專利名稱：使用混合網(wǎng)絡(luò)的越區(qū)切換系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線局域網(wǎng)(WLAN)，更具體地，涉及一種使用混合網(wǎng)絡(luò)的越區(qū)切換系統(tǒng)和方法，其中在移動終端的切換過程中掃描新接入點(diǎn)以將移動終端與WLAN相連。
背景技術(shù)：
近年來，無線局域網(wǎng)(WLAN)的傳輸速率顯著增長。當(dāng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的吞吐量仍然太低而無法提供多媒體服務(wù)時，WLAN提供速率為54Mbps的因特網(wǎng)接入服務(wù)。因?yàn)槠鋵拵Ш偷统杀咎攸c(diǎn)，WLAN是可應(yīng)用于移動通信環(huán)境的有競爭力的技術(shù)。
WLAN包括需要接入網(wǎng)絡(luò)的終端和中繼終端的接入點(diǎn)。接入點(diǎn)與主干網(wǎng)絡(luò)相連。
終端可以是電池驅(qū)動的筆記本電腦或個人數(shù)字助理(PDA)，但不一定限于這些設(shè)備。
為了向另一網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，應(yīng)該將802.11網(wǎng)絡(luò)幀轉(zhuǎn)換成另一類幀。接入點(diǎn)橋接各個網(wǎng)絡(luò)。主干網(wǎng)絡(luò)向接入點(diǎn)目的地發(fā)送幀。代表主干網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)。
終端具有用于與WLAN相連的WLAN模塊。通過WLAN接入點(diǎn)為終端提供數(shù)據(jù)服務(wù)。一個接入點(diǎn)只服務(wù)有限區(qū)域。如果終端移動到另一接入點(diǎn)的覆蓋區(qū)，則越區(qū)切換發(fā)生。從一個接入點(diǎn)到另一接入點(diǎn)的連接稱作接入點(diǎn)之間的越區(qū)切換(AP間切換)。在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中這種過程稱作重新關(guān)聯(lián)。對于越區(qū)切換，終端不得不掃描新接入點(diǎn)，這消耗大量時間并引起服務(wù)延遲。
針對諸如因特網(wǎng)語音協(xié)議(VoIP)的實(shí)時多媒體服務(wù)，必須解決掃描接入點(diǎn)中的這種延遲。
對于WLAN的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)定義了包括掃描、認(rèn)證和重新關(guān)聯(lián)過程的WLAN越區(qū)切換。
當(dāng)終端從一個接入點(diǎn)區(qū)移動到另一個時，移動節(jié)點(diǎn)掃描多個相鄰接入點(diǎn)提供的所有信道。IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)提出了兩種掃描方法。
第一種方法是被動掃描方法。在該方法中，移動節(jié)點(diǎn)從所有信道成功地接收信號，并等待從掃描到的接入點(diǎn)接收信標(biāo)消息。然后移動節(jié)點(diǎn)確定接入點(diǎn)。在該方法中，開銷較少但是延遲時間太長。為了克服被動掃描方法的這種缺點(diǎn)，提出了主動掃描方法。
當(dāng)采用主動掃描時，移動節(jié)點(diǎn)向每條信道廣播探測請求，并在最短信道時間內(nèi)(MinChannelTime)等待從信道接收響應(yīng)。移動節(jié)點(diǎn)掃描所有信道，并接收所有信標(biāo)消息或探測響應(yīng)以與最合適的接入點(diǎn)相連。
在掃描過程之后，執(zhí)行認(rèn)證過程。移動節(jié)點(diǎn)向新確定的AP傳輸認(rèn)證請求，并且新AP確定移動節(jié)點(diǎn)是否具有接入網(wǎng)絡(luò)的許可，并向移動節(jié)點(diǎn)返回認(rèn)證響應(yīng)。
在這點(diǎn)上，認(rèn)證是識別移動節(jié)點(diǎn)的存在并批準(zhǔn)移動節(jié)點(diǎn)使用接入點(diǎn)提供的基本服務(wù)的過程。因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)不能提供與有線網(wǎng)絡(luò)能夠提供的相同的安全性，所以無線網(wǎng)絡(luò)需要額外的認(rèn)證程序來確定接入網(wǎng)絡(luò)的用戶是否具有接入許可。
最后，執(zhí)行重新關(guān)聯(lián)過程。重新關(guān)聯(lián)過程是移動終端終止與現(xiàn)有AP的關(guān)聯(lián)并與新AP關(guān)聯(lián)，并且由移動終端發(fā)起重新關(guān)聯(lián)請求的過程。新AP 110-1向舊AP傳輸越區(qū)切換請求，并且舊AP響應(yīng)越區(qū)切換請求，向新AP提供包含重新關(guān)聯(lián)所需信息的越區(qū)切換響應(yīng)。接入點(diǎn)間協(xié)議(IAPP)中定義了舊AP與新AP之間的操作。新AP響應(yīng)越區(qū)切換響應(yīng)向移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送重新關(guān)聯(lián)響應(yīng)。
眾所周知，上述掃描過程是整個WLAN移動節(jié)點(diǎn)越區(qū)切換過程中延遲的主要原因。選擇性掃描方法用來減少掃描時間。但是，選擇性掃描方法沒有有效地減少掃描時間，這是因?yàn)樵摲椒ㄉ婕坝糜诎l(fā)現(xiàn)最優(yōu)信道的待機(jī)時間，例如，最短信道時間(MinChannelTime)到最長信道時間(MaxChannelTime)。
