CN1457432A - 便于无线局域网中越区切换的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于从网络接入点(NAP)越区切换的方法和设备，该NAP被安排和被构建成向调频通信系统中的通信单元(CU)提供服务。执行的操作是在使用第一跳频图(FHP)的一个连接上提供CU与NAP之间的服务；根据RSSI或者负荷确定所述连接适合于中断；向所述第一跳频图上的请求协助与所述服务的邻近NAPS发送NAP的ID以及对于CU的调度；和接收来自一个邻近NAP的第二消息，该邻近NAP被安排和被构成为向使用第二跳频图的CU提供连接，所述第二消息指示所述协助可以由所述邻近NAP提供。

Description

说明书 便于无线局域网中越区切换的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种无线局域网(WLAN)，特别是为移动的用户装置提供对这些WLAN接入的装置和方法。

背景技术

诸如蓝牙、家用射频、802.11的无线局域网(WLAN)是公知的，并且正在发展。这些网络被设计和构建成通过网络接入点(NAP)或者在非常小覆盖区(通常小于30英尺)内的装置提供对用户装置的专用无线接入。一个较大区域、比如机场或者大型购物中心的扩展覆盖需要配置数个NAP，每个NAP提供与一个或多个邻近NAP的重叠覆盖。但是对漫步、移动或者漫游出给定NAP或者接入装置的范围(覆盖区域之外)的单元或者装置不能保障提供连续服务或者接入。基本上部分原因是为了保持网络简单和低成本，在WLAN规程和系统中不包含移动性管理的提供，比如从一个覆盖区到另一个会被考虑和存在的、并与诸如蜂窝电话这样的广域网(WAN)相关联的覆盖区的越区切换。

我们所需要的是这样一种方法和装置：当用户装置经由多网络接入点的覆盖区域漫游或移动时，能够向用户装置提供连续服务或者WLAN接入。

附图简要说明

作为明书一部分的附图进一步说明了本发明的各种实施例，其中附图中的相同标号是指各附图中相同的或者功能相似的部件。附图与下文的详细说明一同用来解释本发明的各种原理和优点。

图1采用简化和代表性形式描绘了本发明的无线局域网的第一实施例；

图2采用简化和代表性形式描绘了本发明的无线局域网的第二和优选实施例；

图3采用简化和代表性形式描绘了本发明的无线局域网的再一个

实施例；

图4描绘了本发明的网络接入点(NAP)的优选实施例的更具体的概括性的简化方框图，其中NAP适合于在图1-图3系统的一个或多个系统中使用。

图5描绘了本发明的通信单元(CU)的优选实施例的更具体的概括性的简化方框图，该CU适合于在图1-图3系统的一个或多个系统中使用。

图6示出了与频率相对的时间或者跳频的示例图，它们类似于该图1-3系统中利用的时间或者跳频；

图7描绘了本发明的提供通信服务的越区切换的方法的处理流程图。

发明公开

总体而言，本公开涉及无线局域网(或者WLAN)，并且向工作于其中的通信单元(CU)提供连续服务。特别感性趣的WLAN是那些利用跳频或者跳频技术向CU提供服务的WLAN。这种WLAN的实例包括那些通常被称作蓝牙或家用射频WLAN的WLAN。如下面进一步讨论的那样，只要使用了发明的各种原理及其结合，就可以有利地使用这些原理及其等同物来为在这种系统中操作的CU提供越区切换服务，即漫游服务。

本公开被提供来以一种允许方式进一步解释构成和使用本发明各种实施例的最佳模式。本公开还被提供来增强对本发明原理和优点的理解和评价，而不是以任何方式限定本发明。本发明仅仅由权利要求限定，对本发明进行限定的内容还包括本申请待审期间所作的任何修改和授权的权利要求的所有等同物。

需要理解的是，合理术语的使用，比如第一和第二、顶部和底部以及类似术语的使用仅仅用来识别相互不同的实体或者动作，而不必需要或者暗示这种实体或者动作之间的任何实际的这种关系或者顺序。许多发明的功能度和许多发明原理最好用软件程序或者指令来实施。本领域的熟练技术人员将会预料到，尽管可能需要大量的工作以及例如由于可用时间、当前技术和处于经济考虑导致的许多设计选择，但是根据这里所公开的概念和原理，将能够容易地以最少的试验生成这种软件指令和程序。因此，对这种软件的进一步讨论是为了使本发明的原理和概念简洁和使妨碍这些原理和概念清楚的任何风险最小化。

本公开将讨论本发明的各种实施例。这些实施例包括方法、NAP、CU和使用该方法、NAP和CU的每一个或者全部的通信系统。图1的系统图将用来打下对本发明以及本发明优点深入理解的基础。在很大程度上按照简化等级绘制的图是通信系统100的代表性示意图，例如是典型的已知WLAN，将用来其来解释一些问题和本发明的对这些问题的解决方案。

图1的通信系统100描绘了NAP103、NAP105和NAP107，其每一个在各自的覆盖区域109、111、113内为通信单元、如CU111提供覆盖或者服务。当CU111按所示的方向沿路径115移动时，，将建立与NAP103的基于射频信号的连接117，并且将使用该连接向CU111提供服务。根据对诸如蓝牙的WLAN的已知观点，在如路径115的点119所示的覆盖区域109的边界，该连接将失败，并且NAP103将再也不能提供服务。在建立一个新的连接121和利用NAP105负起服务之前，将不能对CU111提供服务。需要注意的是，图1极大地简化了最实际的或者真实世界的系统。例如，覆盖区域不可能与所示的覆盖区域一致，此外，给定的NAP可以有多个邻近的NAP，而不是所描绘的一个或者两个。如图所示，NAP103、105分别有收发信机(发射机和接收机)141、161，这些收发信机可操作地连接控制器143、163。控制器143、163分别连接到网络或者本地信道收发信机146、165，每个收发信机连接本地信道123，本地信道可以连接到125处的一个或多个公共服务器或者网关。这些跳频收发信机、控制器和本地信道收发信机通常是已知的，但进行了改进以便根据下面进一步讨论的发明原理和概念进行操作。在WLAN操作中，例如使用蓝牙协议按以下方式操作。该系统最好工作于2.4GHz范围内的频带。多数国家的工作频带由79个信道组成(某些国家目前有23个信道)，间隔为1MHz，具有1Mbps数据速率，并且使用高斯频移键控(GFSK)调制。蓝牙装置，比如图1的NAP和CU可以构成以adhoc为基础的微微网，每个微微网将具有一个主机和一个或多个(直到7个)辅机。一个微微网中的主机可以是两个或者多个微微网中的一个辅机。每个主机将具有独特标识符(ID)，该ID确定一个独特跳频图和该跳频图内的相位，用于与该操作的主机相关联的微微网。

