CN104937907B - 用于发现无线网络上的服务的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了供接入点用于监控、缓存和广告无线网络上的服务信息的系统、方法和设备。在一个方面，提供了供接入点用于监控、缓存和广告无线网络上的服务信息的方法。所述方法包括收集关于在所述无线网络上提供的一个或多个服务的信息，所述信息是从其它接入点和无线设备之间发送的消息中收集的。所述方法还包括基于所收集的信息，将在所述无线网络上提供的所述服务的服务描述存储在存储器中。所述方法还包括在所述无线设备与所述无线网络相关联之前，从无线设备接收针对服务的第一服务查询，并且如果所述服务描述被包含在所述存储器内，则将所述服务描述从所述存储器发送给所述无线设备以指示在所述无线网络中所述服务的可用性。所公开的方法改进了ANQP和IEEE 802.11u。

Description

用于发现无线网络上的服务的系统和方法
技术领域
本申请总体上涉及无线通信，并且更具体地，涉及用于关联之前发现网络上的服务的系统、方法和设备。
背景技术
在很多电信系统中，通信网络被用于在若干交互的、空间上分离的设备之间交换消息。可以根据地理范围对网络进行分类，地理范围可以是例如城市区域、局部区域或个人区域。这样的网络分别被指定为广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)或个域网(PAN)。网络还根据用于使各种网络节点和设备相互连接的交换/路由技术(例如，电路交换对比分组交换)、为传输而采用的物理介质的类型(例如，有线对比无线)以及所使用的通信协议的集合(例如，互联网协议组、SONET(同步光纤网络)、以太网等)而不同。
当网络元件是移动的并因此具有动态连接需要时，或者如果网络架构是以自组织的而不是固定的拓扑形成的，那么无线网络常常是优选的。无线网络采用使用无线电、微波、红外、光等频带中的电磁波的、处于无导向的传播模式的无形的物理介质。当与固定的有线网络比较时，无线网络有利地便于用户移动性和快速场部署。
无线网络中的设备可以在彼此之间发送/接收信息。总体上，一些设备可以充当网络的接入点(AP)，其它设备可以连接到AP以接入网络的功能。不同的AP可以提供不同的服务给连接到那些AP的设备。然而，在无线设备已连接到AP之前，哪些服务可以由该AP提供可能是不清楚的。因此，期望的是，用于关联之前发现网络上的服务的改进的系统、方法和设备。
发明内容
本发明的系统、方法和设备均具有若干方面，任何其中的单个方面都不单独为其期望的属性负责。在不限制由下面的权利要求书所表达的本发明的范围的情况下，现在将简要地讨论一些特征。在考虑该讨论之后，并且特别是在阅读了题为“具体实施方式”的章节之后，任何人将理解本发明的特征是如何在无线网络中为设备提供包括改进寻呼的益处的。
在一些方面，提供了供接入点用于监控、缓存和广告无线网络上的服务信息的方法。所述方法包括，收集关于在所述无线网络上提供的一个或多个服务的信息，所述信息是从其它接入点和无线设备之间发送的消息中收集的。所述方法还包括基于所收集的信息，将所述无线网络上提供的所述服务的服务描述存储在存储器中。所述方法还包括：在无线设备与所述无线网络相关联之前，从无线设备接收针对服务的第一服务查询，并且如果所述服务描述被包含在所述存储器内，则将所述服务描述从所述存储器发送给所述无线设备以指示在所述无线网络中所述服务的可用性。
在一些方面，公开了被配置为充当接入点的无线通信设备。所述设备包括接收机和发射机，所述接收机被配置为收集关于在所述无线网络上提供的一个或多个服务的信息，所述信息是从其它接入点和无线设备之间发送的消息中收集的，基于所收集的信息将在所述无线网络上提供的所述服务的服务描述存储在存储器中；在无线设备与所述无线网络相关联之前，从无线设备接收针对服务的第一服务查询，并且发射机被配置为如果所述服务描述被包含在所述存储器内，则将所述服务描述从所述存储器发送给所述无线设备以指示在所述无线网络中所述服务的可用性。
在一些方面，公开了被配置为充当接入点的无线通信设备。所述设备包括用于收集关于在所述无线网络上所提供的一个或多个服务的信息的单元，所述信息是从其它接入点和无线设备之间发送的消息中收集的，用于基于所收集的信息将在所述无线网络上提供的所述服务的服务描述存储在存储器中的单元，用于在无线设备与所述无线网络相关联之前从无线设备接收针对服务的第一服务查询的单元，以及用于如果所述服务描述被包含在所述存储器内则将所述服务描述从所述存储器发送给所述无线设备以指示在所述无线网络中所述服务的可用性的单元。
在一些方面，公开了存储指示无线通信设备执行过程的可执行程序指令的非暂时性计算机存贮器。所述过程包括：收集关于在所述无线网络上提供的一个或多个服务的信息，所述信息是从其它接入点和无线设备之间发送的消息中收集的，基于所收集的信息将在所述无线网络上提供的所述服务的服务描述存储在存储器中，在所述无线设备与所述无线网络相关联之前，从无线设备接收针对服务的第一服务查询，并且如果所述服务描述被包含在所述存储器内，则将所述服务描述从所述存储器发送给所述无线设备以指示在所述无线网络中所述服务的可用性。
附图说明
图1示出了在其中可以采用本公开内容的方面的示例性无线通信系统。
图2A示出了在图1的无线通信系统内可以采用的示例性无线设备的功能方框图。
图2B是包括AP和STA的网络的说明。
图3是允许缓存了服务可用性的AP将关于网络上所提供的服务的信息提供给没有与该网络相关联的STA的方法的流程图。
图4A是可以用在AP上的、用于允许关联之前发现网络上的服务的方法的流程图。
图4B是在用于将AP和STA进行关联的时间与接收信号强度之间的示例性关系的说明。
图5是选择性地对来自无线设备的、关于网络上可用服务的查询进行响应的方法的说明500。
具体实施方式
在下文中参考附图更加充分地描述了新颖系统、装置和方法的各种方面。然而，本公开内容可以以很多不同的形式来体现，而不应当被解释为限制于在整个公开内容中所提出的任何特定的结构或功能。更确切地，提供这些方面以便于本公开内容将是透彻的和完整的，并且充分地将本公开内容的范围传达给本领域技术人员。基于本文的教导，本领域技术人员应当意识到，本公开内容的范围旨在涵盖本文所公开的新颖系统、装置和方法的任何方面，无论是单独地实现还是与本发明的任何其它方面组合地实现。例如，可以使用本文所阐述的任意数量的方面来实现装置或者实施方法。另外，本发明的范围旨在涵盖这样的装置或方法：其使用除本文所阐述的本发明的各种方面之外的或不同于本文所阐述的本发明的各种方面的其它结构、功能或结构和功能来实施。应当理解的是，本文所公开的任何方面可以由权利要求书中的一个或多个元素来体现。
