CN1716898A - 在无线局域网中进行越区切换的移动终端设备及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无线局域网(WLAN)中的移动终端设备的越区切换方法,所述无线局域网(WLAN)包括移动终端设备和至少两个与使用特定无线资源的该移动终端设备通信的无线接入点(AP)。所述移动终端设备通过第一无线资源与无线AP通信,并且通过第二无线资源从所述无线AP接收信号。所述移动终端设备以一定的大小顺序安排和存储从所述无线AP接收的信号。所述移动终端设备当通过第一无线资源接收的信号的强度小于预定值时,通过依次搜索已存储的AP来确定用于越区切换的AP。
Description
本中请要求2004年7月2日在韩国知识产权局提交的第2004-51512号韩国专利申请的、按照35U.S.C.§119(a)的权利。
技术领域
本发明一般涉及无线局域网(WLAN)。更具体而言,本发明涉及一种用于在无线局域网(WLAN)中快速执行越区切换(handover)的移动终端设备及其方法。
背景技术
无线局域网(WLAN)是一种被引入用来克服在办公大楼或者学校建筑中通常使用的有线局域网(LAN)的缺点的数据通信系统。使用射频的WLAN能够通过最少数目的链接来传送数据。因此,WLAN能够使运动的用户利用简单的设备来传送数据,就是说,WLAN实现了移动网络。
WIAN包括至少一个无线接入点(AP),其在有限的地理区域中(以下称为小区)提供服务。WLAN应当为从一个小区移动到另一个小区的移动终端提供无缝通信的连续性。为了响应这个要求,为了从一个AP到另一个AP的通信过渡而发生越区切换。电气和电子工程师协会(IEEE)为在AP之间的通信和越区切换指定了接入点内部协议(LAPP)。需要移动终端和AP为越区切换彼此传送多个信令消息,这导致延时并且极大地影响了语音质量。因此,出现对于在无线通信环境中有效地进行越区切换的方法的需要。
图1是一个通常的无线环境。参照图1,WLAN包括第一AP 110、第二AP 112和与第一AP 110进行无线通信的诸如笔记本或个人数字助理(PDA)之类的移动终端100。第一AP 110和第二AP 112在有线LAN和WLAN之间提供互连的点,以便用户可以通过互联网自由地使用服务。第一AP 110和第二AP 112在室内覆盖基本上20~30米的通信范围,在室外覆盖基本上100~150米的通信范围。
在图1中,将移动终端100从第一AP 110切换到第二AP 112。一般,需要60到200ms来切换移动终端100。通过扫描以寻找移动终端100处的新AP、认证和关联(association),来执行越区切换。通过被动扫描或主动扫描来执行扫描阶段。在被动扫描中,移动终端100改变到在WLAN中所使用的信道中的一个。移动终端100确定通过使用已改变的信道是否接收到用于扫描AP的信号。移动终端100使用已接收的信号扫描AP。如果在预定的时间内在已改变的信道中没有接收到信号,那么移动终端100改变到另一个信道并且执行相同的过程。
在主动扫描中,移动终端100使用所选择的信道来请求来自AP的响应,并且扫描该信道。具体而言,移动终端100选择多个信道中的一个,并且使用所选择的信道搜索AP。与被动扫描相比较,移动终端100使用所选择的信道请求来自AP的响应。移动终端100确定在预设时间(MinChannelTime)内是否接收到响应。当在预设时间(MinChannelTime)内接收到响应时,移动终端100等待预设时间(MaxChannelTime)以便找到使用相同信道的其它AP。当在预设时间(MinChannelTime)内没有接收到对于所述请求的响应时,移动终端100选择另一个信道,并且对于另一个信道执行相同的过程。这样的扫描阶段占用大约越区切换所需的总时间的90%。
IEEE 802.11标准没有指定移动终端可以同时与两个AP连接。为了越区切换移动终端必须从当前AP断开并且搜索新AP。结果,在越区切换过程中要中断通信和连接一定的时间。
发明内容
本发明的其它方面和/或优点将在下面的说明书中部分地得以说明或者通过实践得以领会,根据其中的描述该说明书一部分是明白的。
