扫描之间的交叠。

10.如权利要求9所述的移动台，还包括：

用于被动地扫描通过所述天线接收的第二信道所述第一持续时间X次的逻辑。

11.如权利要求10所述的移动台，还包括：

用于部分地基于所述信标的不完整部分识别所述第一信道上的信标或所述第二信道上的信标的逻辑。

12.如权利要求9所述的移动台，还包括：

用于部分地基于所述信标的不完整部分识别所述第一信道上的信标的逻辑，其中为了识别信标，用于识别信标的所述逻辑要检测接收的MAC报头的帧控制部分。

13.如权利要求9所述的移动台，还包括：

用于部分地基于所述信标的不完整部分识别所述第一信道上的信标的逻辑，其中为了识别信标，用于识别信标的所述逻辑要验证接收的PHY报头的循环冗余校验值。

14.如权利要求9所述的移动台，其中用于被动地扫描第一信道的所述逻辑要重复地、被动地扫描所述第一信道所述第一持续时间，直到相继的第一持续时间包含整个信标间隔。

15.如权利要求9所述的移动台，其中所述无线广域网无线电单元符合IEEE 802.16。

16.一种系统，包括：

天线；

计算机系统，包括：

用于被动地扫描通过所述天线接收的第一信道第一持续时间X次的逻辑，其中所述第一持续时间小于整个信标间隔，并且其中X被设置成用于减少同一信道的接连的第一持续时间的被动扫描之间的交叠；以及

显示装置，在通信上耦合到所述计算机系统以显示从所述计算机系统接收的信息。

17.如权利要求16所述的系统，其中所述计算机系统还包括：

用于被动地扫描通过所述天线接收的第二信道所述第一持续时间X次的逻辑。

18.如权利要求16所述的系统，其中所述计算机系统还包括：

用于部分地基于所述信标的不完整部分识别所述第一信道上的信标的逻辑，其中用于识别信标的所述逻辑要检测接收的MAC报头的帧控制部分。

19.如权利要求16所述的系统，其中所述计算机系统还包括：

用于部分地基于所述信标的不完整部分识别所述第一信道上的信标的逻辑，其中用于识别信标的所述逻辑要验证接收的PHY报头的循环冗余校验值。

20.如权利要求16所述的系统，其中用于被动地扫描第一信道的所述逻辑要重复地、被动地扫描所述第一信道所述第一持续时间，直到相继的第一持续时间包含整个信标间隔。

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