尽管本文描述了特定方面，但是这些方面的很多变型和置换落入本公开内容的范围内。尽管提及了优选方面的一些益处和优点，但是本公开内容的范围不旨在限制在特定的益处、用途或目标。更确切地，本公开内容的方面旨在能够广泛地适用到不同的无线技术、系统配置、网络和传输协议，其中的一些在附图中以及在优选方面的下文描述中通过示例的方式示出。具体实施方式和附图仅是对本公开内容的说明而非限制，本公开内容的范围是由所附权利要求及其等价物来限定的。
流行的无线网络技术可以包括各种类型的无线局域网(WLAN)。WLAN可以用于采用广泛使用的联网协议将附近的设备互相连接在一起。本文所描述的各种方面可以应用到诸如无线协议之类的任何通信标准。
在一些方面，在低于千兆赫的频带(sub-gigahertz band)中的无线信号可以根据802.11ah协议使用正交频分复用(OFDM)、直接序列扩频(DSSS)通信、OFDM和DSSS通信的组合或其它方案来发送。802.11ah协议的实现方式可以用于传感器、计量和智能电网网络。有利地，实现802.11ah协议的特定设备的方面可以比实现其它无线协议的设备消耗更少的功率，和/或可以用于跨越相对长的范围来发送无线信号，例如大约一千米或更长。
在一些实现方式中，WLAN包括各种设备，这些设备是接入无线网络的部件。例如，可能存在两种类型的设备“接入点(“AP”)和客户端(还称为站或“STA”)。通常，AP可以充当WLAN的集线器或基站，而STA充当WLAN的用户。例如，STA可以是膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话等。在一个示例中，STA经由兼容WiFi(例如，诸如802.11ah之类的IEEE802.11协议)的无线链路连接到AP，以获得到互联网或到其它广域网的通常的连接性。在一些实现方式中，STA还可以被用作AP。
接入点(“AP”)还可以包括、被实现为、或被称为节点B、无线网络控制器(“RNC”)、演进型节点B(eNodeB)、基站控制器(“BSC”)、基站收发机(“BTS”)、基站(“BS”)、收发机功能单元(“TF”)、无线路由器、无线收发机或某种其它术语。
站“STA”还可以包括、被实现为、或被称为接入终端(“AT”)、订户站、订户单元、移动站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装置或某种其它术语。在一些实现方式中，接入终端可以包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(“SIP”)电话、无线本地环路(“WLL”)站、个人数字助理(“PDA”)、具有无线连接能力的手持设备或连接到无线调制解调器的某种其它适当的处理设备。因此，本文所教导的一个或多个方面可以被合并入电话(例如，蜂窝电话或智能电话)、计算机(例如，膝上型计算机)、便携式通信设备、头戴式设备、便携式计算设备(例如，个人数据助理)、娱乐设备(例如，音乐或视频设备、或卫星无线电)、游戏设备或系统、全球定位系统设备或被配置为经由无线介质进行通信的任何其它适当的设备。
如上文所讨论的，本文所描述的设备的某些可以实现例如802.11ah标准。这样的设备(无论被用作STA还是AP还是其它设备)可以用于智能计量或用在智能电网网络中。这样的设备可以提供传感器应用或者被用在家庭自动化中。该设备可以替代或者另外被用在医疗环境中，例如针对个人保健。这些设备还可以用于监视以实现扩展范围的互联网连接(例如，用于与热点一起使用)，或者实现机器到机器的通信。
图1示出了示例性无线通信系统100，本公开内容的方面可以在其中被采用。无线通信系统100可以按照无线标准来操作，例如802.11ah标准。无线通信系统100可以包括AP104，所述AP 104与STA 106通信。
在无线通信系统100中，可以使用各种过程和方法来进行在AP 104和STA 106之间的传输。例如，可以根据OFDM/OFDMA技术在AP 104和STA106之间发送和接收信号。如果是这样的情况，则无线通信系统100可以被称为OFDM/OFDMA系统。替代地，可以根据CDMA技术在AP 104和STA106之间发送和接收信号。如果是这样的情况，则无线通信系统100可以被称为CDMA系统。
便于从AP 104到STA 106中的一个或多个STA的传输的通信链路可以被称为下行链路(DL)108，而便于从STA 106中的一个或多个STA到AP104的传输的通信链路可以被称为上行链路(UL)110。替代地，下行链路108可以被称为前向链路或前向信道，而上行链路110可以被称为反向链路或反向通道。
AP 104可以充当基站并且在基本服务区域(BSA)102中提供无线通信覆盖。AP 104连同与AP 104相关联的并且使用AP 104来通信的STA 106可以被称为基本服务集(BSS)。应当注意的是，无线通信系统100可以不具有中央AP 104，而是可以在STA 106之间起到对等网络的作用。因此，本文所描述的AP 104的功能可以替代地由STA 106中的一个或多个STA来执行。
AP 104可以经由诸如下行链路108之类的通信链路，发送信标信号(或简称“信标”)给系统100的其它节点STA 106，这可以帮助其它节点STA 106与AP 104同步它们的时序，或者可以提供其它信息或功能。这样的信标可以被周期性地发送。在一个方面，在连续传输之间的时段可以被称为超帧。对信标的传输可以被分成多个组或间隔。在一个方面，信标可以包括但不限于，如时间戳信息的用于设置公共时钟的这样的信息、对等网络标识符、设备标识符、性能信息、超帧持续时间、发送方向信息、接收方向信息、邻居列表和/或扩展的邻居列表，其中的一些在下文中另外详细描述。因此，信标可以包括在若干设备之中的公共(例如，共享的)信息和特定于给定设备的信息二者。