为了解决以上讨论的问题和与传统的布置相关的其它问题,已经得到本发明。本发明的一个方面在于提供一种用于在无线局域网(WLAN)中减小越区切换时间的移动终端设备及方法。
本发明的另一个方面在于提供一种用于在无线局域网(WLAN)中在不中断通信的情况下执行越区切换的移动终端设备及方法。
本发明的另一个方面在于提供一种用于估计节点间的相对距离的移动终端设备及方法。
为了实现本发明的以上方面,在无线局域网(WLAN)中提供一种移动终端设备的越区切换方法,所述无线局域网(WLAN)包括移动终端设备和至少两个与使用特定无线资源的该移动终端设备通信的无线接入点(AP)。所述越区切换方法包括步骤:通过第一无线资源向无线AP发送并从其接收信号,并且通过第二无线资源依次从无线AP接收信号;以一定的大小顺序安排和存储通过第二无线资源从无线AP接收的信号;并且当通过第一无线资源接收的信号的强度小于预定值时,通过依次搜索已存储的AP来确定用于越区切换的AP。
通过依次搜索由无线AP所使用的特定无线资源,来接收来自无线AP的信号。
移动终端设备通过在预定的时间间隔以交替的方式改变到主动方式以从无线AP接收信号并且改变到睡眠方式以停止从无线AP的信号接收来工作。
确定用于越区切换的无线AP包括子步骤:将通过第二无线资源接收的信号的接收状态和第一无线资源的接收状态相比较;并且选择使用具有比第一无线资源的接收状态好的接收状态的第二无线资源的无线AP。
越区切换方法还包括子步骤:当没有从已存储的AP中选择到用于越区切换的AP时,从没有被存储的AP中确定用于越区切换的AP。
第一无线资源是数据信道,第二无线资源是控制信道。
与本发明的以上方面相一致,一种用于通过使用特定无线资源与至少两个无线接入点(AP)进行通信的移动终端设备,其包括:第一接收机,用于通过第一无线资源从无线AP接收信号;第二接收机,用于通过第二无线资源依次从无线AP接收信号;存储器,用于以一定的大小顺序安排和存储通过第二无线资源从无线AP接收的信号;控制器,用于控制以便当通过第一无线资源接收的信号的强度小于预定值时,通过依次搜索已存储的AP来确定用于越区切换的AP。
第二接收机改变第二无线资源的频率,以便依次接收由无线AP所使用的无线资源。
控制器控制第二接收机以便在预定的时间间隔以交替的方式改变到主动方式以从无线AP接收信号并且改变到睡眠方式以停止从无线AP的信号接收。
移动终端设备还包括比较器,用于在控制器的控制下将第一无线资源的接收状态和分别由已存储的AP所使用的第二无线资源的接收状态相比较。
控制器执行越区切换到使用具有比第一无线资源的接收状态好的接收状态的第二无线资源的无线AP。
当没有从已存储的AP中选择到用于越区切换的AP时,控制器从没有被存储的AP中确定用于越区切换的AP。第一无线资源是数据信道,第二无线资源是控制信道。
附图说明
结合附图,通过下面的示例性实施例的描述,本发明的这些和/或其他方面将变得清楚,并且更加易于理解。
图1是通常的无线局域网(WLAN);
图2是根据本发明的实施例的移动终端设备的框图;
图3是图2的移动终端设备的工作方式;
图4示出移动终端设备基于已接收的信号的强度来分类AP;
图5示出移动终端设备执行快速搜索;
图6示出根据本发明的实施例的移动终端设备执行越区切换。
具体实施例
现在将详细参照本发明的实施例,其示例在附图中示出,其中相同的标号始终表示相同的部件。下面描述本发明以便通过参照附图对本发明进行解释。
根据本发明的实施例,移动终端设备包括:第一接收机,用于从当前的接入点(AP)接收数据;和第二接收机,用于从相邻AP接收信号(搜索AP的信号)。因此,该移动终端设备仅在当前信道(数据信道)发送接收数据,并且在新信道(控制信道)中接收搜索AP的信号。
图2是根据本发明的实施例的移动终端设备的框图。在图2中,移动终端设备包括第一接收机210、第二接收机220、第一信号处理器212、第二信号处理器222、第三信号处理器230、比较器214、存储器224、控制器200和发送机232。应该理解,除了以上部件移动终端设备还可以包括其他部件。
