專利名稱：通信架構(gòu)、無線接入點及其控制與終端通信的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信，更具體地說，涉及無線局域網(wǎng)的電路。
背景技術：
已知通信系統(tǒng)支持無線和/或有線通信設備之間的無線和有線通信。這樣 的通信系統(tǒng)從國內(nèi)和/或國際蜂窩電話系統(tǒng)到互聯(lián)網(wǎng)至點對點的室內(nèi)無線網(wǎng) 絡。每種類型的通信系統(tǒng)都遵循一種或多種適當?shù)幕蛐袠I(yè)通信標準設計和運行。例如，無線通信系統(tǒng)可遵循一個或多個標準運行，包括但不限于IEEE 802.11、藍牙、先進移動電話服務(AMPS)、數(shù)字AMPS、全球移動通信系統(tǒng) (GSM)、碼分多址(CDMA)、本地多點分配業(yè)務(LMDS)、多信道多點分 配系統(tǒng)(MMDS)、和/或它們的變形。
根據(jù)無線通信系統(tǒng)的類型，無線通信設備，例如蜂窩電話、對講機、個人 數(shù)字助理(PDA)、個人電腦(PC)、便攜式電腦、家庭娛樂設備或其它無線 終端設備，直接或間接地與其它無線通信設備通信。對于直接通信(也稱為點 對點通信)，參與通信的無線通信設備將它們的接收器和發(fā)射器調(diào)諧到相同的 信道(例如，無線通信系統(tǒng)的多個射頻(RF)載波中的一個)，并通過該信道 通信。對于間接無線通信，每個無線通信設備通過分配的信道，直接與相關的 基站(例如，對蜂窩服務來說)和/或相關的接入點(例如，對室內(nèi)或建筑內(nèi) 的無線網(wǎng)絡來說)通信。
接入點一般提供通向主干網(wǎng)絡的上行通道，通常也管理下行通信。接入點 和基站可以與其它設備電路合并，例如在機頂盒中以及在終點設備內(nèi)部本身的 某些情況下。為了實現(xiàn)無線通信設備之間的通信連接，相關的基站和/或相關 的接入點通過系統(tǒng)控制器、公共電話交換網(wǎng)(PSTN)、互聯(lián)網(wǎng)和/或某些其它 廣域網(wǎng)彼此直接通信。
每個無線通信設備都包括內(nèi)置無線收發(fā)器(也就是，接收器和發(fā)射器)或 者連接到相關的無線收發(fā)器(例如，室內(nèi)和/或建筑內(nèi)無線通信網(wǎng)絡的基站， RF調(diào)制解調(diào)器等)上。眾所周知，發(fā)射器包括數(shù)據(jù)調(diào)制級、 一個或多個中頻 級以及功率放大級。數(shù)據(jù)調(diào)制級按照特定的無線通信標準將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為基 帶信號。
一個或多個中頻級將基帶信號與一個或多個本地振蕩混合，以生成
RF信號。在將RF信號通過天線發(fā)射之前，功率放大級放大RF信號。
包括這種無線收發(fā)電路的一種特殊設備是無線接入點，其可以為無線終端 例如帶有無線收發(fā)裝置或無線終端的臺式電腦(合稱為無線終端)提供到網(wǎng)絡 (例如互聯(lián)網(wǎng))的無線接入。帶有無線收發(fā)裝置(例如藍牙或WLAN)的無線終 端的例子也包括筆記本電腦、個人數(shù)字助理、蜂窩手機、以及基于GPS的專 用設備(例如測繪應用、高爾夫應用、釣魚應用等)。
一般無線接入點都包括防火墻電路，為無線終端提供保護，防止黑客訪問 無線終端內(nèi)的私人數(shù)據(jù)。通常，雖然無線接入點支持IEEE 802.11協(xié)議通信， 但是它的作用就象無線終端和遠程設備之間的通信管道，而該遠程設備可通過 諸如因特網(wǎng)之類的網(wǎng)絡連接到無線接入點。典型地，無線接入點生成信標，使 信標范圍內(nèi)的任何無線終端都能夠識別它。然后無線終端從信標己經(jīng)被接收的 所有無線接入點中選擇其將要連接的接入點。