在一些方面，可以要求STA 106与AP 104相关联，以便向AP 104发送通信和/或从AP 104接收通信。在一个方面，用于关联的信息包括在AP104所广播的信标中。为了接收这样的信标，STA 106可以例如在覆盖区域上执行广泛的覆盖范围搜索。STA 106还可以通过以灯塔方式扫过覆盖区域来执行搜索。在接收到用于关联的信息之后，STA 106可以向AP104发送参考信号，诸如关联探测或关联请求。在一些方面，AP 104可以使用回程服务，例如，与诸如互联网或公共交换电话网络(PSDN)之类的较大网络通信。
图2A示出了无线设备202的示例性功能方框图，无线设备202可以在图1中的无线通信系统100中被采用。无线设备202是可以被配置为实现本文所描述的各种方法的设备的示例。例如，无线设备202可以包括AP 104或包括STA 106中的一个STA。
无线设备202可以包括处理器204，所述处理器204控制无线设备202的操作。处理器204还可以被称为中央处理单元(CPU)。存储器206(其可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)二者)可以向处理器204提供指令和数据。存储器206的部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器204典型地基于存储在存储器206内的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器206中的指令可执行为实现本文所描述的方法。
处理器204可以包括或者是利用一个或多个处理器来实现的处理系统的部件。一个或多个处理器可以是利用以下各项的任意组合来实现的：通用微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑设备(PLD)、控制器、状态机、门控逻辑、分立的硬件部件、专用的硬件有限状态机或能够执行计算或对信息的其它操作的任何其它适当的实体。
处理系统还可以包括用于存储软件的机器可读介质。软件应当被广义地解释为意指任何类型的指令，无论被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它术语。指令可以包括代码(例如，以源代格式、二进制代码格式、可执行代码格式或代码的任何其它适当格式)。当指令被一个或多个处理器所执行时，使处理系统执行本文所描述的各种功能。
无线设备202还可以包括外壳208，所述外壳208可以包住发射机210和/或接收机212，以允许在无线设备202和远程位置之间的数据发送和接收。发射机210和接收机212可以被组合到收发机214中。天线216可以被附着到外壳208并且与收发机214电耦合。无线设备202还可以包括(未示出)多个发射机、多个接收机、多个收发机和/或多个天线。
发射机210可以被配置为无线地发送消息，其可以被称为“寻呼消息”，寻呼消息被配置为向无线设备指示该无线设备是否需要从睡眠状态醒来并且进入醒着的状态，如下文所讨论的那样。例如，发射机210可以被配置为发送由处理器204产生的寻呼消息，上文所讨论的。当无线设备202被实现为或用作STA 106时，处理器204可以被配置为处理寻呼消息。当无线设备202被实现为或用作AP 104时，处理器204还可以被配置为生成寻呼消息。
接收机212可以被配置为无线地接收寻呼消息。
无线设备202还可以包括信号检测器218，所述信号检测器218可以被用于试图要检测和量化从收发机214所接收的信号的电平。信号检测器218可以检测如总能量、每符号每子载波的能量、功率谱密度这样的信号以及其它信号。无线设备202还可以包括数字信号处理器(DSP)220以用于处理信号。DSP 220可以被配置为生成用于传输的分组。在一些方面，该分组可以包括物理层数据单元(PPDU)。
在一些方面，无线设备202还可以包括用户接口222。用户接口222可以包括键盘、麦克风、扬声器和/或显示器。用户接口222可以包括传送信息给无线设备202的用户和/或从用户接收输入的任何元件或部件。
无线设备202的各种部件可以通过总线系统226耦合在一起。总线系统226可以包括数据总线，例如，以及除数据总线之外的电力总线、控制信号总线和状态信号总线。本领域技术人员将会意识到，无线设备202的部件可以使用一些其它机制耦合在一起或者接受输入或提供输入给彼此。
尽管图2A中示出了多个分开的部件，但是部件中的一个或多个部件可以被组合或者被联合实现。例如，处理器204可以用于不仅实现上文关于处理器204所描述的功能，而且可以实现上文关于信号检测器218和/或DSP220所描述的功能。此外，图2A中示出的部件中的每个部件可以使用多个分开的部件来实现。
AP 104可以向STA 106提供各种各样的服务。例如，AP 104可以提供专门的服务，诸如音乐流、游戏或其它类型的服务。这些服务可以在自组织的基础上被提供，并且可以随着时间变化。在任意给定的网络中，不同的AP可以向连接到那些AP的STA提供不同的服务。这些服务可以由AP自身来提供，在一些实例中，或者由服务器来提供，所述服务器是AP连接到的网络的一部分。图2B是包括AP 265a、265b以及STA 270二者的网络255的说明250。该网络255包括服务260a、260b。在一些方面，不同的AP 265a、265b可以向STA 270提供相同的服务，或者可以向STA提供不同的服务。STA 270能够连接到两个或更多个不同的AP 265a、265b。因此，由于STA 270具有连接到哪个AP 265a、265b的选项，并且这些AP可以提供不同的服务，所以如果STA 270可以连接到提供期望服务(诸如服务260a)的AP 265a、265b，这将是优选的。
因为不同的AP可以向STA提供不同的服务，所以能够在变得与AP相关联之前确定该AP所提供的服务对STA来说是有益的。例如，在STA从一个AP切换连接到另一个AP时，这可以特别有用。在密集的AP部署中，STA可以具有两个或更多个切换到哪个AP的选项。因此，如果STA可以在切换到AP的网络之前确定AP中的一个或多个AP提供了哪些服务的话，这将会是有益的。如果STA的用户正在使用当前AP上的服务，并且想要切换到允许连续的和潜在地不间断的对相同的服务的使用的另一AP，这可以特别有益。