因此，需要能夠顯著地減少WLAN移動終端越區(qū)切換過程中的延遲時間的信道掃描方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種使用混合網(wǎng)絡(luò)的越區(qū)切換的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)和方法能夠在無線局域網(wǎng)(WLAN)的越區(qū)切換過程中通過使用碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡(luò)和全球定位系統(tǒng)(GPS)來減少信道掃描時間。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，WLAN中的越區(qū)切換系統(tǒng)包括WLAN終端，通過與CDMA基站和GPS衛(wèi)星通信來確定自身位置信息；以及小區(qū)映射服務(wù)器，從WLAN終端的位置信息獲得與終端當(dāng)前所在WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，從WLAN終端的當(dāng)前位置確定與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，及向WLAN終端提供小區(qū)信息。
位置信息可以包括終端的GPS坐標(biāo)信息和與終端所在CDMA基站有關(guān)的信息中的至少一種。
與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息可以包括與服務(wù)于終端將要移動到的WLAN小區(qū)的接入點(diǎn)有關(guān)的信息。
優(yōu)選地，WLAN終端包括GPS接收模塊，從GPS衛(wèi)星接收WLAN終端的坐標(biāo)信息；CDMA模塊，從CDMA基站接收與WLAN終端接入的CDMA小區(qū)有關(guān)的信息；存儲單元，存儲與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息；以及控制器，向小區(qū)映射服務(wù)器傳輸坐標(biāo)信息和CDMA小區(qū)信息，從小區(qū)映射服務(wù)器接收與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，及在存儲單元中存儲小區(qū)信息。WLAN還可以包括WLAN模塊來從控制器接收與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，以及根據(jù)小區(qū)信息執(zhí)行越區(qū)切換。
優(yōu)選地，小區(qū)映射服務(wù)器包括小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫，存儲與CDMA小區(qū)和映射到CDMA小區(qū)的WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，以及與終端將要切換到的被映射到終端的當(dāng)前WLAN小區(qū)的小區(qū)有關(guān)的信息；以及控制器，根據(jù)WLAN終端位置信息和小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫中存儲的映射信息來確定與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，并向WLAN終端提供小區(qū)信息。
優(yōu)選地，控制器獲得有關(guān)與WLAN終端所在的CDMA小區(qū)重疊的WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，將WLAN小區(qū)信息與WLAN小區(qū)的GPS位置信息相比較，以確定與終端當(dāng)前所在的WLAN子小區(qū)有關(guān)的信息，并且確定與終端將要切換到的被映射到WLAN子小區(qū)的小區(qū)有關(guān)的信息。
小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫可用存儲關(guān)于CDMA小區(qū)整體結(jié)構(gòu)的信息、關(guān)于WLAN小區(qū)整體結(jié)構(gòu)的信息和WLAN小區(qū)及子小區(qū)的GPS坐標(biāo)信息中的至少一種。
小區(qū)映射服務(wù)器還可以包括位置信息接收模塊，用于從WLAN終端接收位置信息。
WLAN終端可以根據(jù)與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息執(zhí)行越區(qū)切換，其中從小區(qū)映射服務(wù)器接收信息，而不掃描目的地接入點(diǎn)。
優(yōu)選地，系統(tǒng)還包括GPS衛(wèi)星，向WLAN終端傳輸GPS坐標(biāo)信息；以及CDMA基站系統(tǒng)，向WLAN終端傳輸CDMA小區(qū)信息。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于管理CDMA網(wǎng)絡(luò)和WLAN的系統(tǒng)包括小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫，存儲與CDMA小區(qū)和映射到CDMA小區(qū)的WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，以及與終端將要切換到的被映射到每個WLAN小區(qū)的小區(qū)有關(guān)的信息；以及控制器，根據(jù)包括終端的GPS坐標(biāo)信息或關(guān)于終端所在CDMA小區(qū)的信息的終端位置信息和小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫中存儲的信息來確定與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，并向終端提供小區(qū)信息。系統(tǒng)還可以包括位置信息接收模塊來從終端接收終端的GPS坐標(biāo)信息或關(guān)于終端所在CDMA小區(qū)的信息。
優(yōu)選地，控制器獲得有關(guān)與終端所在的CDMA小區(qū)重疊的WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，將WLAN小區(qū)信息與WLAN小區(qū)的GPS位置信息相比較以確定與終端當(dāng)前所在WLAN子小區(qū)有關(guān)的信息，并且確定與終端將要切換到的被映射到WLAN子小區(qū)的小區(qū)有關(guān)的信息。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，WLAN中越區(qū)切換的方法包括步驟WLAN終端通過與CDMA基站和GPS衛(wèi)星通信來確定WLAN終端的位置信息；從位置信息獲得與WLAN終端當(dāng)前所在WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，并從WLAN終端的當(dāng)前位置確定與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息；以及向WLAN終端提供確定的與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息。
