專利名稱：：增強的被動掃描的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明通常涉及無線通信系統(tǒng)和無線局域網(wǎng)的操作方法。更具體，本發(fā)明涉及用于在移動臺和接入點之間建立通信的掃描方法。
背景技術(shù)：
：無線局域網(wǎng)(WLAN)通常經(jīng)由無線電或紅外頻率發(fā)射以連接數(shù)據(jù)設(shè)備。在WLAN中，無線通信設(shè)備通常是可移動的，在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)或多或少地自由移動。WLAN與連接到因特網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，由此提供長距離的通信。WLAN經(jīng)由也稱為基站的多個固定接入點(AP)將便攜式和無線計算機設(shè)備，其也稱為移動臺或終端連接到有線的LAN。允許WLAN設(shè)備與基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)通信，接入點在各個小區(qū)內(nèi)提供無線通信并通常在整個指定網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)分布。接入點促進在稱為基礎(chǔ)服務(wù)集(BSS)的服從802.11的設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)集之間的通信，以及與其它BSS和在有線基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)或連接到有線基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有線設(shè)備的通信。WLAN已經(jīng)用于私有商業(yè)應(yīng)用中，例如訂單登記、運輸、接收、包裹跟蹤、存貨、減價驗證、以及便攜銷售點。這種系統(tǒng)可有一個攜帶手持計算機設(shè)備的操作者，該手持計算機設(shè)備經(jīng)由例如無線網(wǎng)橋或路由器的一個或多個接入點與服務(wù)器通信，每個接入點與服務(wù)器交互以產(chǎn)生無線單元。在電器與電子工程師協(xié)會的IEEE802.11工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)系列中描述了最常見的WLAN技術(shù)，其包括兩個物理層標(biāo)準(zhǔn)在2.4GHz操作并在250英尺最大值上傳送達11Mbps的802.11b；以及在5GHz操作并在150英尺最大值上傳送達54Mbps的802.11a。第三個標(biāo)準(zhǔn)，802.11g，提供在802.11b的距離上802.11a的速度。IEEE802.11規(guī)定用于在802.11無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)操作的設(shè)備的帶有沖突避免的載波偵聽多路存取(CSMA/CA)?？梢栽贗EEEStd.802.11-1999，Part11無線LAN媒體存取控制(MAC)和物理層(PHY)規(guī)范，參考號ISO/IEC8802-111000，ANSI/IEEEStd.802.11，1999版，1999中找到信息材料。當(dāng)無線設(shè)備在WLAN內(nèi)移動時它可能需要將其關(guān)聯(lián)從一個接入點改變到另一個接入點，如果相關(guān)聯(lián)的接入點的接收電平變得非常低。該稱作漫游的步驟允許WLAN設(shè)備在接入點之間切換，包括通?；诮尤朦c的相對接收電平的變化。漫游步驟可基于接入點(AP)的所選擇結(jié)構(gòu)設(shè)置，例如影響它們的延遲、載波檢測、以及小區(qū)搜索行為的小區(qū)大小的密度級。在無線網(wǎng)絡(luò)中通常根據(jù)操作協(xié)議來管理無線通信，該操作協(xié)議需要當(dāng)前的無線活動來監(jiān)測WLAN設(shè)備的漫游并同步在這些便攜式設(shè)備和接入點之間的無線電定時。該當(dāng)前活動作用于從電池供電的WLAN設(shè)備消耗能量。無線電定時的同步在無線通信管理中變得特別關(guān)鍵，并且未來協(xié)同活動的更加有效的調(diào)度提供更好的節(jié)電策略。在WLAN設(shè)備能夠與在給定WLAN中的其他設(shè)備通信之前，它必須首先定位接入點。IEEE802.11的媒體訪問控制(MAC)層2協(xié)議管理、協(xié)調(diào)和維持在具有固定接入點的無線網(wǎng)絡(luò)中或在微微網(wǎng)中的通信、業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)分配。IEEE802.11MAC協(xié)議限定由接入點在規(guī)則間隔發(fā)送的信標(biāo)幀，該間隔稱為信標(biāo)間隔，例如每100微秒，以允許WLAN設(shè)備監(jiān)測接入點的存在。為了WLAN設(shè)備檢測接入點而開發(fā)了被動和主動掃描技術(shù)，盡管802.11標(biāo)準(zhǔn)不要求特定的掃描方法。被動掃描允許WLAN設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)通過監(jiān)聽業(yè)務(wù)找到IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)。如在802.11中所定義，被動掃描包括監(jiān)聽每個頻道不超過由信道時間參數(shù)所定義的最大持續(xù)時間的WLAN設(shè)備。在該被動模式下，無線NIC監(jiān)聽來自相鄰接入點的信標(biāo)，同時抽取關(guān)于特定信道的信息。