在给定的微微网中，主机和辅机可以建立便于为CU服务的通信连接。这些连接可以是异步的、同时的或者同步的，前者主要用于分组或者分组交换应用；后者用于连续的或者电路交换应用，比如话音等。连接可以由主机或者辅机启动。例如，作为概揽，(蓝牙技术规程的全部和完整细节)辅机将广播一个询问序列，主机将用指示所支持服务的消息和ID进行响应。然后辅机完成一个服务接入例行工作。一般来说，主机在一个时隙或者跳频期间将信号发送给由一个建立连接时指定的地址所识别的给定辅机，并且在后续时隙期间从同一辅机接收信号。然后主机在下一个时隙或者跳频期间发送信号给另一个所识别的辅机并且在后续时隙期间进行接收，等等。当辅机移动到主机不能成功地试图通过该连接提供一个服务的该主机覆盖区域之外时，在经历超时之后主机和辅机将放弃该连接。辅机将开始再一个询问、服务发现和接入序列，期待从另一个微微网或主机发现可用服务。假定主机存在并作出了响应，并且具有合适的服务以及可用容量，则可以与工作于另一个跳频图的该主机建立一个连接，不幸的是，则需要花费相当长的时间，在此时间期间，从辅机到诸如基于应用的环球网的外部服务的连接还可能被中断。进一步的详细说明、细节和背景技术请参阅蓝牙技术规程，该技术规程可以在 www.bluethooth，com上得到，这里将该规程全部作为本申请的一部分以资参考。家用射频系统的技术规程同样可以在WWW上得到。

在系统100内，假定NAP是各微微网的主机，微微网将包含或包括在相应覆盖区域109、111内的CU。因而，NAP103是微微网的主机，在CU111位于路径115的起点时支持与CU111的连接117并向1其提供服务。NAP103按如图6所示的跳频图工作。图6仅以举例方式示出相对于垂直轴603的跳频(为简便起见，限定为8个)的水平轴601的时间或者频率跳跃的简图。用1标注的交集605(指定的24个中的3个)是在相应跳跃次数收发信机141将被调谐到的频率，以支持各种连接以及向NAP103所服务的微微网内的CU提供服务。总体来说，“1”是第一跳频图607。同样“2”是609(指定的24个中的3个)，是另一个或者邻近NAP(比如NAP105)将工作的频率，以向其微微网内的CU提供服务。总体来说，“2”是第二跳频图611。

水平轴601还用交替“t”和“r”指示NAP将在奇数时隙或者跳频中发射信号，并且在偶数时隙接收信号。在图6中，标注“1”的某些交集613(指定的8个中的2个)具有一个虚线反斜杠。它们代表NAP103调度对CU111的服务的跳频或者时隙，分别为1、2、7、8、15、16、21和22，其中用奇数编号的时隙是出网服务(NAP发射和CU接收)，用偶数编号的时隙是进网服务(NAP接收和CU发射)。总体来说，如果这些时隙改变一个更新调度，就把它们称作对CU111的调度。没有反斜杠的时隙或者跳频代表可以对服务于仍然使用第一跳频图的其它连接上的其它CU贡献的容量或资源，或者像我们将进一步讨论的那样，向漫游CU有利地提供某些级别的服务。

再参见图1，跳频通信系统100包括NAP103、105等等，下面我们讨论发明的概念和原理，这些概念和原理通过使邻近NAP之间的切换服务容易实现而使系统能够向通信单元(CU)提供漫游服务。首先，每个NAP以车载或者本地可用存储器的某些形式存储用于每个邻近或邻接NAP的独特ID的列表。该列表在安装时或者当初始运行时可以被编程进入一个NAP，并且周期性地进行局部更新，或者通过经由本地信道的远程接入或使用本地信道123交替相应NAP可以发现其它NAP并交换它们的各个ID。本地信道最好是连接所有NAP和可能还连接了其它服务器或者系统维护装备的已知以太网信道，不过，该本地信道也可以是无线局域网或者是被设置来使至少邻近或者邻接NAP彼此接入的NAP之中的“专用”微微网。当CU111沿路径115移动时，它最好根据上述讨论的服务接入处理建立一个与NAP103的有效连接117。蓝牙技术规程对此有更详细的解释。

网络接入点(NAP)103工作于例如第一跳频图607，以支持与CU111的第一连接117以及向CU111提供服务。NAP103包括连接控制器143的收发信机141和本地信道收发信机145。收发信机和控制器被安排来评估来自CU111的信号质量，比如接收信号强度(PSSI)，或者比特误差率等。实际上，NAP103可以确定信号质量或者级别已经下降到如果任何进一步恶化的出现都将导致连接117处于危险之中的点，或者可以确定业务负荷或者需求已到了需减少当前负荷才是恰当的。在第一种情况中，适当的或者预定的级别将是一个稍微超过将指示的prudent链路容限的级别。在第二种情况中，该预定级别可以是微微网上的下一个最接近的信号质量级别，或者可以是一个代表为同一单元早期评估过的信号质量的级别。NAP103可以为这些或者其它原因确定中断经由连接117对CU111的服务是恰当的。然后，当信号质量满足预定级别时，控制器控制，换句话说是使本地信道收发信机145在本地信道123上发送一个协助信息的请求。协助消息的请求最好针对所有邻近的NAP，并且包含请求服务的NAP地ID以及CU111的调度。

