CN1433194A

CN1433194A - 无线通信网络中传送消息的方法及实现该方法的通信网络

Info

Publication number: CN1433194A
Application number: CN02159545A
Authority: CN
Inventors: 哈乔·巴克; 斯蒂芬·卡明斯基
Original assignee: Alcatel NV
Current assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel Lucent SAS; Alcatel Lucent NV
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2003-07-30
Also published as: US20030134658A1; JP2003229863A; EP1328087A1

Abstract

本发明涉及一种在具有多个无线终端的无线通信网络中传送消息的方法，特别是在无线LAN和尤其是在HIPERLAN网络中。上述方法包括提供多个无线通信信道的步骤。选择上述无线通信信道中的一个信道，用于在上述无线终端的至少两个终端之间传输上述消息，测量上述至少两个无线终端的至少一个终端的上述无线通信信道中的未选择信道的信道特性，以及根据上述测量的信道特性，转换到上述未选择的通信信道中的一个信道。本发明的方法的特征在于，根据上述至少一个无线终端的移动性，在可变时间间隔中执行上述测量步骤。本发明还涉及相应的通信网络以及相应的无线终端。

Description

无线通信网络中传送消息的方法及实现该方法的通信网络

技术领域

本发明涉及一种在具有多个无线终端的无线通信网络中，特别涉及无线LAN以及尤其涉及HIPERLAN网络中传送消息的方法。

本发明还涉及一种通信网络，特别涉及无线LAN以及尤其涉及HIPERLAN通信网络。

背景技术

在无线通信网络中，经由无线通信信道发送和接收消息。通常，几个通信信道通过使用的信号频率彼此区分。不同的通信信道特别用于在具有多个接入点的无线网络中建立通信。根据本发明，接入点为一移动的或固定的终端，在组织和控制通信方面，这对于“简单”移动终端是最基本的。对于HIPERLAN网络，本领域的技术人员一般都知道术语“接入点”。在其他网络中，接入点可被称为“基站”或类似物。

在使用若干接入点的无线网络中，通常每个接入点覆盖某个空间区域，并且其控制和组织当前位于该区域中的移动终端的通信。因此，通常必须将移动终端登录到上述特定接入点。

当移动终端经由接入点与无线网络相连而此时移动终端移动时，可能发生上述无线终端离开由上述接入点覆盖的区域的情况。在这种情况下，移动终端必须登录一个新的接入点，以便保持与无线通信网络的连接。由于无线终端的移动，从一个接入点到另一个接入点的转换通常被称为切换或越区切换。

由于不同的接入点通常使用不同的信号频率进行工作，即在不同的通信信道上工作，切换需要改变使用的通信信道。为了实现这种改变，本领域的技术人员已知几种算法。但是，在每一种情况下，当向新的通信信道的转换切实可行和有用时，必须做出一个判断。作为该判断的标准，在无线终端中监测未选择的通信信道的信道特性，特别是频率特性，如果这一新的信道提供的信道特性优于当前信道，将进行向新的通信信道的转换。

此外，即使没有从一个接入点到另一个接入点的切换，改变使用的通信信道有时也是有用的。例如，如果被选择的通信信道的频率特性受外部影响而恶化，如外部干扰发射机的干扰或天气影响引起的恶化，转换选择的通信信道可能也是有用的。因此，作为例子，按照HIPERLAN标准，接入点可指示终端进行所谓的动态频率选择(DFS)测量。甚至接入点自身也能够进行DFS测量。如果该测量显示出一个更适合的通信信道可以被使用，则进行信道转换。

最后，在接入点出于其他原因，如为了在GSM网络中提供基于位置的业务(LBS)，需要从无线终端得到测量信息的通信网络中，本发明有多种应用。容易理解，为得到这样的信息也需要在无线终端中测量信道特性。

上述信道特性可由包括在任何无线终端内的接收机很容易地测量。但是，该测量与接收机的主要任务相冲突，即与经由选择的通信信道接收消息相冲突。

解决这一冲突的可能的解决方案是提供另一接收机，一个用于接收消息，另一个用于测量未选择的通信信道的信道特性。但是，这一解决方案价格高昂，因此不能为大多数产品完全接受。

另一可选择的解决方案是在接收机的这两个冲突的任务间进行时间共享(time-sharing)。但是，时间共享影响通信在消息流量方面的效率。其特别适于HIPERLAN网络，在该网络中无线终端接收机忙于长时间地并几乎连续不断地接收消息。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种如开始所述的方法，其无需使用另一个接收机测量未选择信道中的信道特性就可提高传输消息的效率。