在許多目前的無線架構(gòu)中，用戶必須(通過他們的無線設備)監(jiān)測、并從 一組接入點中選擇以及重新選擇接入點，以建立至諸如因特網(wǎng)之類的主干網(wǎng)絡 的通信路徑。這不僅會帶來不便，而且如果無線終端最初在某一位置與某個無 線接入點連接，當無線終端從該位置移動到另一位置時，在后一位置處無線終 端與該無線接入點之間的通信鏈路可能變得無法使用，從而導致數(shù)據(jù)通信中 斷。此外，當無線設備漫游時，這樣的不便將會擴大。例如，用戶在使用無線 設備時，可步行、乘汽車、火車或以其它方式移動。當用戶移動到當前選定的 無線接入點的范圍之外時，信號強度開始減弱，導致通信流變差，之后斷開。 在這點上，用戶被迫從該鄰近地區(qū)內(nèi)的多個無線接入點中進行選擇。通常，由 于用戶不能確定在用戶繼續(xù)移動時哪個無線接入點可提供最佳的非中斷覆蓋， 可能會選擇在短時間內(nèi)提供較差支持的無線接入點，這會導致用戶使用他或她
的無線設備更頻繁地交互，以選擇備選的無線接入點。
用戶是習慣的創(chuàng)造者，且通常每天沿著相同的路線(人行道、街道、火車 軌道等)移動。在這樣頻繁來回移動的路徑上，用戶被迫一次又一次地與他們 的無線設備交互，以選擇和管理與他們在路上重復遇到的無線接入點的關系。 在參照附圖將這種技術與本發(fā)明的各方面進行比較之后，對本領域的技術人員 來說，這種技術和其它相關技術的其它問題和不足將是顯而易見的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種設備及其操作方法，在以下的
具體實施方式
以
及權利要求中有更詳細的描述。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種通信架構(gòu)，包括
第一接入點，帶有第一上行收發(fā)器和第一無線下行收發(fā)器；
第二接入點，帶有第二上行收發(fā)器和第二無線下行收發(fā)器-, 多個第一無線終端，每個都將其位置相關信息發(fā)送到第二接入點； 所述第二接入點通過所述第一上行收發(fā)器和第二上行收發(fā)器，將所述發(fā)送
的位置相關信息隨相關的操作信息發(fā)送到所述第一接入點；
第二無線終端，將其所述位置相關信息發(fā)送到第一接入點；以及 所述第一接入點將與所述第二無線終端相關的操作信息與所述發(fā)送的操
作信息比較，以便將所述第二無線終端切換(handoff)到另一個無線接入點。 優(yōu)選地，所述發(fā)送的操作信息包括移動信息，以及部分基于所述移動信息
進行行切換的決策。
優(yōu)選地，所述移動信息包括歷史信息，所述歷史信息是與無線終端在每個
連接位置的持續(xù)時間相關的連接歷史。
優(yōu)選地，所述歷史信息用于生成移動索引(movement index)，所述移動索
引用于切換決策。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種通信架構(gòu)中布置的無線接入點，所述無線 接入點能夠通過主干通信路徑與其它無線接入點通信，以交換第一無線終端組 的操作信息，所述無線接入點包括 上行收發(fā)器電路，其通過所述主干通信路徑交換所述操作信息； 下行收發(fā)器電路，其從第二無線終端接收位置信息； 存儲器，用于存儲所述操作信息和所述位置信息；以及 所述上行收發(fā)器電路通過所述主干通信路徑發(fā)送包括位置信息的操作信息。
優(yōu)選地，所述上行收發(fā)器電路接收操作信息，所述操作信息包括所述第一 無線終端組和所述第二無線終端的歷史信息，所述歷史信息包括移動歷史。
優(yōu)選地，所述下行收發(fā)器電路在接收所述位置信息之前，從所述第二無線 終端接收連接請求，其中
在第一結(jié)論中，基于與第二無線終端的位置信息相關的第二無線終端的歷 史信息，確定保持與所述第二無線終端的連接；以及
在第二結(jié)論中，基于與第二無線終端的位置信息相關的第二無線終端的歷 史信息，確定切換所述第二無線終端。
優(yōu)選地，作為所述第一和第二結(jié)論的一部分，所述無線接入點基于以下中 的至少一項無線終端的當前位置、第二無線終端的歷史、以及無線終端當前
負載或負載索引(loading index),估計是否應該由超大服務區(qū)或較小的傳統(tǒng) 服務區(qū)來服務于所述第二無線終端。
