CN104041135A - 在无线网络中缓存网络发现响应 - Google Patents

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CN104041135A CN201280066681.0A CN201280066681A CN104041135A CN 104041135 A CN104041135 A CN 104041135A CN 201280066681 A CN201280066681 A CN 201280066681A CN 104041135 A CN104041135 A CN 104041135A
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Abstract

可以在无需连接到网络的情况下发现网络信息。例如，接入网查询协议(“ANQP”)可以允许设备在该设备与网络进行关联之前发现与该网络有关的信息。网络发现信息可以存储在缓存中以用于将来与相同网络的关联。

Description

在无线网络中缓存网络发现响应
优先权
本申请要求于2011年11月10日提交的美国临时专利申请No.61/558,270和于2012年2月28日提交的美国专利申请No.13/407,444的优先权。上述专利申请的内容由此通过引用的方式明确地本文的详细描述中。
背景技术
诸如无线局域网(“WLAN”)等的无线网络部署允许无线终端当处于这些无线网络的无线通信信号附近时接入网络和互联网服务。通过使用WLAN进行网络发现通信，无线终端或站(“STA”)可以获得与接入点或接入网有关的网络信息。接入网查询协议(“ANQP”)可以允许STA在建立网络连接之前请求额外的网络信息。这些网络信息可以包括对特定订阅服务提供商(“SSP”)网络(“SSPN”)的接入、允许来自与不同SSP相关联的无线客户端的连接的漫游协定、实现安全通信的认证能力、对紧急服务的支持、或者对特定类型的多媒体访问(例如，音频和/或视频流式传输、下载等)的支持。然而，可能只能在与该网络建立连接或关联之后才提供(ANQP没有提供的)其他网络信息。根据接收的网络信息，设备可能需要与该网络断开或解除关联并且追求不同的网络。当设备尝试与网络重新连接时，可以再次使用ANQP，使得再次取回网络发现信息。
附图说明
图1示出了通信网络；
图2示出了通信层架构；
图3示出了备选的通信网络；
图4示出了另一备选的通信网络；
图5示出了无线终端；
图6示出了接入点；
图7示出了通信网络的示例；
图8示出了通信网络的另一示例；
图9示出了示例性缓存存储元件；
图10示出了具有接入网标识符的示例性序列；
图11示出了具有策略标识符的示例性序列；以及
图12示出了具有接入点标识符的示例性序列。
具体实施方式
所公开的系统和方法在与网络进行关联之前缓存所接收的网络发现信息。通过缓存该网络发现信息，可以在又一次尝试与该网络进行关联时从缓存取回网络发现信息，而无需重传网络发现信息。可以通过无线协议(例如，接入网查询协议(“ANQP”))来取回网络发现信息(其可被缓存)，该无线协议允许无线设备在与网络进行关联之前取回与该网络有关的信息。网络关联之前的通信可以称作发现通信或者当无线设备(例如，非接入点站)处于根据各种通信标准(例如，(电气与电子工程师协会)802.11标准)的预关联操作状态下的通信。例如，如IEEE802.11中所述，无线设备的预关联状态可以包括如下状态，但不限于如下状态：“状态1：初始启动状态，未认证、未关联的”，在该状态下，设备既未向网络认证也未与网络相关联；以及“状态2：经认证、未关联的”，在该状态下，无线设备已经向网络认证但是还未与网络相关联。
ANQP可以允许设备在建立网络能力之前(即，当在设备与网络之间交换任何认证参数之前以及当在设备与网络之间建立已识别的会话之前)取回网络信息。该网络信息或发现通信可被存储用于将来与该网络进行关联的任何尝试。图3至图4示出了存储网络发现信息的缓存或存储器可以位于无线设备/终端上或者可以位于网络的接入点上。
在网络关联之前进行通信的无线设备可以包括移动通信设备、移动计算设备、或者能够与无线网络进行无线通信的任何其他设备。这些设备可以称作终端、无线终端、站(“STA”)或用户设备，并且还可以包括移动智能电话(例如，智能电话或平板电脑)、无线个人数字助理(“PDA”)、机器到机器设备、智能电网(“SmartGrid”)中的设备、网状网络(自组网络或对等网络)中的设备、具有无线适配器的膝上型计算机/笔记本/上网本计算机等。图5示出了无线设备或终端的一个实施例。
一些设备可以发现与外部网络(例如，订阅服务提供商网络(“SSPN”))有关的信息，所述外部网络可以包括无线局域网(“WLAN”)。WLAN中的网络发现和连接可以通过定义网络中的访问、控制和通信的标准(例如，称作(电气电子工程师学会)802.11的通信标准，其尤其规定了题为“与外部网络交互”的修订)发生。备选地，网络发现和连接可以服从IEEE802.11标准的其他部分以及其他无线通信标准，所述其他无线通信标准包括WLAN标准(其包括任何802.xx标准(例如，IEEE802.15、IEEE802.16、IEEE802.19、IEEE802.20和IEEE802.22))、个域网标准、广域网标准或蜂窝通信标准。
一个示例性网络可以是WLAN并且如下所述。备选地，设备可以通过其他协议和架构(包括蜂窝网络或WiMax网络)来发现与其他网络有关的信息。网络可以包括公共可接入网络(例如，互联网)、私有网络(例如，内联网)或其组合，并且可以使用现在可用或将来开发的多种联网协议，包括但不限于：基于TCP/IP的联网协议。网络可以包括任何通信方法或者使用用于从一个设备向另一设备传送信息的任意形式的机器可读介质。
可以在为网络连接提供WLAN接入的很多环境中或者在可能预期携带相应无线终端的一个或更多个用户在他们进入或离开WLAN接入位置或环境时将与无线网络、接入点或WLAN进行关联(即，加入或连接到)和解除关联的WLAN接入位置或环境中执行对网络信息的发现。