第一接收机210在第一数据信道中从当前AP接收数据。第二接收机220在控制信道中从相邻AP接收搜索AP的信号。传统的移动终端设备在数据信道中接收数据和搜索AP的信号。就是说,为了接收用于AP搜索的信号,传统的移动终端在数据信道中停止数据接收并且接收该信号。根据本发明的实施例,移动终端设备包括两个接收机210和220,并且因此接收数据和用于AP搜索的信号至各自的接收机210和220。
第一信号处理器212处理从第一接收机210输入的数据,并且将已处理的数据提供给控制器200。第二信号处理器222处理从第二接收机220输入的数据,并且将已处理的结果存储到存储器224。下面将解释存储在存储器224中的信息。第二信号处理器222将已处理的结果提供给控制器200。
控制器200通过使用从第一信号处理器212提供的数据,来分析无线信道的状态。如果无线信道的状态是正常的,那么控制器200控制以便从当前AP连续接收数据。如果无线信道的状态是不正常的,那么控制器200开始执行越区切换过程。控制器200借助于存储在存储器224中的信息(AP列表)来确定用于越区切换的新AP。
比较器214将当前AP的无线信道状态和存储在存储器224中的AP的信道状态相比较。如果存在具有比当前AP好的信道状态的任何AP,那么将与新AP有关的信息传送到控制器200。
第三信号处理器230处理从控制器200接收的数据(将被传送到新AP的数据)。第三信号处理器230的处理与第一信号处理器212的处理相反。发送机232无线地发送在第三信号处理器230处理的信号。
图3示出移动终端设备的第二接收机220的操作。如图3所示第二接收机220包括两种方式。就是说,第二接收机220包括扫描相邻AP的主动方式和停止扫描的睡眠方式。主动方式分为快速搜索方式和全搜索方式。移动终端设备以快速搜索方式扫描特定AP,并且以全搜索方式扫描全部相邻AP。在图3中,移动终端设备在主动方式和睡眠方式两种方式之间改变方式。
下面描述存储在存储器224中的信息。移动终端设备的第二接收机220从相邻AP接收用于AP搜索的信号。使用已接收的信号来获得相邻AP的无线信道状态,并且取决于它们的无线信道状态对相邻AP进行分类。通常,移动终端设备将相邻AP分成三类,即,候选AP、被监控的AP和已检测的AP。候选AP可以在任何时间执行越区切换,被监控的AP是在某种程度上获得其信号状态的AP。已检测的AP是其信号只被检测的AP。表1示出存储在移动终端设备的存储器224中的AP列表的示例。
[表1]
候选AP | AP1、AP3 |
被监控的AP | AP4 |
已检测的AP | AP5 |
在表1中,候选AP是AP1和AP3,被监控的AP是AP4,已检测的AP是AP5。移动终端设备可以基于一定顺序特别是基于无线信道状态(已接收的信号的强度)来向候选AP分配优先权。
移动终端设备以预定的时间间隔更新表1。每次发生诸如越区切换和启动移动终端设备之类的事件时,移动终端设备可以更新表1。用户可以调整预定时间间隔。需要注意的是,当将预定的时间间隔设置得更短时,移动终端设备的功率损耗将增加。
返回参照图3,第二接收机220保持睡眠方式。第二接收机220以预定的时间间隔改变到主动方式。通常,第二接收机220改变到主动方式的全搜索方式。第二接收机220以全搜索方式扫描相邻AP,并且使用扫描结果更新表1。
图4描绘用于对相邻AP进行分类的标准,其存储在存储器224中。参照图4,用户设置第一阈值和第二阈值。对于信号强度超过第一阈值的情况,指示候选AP的信道状态。对于信号强度低于第二阈值的情况,指示已检测的AP的信道状态。对于信号强度在第一阈值和第二阈值之间的情况,指示被监控的AP的信道状态。
如图4所示,随着时间流逝改变相邻AP的状态。随着时间流逝,AP1从候选AP改变到被监控的AP,然后改变到已检测的AP,AP2从已检测的AP改变到被监控的AP,然后改变到候选AP。AP3保持已检测的AP。随着第二接收机220在T1对相邻AP进行分类,AP1和AP2成为候选AP并且AP3成为已检测的AP。
图5描绘移动终端设备确定是否执行越区切换。移动终端设备分析从第一接收机210接收的信号的信道状态。使用已接收的信号的强度或功率来获得信道状态。移动终端设备将已接收的信号的强度与第三阈值进行比较。当信号强度低于第三阈值时,移动终端设备执行越区切换。移动终端设备扫描在表1中的定义的AP,而无需扫描所有相邻的AP。为了缩短扫描阶段,移动终端设备可以存储与AP相关的详细信息。表2示出存储在存储器224中的信息的另一个示例。