上述目的可由一种如开始所述的方法实现，该方法包括下列步骤：

提供多个无线通信信道；

选择上述无线通信信道中的一个信道，用于在上述无线终端的至少两个无线终端之间传送上述消息；

测量上述至少两个无线终端中的至少一个无线终端中的上述无线通信信道中未选择信道的信道特性；以及

根据上述测量的信道特性，转换到上述未选择的通信信道中的一个信道。

在上述方法中，根据上述至少一个无线终端的移动性，在可变时间间隔中执行上述测量步骤。

该目的还可由一种如开始所述的通信网络实现，该通信网络具有多个无线通信信道和多个无线终端，每个终端与上述无线通信信道的至少一个信道相连，其中每个无线终端包括用于接收无线信号的接收机，用于发射无线信号的发射机，以及用于选择与其相连的上述无线通信信道中的一个信道的信道选择器，其中上述接收机可以在上述无线通信信道的未选择信道中测量信道特性，并且其中上述信道选择器根据上述测量的信道特性，转换到未选择的通信信道中。

其中，上述每个无线终端还包括接收机控制器，用于根据每个相应的无线终端的移动性，在可变的时间间隔中，控制上述接收机测量上述信道特性。

上述方法以及相应的通信网络可从，例如，目前在欧洲出现的所谓HIPERLAN标准中了解到。本发明更适于应用于HIPERLAN网络，但并不限于此。本发明也可用于其他网络，如IEEE 802.11网络，HiSWAN网络，蓝牙网络，甚至DECT，GSM或者UMTS网络。

本发明的解决方案遵循按时间共享包括在无线终端中的单个接收机资源的方法。但是，根据本发明，在所有的情况下，测量步骤不会在相同的频率下执行。本发明更适于实施这样的方法，即把测量频率与需要改变通信信道的可能性相适应。改变的可能性越小，越无需频繁地进行测量。

为了容易地估计上述可能性，需估计出相应的无线终端的移动性，尤其是移动的速度。无线终端移动得越多，改变通信信道是有用的可能性越大。对于不移动的无线终端，如固定服务器或可能是HIPERLAN网络中的VCR，很少有必要转换通信信道。对于这样的终端，测量频率可被设置得非常低，为接收消息提供不断增加的时间量。相反，手持计算机可能非常迅速地频繁移动。对于这样的设备，为使其总能选择最好的可使用的通信信道，进行频繁的测量是有用的。

由于接收机资源可以最适宜的方式被加以利用，因此本发明的方法是提高通信网络效率的一种简单且廉价的方法。接收机的主要任务，即接收消息，在信道转换的可能性相当小时，不会因为“不必要的”测量而受到阻碍。另一方面，保证了快速移动的终端能在几乎任何时刻转换到更适合的通信信道。效率的提高并不需要大量耗费额外的接收机。因此，上面的目的得以全部实现。

在本发明的一个优选实施例中，上述测量步骤执行得越频繁，上述移动性越高。

这一特征遵循了上述的考虑，因为有用的通信信道改变的可能性随移动性的程度而变化。因此，这一特征对于通信效率的提高起了特殊作用。

在本发明的另一实施例中，上述时间间隔根据参数值而变化，该参数值可由上述至少一个无线终端的用户设置。

在一个简单而已实施的例子中，用户可在两个参数值，即“固定”或“移动”中选择。如果他选择“固定”，将极少执行测量。如果他选择“移动”，将经常执行测量。另一方面，由于在固定终端中的测量频率比在移动终端中的测量频率低得多，仅这两个选项已经能够提高通信效率。大量时间的耗费和不必要的测量得以减少。另一方面，无需额外的估计算法，这两个选项就能很容易地实现和执行。本领域的技术人员可以理解，更多的参数选择也可被不费力地实现。

在本发明的其他实施例中，上述时间间隔根据由上述至少一个无线终端估计出的衰减率而变化。

低衰减率与通信环境的稳定条件相对应，而稳定的条件使得没有必要进行频繁的测量。因此，对于测量的频率，衰减率的估计也是一个很适合的输入。该特征特别具有这样的优势，即测量频率与可能是错误或不正确的用户判断无关。此外，时间间隔随与其密切相关的通信环境中的实际条件而变化。

根据另一优选实施例，通过监测经由选择的通信信道接收的消息信号的信号强度，估计出上述衰减率。

另外，衰减率也可从用户可选的参数，尤其是从表明移动速度的预计最大值的参数中估计出。而该优点与通信环境中的实际条件关系更密切。并且，接收的消息信号的信号强度本质上由多个接收机装置测量，这样，无需大量额外的花费和努力即可估计出真实的衰减率。如在前面的实施例中，接收的消息信号信号强度上的大的变化很可能在未选择通信信道的测量之间产生短时间间隔。

按照另一实施例，上述时间间隔根据大量用户数据发生改变，这些用户数据由上述至少一个无线终端接收或发送。

如果必须传输大量用户数据(接收或发送)，如在文件传输过程中，由于测量频率可被极大地降低，因此，这一特征可再次极大地提高通信效率。终端可专注于其传输消息的主要任务，而不会受到对未选择通信信道“奢侈的”测量的打断。另一方面，如果用户数据量少时，终端有足够的时间用于测量。