在WLAN环境中，网络发现可以包括例如由无线终端执行的主动扫描过程或被动扫描过程。通常，WLAN环境内的扫描过程涉及扫描(即，确定)候选站(例如，接入点站或网状站(mesh station))，其中，无线终端可以在关联过程期间与该候选站相关联或者在重新关联期间与该候选站重新关联。在被动扫描过程中，无线终端可以“监听”(即，接收或检测)从另一站(例如，接入点或网状站)周期性地发送的信标帧。在主动扫描过程中，无线终端产生一个或多个探测请求帧。作为响应，接收到探测请求帧的站(例如，接入点或网状站)发送探测响应帧。然后，无线终端处理所接收的任何探测响应帧。
在一些WLAN环境中，网络发现还可以包括IEEE802.11认证过程。换言之，网络发现可以包括无线终端向在上文所讨论的扫描过程期间识别的站之一的成功认证、不成功认证、或者解除认证。换言之，网络发现可以包括：基于无线终端的成功认证，无线终端从“状态1”转换到“状态2”；如果无线终端的认证不成功，则无线终端的状态不改变(即，保持在“状态1”)；或者基于无线终端的解除认证，无线终端从“状态2”转换到“状态1”。
关于处于WLAN信号的通信范围内的位置或环境，一些WLAN位置或环境可以称作“热点”。WLAN位置或环境可以包括咖啡馆、零售店、住宅位置(例如，住宅和公寓)、教育设施、办公环境、机场、公共交通运输站和交通工具、旅馆等。这些WLAN通常被实现为提供对公共可接入网络的接入的接入网，并且可以与基于订阅的服务提供商所拥有和/或操作的外部网络(或WLAN支持的网络)进行关联或支持对这些外部网络的接入。例如，提供收费(例如，月租费)的基于订阅的互联网接入的互联网接入服务提供商或电信运营商/服务提供商可以拥有和/或操作外部网络。在一些系统中，当订阅该服务的订户/用户以适合的无线终端处于WLAN的通信邻近时，订户可以基于该订阅使用无线网络接入和/或互联网接入服务。在一些实例中，不同的WLAN可以提供对不同类型的网络信息的访问。例如，一些WLAN可以提供对特定订阅服务提供商网络的接入，并且一些WLAN可以支持用于允许来自与不同SSP相关联的无线终端的连接的漫游协定。
在一些网络发现过程期间，无线终端可以发送对来自无线局域网(“WLAN”)的特定网络信息的查询。终端可以获得WLAN使得可用的网络信息以基于该网络信息来确定是否继续用于与该网络进行关联的连接过程。如下所述，该网络信息可以存储在缓存中使得对相同网络或接入点的将来发现请求可以是不必要的。
根据本文所述的实施例，无线终端可以使用接入网查询协议(“ANQP”)向WLAN请求网络信息。ANQP支持从支持通用公告服务(“GAS”)的公告服务器的信息取回。ANQP和GAS被定义在802.11uTM以及802.11-2012TM中，其全部公开内容通过引用的方式被并入。
对于公告协议，通用公告服务(Generic Advertisement Service)(“GAS”)可以在层2处用作传输介质(参见图2)。公告协议可以将无线终端连接到多个交互服务器之一。公告协议允许在网络连接之前在无线终端设备与网络中的服务器之间传输帧。例如，GAS提供对诸如无线终端进行网络选择等的操作的支持以及对在无线终端与WLAN进行关联之前在无线终端与网络中的其他信息资源之间进行通信的支持。无线终端可以在无需交换任何认证参数的情况下或者无需具有所识别的会话的情况下(这是因为未建立会话密钥并且未指派互联网协议地址)连接到层2无线电服务。当依照IEEE802.11标准时，在该状态下不允许数据业务。
可以使用其他层2传输机制或者甚至认证机制。例如，作为GAS的备选方式，可扩展认证协议(“EAP”)可以用于运送公告协议。公告协议信息将被封装在适合的EAP-TLV(类型长度值)方法帧(或者备选的EAP方法帧)中并且通过EAP来传输。使用在EAP事务期间交换的安全凭证还将为在公告协议中携带的任何信息提供一定级别的安全性。例如，如果使用基于SIM的凭证的任何EAP方法(例如EAP-SIM、EAP-AKA或者EAP-AKA)成为认证协议，则在相同的EAP事务期间封装(即，安全地携带)在适合的EAP-TLV帧中的任何公告协议信息还可以受到SIM凭证的保护。
接入网查询协议(“ANQP”)是公告协议，并且作为由无线终端使用以发现来自服务器的一系列信息(包括可访问漫游合作伙伴互联网协议地址类型和在无线终端的网络选择过程中有用的其他元数据)的查询和响应协议。ANQP能够在无线终端建立网络连接并且与该网络进行关联之前发现与热点或无线网络有关的信息。备选地或此外，除了在802.11u中定义以外，还可以在Wi-Fi联盟(“WFA”)热点2.0(备选地，也称作Wi-Fi认证的控制点)规范中定义额外的ANQP消息。WFA热点2.0也可以称作WFA控制点。WFA热点2.0规范中的这些ANQP扩展可以称作热点(“HS”)2.0ANQP元素。备选地，也可以使用其他公告协议(例如，在802.11af中定义的注册位置查询协议“RLQP”和在WFA热点2.0规范中定义的热点注册协议(HRP))。ANQP提供了用于在发现阶段在无需与网络进行关联的情况下与WLAN进行通信的一个实施例。在网络关联之前(例如在网络发现阶段)传送的网络信息可被缓存以供将来参考并且如下所述。在备选实施例中，作为GAS的备选方式，其他层2传输机制或者甚至诸如可扩展认证协议(EAP)等的认证机制可以用于运送ANQP消息。ANQP消息将被封装在适合的EAP-TLV方法帧(或者备选的EAP方法帧)中并且通过EAP传输。
网络发现交换可以涉及请求无线终端向另一无线终端(例如，WLAN接入点(“AP”))查询网络信息。WLAN AP(也简单地称作AP)是包含一个站并且经由无线介质为相关联的站提供对分发服务的访问的实体。被查询终端或接收终端(例如，AP)可以在响应中使用被请求信息来对接收的查询进行响应。被查询终端或接收终端可以在向外部网络(例如，订阅服务提供商(“SSP”)网络)中的服务器代理(proxying)查询或者在不向外部网络(例如，订阅服务提供商(“SSP”)网络)中的服务器代理查询的情况下提供响应信息。例如，连接到被查询WLAN的外部网络可以具有可经由WLAN访问的并且可以使查询无线终端知晓的特定网络信息。网络关联之前的网络发现交换或通信可以使用ANQP或者其他查询协议。一旦接收到作为该网络发现交换的一部分发送的信息，该信息就可被存储在缓存中。可以从缓存中取回该信息，而不需要针对相同信息的将来请求。
