專利名稱：在wlan中掃描信標(biāo)傳輸?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及操作無線通信系統(tǒng)和無線局域網(wǎng)的方法。更 特別地，本發(fā)明涉及用于在無線站和接入點(diǎn)之間建立通信的掃描方法。
背景技術(shù)：
無線局域網(wǎng)(WLAN)提供了移動的網(wǎng)絡(luò)連接，允許用于通常稱 為無線站的各種設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)連接，例如計算機(jī)、個人數(shù)字助理、 無線電話、以及其它設(shè)備。無線站可在WLAN基站的范圍內(nèi)移動，該 WLAN基站稱為接入點(diǎn)，其典型地連接到有線網(wǎng)絡(luò)并作為無線站和有 線網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)。在WLAN上可支持任何數(shù)目的應(yīng)用，包括對例如 視頻及語音呼叫的流實(shí)時數(shù)據(jù)的簡單因特網(wǎng)接入。
接入點(diǎn)作為無線站的主時序源。每個與接入點(diǎn)相關(guān)的無線站必須 與該接入點(diǎn)的定時器同步。為了便于同步，接入點(diǎn)廣播信標(biāo)信號，或 者簡單地說信標(biāo)。信標(biāo)包含有關(guān)接入點(diǎn)的定時器狀態(tài)的信息，從而無 線站可調(diào)整它們自身的定時器以與接入點(diǎn)同步運(yùn)行。處于同步允許無 線站將WLAN電路的一部分置于低功率或休眠狀態(tài)，并且如果必要， 以周期間隔及時喚醒以從接入點(diǎn)接收信息。信標(biāo)還允許無線站確定從 接入點(diǎn)接收到的信號的質(zhì)量，并將其與鄰近接入點(diǎn)進(jìn)行比較，從而確 定是否有必要改變關(guān)聯(lián)。
多個組織可以在相同WLAN信道上在彼此的范圍內(nèi)操作接入點(diǎn)。 當(dāng)彼此的范圍內(nèi)的兩個接入點(diǎn)在相同信道上傳輸時，由于接入點(diǎn)時序 內(nèi)的不精確會出現(xiàn)時序問題。盡管它們可被編程來以相同的規(guī)則間隔 發(fā)送信標(biāo)，但時序電路容差中的差異會引起接入點(diǎn)中計時(timing keeping)中的差異。結(jié)果是， 一個接入點(diǎn)的信標(biāo)最初可能已經(jīng)在時間上與相同信道上其它接入點(diǎn)的信標(biāo)偏移開，但它可能會開始"追上" 或重疊并最終"超過"該其它接入點(diǎn)的信標(biāo)。
WLAN可被配置來作為封閉或開放系統(tǒng)操作。在開放的WLAN 中，組織的服務(wù)集標(biāo)識符(SSID)包括在信標(biāo)或輔助信標(biāo)(supplemental beacon)傳輸內(nèi)。無線站可容易地確定信標(biāo)或輔助信標(biāo)傳輸是否屬于期 望的組織。在封閉的WLAN內(nèi)，組織的SSID沒有被包括在信標(biāo)或輔 助信標(biāo)傳輸內(nèi)。無線站僅可通過從幀的媒體接入控制(MAC)頭解析 基本服務(wù)集標(biāo)識符(BSSID)來識別哪些信標(biāo)或輔助信標(biāo)屬于期望的組 織。無線站然后將來自該信標(biāo)或輔助信標(biāo)的BSSID與屬于所期望的組 織的鄰近接入點(diǎn)的列表比較。
無線站可利用被動掃描來獲取對鄰近接入點(diǎn)信號強(qiáng)度的測量。如 WLAN協(xié)議所定義的，被動掃描是一種簡單的方法，通過該方法，無 線站使得接收機(jī)能夠在信道上在特定的周期內(nèi)搜索信標(biāo)或輔助信標(biāo)傳 輸。當(dāng)完成了被動掃描時，信標(biāo)和/或輔助信標(biāo)被處理以確定哪些屬于 無線站的鄰近接入點(diǎn)。由于無線站可以在多個WLAN的范圍內(nèi)，因而 可能存在屬于其它組織的信標(biāo)和/或輔助信標(biāo)傳輸。
無線站還可使用增強(qiáng)被動掃描技術(shù)，其基于WLAN協(xié)議定義的被 動掃描技術(shù)。通過計算期望發(fā)送信標(biāo)和/或輔助信標(biāo)傳輸?shù)哪繕?biāo)時間， 增強(qiáng)被動掃描允許無線站最小化該無線站的接收機(jī)被啟動的時間量。 無線站使用當(dāng)前關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)和鄰近接入點(diǎn)時序信息來計算來自鄰近 接入點(diǎn)的信標(biāo)或輔助信標(biāo)傳輸?shù)哪繕?biāo)時間。為了獲取鄰近接入點(diǎn)測量， 無線站在特定時刻啟動接收機(jī)，并且當(dāng)接收到信標(biāo)和/或輔助信標(biāo)時， 立即使接收機(jī)停用。當(dāng)多個接入點(diǎn)在相同信道上操作時，無線站可能 在目標(biāo)時間跳出省電模式，并接收錯誤接入點(diǎn)的信標(biāo)。因此，需要一 種裝置，通過該裝置，無線站可有效地使用省電操作，并且當(dāng)存在一 個以上在當(dāng)前關(guān)聯(lián)的信道上操作的接入點(diǎn)時，仍接收正確的信標(biāo)。