例如，一个人可以拿着一个STA(诸如手机)通过密集的AP部署(诸如大型购物中心)。这个人可以使用音乐流服务收听流音乐。该服务可以是在一些网络上提供的，但在其它网络上不提供。例如，一个人可以连接到一个网络，但是可能走过大型购物中心，这使得其它网络可能向这个人的位置提供更好的服务。因此，切换到另一网络(诸如另一AP)对这个人来说是有利地。多个AP可以是可用的，诸如由多个不同的商店提供的AP。这些AP中的一些AP可以提供音乐流服务，而这些AP中的一些AP不可以提供音乐流服务。因此，如果STA能够在该STA变得与AP相关联之前确定哪些AP提供音乐流服务，这将会有益的。使用这样的系统，STA能够从一个AP切换到另一个AP，但是允许这个人以最小的中断继续使用音乐流服务。
可以解决服务发现的一种可能的技术是接入网络查询协议(ANQP)，ANQP是能够由无线设备所使用以发现在无线设备的选择过程中可能是有用的信息的范围的查询和响应协议。然而，ANQP可能出现可扩展性的问题，这是因为ANQP标准预定义了哪些服务将被传送给无线设备。例如，用户可以在STA上下载应用，这要求来自AP基础设施的支持。因此，STA可能想要在与网络相关联之前找出该网络对应用的支持。然而，如果这些应用本来没有早已被预定义在ANQP标准内，那么ANQP标准对这种情况是没有用的。因此，STA可能不能使用ANQP标准找出关于新的服务的信息。
类似地，其它解决方案也不能充分解决该问题。例如，Bonjour或者通用即插即用(UPnP)可以提供在AP上可用的服务的列表，但是仅针对已经连接到该AP的STA。这些发现服务假定STA具有已经分配给它的IP地址，对于没有与网络相关联的设备来说不是这样的情况。因此，使用这些协议的服务发现可能要求STA在知道在AP上是否提供给定服务之前连接到该AP。
因此，能够在STA与AP相关联之前向该STA提供该AP的网络上所提供的一个或多个服务的列表对于AP来说是有益的。已经在例如802.11标准中描述了用于将STA和AP相关联的过程。该过程涉及根据802.11标准对一个或多个信息和控制数据分组的交换。为了在STA和AP经过关联过程之前将网络上可用服务的列表提供给STA，AP必须知道在其网络上提供的服务。例如，服务可以由连接到该AP的各个STA来提供，或者由该AP的网络上的其它设备而不是AP自身上的设备来提供。因此，AP不能总是知道AP网络上所提供的服务。为了允许AP向STA指示在AP的网络上提供哪些服务，AP可以缓存AP的网络上可用的服务列表。例如，该缓存的服务列表可以包括对给定服务的服务描述、在AP的网络上提供该服务的设备的身份、特定服务在该时间可用的最近已知时间的指示或者多个关于所提供服务的其它可能的信息。
为了存储这样的服务列表，AP可以被动地监控在网络上发送的某些消息。例如，提供服务的设备可以在网络上发送广告消息，其广告了某一服务的可用性。这些消息可以被周期性地发送，或者响应于网络上其它设备的请求(请求设备提供某一服务)来发送。STA和AP之间的这些消息交换可以是根据802.11标准中表述的、用于发送和接收信息和控制数据的过程。AP可以监控这些消息，并且可以将关于网络上所提供的服务的信息存储在存储器中。例如，网络上的另一STA可以向网络上的另一AP发送用于询问特定服务是否可用的请求。AP可以被配置为收集来自该其它AP的响应，所述响应指示这样的服务通过该AP是可用的。类似地，其它设备也可以在网络上发送信息，所述信息指示特定服务通过网络上的特定设备是可用的或者在特定地址处是可用的。AP可以被配置为收集或被动地监控(例如，在其自身不必发出服务请求信息的情况下监控)该服务信息。通过存储关于网络上所提供的服务的信息，AP能够在STA连接到AP之前将该信息提供给STA。在一些方面，AP也可以不时地请求关于网络上的设备所提供的服务的信息，并且可以将对这些请求的响应存储在高速缓冲存储器内。
图3是允许缓存了服务可用性的AP向未与网络相关联的STA提供关于网络上所提供的服务的信息的方法的流程图。该方法可以允许AP充当代理服务发现客户端以发现由网络中的不同节点(诸如不同的AP)所提供的服务。
在方框305处，针对网络上的不同节点所提供的服务，AP接收来自诸如STA 106之类的无线设备的查询。该查询可以来自还没有与该AP相关联的STA。该查询可以指定该STA感兴趣的一个或多个服务。该查询可以只被发送到一个AP，或者可以被多播到多个不同的AP。来自STA的查询可以表现为使用通用广告服务(GAS)帧的服务发现协议分组的形式，如在Wi-Fi联盟(WFA)对等(P2P)规范中定义的那样。扩展该机制是必要的，然而，为了适应该类型的请求，该机制可以假设P2P设备直接在设备上托管服务。因此，可以使用该机制的经修改的版本。
在方框310处，AP确定服务描述是否包含在存储器内。例如，如讨论的，AP可以包含网络上所提供的各种服务的缓存。因此，基于AP的高速缓冲存储器中的信息，AP可以确定网络上是否提供STA所请求的服务或多个服务。例如，AP可以将AP的高速缓冲存储器中的服务描述与STA的请求中所包含的服务描述进行比较。在一些方面，如果AP在其高速缓冲存储器中找到匹配的服务描述，那么AP还可以确定所缓存的服务描述是最近多久被更新的。例如，AP可以确定在过去的分钟、小时、天或一些其它时段中该特定服务是否已经被广告。这可以防止AP提供不正确的或未充分更新的信息。
在方框315处，如果AP具有与该无线设备请求相关的缓存的服务描述，则AP可以将所缓存的服务描述递送给该无线设备。例如，该服务描述可以包括探测响应帧。
在方框320处，如果AP不具有相关的缓存的服务描述，则AP可以发送响应给无线设备以指示等待时间。在方框325处，AP可以基于来自无线设备的请求来向网络发送查询。例如，该等待时间是对AP确定特定服务是否在该网络上被提供所需要的时间量的估计。由AP发送的查询可以是请求关于以下内容的信息的查询：网络上的任何设备是否提供STA所请求的服务。在一些方面，STA可以被配置为在等待时间已经过去之后向AP重新提交相同的查询(假设在那时该STA仍然在寻求相同的服务的话)。在一些方面，来自STA的请求可以作为探测请求帧来发送，并且等待时间可以作为探测响应帧来发送。