優(yōu)選地，方法還包括步驟存儲向WLAN終端提供的、與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息；以及根據(jù)存儲的與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息來執(zhí)行越區(qū)切換，而不掃描目的地接入點(diǎn)。
確定與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息的步驟可以包括步驟根據(jù)與CDMA小區(qū)和被映射的WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，與終端將要切換到的被映射到每個WLAN小區(qū)的小區(qū)有關(guān)的信息，以及WLAN終端的GPS坐標(biāo)信息或與WLAN終端所在CDMA小區(qū)有關(guān)的信息，來確定與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息。
確定與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息的步驟可以包括步驟檢索與重疊于終端所在CDMA小區(qū)的WLAN小區(qū)有關(guān)的信息；通過將檢索到的WLAN小區(qū)信息與WLAN終端的GPS坐標(biāo)信息相比較來確定與終端當(dāng)前所在WLAN子小區(qū)有關(guān)的信息；以及確定與檢索到的終端當(dāng)前所在WLAN子小區(qū)相匹配的相鄰小區(qū)有關(guān)的信息。


通過參考以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述來更好地理解本發(fā)明，本發(fā)明更加完整的理解及其許多附帶優(yōu)點(diǎn)將顯而易見，其中類似參考符號指示相同或相似組件，其中圖1演示無線局域網(wǎng)(WLAN)的結(jié)構(gòu)；圖2演示W(wǎng)LAN中的越區(qū)切換過程；圖3演示根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；圖4是根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的終端的方框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的小區(qū)映射服務(wù)器的方框圖；圖6演示根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的、其中CDMA2000小區(qū)與WLAN小區(qū)重疊的結(jié)構(gòu)；圖7演示根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的WLAN中子小區(qū)的結(jié)構(gòu)；圖8演示根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)；
圖9演示根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的當(dāng)終端移動時整個網(wǎng)絡(luò)中的越區(qū)切換過程的流程；圖10演示根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的終端與小區(qū)映射服務(wù)器之間的越區(qū)切換過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖更加完整地描述本發(fā)明，其中示出本發(fā)明的典型實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以不同形式體現(xiàn)并不應(yīng)該認(rèn)為局限與這里提出的典型實(shí)施例。更確切地，提供這些典型實(shí)施例使得本公開詳盡、完整，并向本領(lǐng)域的技術(shù)人員全面地傳達(dá)發(fā)明概念。
圖1演示無線局域網(wǎng)(WLAN)的結(jié)構(gòu)。
WLAN包括想要接入網(wǎng)絡(luò)的終端(站或節(jié)點(diǎn))120，以及中繼終端的接入點(diǎn)110-1和110-2。接入點(diǎn)與主干網(wǎng)絡(luò)相連。
終端120可以是電池驅(qū)動的筆記本電腦或個人數(shù)字助理(PDA)，但不一定限于這些設(shè)備。
為了向另一網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，應(yīng)該將802.11網(wǎng)絡(luò)幀轉(zhuǎn)換成另一類幀。接入點(diǎn)橋接各個網(wǎng)絡(luò)。主干網(wǎng)絡(luò)向目的地接入點(diǎn)發(fā)送幀。代表主干網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)。
終端120具有用于與WLAN相連的WLAN模塊。通過WLAN接入點(diǎn)110-1為終端102提供數(shù)據(jù)服務(wù)。一個接入點(diǎn)只服務(wù)有限區(qū)。如果終端120移動到其它接入點(diǎn)110-2的覆蓋區(qū)，則越區(qū)切換發(fā)生。從一個接入點(diǎn)到另一接入點(diǎn)的連接稱作接入點(diǎn)之間的越區(qū)切換(AP間切換)。在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中這種過程稱作重新關(guān)聯(lián)。對于越區(qū)切換，終端應(yīng)該掃描新接入點(diǎn)，這消耗大量時間并引起服務(wù)延遲。
針對諸如因特網(wǎng)語音協(xié)議(VoIP)的實(shí)時多媒體服務(wù)，必須解決掃描接入點(diǎn)中的這種延遲。
針對WLAN的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)定義了包括掃描、認(rèn)證和重新關(guān)聯(lián)過程的WLAN越區(qū)切換。