通過附圖示例了本發(fā)明的各種實(shí)施例，其中 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線局域網(wǎng)；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例包括WLAN無線子系統(tǒng)的無線站的 示意框圖3-6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有期望的和非期望的信標(biāo)的 WL AN信道的 一 系列時序圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的掃描信標(biāo)的方法的流程圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的掃描信標(biāo)的方法的流程圖；以及
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的掃描信標(biāo)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線局域網(wǎng)(WLAN)100。WLAN 100包括 一個或多個無線通信裝置，在此將其稱為無線站110、 112、 114和116;以及一個或多個接入點(diǎn)120和124。接入點(diǎn)120和124典 型地連接到基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，如本領(lǐng)域所公知的，其可連接到有線和無線網(wǎng) 絡(luò)。出于示例的目的，在此示出的兩個接入點(diǎn)每一個與不同的組織關(guān) 聯(lián)，并連接到不同的網(wǎng)絡(luò)。無線站110、 112、 114和116包括無線發(fā) 射機(jī)和接收機(jī)，其用于發(fā)射和接收信號，諸如用于IP上語音(voice over IP)通信的語音數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分組、控制幀、以及網(wǎng)絡(luò)管理幀。無線站 110、 112、 114和116可無線地與接入點(diǎn)120和124通信。接入點(diǎn)120 具有服務(wù)區(qū)域122，在該區(qū)域內(nèi)無線站可從接入點(diǎn)120接收信號或向接 入點(diǎn)120發(fā)送信號。類似地，接入點(diǎn)124具有服務(wù)區(qū)域126，在該區(qū)域 內(nèi)無線站可從接入點(diǎn)124接收信號或向接入點(diǎn)124發(fā)送信號。無線站 110、 112與接入點(diǎn)120關(guān)聯(lián)，而無線站114、 116與接入點(diǎn)124關(guān)聯(lián)。 但是，兩個接入點(diǎn)120、 124的服務(wù)區(qū)域122、 126重疊，無線站114 位于兩個接入點(diǎn)120、 124的范圍之內(nèi)，并且因此可從兩個接入點(diǎn)接收 信號。此外，根據(jù)本發(fā)明，接入點(diǎn)120、 124在使用相同信道。盡管接 入點(diǎn)120、 124可屬于相同組織，更可能操作于相同信道上，但它們也 可屬于恰巧具有彼此相近的操作的不同組織，例如當(dāng)在辦公室的連續(xù)層上的情況。
為了開始與接入點(diǎn)連接的處理過程，接入點(diǎn)例如在規(guī)定的信道上 發(fā)送信標(biāo)信號。該規(guī)定的信道包括規(guī)定的頻率或頻帶，在當(dāng)無線站合 適地調(diào)諧并準(zhǔn)備接收傳輸時，該頻率或頻帶可由傳輸范圍內(nèi)的無線站 接收。該信標(biāo)信號，通常稱為信標(biāo)，包括例如接入點(diǎn)時戳、信標(biāo)間隔、
基本服務(wù)集標(biāo)識符(BSSID)以及業(yè)務(wù)指示圖(TIM)。接入點(diǎn)時戳包 含來自接入點(diǎn)的定時器信息，例如接入點(diǎn)的TSF定時器的拷貝，該定 時器信息要用于同步時間敏感操作。信標(biāo)間隔指示信標(biāo)信號的兩個目 標(biāo)開始時間之間的時間。在一個實(shí)施例中，信標(biāo)間隔基本為1024微秒。 BSSID是分配給包括該無線站和服務(wù)該無線站的接入點(diǎn)的本地網(wǎng)(local network)的標(biāo)識符。業(yè)務(wù)指示圖是存在于接入點(diǎn)所產(chǎn)生的信標(biāo)幀內(nèi)的 信息元素，其包含在發(fā)送信標(biāo)幀時該接入點(diǎn)準(zhǔn)備傳輸?shù)闹甘驹谙乱?DTIM之前會出現(xiàn)多少信標(biāo)的DTIM計數(shù)、指示在連續(xù)的DTIM之間的 信標(biāo)間隔數(shù)目的DTIM周期、提供在接入點(diǎn)上緩存的廣播或多播幀的 指示的位圖控制字段、以及包含與BSS內(nèi)為特定站緩存的業(yè)務(wù)量相應(yīng) 的信息的業(yè)務(wù)指示虛擬位圖。DTIM是信標(biāo)信號，其包含傳輸業(yè)務(wù)信息 消息(DTIM)，在該消息之后接入點(diǎn)發(fā)送緩存的廣播和多播媒體接入 控制(MAC)服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)，之后跟隨著任意的單播幀。 該信標(biāo)信號還可在信標(biāo)幀內(nèi)包括一些字段，該字段包含諸如容量信息、 支持速率、以及涉及跳頻(FH)或直接序列擴(kuò)頻(DSSS)物理層(PHY) 的參數(shù)等信息。
