CN1802812A - 对多个接入点进行联合的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明大体上涉及一种方法和设备，利用信标分组，特别是利用在根据电气和电子工程师协会的IEEE标准802.11进行操作的无线接入点和无线台之间的通信中所使用的信标分组，来同步数字传输。通信设备包括：装置，用于创建多个逻辑接入点；装置，用于根据用户的通信接收，将SSID下载到移动终端中；以及装置，允许移动终端根据逻辑接入点的当前状态和用户选择，从一个逻辑接入点切换到第二逻辑接入点。

Description

对多个接入点进行联合的方法和设备
本申请要求2003年1月9日递交的美国临时申请No.60/439,087的权益。
技术领域
本发明提出了通过在选择因特网通信或视频广播操作时、根据用户请求或网络策略来准备资源，扩展无线局域网(“WLAN”)通过无线接入点到无线台网络的容量的设备和方法。本发明特别适合于在根据电气&电子工程师学会的IEEE 802.11实现的环境中使用。
背景技术
本发明的环境是由电气和电子工程师协会(IEEE)开发的无线局域网或WLAN规范族。IEEE 802.11标准定义了WLAN的接入点(例如局域网接入点或LAP)，其提供移动设备对WLAN和其他网络(例如硬有线局域网和诸如因特网等全球网)的接入。在条件接入广播中利用的无线接收点可以包括在简单系统中的机顶盒，而在商用重播系统中，代码转换器/复用器/解复用器或TMD可以与本地视频服务器结合起来操作。一个这样的无线接入点可以从诸如在条件接入广播中利用的机顶盒中接收输入。
图1示出了适合于实现本发明的典型数字视频和音频系统。在头端，可以从与因特网相连的网关180或从广播系统经由视频LAN 121接收对无线接入点145的输入。在传统广播系统中，头端110将转换为数字格式(典型地为MPEG-2)的多个视频和音频内容流经由卫星传送到接收碟106或附加到TMD 123上的其他适当装置。美国专利6,510,519描述了一种利用头端和机顶盒的代表系统，所述机顶盒包括调谐器、解调器、解码器、传输解复用器、微处理器、节目存储器、视频画面存储器、MPEG视频解码器、显示器以及智能卡。出于安全目的，对大多数数字广播系统数据流进行编码或加扰，并且一旦发生了解密，则该系统在存储器中构建视频合成画面(典型地，根据MPEG-2标准)，并且在显示器上显示所需的画面。除了对节目进行解扰之外，通常，还提供授权以确保特定接收机已经能够接收节目或节目集。
如在图1中进一步示出的，可以对TMD 123进行设计和配置，以便进一步与无线接入点(AP)145进行通信，在所提供的说明性示例中，接收包括其定时信号的解复用输出，从而对视频和音频内容的传输进行同步。
IEEE 802.11标准定义了围绕被看作基本构建块的基本服务集或BSS概念而构建的WLAN结构体系。BSS由彼此通信的一组任意数量的接入点站点构成。在每一个独立的BSS中，移动台彼此直接通信。在基础设施BSS中，BSS中的所有站点与接入点进行通信且不再直接与独立BSS进行通信，从而由接入点在站点之间对所有帧进行中继。所提出的方法特别适合于在基础设施BSS的环境下实现。
为了在网络中通过无线连接有效地与无线接入点进行通信，必须对WLAN中的各种设备进行同步，从而特别是避免展示到显示器上的视频的暂停或跳跃。典型地，将视频内容存储在前向和存储缓冲器中，其中其等待用于将其移动到视频子系统中进行显示的时钟信号。如果在目的地已经清空其缓冲器并展示视频之前，所述视频源引导或传送数字视频信号，则目的地的前向和存储缓冲器将溢出，引起了视频数据的丢失。不利地，如果数字视频目的地的存储和前向缓冲器清空或引导了数字视频源，则目的地的缓冲器可以下溢，导致了视频展示时的暂停或冻结。通过同步，相对于产生数据的速率传送、存储并消耗数据的速率减小或消除这些不需要的结果。