图1示出了通信网络100。可以在网络发现期间使用ANQP在通信网络100上传送网络信息。通信网络100包括多个WLAN接入位置102a-c，所述多个WLAN接入位置102a-c具有提供对相应接入网106a-c的接入的相应接入点(“AP”)104a-c。关于图6进一步描述了AP104a-c。接入网A106a提供对外部网络A108a的接入，并且接入网B106b提供对外部网络B108b的接入。与不直接连接到互联网112的接入网A106a和B106b不同，接入网C106c可以直接连接到诸如互联网等的公共可接入网络。因此，接入网C106c可以是公共网络，而接入网A106a和B106b可以是私有网络。
在一个实施例中，外部网络A108a和B108b中的每一个可以是数据订阅服务提供商、互联网订阅服务提供商、媒体(例如，音频/视频)订阅服务提供商、无线通信订阅服务提供商或其任意组合所拥有或操作的订阅服务提供商网络(“SSPN”)。外部网络A108a和B108b可以连接到互联网112，并且可以例如向无线终端设备提供基于订阅的互联网接入。在一些实现方式中，不同订阅服务提供商之间的漫游协定可以使外部网络A108a和B108b能够支持针对与其他订阅服务提供商相关联的无线终端的漫游连接。
WLAN接入位置102a示出了接入点(“AP”)104a的无线范围内的无线终端114。关于图5进一步描述了无线终端114。AP104a与接入网A106a相连，接入网A106a可以提供与其他网络(包括诸如互联网112等的公共可接入网络)的直接或间接连接。在无线终端114与接入网A106a进行关联之前，无线终端114向AP104a发送发现请求116。AP104a可以使用发现响应118进行响应。在备选的实施例中，例如通过网状网络、对等网络、自组网络或Wi-Fi直接网络，发现请求116可以源自AP104a(因为AP也是包含无线终端的实体)，并且发现响应118可以来自无线终端114。发现请求116和发现响应118可被称作发现通信，并且可以包括网络信息120。网络信息120可以包括在设备与网络进行关联之前在设备与网络之间传送的与网络和/或设备有关的信息。在一个实施例中，可以使用ANQP协议来传送网络信息120。如关于图3-4所讨论的，网络信息120可被存储在与无线终端114或AP104有关的缓存中。缓存可以消除对针对相同网络的将来的发现请求116和发现响应118的需要。
可以在既无需使用互联网协议(“IP”)层(即，网络层)处或之上的操作又无需以其他方式提供对IP层的访问的情况下在开放系统互连(“OSI”)参考模型的数据链路层的媒体访问控制(“MAC”)子层处交换发现通信(请求116和响应118)，同时发现网络信息120。与在MAC子层处执行处理相比，使用在网络层处或之上交换的信息来发现网络信息可能需要无线终端的更多处理能力。在图2中进一步示出了发现通信在其中操作的层。
AP104a-c以及无线终端114中的每一个可以包括促进与无线介质连接的网络适配器或网络接口卡。网络接口组件可以称作站(“STA”)。接入网106a-c和外部网络108a-b中的每一个可以与不同的网络信息相关联和/或提供对不同的网络信息的访问。网络信息120可以包括在与网络进行关联之前由该网络提供的发现信息。可以由网络106a-c、108a和108b的相应所有者或运营商基于不同的因素(例如，订阅使用计划、期望的安全水平、业务目的、漫游协定、支持的紧急服务、支持的多媒体访问、可用的互联网接入等)来设置网络信息。
无线终端114可以至少部分地基于所接收的与可用外部网络有关的网络信息120与不同的AP(例如，AP104a-c)相关联。无线终端114当分别在WLAN接入位置102a-c之一的范围内移动时可以从AP接收信息。无线终端114可以动态地发现在WLAN接入位置102a-c中的任意一个处可用的网络信息，并且当选择是否与AP104a-c之一进行关联时可以处理该信息。
图2示出了通信层架构200。通信层架构200包括七个层，可以根据开放系统互连(“OSI”)参考模型来实现这七个层。通信层架构200包括数据链路层202，数据链路层202包括媒体访问控制(“MAC”)子层204。无线终端设备(例如，图1的无线终端114)可以在MAC子层204处提供与无线接入点(例如，图1的无线接入点102a-c)的网络信息或发现通信120(例如，发现请求116和发现响应118)。无线终端设备可以在既无需执行互联网协议层(例如，网络层208)处或之上的操作又无需提供对互联网协议层的访问的情况下在MAC子层204从无线终端的缓存或其他硬件访问信息。与使用有线(例如，交流)电源供电的固定位置的计算设备相比，包括移动智能电话、PDA、基于处理器的设备等的移动无线终端设备(例如，图1的无线终端114)可能具有相对有限的处理器周期和较少的可用电力。与应用层处的用户接口密集的且操作系统密集的操作(例如，web浏览器操作)相比，MAC子层处的低级别资源操作需要相对更少的系统资源。
使用MAC子层发现经由接入点可用的网络信息可以用于识别无线终端与接入点之间的适合连接。该连接可以在没有用户参与的情况下或者在最低用户参与的情况下发生。网络信息120可以指示是否适合于与特定网络(例如，SSPN)进行关联。在与网络进行关联之前进行该确定可以显著地减少或消除用户受挫，这是因为当接入点或网络不满足无线终端114的特定网络能力要求时，用户将无需参与与特定接入点进行关联或连接到特定接入点的任何尝试，从而显著地增强了用户体验。在持久性或非连续网络连接之前传送此类属性或特性可以在减少用户受挫的同时提高网络带宽。在较少用户尝试连接(例如，会话访问)的情况下，对于由网络服务的那些用户，网络吞吐量可能增加。此外，不能保持或维持连接的那些用户可以避免发起或建立此类连接的挑战。然而，传送通信信息120需要资源和时间，如果网络信息120被存储在缓存以供将来访问，则可以消除或减少所需要的资源和时间。
使用超文本传输协议(“HTTP”)或其他互联网协议过程的一些通信或认证技术可能需要在以下各项之间并且包括以下各项的层中的一个或更多个层处在无线终端与无线接入点之间建立连接：通信层架构200的网络层208和应用层210。在这些应用中，发现通信120可以不需要与网络层208或协议栈中的任何层的连接或对其的访问。在MAC子层204上包括发现通信120可以允许无线终端在无需与网络进行关联的情况下与该网络进行通信。