到目前為止所討論的信標(biāo)可稱為全信標(biāo)(full beacon)，因為它們 包含全部的信標(biāo)信息。除了全信標(biāo)信號之外，可在無線站上從接入點(diǎn) 周期性地接收另一種類型的信標(biāo)信號，其稱為輔助信標(biāo)。輔助信標(biāo)包 括例如接入點(diǎn)時間戳、輔助信標(biāo)間隔、以及基本服務(wù)集標(biāo)識符。類似 于全信標(biāo)信號，輔助信標(biāo)包含來自服務(wù)接入點(diǎn)的時序和同步信息，但 是省略了包含在全信標(biāo)內(nèi)的潛在冗長的TIM和其它信息。因為輔助信 標(biāo)比全信標(biāo)短，因而輔助信標(biāo)的發(fā)送和接收降低了網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)荷，并且可比全信標(biāo)更頻繁地傳送輔助信標(biāo)。輔助信標(biāo)允許無線站執(zhí)行更頻 繁的信號質(zhì)量測量，從而在當(dāng)前關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)信號變?nèi)鯐r，如在無線 站從一個接入點(diǎn)的服務(wù)區(qū)移動到另一個時所發(fā)生的，它們可以重新加 入鄰近接入點(diǎn)。
無線站可通過產(chǎn)生并執(zhí)行增強(qiáng)被動掃描進(jìn)程來減小其功耗，該進(jìn)
程基于從存儲在它的站點(diǎn)時序表(STT)中的信標(biāo)信號接收到的時序信 息。該STT具有站點(diǎn)時序表條目，其與無線站最近已從其接收了信號 的每個服務(wù)接入點(diǎn)和任何鄰近接入點(diǎn)相應(yīng)。該無線站使用無線站內(nèi)的 無線發(fā)射機(jī)/接收機(jī)從所選信道接收信標(biāo)信號，然后基于從接收到的信 標(biāo)收集到的傳輸測量，例如接收到的信號強(qiáng)度指示符(RSSI)及其它 接入點(diǎn)信息，選擇并連接接入點(diǎn)作為服務(wù)接入點(diǎn)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，包括WLAN無線子系統(tǒng)的無線站 的示意框圖200。無線站210包括主機(jī)(host)處理器250， WLAN集 成電路270，和WLAN無線模塊292。
主機(jī)處理器250可以是分離或嵌入的處理器，用于控制無線站210 中功能的執(zhí)行。在功能的一個例子中，主機(jī)處理器250根據(jù)存儲在存 儲器256中用于掃描的計算機(jī)程序代碼驅(qū)動WLAN集成電路270。該 代碼的一部分，WLANIC驅(qū)動器260，相應(yīng)驅(qū)動WLAN集成電路270 執(zhí)行信標(biāo)處理功能262，并執(zhí)行例如掃描功能264的其它功能。無線站 210接收的信標(biāo)可由信標(biāo)處理功能262處理，其處理結(jié)果存儲在站點(diǎn)時 序表或存儲器256內(nèi)的數(shù)據(jù)庫中。
由主機(jī)處理器256運(yùn)行作為WLAN IC驅(qū)動器260的一部分的調(diào)度 器266基于存儲在存儲器256中的站點(diǎn)時序表條目產(chǎn)生調(diào)度。在一個 實(shí)施例中，對于該站點(diǎn)時序表中的每個站點(diǎn)時序表條目，該調(diào)度包括 信道號碼、目標(biāo)掃描開始時間、和最大信道掃描時間。掃描開始定時 器268可用于存儲與目標(biāo)信標(biāo)傳輸時間相應(yīng)的定時器值。該定時器可位于內(nèi)部寄存器、內(nèi)部存儲器、外部存儲器、或其它合適的存儲器位 置中。
主機(jī)處理器250根據(jù)合適的協(xié)議，使用例如16位通用從接口或其 它合適的接口，如USB、串行接口、 RS232接口、并行接口、或存儲 器映射接口，與WLAN集成電路270接口連接。
例如，WLAN集成電路270可以是德州儀器公司生產(chǎn)的 TNETW1220或TNETW1230集成電路，并包括嵌入的中央處理單元 (CPU) 272，其控制執(zhí)行的功能，例如WLAN集成電路270和主機(jī)處 理器250之間的基帶處理和接口功能。例如，幀處理模塊274可接收 信標(biāo)，并將結(jié)果存儲在存儲器276中。存儲器276可用于緩存信標(biāo)和 其它接收的數(shù)據(jù)。掃描處理模塊278可從WLAN IC驅(qū)動器260接收指 令以執(zhí)行掃描處理。掃描調(diào)度處理模塊280將來自當(dāng)前關(guān)聯(lián)的或服務(wù) 的接入點(diǎn)的時序同步功能(TSF)定時器信息存儲到本地TSF定時器 282中。功率管理處理模塊284通過設(shè)定低功率定時器286確定何時進(jìn) 入低功率模式，進(jìn)入低功率模式，并且當(dāng)?shù)凸β识〞r器286終止時喚 醒。無線控制模塊288接收信道號碼，并根據(jù)直到最大信道掃描時間 的目標(biāo)掃描開始時間調(diào)諧無線模塊292?？梢酝ㄟ^無線控制模塊288相 應(yīng)于計算的掃描時間而設(shè)定信道掃描定時器290以接收信標(biāo)。當(dāng)接收 到信標(biāo)時，無線控制模塊288可指示無線模塊292掃描另一信道。使 用一對分集化的天線293和294發(fā)送和接收無線傳輸。