被動掃描消耗時間和電池功率，當(dāng)監(jiān)聽不會出現(xiàn)或在空閑信道上的信標(biāo)幀時。在WLAN設(shè)備驅(qū)動器初始化階段期間配制信道時間。為了啟動被動掃描，驅(qū)動器命令固件執(zhí)行具有信道列表的被動掃描。固件排序該信道列表并將任何接收到的幀發(fā)送到驅(qū)動器。在信道上花費的時間總量等于信道時間值。當(dāng)接收到期望的信標(biāo)或探測(probe)響應(yīng)時，驅(qū)動器能夠終止被動掃描。與被動掃描不同，主動掃描需要掃描無線NIC發(fā)送請求并從其他802.11無線NIC和接入點接收響應(yīng)。主動掃描允許移動無線NIC基于探測請求和探測響應(yīng)與其它無線NIC或接入點交互。IEEE802.11MAC的主動掃描使用包括探測請求幀的管理幀的集，該探測請求幀由WLAN設(shè)備發(fā)送，并且由可用的接入點發(fā)送的探測響應(yīng)幀緊隨該探測請求幀。這樣，WLAN設(shè)備可主動地掃描以定位在特定信道頻率上工作的接入點，并且該接入點可向WLAN設(shè)備指示使用了什么參數(shù)。在主動掃描中，WLAN設(shè)備發(fā)送探測請求幀，并且如果在相同信道上有匹配在探測請求幀中的服務(wù)集標(biāo)識(SSID)的網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中的接入點將通過將探測響應(yīng)幀發(fā)送到WLAN設(shè)備而響應(yīng)。探測響應(yīng)包括WLAN設(shè)備用于存取網(wǎng)絡(luò)描述的信息。WLAN設(shè)備處理其接收的信標(biāo)幀和任何額外的探測響應(yīng)。一旦處理了各種響應(yīng)或者確定在預(yù)設(shè)時間內(nèi)沒有接收到響應(yīng)，WLAN設(shè)備繼續(xù)掃描其他無線電信道。在掃描過程的結(jié)束，WLAN設(shè)備已經(jīng)累積了關(guān)于其附近的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，并且該設(shè)備可以確定加入哪個網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)與被動掃描相比較時，主動掃描導(dǎo)致WLAN設(shè)備的更長的電池壽命，但是它也減少了網(wǎng)絡(luò)容量。在被動或主動掃描之后，WLAN設(shè)備在所選擇網(wǎng)絡(luò)的AP注冊自己，與該AP同步，并且隨后將數(shù)據(jù)發(fā)送到該AP或從該AP接收數(shù)據(jù)。根據(jù)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，該注冊包括驗證，由此AP識別WLAN設(shè)備是否具有經(jīng)由媒體訪問控制(MAC)層訪問無線網(wǎng)絡(luò)的權(quán)限。通常，該驗證階段需要與AP和WLAN設(shè)備的雙向驗證步驟，交換某些分組，并且可選地，可包括插入標(biāo)識、斷言難題、以及響應(yīng)于難題的額外步驟。在驗證之后，WLAN設(shè)備通過將關(guān)聯(lián)請求分組發(fā)送到AP并等待從確認(rèn)該關(guān)連的AP接收響應(yīng)幀而建立與該AP的連接鏈路。WLAN設(shè)備通過根據(jù)在AP信標(biāo)中所包含的信息設(shè)定局部跳時和信道序列而加入基礎(chǔ)服務(wù)集(BSS)。AP是網(wǎng)絡(luò)的定時控制者(master)，執(zhí)行TSF(定時同步功能)以保持更大網(wǎng)絡(luò)的相同基本服務(wù)集(BSS)內(nèi)的所有WLAN設(shè)備的定時器同步。由AP在固定時間間隔廣播的信標(biāo)包含TSF定時器的復(fù)件和跳躍順序以同步在BSS中的其他WLAN設(shè)備。當(dāng)設(shè)備的TSF定時器的時間標(biāo)記與在所接收的信標(biāo)幀內(nèi)的時間標(biāo)記不同時，WLAN設(shè)備重置其時間標(biāo)記值以匹配所接收的時間標(biāo)記值。使用IEEE802.11WLAN和其他通信技術(shù)來完成掃描、驗證和關(guān)聯(lián)的所有步驟的設(shè)備所消耗的總時間可以大大地不同。因此，改進無線網(wǎng)絡(luò)的掃描過程可幫助建立設(shè)備間的連接以及在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信變得更加可預(yù)測，以及變得更加強大和時間有效，特別地對于電池供電的IEEE802.11WLAN設(shè)備。用于掃描的更有效的編程技術(shù)將最小化生成的探測請求的數(shù)目、設(shè)備的接收器設(shè)置為開啟狀態(tài)的總時間、以及固件為了信標(biāo)處理而中斷主機控制器的次數(shù)。因此，改進的掃描系統(tǒng)將增加WLAN設(shè)備的電池壽命，因為該設(shè)備將需要較少的時間來掃描或監(jiān)測來自最初的以及相鄰的接入點的信標(biāo)信號。此外，WLAN網(wǎng)絡(luò)的掃描系統(tǒng)的改進將使相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，例如廣域網(wǎng)(WAN)、個人網(wǎng)絡(luò)(PAN)、以及控制器網(wǎng)絡(luò)(CAN)受益。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明一個方面提供用于無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描方法。接收信標(biāo)信號或無償?shù)?gratuitous)探測響應(yīng)的至少一個?