系统100还包括第二NAP165，它在第二跳频图611上操作以便支持与其它CU(未示出)的一个或多个连接(未示出)，并且向它们提供服务。第二NAP包括连接第二控制器163的第二收发信机161和第二本地信道收发信机165。第二本地信道收发信机被安排和构建来从NAP103接收协助请求或者从本地信道接收其它协助请求。第二控制器响应该请求指令、控制或者使第二NAP特别是收发信机161监控连接117，特别是监控CU111依据第一跳频图发出的入网传送，以确定协助是否可能。需要注意的是，在图1中，该监控操作使资源离开由NAP105服务的微微网中的对其它CU提供服务的额定负荷。在从CU111调度服务的跳频期间，第二收发信机161的接收机部分被调谐到与第一跳频图和相位(依据NAP103的ID得知何确定)相对应的频率上。例如。参见图6，第二收发信机161应当被调谐到跳频8的f6，而不是f8；跳频16的f7，而不是f3；以及跳频22的f2，而不是f6。如果协助是可能的，如最好由信号质量和可用资源(包括根据NAP105上业务负荷进行监控的时间)指示的协助，则向第一NAP103发送一个消息以识别第二NAP105并且提供协助。

如下面将要讨论的那样，当指示协助的消息可用时，向NAP103发送一个消息，该消息最好包括在监控操作期间由NAP105接收的诸如数据分组的任何信息。监控该信息并向NAP103发送该消息将随意地持续，直至NAP103释放或者将对CU111的服务发送给NAP105。当进行该随意步骤时，可以附带地对NAP105进行检测以监控为CU111指定的业务的本地信道，并且在检测时，根据对CU111的发送调度将这种业务或者信息发送给第一跳频图上的CU。进行这些操作的两个操作，可以把NAP103的覆盖区域从区域109有效地扩展到区域127，把NAP105的覆盖区域从区域111有效扩展到区域129，把NAP107的覆盖区域从区域113有效扩展到区域131。实际上，NAP105已经建立了与CU111的连接107或者虚拟连接。无论如何，很可能是服务责任向CU111实际转移的时刻将会到来。责任将被切换，或者对CU111的服务将从NAP103切换到NAP105。

责任的传送将由NAP103按以下方式启动：响应提供协助的供应，或者当进一步恶化时或者诸如RSSI的信号质量或者分组质量降低等；或者负荷需求或要求的变化。责任的传送最好采取消息经由本地信道123直达NAP105的形式，该消息包括对这种责任传送的调度。作为选择，责任的传递或者传送将由NAP105根据RSSI、有利的负荷条件等来启动，并且将由经本地信道123到NAP103的包括对这种传递的定时和调度的消息来指示。

无论如何，如果向NAP105传递，则预先准备持续向CU111提供服务的各种选择。例如，NAP105可以连续向使用第一跳频图的CU111提供服务，但是采用了调度的责任。在此情况下，NAP103可以立即重新分配第一跳频图上的资源，并且系统将很可能招致一定量的对该跳频图的增加的干扰。作为选择，NAP103在出网和入网的基础上向CU111连续提供协助(向NAP105传送所接收的信息和从本地信道检索出网信息，以及经由目前由NAP105建立的一个调度传送给CU111和发送给NAP103)与服务，从而扩展上述的服务区域。在后一种情况中，NAP103将期待重新分配资源(跳频或者时隙或者时间)以专用于在其微微网内的CU111对其它CU的服务，但是只有在RSSI读出后才进一步降低到协助不再是可能的或者不再是有用的点上。

作为另一个实例，NAP105可以中断与CU111地连接，并强迫CU重新建立与此情况下的NAP105的连接。为了最小化对业务的中断，NAP105将连续接收来自CU的入网业务但不对此确认。NAP105缓冲用于CU地入网业务，维持经由本地信道对其它资源的任何连接，并且通常加快与NAP105的服务发现处理，使CPU111达到当前蓝牙技术规程中可能的范围。指示从NAP105到NAP103的强迫行为的消息将允许NAP103移动，或者不立即向没有对第一跳频图增加干扰的风险的额定业务负荷重新分配容量和资源。

作为一个附加代换，NAP105经由第一跳频图和虚拟连接121的NAP105可以指令CU111在特定时间前进到第二跳频图和相位，从而对CU111提供真实的无缝服务。通过八该消息发送给NAP103以及CU111，NAP103可以几乎立即开始使用释放的资源。

为了避免浪费通过监控等得到的资源、对每个NAP的相应微微网的服务业务另外正常配置的行为，图2示出了一个实施例，其中NAP203和NAP205的每个分别具有第二收发信机247、267，该收发信机具有一个接收机部分和一个发射机部分。在该实例中，通过使用如控制器263控制的收发信机267的接收机部分，控制或者使NAP205监控用于来自CU211的在跳频图607上的传送的第一连接217，收发信机267的发射机部分可以用来向CU211发射第一跳频图上的出网信息。总之，该收发信机允许NAP205通过第一跳频图上的连接217和221监控和向CU提供协助，而不使用另外用于其正常网络业务的资源。作为另一种变化，图3示出了一种系统，使NAP303、305和CU311地每个包括收发信机341、361以及接收机347、357和367。额外的接收机可以用来提供对额外的跳频图的监控，由此提供对漫游业务的协助与越区切换。特别是，CU311将使用收发信机351支持第一连接317和第二接收机357，该第二接收机357接收来自第二跳频图上的NAP305的收发信机的出网传送。当CU发射时，NAP305的接收机367将监控通常由NAP303使用的跳频图上的传送。作为一个最后的可选实施例，例如可以利用一个连接到125处的本地信道的中央调度器或者服务器(未示出)，从而使每个NAP传送用于邻近NAP的所有消息给中央服务器，并且该服务器作出对于相应NAP的所有决定：谁需要协助、何时以及如何实现这种协助。