優(yōu)選地，所述歷史還包括所存儲的與所述位置信息相關的信號特征、信噪 比、誤碼率、接收功率等級、發(fā)射功率等級、波束賦形參數(shù)、信道信息、跳頻 序列、以及傳輸協(xié)議中的至少一項。
優(yōu)選地，所述操作歷史還包括所述第二無線終端之前曾經(jīng)連接的無線接入 點列表，所述列表包括至少一個無線接入點。
優(yōu)選地，所述無線接入點能夠基于所述第二無線終端的移動歷史來分配信 道，以避免信道沖突。
優(yōu)選地，所述無線接入點估計移動索引(作為以下操作的一部分)，確定是 否命令所述無線終端連接到到特定的無線接入點，以及應選擇哪個無線接入點 連接到第二無線終端。
優(yōu)選地，所述無線接入點能夠基于與所述第二無線終端的當前位置相關的 已知移動歷史，確定發(fā)射功率等級。
優(yōu)選地，所述無線接入點能夠基于所述第二無線終端的歷史，選擇多個無
線收發(fā)裝置(radio)中的一個無線收發(fā)裝置來與所述第二無線終端通信。
優(yōu)選地，所述無線接入點能夠基于與所述第二無線終端的位置相關的第二 無線終端的移動方式，選擇多個無線收發(fā)裝置中的一個無線收發(fā)裝置來與所述 第二無線終端通信。
優(yōu)選地，所述無線接入點估計無線終端在臨近無線終端的當前位置的區(qū)域 停留的時間，作為確定哪個無線接入點應該連接到第二無線終端，以部分形成 所述第一和第二結(jié)論的一部分。
優(yōu)選地，所述無線接入點估計無線終端在臨近無線終端的當前位置的區(qū)域 停留的時間，作為確定應該為無線終端與它應當接入的無線接入點之間的通信 信道分配何種通信參數(shù)的一部分。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種在無線接入點中控制與無線終端通信的
方法，包括
從無線終端接收連接請求或信標中的一個，并連接到所述無線終端；
接收所述無線終端的位置信息；
估計從所述無線終端接收到的信號的信號特征；
將所述位置信息和所述信號特征存儲在所述無線終端的歷史信息中；
以及 估計所述無線終端的歷史和當前位置，以形成第一結(jié)論，保持與所述無線
終端的連接；或形成第二結(jié)論，生成通信信號，促使所述無線終端和第二無線
接入點彼此連接。
優(yōu)選地，所述方法還包括將所述無線終端的至少一部分歷史發(fā)送到所述第 二無線接入點。
優(yōu)選地，所述方法還包括從所述第二無線接入點接收所述無線終端的至少 一部分歷史。
優(yōu)選地，所述歷史包括所述無線終端的移動信息。
優(yōu)選地，所述無線接入點估計所述無線終端的可能移動形式，作為確定所 述第一和第二結(jié)論的一部分。
優(yōu)選地，所述無線接入點基于所述無線終端的歷史、所述無線終端的移動 信息以及所述無線終端的通常負載要求，分配信道、發(fā)送功率等級、傳輸協(xié)議 或無線收發(fā)裝置中的至少一個，其中所述無線接入點估計所述無線終端的可能 移動形式，作為連接決策的一部分，且作為分配信道、發(fā)送功率級、傳輸協(xié)議 或無線收發(fā)裝置中的至少一個，用于與無線終端通信操作中的一部分。
從以下參照附圖的具體實施方式
中，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將會變得更 加明顯。
下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括電路設備和網(wǎng)絡組件的通信網(wǎng)絡及其操作的功 能框圖，包括保持和交換無線終端的歷史信息的無線接入點；
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖1中網(wǎng)絡的至少一部分的無線網(wǎng)絡操作的示
意圖3是包括圖1中網(wǎng)絡的至少一部分的無線通信網(wǎng)絡的示意圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的超大服務區(qū)的功能框圖，所述超大服務區(qū)與無 線接入點的多個傳統(tǒng)服務區(qū)交疊；