对服务可用性进行缓存的AP还可以被配置为对在该AP上可用的服务进行广告。这些广告可以到达没有连接到该AP的STA，并且可以直接由那些STA接收，以便于允许它们连接到提供某些服务的网络。这些广告还可以由其它AP所接收，这些AP可以缓存关于所提供服务的信息，以便响应来自STA的查询，如在方法300中那样。
对AP上的服务的广告可以包括在信标帧或探测响应帧中。这些广告可以包含服务描述的散列。例如，这些广告可以包含该服务描述的2字节循环冗余校验(CRC)。当不同的AP连接到本地子网时，该服务描述的源可以保持相同——该源将是提供该服务的节点。因此，该散列也可以保持相同。然而，在不常发生的情况下，两个或更多个服务描述的散列可以产生相同的散列值。这可能造成冲突问题。为了减轻该问题，与每个服务描述相关联的标签还可以在服务响应类型长度值(TLV)中被发送。例如，该标签可以是广告服务的主机的IP地址或MAC地址。在该实施例中，服务响应TLV可以被扩充为包括主机的地址。类似地，AP可以对在信标/探测响应帧中托管服务的主机的地址进行广告。
类似地，STA可以缓存来自其当前AP的服务描述，并且基于该服务描述来计算散列。STA可以使用该散列，至少部分地确定切换到哪个AP。STA还可以将每个服务描述与发送该服务描述的主机相关联。例如，如果STA正在使用特定音乐流服务，则STA可以使用服务名称或位置的散列，并且可以寻求连接到相同音乐流服务的其它AP。
在一些实施例中，AP还可以缓存网络中其它节点的基本服务集标识(BSSID)。如果无线设备发送请求给该AP的话，网络中其它节点的BSSID对网络上的其它无线设备也可以是可用的。响应于来自该无线设备的查询，该信息可以在发送给AP的服务描述中被分配到无线设备。该信息可以是AP请求或者被动地收集的，以与在其它节点上可用的服务如何被收集、被缓存和被分配给请求该信息的无线设备相类似的方式。
对这样的广告的使用，诸如信标帧，可以使探测请求帧以及必须在网络上发送的探测响应帧的数量最小化。例如，如果网络上的设备由于这些广告消息被充分告知关于网络上提供什么服务，则寻求特定服务的STA 能够更容易地找到该服务并且利用更少的探测请求。例如，如果STA不能在关联之前确定网络上哪些服务是可用的，则STA不得不与多个不同的网络顺序地关联，请求关于网络上的服务的信息，接收对这些请求的响应，并且重复该过程直到STA找到提供所请求的服务的网络为止。然而，如果AP可以在关联之前告知STA哪些服务是可用的，那么这可以使用小得多的网络带宽，并且比分别与每个网络相关联要快。类似地，STA能够基于所发送的广告信标帧来确定哪些服务是可用的，并因此不需要发送探测请求帧。
图4A是允许关联之前发现网络上的服务的方法的流程图，其可以用在诸如AP 104之类的AP上。该方法可以允许AP充当代理服务发现客户端以发现由网络中的不同节点(诸如不同的AP)所提供的服务。
在方框405处，AP接收来自无线设备的、针对由无线网络中的不同节点所提供的服务的查询。在一些方面，无线设备可以是STA，例如，STA 106。在一些方面，STA可以与AP相关联或连接到AP。在该查询中，STA可以规定一个或多个不同的节点，STA想要知道针对这些节点哪些服务被提供。替代地，STA可以不规定其对哪个或哪些节点感兴趣，而可以作为代替请求AP知道的所有节点的服务的列表。在该查询中，STA可以规定STA感兴趣的一个或多个服务。替代地，STA还可以请求不同节点所提供的全部服务的列表。
在方框410处，AP确定服务描述是否包含在高速缓冲存储器内。例如，AP可以被配置为缓存无线网络上的其它节点的服务描述。这些缓存的服务描述可以包括对服务描述有多新的指示，以及对它们是针对哪个节点和该特定节点提供或支持哪些服务的指示。
在方框415处，如果服务描述包含在高速缓冲存储器内，则该AP确定所缓存的服务描述是否已经在一段时间内被更新。例如，AP可以确定服务描述是否已经在门限时间段内被更新。例如，AP可以确定所缓存的服务描述是否已经在过去的分钟、小时或天中被更新。为了这个目的，AP可以使用任意时间段作为门限。为这个目的所使用的时间段可以是预定义的。
在方框420处，如果缓存的服务描述已经在一段时间内被更新，则该AP将所缓存的服务描述递送给无线设备。例如，服务描述可以包括探测响应帧。该探测响应帧可以包括服务响应TLV。
在方框425处，如果服务描述没有包含在高速缓冲存储器内或者如果所缓存的服务描述没有在一段时间内被更新，则AP发送响应给无线设备以指示等待时间。例如，AP可以发送响应给无线设备以指示无线设备在向该AP提交另一类似查询之前应当等待的时间。在该时间过去之后，无线设备或STA可以向AP发送另一查询。在一些方面，向无线设备传送的等待时间可以指示这样的时间：在该时间之后AP将向无线设备发送服务描述。例如，AP可以被配置为向无线设备发送某一等待时间，并且在该等待时间过去之后向该无线设备发送服务描述或者向无线设备发送另一等待时间。在一些实施例中，等待时间可以表示AP在向无线设备发送关于服务发现的进一步的信息之前将使用的最大时间量。例如，AP可以向无线设备发送：AP将在某一时间量或更少的时间量之后为无线设备提供关于在不同节点上可用的服务的进一步的信息。来自AP的该响应可以包括探测响应帧，而来自无线设备的请求可以包括探测请求帧。
在方框430处，AP基于来自无线设备的请求向网络发送出查询。例如，AP可以基于AP从无线设备接收到的请求向一个或多个节点发送出查询。这些一个或多个请求可以表示向一个或多个不同的节点询问关于那些节点所提供的服务。在一些方面，当AP接收到对该一个或多个查询的响应时，AP可以被配置为将该响应转发给无线设备。在一些方面，AP可以不存储基于每个STA(per-STA)的状态，并且STA可以需要在指示的等待时间之后利用对服务的另一请求返回。STA可以在指示的时间之后返回到网络以取得服务描述。替代地，AP可以使用公共动作帧(public action frame)将其发送给STA。在一些方面，如果AP已经从网络接收到服务描述信息，则AP可以在等待时间之后广播该信息。