图2示出了与图1的系统100非常相似的一个通信系统200。与正常环境下具有相似或类似功能的部件相关的所有参考标记具有把100加到图1的相应数值上而生成的参考标记。这样，图2的通信系统200示出了NAP203、NAP205和NAP207，其每个提供用于诸如CU211的通信单元地覆盖或者服务，这些通信单元位于覆盖区域209、211、213之内。当CU211按所示方向沿例如路径215移动时，，将建立与NAP203的射频信号连接217，并且将使用该连接向CU211提供服务。在路径215的覆盖区域209的极限，该连接将失败NAP将不再提供服务。在可以建立新连接221以及用NAP205负起服务之前，将不能对CU211提供服务。需要注意的是，类似于图1，由于结合图1给出的相同原因图2也极大地最实际或者真实的世界系统。

如图所示，NAP203、205分别具有收发信机(发射机和接收机)241、261，并且这些收发信机操作地连接控制器243、263。控制器243、263分别连接网络或本地信道收发信机245、265，其每个本地信道收发信机被连接到可以连接一个或多个公共服务器或者网关225的本地信道223。与图1所示的那些NAP相关的NAP的一个区别是NAP203具有附加收发信机247以及NAP205具有一个附加收发信机267。总之，这些附加收发信机被用来提供监控和传送共享NAP103和105中的单个收发信机的资源和容量的服务。这些附加NAP和给定收发信机可以在不同邻近跳频图的不同时隙期间操作，从而向多个漫游CU提供越区切换服务，而不降低服务于其本地微微网的NAP能力。CU211基本上等同与11，并且包括操作连接控制器253的收发信机251这些收发信机、控制器的结构通常是已知的，但是在操作方面进行了修改，以便于NAP之间的越区切换服务，从而向漫游CU提供了连续的并且时常无缝隙或者实际上无缝隙服务。

下面结合图4的NAP203的方框图，对该NAP的结构和操作进行详细讨论。作为说明，较早的NAP203包括收发信机241、247，并且可以包括多达第n个收发信机427的多个收发信机。具体数目取决于业务量和NAP203可以经历的跳频图，但是每个收发信机能够工作于不同跳频图。收发信机241包括一个具有RSSI生能405的接收机401和一个发射机403，它们分别连接一个天线401。同样，收发信机247包括分别连接调相407的一个具有RSSI415的接收机411和一个发射机423。所有其它收发信机(未具体示出)被类似构建并且互连。这些收发信机可以根据已知跳频收发信机技术来构建和操作，并根据这里所述原理来修改。多收发信机NAP的一个被建议的实施例是用单宽带宽收发信机和基于信号处理器的解调器/解码器实现的结构，该解调器/解码器用来重建在多个跳频序列上呈现的各个数据流。

每个收发信机被显示为连接到总线，并且通过该总线连接到控制器243和本地信道收发信机245。控制器243包括一个处理器431，最好是基于微处理器的处理器，它被连接到一个包括数据库435的存储器。存储器使用已知技术，并且被用于其它目的之一：存储处理器运行时导致控制器控制包括本地收发信机的诸多收发信机的操作的软件指令。本地收发信机最好是以太网收发信机，它被连接到控制器的并且包括适合于连接本地信道223的发射机441和接收机443。

下面结合图2的系统200和图4的方框图回顾对NAP203和205的详细讨论。该NAP被安排和被构建成对跳频通信系统中的多个通信单元(CU)提供服务，并且进一步被安排成便于CU对另一个NAP服务的越区切换。起初，NAP203收集上述一个或多个处理中的邻近或邻接NAP的ID，根据该ID可以检索邻近的跳频图和相位。收发信机241根据蓝牙或者家用射频或者类似协议和标准，使用第一跳频图607提供连接217上的CU211与NAP203之间的服务。控制器243连接收发信机241并且控制、指令或者使收发信机提供该服务。控制器还确定该连接是否适合于越区切换，以作为需要修改的NAP负荷的结果，或许作为RSSI405测量时的连接质量恶化的结果，或者作为满足某些阈值的信号质量参数。连接控制器243的本地信道收发信机245提供对本地信道223的一个接口，由此连接另一个CU或者PSTN或者Web等，以便支持该服务。

此外，在控制器的指挥下，本地信道收发信机将根据为漫游CU提供或得到协助与越区切换，发射消息和接收来自其它NAP的消息。特别是，如果合适，则向在第一跳频图上请求协助与为CU211服务的邻近NAP发送消息。该消息最好包括一个NAP的ID，该NAP允许邻近NAP确定连接217利用了哪个跳频图以及利用一个CU211服务的调度。本地信道收发信机还从请求在其它跳频图上协助与为其它CU(未具体示出)服务的其它NAP中接收消息。在该便于越区切换的处理中，本地收发信机将有可能接收来自诸如205的邻近NAP的响应消息该消息指示邻近NAP可以提供所请求的协助。该响应消息可以包括(例如)一个或者多个；由CU211发射的信息以及NAP205根据调度接收的信息；以及其它信息。其它信息可以包括一个或者多个由收发信机267测量的来自CU211的接收信号强度；接收信号强度趋势；可用信息，比如用于NAP205的一个未来的时间点；和负起该服务责任的请求。需要注意的是，NAP203可能必需向NAP205发送其它消息，比如为CU211服务的一个被更新的调度，或者一个请求NAP205负起为CU服务的责任。

除了上述的接收来自NAP205的信息或者分组外，NAP203还可以操作发送，经由本地信道收发信机发送信息或者在NAP205负起为CU服务的责任之后从CU接收分组。类似结合图1的上述讨论，控制器控制下的NAP203将重新调度收发信机241的能力，一旦出现某些事件，就向第一跳频图上的其它CU提供服务。这种事件包括下列之一：请求NAP205负起服务的责任，与启动无关；CU信号质量满足一个最好是较低阈值；和CU不再请求例如从NAP205到NAP207的越区切换所指示的服务。