主機(jī)處理器250根據(jù)WLAN集成電路270和無線模塊292，使用 WLANIC驅(qū)動器260執(zhí)行掃描。在一個例子中，驅(qū)動器使用信道列表 向駐留在WLAN集成電路270中的固件發(fā)送掃描命令。該固件將無線 模塊292調(diào)諧到所選的信道。該固件使用最大時間編程信道掃描定時 器290來在所選信道上進(jìn)行掃描。根據(jù)本發(fā)明，無線模塊292根據(jù)操 作模式監(jiān)聽信標(biāo)直到接收到信標(biāo)或時間終止。當(dāng)接收到信標(biāo)時，該固 件向驅(qū)動器發(fā)送信標(biāo)信息。驅(qū)動器然后將接收到的信標(biāo)信息中的接入點(diǎn)標(biāo)識符與期望信標(biāo)的標(biāo)識符進(jìn)行比較。如果接收到的標(biāo)識符與接收 到的信標(biāo)的標(biāo)識符匹配，則驅(qū)動器記錄接入點(diǎn)站點(diǎn)時序信息。如果接 收到的信標(biāo)標(biāo)識符與期望的信標(biāo)標(biāo)識符不一致，則丟棄該信標(biāo)信息。 根據(jù)當(dāng)前的操作模式，無線模塊可繼續(xù)在當(dāng)前信道上掃描以接收其它 信標(biāo)，直到最大掃描時間定時器終止為止。列表中的每個信道被輪流 掃描，并從可用的接入點(diǎn)中選擇接入點(diǎn)。每個信道可在不同的時間掃 描，無線站可以將在除當(dāng)前關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)的信道之外的信道上的掃描 抑制較長的時間周期。
驅(qū)動器可動態(tài)改變用于每個信道的信道掃描定時器2卯的值，從
而提高掃描性能?？墒褂脕碜允褂眯艠?biāo)從每個接入點(diǎn)接收到的TSF定 時器和存儲在無線站210中的本地TSF定時器282中的本地TSF時間 或本地臺時戳的時序信息，來計算信道掃描時間的量。該計算可考慮 信標(biāo)信號中的抖動。為了得到接入點(diǎn)，如果當(dāng)前沒有一個關(guān)聯(lián)，則驅(qū) 動器可通過啟動激活掃描來開始檢測接入點(diǎn)。如果接入點(diǎn)在附近，激 活掃描的結(jié)果是填充站點(diǎn)時序表，該時序表包括信道號碼、BSSID、接 入點(diǎn)時戳(來自AP的TSF定時器)和本地臺時戳。激活掃描包括無 線站在信道上發(fā)送請求，以及等候一段時間以査看是否有任何接入點(diǎn) 響應(yīng)。在完成了激活掃描之后，無線站可選擇要加入的接入點(diǎn)。然后 在由于信號質(zhì)量的改變當(dāng)前的加入需要改變到另一接入點(diǎn)的情況下， 驅(qū)動器可以啟動以鄰近接入點(diǎn)掃描速率的掃描以追蹤?quán)徑慕尤朦c(diǎn)。
驅(qū)動器讀取時戳值以計算用于掃描的時間長度，從而從站點(diǎn)時序 表內(nèi)的第一接入點(diǎn)接收信標(biāo)，然后命令固件執(zhí)行掃描。接收機(jī)從范圍 內(nèi)的接入點(diǎn)接收由WLANIC270傳遞給其的信標(biāo)。通常，驅(qū)動器以這 種方式進(jìn)行直到已經(jīng)掃描了所有接入點(diǎn)站點(diǎn)時序表條目為止。當(dāng)接收 到信標(biāo)時，在該站點(diǎn)時序表內(nèi)更新時序信息。
為了執(zhí)行被動掃描，驅(qū)動器編程掃描開始定時器268。當(dāng)掃描開 始定時器268終止時，驅(qū)動器產(chǎn)生并向固件發(fā)送掃描命令。在一個示例性的掃描命令中，驅(qū)動器發(fā)送掃描的接入點(diǎn)數(shù)目、對于該數(shù)目的掃 描接入點(diǎn)的掃描時間表、要掃描的接入點(diǎn)的信道數(shù)目、本地TSF定時 器單元內(nèi)的接入點(diǎn)掃描開始時間、以及監(jiān)聽信標(biāo)的最大掃描時間。驅(qū)
動器以鄰近接入點(diǎn)的期望信標(biāo)接收時間的時間先后順序來發(fā)出掃描命 令。
對于無線站210范圍內(nèi)的每一個接入點(diǎn)，該固件計算在接入點(diǎn)掃
描開始時間之前的時間余量。如果存在足夠的時間進(jìn)入低功率模式，
則固件編程低功率定時器286。固件進(jìn)入低功率模式直到低功率定時器 286終止，然后退出低功率模式。根據(jù)本發(fā)明，固件將無線模塊292調(diào) 諧到所選的信道，編程接入點(diǎn)信道掃描定時器290,并根據(jù)當(dāng)前的操作 模式監(jiān)聽信標(biāo)直到信道掃描定時器290到時或接收到信標(biāo)為止。當(dāng)掃 描進(jìn)行時，固件緩存接收到的信標(biāo)或多個信標(biāo)，并可向指示掃描完成 的驅(qū)動器發(fā)送未經(jīng)請求的(unsolicited)信息消息。在掃描了所有接入 點(diǎn)之后，驅(qū)動器接收緩存的信標(biāo)或多個信標(biāo)用于解析和處理。驅(qū)動器 然后使用接收到的信息更新站點(diǎn)時序表，選擇合適的接入點(diǎn)，并使用 直到下一掃描的剩余時間編程掃描開始定時器268。
當(dāng)執(zhí)行掃描時，驅(qū)動器可接收用于傳輸?shù)姆纸M。在這種情況下， 驅(qū)動器確定分組類型。對于語音分組，驅(qū)動器向該固件傳送該分組以 用于傳輸。固件在整個語音幀交換序列期間暫停掃描。在完成了該序 列之后，固件恢復(fù)掃描。當(dāng)由于重傳延長了語音幀交換序列時，固件 不能夠恢復(fù)下一鄰近接入點(diǎn)的掃描。對于數(shù)據(jù)分組，驅(qū)動器可保持低 優(yōu)先級的分組，直到從固件接收到指示掃描完成的未經(jīng)請求的信息消 息為止。當(dāng)從驅(qū)動器接收到高優(yōu)先級數(shù)據(jù)分組時，固件可中斷掃描并 發(fā)送該分組。在固件中斷了掃描的情況中，驅(qū)動器可確定哪一個鄰近 接入點(diǎn)沒有被掃描并重新調(diào)度掃描。
當(dāng)無線站正掃描接入點(diǎn)信標(biāo)時，其在與該接入點(diǎn)關(guān)聯(lián)的特定信道 上在其期望發(fā)送信標(biāo)的時刻進(jìn)行掃描。但是，由于可能在一個信道上存在多個接入點(diǎn)在傳送，例如當(dāng)兩個不同組織已經(jīng)在彼此的傳輸范圍