；谒邮盏男艠?biāo)信號或無償探測響應(yīng)更新站點定時表(sitetimingtable)中的站點定時表條目(entry)?；诟碌恼军c定時表中的條目，設(shè)置掃描開始時間，然后基于該掃描開始時間確定無線通信設(shè)備的功率模式。本發(fā)明的另一方面提供用于無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描系統(tǒng)，包括用于接收信標(biāo)信號或無償探測響應(yīng)的至少一個的裝置、用于基于所接收的信標(biāo)信號或無償探測響應(yīng)，更新站點定時表中的站點定時表條目的裝置、用于基于在更新的站點定時表中的條目，設(shè)定掃描開始時間的裝置、以及用于基于該掃描開始時間，確定無線通信設(shè)備的功率模式的裝置。本發(fā)明的另一方面提供一種計算機可用的媒體，其包括用于無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描的程序。該程序包括用于接收信標(biāo)信號或無償探測響應(yīng)的至少一個的計算機程序代碼、用于基于所接收的信標(biāo)信號或無償探測響應(yīng)，更新站點定時表中的站點定時表條目的計算機程序代碼、用于基于在更新的站點定時表中的條目，設(shè)定掃描開始時間的計算機程序代碼、以及用于基于該掃描開始時間，確定無線通信設(shè)備的功率模式的計算機程序代碼。由各種實施例的附圖以及下面的詳細(xì)描述說明本發(fā)明。不應(yīng)認(rèn)為附圖將本發(fā)明限制在特定實施例中，而是用于解釋和理解。詳細(xì)說明和附圖僅僅是本發(fā)明說明而不是限制，由所附權(quán)利要求及其等同來限定本發(fā)明的范圍。由參照附圖的詳細(xì)說明將更加容易地理解本發(fā)明的上述方面和其他附帶優(yōu)勢。由了本發(fā)明的各種實施例，其中圖1說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描系統(tǒng)；圖2說明根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描系統(tǒng)；圖3說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的從兩個接入點發(fā)送的信標(biāo)信號和無償探測響應(yīng)的圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描方法的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描系統(tǒng)的框圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描系統(tǒng)的框圖。具體實施例方式圖1在100示出根據(jù)的本發(fā)明的一個實施例的無線局域網(wǎng)(WLAN)的增強的被動掃描系統(tǒng)。WLAN100包括一個或多個無線通信設(shè)備，在此稱為移動臺110、112、114和116，以及一個或多個接入點120和124。接入點120和124可連接到基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)130，其反過來連接到其他有線和無線網(wǎng)絡(luò)(未示出)。移動臺110、112、114和116包括無線電發(fā)射機和接收機，用于發(fā)送和接收例如IP上的語音、數(shù)據(jù)分組、控制幀以及網(wǎng)絡(luò)管理幀的信號。移動臺110、112、114和116可與接入點120和124無線地通信，并可被設(shè)置為彼此通信。在一個實施例中，兩個移動臺110和112形成微微網(wǎng)，其具有當(dāng)彼此非常接近時建立通信的能力。通常，一個或多個移動臺110、112和114使用通常稱為Wi-Fi的例如IEEE802.11的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，無線地連接到接入點120。這些工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)允許建立通信信道并在移動臺和接入點的組合之間保持該通信信道，通過使用例如帶有沖突避免的載波偵聽多路存取協(xié)議(CSMA/CA)的技術(shù)，用于數(shù)字信息的傳輸，以幫助提供所有臺(station)的迅速、平衡的連接。部分地由于電池功率的限制，移動臺和接入點之間的可靠通信的傳輸范圍是有限的。通常在配制完備的無線LAN中，移動臺可以在多于一個接入點的范圍內(nèi)，以及需要確定移動臺所連接的接入點。例如，移動臺110連接到接入點120，有時稱為服務(wù)接入點。然而，移動臺114可連接到接入點120或接入點124，接入點120和124之一作為服務(wù)AP，而另一個可被稱為相鄰AP。當(dāng)移動臺114移動或漫游時，或者當(dāng)無線電傳輸?shù)沫h(huán)境因素變化時，服務(wù)AP相應(yīng)地改變。接入點120具有傳輸范圍122，在其中可以將數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送到一個或多個移動臺110、112和114，或從該一個或多個移動臺接收數(shù)據(jù)傳輸。相似地，接入點124具有傳輸范圍126，在其中可以將數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送到一個或多個移動臺114和116，或從該一個或多個移動臺114和116接收數(shù)據(jù)傳輸。開始與移動臺連接的過程，AP在規(guī)定信道上發(fā)送例如信標(biāo)信號。該規(guī)定的信道包括規(guī)定的頻率或頻帶，當(dāng)移動臺適宜地調(diào)諧并準(zhǔn)備好接收傳輸時，可由在傳輸范圍內(nèi)的任何移動臺接收該規(guī)定的頻率或頻帶。