如上所述，NAP的控制器最好响应协助的请求(但可能是意愿)，将分配资源监控来自其它CU的入网业务的其它跳频图。图1的NAP将分配一部分这里的相应收发信机的接收机部分，而图2的NAP将分配这里的收发信机的一个接收机部分，以及图3的NAP将利用用于这种监控的辅助接收机。图2的NAP使用它们的第二收发信机可以提供对漫游CU的完整服务，并且向它们的微微网或者覆盖区域内的对CU的典型服务装备一个或者多个主要收发信机，需要注意的是，当NAP使用邻近NAP跳频图时，邻近NAP或者微微网的干扰的增加将超出正常情况。该问题将不利于向一个通常不在邻近微微网上使用的跳频图传送给定CU的服务。该传送可以通过上述的强迫CU重新建立新的和本地跳频图的服务或者通过采用空中控制信号指令CU移动到本地跳频图来完成。

从上述的向本地微微网或者微微小区提供服务以及向该微微网之外的移动台提供协助的相应NAP，我们回顾诸如NAP205的一个NAP，其中收发信机261使用第一跳频图提供第一连接上的第一CU(未示出)与NAP之间的第一服务。控制器263连接收发信机并且使该收发信机提供第一服务。在图1中，单个收发信机还使用第二跳频图监视第二连接的漫游CU与邻近NAP之间的服务。在图2中，监控作业由收发信机267的接收机部分处理，在图3中，该监控作业由接收机367处理。无论如何，监控操作确定NAP是否能够在第二连接上提供协助与服务。连接控制器的本地信道收发信机向邻近NAP发送消息，该消息指示该消息是可用的并且指示NAP的ID和对应于被监控信号的质量信息，以及很可能是从监控的CU接收的入网信息或者分组。

当第二接收机可用于监控行为时，收发信机可以完全用来向本地微微网提供服务。如上所述，最好响应来自邻近NAP的协助消息请求的接收执行监控，该消息包括CU的ID和调度。提供协助将取决于例如可用的或者有效的以及具有满意的信号质量的足够能力。

如上所述，NAP或者控制可以使本地信道收发信机向邻近NAP发送一个消息，该消息指示NAP将负起向CU提供服务的责任；或者作为选择，本地信道收发信机可以从邻近NAP接收一个消息，指令该NAP负起对CU服务的责任。一  NAP负起对CU服务的责任，它将以各种方式之一支持该服务。这些方式包括连续使用第二跳频图；断开与CU的第二连接，从而迫使CU使用第一跳频图寻找服务；以及经由第二连接指令控制CU使用第一跳频图上的连接。在越区切换或者提供协助期间，两个NAP可以向CU发送出网信息和接收入网信息。具体说，NAP的本地信道收发信机接收直达邻近NAP并用于CU的本地信道上的入网信息，控制器将使收发信机和邻近NAP同时根据调度向CU发送出网信息。照此方式，可以向在诸如蓝牙无线局域网(WLAN)和家用射频WLAN的跳频通信系统工作的漫游单元提供几乎无缝的服务。

图3示出了通信系统300的再一个实施例，它把安排和被构成为向移动CU提供部分无缝服务，由此促进NAP之间的服务越区切换。这里，NAP303、305分别具有第二接收机347、367。而不是图2所示的第二收发信机。此外，CU311具有第二接收机357。另外，参考标号涉及图2的相似或类似结构，并且在标号的开头具有3而不是2。在功能上，除以下说明的例外外，系统300的操作类似于图1。

下面结合图5简要说明CU311的方框图，该方框图删除了第二接收机307、CU111和211。CU311包括具有接收机501和发射机503的收发信机357，该接收机和发射机的每个被连接到天线505和控制器353。此外，接收机507还连接天线505和控制器353。控制器353包括处理器511和存储器513。存储器513包括一个数据库，并且含有软件指令515，当该软件指令被处理器运行时，可导致控制器对收发信机和接收机进行控制。尽管没有示出，但应当理解在大量的这种CU中存在某种形式的用户接口，如显示器和键盘。

具体来说，再参见图3，通信单元(CU)被安排和被构成为在跳频通信系统中工作，该通信系统支持从第一网络接入点(NAP)303到第二NAP305的服务的越区切换。CU包括向第一NAP303发射信息的发射机503，和在使用第一跳频图607的第一连接317上的收发信机341。还包括：从第一连接上的第一NAP接收信息的接收机501；和与发射机和接收机连接的控制器，用于使接收机501监控来自第二NAP305的用于CU的信息的第二跳频图。

CU111或者211适合于接收机从第一NAP103、203或者第二NAP105、205接收一个消息，该消息指令CU使用第二跳频图建立与第二NAP305的第二连接。需要注意的是，CU311包括连接控制器的第二接收机，该接收机适合于控制，从而使第二接收机而不是接收机监控来自第二NAP的用于CU的信息的第二跳频图。在此情况下，第二接收机从第二NAP接收一个消息，该消息指令CU使用第二跳频图建立与第二NAP的第二连接。

下面将结合图7讨论本发明的优选的方法实施例。该方法700是实现从网络接入点(NAP)的越区切换的一种，该网络接入点被安排和被构成为向跳频通信系统中的通信单元(CU)提供服务。该方法可以从为CU寻找越区切换的NAP的角度或者从接收CU服务的NAP的角度来观察。该方法开始于步骤701，在该步骤中确定用于每个邻近或邻接覆盖区域NAP的识别标记(ID)并存储到一个存储器中，该存储器最好是每个NAP的一部分，但是在任何情况下，它都是可被NAP访问的存储器。在步骤703，第一NAP和CU最好使用各种询问和蓝牙WLAN规程的服务发现协议或者家用射频WLAN规程的类似协议建立一个连接。使用第一跳频图(FHP)上的该连接，在第一NAP与CU之间提供服务。