在另一实施例中，上述转换步骤包括改变使用的载波频率。

这一特征指定了本发明的优选应用方式，虽然通信信道的转换并不必然伴随着使用的载波频率的改变。实质上，通信信道也可由其他参数进行区分，并且本发明一般也不排除在外。但是，由于接收机被与其接收消息的主要任务相竞争的信道特性的测量所占据，本发明与上面的特征结合特别有用。

在另一实施例中，上述选择步骤包括为建立上述通信链路选择接入点，并且上述转换步骤包括改变选择的接入点。

这一特征对于包括几个接入点的通信网络特别有用，这几个接入点可从无线终端有选择的被登录。在这样的环境下，为了确保从一个接入点到另一个接入点平稳地切换，对未选择的通信信道的测量如果不是必需的，也是非常有用的。但是，本发明一般不限于接入点必须改变的情况或环境。

在另一实施例中，根据接入点发出的指令执行上述测量步骤。

这一特征尤其适用于根据上述接入点的指令或请求执行信道特性测量的情况，例如在HIPERLAN网络中的动态频率选择(DFS)测量，或关于GSM中的基于位置的业务。如果上述接入点在对这样的测量发出指示时，同时监测上述无线终端实际的通信要求，则将极大地提高通信效率。优选地，将每个相应的无线终端的移动性参数发送到上述接入点，尤其是在登录的过程中。可以理解，关于接入点指示终端执行测量和进行自身测量时，最好同时考虑其自身的移动。

附图说明

毋庸说明，对于本领域的技术人员来说很明显，上述特征及从下面对优选实施例的详细说明中得到的特征不仅适用于已公开的方案，还适用于其他方案。关于下列说明，其中：

图1是一个无线通信网络的结构图。

图2是图1中的通信网络中使用的无线终端的结构图。

图3是流程图，示意地说明了本发明方法的步骤。

图4是表示执行测量的第一个时间间隔的时间列。以及

图5是表示另一个时间间隔的另一时间列。

具体实施方式

在图1中，标号10表示整个无线通信网络。

为了简化，通信网络10包括两个接入点12和14，以及多个无线终端16、18和20。但是本领域的技术人员应当理解，可以使用不同数量的接入点12、14以及不同数量的无线终端16、18和20。

不受举例的限制，通信网络10在此可是HIPERLAN网络。它可被安装在机场区域，或在办公楼内。假设无线终端16沿箭头22的方向移动。在此移动过程中，终端16与终端18通信，用箭头24表示。箭头24以虚线表示，因为在不同的终端之间的通信通常经由HIPERLAN网络10中的接入点12进行，虽然直接的端到端通信也是有可能的。在这种情况下，假设终端16和18之间的通信经由接入点12建立，用箭头26和28表示。上述每个箭头以及那些将述及的箭头表示通信路径。通信路径26和28属于同一个通信信道，该信道由椭圆30表示。为了便于解释，经由通信信道30发送的无线信号以标号32表示。

接入点14以具有不同信号频率的无线信号34工作。无线信号34属于通信信道36，该信道在接入点14和无线终端20之间提供了一条通信链路。该通信路径以箭头38表示。

在实际操作中，无线终端16从无线终端18经由接入点12接收消息。按照本发明的方法，终端16另外还测量从接入点14发送的无线信号34的信道特性。正如本领域的技术人员本来所知道的那样，如果对于终端16而言，转换到连至接入点14的以箭头40表示的通信链路是有用的，则启动切换过程。进行切换后，无线终端16仍然可以从终端18接收消息，而此时通信链路中还涉及接入点14。为此，则在接入点12和14之间建立了的由箭头42表示的通信路径。

在图2中，表示了无线终端16的各个部件。终端16包括接收机50和发射机52，正如本领域的技术人员所知，二者都与天线53相连。信道选择器54与接收机50和发射机52相连。信道选择器54控制和选择终端16运行的通信信道。接收机控制器以标号56表示，其控制接收机50中冲突的任务，即一方面接收消息，另一方面对未选择的通信信道进行测量。标号58表示用于存储用户数据的存储器，该用户数据将由发射机52发送出或已由接收机50接收。大量用户数据和接收机50中产生的消息信号强度指示被报告给接收机控制器56。

标号60表示用于存储参数值的存储器，这些参数值可由终端16的用户通过用户接口62设置。在一个简单而有效的实施例中，用户可以在两个参数值之间进行转换，即在表示终端16相应特性的“固定”或“移动”之间进行转换。输入的参数值也被报告给接收机控制器56。

