用於在無線lan內尋呼移動終端的方法和設備的製作方法
2023-10-09 13:20:49
專利名稱：用於在無線lan內尋呼移動終端的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於在無線LAN內提供尋呼能力的設備和方法，允許基站或接入點向當前未與該基站相關或者未連接到該基站的移動終端發送尋呼消息。
背景技術：
近來，已經研發了可結合現有網絡使用的諸如IEEE 802.11或ETSI Hiperlan 2的無線LAN技術，以提供各種服務，所述現有網絡包括行動網路，即3G或2G。無線LAN服務提供更快數據速度的優點，通常比3G網絡提供的速度快大約10倍的量級，但是在覆蓋區域和可連接到基站的用戶數量方面相當受限制。可預見移動終端用戶一旦進入無線LAN的覆蓋區域就將從行動電話網絡轉換到無線LAN，而一旦離開無線LAN的覆蓋區域就轉換到行動電話網絡。為了便於由行動網路和無線LAN提供的服務之間的互連，希望無線LAN提供與從3G網絡中預期相同的服務。
諸如3G網絡的行動網路的一個這樣重要的特徵是尋呼移動終端的能力，即核心網絡尋呼當前未連接到接入網的移動終端的能力。行動網路基本上由無線電接入網絡和核心網絡構成。移動終端通過無線電接入網絡與核心網絡有關係。即，移動終端需要被連接到無線電接入網絡，以便與核心網絡通信。在不要求移動終端與核心網絡直接通信的周期期間，移動終端可以進入IDLE(空閒)模式，以節省無線電資源和節省功率。在這樣一種模式中，移動終端不與接入網絡連接。如果核心網絡需要與移動終端通信，則核心網絡請求無線電接入網絡尋呼移動終端。尋呼機制通常在移動終端和基站之間的無線電接口內實現。尋呼處理包括啟動從網絡到請求移動終端連接到無線電接入網絡的移動終端的下行鏈路廣播。移動終端確定下行鏈路廣播的存在，並在響應中建立與無線電接入網絡的連接，以便與核心網絡通信。以這種方式，移動終端並不需要永久地被連接到無線電接入網絡並因而消耗接入網絡的資源。
然而，這樣的尋呼能力在當前的無線LAN內的移動終端和基站之間並不可獲得，當前無線LAN例如是基於Hiperlan 2技術規範的無線LAN。在當前的無線LAN結構中，移動終端必需永久地被連接到基站或「接入點」，以便該移動終端檢測下行鏈路消息。然而，使移動終端永久地連接到接入點要求為那個移動終端提供資源。在Hiperlan 2網絡內，至接入點的連接要求為那個移動終端預留尋址的MAC ID。然而，可用於特定接入點的MAC ID地址的數量通常是有限的。在Hiperlan 2網絡內，地址數量限制到低於250。因此，如果希望被連接到特定接入點或通過特定接入點接收下行鏈路的移動終端的總數超過250，則可能在網絡資源的可用性方面引起問題。
包括Hiperlan 2的一些無線LAN配置可以允許移動終端進入SLEEP(睡眠)模式，其中移動終端進入低功率模式而不丟失數據。在這樣一種模式中，移動終端在與接入點協商的特定間隔上醒來，以檢查是否已經為該移動終端緩存任何待定(pending)消息。如果存在待定消息，則移動終端離開睡眠模式，並進入ACTIVE(激活)模式，以接收和處理待定消息。然而，睡眠模式並不適合於實現在基站和移動終端之間的尋呼機制，因為當檢查緩存消息時移動終端必需仍然連接到基站。移動終端依然由接入點視為被連接的設備，即使此時移動終端處於睡眠模式中。因此，必須為那個移動終端分配MAC ID，並且必須提供一些資源。這意味著可被連接或者可定期接收下行鏈路消息的移動終端的總數保持相同。