当前通过WLAN构成的宽带因特网接入具有有限的无线电资源，结果，限制了每一个接入点能够服务的用户的数量。例如，在公共接入基于IEEE 802.11b的WLAN时，AP提供了范围为几兆比特每秒(7兆比特/秒)的总带宽。根据应用，该介质可能会快速过载。需要500千比特/秒的视频应用允许最多12个用户。
处理这些限制的一个方式在于：通过将多个AP联合在一起来提高任意地理位置的覆盖。这样的联合技术将需要移动终端和相关网络根据用户喜好和网络策略，来协商移动终端应该与其相关联的AP。
随着WLAN技术的发展，在IEEE 802.11标准下，限制正在变得更加清楚明显。诸如ETSI Hiperlan2和IEEE 802.11a等新技术带来了以下优点：将来对于所有网络运营商而言将变为必须的。解决这些问题的一个方式是将两个或多个AP(或更多)组合在一起，每一个以其自身的频带/协议进行操作。
如果多个AP正在运行，则移动终端必须确定其应该与范围内的可用AP中的哪一个AP相关联。典型地，移动终端选择属于特定SSID(服务集标识符)的AP，并且在多个AP的情况下，选择具有最强信号强度的AP，而在多个竞争者的情况下，简单地选择第一AP。这些方法可能不是选择AP的最佳方法，并且未考虑用户喜好。需要一种允许移动终端根据网络策略判定和用户喜好与AP相关联的装置。
发明内容
本发明提出了一种通过根据用户选择因特网通信或视频广播来准备资源，组合多个WLAN无线电技术并扩展WLAN网络通过无线接入点到无线台的容量的方法和设备。然后，本发明根据用户请求或网络策略来确定与一个或多个逻辑接入点相关联的相应的SSID。
本发明提出了一种接收机发射机，包括：装置，用于创建多个逻辑接入点；装置，用于根据用户的通信接收，将SSID下载到移动终端；以及装置，允许移动终端根据逻辑接入点的当前状态和用户的选择，从一个逻辑接入点切换到第二逻辑接入点。所述接收机还包括：用于认证、以及用于根据因特网上或视频广播系统上的一个或多个服务来接收应用建议的装置。在一个实施例中，所述移动终端从当前正连接的逻辑接入点上断开，并与对应于和新选择的服务相关联的SSID的逻辑接入点相关联。
本发明还提出了允许用户通过以下方式，根据用户的请求或网络策略选择因特网通信或视频广播、以及与一个或多个逻辑接入点相关联的相应SSID的方法，所述方式为：创建多个逻辑接入点；根据用户的通信接收，将SSID下载到移动终端中；根据逻辑接入点的当前状态和用户选择，将移动终端从一个逻辑接入点切换到第二逻辑接入点；以及进行认证；并且根据因特网上或视频广播系统上的一个或多个通信服务来接收应用建议。
在一个实施例中，所述方法包括：选择与逻辑接入点之一相对应的视频广播和SSID；以及从当前正连接的逻辑接入点上断开并与对应于由网关指定的SSID的逻辑接入点相关联；以及可选地，通过断开移动终端来终止服务；以及利用公知SSID使所述移动终端与第二逻辑接入点重新连接。
附图说明
参考附图，根据以下详细描述来说明本发明。
图1是条件接入系统的方框图；
图2是多频AP网络的方框图；
图3是本发明的本地广播服务的方框图；
图4是本发明的方法的方框图。
具体实施方式
在要讨论的附图中，电路和相关块和箭头表示根据本发明的处理的功能，其可以实现为电路和用于传输电信号的相关电线和数据总线、以及/或者软件模块。可选地，一个和多个相关箭头可以表示软件例程之间的通信(例如数据流)，特别是当将本发明的当前方法或设备实现为数字处理时。
图1所示的现有技术示出了提供AVI节目的服务提供商100系统的概况，例如符合数字电视标准的电视节目。所有数字广播系统数据流包含视频、音频、定时信息，并且出于安全目的对其进行编码或加扰，即确保只有已授权订户能够观看所传送的节目。
在基于订户的数字广播系统中，除了视频和音频信息之外，客户接收各种管理和控制信息，例如权利控制消息，其包含需要对解码解扰密钥所需的已加密控制字进行解密的开发密钥，从而允许解密并组装数字视频和音频数据。一旦发生了解密，则系统典型地根据MPEG-2标准，在存储器中构建视频合成画面，并且在显示器上显示所需的画面。
根据图1，头端110在编码器112中对视频和音频内容116进行数字格式化，然后进行调制114，从而从发射机102经由卫星104传送到位于接收端的接收碟106，用于对条件接入客户的电视服务。