步骤705专用于确定连接是否和何时适合中断。这可以通过例如将诸如RSSI的信号质量与一个阈值比较或者通过记下第一NAP的负荷需要修改来判断或者来确定。步骤707指示第一NAP发送一个消息给请求第一FHP的协助与来自步骤703的服务的邻近NAP，其中该消息最好包括用于第一NAP的ID和用于第一FHP上的CU的服务的调度。此后，步骤709显示了从邻近的或者第二NAP接收一个消息，该NAP被安排和被构成为向使用第二FHP的CU提供连接。该消息指示第二NAP可以提供协助，并且最好是一个或多个；信息或者分组由CU发射并且由第二NAP根据第一NAP提供的用于CU的调度来接收。信息包括下列之一：接收信号强度；接收信号强度趋势，比如增加或者降低；可用信息，比如来自第二NAP的此后服务的跳频将可用于CU；以及对服务责任的请求，也许包括建议的定时。

步骤709之后，步骤711指示如果需要对第一FHP上的CU的调度进行更新或者如果希望请求或者指令第二NAP以负起服务的责任，则可以从第一NAP向第二NAP发送一个附加消息。无论如何，在第二NAP负起责任之后，将由下列之一提供服务持续第一FHO上的对CU的连接；断开与第一FHP上的CU的连接，从而迫使CU重新建立与第二FHP上的CU的连接；或者通过使用第一FHP的连接的消息指示CU转到使用第二FHP的另外连接。需要注意的是，与持续服务的方式无关，NAP特别是负起责任的NAP将操作最小化，使与服务发现和CU的连接建立正常相关的延迟最小化，以及维持于外界服务的任何连接，该外界信息包括在连接重新建立期间来自CU的预定或者任何询问信息。

在步骤715，当第二NAP已经负起服务的责任之后，第一NAP将仍然监控第一FHP上的CU，并且将接收的信息传送给第二NAP。步骤71 7显示了根据下列之一向其它CU重新分配第一FHP的第一NAP上的容量或资源：用于第二NAP的请求，以负起服务的责任；满足一个假定较低阈值的CU的信号质量，建议最小化至少对于CU的可能的干扰电平；以及按照从第二NAP的越区切换指示，CU不再需要来自第二NAP的服务。此后，结束方法700。

从负起责任的NAP或者越区切换接受的角度可以更直接看到，方法700是针对相同目的，并且最好设置在WLAN中。步骤701和703是相似的，尽管将使该NAP为使用本地FHP或者第一FHP的一个连接上的其它CU提供服务。具体地说，该方法便于来自网络接入点(NAP)的越区切换，该NAP被安排和被构成向跳频通信系统中的通信单元(CU)提供服务。该方法包括在使用第一FHP的一个第一连接上的第一CU与第一NAP之间提供第一服务；监控使用第二FHP的第二连接上的第二CU与第二NAP或者邻近NAP之间的位于第一NAP上的第二服务；确定第一NAP能够提供第二连接上的协助与第二服务；和向第二NAP发送一个指示协助是可用的消息。

监控步骤还包括监控使用一部分资源，比如工作于第一FHP的接收机和第一NAP。监控步骤可以包括监控一部分资源，比如通常专门工作于一个或多个FHP的接收机。监控步骤最好响应一个从第二NAP接收请求协助的消息，其中该消息还包括接收对应于用于第二CU的第二服务的一个调度。确定步骤通常包括资源足以提供所请求的协助，并且确定来自第二CU的信号质量是满意的。

发送消息还包括一同发送第一NAP的识别(ID)与对应于第二服务的质量信息，以及发送在监控步骤期间从第二CU接收的入网信息或者分组。最好是接收直达第二NAP的用于第二CU的本地信道上的出网信息，并且根据调度与第二NAP同时经由第一NAP项第二CU发送出网信息或者分组。

进一步的操作是第一NAP恢复向第二CU提供第二服务的响应性，这可以作为一个结果或者是对来自第二NAP的消息的响应，或者如发送给第二NAP的消息指示的那样，任凭第一NAP处理。一旦响应性恢复，第一NAP就将通过以下方式之一支持对第二CU的第二服务：连续使用第二FHP；中断与第二CU地第二连接由此强迫第二CU寻找使用本地或者第一FHP的服务；和经由第二连接指令第二CU使用第一FHP上的一个连接。

在跳频环境下提供服务的越区切换从而有利地提供对CU的无缝或者近似无缝服务的WLAN通信系统的各种实施例已经进行了说明和讨论。本公开扩展到包括这种系统的构件或者装备，以及所利用的方法。使用这里所公开的发明原理和概念对准许或者提供系统内的负荷管理以及对用户的近似无缝服务将是有利的。本公开的用意是解释如何形成和使用本发明的各种实施例，而不是限定本发明的真实和预期范围和精神。本发明经由附带的权利要求来定义，因为该申请在专利审查期间可以进行修改，因此由该权利要求的所有等同物来定义。

Claims (54)

1.一种实现从网络接入点(NAP)越区切换的方法，所述网络接入点被安排和被构造成向跳频通信系统中的通信单元(CU)提供服务，该方法包括以下步骤：

在使用第一跳频图的一个连接上在CU与NAP之间提供服务；

确定所述连接适合于中断；

在所述第一跳频图上向邻近NAPS发送请求协助所述服务的第一消息；和

接收来自一个邻近NAP的第二消息，该邻近NAP被安排和被构成为使用第二跳频图向CU提供连接，所述第二消息指示所述协助可以由所述邻近NAP提供。

2.根据权利要求1的方法，其中所述确定步骤还包括以下之一：确定信号质量已经满足一个阈值，和确定所述NAP的通信负荷需要减少。

3.根据权利要求1所述的方法，其中接收所述第二消息的所述步骤还包括接收以下之一：有所述CU发射的信息，和所述邻近NAP根据由所述NAP提供的所述CU的一个调度而接收的信息；以及包括以下之一的信息：接收信号强度，接收信号强度的趋势，所述邻近NAP的可用信息，以及所述服务的响应性的请求。