通常稱為信標(biāo)的信標(biāo)信號包括例如接入點時間標(biāo)記、信標(biāo)間隔、基礎(chǔ)服務(wù)集標(biāo)識符(BSSID)、以及業(yè)務(wù)指示映射(TIM)。接入點時間標(biāo)記包含來自服務(wù)AP的定時器信息，例如AP的TSF定時期的復(fù)件，用于同步定時器敏感的操作。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。在一個實施例中，信標(biāo)間隔基本上為1024微秒。SSID是指定到包括移動臺和服務(wù)移動臺的AP的局域網(wǎng)的識別名。BSS是基礎(chǔ)服務(wù)集，其包括由單個協(xié)同功能控制的一組臺?；A(chǔ)設(shè)施BSS中的BSSID是服務(wù)AP的MAC地址。業(yè)務(wù)指示映射，即在由AP生成的信標(biāo)幀中出現(xiàn)的信息單元，包含DTIM計數(shù)，其指示在下一個DTIM之前將出現(xiàn)多少個信標(biāo)、DTIM周期，其指示連續(xù)DTIM之間的信標(biāo)間隔數(shù)目、位圖控制域，其提供在AP緩存的廣播或多點廣播幀的指示、以及業(yè)務(wù)指示虛擬位圖，其包含對應(yīng)于為在BSS內(nèi)的特定臺所緩存的業(yè)務(wù)的信息，在發(fā)送信標(biāo)幀的時候，AP準(zhǔn)備傳遞該所緩存的業(yè)務(wù)。DTIM是信標(biāo)信號，其包含傳遞業(yè)務(wù)信息消息(DTIM)，在該DTIM之后，AP發(fā)出所緩存的廣播和多點廣播媒體接入控制(MAC)服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)，隨后是任何單播幀。信標(biāo)信號還可在信標(biāo)幀內(nèi)包括含有例如容量信息、支持的速率以及關(guān)于跳頻(FH)或直接排序擴展頻譜(DSSS)物理層(PHY)的參數(shù)的信息的域。除了信標(biāo)信號之外，在移動臺還周期地從AP接收無償探測響應(yīng)(GPR)。所接收的GPR包括例如接入點時間標(biāo)記、無償探測響應(yīng)間隔、以及基礎(chǔ)服務(wù)集標(biāo)識符。與信標(biāo)信號相似，GPR包含來自服務(wù)AP的定時和同步信息，雖然省略了包含在信標(biāo)幀中的潛在地長的TIM和其他信息。因為GPR幀比信標(biāo)幀要短，GPR的傳輸和接收減輕了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，并且能夠比信標(biāo)信號更加頻繁地發(fā)送GPR。有時稱為主動提供的探測響應(yīng)的無償探測響應(yīng)幀，包含與探測響應(yīng)幀相似的信息，盡管不需要生成和傳輸來自移動臺的異步探測請求幀，并包含例如GPR間隔的非標(biāo)準(zhǔn)信息單元。消除發(fā)送探測請求的需要減少了移動臺內(nèi)的功率消耗。從連接到AP的潛在許多移動臺的探測請求的消除減少了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載并增加整體容量。移動臺能夠通過生成并執(zhí)行增強的被動掃描調(diào)度來減少其功率消耗，該增強的被動掃描調(diào)度是基于從信標(biāo)信號、探測響應(yīng)和GPR接收的定時信息，并存儲在其站點定時表(STT)中。STT具有對應(yīng)于服務(wù)AP和任何相鄰AP的站點定時表條目。例如，由信標(biāo)、探測響應(yīng)或GPR創(chuàng)建或更新站點定時表條目。例如，由信標(biāo)或探測響應(yīng)創(chuàng)建STT。例如，使用具有從信標(biāo)或GPR接收的信息的EPS來更新STT。移動臺使用移動臺內(nèi)的無線電發(fā)射機/接收機從所選擇的信道接收信標(biāo)信號和GPR，然后基于所收集的傳輸測量來選擇AP并連接到該AP作為服務(wù)AP，該所收集的傳輸測量例如來自所接收的信標(biāo)信號和GPR的所接收信號強度指示符(RSSI)和其他AP信息?？苫谒邮盏男艠?biāo)信號和GPR創(chuàng)建、更新和除去站點定時表條目。例如，可由位于移動臺內(nèi)的控制器和存儲器來創(chuàng)建、更新和除去STT和站點定時表條目。使用STT中的站點定時表條目信息，可生成增強的被動掃描調(diào)度。該增強的被動掃描調(diào)度可包括每個站點定時表條目的信道號、本地掃描開始時間、以及最大信道掃描時間?；诟碌腟TT中的條目確定并設(shè)置掃描開始時間?；谠搾呙栝_始時間，可以確定移動臺的功率模式，例如激活模式或低功率模式。為了最小化功率消耗，當(dāng)在接收期待的信標(biāo)信號或GPR之前有足夠的時間時，移動臺可進入低功率模式。增強的被動掃描的計算機程序代碼可駐留在任何適宜的計算機可使用的媒體中，例如只讀存儲器、隨機訪問存儲器、內(nèi)部存儲器、外部存儲器、閃速存儲器、半導(dǎo)體存儲器、磁媒體、光存儲器、壓縮盤、數(shù)字通用盤、存儲器存儲設(shè)備、及其組合。增強的被動掃描的程序可被存儲并加載到移動臺內(nèi)的計算機可用媒體中。該程序可包括代碼，該代碼用于對于至少一個信道掃描信標(biāo)信號、探測響應(yīng)或GPR；用于接收信標(biāo)信號和GPR；用于基于信標(biāo)信號、探測響應(yīng)和GPR，創(chuàng)建和更新STT中的條目；用于生成增強的被動掃描調(diào)度；用于基于更新的STT內(nèi)的條目設(shè)置掃描開始時間；用于基于該掃描開始時間確定移動臺的功率模式；以及用于選擇接入點。圖2說明根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的用于無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描系統(tǒng)。