在接入點和移動終端之間實現尋呼機制的另一個潛在問題可能是移動終端從接入點實際斷開並定期地連接到接入點，以便利用相應會聚層檢查，從而確定下行鏈路消息是否在待定。然而，這要求移動終端在每次它與接入點連接時啟動相關處理程序，這消耗功率。此外，如果所有的移動終端都需要僅僅為了尋呼輪詢目的而定期地被相關，則該處理程序消耗無線電資源和MAC ID，但是此尋呼僅可以影響一個設備。
因此，需要一種設備和方法，用於在無線LAN內在接入點和移動終端之間實現尋呼機制，不需要移動終端被永久地連接到接入點或定期地與接入點相關聯。
發明內容
根據本發明的原理，提供一種設備和方法，用於在接入點和未與該接入點相關聯或相連接的移動終端之間實現尋呼機制。
根據本發明，由接入點使用廣播信道和第二廣播信號的組合來發送尋呼請求，所述廣播信道利用每個無線電廣播、數據或幀來發送並表示尋呼請求的存在，所述第二廣播信道包括與該尋呼請求相關的實際數據。廣播信道信息或消息和第二廣播信道信息或消息可由移動終端在與該接入點不相關聯的同時接收到。第二廣播信道信息包括例如信源標識格式、目標標識格式、信元標識和目標標識。第二廣播信道信息可以是在需要時發送的傳送廣播控制消息的格式。第三廣播信道也可以包括在無線電幀內，它提供與數據幀內的第二廣播信道的位置有關的信息。
根據本發明，從接入點斷開關聯的移動終端被配置為檢查廣播信道，以確定尋呼請求的存在，如果需要的話定期檢查。如果指示尋呼請求的存在，則移動終端檢查第二廣播信道，以確定此尋呼請求是否預定給此移動終端。如果是的話，則該移動終端進入喚醒模式並與接入點相關，以便與核心網絡通信。在另一種實施例中，移動終端響應於尋呼請求的指示來檢查第三廣播信道，以接收第二廣播信道。
在示例性的實施例中，在符合Hiperlan 2技術規範的無線LAN內實現尋呼機制。具體而言，在BCCH消息內使用標誌來發送尋呼請求的指示，而RBCH承載該尋呼請求特定的數據。數據幀內的FCCH消息提供相關的RBCH消息在數據幀內的位置。相關的RBCH在LCH內傳送並包括各種信息，包括信元標識擴展格式、目標標識格式、信源標識擴展和目標標識。
將參考附圖來描述本發明，其中圖1圖示用於實現本發明的尋呼技術的包括多個無線LAN的通信系統的方框示意圖；圖2圖示根據Hiperlan 2技術規範的終端棧；圖3圖示根據Hiperlan 2技術規範的基本MAC幀；和圖4圖示根據本發明的適合於實現尋呼機制的RBCH消息的格式。
具體實施例方式
本發明提供一種設備和方法，用於在諸如無線LAN的接入網絡內並且尤其在根據ETSI/BRAN/HIPERLAN2規範的無線LAN內實現尋呼特徵。尋呼處理程序提供一種方法，用於移動終端在第一次連接之後從接入網絡被斷開連接，並通過上層實體依然被連接到該網絡。隨後，上層實體可以通過尋呼消息來請求該移動終端根據需要通過接入網絡啟動連接。
圖1圖示包括至少一個和優選地包括多個無線電接入網絡的通信系統10的方框示意圖，所述無線接入網絡示意地利用無線電接入網絡111和112表示。無線接入網絡111和112分別使至少一個移動終端用戶和優選地使多個用戶(例如用戶121、122和123)能夠接入諸如網際網路等的外部數據網絡14。在優選實施例中，每個用戶121使用膝上型計算機接入網絡111和112中的一個相應網絡，同時每個用戶122使用個人數據助理，並且每個用戶123使用諸如無線電話機的無線通信設備。其它的用戶可以使用其它類型的通信設備。