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的無線接入點的功能框圖，所述無線接入點是例
如圖1-4中所使用的那些；以及
圖6-9是根據(jù)本發(fā)明實施例的無線接入點的操作方法的流程圖。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括電路設備和網(wǎng)絡組件的通信網(wǎng)絡及其操作的功 能框圖。更具體地，多個網(wǎng)絡服務區(qū)04、 06和08是網(wǎng)絡10的一部分。網(wǎng)絡 IO包括多個基站或接入點(AP) 12-16、多個無線通信設備18-32以及網(wǎng)絡硬 件部分34。無線通信設備18-32可以是筆記本電腦18和26、個人數(shù)字助理 20和30、個人電腦24和32、和/或蜂窩電話22和28。無線通信設備的細節(jié) 將會參照圖2-IO詳細描述。
基站或接入點12-16可通過局域網(wǎng)(LAN)連接36、 38和40連接到網(wǎng)絡 硬件部分34，網(wǎng)絡硬件部分34可以是路由器、交換機、橋接器、調(diào)制解調(diào)器、 系統(tǒng)控制器等，為通信系統(tǒng)10提供至外部網(wǎng)絡單元(例如WAN44)的廣域網(wǎng) (WAN)連接42?；净蚪尤朦c12-16中的每一個都有相關的天線或天線陣列， 用于與其區(qū)域內(nèi)的無線通信設備通信。通常，無線通信設備18-32注冊到特定 的基站或接入點12-16，從而從通信系統(tǒng)IO接收服務。對于直接通信(也就 是點對點通信)，無線通信設備通過所分配的信道直接通信。
通常，基站用于蜂窩電話系統(tǒng)和類似類型的系統(tǒng)，而接入點用于室內(nèi)或建 筑內(nèi)的無線網(wǎng)絡。不管是何種特殊類型的通信系統(tǒng)，每個無線通信設備都包括 內(nèi)置無線收發(fā)裝置和/或連接到無線收發(fā)裝置。
通常，圖1中的無線接入點可以生成并更新無線終端的歷史。 一般地，一 旦連接到無線終端，從該無線終端接收連接請求、信標或位置信息，或者從另 一個無線接入點接收關于該無線終端的歷史信息，就生成或更新這樣的歷史。 無線接入點還可以確定是否連接到無線終端，另一個無線接入點是否應連接到 無線終端，或者是否將無線終端切換到另一個無線接入點。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無線通信網(wǎng)絡的示意圖。無線通信網(wǎng)絡 100包括多個無線接入點，可以相互連接，以交換關于一個或多個無線終端的 歷史信息。這樣的歷史信息可用于做出在無線接入點和無線終端之間是否需要 切換的決策。更具體地，無線接入點102包括用于與無線終端104建立點對點 通信鏈路，且可生成或更新關于無線終端104的歷史信息的電路。
無線接入點102被有線主干網(wǎng)124連接到無線接入點110、 114和120。 另外，無線接入點120通過有線主干網(wǎng)126連接到無線接入點118。在一個實 施例中，有線主干網(wǎng)124包括局域網(wǎng)。在選擇性的實施例中，有線主干網(wǎng)124 包括可通過互聯(lián)網(wǎng)連接的多個有線接入點。例如，可建立虛擬專用網(wǎng)(VPN)， 以生成主干網(wǎng)124。在另一個實施例中，網(wǎng)絡124包括帶有無線通信鏈路的無 線網(wǎng)絡，所述無線通信鏈路提供控制和協(xié)作通信，以支持根據(jù)本發(fā)明的操作， 如圖1-9所示。類似地，主干網(wǎng)126可包括有線或無線主干網(wǎng)，如所描述的網(wǎng) 絡124的那些。因此，無線接入點120可以將無線接入點118連接到網(wǎng)絡124的無線接入點，以支持根據(jù)本發(fā)明實施例的操作。無線接入點118可通過無線
接入點120與無線接入點102交換歷史信息。