典型地，接收端是与电连接到接收碟106上的本地视频服务器120结合起来进行操作的TMD 123。TMD 123包含解调器(未示出)，解调合成视频和音频数据信号、各种管理和控制消息，并向中央处理单元(未示出)输出已解调信号，所述中央处理单元通过将选择分组路由到各种控制、数据和状态子系统来处理所述的许多已打包流。例如，典型地，将所选已打包视频和音频流发送到代码转换器(未示出)，用于转换为适合于最终输出到充当针对根据NTSC、PAL或SECAM格式操作的诸如电视150、或全由参考符号152指定且根据IEEE802.11进行操作的膝上型计算机、蜂窝电话或个人数字助理(PDA)等设备的接收设备的无线台140的格式。
无线接收设备可以代表无线台140，反过来，无线台140可以表示诸如膝上型计算机或手持设备，或者可以表示管理诸如无线台140等其他无线台的接入点145。因此，无线台140可以是移动的、便携的或固定的，并且符合802.11的所有无线台提供认证、解认证、保密和数据传递服务。
IEEE 802.11标准包括已知为定期广播的信标分组的同步特征。该分组使AP 145与其管理的无线台同步。无线台140CPU使用该信标信息来控制其MAC 142，尤其是调节无线台140消耗数据以及提供管理帧的速率，所述管理者可以包含与加载AP 145有关的额外信息。
本发明涉及一种通信系统，可以包括条件接入广播100系统，所述系统利用了MPEG-2视频和音频数据流、或根据诸如IP/TCP等典型因特网协议和能够利用MPEG-2向IEEE 802.11兼容结构展示数据的相关基于IP的RTP/UDP/IP栈进行操作的因特网网关，即由利用了一个或多个无线接入点145(1)到145(n)和一个或多个无线台140(1)到140(n)的传输160所表示的无线局域网接入设备。IEEE 802.11兼容系统由多个组件构成，每一个包含介质接入控制或MAC 134、142、基带处理或BBP 132、143和无线电接收机/发射机138、144、以及用于进行交互以提供对更高层网络栈透明的无线台移动性的服务。然而，无线台是包含作为MAC和物理层或PHY的IEEE 802.11协议的功能、以及对诸如一个或多个无线台140的无线介质的连接的任意设备。典型地，在网络接口卡(未示出)的硬件和/或软件中实现IEEE 802.11协议。作为示例，无线台145(1)通过无线电通信介质与诸如无线台140(1)等其他无线介质相连。
无线兼容设备可以代表无线台140，反过来，其可以代表膝上型个人计算机、手持设备等通信组件，或者可以代表诸如145(1)等其他接入点，用于管理诸如无线台140(1)等无线台140。因此，无线台可以是移动的、便携的或固定的，并且符合IEEE 802.11的所有无线台提供认证、解认证、保密和数据传递服务。
SSID(服务集标识符)是用于识别网络运营商的最大32字节串。AP 145在每一个信标帧中广播SSID。需要与属于SSID的AP 145之一关联的移动终端对频率进行扫描，直到其检测到具有与其已经配置的SSID相匹配的SSID的信标帧为止。
本发明的实施例提供了一种通信设备，可以包括在诸如TMD 123等接收机/发射机或无线接入点145(1)中，以以软件或硬件进行逻辑编程的情况下，其包括：装置，用于创建多个逻辑接入点；装置，用于根据用户的通信接收将SSID下载到移动终端中；装置，允许移动终端根据逻辑接入点和用户的选择的当前状态，从一个逻辑接入点切换到第二逻辑接入点。在以软件或硬件进行逻辑编程的情况下，所述TMD 123还包括：装置，用于根据因特网或视频广播系统商的一个或多个服务认证和接收应用建议。在一个实施例中，无线台140中所述的一个从当前正在与其相连的逻辑AP 202上断开，并与对应于和新选择的服务关联的SSID的逻辑AP 204相关联。