增強的被動掃描系統(tǒng)200包括移動臺210以及接入點220，該接入點220可連接到其他有線或無線網(wǎng)絡(luò)。移動臺210，例如膝上型電腦、個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話、蜂窩電話、或其他無線通信設(shè)備，可以與接入點220通信，以交換例如數(shù)據(jù)分組、IP上的語音、網(wǎng)絡(luò)管理幀和控制消息的數(shù)字信息。移動臺內(nèi)的無線電發(fā)射機/接收機包括用于對于一個或多個信道掃描信標(biāo)信號和GPR的掃描器。移動臺210可安裝有無線網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)或具有內(nèi)置的無線電發(fā)射機/接收機，以從接入點220掃描并接收信標(biāo)信號或GPR。移動臺210具有合適的硬件和軟件以創(chuàng)建并更新站點定時表，用于生成增強的被動掃描調(diào)度并設(shè)置用于接收信標(biāo)信號和GPR的掃描開始時間，以當(dāng)在傳輸范圍內(nèi)有多于一個AP時選擇接入點，并且確定無線通信設(shè)備的功率模式。圖3在300示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的從兩個接入點發(fā)送的信標(biāo)信號和無償探測響應(yīng)的圖。從第一接入點接收該示例性無線電傳輸340，該無線電傳輸包括具有大約100毫秒的信標(biāo)間隔的周期性信標(biāo)信號342a、342b、342c和342d。盡管期望在每個信標(biāo)間隔結(jié)束發(fā)送信標(biāo)信號，可以延遲單個信標(biāo)信號，因為傳輸語音分組或數(shù)據(jù)分組的傳輸、越過目標(biāo)信標(biāo)傳輸時間(TBTT)擴展的長幀的傳輸、或者媒體上的其他業(yè)務(wù)。信標(biāo)間隔可以例如在一個1,024微秒的定時單元(TU)到超過65,000個TU之間。如前所述，在某些情況下短的信標(biāo)間隔是不期望的，因為信標(biāo)TIM和DTIM幀的潛在大的大小。在該實例中，每三個信標(biāo)信號調(diào)度具有DTIM幀的信標(biāo)信號，使得信標(biāo)信號342a和342b包含DTIM幀。根據(jù)某些協(xié)議，移動臺可將探測請求發(fā)送到接入點，該接入點反過來發(fā)送回探測響應(yīng)，由此該請求和響應(yīng)使得移動臺和接入點之間以及多點廣播和單播消息的廣播同步。在由一個接入點服務(wù)許多移動臺，例如50個移動臺的情況下，生成很多探測請求，這會減緩網(wǎng)絡(luò)并在移動臺內(nèi)生成不需要的功率消耗。為了保存電池功率和網(wǎng)絡(luò)資源，可在信標(biāo)信號之間插入無償探測響應(yīng)，以按照更加可調(diào)度的方式將所需要的信息提供給移動臺，使得在信標(biāo)傳輸時間或目標(biāo)無償探測響應(yīng)傳輸時間上將任何單個移動臺啟動為激活模式，以接收信標(biāo)信號或GPR?？梢栽跓o線電傳輸340上的信標(biāo)信號之間周期地插入一系列無償探測響應(yīng)344。例如，由服務(wù)AP每5毫秒或10毫秒發(fā)送GPR?？蓪⑷魏尉W(wǎng)絡(luò)組合中的服務(wù)AP和相鄰AP設(shè)置為在目標(biāo)GPR傳輸時間上發(fā)送GPR以及在目標(biāo)信標(biāo)傳輸時間上發(fā)送信標(biāo)信號。例如可以通過傳輸高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)或語音分組，而偶爾延遲任何單個信標(biāo)信號或GPR，并在接近于初始目標(biāo)傳輸時間上發(fā)送隨后的信標(biāo)信號和GPR。例如，來自相鄰AP的無線電傳輸346包括信標(biāo)信號348a、348b和348c，并且信標(biāo)信號348c含有沒有插入的GPR的DTIM幀，反之來自服務(wù)AP的無線電傳輸340包括具有插入的GPR344的信標(biāo)信號342?？蓪⑿艠?biāo)信號和GPR的傳輸和接收建立為完成功率消耗的減少和網(wǎng)絡(luò)容量的改進。圖4在400示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描(EPS)的流程圖。EPS方法400包括各種步驟來使用GPR啟動并操作無線通信網(wǎng)絡(luò)。首先可通過執(zhí)行主動掃描或被動掃描來啟動增強的被動掃描方法400，如框405所示。主動掃描包括移動臺生成探測請求幀并處理由接入點或其他移動臺發(fā)送的探測響應(yīng)幀。被動掃描包括移動臺監(jiān)聽信道直至由信道時間參數(shù)定義的最大持續(xù)時間，然后在每個指定的信道上掃描例如信標(biāo)信號或GOR的業(yè)務(wù)。將接入點編程為生成并從接入點發(fā)送GPR。在主動或被動掃描之后，接收到至少一個信標(biāo)信號或GPR。例如，信標(biāo)信號包括接入點時間標(biāo)記、信標(biāo)間隔、基本服務(wù)集標(biāo)識符、以及業(yè)務(wù)指示映射。GPR包括例如接入點時間標(biāo)記、GPR間隔、以及基本服務(wù)集標(biāo)識符?？梢曰谒邮盏男艠?biāo)信號或GPR選擇接入點。在更加特定的實例中，基于所接收傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量或信號強度來選擇AP。當(dāng)選擇AP時，所選擇的AP變?yōu)榉?wù)AP，直到選擇另一個AP。在具有兩個或更多的移動臺的微微網(wǎng)的情況下，可將移動臺之一建立為信標(biāo)信號和GPR的發(fā)送者?？