在一些方面，STA可以发送多播查询给多个不同的AP，请求关于AP中的哪个AP提供特定服务的信息。例如，如果用户正在经由音乐流服务流出(stream)音乐，并且用户的设备想要切换到另一AP(诸如如果设备正在离开当前AP的区域)，则该设备可以发送请求给所有附近的AP以询问是否那些AP支持音乐流服务。然而，如果有限数量的AP响应会是有益的。如果网络上的每个AP都响应该查询，这可能不必要地增加网络通信量。因此，在一些方面，只有有限数量的AP可以响应。例如，AP可以基于它们是否提供该服务来做出响应，只在它们确实提供该服务的条件下才做出响应。AP还可以只在该STA的信号强度在门限之上的条件下才做出响应，以保证STA从AP接收具有某一信号强度的响应。这可以帮助减小网络通信量，尽管也可能意味着在某些时间STA将不能接收到对其查询的响应。这还可以使STA能够找到提供所期望的服务的AP，但是其具有高的信号强度。在一些方面，较高的信号强度可以允许STA更快地与AP相关联，并且可以因此允许在用户的无线设备从一个网络切换到另一个网络时，服务(诸如音乐流服务)被最小地中断。图4B是示例性的用于关联的时间与信号强度之间关系的说明450。如在该说明中所示，信号强度可以是所接收的信号强度指示(RSSI)。在一些方面，RSSI越高(即，AP和STA之间的信号越强)，则两个设备之间的用于关联的时间可能越短。因此，STA与具有更高信号强度的AP进行关联是有利的。
在一些方面，如果STA没有接收到对其查询的响应，则STA可以被配置为再次发送查询。该第二查询可以包含对其为第二查询的指示。AP能够基于该查询中的指示或者基于先前已接收到来自相同设备的类似查询，来观察到该查询是第二查询。在一些方面，AP可以被配置为更可能响应第二查询。例如，AP可以针对第二查询使用较少限制的门限信号强度，或者可以响应AP提供所请求的服务的所有第二查询。
图5是选择性地响应来自无线设备的、关于网络上可用服务的查询的方法的说明500。该方法可以由STA(诸如AP 104)来进行。该方法可以被用于通过限制对询问关于网络上的服务的特定多播查询做出响应的AP的数量，来减少网络通信量。
在方框505处，AP从无线设备接收多播查询，该查询请求关于网络上提供的一个或多个服务的信息。该查询可以被多播到两个或更多个无线设备。该查询可以指示无线设备感兴趣的特定服务。例如，该指示可以是以散列值的形式，如上面所讨论的。
在方框510处，AP确定无线设备已经发送的类似查询的数量。例如，AP可以确定无线设备在特定时间帧内发送同样的查询的次数。在一些方面，查询自身可以包括关于无线设备已发送该查询的次数的信息。例如，该查询可以指示其是第一查询、第二查询等等。
在方框515处，AP确定到无线设备的连接的信号强度。该信号强度可以是基于查询自身的信号强度，或者基于AP已经从该无线设备接收的其它消息。在一些方面，信号强度可以是所接收的信号强度指示(RSSI)。
在方框520处，AP将信号强度与门限信号强度值进行比较。该门限信号强度值可以至少部分地基于无线设备已经发送了多少次类似的查询。例如，门限信号强度值可以使得与对第一查询上的信号强度查询进行响应相比，AP将对第二或随后的查询上的弱信号强度查询进行响应。门限信号强度值可以是动态的门限，例如基于在特定区域中的AP的数量、无线设备过去不得不重发查询的次数以及其它因素。例如，如果AP观察到大部分无线设备在接收响应之前不得不发送两次或更多次类似的查询，则AP可以改变其门限，以使得更可能对查询进行响应。
在方框525处，AP至少部分地基于信号强度与门限的比较，以及基于类似查询的数量，选择性地对来自无线设备的查询进行响应。在一些方面，AP可以只在其提供由无线设备所请求的一个或多个服务或者其连接到提供那些服务的其它设备的条件下才做出响应。在一些方面，如果已经进行了某一数量的类似查询的话，AP可以响应请求而不管门限。例如，AP可以被配置为总是响应第二或第三请求而不管进行请求的设备的信号强度和门限。
如本文所使用的，术语“确定”包含多种动作。例如，“确定”可以包括核算、计算、处理、导出、调查、查询(例如，在表格、数据库或另外的数据结构中查询)、查明等。此外，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、存取(例如，存取存储器中的数据)等。此外，“确定”可以包括解决、挑选、选择、建立等。此外，在某些方面，本文所使用的“信道宽度”可以包含或还可以被称为带宽。
上文所描述方法的各种操作可以由能够执行操作的任何适当的单元来执行，例如，各种硬件和/或软件部件、电路和/或模块。通常，在附图中所示出的任何操作可以由能够执行该操作的对应的功能单元来执行。
结合本公开内容的方面所描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以利用被设计为执行本文所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件部件或其任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在替代的方案中，处理器可以是任何商业可用的处理器、控制器、微处理器或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器或任意其它这样的配置。
在一个或多个方面，所描述的功能可以被实现在硬件、软件、固件或其任意组合中。如果被实现在软件中，则功能可以作为一个或多个指令或代码被存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来发送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质二者，所述通信介质包括便于计算机程序从一个地点到另一地点的传送的任何介质。存储介质可以是能够由计算机存取的任何可用介质。通过示例而非限制的方式，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储以指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机所存取的任何其它介质。此外，任何连接被适当地称作计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或诸如红外、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或其它远程源发送的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或诸如红外、无线电和微波之类的无线技术包括在介质的定义之内。如本文所使用的磁盘(disk)和光盘(disc)包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则利用激光来光学地复制数据。因此，在一些方面，计算机可读介质可以包括非暂时性计算机可读介质(例如，有形介质)。另外，在一些方面计算机可读介质可以包括暂时性计算机可读介质(例如，信号)。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的范围之内。