如果從無線終端104接收信標或連接請求時，無線接入點102沒有無線終 端104的歷史信息，無線接入點102 —旦連接到無線終端104就生成所述歷史 信息。另一方面，如果無線接入點102已經(jīng)存儲了歷史信息，例如歷史信息 106，那么無線接入點102基于直接從無線終端104接收的任何新數(shù)據(jù)或者與 無線終端104連接的通信鏈路相關的數(shù)據(jù)，更新歷史信息106。例如，每次無 線終端104將位置信息發(fā)送給無線接入點102，無線接入點102就更新位置信 息。此外，無線接入點102可以根據(jù)通信信道特征的改變或從無線終端104 接收的信號的信號特征的改變，更新歷史106。最后，無論何時無線接入點102 通過外部網(wǎng)(例如互聯(lián)網(wǎng))或通過企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)、無線局域網(wǎng)或有線局域網(wǎng) 從另一個無線接入點接收到歷史信息，無線接入點102都更新歷史106。
在本發(fā)明的一個實施例中，歷史信息106包括以下類型的歷史中的至少一 些位置、移動索引、無線終端，連接過的無線接入點列表，其中包括無線 終端處于該無線接入點列表中的每個無線接入點所服務區(qū)域內(nèi)的平均時間，所 述無線接入點服務時無線終端的存儲位置。所述歷史信息還包括無線終端與無 線接入點之間在各位置處的通信鏈路的信號特征，包括例如信噪比(SNR)或 誤碼率(BER)之類的特征。此外，歷史信息還包括如連接到無線終端的無線 接入點所記錄的接收功率等級、無線接入點在連接到該無線終端的通信鏈路上 的發(fā)射功率等級、波束賦形參數(shù)、數(shù)據(jù)吞吐量負載(通常的或平均的)、信道 信息、跳頻序列以及傳輸協(xié)議。
在網(wǎng)絡100內(nèi)，無線接入點102位于位置108內(nèi)，例如，位置108示為"大 男孩烤餅店"。無線接入點110位于位置112內(nèi)，例如，位置112示為"PCH 咖啡屋&會所"。無線接入點114位于位置116內(nèi)，例如，位置116示為"特許 咖啡店"。最后，無線接入點118和120都位于位置112，例如，位置112示 為"B. A.書店"。無線接入點102、 110、 114和120都設置成可通過網(wǎng)絡124 彼此通信。在本例子中，網(wǎng)絡100包括互聯(lián)網(wǎng)，雖然它可以僅僅是復雜系統(tǒng)中 的企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)。此外，在位置122，無線接入點118和120可通過局域網(wǎng)
126連接。
在操作中，無線終端104出現(xiàn)在無線接入點102的服務區(qū)內(nèi)，并沿著方向 128移動。在本發(fā)明的一個實施例中，無線終端104生成至無線接入點102的 連接請求。這個連接請求由無線終端104產(chǎn)生，無線終端104檢測無線接入點 102發(fā)射的信標，所述信標表明無線接入點102能夠支持所連接的通信。在本 發(fā)明的這個實施例中，無線終端104還將其位置信息發(fā)送給無線接入點102。 此外，在本發(fā)明所描述的實施例中，無線終端104周期性地發(fā)送所述位置信息， 所述周期性由特定的事件或者特定的時間表決定。
作為對從無線終端104接收的位置信息的響應，無線接入點102存儲無線 終端的移動歷史，用作以后對可連接性估計的部分依據(jù)，以得到連接到該無線 終端的第一結(jié)論和促使該無線終端和另一個無線接入點彼此連接的第二結(jié)論。 選擇性地，無線接入點102可計算移動索引(movement index),所述移動索引 可隨著無線終端的位置信息更新，其中所述移動索引被用于形成關于連接的第 一和第二結(jié)論。例如，在一個實施例中，所存儲的移動索引與無線終端所連接 的每個無線接入點相關。因此移動索引反映了無線終端將會在該無線接入點的 服務區(qū)內(nèi)保持靜止的可能性。在一個實施例中，移動索引反映了無線終端保持 連接到一組密切相關的無線接入點中特定無線接入點的時間百分比，所述一組 密切相關的無線接入點是在形成連接和切換決策上最接近的無線接入點。
