TWM287547U - Neighbor scanning in wireless local area networks - Google Patents

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Description

M287547 ，四、創作說明（1) •本創作大體上是關於無線區域網路（以下簡稱WLAN)，本創 作尤其是關於一種鄰近存取點（以下簡稱APS)的掃瞄方 •法。 背景技術 WLAN因為其便利和彈性而變得越來越受歡迎，當此類網路 新的應用被開發出來時，他們的普及化便預期會顯著增 加。一個大有可為的領域便是網際網路語音協定（以下簡 稱VoIP，Voice over Internet Protocol)的使用，且當 t用者是行動用戶時，在鄰接WLAN部署區域中對無縫隙服 務連續性支援（亦即··遞交（handover))的需求也逐漸增 加0 在8 0 2, 1 1標準中，站台（以下簡稱STAs)可使用兩種不同的 模式以識別APs :主動掃瞄模式以及被動掃瞄模式。STA所 使用的是主動掃瞄模式或是被動掃瞄模式，通常是由其組 態設定所決定，實作上兩種模式都有在使用。在主動瞄 模式中，STA選擇一頻率頻道並發射一探測請求訊框 frobe Request frarae)，接著等待一定的時間以接收探 測請求訊框形式的回應。當基礎服務集合（以下簡稱BSS) 在基礎建設模式中運作時，該探測請求訊框典型地是由該 AP送出。在此情況下，若STa在一定時間後並未接收到探Λ 測請求訊框，則其調整到一個新的頻率並重複此程序。
M287547 .四、創作說明（2) 在被動知0¾模式中，S T A試著藉由調整頻率且監聽一定時 間’以找出一特定頻率頻道上BSS的存在，以便在固定的 -時間間隔中由該AP捕捉信標訊框廣播。在此情況下，若 • STA在一定時間後並未接收到信標訊框廣播，則其調整到 一個新的頻率並重複此程序。 當使用被動模式時，STA可知道在哪個頻率頻道可能會找 到候選APs，但其無法確實知道鄰近ap何時會送出信標訊 ^匡。典型地，信標訊框於預設固定時間間隔中送出，例 m :每1〇〇 ms，在最差情況下，STA調整到目標頻率且必 須等待至少loo ms，直到一信標訊框發生為止。當sta僅 有一個接收器的情況下，其在舊頻率上進行的服務會遭受 中斷，同時STA會在目標頻率上執行被動掃瞄。 在一 WLAN上執行一個有效率的遞交必須包含數個需求，例 如：用以遞交的適當候選APs的識別和測量，STA認證的建 立以及在目標AP中的安全内容，重新結合該目標Ap，以及 發射該資料鍊結至該目標AP。 WALN傳統上並未以提供完全無縫隙行動支援的目的發展， 一個現打WLAN系統的問題便是由該STA對適當候選Aps 別和測量是個冗長的程彳，且可能持續數百毫秒。除此： 外’STA行為並未良好的描述，且測量程序的持續時間可 因工廠所選擇的不同執行方法而大大的不同。 M287547
為了避免被使用者中斷重要服務，舉 -呼叫期間，遞交程序需要快速地執行（服在執行ν〇ΙΡ 地不應超過數十至數百毫秒）。除此之矛中斷時間典型 鄰近候選APs的程序不應以任何顯著方^STA挪量和識別 行服務的表現。 ’去衝擊到正在進 因此’便有需要改善被動掃猫模式的效 ^使用可同時確保服務的連續性和無縫隙=锌被動模式 ®oIP方面。 、k父，尤其是在 創作内容 =作包含關於發射間隔的方法、信號發 H以及鄰近候選APs的排程。該"送出關於及時序 APs的時序資訊至該STA，接著似便能使用時序二：候選 程其調整至該目標頻率，並且在最小時間 、°从排
的識別和測量。 π邊目標AP g鄰近候選APs的時序資訊可使用廣播/多重廣播形 框（舉例來說包含在信標訊框中），或是單一廣播形^ 、訊 =存取控制（以下簡稱MAC)訊框送至STAs。除此之外"，的媒 ^時序資訊的資訊元件（以下簡稱IE)可在MAC管理訊包 送出’或是背負在MAC控制或資料訊框上送出。 中
• M287547