4.根据权利要求1所述的方法，其中发送第一消息的所述步骤还包括发送一个用于所述第一跳频图上所述CU的调度。

5.根据权利要求4所述的方法，其中还包括向所述邻近NAP发送第一消息的所述步骤，该消息包括以下之一：用于所述CU的一个更新的调度，和用于所述邻近NAP的一个请求以恢复所述CU的所述服务的响应性。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：在所述邻近NAP恢复用于所述CU的所述服务的响应性之后，将从所述CU接收的信息传送给所述邻近NAP。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：根据下列之一向其它CU重新分配所述第一跳频图上的所述NAP的容量的步骤：用于所述邻近NAP的请求，以恢复所述服务的响应性；满足一个较低阈值的所述CU的信号质量；以及CU不再需要来自第二NAP的服务。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述提供服务的步骤发生在以下之一中：基于蓝牙的无线局域网(WLAN)和基于家用射频地WLAN。

9.一种实现从网络接入点(NAP)越区切换的方法，所述网络接入点被安排和被构造成向跳频通信系统中的通信单元(CU)提供服务，该方法包括以下步骤：

在使用第一跳频图的一个连接上在第一CU与NAP之间提供第一服务；

在NAP处监控在使用第二跳频图的第二连接上的第二CU与邻近NAP之间的服务；

确定NAP能够在所述第二连接上提供对所述第二服务的协助；

向所述邻近NAP发送一个指示所述协助是可用的消息。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述监控步骤还包括：监控使用工作于所述第一跳频图的NAP的一部分资源。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述监控步骤还包括：监控使用通常专门工作于一个或多个邻近跳频图的资源。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述确定步骤还包括：确定足以提供所述协助的资源是可用的，并且来自所述第二CU的信号质量是符合要求的。

13.根据权利要求9所述的方法，还包括从邻近NAP接收请求所述协助的步骤，其中所述监控步骤响应所述接收步骤。

14.根据权利要求13所述方法，其中从邻近NAP接收一个消息的所述步骤还包括接收对应于用于所述第二CU的所述第二服务地一个调度。

15.根据权利要求9所述的方法，其中所述发送步骤还包括同时发送所述NAP的识别(ID)和对应于所述第二服务的质量信息。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括发送在所述监控步骤期间从所述第二CU接收的入网信息。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括所述NAP恢复用于向所述第二CU提供所述第二服务的响应性。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述恢复响应性包括以下之一：响应来自邻近NAP的消息；和按照发送给所述邻近NAP的消息的指示，由所述NAP进行处理。

19.根据权利要求18所述的方法，其中：一旦恢复对CU服务的响应性，NAP通过以下之一支持对所述第二CU的所述第二服务：连续使用第二跳频图；断开与所述第二CU的第二连接，由此迫使第二CU使用第一跳频图寻找服务；以及经由第二连接指令所述第二CU使用第一跳频图上的一个连接。

20.根据权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：接收直达所述NAP病用于所述第二CU的本地信道上的出网信息；和所述NAP根据所述调度信息并与所述邻近NAP同时向所述CU发送所述出网信息。

21.根据权利要求9所述的方法，其中调频通信系统是基于蓝牙的网线局域网(WLAN)和基于家用射频的LWAN之一。

22.一种能够对通信单元(CU)提供漫游服务的调频通信系统，包括以下组合：

一个第一网络接入点(NAP)，工作于第一跳频图上，以支持与一个CU的第一连接并向该CU提供服务，所述第一NAP还包括；

连接一个控制器的一个收发信机和一个本地信道收发信机，收发信机和控制器适合于评估来自CU的信号质量，当所述信号质量满足预定等级时，所述控制器使所述本地信道收发信机发送一个用于本地信道的协助的请求；和

一个第二NAP，工作于第二跳频图上，以支持与附加CU的一个或多个连接，并向该附加CU提供服务，所述第二NAP还包括；

连接一个第二控制器的一个第二收发信机和一个第二本地信道收发信机，所述第二本地信道收发信机被安排和构成为接收来自所述本地信道的所述请求，所述第二控制器响应所述请求使所述NAP监控所述第一跳频图上的所述第一连接，以取定协助是否可能，如果可能，则发送一个消息给所述第一NAP，识别所述第二NAP并提供所述协助。

23.根据权利要求22所述的通信系统，其中所述第二NAP使用所述第二收发信机的一个接收机部分根据借助所述协助请求提供的所述CU的一个调度监控所述第一连接，并且另外进行操作以服务于所述第二跳频图上的所述附加CU。

24.根据权利要求22所述的通信系统，其中所述第二NAP还包括一个接收机，该接收机由第二控制器控制，使其监控用于来自所述CU的传送的所述第一连接。

25.根据权利要求24所述的通信系统，其中所述CU还包括：一个支持所述第一连接的收发信机；和一个第二接收机，用于接收来自所述第二跳频图上的所述第二收发信机的出网传送。

26.根据权利要求22所述的通信系统，其中第二NAP还包括一个第二收发信机，该收发信机由第二控制器控制，使其监控所述第一连接并提供所述协助。

27.一通信单元(CU)，被安排和构成为向调频通信系统中的多个通信单元(CU)提供服务，并且还被安排来促进CU的服务到另一

个NAP的越区切换，包括以下组合：

一个收发信机，在一个使用第一跳频图的连接上提供CU与NAP之间的服务；

一个连接所述收发信机的控制器，使所述收发信机提供所述服务，并确定所述连接适合于所述越区切换；和

一个连接所述控制器的本地信道收发信机，用来提供一个支持所述服务的对本地信道的接口，把第一消息发送给在所述第一跳频图上的请求协助与所述服务的邻近NAPS；和接收来自第二NAP的第二消息，该第二NAP为第二跳频图上的另一个CU请求协助与服务。

28.根据权利要求27所述的NAP，其中所述本地信道收发信机还接收一个指示所述协助可以被邻近NAP提供的一个相应消息。

29.根据权利要求27所述的NAP，其中所述控制器通过以下确定之一确定所述连接适合于越区切换：确定信号质量已经满足一个第一阈值，和确定所述NAP的通信负荷需要修改。