選擇性地，無線終端104將信標發(fā)送到無線接入點102，代替連接請求及 之后的連接后位置信息。此處，信標包括無線終端的位置信息。對于每個實施 例，無線接入點102都可以根據(jù)信標和位置信息而生成或更新無線終端104 的歷史信息106。通常，對從無線終端104接收連接請求或信標做出響應，無 線接入點102可用于確定是否連接到無線終端104或者促使無線終端104連接 到另一個無線接入點。這個決定還包括形成連接到無線終端的第一結(jié)論和促使 無線終端和另一個無線接入點彼此連接的第二結(jié)論。例如，無線接入點102 可估計移動索引，在一個實施例中，所述移動索引與歷史信息106中識別的每 個位置(無線接入點服務區(qū)或無線接入點)相關。
這樣，無線接入點102可很容易確定應連接到無線終端104的最合適的無
線接入點，以減少網(wǎng)絡無效情形，這種情形將導致從一個無線接入點切換到另 一個無線接入點。在本發(fā)明的另一個實施例中，無線接入點102僅僅估計歷史 信息106，以確定無線終端保持與每個無線接入點連接的相對時間量或時間量。例如，基于位于圖2所示的多個無線接入點(即無線接入點102、 110、 114、 118和120)交疊服務區(qū)內(nèi)，如果無線終端104可很容易地連接到這些無線接入 點或者這些無線接入點的任何子集中的任何一個無線接入點，無線接入點120 可估計哪個無線接入點最可能變成無線終端的主要服務區(qū)。
例如，如果無線終端104通常在無線接入點102、 110、 114和118的服務 區(qū)內(nèi)移動，最終停止在無線接入點120的服務區(qū)內(nèi)，無線接入點102可確定無 線接入點120將會是服務于連接至無線終端104的通信鏈路的最合適的無線接 入點。選擇性地，無線接入點102可確定任何無線接入點都可很容易地服務于 連接至無線終端104的通信鏈路，但是無線接入點104有歷史負載要求，其可 以由特定的無線接入點更好地支持。例如，在位置122，兩個無線接入點118 和120中有一個更適合支持大批量數(shù)據(jù)下載。例如，無線接入點120特別適于 通過無線通信鏈路下載有聲讀物。
不管無線接入點102做出何種連接決策，也就是，是否形成連接的第一結(jié) 論和促使無線終端104連接到另一個無線接入點的第二結(jié)論，無線接入點102 都會通過網(wǎng)絡124或通過局域網(wǎng)(例如，局域網(wǎng)126)將至少一部分歷史信息 106發(fā)送到其它無線接入點中的每一個。雖然沒有在此詳細示出，但是實際上 不論何時從任何其它無線接入點接收到歷史信息或歷史部分，無線接入點 102、 110、 114、 118和120中的每一個都能夠更新歷史信息106。
無線接入點102還可基于它當前的負載情況和無線終端104的操作能力， 做出連接決策。例如如果無線終端104使用更新版本的無線通信協(xié)議通信，例 如，正交頻分復用(OFDM)通信協(xié)議，無線接入點102可確定更適合由另一個 無線接入點來提供連接至無線終端104的通信鏈路。例如，如果無線接入點 102像無線終端104 —樣也具有OFDM的能力，而基于其負載情況，無線接入 點102可能更愿意促使無線終端104和無線接入點120建立通信鏈路。
無線接入點102還可分配操作特征，所述操作特征包括以下中的至少一 項信道、發(fā)射功率等級、傳輸協(xié)議、或者無線接入點的收發(fā)器內(nèi)的多個無線 收發(fā)裝置中的一個。例如，無線接入點102內(nèi)的某個特定無線收發(fā)裝置可保留 用于特定類型的通信。
選擇性地，如果另一個無線接入點能夠支持更好的信道且干涉較少，無線 接入點102可遵從這種無線接入點，由其支持與無線終端104連接的通信鏈路。
無線接入點102可以將與每個無線終端通信的信號特征和通信特征存儲在每 個無線終端的歷史信息中。這樣的特征包括信噪比(SNR)、誤碼率(BER)、接 收功率等級、發(fā)射功率等級、波束賦形參數(shù)、信道信息、跳頻序列、以及傳輸 協(xié)議。這樣，無線接入點102基于無線終端的通信特征，并考慮其歷史信息以 及其它無線終端的通信特征，得出第一和第二結(jié)論，以避免沖突。例如，無線 接入點102可知道，位于鄰近的無線接入點服務區(qū)內(nèi)的無線終端正在使用特定 的通信特征，如果兩個無線終端彼此靠近將會產(chǎn)生沖突。這種估計的做出可能 還與移動歷史或移動索引相關。