-一種在一WLAN中鄰近掃描的方法，該WUN具有一 第一 AP連結至yTA，以及一第二Ap。由產生關於該第： • AP所达出的一信標信號的時序資訊開始，該時次/ 一 第一 AP向該STA報告，該STA基於該時序f訊排辛呈:=該 以監聽由該第二AP發射的信標信號。 、礓， 一種在一WLAN中鄰近掃瞄的系統 AP連結至該STA，以及一第二Ap。該STA包含—一布一 訊裝置、-排程裝置’其配置以接收來自該第2資 置的時序資訊、以及一接收器，用以接收通訊訊 由该排程裝置所控制。該第_AP包含一第二 ^且旎 置，其送出時序資訊至在該STA中的該第一時序資貝裝 置。該第二AP包含一信標發射裝置，用以發射一、°\ 號’其中該時序資訊關於該信標信號。 ° ^ 實施方式 此後，專用術語「站台（STA)」包含但並於 發射/接收單元、一使用者設備' 一行動站台制線 動用戶單元、一呼叫器或可在一無線環境下操口疋或 =裳置。當本文此後提到專用術語「存取點(Ap)」壬= =ΐ並t限制於""基地台、―節則、一站台控制器或 疋在無線環境下任何形式的介面裝置。 本創作包含關於鄰近候選Aps發射間隔的時序資訊，典型
第10頁 M287547 -四、創作說明（5) 由何處送出至一STA，以改善被 ，地為信標訊框發射時間 動掃猫模式的效率。 該AP送出關於該鄰近候選APs的時序資訊至該81^，該STA 接著便能使用該時序資訊，以排程其調整至該目標頻率並 在一最小時間中識別並測量該目標AP。 第1圖所不為用以通訊介於一STA 1 〇2、與該STa 1 〇2連繫 ^勺一AP (API) 1〇4、以及一候選Ap (Ap2) 1〇6間時序資訊 _方法1 0 0流程圖。在非必要的第一步驟中，該STA i 〇 2向 API 104請求候選AP2 106的時序資訊（步驟110)。該ΑΠ 104接著向AP2 106請求時序資訊（步驟η?) °AP2 106向 AP1報告其時序資訊（步驟11 4)，此步驟僅在如果該ap 1尚 未預先獲得AP2的時序資訊才需要；API會有附加裝置以獲 得e亥時序資訊（下文討論）。AP丨向該STA J 〇2報告M2的時 序資訊（步驟116)。該STA 102接著排定時間以調整至Ap2 的頻率以便監聽A P 2的信標（步驟11 8 )。
•p近APs的時序資訊可包含，舉例來說：信標間隔（信標訊 框發生的週期性）、一目標信號訊框發射時間、或是無爭 用及爭用基礎時期。關於鄰近候選AP的時序資訊可以絕對 時間參考形式與該STA通訊（例如：一種類似;鄰近信標訊 框將於時間xyz發生」的時間戳記），或是對於一已^參考 點的相對時間差（例如指示與由AP 1將時序資訊送至該STA
第11頁 M287547
訊框的差距’或是與AP1前次或現行信標訊框的差距) 由於裝置在發射信標前等待 的需求，下一個信標訊框發 度來說是未知的，因此該Ap 價地說，一目標時間加上一 STA。 任何進行中的發射/接收結束 射的時序在超過數毫米的精確 將一預测接收間隔時間（或等 不確定保留幅度）發送至該 提供給STAs •:由-特定 時期。一般 信標訊框將 且亦會通知 信標訊框將 個時間單位 次該AP提供 言兒：透過信 能省下信號 的時序資訊總是能由該不確定時期所補充，或 法，允許該STA會得該時序資訊及/或該不確定 來說’現行的AP將不止通知該STA該候選“的 比該現行AP的信標訊框早N個時間單位發生， 該STA，由於該難以預料的因素，該候選Ap的 在指示時間或是時間間隔前Μ個時間單位及後I 内發生。另一個可能性便是不確定時期不用每 時序資訊時就描述，而是分開發送（舉例來 標），或是以一特定固定值發送，兩種方式都 發送頻寬。 鄰近候選APs的時序資訊可使用徵求性及/或非徵求性廣 播/多重廣播形式訊框（舉例來說，包含於一信標訊框 中）’或是徵求性及/或非徵求性單一廣播形式MAC訊框（舉 例來說’在連結回應訊框（Associati〇n Response frames)、重新連結回應訊框（Reassociati〇n Resp〇nse
^ M287547 w四、創作說明（7)
-frames)、或是探測響應訊框中）送至STAs。包含時序資訊 的資訊元件（IEs)能在（或部分在）MAC管理訊框中發送， -或是背負在MAC控制或資料訊框上送出。通訊時序訊息至 該STAs亦可包含使用層間月良務原始方式（例如MAC 實體 層（以下簡稱PHY) STA管理實體（SME))以在包含送出MAC 信號發送訊框、測量活動等活動上初始、確認及回報。 鄰近候選APs的時序資訊可在一特定AP以數種方法產生， ^含：該AP使用網路端發送信號以擷取鄰近APs時序資 、該AP使用其自身的鄰近Aps測量、該Ap使用來自STa測 量的報告、或是該AP在網路上使用一般的時序裝置。 ^網路端發送信號方面，該APs透過將Aps連接在一起的分 散式系統，交換關於其信標的發射時間訊息。有數種可能 端信號發送執行方 <，例如：—㈣播關於其信標 :射時序的資訊至所有在分散式系統上的Aps、或是 請求信標時序資訊，而另-個AP則透過分散式系 Μ乍為ί央2 ί Ϊ'Ρ可詢問網路時序資料庫，例如較佳地： # ^中央控制或區域網路管理實體一部份的方 以後得關於其鄰近APs的現行時序資 見， ¥ -亥A P使用其自身的鄰近a p s測| APs的信#，且測量該信標的發射時’广:則^ !聽其他 間隔’該丨則量AP可推斷大約的未來0 ，根據该信標發射