在图3中，流程的开始部分由标号70表示。在步骤72，终端16通过选择一个无线通信信道并登录到相应的接入点建立一条通信链路。在步骤74，终端16然后经由上述选择的通信信道发送和接收消息。在预定的固定时间间隔，例如HIPERLAN网络中每个MAC(媒体接入控制)帧的结尾，判断是否对未选择通信信道的信道特性进行测量。判断过程表示为步骤76。如上所述，该判断可根据由终端16的用户设置的参数值作出，该过程由步骤80表示。作为可选的或附加的步骤，可对衰减率进行估计，如步骤82所示，并且/或将由终端16接收的大量用户数据可作为附加的参数使用，如步骤84所示。为了根据步骤82估计衰减率，接收机50显示出接收的信号强度。接收的信号强度的大的变化表示终端16具有高移动性，下面将看到，其导致更频繁地对未选择通信信道进行测量。

如果在步骤76判断暂时无需进行测量，则流程返回步骤74，即返回到终端16发送和接收消息的通常操作。另一方面，如果判断应该进行测量，流程进入步骤86，在步骤86，接收机50被转换到未选择通信信道，以便对信道特性进行测量。在步骤88，此时判断是否改变通信信道。如果判断为“否”，则流程再次返回步骤74，终端16继续接收和发送消息。如果判断为“是”，流程返回步骤72，并且在以前未选择的通信信道上建立新的通信链路。

根据图3中反馈到判断步骤76中的参数值，在未选择的通信信道中测量的频率与终端16的移动性相适应。如果终端16具有低的移动性，甚至没有移动，可将连续测量之间的时间间隔选择得相当长。图4表示出这样的情况，其中时间段90和92表示连续的测量行为。在测量行为90和92之间的时间间隔由标号94表示。

相反，图5表示以下情况，即由于终端16具有较高的移动性，连续的测量行为之间的时间间隔96短得多。总而言之，对于高效的通信，测量的频率被这样优化。

不脱离本发明的构思和范围可以作出许多其它改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施例，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims

1.一种在具有多个无线终端的无线通信网络中传送消息的方法，特别是在无线LAN和尤其是在HIPERLAN网络中传送消息的方法，上述方法包括下列步骤：

提供多个无线通信信道；

测量上述至少两个无线终端的至少一个无线终端中的上述无线通信信道中未选择信道的信道特性；以及

根据上述测量的信道特性，转换到上述未选择的通信信道中的一个信道；

根据上述至少一个无线终端的移动性，在可变的时间间隔内执行上述测量步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，上述测量步骤执行得越频繁，上述移动性越高。

3.根据权利要求1所述的方法，上述时间间隔根据可由上述至少一个无线终端的用户设置的参数值而变化。

4.根据权利要求1所述的方法，上述时间间隔根据由上述至少一个无线终端估计的衰减率而变化。

5.根据权利要求4所述的方法，通过监测经由选择的通信信道接收的消息信号的信号强度，估计上述衰减率。

6.根据权利要求1所述的方法，上述时间间隔根据将由上述至少一个无线终端传输的大量用户数据而变化。

7.根据权利要求1所述的方法，上述转换步骤包括改变使用的载波频率。

8.根据权利要求1所述的方法，上述选择步骤包括为建立上述通信链路选择接入点，并且上述转换步骤包括改变选择的接入点。

9.根据权利要求1所述的方法，在接入点发出的指令下执行上述测量步骤。

10.一种通信网络，特别是无线LAN和尤其是HIPERLAN网络，其中，该网络具有多个无线通信信道和多个无线终端，每个无线终端与上述无线通信信道中的至少一个信道相连，其中每个无线终端包括用于接收无线信号的接收机，用于发送无线信号的发射机，以及用于选择与其相连的上述无线通信信道中的一个信道的信道选择器，其中上述接收机可以测量上述无线通信信道中未选择信道的信道特性，并且其中上述信道选择器根据上述测量的信道特性转换到未选择的通信信道中，该网络的特征在于每个无线终端还包括接收机控制器，用于控制上述接收机，以根据每个相应的无线终端的移动性，在可变的时间间隔内测量上述信道特性。

11.一种用于无线通信网络的无线终端，特别是无线LAN和尤其是HIPERLAN网络，该无线通信网络具有多个无线通信信道，上述终端包括用于接收无线信号的接收机，用于发送无线信号的发射机，以及用于选择与其相连的无线通信信道的信道选择器，其中上述接收机可以测量未选择通信信道的信道特性，并且其中上述信道选择器根据上述测量的信道特性转换到未选择的通信信道中，该无线终端的特征在于每个无线终端还包括接收机控制器，用于控制上述接收机，以根据每个相应的无线终端的移动性，在可变的时间间隔内测量上述信道特性。

12.一种微处理器程序产品，包括存储在微处理器可读介质中的程序代码装置，用于执行权利要求1到9中的任一项中限定的方法的步骤，此时上述程序产品在微处理器中运行。