內(nèi)建立了 WLAN時，無線站接收到的信標(biāo)可能不是來自期望接入點(diǎn)， 并且可能來自非網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。主機(jī)處理器可通過將接收到的信標(biāo)中的 接入點(diǎn)標(biāo)識符與已知與期望的接入點(diǎn)關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)標(biāo)識符進(jìn)行比較， 來確定接收到的信標(biāo)是否來自期望的接入點(diǎn)。BSSID是可用在該比較 中的接入點(diǎn)標(biāo)識符的類型。根據(jù)本發(fā)明，可以兩種方式中的一種執(zhí)行 省電操作?？稍诔晒邮招艠?biāo)并向主機(jī)處理器傳遞了該信標(biāo)信息之后 立即關(guān)閉WLAN無線子系統(tǒng)，該WLAN無線子系統(tǒng)包括WLAN IC和 WLAN無線模塊。但是，在主機(jī)處理器確定接收到的信標(biāo)不是來自期 望接入點(diǎn)的時間前，WLAN無線子系統(tǒng)可能已經(jīng)在處于低功率模式的 過程中了，并且無線站可能會錯過期望的信標(biāo)。為了繼續(xù)便于低功率 操作和接收期望信標(biāo)，如與該掃描并中斷過程相反的，主機(jī)處理器更 新站點(diǎn)時序表以指示對于特定接入點(diǎn)掃描的時間，以在下一個發(fā)生掃 描接入點(diǎn)的信標(biāo)時使用定時的窗口程序。當(dāng)定時器再次指示掃描接入 點(diǎn)的時間時，WLAN無線子系統(tǒng)將在一時間周期內(nèi)接收信道上的所有 傳輸，并向主機(jī)處理器傳遞所有信息?？赡艿?，在非網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)也在該 信道上被傳送之后將即接收期望信標(biāo)。
現(xiàn)在參考圖3 — 6，其分別示出了一系列信標(biāo)時序圖300、 400、 500 和600，其示出了一系列信標(biāo)傳輸。該信標(biāo)是周期性的，因而在每個圖 上多次重復(fù)示出。存在期望信標(biāo)302，以及非期望信標(biāo)304。兩個信標(biāo) 在相同的WLAN信道上傳送。該期望信標(biāo)是無線站期望從歸屬網(wǎng)絡(luò)接 入點(diǎn)接收到的信標(biāo)，所述接入點(diǎn)例如無線站當(dāng)前與之關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)， 或者無線站可漫游到其的鄰近接入點(diǎn)。非期望信標(biāo)304是來自無線站 當(dāng)前不感興趣的另一個接入點(diǎn)的信標(biāo)。例如，非期望的信標(biāo)可由非網(wǎng) 絡(luò)接入點(diǎn)發(fā)送。"由非網(wǎng)絡(luò)"它指的是該接入點(diǎn)支持無線站未與之關(guān) 聯(lián)并且沒有被授權(quán)使用的網(wǎng)絡(luò)。在圖3中，期望信標(biāo)302被示為稍微 在非期望信標(biāo)304之前。無線站在目標(biāo)發(fā)送時刻喚醒WLAN無線子系 統(tǒng)，這發(fā)生在期望信標(biāo)被發(fā)送之前一點(diǎn)，并接收該期望信標(biāo)。 一接收 到期望信標(biāo)，WLAN驅(qū)動器就立即關(guān)閉WLAN無線子系統(tǒng)，直到要接收下一信標(biāo)或者必須進(jìn)行某些其它行為時為止。因此，在圖3中，無
線站不會接收非期望信標(biāo)304。
但是在圖4中，由于接入點(diǎn)定時器容差的差異，在時間上，非期 望信標(biāo)304己經(jīng)漂移到期望信標(biāo)302之前。在WLAN無線子系統(tǒng)喚醒 的情況中，其可能接收非期望信標(biāo)304，然后關(guān)閉，錯過了期望信標(biāo) 302。當(dāng)這發(fā)生時，主機(jī)將在該信道上接收信標(biāo)的過程重置到定時窗口 掃描過程，其包括在目標(biāo)信標(biāo)時間之后簡單地將WLAN無線子系統(tǒng)開 啟(cm) —段時間，并接收該信道上的所有傳輸。掃描過程中的改變 在下一掃描時刻有效。當(dāng)下一掃描時刻發(fā)生時，主機(jī)解析數(shù)據(jù)，并丟 棄非期望信標(biāo)和除期望信標(biāo)之外的數(shù)據(jù)。
在圖5中，定時窗口過程用于接收信道上的信標(biāo)傳輸。在使用" 掃描和關(guān)閉"過程未能接收到期望信標(biāo)之后，無線站切換到在該掃描 和關(guān)于過程失敗之后的用于下一掃描的定時窗口過程。定時窗口 502 表示無線站保持WLAN無線子系統(tǒng)啟用的時間周期。因而，盡管首先 接收到非期望信標(biāo)304，在該窗口內(nèi)也接收到了期望信標(biāo)。丟棄除該期 望信標(biāo)之外接收到的數(shù)據(jù)。當(dāng)使用該定時窗口程序時，主機(jī)檢查以查 看該期望信標(biāo)是否是接收到的第一個信標(biāo)，如果是，返回使用用于在 該信道上下一信標(biāo)接收的"掃描和關(guān)閉"過程。