果發射時間。當鄰近APS
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''使用與該測量A P相同的頻率頻道時’此方法才有用，要不 然此方法將需要該測量AP不時調整至其他頻率頻道以便其 •能監聽信標，這是個較不吸引人的解決方案。 •在該AP使用來自STA測量的報告方面，STAs報告對等八？ # 聽到來自鄰近AP ( s)信標的次數，其包含信標發射間卩高、 鄰近APs的識別以及該鄰近AP的時間戳記。該對等^可使 用此絕對和相關的時間參考組合以獲取時序資訊，該對等 AP儲存此資訊於記憶體中，且推斷這些APs信標大約的炎 #發射時間。 、、、 當一 S T A進入一 B S S時’其能在該連結請求訊框、重新連结 清求訊框或疋棟測請求訊框中設立一個旗標。該旗標是用 以指不该S T A想要在對應的連結請求訊框、重新連结請求 訊框或是探測請求訊框中接收一個鄰近報告元件，該旗標 能以數種方式執行，舉例來說，可為一個簡單位元旗標或 是一個IE，其包含多個值指示STA欲從該Ap所擷取的資訊 开> 式。該鄰近報告元件可包含一時序同步功能（Τ ς ρ， •iming synchronization function)資訊欄位，其包含一 7sF偏差值以及一鄰近AP的信標間隔值。該τςρ偏差值以時 序單位表示（TUs)，其舉例來說且不失一般性為一微米長 度，且為介於該對等AP和在關於該對等Ap的了^^中表示的 鄰近AP間的時序偏差。該信標間隔值可在一較佳實施方式 及不失一般性中表示為一目標信標發射時間（TBTT，
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transmission ，1鄰近候選APs的時序資訊可在一AP管理資訊基礎（以下 ，稱MIB)中儲存、存取或配置。該MIB可為一ΜΑ Μι 是一PHY 層 MIR。 第第3圖所示為兩種實施方式。在第2圖中，當該μα 刀孩鄰近候選Ap的信標訊框大約的抵達時間時，如果知 擊時序資訊的話，STA需要停留在—給予頻率 定㈣㈣期間典型地約為數㈣，如果不知道料資訊 的活可能會降到一完全信標間隔（典型地為100 ms)。 在第3、圖中所示為當在不同頻道掃瞄數個Aps時，所提出方 ^ :增盈。典型地，當使用時序資訊時，該STA可根據該 框的發勝建立一排程，且在一單一或數個信標間隔 二测ϊ所有的信標訊框。反之，如果不使用時序資訊的 活，必須請求數個信標間隔。在第3圖中所示的「不確定 考::隔」提到，由於與其他發射區別的需要，關於該信標 务射的確切時間。 上述的方法適用於IEEE 802 1 1基礎的WLANs，且尤其是以 么0^llr (快速BSS發射）、802.1 1 s (延伸服務集（ESS) 凋、802· llk (無線資源測量）以及802· lln (高產能
第15頁 M287547 創作說明（ίο) WLAN)為基礎的WLANs。這些方法亦適用於其他盔線網路形 式0 第4圖所示為用以通訊介於一 STA 402、一與STA 402聯繫 的AP (API) 404及一候選AP (AP2) 4〇6間時序資訊的系統 400。當時序資訊由AP2經由分散式網路傳至Αρι時，可使 用本系統400。該STA 402包含一時序資訊裝置41〇、一棑 私裝置412、一接收器414以及一天線416。αρι 404包含一 時序資訊裝置420。該AP2 406包含一時序資訊裝置43〇、 h信標發射裝置432以及一天線434。 該系統400如下運作。在非必要的第一步驟中，該sta 4〇2 藉由時序資訊裝置41 〇向在AP1 4〇4上的時序資訊裝置42〇 送出凊求，凊求候選AP2 40 6的時序資訊。該AP1 1〇4接著 勿別透過時序資訊裝置42〇及時序資訊裝置43〇接收關於 AP2 40 6的柃序資訊。如同前文參照第i圖所述，4w 可以不同方式接收關於該AP2 406的時序資訊。