参考图2，逻辑AP 205具有由无线台140表示的完全相同的作用和相同功能。每一个逻辑AP对AP A1 202和AP A2 212共享SSID，作为解释，被称为SSID A(未示出)。每一个逻辑AP对AP、AP B1 204和AP B2 214共享SSID，作为解释，被称为SSID B(未示出)。移动终端将诸如无线台140与AP 145(1)到145(n)相关联，在无线台140发起通信时，对所述AP较少加载通信业务量或具有较少通信业务量。
在本发明的一个实施例中，每一个逻辑对AP A1 302和AP A2 302与预定功能关联。例如，逻辑对AP A可以专用于因特网接入，而逻辑对AP B可以专用于逻辑视频广播。本发明允许无线台140作为用户请求的函数或作为网络策略的函数，与AP关联。
对于以上所提到的两种情况，选择SSID的解决方案基于在WLAN中需要SSID的假定。实际上，无线台140可以在不知道SSID的情况下被连接。然而，这可能会产生问题，特别是在高密度人口区，其中在给定的覆盖区内可能会存在多个不同的AP。
在本发明的一个实施例中，每一个无线台140配备有智能SSID，对应于多频AP网络。在多频AP中的每一个逻辑AP具有不同的SSID。逻辑AP之一拥有智能SSID。根据本发明的一个实施例，AP A(图2中的A1和A2)共享智能SSID，且AP B(图2中的B1和B2)通过无线台140之一来共享事先未知的不同的SSID。
当诸如无线台140(1)的无线台进入诸如多频AP A1 302的覆盖区时，其对频率进行扫描并调谐到与公知SSID相对应的一个频率。终端对AP A1 302进行认证并与其相关联。
定期广播的信标管理帧可以包含与AP的加载有关的额外信息，如同现有技术中或如同在本发明的实施例中，其包含AP的特定功能和可选SSID(对应于第二逻辑AP)、以及其他信息(例如无线电技术和AP的加载率或网络功能)。
可选地，在由本地网络提供商认证之后，在无线台140(1)和网络之间发生应用级交换。该应用提供了对不同功能的选择，作为因特网接入、视频广播等。根据用户的选择，将相应的SSID下载到终端中。然后，对终端进行切换，如果需要，则切换到新AP。
图3示出了根据用户选择将相应的SSID下载到无线台140(1)中的实施例，其中根据其当前状态，将无线台140(1)从一个逻辑AP切换到另一逻辑AP。无线台140(1)最初与AP A1 302相关联。然后，用户通过网关320进行认证，并且该应用提出与因特网330、接入或视频广播320有关的不同服务。如果用户选择了视频广播330，则将与“B”网络340(对应于AP B1 304和AP B2 314)相对应的SSID传递到具有相应的的解扰信息的移动应用。例如，与AP A1 302相连的无线台140(1)从逻辑AP A1 302上断开，并与对应于由网关320预先分配的SSID的AP B1 304相关联。无论何时当用户需要终止视频广播320服务时，无线台140(1)从AP B1 304上断开，并且利用公知SSID，与逻辑AP A1 302重新连接。典型地，两个逻辑AP A和B在不同的频道上操作。
在Hiperlan2兼容实现中，NOP ID等效于IEEE 802.11中的SSID。NOP ID也是32字节的字段，但是构成为两个部分。一个全局部分由ETSI组织分配，而被称为本地部分的另一部分由运营商分配。先前部分中所描述的处理也适用于ETSI Hiperlan2标准。
本发明还提出了一种方法：通过以下方式，允许用户根据用户请求或网络策略，选择因特网通信或视频广播、以及与一个或多个逻辑接入点相关联的相应的SSID，所述方式为：创建多个逻辑AP 402；根据用户的通信接收，将SSID下载到无线台404中；根据逻辑AP的当前状态和用户选择，将无线台从一个逻辑AP切换到第二逻辑AP406；根据因特网238或视频广播系统340上的一个或多个服务，进行认证408和接收应用410。
在本发明的一个实施例中，所述方法包括：选择视频广播340、以及与逻辑AP之一相对应的SSID，并从与当前相连的逻辑AP上断开，且通过网关320与对应于SSID的逻辑AP相关联，以及可选地，通过断开无线台140(1)终止视频广播340服务，并利用公知的SSID使无线台140(1)与第二逻辑AP重新连接。