本文所公开的方法包括用于实现所描述的方法的一个或多个步骤或动作。在不脱离权利要求的保护范围的情况下，方法步骤和/或动作可以彼此互换。换言之，除非规定了步骤或动作的特定顺序，否则可以在不脱离权利要求的保护范围的情况下修改特定步骤和/或动作的顺序和/或用途。
所描述的功能可以被实施在硬件、软件、固件或其任意组合中。如果被实现在软件中，则功能被存储为计算机可读介质上的一个或多个指令。存储介质可以是能够由计算机存取的任何可用介质。通过示例而非限制的方式，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储以指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机所存取的任何其它介质。如本文所使用的磁盘(disk)和光盘(disc)包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光(Blu-ray)其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则利用激光来光学地复制数据。
因此，某些方面可以包括用于执行本文所给出的操作的计算机程序产品。例如，这样的计算机程序产品可以包括具有在其上存储(和/或编码)的指令的计算机可读介质，指令可由一个或多个处理器执行为执行本文所描述的操作。针对某些方面，计算机程序产品可以包括包装材料。
软件或指令还可以通过传输介质来发送。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或诸如红外、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或其它远程源发送的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或诸如红外、无线电和微波之类的无线技术包括在传输介质的定义之内。
此外，应当意识到，用于执行本文所描述的方法和技术的模块和/或其它适当的单元，能够由用户终端和/或基站下载和/或以其它方式获得(如果适用的话)。例如，这样的设备可以耦合到服务器以便于用于执行本文所描述的方法的单元的传送。替代地，本文所描述的各种方法可以经由存储单元(例如，RAM、ROM、诸如压缩光盘(CD)或软盘之类的物理存储介质等)来提供，这使得用户终端和/或基站能够在耦合到设备或提供存储单元给设备时获得各种方法。而且，可以使用用于向设备提供本文所描述的方法和技术的任何适当的技术。
应当理解的是，权利要求不限制在上文所说明的确切的配置和部件。在不脱离权利要求的保护范围的情况下，可以在上文所描述的方法和装置的布局、操作和细节上进行各种修改、改变和变型。
尽管上文针对的是本公开内容的方面，但是在不脱离其基本保护范围的情况下，可以设计本公开内容的其它和另外的方面，并且其保护范围由所附的权利要求书所确定。

Claims (27)

1.一种供接入点用于监控、缓存和广告无线网络上的服务信息的方法，所述方法包括：
收集关于在所述无线网络上提供的一个或多个服务的信息，所述信息是从其它接入点和无线设备之间发送的消息中收集的；
基于所收集的信息，将在所述无线网络上提供的所述一个或多个服务的服务描述存储在存储器中；
在所述无线设备与所述无线网络相关联之前，从无线设备接收针对所述一个或多个服务的第一服务查询；
如果所述一个或多个服务的所述服务描述被包含在所述存储器内，则将所述服务描述从所述存储器发送给所述无线设备以指示在所述无线网络中所述服务的可用性；以及
发送多播广告消息，所述广告消息包含所收集的关于在所述无线网络上提供的所述一个或多个服务的信息，所述广告消息还被配置为允许无线设备在与所述无线网络相关联之前确定在所述无线网络上提供了哪些服务。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
如果所述服务描述未被包含在所述存储器内，则向所述无线设备发送响应以指示等待时间；以及
基于所接收的第一服务查询，向所述无线网络发送第二服务查询。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二服务查询是多播服务查询。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括：
接收对所述第二服务查询的响应，所述响应包含接收的服务描述，所述接收的服务描述与在所述第一服务查询中提供的所述服务描述相同或相关；以及
在所述等待时间之后，向所述无线设备发送所述接收的服务描述以指示在所述无线网络中所述服务的可用性。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述服务描述从所述存储器发送给所述无线设备还以在小于门限值的时间段内所述服务描述是否已经在所述存储器中被更新为条件。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述关于在所述无线网络上提供的一个或多个服务的信息包括一个或多个散列函数，所述散列函数标识在所述无线网络上提供的一个或多个服务。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述一个或多个散列函数包括至少部分地基于在所述无线网络上提供所述服务的服务器的地址的散列函数。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述消息的所述监控是在所述接入点和其它接入点或其它无线设备之间没有直接交互的情况下被动地执行的。