AP2 406中，該信標發射裝置432經由天線434發射i俨 1，該時序資訊，以發射該信標至該時序資訊裝。t 。序貧訊由該時序資訊裝置430送至在AP1 404中 ::二序4貝n/L農置420。AP1 404由該時序資訊裝置42°送出 :二 的時序資訊至在該STA 4 0 2中的時序資訊裝置 410 M287547 "四、創作說明（11) 一旦該STA 40 2接收該AP2 406的時序資訊，該時序資訊由 該時序資訊裝置4 1 0傳至該排程裝置4 1 2，該排程裝置4 1 2 決定該STA 4〇2將於何時調整其接收器414以掃瞄並接收來 自A P 2 4 0 6的信標發射。 儘管本創作的特徵g 描述，但實施例中4 ^圭實施方式的其他与 其他特徵和元件 元件皆於實施例中以特定組合方式所 一特徵或元件能獨自使用（不需與較 徵或元件組合），或是與/不與本創作 不同組合。
第17頁 M287547
第1圖所示為一種用 候選AP間時序資1 /乂通訊介SSTA、與該STA聯繫AP以及 M2® π 的方法流程圖； 第3 :所!" ^ f瞄-候選AP的時序圖； 第3圖所不為掃瞎N個 々圆 第4圖所示為一種用、的時序圖；以及 及候選AP間時序資二訊介於STA、與該STA聯繫的AP以 于序貝汛的系統圖。 元件符號說明 系統 基站 天線 存取點 400
•TA
416 、 434 AP

Claims (1)

  1. ；M287547 五、申請專利範圍 1. 一種在一無線區域網路中鄰近掃瞄的系統，所述系統 包含： ’ 一站台，其包含： . 一第一時序資訊裝置； 一排程裝置，用以接收來自該第一時序資訊裝置之 時序資訊；以及 一接收器，用以接收通訊信號，該接收器可由該排 程裝置所控制； 一第一存取點（AP)，與該站台聯繫，該第一 AP包含一 時序資訊裝置，該第二時序裝置送出時序資訊至在該 站台中之該第一時序資訊裝置；以及 一第二AP，包含一信標發射裝置，用以發射一信標信 號，其中該時序資訊與該信標信號相關。 2. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該時序資訊包含該 信標信號發射之一絕對時間參考。 3. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該時序資訊包含一 時間差距，其與該信標信號發射之一已知參考時間有關。 4. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該時序資訊包含該 4·^信號發射之一時間窗。 5. 如申請專利範圍第1項的系統，在該第二AP中更包含一 第三時序資訊裝置，該第三時序資訊裝置接收來自該信標 發射裝置之時序資訊，且透過網路端發送信號送出該時序 資訊至在該第一 AP中之該第二時序資訊裝置。 6. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該時序資訊由該第
    第19頁 M287547 w五、申請專利範圍 一 AP執行測量由該第二AP發射之信標信號而產生。 7.如申請專利範圍第1項的系統，其中該時序資訊由該第 r AP接收來自連於該第一 AP之站台的測量所產生，該測量 與由該第二AP所發射之信標信號有關。 8 ·如申請專利範圍第1項的系統，其中該排程裝置接收關 於來自該第二AP之信標信號的時序資訊，且為該接收器排 程一時間以接收來自該第二A P之信標信號。 9 ·如申請專利範圍第1項的系統，其中該站台由該第一時 序資訊裝置送出關於該第二AP之時序資訊之一請求至在該 0 — AP中之該第二時序資訊裝置。 1 0.如申請專利範圍第1項的系統，其中該第一 AP由該第 二時序資訊裝置送出關於該第二AP之時序資訊之一請求至 在該第二AP中之該第三時序資訊裝置。 1 1.如申請專利範圍第1項的系統，其中在該第一 AP中之 該第二時序資訊裝置送出包含該時序資訊之一信標訊框至 在該站台中之該第一時序資訊裝置。 1 2.如申請專利範圍第1項的系統，其中該在該第一 AP中 之第二時序資訊裝置送出在一媒體存取控制（medium access control, MAC)訊框中之一資訊元件至該站台中之 _第一時序資訊裝置，的資訊元件包含該時序資訊。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項的系統，其中該MAC訊框屬於 一管理子形式。
    第20頁
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