每個無線電接入網絡111和112包括至少一個和最好多個接入點(AP)，示意地利用AP 181-184圖示，每個移動終端用戶121、122和123通過AP接入每個接入網內的無線LAN 20。在所圖示的實施例中，諸如AP 181的每個AP包括無線收發信機(未圖示)，用於與每個用戶所使用的通信設備內的無線收發信機(未圖示)交換射頻信號。每個無線電接入網絡111和112內的每個AP 181-184使用至少一個公知的無線數據交換協議，例如Hiperlan 2無線電接口標準。
在與諸如無線電接入網絡111的無線電接入網絡內的無線LAN 20完成數據通信對話之後，諸如用戶123的移動用戶可選擇進入睡眠模式，以降低內部(即電池)資源的消耗，同時依然保持與其相關AP(即AP 183)的連接。儘管處於睡眠模式中，移動終端用戶123保持與無線電接入網絡內的AP 183相關，並消耗地址和其它資源，以使之保持被網絡所獲知。
根據本發明的原理，一旦完成數據通信對話，諸如用戶183的移動終端用戶可進入空閒模式，由此用戶降低其內部(電池)資源，並將其自身與其相應的AP(即AP 183)斷開關聯。這樣，一旦進入空閒模式，移動終端用戶183不再消耗AP 183內的地址，因而排除了AP跟蹤用戶的能力。一旦接收到目的地是當前處於空閒模式中的移動終端183的業務，則AP 183必須以某種方式啟動重新連接。
根據本發明的原理，提供一種技術，用於在諸如無線電接入網絡111和112的無線電接入網絡內實現尋呼能力，所述無線電接入網絡可使用Hiperlan 2無線電接口標準來通知斷開連接的移動用戶啟動與網絡的連接。例如，移動終端用戶可以缺少與無線電接入網絡的相關性，因為用戶已經進入上面描述的空閒模式。實際上，移動終端用戶可能缺少與無線電接入網絡的相關性，因為用戶從未具有與網絡的任何連接。
在圖2中圖示了在Hiperlan 2環境下的網絡棧，其中Hiperlan 2技術規範描述PHY和數據鏈路控制(「DLC」)層200和202以及核心網絡專用會聚層204。會聚層204向更高層提供服務，並提供與其的接口。會聚層是在網絡層和鏈路層之間的適配層。接入點內的會聚層實體可以將數據廣播給與移動終端對等的實體。若干會聚層可以與移動終端和接入點共存。PHY層200提供基本數據傳送功能。DLC層202提供差錯控制(EC)功能、媒體接入控制(MAC)功能和無線電鏈路控制(RLC)功能。
Hiperlan 2闡述由DLC層202管理的各個邏輯信道。下面是根據本發明的傳送通用信息並可用於傳送專用尋呼信息的廣播信道BCCH(廣播信道)此信道傳送與整個小區有關的通用信息，整個小區包括由接入點覆蓋的無線電空間；RBCH(無線電廣播信道)此信道用於傳送由RLC層生成的廣播控制消息。RLC是傳送與移動終端同接入點的連接有關的消息的DLC內的子層；和UBCH(用戶廣播信道)此信道用於從會聚層廣播數據，此會聚層是位於DLC層上面的實體。
在圖3中圖示了根據Hiperlan 2的MAC幀的格式。每個MAC幀300具有2毫秒的持續時間，並包括一系列階段(phase)。在每個幀300內在BC階段302期間發送BCCH信道。在DL階段304期間僅在必需時才發送RBCH。使用BCCH實現睡眠模式。移動終端根據與接入點協商的周期來規律性醒來，以檢查BCCH。如果接入點具有用於特定移動終端的待定消息，則在BCCH內設置專用標誌。要求移動終端檢查包含有關待定下行鏈路數據的指示的FCCH(幀控制信道)信道。FCCH信道包括與MAC幀的其餘部分有關的信息，並在BC階段302期間被發送。