圖2演示了WLAN中的越區(qū)切換過程。
當(dāng)終端從一個接入點(diǎn)移動到另一個時，移動節(jié)點(diǎn)掃描多個相鄰接入點(diǎn)提供的所有信道(S200)。IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)提出了兩種掃描方法。
第一種方法是被動掃描方法。在該方法中，移動節(jié)點(diǎn)從所有信道成功地接收信號，并等待從掃描到的接入點(diǎn)接收信標(biāo)消息。然后移動節(jié)點(diǎn)確定接入點(diǎn)。在該方法中，開銷減少但是延遲時間太長。為了克服被動掃描方法的這種缺點(diǎn)，提出了主動掃描方法。主動掃描方法用于圖2的越區(qū)切換過程。
當(dāng)采用主動掃描時，移動節(jié)點(diǎn)向每條信道廣播探測請求(S201)，并在最短信道時間內(nèi)(MinChannelTime)等待從信道接收響應(yīng)(S202)。移動節(jié)點(diǎn)掃描所有信道，并接收所有信標(biāo)消息或探測響應(yīng)以與最合適的接入點(diǎn)相連。
在掃描過程(S200)之后，執(zhí)行認(rèn)證過程(S210)。移動節(jié)點(diǎn)120向新確定的AP 110-1傳輸認(rèn)證請求(S211)，并且新AP 110-1確定移動節(jié)點(diǎn)120是否具有接入網(wǎng)絡(luò)的許可，并向移動節(jié)點(diǎn)120返回認(rèn)證響應(yīng)(S212)。
在這點(diǎn)上，認(rèn)證是識別移動節(jié)點(diǎn)的存在并批準(zhǔn)移動節(jié)點(diǎn)使用接入點(diǎn)提供的基本服務(wù)的過程。因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)不能提供與有線網(wǎng)絡(luò)能夠提供的相同的安全性，所以無線網(wǎng)絡(luò)需要額外的認(rèn)證程序來確定接入網(wǎng)絡(luò)的用戶是否具有接入許可。
最后，執(zhí)行重新關(guān)聯(lián)過程(S220)。重新關(guān)聯(lián)過程中，移動終端終止與現(xiàn)有AP的關(guān)聯(lián)并與新AP關(guān)聯(lián)，并且由移動終端120發(fā)起重新關(guān)聯(lián)請求(S205)。新AP 110-1向舊AP 110-2傳輸越區(qū)切換請求，并且舊AP 110-2響應(yīng)越區(qū)切換請求，向新AP 110-1提供包含重新關(guān)聯(lián)所需信息的越區(qū)切換響應(yīng)(S223)。接入點(diǎn)間協(xié)議(IAPP)中定義了舊AP與新AP之間的操作。新AP響應(yīng)越區(qū)切換響應(yīng)向移動節(jié)點(diǎn)120發(fā)送重新關(guān)聯(lián)響應(yīng)(S224)。
眾所周知，上述掃描過程是整個WLAN移動節(jié)點(diǎn)越區(qū)切換過程中延遲的主要原因。選擇性掃描方法用來減少掃描時間。但是，選擇性掃描方法沒有有效地減少掃描時間，這是因?yàn)樵摲椒ㄉ婕坝糜诎l(fā)現(xiàn)最優(yōu)信道的待機(jī)時間，即，最短信道時間(MinChannelTime)到最長信道時間(MaxChannelTime)。
因此，需要能夠顯著地減少WLAN移動終端越區(qū)切換過程中的延遲時間的信道掃描方法。
圖3演示根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
參考圖3，混合網(wǎng)絡(luò)包括CDMA2000網(wǎng)絡(luò)和GPS衛(wèi)星，以及基本IEEE802.11 WLAN。
WLAN包括終端310以及在終端與主干網(wǎng)絡(luò)之間中繼的接入點(diǎn)340-1和340-2。CDMA2000網(wǎng)絡(luò)包括基站系統(tǒng)?；鞠到y(tǒng)還包括基站320、基站控制器(未示出)、交換機(jī)(未示出)等。為了提供全球定位系統(tǒng)(GPS)，GPS衛(wèi)星330與基站320和終端310通信。
根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例，為了根據(jù)CDMA2000網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的布局定位終端，終端310通過接入點(diǎn)340-1和340-2與WLAN通信，并也與CDMA2000網(wǎng)絡(luò)的基站320通信。基站320使用基于GPS的小區(qū)同步來定位終端310。為了獲得包含終端310坐標(biāo)的位置信息，終端310也與GPS衛(wèi)星330通信。
小區(qū)映射服務(wù)器300從終端310接收終端坐標(biāo)和與CDMA小區(qū)之內(nèi)終端位置有關(guān)的信息，檢索與接收到的信息相匹配的WLAN小區(qū)以便確定終端310將要切換到的小區(qū)，并且向終端310提供與終端310將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息。使用與終端310將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，終端310能執(zhí)行越區(qū)切換，而不掃描另一信道。
圖4是根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的終端的方框圖。
參考圖4，終端310包括GPS接收模塊312、WLAN模塊313、CDMA模塊314、存儲單元315和控制器311。
GPS接收模塊312從GPS衛(wèi)星330接收終端310的坐標(biāo)，并向控制器311提供接收到的終端310的坐標(biāo)。CDMA模塊314接收與終端接入的CDMA2000網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)的基站有關(guān)的信息，并向控制器311提供基站信息。因?yàn)槭褂没竞歪槍γ總€基站的扇區(qū)來設(shè)計CDMA2000小區(qū)，所以基站信息可以由CDMA2000小區(qū)信息代表。