圖6示出了具有非期望信標(biāo)304和期望信標(biāo)302相同的信道，但 是是在自圖5的狀態(tài)發(fā)生經(jīng)過一段時間之后。在圖3_6的進(jìn)程中可以 看到，發(fā)送非期望信標(biāo)的接入點(diǎn)定時器稍微快于傳送期望信標(biāo)的接入 點(diǎn)定時器。因而，非期望信標(biāo)出現(xiàn)隨著時間變化"滑過"期望信標(biāo)。 最初，無線站使用圖3中的"掃描和關(guān)閉"過程，但當(dāng)在信道中非期 望信標(biāo)開始出現(xiàn)在期望信標(biāo)之前時，如圖4中所示，無線站改變到圖5 所示的定時窗口過程。在圖6中，非期望信標(biāo)和期望信標(biāo)間的時間差 已經(jīng)增大，以至于在該定時窗口內(nèi)不再接收到非期望信標(biāo)，并因此在 無線站喚醒WLAN無線子系統(tǒng)之后首先接收到期望信標(biāo)。當(dāng)主機(jī)處理器確定期望信標(biāo)首先被接收時，其再次切換到用于接收信道中的信標(biāo) 的"掃描和關(guān)閉"方法，開始下一信標(biāo)接收周期。
現(xiàn)在參考圖7，其示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例掃描信標(biāo)的方法的流
程圖700。圖7中示例的方法表示了在本發(fā)明的實(shí)施例中WLAN無線 子系統(tǒng)如何操作，并且其特別示出了該固件操作的實(shí)施例。在開始702， 無線站上電，但WLAN無線子系統(tǒng)處在低功率或休眠模式。主機(jī)處理 器維護(hù)時序器以確定何時下一目標(biāo)信標(biāo)時間發(fā)生。當(dāng)目標(biāo)信標(biāo)時間到 來時，WLAN無線子系統(tǒng)被上電，并被給以包括將用于接收的無線模 塊調(diào)諧到哪個信道的指令(704)。無線模塊然后接收信標(biāo)(706)。 在接收信標(biāo)之后可檢查用于信道掃描過程的當(dāng)前設(shè)定(708)。如果當(dāng) 前的信道掃描過程是"掃描和關(guān)閉"，則WLAN無線子系統(tǒng)將信標(biāo)數(shù) 據(jù)傳遞給主機(jī)(726)，并且WLAN無線子系統(tǒng)被掉電(powerdown) 到低功率或休眠狀態(tài)(722)。該方法然后終止(716)，并且主機(jī)處 理器分析結(jié)果。如果當(dāng)前模式不是"掃描和關(guān)閉"(708)，則WLAN 無線子系統(tǒng)繼續(xù)接收(724)直到定時窗口結(jié)束為止，然后將結(jié)果傳遞 給主機(jī)處理器(726)并進(jìn)入到休眠(722)，終止該方法(716)。
現(xiàn)在參考圖8，其示出了掃描信標(biāo)的方法的流程圖800，其中主機(jī) 處理器分析由WLAN無線子系統(tǒng)執(zhí)行的掃描的結(jié)果。在開始(802)， WLAN無線子系統(tǒng)固件已經(jīng)將其掃描結(jié)果傳遞給了主機(jī)處理器。主機(jī) 處理器然后確定該WLAN無線子系統(tǒng)所使用的掃描模式(804)。對 于掃描和停止以及定時窗口掃描過程，主機(jī)處理器檢查這些結(jié)果以尋 找期望接入點(diǎn)標(biāo)識符，例如接入點(diǎn)BSSID (806、 820)。如果使用的 掃描過程不是定時窗口過程，意味著其是掃描和停止過程，主機(jī)處理 器確定該期望信標(biāo)是否是在可能已經(jīng)接收的任何其它信標(biāo)之前接收到 的(808)。如果是，則主機(jī)處理將掃描過程保持為掃描和停止(810)。 如果沒有接收到期望信標(biāo)，或者如果期望信標(biāo)不是首先接收的，則搜 索這些結(jié)果以尋找相同信道上的任何信標(biāo)來作為期望接入點(diǎn)(814)。 如果在相同信道上發(fā)現(xiàn)非期望信標(biāo)來作為期望接入點(diǎn)，則當(dāng)前的掃描過程改變到定時窗口過程(818)，并且該方法終止(812)，否則， 繼續(xù)掃描和停止過程(810)，然后該方法終止(812)。
如果在啟動該方法之后并且當(dāng)前的掃描過程是定時窗口過程 (804)，則主機(jī)處理器搜索掃描結(jié)果(820)。如果期望的接入點(diǎn)的 信標(biāo)位于首先接收到的信標(biāo)(822)是期望接入點(diǎn)的信標(biāo)這樣的結(jié)果之 內(nèi)，則掃描過程被設(shè)定為掃描和停止以用于下一掃描周期(824)。否 則主機(jī)確定該信道上是否存在任何其它信標(biāo)(814、 816)，并且如果 沒有發(fā)現(xiàn)信標(biāo)，則將掃描過程設(shè)定為掃描和停止(810)，或者如果在 該信道上發(fā)現(xiàn)了其它信標(biāo)，則維持定時窗口過程(818)，該方法結(jié)束 (812)。
現(xiàn)在參考圖9，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的掃描信標(biāo)的方法 的流程圖900。圖9中示例的方法表示了在本發(fā)明的一個實(shí)施例中 WLAN無線子系統(tǒng)是如何操作的，并且其特別示出了根據(jù)增強(qiáng)型固件 設(shè)計的固件操作的實(shí)施例。在開始902，無線站上電，但是WLAN無 線子系統(tǒng)處于低功率或休眠模式。主機(jī)處理器維護(hù)定時器以確定何時 下一目標(biāo)信標(biāo)時間發(fā)生。當(dāng)下一目標(biāo)信標(biāo)時間到來時，WLAN無線子 系統(tǒng)功率增強(qiáng)，并被給以包括將無線模塊調(diào)諧到哪個信道以用于接收 的指令(904)。然后該無線模塊接收信標(biāo)并將信標(biāo)數(shù)據(jù)傳遞給主機(jī)處 理器(906)?？稍诮邮招艠?biāo)之后檢查對于信道掃描過程的當(dāng)前設(shè)定 (908)。如果當(dāng)前的信道掃描過程是"掃描和關(guān)閉"，則在WLAN 無線子系統(tǒng)將信標(biāo)數(shù)據(jù)傳遞給主機(jī)之后， 一部分WLAN無線子系統(tǒng)功 率降低進(jìn)入低功率或休眠狀態(tài)(910)。然后該固件檢查接收到的信標(biāo) 的接入點(diǎn)標(biāo)識符(912) d如果接收到的信標(biāo)不是來自期望的接入點(diǎn)， 則將用于下一信標(biāo)掃描周期的掃描過程設(shè)定為定時窗口過程(914)。 如果確定該接收到的信標(biāo)來自期望接入點(diǎn)，則該方法終止(916)。