儘管BCCH可用於觸發移動終端內的喚醒程序，但是並不希望在實現尋呼機制時使用BCCH。BCCH分組的大小是固定的，並且在大小上是非常有限的。此外，使用BCCH實現尋呼機制可以排除其在睡眠模式中的使用，並防止後向兼容性。
根據本發明的原理，在與BCCH消息相關的RBCH內傳送尋呼指示。RBCH是由DLC在傳送信道上映射的邏輯信道。兩個傳送信道即長信道(LCH)和簡訊道(SCH)可用於承載RBCH。LCH是54位元組長，而SCH是9位元組長。在本發明中，由於較大的大小，使用LCH來傳送尋呼消息。可以使用SCH來實現尋呼消息，但是由於有限的大小，尋呼消息可能需要被縮減或者在若干個消息周期上被發送。用於實現尋呼機制的LCH的格式在圖4中圖示。
LCH尋呼指示400承載下述信息。目標標識欄位420包括被尋呼的移動終端的標識。因為當移動終端未連接到接入點時使用尋呼機制，該設備的標識是由上層(會聚層)管理的標識。此標識可以是與移動終端相關的任意合適的唯一標識符，包括但是並不限於設備標識號、用戶號碼和URL。標識的格式在這一層上是已知的。這個欄位的解釋取決於信源標識。因為標識欄位418提供已經觸發尋呼程序的實體的標識。
LCH PDU類型欄位402、順序號欄位404、擴展類型欄位408、RLC LCH PDU類型欄位410和CRC欄位422代表LCH首部、RBCH邏輯信道首部和RLC首部。
擴展類型欄位408標識RLC消息是否是基本RLC協議的一部分或者是否是已經為家庭和商業環境定義的一些擴展的一部分。這個提議可結合在基本RLC和任意擴展內。潛在的新的擴展可以是公用網絡，因為一個將使用尋呼機制的應用是作為用於行動網路的接入網絡的Hiperlan 2。RLC LCH PDU類型欄位410包括為RLC ACF(關聯控制功能)預留的可用號碼。號碼列表可在Hiperlan 2技術規範內獲得。
信源標識格式欄位416和目標標識格式欄位417包括取決於會聚層的信息(信源標識CL ID欄位414)。這些欄位可以指示多個字節(從0至48)或者格式化相應地址的方式。根據在信源標識格式欄位416和目標標識格式欄位417內指定的格式編碼信源標識欄位418和目標標識欄位420。
現在描述用於實現尋呼程序的步驟。移動終端可以被尋呼，即使它從未與相應的接入點相關聯。移動終端周期性地喚醒，並檢查BCCH，以檢測是否存在RBCH信息。如果將要廣播尋呼請求，該接入點生成尋呼請求，並根據專有周期連續地重複此請求。如果在移動終端和接入點之間執行相關，則執行下述步驟。在相關處理過程期間，移動終端可以與接入點交換與移動終端性能有關的各種信息。相關階段還可以用於在移動終端和接入點之間協商尋呼組。尋呼組對應於在Hiperlan 2技術規範內定義的睡眠組。睡眠組的使用允許移動終端和接入點定義移動終端檢查BCCH之間的周期，換句話說，由移動終端檢查BCCH的周期性。一旦定義了睡眠組，則只要求移動終端在預定的間隔上檢查BCCH消息而不檢查每個BBCH消息，從而降低移動終端中的功耗。根據此終端的尋呼機制可以選擇地利用尋呼組技術來有益地減少該移動終端的功耗。一旦完成相關程序，移動終端可以明確或隱含地從接入點斷開，並開始根據協商的尋呼周期檢查BCCH消息。