控制器311通過WLAN模塊313向小區(qū)映射服務(wù)器300傳輸分別從GPS接收模塊312和CDMA模塊314接收到的終端坐標(biāo)和基站(CDMA2000小區(qū))信息?？刂破?11從小區(qū)映射服務(wù)器300接收與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，并在存儲單元315中存儲與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息。隨著終端310移動，存儲單元315中存儲的與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息也變化。
WLAN模塊313通過與WLAN之內(nèi)接入點(diǎn)的無線連接在小區(qū)映射服務(wù)器300與控制器311之間中繼，并使用控制器311確定的與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息來執(zhí)行WLAN越區(qū)切換。
圖5是根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的小區(qū)映射服務(wù)器的方框圖。
參考圖5，小區(qū)映射服務(wù)器300包括位置信息接收模塊301、控制器302和小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫303。
小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫303存儲CDMA2000小區(qū)信息、WLAN小區(qū)信息、及CDMA2000小區(qū)與WLAN小區(qū)之間的映射信息。可以列表的形式管理映射信息。下面將參考圖7詳細(xì)描述小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫303的結(jié)構(gòu)。
位置信息接收模塊301通過接入點(diǎn)從終端310接收終端位置信息。位置信息包括終端310的GPS坐標(biāo)，以及與終端310所在CDMA小區(qū)有關(guān)的信息。
控制器302通過位置信息接收模塊301接收終端310的位置信息，并確定指示終端310將移動到哪個WLAN小區(qū)的信息(即，與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，這是基于位置信息和小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫303中存儲的映射信息)。向終端310返回確定的與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，并將其用于越區(qū)切換過程。
圖6演示根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的、其中CDMA2000小區(qū)重疊于WLAN小區(qū)的結(jié)構(gòu)。
由數(shù)字1到60表示的較小的六角形小區(qū)指示W(wǎng)LAN小區(qū)，即，接入點(diǎn)的覆蓋區(qū)。由A、B、C、D、E、F和G表示的較大的小區(qū)指示CDMA2000小區(qū)，即，基站的覆蓋區(qū)。
如圖6中所示，構(gòu)成兩個網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)彼此重疊。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)之間的通信系統(tǒng)、帶寬等不同，小區(qū)只是在空間上彼此重疊，是無干擾的獨(dú)立小區(qū)。
本發(fā)明在WLAN終端的越區(qū)切換過程中采用空間上重疊的獨(dú)立小區(qū)。
將一個WLAN小區(qū)600分割成6個子小區(qū)3-1到3-6。這是為了檢測終端將要切換到的小區(qū)。
圖7演示根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的WLAN中子小區(qū)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明中，將WLAN小區(qū)分割成圍繞接入點(diǎn)的6個邏輯子小區(qū)。參考圖7，7個接入點(diǎn)構(gòu)成7個小區(qū)，每個小區(qū)被分割成6個子小區(qū)。例如，將WLAN小區(qū)3分割成子小區(qū)3-1、3-2、3-3、3-4、3-5和3-6。這種分區(qū)是為了在越區(qū)切換時向終端分配正確的目的地接入點(diǎn)。根據(jù)GPS衛(wèi)星330提供的終端坐標(biāo)和基站320提供的CDMA小區(qū)信息，通過掃描空間上重疊的WLAN小區(qū)，能確定終端所在的子小區(qū)。
當(dāng)終端移動到另一接入點(diǎn)時(例如，當(dāng)終端從子小區(qū)3-5移動到子小區(qū)7-2時，當(dāng)終端從子小區(qū)3-3移動到子小區(qū)2-6時，等等)，WLAN中越區(qū)切換發(fā)生。但是，當(dāng)終端從子小區(qū)3-3移動到子小區(qū)3-4時，無越區(qū)切換發(fā)生。這是因?yàn)樵絽^(qū)切換之前的接入點(diǎn)與越區(qū)切換之后的接入點(diǎn)相同。
在圖7的小區(qū)結(jié)構(gòu)中，只允許每個子小區(qū)處的越區(qū)切換相對于一個新的子小區(qū)發(fā)生。雖然終端可能沿著子小區(qū)之間的邊界移動到另一區(qū)，但是這種情況很少，可不考慮。例如，在子小區(qū)3-1，只允許越區(qū)切換到子小區(qū)8-4，并且越區(qū)切換目的地接入點(diǎn)是與小區(qū)8對應(yīng)的接入點(diǎn)。此外，在子小區(qū)3-2，只允許越區(qū)切換到子小區(qū)5-5，并且目的地接入點(diǎn)是與小區(qū)5對應(yīng)的接入點(diǎn)。
雖然圖7中所示典型實(shí)施例中的WLAN小區(qū)和子小區(qū)具有六角形狀，但是本發(fā)明不限于六角形小區(qū)和子小區(qū)，如果其它相鄰小區(qū)的數(shù)目有限，則小區(qū)和子小區(qū)可以具有三角形狀。
圖8演示根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)。