[表2]
候选AP | AP1AP3 | 信道2信道4 |
被监控的AP | AP4 | 信道3 |
已检测的AP | AP5 | 信道5 |
表2示出相邻的AP和与由相邻的AP所使用的信道相关的信息。存储器224可以存储从每个AP接收的信号的强度以及信道信息。因此,移动终端设备可以减小越区切换的时间。
图6是将详细解释的根据本发明的实施例的移动终端设备的越区切换的操作的流程图。
当从第一接收机210接收的信号的强度低于第三阈值时,移动终端设备执行越区切换。移动终端设备确定在存储在存储器224中的表1中存在或者不存在候选AP(S600)。如果存在,移动终端设备前进到S602,如果不存在,移动终端设备前进到S606。移动终端设备将候选AP的信号强度(从第二接收机220接收的信号的强度)和当前信道的信号强度(从第一接收机210接收的信号的强度)相比较(S602)。当候选AP的信号强度比当前信道的信号强度高时,移动终端设备前进到S608。否则,移动终端设备前进到S604。
通过示例说明将候选AP的信号强度和当前信道的信号强度相比较(S602),但是不限于这种比较。为了防止乒-乓现象,可以将候选AP的信号强度和信号强度+α相比较。
移动终端设备确定是否有任何候选AP没有被比较(S604)。如果是这样,那么移动终端设备前进到S602,如果不是这样,那么移动终端设备前进到S606。
移动终端设备确定在存储在存储器224中的表1中是否存在被监控的AP(S606)。如果是这样,那么移动终端设备前进到S610,如果不是这样,那么移动终端设备前进到S614。移动终端设备将被监控的AP的信号强度和当前信道的信号强度相比较(S610)。当被监控的AP的信号强度比当前信道的信号强度高时,移动终端设备前进到S608。当被监控的AP的信号强度不比当前信道的信号强度高时,移动终端设备前进到S612。为了防止乒-乓现象,可以将被监控的AP的信号强度和当前信道的信号强度+β相比较(S610)。
移动终端设备确定是否有任何被监控的AP没有被比较(S612)。如果是这样,那么移动终端设备前进到S610,如果不是这样,那么移动终端设备前进到S614。
移动终端设备确定在存储在存储器224中的表1中是否存在任何已检测的AP(S614)。如果是这样,那么移动终端设备前进到S616,如果不是这样,那么移动终端设备前进到S620。移动终端设备将已检测的AP的信号强度和当前信道的信号强度相比较(S616)。当已检测的AP的信号强度比当前信道的信号强度高时,移动终端设备前进到S608。当已检测的AP的信号强度不比当前信道的信号强度高时,移动终端设备前进到S618。为了防止乒-乓现象,可以将已检测的AP的信号强度和当前信道的信号强度+6相比较(S616)。
移动终端设备确定是否有任何已检测的AP没有被比较(S618)。如果是这样,那么移动终端设备前进到S616,如果不是这样,那么移动终端设备前进到S620。
移动终端设备执行越区切换(S608),并且执行全搜索(S620)。根据本发明的实施例,在越区切换之前执行快速搜索。如果通过快速搜索没有找到用于越区切换的AP,那么执行全搜索以便发现用于越区切换的AP。
移动终端设备通过全搜索来搜索相邻的AP,并且在已搜索的AP中确定用于越区切换的AP。
根据如以上所解释的前述的内容,传统的方法仅使用一个信道来执行越区切换,因此引起通信中断。根据本发明的实施例,将附加的信道用于越区切换以便防止通信中断。而且,从允许越区切换的AP中选择AP,并且执行到所选择的AP的越区切换。因此,可以减小越区切换时间。
尽管已经描述了本发明的示例性实施例,但是一旦本领域的技术人员了解了该基本发明构思,他们可以想到这些实施例的附加变化和修改。因此,旨在所附的权利要求应当被理解为包括以上两个实施例和所有落在本发明的精神和范围之内的这种变化和修改。
Claims (17)