30.根据权利要求28所述NAP，其中所述本地信道收发信机在使用所述第一跳频图的所述连接上发送指示所述CU的调度的所述第一消息。

31.根据权利要求27所述的NAP，其中本地收发信机接收包括下列之一的所述响应信息；由所述CU发射的信息以及由所述邻近NAP根据所述调度接收的信息；和包括以下之一的信息：接收信号强度，接收信号强度趋势，所述邻近NAP的可用信息，和所述服务的响应性的请求。

32.根据权利要求30所述的NAP，其中所述控制器使所述本地信道收发信机向所述邻近NAP发送第三消息，该消息包括以下之一：所述CU的一个已修改调度，和一个用于所述邻近NAP的请求以恢复所述CU的所述服务的响应性。

33.根据权利要求32所述的NAP，其中在所述邻近NAP已经恢复所述CU的所述服务的响应性之后，所述控制器使所述本地信道收发信机把从所述CU接收的分组传送给所述邻近NAP。

34.根据权利要求32所述的NAP，其中所述控制器根据下列之一调度所述收发信机的容量，以向所述跳频图上的其它CU提供服务：用于所述邻近NAP的所述请求，以恢复所述服务的响应性；满足一个阈值的所述CU的信号质量；以及CU不再需要来自NAP的服务。

35.根据权利要求27所述的NAP，其中被安排和构成为在基于蓝牙的无线局域网(WLAN)和基于家用射频的WLAN之一内提供服务。

36.根据权利要求27所述的NAP，其中所述控制器调度所述收发信机的一部分容量，以监控用于来自所述另一个CU的入网传送的所述第二跳频图。

37.根据权利要求27所述的NAP，还包括一个连接所述控制器的接收机，在其控制下监控用于来自所述另一个CU的入网传送的所述第二跳频图。

38.根据权利要求27所述的NAP，还包括一个第二收发信机，提供关于所述另一个CU的所述第二跳频图的服务。

39.一种网络接入点(NAP)，被安排和构成为向调频通信系统中的多个通信单元(CU)提供服务，并且还被安排来促进来自一个邻近NAP的CU服务的越区切换，改NAP包括以下组合：

一个收发信机，在一个使用第一跳频图的连接上提供第一CU与NAP之间的第一服务；

一个连接所述收发信机的控制器，使所述收发信机提供所述第一服务，并在使用第二跳频图的第二连接上监控CU与邻近NAP之间的服务，并且确定所述NAP在所述第二连接上能够提供协助于服务；和

一个连接所述的控制器的所述本地信道收发信机向所述邻近NAP发送一个指示所述协助是可用的消息。

40.根据权利要求39所述的NAP，包括一个由所述控制器控制的第二接收机，监控CU与邻近NAP之间的服务，从而使所述收发信机可以专用于所述请求消息。

41.根据权利要求39所述的NAP，其中所述本地信道收发信机接收一个请求来自邻近NAP的协助的请求消息，其中响应所述请求消息监控所述服务。

42.根据权利要求39所述的MAP，其中，所述控制器确定所述MAP的容量足以提供所述协助，并且来自CU的信号质量符合要求。

43.根据权利要求41所述的NAP，其中所述本地信道收发信机还接收作为所述请求消息的部分的对应于CU的服务的一个调度。

44.根据权利要求43所述的NAP，其中所述本地信道收发信机还发送一个所述NAP的识别(ID)与对应于所述NAP所监控的对CU的服务的质量信息。

45.根据权利要求43所述的NAP，其中所述本地信道收发信机还项所述邻近NAP发送一个从CU接收的入网信息，同时在所述的NAP监控所述服务。

46.根据权利要求45所述的NAP，其中所述控制器使所述本地信道收发信机向所述邻近NAP发送一个消息，指示所述NAP将恢复向CU提供服务的响应性。

47.根据权利要求45所述的NAP，其中所述本地信道接收机来自所述邻近NAP的一个消息，指令所述NAP恢复CU的服务的响应性。

48.根据权利要求45所述的NAP，其中所述控制器使NAP恢复CU的服务的响应性，一旦恢复，就通过下列之一支持服务：持续使用第二跳频图；断开与CU的连接，从而迫使CU寻找使用第二跳频图的服务；并经由所述第二连接指挥控制CU使用第一跳频图上的连接。

49.根据权利要求45所述的NAP，其中所述本地信道收发信机还接收直达所述NAP并用于所述CU的本地信道上的出网信息；所述控制器使收发信机根据所述调度并与所述邻近NAP同时向所述CU发送所述出网信息。

50.根据权利要求39所述的NAP，被安排和构造成在一种跳频通信系统中操作，该跳频通信系统是基于蓝牙的无线本地网(WLAN)和基于家用射频的WLAN之一。

51.一种通信单元(CU)，被安排和构造成在一种跳频通信系统中操作，该系统支持从第一个网络接入点(NAP)到第二NAP的服务的越区切换，该CU包括以下组合：

一个发射机，在使用第一跳频图的第一连接上向第一NAP发送信息；

一个接收机，在所述第一连接上接收来自第一NAP的信息；和

一个控制器，连接到所述发射机和所述接收机，用于使该接收机监控一个来自第二NAP用于CU的信息的第二跳频图。

52.根据权利要求51所述的CU，其中该接收机接收来自第一和第二NAP之一的消息，该消息是一个指示该CU使用该第二跳频图和第二NAP建立一个第二连接的消息。

53.根据权利要求51所述的CU，还包括一个第二接收机，连接到所述控制器并受其控制，从而促使该第二接收机，而不是所述接收机，去监控来自第二NAP用于CU的信息的该第二跳频图。

54.根据权利要求53所述的CU，其中该第二接收机接收来自第二NAP的消息，该消息是一个指示该CU使用该第二跳频图和第二NAP建立一个第二连接的消息。

Images