图3示出了在接入点104a、104b二者处具有缓存的备选通信网络。AP104a提供对WLAN接入网1106a的接入，并且AP104b提供对具有AP104b的WLAN接入网2106b的接入。无线终端114在物理上位于接入点104a和接入点104b的范围内。无线终端114可以通过其相应的接入点104a、104b与WLAN接入网106a、106b二者进行通信。无线终端114可以在无需与任意一个网络进行关联的情况下从两个网络接收网络发现信息120。换言之，无线终端114可以在处于预关联状态时接收网络发现信息120。一旦AP104a接收到该网络信息120，就可以将该网络信息120存储在缓存302中。同样地，一旦AP104b接收到该网络信息120，就可以将该网络信息120存储在缓存304中。因此，当诸如无线终端114等的无线终端与接入点104a进行通信时，接入点104a可以利用存储在其缓存302中的网络信息120来进行此类预关联通信。同样地，当诸如无线终端114等的无线终端与接入点104b进行通信时，接入点104b可以利用存储在其缓存304中的网络信息120来进行此类预关联通信。图7进一步示出了在AP处的缓存中存储网络信息并且从缓存取回该信息的过程。
图4示出了在无线终端114处具有缓存的另一备选通信网络。在图4中，缓存402被示出为无线终端114的一部分。缓存402可以存储网络信息120，所述网络信息120可以从缓存402取回，而不需要向WLAN接入网请求和取回。具体地，无线终端114可以通过接入点104a与WLAN接入网106a相连，或者可以通过接入点104b与WLAN接入网106b相连。在进行与接入网的初始通信或发现通信时，无线终端114可以在其缓存402中存储该信息。因此，当无线终端114将来遇到接入点104a、104b中的任意一个时，可以只是从缓存402取回发现信息(例如，网络信息120)，而不是重新发起发现通信。图8进一步示出了在AP的缓存中存储网络信息并且从缓存取回该信息的过程。
图5示出了如图1、图3和图4中所示的无线终端114。无线终端114包括处理器502，处理器502可以用于控制无线终端114的整体操作。可以使用控制器、通用处理器、数字信号处理器、专用硬件或其任意组合来实现处理器502。处理器502可以包括中央处理单元、图形处理单元、数字信号处理器或其他类型的处理设备。处理器502可以是多种系统中的任意一种系统中的组件。例如，处理器502可以是标准个人计算机或工作站的一部分。处理器502可以是一个或更多个通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、服务器、网络、数字电路、模拟电路、其组合或者用于分析和处理数据的其他现在已知或将来开发的设备。处理器502可以结合软件程序(例如，手动产生(即，编程的)的代码)操作。
无线终端114还包括终端消息产生器504和终端数据解析器506。终端消息产生器504可以产生用于传送图1的网络信息120的网络信息发现消息，例如发现请求116和发现响应118等。终端数据解析器506可以用于从存储器或缓存(例如，随机存储存储器510等)取回网络信息。例如，终端数据解析器506可以在从WLAN(例如，图1的接入网106a-c)接收到缓存在无线终端114中的网络信息120之后取回该网络信息120。
在所示的实施例中，终端消息产生器504和终端数据解析器506被示出为与处理器502相分离并连接到处理器502。在备选的实施例中，终端消息产生器504和终端数据解析器506可以在处理器502中和/或在无线通信子系统(例如，无线通信子系统518)中实现。可以使用硬件、固件和/或软件的任意组合来实现终端消息产生器504和终端数据解析器506。例如，可以使用一个或更多个集成电路、分立半导体组件和/或无源电子组件。例如，可以使用一个或更多个电路、可编程处理器、专用集成电路、可编程逻辑设备、现场可编程逻辑设备等来实现终端消息产生器504和终端数据解析器506或其各个部分。
可以使用存储在机器可访问介质上并且可以由例如处理器(例如，处理器502)执行的指令、代码和/或其他软件和/或固件来实现终端消息产生器504和终端数据解析器506或其各个部分。终端消息产生器503或终端数据解析器506可以存储在有形存储介质或存储器上或者包括有形存储介质、存储器或缓存。例如，可以用存储在存储器上可以由处理器502执行的软件来实现终端消息产生器504或终端数据解析器506。备选地，可以用具有软件功能的硬件来实现终端消息产生器504和/或终端数据解析器506。用于存储网络信息和/或用于存储与终端消息产生器504和/或终端数据解析器506相关联的软件的缓存或存储器可以包括但不限于：计算机可读存储介质，例如，各种类型的易失性存储介质和非易失性存储介质，包括：随机存取存储器、只读存储器、可编程只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、电可擦除只读存储器、闪存、磁带或磁盘、光学介质等。在一个实施例中，存储器可以包括用于处理器502的随机存取存储器510，或者可以是用于存储记录的公告或用户数据的外部存储设备或数据库。示例性存储器或缓存可以包括闪存、固态存储器、硬盘驱动器、压缩光盘(“CD”)、数字视频光盘(“DVD”)、存储卡、存储棒、软盘、通用串行总线(“USB”)存储器设备、或者可操作以存储公告或用户数据的任何其他设备。存储器可操作以存储可以由处理器502执行的指令。
无线终端114可以包括闪存508、随机存取存储器510、和/或与处理器502耦合在一起的可扩展存储器接口512。缓存可以是随机存取存储器510、闪存508或另一存储器存储位置的一部分。闪存508可以存储计算机可读指令和/或数据。闪存508和/或RAM510可以是存储网络信息120和用于传送该网络信息120的指令的缓存。处理器502可以与用于存储可以由处理器502执行的软件指令的存储器(例如，闪存508或RAM510)耦合在一起。处理器502可以与缓存耦合在一起，以便在预关联状态下取回存储的网络信息120，而不是向网络请求该信息。存储器和/或缓存可以包括但不限于：计算机可读存储介质，例如，各种类型的易失性存储介质和非易失性存储介质，包括：随机存取存储器、只读存储器、可编程只读存储器、电可编程只读存储器、电可擦除只读存储器、闪存、磁带或磁盘、光学介质等。在一个实施例中，缓存是存储器的一部分。可以通过编程的处理器502执行存储器中存储的指令来执行图中所示或者本文所述的功能、动作或任务。功能、动作或任务可以独立于特定类型的指令集合、存储介质、处理器或处理策略，并且可以由独立操作或结合操作的软件、硬件、集成电路、固件、微代码等来执行。同样地，处理策略可以包括多重处理、多任务处理、并行处理等。