1.一种在无线局域网(WLAN)中的移动终端设备的越区切换方法,所述无线局域网(WLAN)包括移动终端设备和至少两个与使用特定无线资源的该移动终端设备通信的无线接入点(AP),所述越区切换方法包括:
通过第一无线资源向无线AP发送并从其接收信号,并且依次通过第二无线资源从无线AP接收信号;
以一定的大小顺序安排和存储通过第二无线资源从无线AP接收的信号;并且
当通过第一无线资源接收的信号的强度小于预定值时,通过依次搜索已存储的AP来确定用于越区切换的AP。
2.根据权利要求1所述的越区切换方法,其中,通过依次搜索由无线AP所使用的特定无线资源,来接收来自无线AP的信号。
3.根据权利要求2所述的越区切换方法,其中,移动终端设备通过在预定的时间间隔以交替的方式改变到主动方式以从无线AP接收信号并且改变到睡眠方式以停止从无线AP的信号接收来工作。
4.根据权利要求1所述的越区切换方法,其中,确定用于越区切换的无线AP包括子步骤:
将通过第二无线资源接收的信号的接收状态和第一无线资源的接收状态相比较;并且
选择使用具有比第一无线资源的接收状态好的接收状态的第二无线资源的无线AP。
5.根据权利要求4所述的越区切换方法,其中选择具有比第一无线资源的接收状态好的接收状态的无线AP包括选择具有信号强度超过第一无线资源的信号强度+B的无线AP,来实现平滑的越区切换。
6.根据权利要求4所述的越区切换方法,还包括当不从已存储的AP中选择用于越区切换的AP时,从没有被存储的AP中确定用于越区切换的AP。
7.根据权利要求1所述的越区切换方法,其中,第一无线资源是数据信道,第二无线资源包括至少一条控制信道。
8.一种用于通过使用特定无线资源与至少两个无线接入点(AP)进行通信的移动终端设备,其包括:
第一接收机,用于通过第一无线资源从无线AP接收信号;
第二接收机,用于依次通过第二无线资源从无线AP接收信号;
存储器,用于以一定的大小顺序安排和存储通过第二无线资源从无线AP接收的信号;
控制器,用于控制以便当通过第一无线资源接收的信号的强度小于预定值时,通过依次搜索已存储的AP来确定用于越区切换的AP。
9.根据权利要求8所述的移动终端设备,其中,第二接收机改变第二无线资源的频率,以便依次接收由无线AP所使用的无线资源。
10.根据权利要求8所述的移动终端设备,其中,控制器控制第二接收机以便在预定的时间间隔以交替的方式改变到主动方式以从无线AP接收信号并且改变到睡眠方式以停止从无线AP的信号接收。
11.根据权利要求8所述的移动终端设备,还包括比较器,用于在控制器的控制下将第一无线资源的接收状态和分别由已存储的AP所使用的第二无线资源的接收状态相比较。
12.根据权利要求8所述的移动终端设备,其中,控制器执行到使用具有比第一无线资源的接收状态好的接收状态的第二无线资源的无线AP的越区切换。
13.根据权利要求8所述的移动终端设备,其中比第一无线资源的接收状态好的接收状态是具有信号强度超过第一无线资源的信号强度+B的接收状态。
14.根据权利要求8所述的移动终端设备,其中当不从已存储的AP中选择用于越区切换的AP时,控制器从没有被存储的AP中确定用于越区切换的AP。
15.根据权利要求8所述的移动终端设备,其中第一无线资源是数据信道,并且第二无线资源是控制信道。
16.一种在无线局域网(WLAN)中的移动终端设备的越区切换方法,所述无线局域网(WLAN)包括移动终端设备和至少两个通信无线接入点,其中的一个是当前接入点,并且其中的一个是邻近接入点,还包括:
在数据信道上向当前接入点发送并从其接收信号;
在控制信道上从邻近无线接入点接收信号;
以一定的大小顺序安排和存储从邻近接入点接收的信号;并且
当当前接入点信号的大小降至小于预定值时,基于新的当前接入点的信号的大小,选择新的当前接入点。
17.一种移动终端设备,包括:
第一接收机,用于发送和接收来自当前接入点的数据;
第二接收机,用于接收来自邻近接入点的信号,由此所述第二接收机接收来自邻近接入点的控制信号,以便实现对于新的当前接入点的搜索;
控制器,用于比较临近接入点的相对信号强度,并且选择具有足够信号强度的新的接入点,以便实现到新的当前接入点的平滑的越区切换。
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