应该理解，所示的本发明的形式仅是优选实施例。在部件的功能和配置上可以进行各种改变；可以用等效装置来替代所示和所述的装置；并且可以与其他特征独立地使用特定特征，而不会脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。例如，尽管在基于IEEE 802.11或Hiperlan2的环境下描述了本发明，但是应该理解，本发明可以应用于基于其中要保持同步的其他无线LAN标准的结构。

Claims (13)

1、一种通信系统，包括：
装置，用于创建多个逻辑接入点；以及
装置，用于根据通信接收，将与逻辑接入点中所选的一个相关联的标识符传送到移动终端；以及
装置，允许移动终端响应于由移动终端所请求的服务和由第一或第二逻辑接入点所提供的服务集，选择第一逻辑接入点或第二逻辑接入点。
2、根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于还包括：
用于认证的装置；以及
装置，用于根据一个或多个通信服务来接收应用建议。
3、根据权利要求2所述的通信系统，其特征在于所述标识符包括IEEE 802.11兼容接入点中的SSID，且所述系统还包括：
装置，用于使用户选择与逻辑接入点之一相对应的服务和SSID；以及
装置，用于从所述逻辑接入点上断开并与对应于由网关指定的SSID的逻辑接入点相关联。
4、根据权利要求3所述的通信系统，其特征在于还包括：
装置，用于通过断开所述移动终端并利用公知SSID使所述移动终端与第二逻辑接入点重新连接。
5、根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于还包括：
在不同频率上操作的一个或多个逻辑接入点。
6、一种扩展WLAN通过无线接入点到无线台网络的容量的方法，包括以下步骤：
创建多个逻辑接入点；以及
根据通信接收将SSID下载到移动终端中；以及
根据逻辑接入点的当前状态和本方法的用户选择，将移动终端从一个逻辑接入点切换到第二逻辑接入点。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于还包括步骤：
进行认证；以及
根据一个或多个通信服务来接收应用建议。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于还包括步骤：
选择与逻辑接入点之一相对应的服务和SSID；以及
从所述逻辑接入点上断开并与对应于由网关指定的SSID的逻辑接入点相关联。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于还包括步骤：
通过断开移动终端来终止服务；以及
利用公知SSID使所述移动终端与第二逻辑接入点重新连接。
10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括步骤：
在不同频率上操作一个或多个逻辑接入点。
11、一种控制移动终端设备以便在包括多个接入点的WLAN中获得所需服务的方法，包括步骤：
建立与第一接入点的通信以获得对WLAN的接入；
下载与WLAN的多个接入点中所选的一个相关联的多个标识符；
确定由各个接入点所提供的各个服务集；
将所确定的服务集与所需的服务进行比较以确定适当的接入点和其相关标识符；
利用相关标识符与适当接入点相关联；
从相关接入点中下载所需服务。
12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述移动终端设备和多个接入点是IEEE 802.11兼容设备，并且所述标识符包括SSID。
13、根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述移动终端设备和多个接入点是Hiperlan2兼容设备，并且所述标识符包括NOPID。
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