无线终端114可以包括用于容纳来自无线服务提供商的SIM卡(或USIM、UICC、eUICC)的安全硬件接口514。SIM卡可以在网络发现通信(包括对无线终端114进行的认证，其用以建立与WLAN支持的网络的连接)之后使用。无线终端114可以具有外部数据I/O接口516。外部数据I/O接口516可以由用户使用以通过有线介质向无线终端114传送信息。
无线终端114可以包括用于实现与接入点(例如，图1的接入点104a-c)的无线通信的无线通信子系统518。虽然未示出，但是无线终端114还可以具有用于从蜂窝无线网络接收消息并且向蜂窝无线网络发送消息的长距离通信子系统。在所示的本文所述的示例中，可以根据802.11标准来配置无线通信子系统518。在其他示例性实方式中，可以使用无线电台、设备、无线USB设备、超宽带无线电台、近场通信(“NFC”)设备、或射频标识符(“RFID”)设备来实现无线通信子系统518。
无线终端114可以包括用于与无线终端进行通信的用户接口。用户接口可以是单独的组件，或者用户接口可以包括扬声器520、麦克风522、显示器524和用户输入接口526。显示器524可以是液晶显示器、有机发光二极管、平板显示器、固态显示器、阴极射线管、投影仪、打印机或用于输出确定的信息的其他现在已知或者将来开发的显示设备。用户输入接口526可以包括字母数字键盘和/或电话型键区、具有动态按钮按压能力的多方向驱动器或滚轮、触摸板等。可以在具有或不具有本文所述的用户接口中的每一个的情况下传送在连接之前与网络交流的网络发现信息。在备选实施例中，可以省略扬声器520、麦克风522、显示器524、用户输入接口526和/或其任意组合。在一个实施例中，无线终端114是电池供电的设备，并且包括电池528和电池接口530。
图6示出了接入点(“AP”)104a。图6中所示的接入点是AP104a，但是也可以说明其他接入点(例如，接入点104b、104c)。AP104a包括用于执行AP104a的操作的处理器602。处理器602可以与上述处理器502类似。
AP104a包括用于产生网络信息通信的接入点消息产生器604和用于从如图1中所示的无线终端114和/或外部网络A108a取回网络信息通信的接入点数据解析器606。接入点消息产生器604可以与图5的终端消息产生器504类似，并且接入点数据解析器606可以与图5的终端数据解析器506类似。与图5的终端消息产生器504和终端数据解析器506一样，接入点消息产生器604和接入点数据解析器606可以用存储在存储器上可以由处理器602执行的软件来实现或者可以用具有由处理器602执行的软件功能的硬件来实现。备选地，可以在无线通信子系统(例如，无线通信子系统612)中使用硬件、固件和/或软件(包括存储在有形计算机可读介质和/或非瞬时性计算机可读介质上的指令)的任意组合来实现接入点消息产生器604和接入点数据解析器606。
AP104a可以包括存储器(例如，闪存608和RAM610)，所述存储器包括用于存储网络信息以供将来参考的缓存。在备选实施例中，缓存可以是AP104a上的单独的存储器。闪存608和RAM610都耦合到处理器602。闪存608和/或随机存取存储器(“RAM”)610可被配置为在缓存中存储网络信息(例如，图1的包括发现通信的网络信息120)以供将来参考。RAM610也可以用于产生用于与无线终端114交流和/或向外部网络A108a传送的消息。RAM610还可以存储由无线终端114和/或外部网络A108a传送的接收消息。
为了与诸如无线终端114等的无线终端进行通信，AP104a可以包括无线通信子系统612，无线通信子系统612可以与图5中所示的无线终端114的无线通信子系统518类似。为了与WLAN支持的网络或外部网络(例如，图1的网络106a-c、108a和108b)进行通信，AP104a可以包括网络回程通信接口614。
图7示出了网络通信的示例。无线终端114向接入点104和接入网106请求702网络信息102。接入网106使用所请求的网络信息120对该请求进行响应704。然而，在将信息传送给无线终端114之前，将该信息存储在缓存706中。一旦在缓存中存储了该信息，将来的网络请求710就将从缓存712接收网络响应。换言之，网络信息120被存储在缓存706中，使得将来的网络请求710可以无需与接入网106进行通信以取回该信息。在网络发现期间的通信(请求702和响应704)，即，网络信息120，可以涉及在网络发现期间或者在无线终端114与网络进行关联之前的预关联状态下获得的信息。网络发现可以指在连接到网络或者与网络相关联之前发生的通信或消息。在一个实施例中，发现通信可以遵循实现WLAN中的发现通信的接入网查询协议(“ANQP”)。如下文所讨论的，图9示出了关于缓存可以存储哪些网络发现数据以及缓存可以如何存储所述数据的示例性实施例。在备选实施例中，请求可以源自接入点104，并且响应可以源自无线终端114。例如，针对设备识别，接入点104可以向无线终端114请求标识。
图8示出了网络通信的另一示例。无线终端114向接入点104和接入网106请求802网络信息120。接入网106使用所请求的网络信息120对该请求进行响应804。当在无线终端114处接收到网络响应804时，将接收的信息存储在缓存806中。因为网络信息120被存储在无线终端114处的缓存中，因此无需与接入点104进行关于接入网106的将来的发现通信。当无线终端114需要关于接入网106的网络信息120时，它可以提交内部的消息或信息请求808，该内部的消息或信息请求808首先在缓存中检查该信息。当该网络信息120位于缓存中时，无线终端114可以无需与接入点104进行将来的发现或预关联通信。换言之，无线终端114与接入网106的将来相遇不需要发现通信，这是因为关于网络的网络信息120已经存储在缓存中。
在一个实施例中，存储在缓存中的网络信息可以包括确定信息有效的时间的定时器或到期时段。在一些实施例中，网络信息120可以周期性地改变，因此存储在缓存中的数据可能与当前信息不同。当到期时间或定时器已经期满时，存储在缓存中的网络信息不再能使用，于是从网络取回信息而不是取回存储在缓存中的版本。该时效过程可被实现，以在合理的时间量(例如，7天或1个月)之后移除较早的所缓存的网络信息(例如，现有的ANQP查询响应)。