9.一种被配置为充当接入点的无线通信设备，所述设备包括：
接收机，其被配置为：
收集关于在无线网络上提供的一个或多个服务的信息，所述信息是从其它接入点和无线设备之间发送的消息中收集的；
基于所收集的信息，将在所述无线网络上提供的所述一个或多个服务的服务描述存储在存储器中；
在所述无线设备与所述无线网络相关联之前，从无线设备接收针对所述一个或多个服务的第一服务查询；
发射机，其被配置为如果所述一个或多个服务的所述服务描述被包含在所述存储器内，则将所述服务描述从所述存储器发送给所述无线设备以指示在所述无线网络中所述服务的可用性；以及
所述发射机还被配置为发送多播广告消息，所述广告消息包含所收集的关于在所述无线网络上提供的所述一个或多个服务的信息，所述广告消息还被配置为允许无线设备在与所述无线网络相关联之前确定在所述无线网络上提供了哪些服务。
10.根据权利要求9所述的设备，所述发射机还被配置为：
如果所述服务描述未被包含在所述存储器内，则向所述无线设备发送响应以指示等待时间；以及
基于所接收的第一服务查询，向所述无线网络发送第二服务查询。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述第二服务查询是多播服务查询。
12.根据权利要求10所述的设备，还包括：
所述接收机还被配置为接收对所述第二服务查询的响应，所述响应包含接收的服务描述，所述接收的服务描述与在所述第一服务查询中提供的所述服务描述相同或相关；以及
所述发射机还被配置为在所述等待时间之后，向所述无线设备发送所述接收的服务描述以指示在所述无线网络中所述服务的可用性。
13.根据权利要求9所述的设备，其中，将所述服务描述从所述存储器发送给所述无线设备还以在小于门限值的时间段内所述服务描述是否已经在所述存储器中被更新为条件。
14.根据权利要求9所述的设备，其中，所述关于在所述无线网络上提供的一个或多个服务的信息包括一个或多个散列函数，所述散列函数标识在所述无线网络上提供的一个或多个服务。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述一个或多个散列函数包括至少部分地基于在所述无线网络上提供所述服务的服务器的地址的散列函数。
16.根据权利要求9所述的设备，其中，对所述消息的监控是在所述接入点和其它接入点或其它无线设备之间没有直接交互的情况下被动地执行的。
17.一种被配置为充当接入点的无线通信设备，所述设备包括：
用于收集关于在无线网络上提供的一个或多个服务的信息的单元，所述信息是从其它接入点和无线设备之间发送的消息中收集的；
用于基于所收集的信息，将在所述无线网络上提供的所述一个或多个服务的服务描述存储在存储器中的单元；
用于在所述无线设备与所述无线网络相关联之前，从无线设备接收针对所述一个或多个服务的第一服务查询的单元；
用于如果所述一个或多个服务的所述服务描述被包含在所述存储器内，则将所述服务描述从所述存储器发送给所述无线设备以指示在所述无线网络中所述服务的可用性的单元；以及
用于发送多播广告消息的单元，所述广告消息包含所收集的关于在所述无线网络上提供的所述一个或多个服务的信息，所述广告消息还被配置为允许无线设备在与所述无线网络相关联之前确定在所述无线网络上提供了哪些服务。
18.根据权利要求17所述的设备，还包括：
用于如果所述服务描述未被包含在所述存储器内，则向所述无线设备发送响应以指示等待时间的单元；以及
用于基于所接收的第一服务查询，向所述无线网络发送第二服务查询的单元。
19.根据权利要求18所述的设备，其中，所述第二服务查询是多播服务查询。
20.根据权利要求18所述的设备，还包括：
用于接收对所述第二服务查询的响应的单元，所述响应包含接收的服务描述，所述接收的服务描述与在所述第一服务查询中提供的所述服务描述相同或相关；以及
用于在所述等待时间之后，向所述无线设备发送所述接收的服务描述以指示在所述无线网络中所述服务的可用性的单元。
21.根据权利要求17所述的设备，其中，将所述服务描述从所述存储器发送给所述无线设备还以在小于门限值的时间段内所述服务描述是否已经在所述存储器中被更新为条件。
22.根据权利要求17所述的设备，其中，所述关于在所述无线网络上提供的一个或多个服务的信息包括一个或多个散列函数，所述散列函数标识在所述无线网络上提供的一个或多个服务。
23.根据权利要求22所述的设备，其中，所述一个或多个散列函数包括至少部分地基于在所述无线网络上提供所述服务的服务器的地址的散列函数。
24.根据权利要求17所述的设备，其中，对所述消息的监控是在所述接入点和其它接入点或其它无线设备之间没有直接交互的情况下被动地执行的。
25.一种用于存储指示无线通信设备执行过程的可执行程序指令的非暂时性计算机存储介质，所述过程包括：
收集关于在所述无线网络上提供的一个或多个服务的信息，所述信息是从其它接入点和无线设备之间发送的消息中收集的；
基于所收集的信息，将在所述无线网络上提供的所述一个或多个服务的服务描述存储在存储器中；
在所述无线设备与所述无线网络相关联之前，从无线设备接收针对所述一个或多个服务的第一服务查询；
如果所述一个或多个服务的所述服务描述被包含在所述存储器内，则将所述服务描述从所述存储器发送给所述无线设备以指示在所述无线网络中所述服务的可用性；以及
发送多播广告消息，所述广告消息包含所收集的关于在所述无线网络上提供的所述一个或多个服务的信息，所述广告消息还被配置为允许无线设备在与所述无线网络相关联之前确定在所述网络上提供了哪些服务。
26.根据权利要求25所述的非暂时性计算机存储介质，还包括：
如果所述服务描述未被包含在所述存储器内，则向所述无线设备发送响应以指示等待时间；以及
基于所接收的第一服务查询，向所述网络发送第二服务查询。
27.根据权利要求26所述的非暂时性计算机存储介质，还包括：
接收对所述第二服务查询的响应，所述响应包含接收的服务描述，所述接收的服务描述与在所述第一服务查询中提供的所述服务描述相同或相关；以及
在所述等待时间之后，向所述无线设备发送所述接收的服务描述以指示在所述无线网络中所述服务的可用性。
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