苫谛艠?biāo)信號或GPR以及在主動或被動掃描期間所接收的其他接入點信息，創(chuàng)建站點定時表，如框410所示。將該站點定時表創(chuàng)建為具有至少一個站點定時表條目。在一個實例中，站點定時表信息附加到站管理表(STM)，其包括條目管理域、AP選擇域和狀態(tài)信息。通過將移動臺調(diào)諧到接入點信道、接收信標(biāo)信號或GPR、收集接入點的傳輸測量、并將接入點信息存儲在站點定時表中，獲得站點定時表信息。例如，傳輸測量由所接收的信號強度、估計的噪聲功率值、服務(wù)質(zhì)量測量、幀差錯率、或信道質(zhì)量和可用性的其他因素組成。使用來自站點定時表的信息，可生成增強的被動掃描調(diào)度，如框415所示。例如，增強的被動掃描調(diào)度包括站點定時表中的每個站點定時表條目的信道號、本地掃描開始時間、以及最大信道掃描時間。使用在站點定時表中的信息和EPS調(diào)度(schedule)來執(zhí)行增強的被動掃描，如在框420所示。對于來自在移動臺的范圍內(nèi)的AP的信標(biāo)信號和GPR而掃描信道。在目標(biāo)信標(biāo)傳輸時間上或者在目標(biāo)GPR傳輸時間上，對于信標(biāo)信號或GPR掃描至少一個信道，如在框425所示。移動臺中的發(fā)射機/接收機調(diào)諧到接入點信道，以接收信標(biāo)信號或GPR。當(dāng)關(guān)閉發(fā)射機/接收機時，分配時間以在發(fā)射機/接收機在目標(biāo)傳輸時間上接收信標(biāo)信號或GPR之前喚醒并預(yù)熱無線電設(shè)備。當(dāng)發(fā)射機/接收機調(diào)諧到所選擇的信道時，接收信標(biāo)信號或GPR。當(dāng)接收信標(biāo)信號或GPR時，掃描下一個信道?？蓮奈⑽⒕W(wǎng)中的接入點或其他移動臺接收信標(biāo)信號或GPR。基于所接收的信標(biāo)信號或GPR，可選擇不同的接入點，如在框430所示。移動臺連接到所選擇的接入點。或者，接入點選擇可發(fā)生在創(chuàng)建或更新站點定時表之后，或者在EPS期間的其他適宜點上。例如，AP選擇可以在EPS結(jié)束時發(fā)生，以允許每個AP具有相同的被選擇的機會。使用從信標(biāo)信號或GPR所接收的信息，可更新站點定時表內(nèi)的條目，如框435所示。可以根據(jù)從信標(biāo)信號或GPR接收的信息來更新站點定時表中的條目，例如接入點時間標(biāo)記、本地臺時間標(biāo)記、信標(biāo)間隔或GPR間隔。本地臺時間標(biāo)記包括本地臺定時信息，其可包括接收到信標(biāo)信號或GPR的第一個字節(jié)的時間。在某些情況下，當(dāng)移動臺在另一個接入點的范圍內(nèi)時，將添加站點定時表中的條目。在其他情況下，當(dāng)移動臺離開接入點的范圍時，可除去站點定時表條目。使用在站點定時表中的更新的信息生成EPS調(diào)度，該EPS調(diào)度包括在站點定時表中的每個站點定時表條目的信道號、本地掃描開始時間、以及最大信道掃描時間，如在框440所示。例如，可以從接入點時間標(biāo)記、本地臺時間標(biāo)記、以及信標(biāo)或GPR間隔來計算本地掃描開始時間。對于每個信道可不同地設(shè)置最大信道掃描時間，并可動態(tài)地調(diào)整該最大信道掃描時間，同時執(zhí)行EPS，以容納例如經(jīng)常忙碌的信道或在給定信道上接收的實際信標(biāo)信號或GPR傳輸時間中的過量抖動?；诟碌恼军c定時表中的條目，設(shè)置掃描開始時間，如在框445所示。例如，基于具有時序的信道信息的EPS設(shè)置掃描開始時間，以使得可以接收下一個期望的信標(biāo)信號或GPR?？梢曰诟碌恼军c定時表中的條目來確定被掃描的每個信道的最大掃描時間?？苫趻呙栝_始時間確定功率模式，如在框450所示。當(dāng)在下一個期望的信標(biāo)信號或GPR傳輸之前有足夠的時間時，可以將移動臺置于低功率模式以最小化功率消耗。例如，計算直到調(diào)度目標(biāo)信標(biāo)傳輸時間或目標(biāo)無償探測響應(yīng)傳輸時間的剩余時間周期。移動臺可基于該計算或其他時間考慮例如接收機預(yù)熱時間、處理器預(yù)熱時間或基帶電路預(yù)熱時間來進入低功率模式。當(dāng)時間允許時，進入低功率模式，如在框455所示。例如，基于接收信標(biāo)信號和GPR所需要的掃描開始時間和喚醒時間來設(shè)置低功率定時器。當(dāng)?shù)凸β识〞r器終止時，移動臺退出低功率模式。無論移動臺是否進入低功率模式，跟據(jù)從站點定時表生成的EPS調(diào)度，增強的被動掃描繼續(xù)，如在框420所示。圖5在500示出說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描系統(tǒng)的框圖。增強的被動掃描系統(tǒng)500包括移動臺510。移動臺500包括控制器550、發(fā)射機/接收機552、一對多樣的天線554a和554b、存儲器556、以及一組定時器558。運行存儲在存儲器556中的計算機程序代碼，控制器550命令發(fā)射機/接收機552接收信標(biāo)信號和GPR?？苫谒邮盏男艠?biāo)信號或GPR更新存儲在存儲器556中的站點定時間表中的站點定時表條目?？梢栽谝唤M定時器558種設(shè)置并存儲掃描開始時間。基于該掃描開始時間，當(dāng)在接收下一個信標(biāo)信號或GPR之前有足夠的時間時，移動臺510可確定功率模式并進入低功率模式。圖6在600示出說明根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描系統(tǒng)的框圖。增強的被動掃描系統(tǒng)600包括無線通信設(shè)備或移動臺610。移動臺610包括主處理器650、WLAN集成電路670以及802.11a/b/g無線電設(shè)備692。