上述网络信息120可以包括ANQP通信。例如，本文所述的系统和方法可以允许在WLAN终端中缓存来自本地接入网的ANQP响应。WLAN终端在初次访问WLAN时执行ANQP查询并且缓存响应。WLAN终端将ANQP响应存储在存储器中，可以通过适当的标识符或者唯一地定义热点的任何其他信息或参数组合来给ANQP响应编索引，如下面关于图9所述的那样。在将来访问相同热点(或相同WLAN)时，可以使用缓存的ANQP响应，而不是请求新信息。在本文中，ANQP可以仅用作一个示例性公告协议。虽然ANQP被描述为下面的系统和方法的示例性实施例，但是也可以使用诸如注册位置查询协议(RLQP)和热点注册协议(HRP)等的其他公告协议。类似地，可以使用其他公告协议，例如，使用EAP，而不是GAS。
图9示出了示例性缓存存储元件901。在一个实施例中，接入网标识符902可被用于在缓存中存储数据。如上文所讨论的，在特定的接入网中，使用接入网特有的标识符将ANQP响应缓存或存储在WLAN终端或WLAN AP的存储器元件中。在一个实施例中，接入网标识符902可以是同类扩展服务集标识符(HESSID)。HESSID可以用于标识WLAN扩展服务集(ESS)，并且在格式上可以与媒体访问控制(MAC)地址相似。HESSID可以是支持层2无线路由的网络的标识符，并且可以与作为现有WLAN无线接入标识符的服务集标识符(SSID)联合使用。HESSID和SSID可以一起用于发现特定的WLAN及其网络附着。
当WLAN终端由于移动或进入接入网覆盖范围而访问标识符与当前标识符不同的任何接入网时，可以检查缓存以确定是否存在针对该新标识符的条目。如果存在这样的条目，并且信息的有效时段还未超时，则WLAN终端可以使用缓存的信息，而不是向热点AP发送新ANQP请求。备选地，WLAN终端中的手动盖写(override)选项可以阻止该行为，从而允许总是发送ANQP请求。在其他示例中，缓存可以是AP的一部分。
缓存可被实现为WLAN终端或AP的存储器元件(可能包括eUICC或类似的安全实体)中的表格(或小型数据库)。在表格1中示出了缓存实现的示例性实施例：
ANQP信息 标识符 缓存时间戳 缓存寿命
NAI范围 HESSID 2011-10-12 13:08 1个小时
地点名称 HESSID 2008-03-07 22:18 1周
表格1：WLAN终端中的示例性缓存实现
可以使用标识符分开存储来自每个不同类型的ANQP消息的信息。表格1示出了可以存储在缓存中的示例性ANQP信息或网络信息120。NAI范围和地点名称可以是在IEEE802.11中定义的ANQP消息的示例。NAI范围可以提供与经由该热点AP可访问的网络或服务所属的实体相对应的网络接入标识符(NAI)范围的列表，例如，“alphatel.com”。地点名称可以提供与WLAN接入网相关联的零个或多个地点名称，例如，“医院”。这两个ANQP消息都可以包含不随时间改变的固定信息。
WLAN终端可以确定要缓存哪些ANQP消息或网络信息。例如，所缓存的网络信息120或ANQP消息可以包括“WAN度量”，其中每当请求该网络信息120或ANQP消息时，“WLAN”度量可以产生关于WAN参数的不同信息，使得对这种信息的缓存可能是无用的。在一个实施例中，缓存时间戳格式可以是世界时间(UT)。缓存寿命可以是指派给每一个ANQP信息条目的、与WLAN终端有关的值。通过使用缓存时间戳值联合缓存寿命/到期时间，WLAN终端可以决定ANQP信息是否过时。
图10示出了具有接入网标识符的示例性序列。具体地，示出了允许在WLAN终端中缓存ANQP信息的消息序列。WLAN终端可以是无线终端114，接入点可以是接入点104中的任意一个，并且接入网可以是接入网106中的任意一个。
在图10中，可以使用接入网特有的并且用作标识符的公共HESSID来初始化该接入网中的每一个接入点。每一个接入点可以在联网要素中(在信标或探测响应中，或者作为ANQP响应)发送HESSID。当终端中的进程需要某个ANQP信息(例如，网络发现或网络信息120)时，它可以使用HESSID来检查其内部缓存，以确定是否已经从接入网获知该信息。如果缓存不具有条目或者如果条目已经到期或超时，则向接入点发送ANQP请求。当在WLAN终端处接收了ANQP响应时，使用存储在存储器中的信息来重新填充缓存并且在内部将副本发送给请求过程。
返回参照图9，另一个缓存存储元素是ANQP策略标识符904。ANQP策略标识符可以唯一地定义用于接入网的ANQP策略。策略标识符可以标识可以作为发现通信或网络信息120发送的策略，并且为了简单起见，将在下文中描述为ANQP消息或通信。在特定的接入网中，ANQP策略标识符可以表示该接入网中的信息的当前策略。策略可以是作为可以由热点提供商改变的对象的数据或值。在一个示例中，策略可以是针对特定热点的成本或接入限制。ANQP策略标识符可以是每当接入网的策略改变时递增的整数值。ANQP策略标识符可以是表示接入网中的半静态信息的集合的值。如果接入网中的信息改变，则ANQP策略的值可以改变(通常是1个八位字节的整数值，其每次递增1，并且当该值最大时，回绕至0)。这允许WLAN终端决定是否需要更新其对ANQP信息的缓存。当信息更新时，可以由接入网中的实体来改变ANQP策略标识符。WLAN终端可以具有用于确定其缓存是否保存有已经到期或超时的信息的单独机制。
如上文针对接入网标识符902所讨论的，当WLAN终端由于移动或进入接入网覆盖范围而访问标识符与当前标识符不同的任何接入网时，可以检查缓存以确定针对该新标识符的条目是否存在。如果条目存在并且信息的时段还未超时，则WLAN终端可以使用缓存的信息，而不是向热点发送新ANQP请求。
ANQP策略标识符还可以是修改的WFA热点2.0要素。可以在WFA热点2.0指示要素中承载ANQP策略标识符，如表格2中所示：
表格2：WFA热点2.0指示要素格式
在表格3中示出了备选的实现方式：
表格3：备选的WFA热点2.0指示要素格式
表格3中的热点配置字段可被存储为如表格4中所示：
表格4：热点配置字段格式
在表格4中，ANQP策略标识符仅是7比特整数，但是它可以如上所述的操作。可以以其他方式来修改ANQP策略标识符值，例如，如果移动设备正按照TV空白频段规则操作，则每24小时(或在欧洲每一个小时)ANQP策略标识符值重置为0。此外，还可以提供关于改变类型的指示，使得移动设备能够在无需另一ANQP请求的情况下校正缓存的信息。