如圖8中所示，小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫包括CDMA2000小區(qū)信息、WLAN小區(qū)信息、及CDMA2000小區(qū)與WLAN小區(qū)之間的映射信息。如圖8中所示，小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫可以具有列表結(jié)構(gòu)。
參考圖8，小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫存儲本發(fā)明中所用的CDMA2000網(wǎng)絡(luò)中所有小區(qū)的列表，以及空間上與各個CDMA2000小區(qū)重疊的WLAN小區(qū)的列表。例如，CDMA小區(qū)A與WLAN小區(qū)1到12重疊，以及CDMA小區(qū)B空間上與WLAN小區(qū)5、12、22、33、34、35、36、37、38、39和41重疊。
小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫也包括所有WLAN小區(qū)的列表和WLAN小區(qū)的子小區(qū)列表。雖然圖8中未示出，但是還可以在小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫300中包括將每個WLAN小區(qū)覆蓋區(qū)的GPS坐標(biāo)映射到WLAN小區(qū)的列表。
根據(jù)上述列表，能夠確定終端所在的WLAN小區(qū)。
例如，根據(jù)與終端所在CDMA小區(qū)有關(guān)的信息，確定與CDMA重疊的WLAN小區(qū)。接著將確定的WLAN小區(qū)的GPS坐標(biāo)與終端的GPS坐標(biāo)相比較，從而容易地確定終端當(dāng)前所在的WLAN小區(qū)。這只應(yīng)該被理解為一個典型實(shí)施例，并可以采用其它方法。一旦確定終端當(dāng)前所在的WLAN小區(qū)，通過參考越區(qū)切換映射列表就能確定終端將要切換到的子小區(qū)。
重要的是，小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫提供越區(qū)切換映射列表。對應(yīng)于WLAN子小區(qū)，越區(qū)切換映射列表提供終端將要切換到的子小區(qū)。參考圖8，將終端將要切換到的子小區(qū)映射到終端當(dāng)前所在的WLAN子小區(qū)。終端將要切換到確定的新接入點(diǎn)。
圖9演示根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的當(dāng)終端移動時整個網(wǎng)絡(luò)中的越區(qū)切換過程的流程圖。
移動終端310與基站320和GPS衛(wèi)星330通信以在WLAN上通信時掃描新AP。移動終端310通過與基站320通信確定CDMA網(wǎng)絡(luò)小區(qū)內(nèi)終端的位置(S901)，并通過與GPS衛(wèi)星330通信確定以坐標(biāo)指示的終端位置(S902)。終端310向小區(qū)映射服務(wù)器300提供確定的終端位置信息(與終端接入的CDMA基站和終端坐標(biāo)有關(guān)的信息)(S903)。在接收到位置信息時，小區(qū)映射服務(wù)器300根據(jù)終端位置信息和小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫303來確定與終端要從當(dāng)前位置切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，并向終端310傳輸小區(qū)信息(S904)。
在掃描過程之后，執(zhí)行認(rèn)證過程。終端310向新AP340-2發(fā)送認(rèn)證請求(S905)。新AP340-2響應(yīng)請求，確定終端310是否具有接入網(wǎng)絡(luò)的許可，并向終端310返回認(rèn)證響應(yīng)(S906)。
經(jīng)認(rèn)證的終端310向新AP340-2發(fā)送重新關(guān)聯(lián)請求(S907)。新AP340-2向舊AP340-1發(fā)送越區(qū)切換請求(S908)。舊AP340-1響應(yīng)越區(qū)切換請求，向新AP340-2提供越區(qū)切換響應(yīng)，切換響應(yīng)包括重新關(guān)聯(lián)所需的信息(S909)。新AP340-2響應(yīng)越區(qū)切換響應(yīng)，向終端310發(fā)送重新關(guān)聯(lián)響應(yīng)(S910)。
從圖9和2的程序之間的比較可見，兩種進(jìn)程之間的掃描過程有顯著的區(qū)別。具體地，圖9的進(jìn)程中，在信道掃描過程中終端不與接入點(diǎn)通信。即，針對越區(qū)切換掃描新接入點(diǎn)的過程使用CDMA網(wǎng)絡(luò)和GPS服務(wù)。
圖10演示根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例終端與小區(qū)映射服務(wù)器之間的越區(qū)切換過程的流程。
在執(zhí)行越區(qū)切換之前，當(dāng)關(guān)于終端當(dāng)前在移動還是沒有移動而在WLAN上通信(S100)時，終端310向小區(qū)映射服務(wù)器300提供其位置信息。如前討論的，位置信息包括終端的GPS坐標(biāo)和與終端所在的CDMA小區(qū)有關(guān)的信息。小區(qū)映射服務(wù)器300從終端310接收終端位置信息(S120)。
根據(jù)接收到的終端位置信息中包含的CDMA小區(qū)信息(即，與終端所在的CDMA基站有關(guān)的信息)，小區(qū)映射服務(wù)器300在小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫303中檢索與CDMA小區(qū)重疊的WLAN小區(qū)(S121)。在小區(qū)映射服務(wù)器300確定WLAN小區(qū)之后，其根據(jù)終端的GPS位置信息(坐標(biāo))檢索終端所在的WLAN子小區(qū)(S122)。小區(qū)映射服務(wù)器300從與終端當(dāng)前所在的WLAN子小區(qū)有關(guān)的信息中確定與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的匹配信息(S123)，并向終端310傳輸與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息(S124)。