主處理器650可以是分立的或嵌入的處理器，用于控制移動臺610內(nèi)的功能的執(zhí)行。在功能的一個實例中，主處理器650根據(jù)存儲在存儲器656中的用于增強的被動掃描的計算機程序代碼來驅(qū)動WLAN集成電路670。部分該代碼，WLANIC驅(qū)動器660相應(yīng)地驅(qū)動WLAN集成電路670來執(zhí)行信標(biāo)信號和GPR處理功能662，并執(zhí)行例如增強的被動掃描功能664的其他功能。可以由信標(biāo)信號和GPR處理功能662來處理由移動臺610所接收的信標(biāo)信號和GPR，并且將處理結(jié)果存儲在存儲器656內(nèi)的站點定時表或數(shù)據(jù)庫內(nèi)。由主處理器650運行的EPS調(diào)度程序666作為WLANIC驅(qū)動器660的一部分，基于存儲在存儲器656內(nèi)的站點定時表條目而生成EPS調(diào)度。在一個實例中，EPS調(diào)度包括在站點定時表中的每個站點定時表條目的信道號、本地掃描開始時間、以及最大信道掃描時間。EPS掃描開始定時器668可用于存儲對應(yīng)于目標(biāo)信標(biāo)傳輸時間或目標(biāo)GPR傳輸時間的定時器值。例如，以需要測量服務(wù)和/或相鄰AP的速率編程EPS掃描開始定時器668，例如大約500毫秒。該定時器可位于內(nèi)部寄存器、外部存儲器、或其他適宜的存儲器位置中。主處理器650根據(jù)適宜的協(xié)議，使用16位普通(generic)從動接口或其他適宜的接口，例如USB、串行接口、RS232接口、并行接口、或存儲器映射接口來接口WLAN集成電路670。WLAN集成電路670，例如由TexasInstruments，Inc.生產(chǎn)的TNETW1220或TNETW1230集成電路，包括控制所執(zhí)行的功能的嵌入的中央處理單元(CPU)672，該所執(zhí)行的功能例如WLAN集成電路670和主處理器650之間的基帶處理和接口功能。例如，幀處理模塊674可接收信標(biāo)信號和GPR并將結(jié)果存儲在存儲器676中。存儲器676可用于緩存信標(biāo)信號、探測響應(yīng)以及GPR幀。EPS處理模塊678可從WLANIC驅(qū)動器660接收信息以執(zhí)行EPS處理。EPS調(diào)度處理模塊680將來自服務(wù)AP的定時同步功能(TSF)定時器信息存儲到TSF定時器682中。功率管理處理模塊684通過設(shè)置低功率定時器686確定何時進入低功率模式、進入低功率模式、并且當(dāng)?shù)凸β识〞r器686終止時喚醒。無線電控制模塊688根據(jù)本地掃描開始時間直至最大信道掃描時間接收信道號并調(diào)諧無線電設(shè)備692。可由無線電控制模塊688根據(jù)所計算的掃描時間設(shè)置信道掃描定時器690以接收信標(biāo)信號或GPR。當(dāng)接收到信標(biāo)信號或GPR時，無線電控制模塊688可控制無線電設(shè)備692掃描其他信道。使用一對多樣的天線694a和694b發(fā)送并接收無線電傳輸。由主處理器650使用WLANIC驅(qū)動器660，與WLAN集成電路670和無線電設(shè)備692協(xié)同執(zhí)行被動掃描。在一個實例中，驅(qū)動器將具有信道列表的被動掃描命令發(fā)送到位于WLAN集成電路670內(nèi)的固件。該固件將無線電設(shè)備692調(diào)諧到移動臺610所支持的所選擇信道。固件編程信道掃描定時器690具有最大時間，以掃描所選擇信道。無線電設(shè)備692監(jiān)聽信標(biāo)信號直至?xí)r間耗盡。當(dāng)接收到信標(biāo)信號時，固件將信標(biāo)幀發(fā)送到驅(qū)動器，并且驅(qū)動器記錄AP站點定時信息。輪流掃描該列表中的信道，并從可用的接入點中選擇AP。驅(qū)動器可以動態(tài)地改變每個信道的信道掃描定時器690的值。以改進被動掃描的性能。通過使用來自從每個AP的信標(biāo)信號所接收的TSF定時器的定時信息以及存儲在移動臺610內(nèi)的TSF定時器682中的本地TSF時間或本地臺時間標(biāo)記，來計算信道掃描時間總量。該計算考慮到信標(biāo)信號或GPR中的抖動。由驅(qū)動器啟動主動掃描以填充站點定時表而開始該序列，該站點定時表包括信道號、BSSID、接入點時間標(biāo)記(來自AP的TSF定時器)、以及本地臺時間標(biāo)記。在相鄰AP掃描率，驅(qū)動器啟動EPS。驅(qū)動器讀取本地臺時間標(biāo)記值以計算用于被動掃描的時間長度以從站點定時表中的第一個AP接收信標(biāo)信號或GPR。驅(qū)動器命令固件執(zhí)行被動掃描。驅(qū)動器從在范圍內(nèi)的AP接收信標(biāo)信號和GPR。驅(qū)動器以這種方式進行，直到掃描了所有AP站點定時表條目。當(dāng)接收了信標(biāo)信號或GPR時，在站點定時表中更新定時信息。被動掃描的另一增強，驅(qū)動器等待直到信標(biāo)信號或GPR臨近以發(fā)出EPS掃描命令。對于所有的接入點，將信道掃描定時器690的值設(shè)置為恒定值。例如，使用來自每個接入點時間標(biāo)記和本地臺時間標(biāo)記的定時信息計算用于延遲發(fā)出EPS掃描命令的時間總量。該計算可考慮到在信標(biāo)信號或GPR中的抖動。由驅(qū)動器啟動主動掃描以填充站點定時表而開始該序列，該站點定時表包括信道號、BSSID、接入點時間標(biāo)記、以及本地臺時間標(biāo)記。在相鄰AP掃描率，驅(qū)動器啟動EPS。然后驅(qū)動器讀取本地臺時間標(biāo)記和接入點時間標(biāo)記，以計算何時將EPS掃描命令發(fā)送到固件。驅(qū)動器接收信標(biāo)信號或GPR。驅(qū)動器以這種方式進行，直到掃描了站點定時表中的所有接入點。當(dāng)接收了信標(biāo)信號或GPR時，更新在站點定時表中的定時信息。