可以在由AP基础设施向WLAN终端发送的信标和探测响应帧中包含策略标识符。WLAN终端可以读取ANQP策略标识符字段并且将标识符的值与存储在缓存中的值进行比较以确定是否需要ANQP查询来获得该网络的新ANQP查询信息(例如，网络信息120)。缓存的ANQP查询信息可以应用于所有ANQP信息ID(Info ID)或者ANQP信息ID的子集，例如，仅用于WFA热点2.0的ANQP消息的Info ID。
缓存可被实现为WLAN终端或AP的存储器元件(可能包括eUICC或类似的安全实体)中的表格(或小型数据库)。在表格5中示出了缓存实现的示例性实施例。具体地，表格5示出了可以与ANQP策略标识符一起存储在缓存中的示例性ANQP信息或网络信息120。
ANQP信息 标识符 缓存时间戳 缓存寿命
NAI范围 ANQP策略 2011-10-12 13:08 1个小时
地点名称 ANQP策略 2008-03-07 22:18 1周
表格5：WLAN终端中的示例性缓存实现
图11示出了具有ANQP策略标识符904的示例性序列。具体地，示出了允许在WLAN终端中缓存网络信息的消息序列。在备选的实施例中，缓存可以与接入点存储在一起。可以使用接入网特有的并且用作标识符的公共ANQP策略值来初始化接入网中的每一个接入点。每一个接入点可以在联网要素中(在信标或探测响应中或者作为ANQP响应)发送当前ANQP策略标识符。在一个实施例中，可以由接入点广播热点指示或ANQP策略。然后，WLAN终端可以仅监听来自接入点的广播消息。当终端内的进行需要某个网络信息120(例如，针对网络发现的ANQP信息)时，它使用ANQP策略检查内部缓存，以确定该信息是否已知。策略用于识别不同的网络并且区分哪个存储信息与哪个网络有关。如果缓存不具有条目或者如果条目已经到期或超时，则可以向接入点发送ANQP请求。当在WLAN终端处接收到ANQP响应时，可以使用该信息来重新填充缓存并且在内部将副本发送到请求过程。
返回参照图9，另一缓存存储要素是接入点标识符906。接入点标识符906对于接入点而言可以是唯一的。示例性AP标识符包括基本服务集标识符(BSSID)、服务集标识符(SSID)和/或接入点位置。BSSID对于每一个接入点可以是唯一的，并且可以包括接入点的唯一序列号。相反，上文所讨论的HESSID可以是整个网络的标识符。接入点位置可以是由坐标或其他位置标识符形式的全球定位系统(GPS)位置。AP标识符可以是在接入点信标中或者在探测请求的响应或ANQP响应中发送的BSSID，或者可以是诸如AP位置等的接入点的某个其他唯一参数。在AP位置的情况下，WLAN终端可以发送ANQPAP位置请求以确定该信息，然后使用ANQP响应来检查其内部缓存。ANQP消息可以被WLAN终端使用以提供接入点的位置。
本文的系统和方法还可以向WLAN终端添加与在网络连接之前WLAN热点的网络发现信息有关的其他能力。具体地，缓存可以存储与不同AP(所述AP使用AP标识符来标识)相对应的网络信息，以区分缓存的信息。这可以通过使用用于WLAN终端中的网络选择的改进算法来改善WLAN热点连接的用户体验。使用缓存的信息还将减少受访WLAN热点的响应时间并且节省功率。
缓存可以实现为WLAN终端或AP的存储器元件(可能包括eUICC或类似的安全实体)中的表格(或小型数据库)。在表格6中示出了缓存实现方式的示例性实施例。具体地，表格6示出了可以与接入点标识符一起存储在缓存中的示例性ANQP信息或网络信息120。
ANQP信息 AP标识符 缓存时间戳 缓存寿命
NAI范围 AP位置 2011-10-12 13:08 1个小时
地点名称 BSSID 2008-03-07 22:18 1周
表格6：WLAN终端中的示例性缓存实现
可以使用AP标识符分开地存储来自每一个不同类型的ANQP消息的信息。由于可能不是所有消息都需要被缓存，因此WLAN终端可以确定要缓存哪些ANQP消息。可能与缓存无关的数据的一个示例是“WAN度量”，每当请求数据时，“WLAN”度量可以提供关于WAN参数的不同信息，使得对这种信息的缓存可能是无用的。缓存时间戳格式可以是世界时间(UT)。缓存寿命可以是指派给每一个ANQP信息条目的、与WLAN终端有关的值。通过将缓存时间戳值与缓存寿命/到期结合使用，WLAN终端可以决定ANQP信息是否到期。
图12示出了具有接入点标识符906的示例性序列。具体地，示出了允许在WLAN终端中缓存网络信息的消息序列。在备选实施例中，缓存可以与接入点存储在一起。可以使用接入点特有的并且用作标识符的接入点值来初始化接入网中的每一个接入点。图12示出了接入点发送对于接入点而言唯一的AP标识符。当终端内的进程需要某个网络信息120(例如，ANQP或网络发现信息)时，它使用AP标识符来检查其内部缓存，以确定该信息是否已知。如果缓存不具有条目或者如果条目已经到期或超时，则可以向接入点发送ANQP请求。当在WLAN终端处接收到ANQP响应时，使用信息来重新填充缓存并且在内部将副本发送到请求过程。
所描述的系统和过程可以编码在信号承载介质、计算机可读介质(例如，存储器)中、编程在诸如一个或更多个集成电路和一个或更多个处理器等的设备中、或者由控制器或计算机来处理。如果通过软件来执行方法，则软件可以驻留在存储器中，该存储器驻留到或接口连接到与发射机进行通信的存储设备、同步器、通信接口、或者非易失性或易失性存储器。电路或电子设备被设计为向另一位置发送数据。存储器可以包括用于执行逻辑功能的可执行指令的顺序列表。可以通过光学电路、数字电路、通过源代码、通过模拟电路、通过诸如模拟电子信号、音频信号或视频信号等的模拟源或者组合来实现所描述的逻辑功能或系统元件。软件可以具体实现在计算机可读或信号承载介质中，以由指令可执行系统、装置或设备使用或者与指令可执行系统、装置或设备结合使用。该系统可以包括基于计算机的系统、包含处理器的系统、或者可以选择性地从也可以执行指令的指令可执行系统、装置或设备获得指令的另一系统。
“计算机可读介质”、“机器可读介质”、“传播信号”介质和/或“信号承载介质”可以包括包含、存储、传送、传播、或传输软件以由指令可执行系统、装置或设备使用或者与指令可执行系统、装置或设备结合使用的任何设备。机器可读介质可以选择性地是、但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。机器可读介质的示例的非详尽列表将包括：“电子地”具有一条或多条电线的电连接、便携式磁盘或光盘、易失性存储器(例如，随机存取存储器“RAM”、只读存储器“ROM”、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存))或者光纤。机器可读介质还可以包括其上印制有软件的有形介质，这是因为软件可以作为图像或以另一格式(例如，通过光学扫描)被电子地存储，然后被编译，和/或被解释或以其他方式被处理。经处理的介质然后可以存储在计算机和/或机器存储器中。