如果當(dāng)前的掃描過程不是掃描和停止(908)，則WLAN無線子 系統(tǒng)檢查接入點(diǎn)標(biāo)識符以查看接收到的信標(biāo)是否來自期望的接入點(diǎn)(918)。如果接收到的信標(biāo)來自期望的接入點(diǎn)，則下一周期的掃描過
程被設(shè)定為掃描和停止(920)，在定時窗口掃描周期終止后將WLAN 無線子系統(tǒng)置于低功率模式(922)，并且該方法結(jié)束。如果當(dāng)前掃描 周期第一個接收到的信標(biāo)不是來自期望的接入點(diǎn)(918)，則WLAN 無線子系統(tǒng)繼續(xù)掃描，直到定時窗口掃描周期終止(924)為止，接收 到的數(shù)據(jù)，如果存在，則傳遞給主機(jī)處理器(926)，將WLAN無線 子系統(tǒng)置于低功率模式(922)，該方法結(jié)束(916)。
因此，在當(dāng)信道中不存在干擾接入點(diǎn)信標(biāo)時，本發(fā)明在信道掃描 過程之間仲裁以優(yōu)化功率節(jié)省操作，并仍允許無線站在信道中存在干 擾信標(biāo)時接收期望信標(biāo)。本發(fā)明提供了一種通過無線站掃描來自無線 局域網(wǎng)(WLAN)接入點(diǎn)的信標(biāo)傳輸?shù)姆椒?。該方法可使?掃描和 關(guān)閉"過程或定時窗口過程開始。該"掃描和關(guān)閉"過程包括在目標(biāo) 信標(biāo)時間喚醒無線站的WLAN無線子系統(tǒng)，并在當(dāng)前關(guān)聯(lián)的信道上接 收信標(biāo)。信標(biāo)傳輸包括信標(biāo)數(shù)據(jù)，例如接收的接入點(diǎn)標(biāo)識符。WLAN 無線子系統(tǒng)將信標(biāo)數(shù)據(jù)傳遞給無線站的主機(jī)處理器，其在接收信標(biāo)并 將信標(biāo)數(shù)據(jù)傳遞給主機(jī)處理器之后立即將WLAN無線子系統(tǒng)置于低功 率狀態(tài)。在預(yù)選的時間段，定時窗口過程將WLAN無線子系統(tǒng)維持在 激活狀態(tài)，接收信道上的所有數(shù)據(jù)。在該定時窗口期間，所有信標(biāo)數(shù) 據(jù)被傳遞給主機(jī)處理器。在兩個信道掃描過程下該主機(jī)處理器都將接 收到的接入點(diǎn)標(biāo)識符與當(dāng)前關(guān)聯(lián)或期望的接入點(diǎn)標(biāo)識符進(jìn)行比較。如 果接收到的接入點(diǎn)標(biāo)識符與當(dāng)前關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)標(biāo)識符相同，且當(dāng)前的 信道掃描過程是掃描和中斷，則該方法繼續(xù)使用掃描和中斷過程。如 果當(dāng)前的信道掃描過程是定時窗口過程，且第一個接收到的信標(biāo)是期 望信標(biāo)，則無線站將信道掃描過程改變到"掃描和關(guān)閉"過程以用于 下一信標(biāo)周期。如果接收的接入點(diǎn)標(biāo)識符與當(dāng)前關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)標(biāo)識符 不同，且當(dāng)前的信道掃描過程是"掃描和關(guān)閉"，則無線站丟棄該信 標(biāo)數(shù)據(jù)，并使用定時窗口掃描過程來接收下一信標(biāo)傳輸。如果當(dāng)前的 信道掃描過程是定時窗口過程，且第一個接收到的信標(biāo)不是期望信標(biāo)， 則無線站繼續(xù)使用該信道的定時窗口過程。雖然優(yōu)選地示出了在此公開的本發(fā)明的實(shí)施例，但可以進(jìn)行各種 改變和修改而不超出本發(fā)明精神和范圍。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要 求表示，且落在等價的意義和范圍內(nèi)的所有改變皆被包含在此。
權(quán)利要求
1. 一種由無線站掃描來自無線局域網(wǎng)(WLAN)接入點(diǎn)的信標(biāo)傳輸?shù)姆椒?，包括?zhí)行“掃描和關(guān)閉”過程，包括在目標(biāo)信標(biāo)時間喚醒該無線站的WLAN無線子系統(tǒng)；在當(dāng)前關(guān)聯(lián)的信道上接收信標(biāo)，該信標(biāo)傳輸包括信標(biāo)數(shù)據(jù)，該信標(biāo)數(shù)據(jù)包括接收的接入點(diǎn)標(biāo)識符；將該信標(biāo)數(shù)據(jù)傳遞給該無線站的主機(jī)處理器；在接收和傳遞之后立即將該WLAN無線子系統(tǒng)置于低功率狀態(tài)；由主機(jī)處理器將接收的接入點(diǎn)標(biāo)識符和當(dāng)前關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)標(biāo)識符進(jìn)行比較；如果接收的接入點(diǎn)標(biāo)識符和當(dāng)前關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)標(biāo)識符相同，則繼續(xù)該掃描和關(guān)閉過程以接收下一信標(biāo)傳輸；及如果接收的接入點(diǎn)標(biāo)識符和當(dāng)前關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)標(biāo)識符不同，則丟棄該信標(biāo)數(shù)據(jù)，并使用定時窗口掃描過程以接收下一信標(biāo)傳輸。