當(dāng)越區(qū)切換發(fā)生時(S110)，接收與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息的終端310通過認(rèn)證過程(S111)和重新關(guān)聯(lián)過程(S112)執(zhí)行越區(qū)切換，而不掃描新接入點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，在越區(qū)切換過程中，可以通過縮短耗時的信道掃描過程來顯著地減少WLAN終端的越區(qū)切換時間，從而改進(jìn)WLAN質(zhì)量。
雖然參考本發(fā)明典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員要理解，在不背離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的前提下，可以有各種形式和細(xì)節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1.一種無線局域網(wǎng)(WLAN)中的越區(qū)切換系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括WLAN終端，用于通過與碼分多址(CDMA)基站和全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星通信來確定自身位置信息；以及小區(qū)映射服務(wù)器，用于從WLAN終端的位置信息獲得與WLAN終端當(dāng)前所在WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，從WLAN終端的當(dāng)前位置確定與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，并向WLAN終端提供小區(qū)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中位置信息包括WLAN終端的GPS坐標(biāo)信息和與WLAN終端所在CDMA基站有關(guān)的信息中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息包括與服務(wù)于WLAN終端將要移動到的WLAN小區(qū)的接入點(diǎn)有關(guān)的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中WLAN終端包括GPS接收模塊，用于從GPS衛(wèi)星接收WLAN終端的坐標(biāo)信息；CDMA模塊，用于從CDMA基站接收與WLAN終端接入的CDMA小區(qū)有關(guān)的信息；存儲單元，用于存儲與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息；以及控制器，用于向小區(qū)映射服務(wù)器傳輸坐標(biāo)信息和CDMA小區(qū)信息，從小區(qū)映射服務(wù)器接收與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，及在存儲單元中存儲小區(qū)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中WLAN終端還包括WLAN模塊，用于從控制器接收與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，并根據(jù)小區(qū)信息執(zhí)行越區(qū)切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中小區(qū)映射服務(wù)器包括小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫，用于存儲與CDMA小區(qū)和映射到CDMA小區(qū)的WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，以及與WLAN終端將要切換到的、被映射到WLAN終端的當(dāng)前WLAN小區(qū)的小區(qū)有關(guān)的信息；以及控制器，用于根據(jù)WLAN終端位置信息和小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫中存儲的映射信息來確定與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，并向WLAN終端提供小區(qū)信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中控制器獲得有關(guān)與WLAN終端所在的CDMA小區(qū)重疊的WLAN小區(qū)的信息，將WLAN小區(qū)信息與WLAN小區(qū)的GPS位置信息相比較，以確定與WLAN終端當(dāng)前所在的WLAN子小區(qū)有關(guān)的信息，并且確定與WLAN終端將要切換到的、與WLAN子小區(qū)相匹配的小區(qū)有關(guān)的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫存儲關(guān)于CDMA小區(qū)整體結(jié)構(gòu)的信息、關(guān)于WLAN小區(qū)整體結(jié)構(gòu)的信息和WLAN小區(qū)及子小區(qū)的GPS坐標(biāo)信息中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中小區(qū)映射服務(wù)器還可以包括用于從WLAN終端接收位置信息的位置信息接收模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中WLAN終端根據(jù)從小區(qū)映射服務(wù)器接收到的與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息執(zhí)行越區(qū)切換，而不掃描目的地接入點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括GPS衛(wèi)星，用于向WLAN終端傳輸GPS坐標(biāo)信息；以及CDMA基站系統(tǒng)，用于向WLAN終端傳輸CDMA小區(qū)信息。