在一个备选的实施例中，专用硬件实现方式(例如，专用集成电路)、可编程逻辑阵列和其他硬件设备可被构造为执行本文所描述的方法中的一个或更多个方法。可以包括各个实施例的装置和系统的应用可以广泛地包括多种电子系统和计算机系统。本文所描述的一个或更多个实施例可以使用两个或更多个专用互连硬件模块或设备利用可以在模块之间并且通过模块传送的有关控制信号和数据信号来执行功能，或者本文所描述的一个或更多个实施例可以使用两个或更多个专用互连硬件模块或设备作为专用集成电路的一部分来执行功能。因此，本系统涵盖软件、固件和硬件实现方式。
本文所描述的实施例的说明旨在提供对各个实施例的结构的一般理解。说明并不旨在用作使用本文所描述的结构或方法的装置和系统的所有元素和特征的完整描述。本领域技术人员在阅读本公开之后可以清楚很多其他实施例。其他实施例可被使用或者根据本公开被导出，使得可以在不偏离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。此外，说明仅是代表性的并且可以不按比例绘制。说明中的某些比例可以放大，而其他比例可被最小化。因此，本公开和附图应当被视为说明性的而非限制性的。

Claims (22)

1.一种用于在无线网络中进行通信的方法，包括：
在网络关联之前，向第一无线网络发送对与所述第一无线网络有关的信息的请求；
在网络关联之前，从所述第一无线网络接收包括所述信息的响应；以及
在缓存中存储所接收的信息，以用于将来与所述第一无线网络的关联。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述请求和所述响应包括公告协议消息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过可扩展认证协议运送所述公告协议消息。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述公告协议消息包括接入网查询协议“ANQP”消息。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标识符包括接入网标识符、接入网查询协议“ANQP”标识符、接入点标识符或者接入点位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所存储的信息包括在其之后所述信息不再有效的到期时间。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，网络关联之前的所述发送和所述接收在网络发现期间发生。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在网络关联之前，识别范围内的所述第一无线网络；
在所述缓存中检查与所述第一无线网络有关的信息。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在从所述缓存接收到所述信息之后，与所述第一无线网络进行关联。
10.一种用于访问与无线网络有关的信息的方法，包括：
识别范围内的无线网络；
在网络关联之前，检查缓存中存储的与所述无线网络有关的信息；
在所述信息被存储在所述缓存中的情况下，在网络关联之前，从所述缓存中取回所述信息；以及
在所述信息未被存储在所述缓存的情况下，在网络关联之前，向所述无线网络请求所述信息。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述请求和所述响应是根据公告协议来传送的。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述检查还包括：验证当所述信息被存储在所述缓存中时所述信息未到期。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括：
基于所述信息与所述无线网络进行关联。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述存储包括用于将所述信息与所述第一无线网络相联系的标识符。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述标识符包括接入网标识符、接入网查询协议“ANQP”标识符、接入点标识符。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述ANQP标识符是由ANQP要素承载的。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述无线网络是具有所述无线网络的基本服务集BSS或扩展服务集ESS的一部分。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述接入网标识符包括BSS标识符“BSSID”。
19.一种设备，包括：
处理器，被配置为：
在网络关联之前，确定所述设备何时处于第一无线网络的范围内；
在网络关联之前，在缓存中检查与所述第一无线网络有关的信息；
在所述信息被存储在所述缓存中的情况下，在网络关联之前，访问与所述第一无线网络有关的所述信息；以及
在所述信息未被存储在所述缓存中的情况下，在网络关联之前，请求与所述第一无线网络有关的所述信息。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述请求和所述响应包括接入网查询协议“ANQP”消息。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，通过可扩展认证协议运送所述ANQP消息。
22.根据权利要求19所述的设备，还包括：
基于与所述第一无线网络有关的所述信息，与所述第一无线网络进行关联。
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