當會聚層接收到尋呼移動終端的請求時，會聚層使用尋呼請求將一組所需信息傳送給DLC。在這一方面，接入點生成和發送BCCH消息，此消息帶有表示存在具有合適尋呼信息的RBCH的標記。接入點還生成並在數據幀內發送具有必需尋呼信息的RBCH消息。必需信息包括尋呼原因、信源標識CL ID、信源標識格式、目標標識格式、信源標識和目標標識。隨後，根據設置的尋呼組，接入點發送尋呼指示，直到移動終端試圖連接到該接入點。在停止尋呼程序之前嘗試的循環數量是接入點的配置參數。
響應於BCCH內的標記，移動終端檢查FCCH消息，以確定RBCH的傳送信道位置(時隙)。移動終端隨後獲取並解碼RLC LCH PDU類型欄位410，以確定是否存在尋呼指示。如果存在尋呼指示，則移動終端如下所述檢查其餘欄位檢查信源標識CL ID欄位414，以確定尋呼指示是否來自移動終端所支持的會聚層，如果是的話，則檢查目標標識420，以確定此尋呼消息是否預定給此移動終端，如果是的話，則檢查信源標識欄位418，以確定尋呼信源，以及隨後，此移動終端啟動相關程序，以建立或重新建立與接入點的連接。
在移動終端響應於尋呼指示而與接入點相關聯之後，接入點內的會聚層發送尋呼停止消息給DLC層，請求DLC停止廣播相關的尋呼請求消息。如果在預定的時間周期之後沒有來自移動終端的響應，則DLC可以向會聚層發送尋呼響應消息，表示尋呼試圖的失敗。
在越區切換的情況下，移動終端將連接點從一個接入點改變到另一個接入點。在這種情況下，移動終端可以啟動與新的接入點的相關程序，以協商尋呼周期。此後，可以在移動終端和新接入點之間使用尋呼機制。
上文描述了一種設備和一種方法，用於實現用於當前未與無線LAN內的接入點相關或者相連的移動終端的尋呼技術。因為不要求移動終端永久地連接到接入點，所以移動終端並不消耗接入點資源，例如MAC ID，並因而與不使用此設備和方法相比，潛在地允許更多數量的設備被連接到接入點。
本發明的各種修改和可替換實施例對於本領域的普通技術人員來說鑑於上述描述將是顯而易見的。因此，該說明書將僅僅是說明性的，並用於教導本領域的技術人員執行本發明的最佳模式的目的。在不脫離本發明的精神的情況下，可顯著地改變結構的細節，並保留落入權利要求書保護範圍內的所有修改的排他使用。
權利要求
1.一種用於尋呼與無線LAN內的接入點不相關的移動終端的方法，包括以下步驟從會聚層接收尋呼請求；在鏈路控制層生成包括表示尋呼請求存在的數據的廣播信道消息；在鏈路控制層生成具有代表尋呼請求的數據的第二廣播信道消息；和在數據幀內發送廣播信道消息和第二廣播信道消息。
2.根據權利要求1的方法，還包括以下步驟在鏈路控制層生成第三廣播信道消息，此第三廣播信道消息具有與數據幀的結構相關的數據和與第二廣播信道消息有關的信息，其中發送步驟包括在數據幀內發送廣播信道消息、第二廣播信道消息和第三廣播信道消息。
3.根據權利要求2的方法，其中第三廣播信道消息包括表示第二廣播信道在數據幀內的位置的數據。
4.根據權利要求2的方法，其中無線LAN包括符合Hiperlan 2技術規範的無線LAN，廣播信道消息對應於BCCH消息，第二廣播信道對應於RBCH消息，和第三廣播信道對應於FCCH消息。
5.根據權利要求4的方法，其中RBCH在LCH中傳送。
6.根據權利要求5的方法，其中RBCH包括目標標識格式欄位、目標標識欄位、信源標識擴展格式欄位和信源標識擴展欄位。
7.根據權利要求1的方法，還包括以下步驟與移動終端協商用於檢查廣播信道消息的周期間隔；和僅在對應於協商的周期間隔的間隔期間發送廣播信道消息和第二廣播信道消息。