12.一種用于管理碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡(luò)和無線局域網(wǎng)(WLAN)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫，用于存儲與CDMA小區(qū)和映射到CDMA小區(qū)的WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，以及與終端將要切換到的、被映射到每個WLAN小區(qū)的小區(qū)有關(guān)的信息；以及控制器，根據(jù)包括終端的全球定位系統(tǒng)(GPS)坐標(biāo)信息和關(guān)于終端所在CDMA小區(qū)的信息之一的終端位置信息、以及小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫中存儲的信息來確定與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，并向終端提供與終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的小區(qū)信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括位置信息接收模塊，用于從終端接收所述的終端的GPS坐標(biāo)信息或關(guān)于終端所在CDMA小區(qū)的信息之一。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中控制器獲得有關(guān)與終端所在CDMA小區(qū)重疊的WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，將WLAN小區(qū)信息與WLAN小區(qū)的GPS位置信息相比較，以確定與終端當(dāng)前所在WLAN子小區(qū)有關(guān)的信息，并且確定與終端將要切換到的、與WLAN子小區(qū)相匹配的小區(qū)有關(guān)的信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中小區(qū)映射數(shù)據(jù)庫存儲關(guān)于CDMA小區(qū)整體結(jié)構(gòu)的信息、關(guān)于WLAN小區(qū)整體結(jié)構(gòu)的信息和WLAN小區(qū)及子小區(qū)的GPS坐標(biāo)信息中的至少一種。
16.一種無線局域網(wǎng)(WLAN)中越區(qū)切換的方法，所述方法包括步驟WLAN終端通過與碼分多址(CDMA)基站和全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星通信來確定WLAN終端的位置信息；從位置信息獲得與WLAN終端當(dāng)前所在的WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，并從WLAN終端的當(dāng)前位置確定與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息；以及向WLAN終端提供確定的與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中位置信息包括終端的GPS坐標(biāo)信息和與WLAN終端所在的CDMA基站有關(guān)的信息中的至少之一。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息包括與服務(wù)于WLAN終端將要移動到的WLAN小區(qū)的接入點(diǎn)有關(guān)的信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括步驟存儲要向WLAN終端提供的、與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息；以及根據(jù)存儲的與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息來執(zhí)行越區(qū)切換，而不掃描目的地接入點(diǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中確定與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息的步驟包括步驟根據(jù)與CDMA小區(qū)和被映射的WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，與WLAN終端將要切換到的、被映射到每個WLAN小區(qū)的小區(qū)有關(guān)的信息，以及WLAN終端的GPS坐標(biāo)信息和與WLAN終端所在CDMA小區(qū)有關(guān)的信息之一，來確定與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中確定與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息的步驟包括步驟檢索有關(guān)與WLAN終端所在的CDMA小區(qū)重疊的WLAN小區(qū)的信息；通過將檢索到的WLAN小區(qū)信息與WLAN終端的GPS坐標(biāo)信息相比較來確定與終端當(dāng)前所在的WLAN子小區(qū)有關(guān)的信息；以及確定與檢索到的WLAN終端當(dāng)前所在的WLAN子小區(qū)相匹配的相鄰小區(qū)有關(guān)的信息。
全文摘要
在一種使用混合網(wǎng)絡(luò)的越區(qū)切換的系統(tǒng)及方法中，無線局域網(wǎng)(WLAN)終端通過與碼分多址(CDMA)基站和全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星通信來確定自身位置信息，并且小區(qū)映射服務(wù)器從WLAN終端的位置信息獲得與WLAN終端當(dāng)前所在的WLAN小區(qū)有關(guān)的信息，從WLAN終端的當(dāng)前位置確定與WLAN終端將要切換到的小區(qū)有關(guān)的信息，并向WLAN終端提供小區(qū)信息。這允許執(zhí)行越區(qū)切換而不掃描目的地接入點(diǎn)，從而顯著地減少了WLAN越區(qū)切換的時間。
文檔編號H04L12/28GK1909732SQ20061010602
公開日2007年2月7日 申請日期2006年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月1日
發(fā)明者鄭載東, 全成俊 申請人:三星電子株式會社