2. 如權(quán)利要求l所述的掃描信標(biāo)傳輸?shù)姆椒?，其中接收信?biāo)數(shù)據(jù) 包括接收作為該接入點(diǎn)標(biāo)識符的基本服務(wù)集標(biāo)識符。
3. 如權(quán)利要求l所述的掃描信標(biāo)傳輸?shù)姆椒?，其中接收信?biāo)傳輸 包括接收全信標(biāo)。
4. 如權(quán)利要求3所述的掃描信標(biāo)傳輸?shù)姆椒?，其中接收全信?biāo)包 括以基本100毫秒的間隔接收全信標(biāo)。
5. 如權(quán)利要求l所述的掃描信標(biāo)傳輸?shù)姆椒?，其中接收信?biāo)傳輸包括接收輔助信標(biāo)，該輔助信標(biāo)具有比全信標(biāo)少的信標(biāo)數(shù)據(jù)。
6. 如權(quán)利要求l所述的掃描信標(biāo)傳輸?shù)姆椒?，其中使用在先前接收的信?biāo)中接收到的時序信息來執(zhí)行在目標(biāo)信標(biāo)時刻喚醒WLAN無線 子系統(tǒng)。
7. —種由無線站掃描來自無線局域網(wǎng)(WLAN)接入點(diǎn)的信標(biāo)傳 輸?shù)姆椒?，包括?zhí)行定時窗口掃描過程，包括-在目標(biāo)信標(biāo)時間喚醒該無線站的WLAN無線子系統(tǒng)； 在當(dāng)前關(guān)聯(lián)的信道上接收第一信標(biāo)和第二信標(biāo)，該第一信標(biāo)和第 二信標(biāo)包括信標(biāo)數(shù)據(jù)，該信標(biāo)數(shù)據(jù)包括接收的接入點(diǎn)標(biāo)識符； 將該信標(biāo)數(shù)據(jù)傳遞給該無線站的主機(jī)處理器； 在該定時窗口間隔結(jié)束之后將WLAN無線子系統(tǒng)置于低功率狀態(tài)；由主機(jī)處理器將接收的第一信標(biāo)的接入點(diǎn)標(biāo)識符和當(dāng)前關(guān)聯(lián)的接 入點(diǎn)標(biāo)識符進(jìn)行比較；如果接收的第一信標(biāo)的接入點(diǎn)標(biāo)識符和當(dāng)前關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)標(biāo)識符 相同，則使用"掃描和關(guān)閉"過程以接收下一信標(biāo)傳輸；及如果接收的第一信標(biāo)的接入點(diǎn)標(biāo)識符和當(dāng)前關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)標(biāo)識符 不同，則丟棄該信標(biāo)數(shù)據(jù)，并使用該定時窗口過程來接收下一信標(biāo)傳 輸。
8. 如權(quán)利要求7所述的掃描信標(biāo)傳輸?shù)姆椒ǎ渲薪邮招艠?biāo)數(shù)據(jù) 包括接收作為接入點(diǎn)標(biāo)識符的基本服務(wù)集標(biāo)識符。
9. 如權(quán)利要求7所述的掃描信標(biāo)傳輸?shù)姆椒?，其中接收第一信?biāo) 傳輸包括接收全信標(biāo)。
10. 如權(quán)利要求9所述的掃描信標(biāo)傳輸?shù)姆椒?，其中接收全信?biāo) 包括以基本100毫秒的間隔接收該全信標(biāo)。
11. 如權(quán)利要求7所述的掃描信標(biāo)傳輸?shù)姆椒?，其中接收第一信?biāo)傳輸包括接收輔助信標(biāo)，該輔助信標(biāo)具有比全信標(biāo)少的信標(biāo)數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求7所述的掃描信標(biāo)傳輸?shù)姆椒?，其中使用在先?接收到的信標(biāo)中接收的時序信息來執(zhí)行在該目標(biāo)信標(biāo)時間喚醒該WLAN無線子系統(tǒng)。
全文摘要
無線站(114)位于在相同信道上傳輸?shù)囊粋€以上接入點(diǎn)(120、124)的范圍內(nèi)。該無線站與一個接入點(diǎn)關(guān)聯(lián)并且不與其它的關(guān)聯(lián)。因而該無線站會在該信道上接收到非期望信標(biāo)(304)和期望信標(biāo)(302)。為了優(yōu)化省電操作，該無線站根據(jù)期望信標(biāo)是否是在目標(biāo)信標(biāo)時間從低功率狀態(tài)喚醒之后第一個接收到的信標(biāo)，來在“掃描和關(guān)閉”掃描過程(708)和定時窗口信道掃描過程(724)間進(jìn)行仲裁。
文檔編號H04W52/02GK101444130SQ200580036738
公開日2009年5月27日 申請日期2005年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月26日
發(fā)明者布賴恩·K·史密斯, 蘇哈斯·米特拉 申請人:摩托羅拉公司