8.根據權利要求7的方法，其中協商的周期間隔與多個尋呼組之中選定的一個尋呼組相關。
9.根據權利要求8的方法，其中第二廣播信道消息包括目標標識格式欄位、信源標識擴展格式欄位和信源標識擴展欄位。
10.一種網絡接入點，用於向當前未與該網絡接入點相關的移動終端發送尋呼請求，包括接收裝置，耦合到核心網絡，用於接收尋呼請求；鏈路控制層，用於生成具有表示尋呼請求存在的數據的第一廣播信道消息，該鏈路控制層也生成具有表示尋呼請求的數據的第二廣播信道消息；發送裝置，耦合到鏈路控制層，用於在數據幀內發送第一廣播信道消息和第二廣播信道消息。
11.根據權利要求10的網絡接入點，其中鏈路控制層生成具有表示第二廣播信道消息在數據幀內的位置的數據的第三廣播信道消息，並且發送裝置在數據幀內發送廣播信道、第二廣播信道和第三廣播信道。
12.根據權利要求11的網絡接入點，其中發送裝置根據Hiperlan 2發送數據幀，廣播信道消息對應於BCCH消息，第二廣播信道消息對應於RBCH消息，和第三廣播信道消息對應於FCCH消息。
13.根據權利要求12的網絡接入點，其中發送裝置在LCH中發送RBCH。
14.根據權利要求10的網絡接入點，其中發送裝置在利用目標設備的尋呼組定義的預定間隔期間發送尋呼請求。
15.一種用於控制當前與無線LAN內的接入點不相關的移動終端設備的方法，包括以下步驟在由接入點發送的廣播信道消息中檢查表示數據幀內的第二廣播信道消息的數據；響應於表示第二廣播信道消息的數據，檢測第二廣播信道消息，並確定該消息是否包括尋呼請求；確定該尋呼請求是否預定用於該移動終端設備；和啟動相關程序，以建立與接入點的連接，並發送對該尋呼請求的響應，以響應該尋呼請求預定用於該移動終端設備的確定。
16.根據權利要求15的方法，還包括以下步驟檢測具有表示第二廣播信道消息在數據幀內的位置的數據的第三廣播信道消息，並響應於第三廣播信道消息，獲取第二廣播信道消息。
17.根據權利要求16的方法，其中移動終端根據Hiperlan 2技術規範操作，和檢查步驟包括檢查BCCH消息，以及檢測步驟包括檢測RBCH消息和FCCH消息。
18.根據權利要求15的方法，還包括以下步驟與接入點相關，以協商尋呼組，該尋呼組與用於接收尋呼請求的預定周期間隔相關，並且此後與接入點不相關，而且僅在與該尋呼組相關的時間間隔期間檢查廣播信道消息。
全文摘要
一種設備和方法，用於在無線LAN內例如在根據Hiperlan2技術規範的無線LAN內實現尋呼機制，用於允許基站或接入點尋呼未與接入點相連接或相關聯的移動終端。該當前尋呼機制通過發送廣播信道消息、第二廣播信道消息和第三廣播信道消息來實現，所述廣播信道消息包括在當前數據幀內包括尋呼消息的指示，所述第二廣播信道消息包括專用於尋呼消息的信息，和第三廣播信道消息包括與第二廣播信道消息在數據幀內的位置相關的信息。響應於表示尋呼請求存在的廣播信道消息，移動終端獲取第二和第三廣播信道消息，並確定該尋呼請求是否預定用於該移動終端。如果是的話，該移動終端啟動與接入終端的連接程序。因為在未被連接到接入點的情況下移動終端能夠接收尋呼消息，所以不消耗接入點資源，從而允許更多數量的移動終端有效地與接入點相關聯。
文檔編號H04L12/28GK1600037SQ02824096
公開日2005年3月23日 申請日期2002年12月4日 優先權日2001年12月5日
發明者G·比肖特 申請人:湯姆森許可公司