為了執(zhí)行增強的被動掃描，驅(qū)動器編程EPS掃描開始定時器668。當(dāng)EPS掃描開始定時器668終止時，驅(qū)動器創(chuàng)建EPS命令并將該EPS命令發(fā)送到固件。在示例性EPS命令中，驅(qū)動器發(fā)送將掃描的AP數(shù)目、將掃描的AP數(shù)目的EPS調(diào)度、將掃描的AP信道號、本地TSF定時器單元中的AP掃描開始時間、以及信標(biāo)信號或GPR的將監(jiān)聽的最大掃描時間。驅(qū)動器以相鄰AP的期望信標(biāo)信號或GPR接收時間的時序順序來排序EPS命令。對于在移動臺610的范圍內(nèi)的每個接入點，固件計算在AP掃描開始時間之前的時間剩余量。如果具有足夠的時間來進入低功率模式，固件編程低功率定時器686。固件進入低功率模式直到低功率定時器686終止，然后退出低功率模式。固件將無線電設(shè)備692調(diào)諧至所選擇的信道、編程AP信道掃描定時器690、并監(jiān)聽信標(biāo)信號或GPR直到信道掃描定時器690終止或者接收信標(biāo)信號或GPR。當(dāng)EPS在處理中時，固件緩存所接收的信標(biāo)信號和GPS幀，并將主動提供的信息消息發(fā)送到驅(qū)動器，指示掃描結(jié)束。在掃描了所有AP之后，驅(qū)動器接收所緩存的信標(biāo)信號和GPR幀以分析并處理。然后驅(qū)動器使用所接收的信息更新站點定時表、選擇適宜的接入點、并使用直到下一個EPS掃描的剩余時間來編程EPS掃描開始定時器668。當(dāng)執(zhí)行EPS時，驅(qū)動器接收傳輸?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)動器將分組發(fā)送到固件以傳輸。固件在語音幀交換序列的整個持續(xù)時間內(nèi)暫停EPS。當(dāng)完成該序列時，固件重新開始EPS。當(dāng)由于重傳而擴展語音幀交換序列時，固件可以不能夠重新開始EPS下一個相鄰AP。對于數(shù)據(jù)幀，驅(qū)動器可以保持低優(yōu)先級分組直到從固件接收指示EPS結(jié)束的主動提供的信息消息。當(dāng)從驅(qū)動器接收高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)分組時，固件將中止EPS并發(fā)送分組。在由固件中止EPS的情況下，驅(qū)動器可以決定哪個相鄰AP沒有被掃描并重新調(diào)度EPS。盡管在此公開的本發(fā)明的實施例是當(dāng)前優(yōu)選的，可以做出各種改變和改進而不備離本發(fā)明的精神和實質(zhì)。在所附的權(quán)利要求中指示了本發(fā)明的范圍，以及旨在包括在等同的含義和范圍內(nèi)的所有改變。權(quán)利要求1.一種用于無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描方法，包括接收信標(biāo)信號和無償探測響應(yīng)的至少一個；基于所接收的信標(biāo)信號和無償探測響應(yīng)，更新站點定時表中的站點定時表條目；以及基于在更新的站點定時表中的條目，設(shè)置掃描開始時間。2.如權(quán)利要求1的方法，還包括基于掃描開始時間確定無線通信設(shè)備的功率模式。3.如權(quán)利要求1的方法，還包括對于信標(biāo)信號和無償探測響應(yīng)而掃描至少一個信道。4.如權(quán)利要求1的方法，還包括創(chuàng)建具有至少一個站點定時表條目的站點定時表，該站點定時表基于所接收的信標(biāo)信號和無償探測響應(yīng)的至少一個。5.如權(quán)利要求1的方法，還包括基于所接收的信標(biāo)信號和無償探測響應(yīng)的至少一個選擇接入點。6.如權(quán)利要求1的方法，還包括基于站點定時表中的至少一個站點定時表條目生成增強的被動掃描調(diào)度，該增強的被動掃描調(diào)度包括在站點定時表中的每個站點定時表條目的信道號、本地掃描開始時間、以及最大信道掃描時間。7.一種用于無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描系統(tǒng)，包括用于接收信標(biāo)信號和無償探測響應(yīng)的至少一個的裝置；用于基于所接收的信標(biāo)信號和無償探測響應(yīng)的至少一個更新站點定時表中的站點定時表條目的裝置；以及用于基于更新的站點定時表中的條目設(shè)置掃描開始時間的裝置。8.如權(quán)利要求7的系統(tǒng)，還包括用于對于信標(biāo)信號和無償探測響應(yīng)的至少一個而掃描至少一個信道的裝置。9.如權(quán)利要求7的系統(tǒng)，還包括用于基于所接收的信標(biāo)信號和無償探測響應(yīng)的至少一個選擇接入點的裝置。10.如權(quán)利要求7的系統(tǒng)，還包括用于基于掃描開始時間確定無線通信設(shè)備的功率模式的裝置。全文摘要本發(fā)明提供一種無線局域網(wǎng)的增強的被動掃描方法，包括步驟接收(405)至少一個信標(biāo)信號(342、348)或無償探測響應(yīng)(344)、基于所接收的信標(biāo)信號(342、348)或無償探測響應(yīng)(344)更新(435)站點定時表中的站點定時表條目、基于在更新的站點定時表中的條目設(shè)置(445)掃描開始時間、以及基于掃描開始時間確定(450)無線通信設(shè)備的功率模式。還公開了增強的被動掃描系統(tǒng)(200、500、600)和用于增強的被動掃描的計算機可用的媒體。文檔編號H04L12/28GK1860806SQ200480028484公開日2006年11月8日申請日期2004年9月27日優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日發(fā)明者布賴恩·K·史密斯,佛羅伊德·D·辛普森,蒂莫西·J·威爾遜申請人:摩托羅拉公司