圖3是無線通信網(wǎng)絡150的選擇性示意圖。在圖3所示的示意圖中，無線 通信網(wǎng)絡150包括結(jié)構(gòu)152，結(jié)構(gòu)152包括多個無線接入點，它們設置得可通 過主干網(wǎng)154通信。更具體地，無線接入點156通過主干網(wǎng)154連接到無線接 入點162和166。網(wǎng)絡154可以是有線局域網(wǎng)或無線網(wǎng)絡。在所描述的實施例 中，網(wǎng)絡154是有線局域網(wǎng)。此外，無線接入點166通過網(wǎng)絡168連接到無線 接入點164，網(wǎng)絡168可以是有線或無線局域網(wǎng)。無線接入點164還通過互聯(lián) 網(wǎng)或者其它網(wǎng)絡170連接到外部網(wǎng)絡。在連接性方面，例如，無線接入點156 可通過無線接入點166、無線接入點164和網(wǎng)絡170與外部無線接入點通信， 以交換與無線終端相關的操作信息。
在圖3中，無線接入點156位于位置158，位置158示為結(jié)構(gòu)152的電視 屋。例如，結(jié)構(gòu)152可以是民居。無線接入點156包括歷史信息160，歷史信 息160如之前參照圖2所描述的那樣形成和更新。然后更新后的歷史160被用 于生成歷史部分172，并傳送到無線接入點162、 166和164，以更新這些接入 點中的有關無線終端104的歷史。
由于無線接入點164和166還通過第二局域網(wǎng)168相連接，與無線接入點
164進行的任何操作信息或歷史信息的交換都包括根據(jù)該信息或歷史信息的 來源/目標，將這些操作信息或歷史信息發(fā)送到無線接入點166、從無線接入
點166發(fā)送出來、和/或通過無線接入點166傳送。最終，如圖所示，無線接 入點164被設置成可以通過外部網(wǎng)絡170通信，在這個例子中外部網(wǎng)絡170 是互聯(lián)網(wǎng)。無線通信網(wǎng)絡150的操作與無線通信網(wǎng)絡100的操作完全類似，但 是提供了本發(fā)明的選擇性實施例。例如，如果無線終端104生成了至無線接入 點156的連接請求或信標，并在方向186上移動，如它通常所作的那樣，無線 接入點156可確定無線接入點162、 164或166中哪一個將會是提供與無線終 端104連接的通信鏈路的最佳無線接入點。例如，如果無線終端是屬于父母的 那一個，其中父母使用標識為位置174的主臥室，歷史信息160將會以移動索 引的形式或者以與結(jié)構(gòu)152中的每個位置相關的通常時間值的形式提供移動 信息。這樣，無線接入點162可在接收到連接請求并連接到MT 104之后，在 連接到MT 104之后的短時間內(nèi)切換MT 104。
在這個例子中，如果歷史信息指示無線終端104的ID及其相關的歷史， 指示出無線終端通常在標識為兒童書房的位置也就是位置176處停留的時間 最多，那么無線接入點156將確定應當由無線接入點166來支持與無線終端 104連接的通信鏈路。因此，無線接入點156進行操作，將MT 104切換到無 線接入點166。最終，在圖3的實施例中，雖然只有無線接入點164可用于通 過互聯(lián)網(wǎng)170通信，從而與其它無線接入點交換歷史部分172，但是無線接入 點164也可在無線局域網(wǎng)154內(nèi)將歷史部分172發(fā)送到無線接入點166、 162 和156。此外，例如，無線接入點156生成的歷史部分172可以被無線接入點 164接收并通過互聯(lián)網(wǎng)170發(fā)送出去，以更新其它無線接入點中與無線終端104 相關的歷史信息。
在一個實施例中，歷史信息僅發(fā)送到與無線終端104相關的歷史信息中所 涉及的無線接入點。因此，當連接歷史增長時，由于無線終端連接到新的無線 接入點，無線接入點中的歷史信息被更新。在本發(fā)明的一個實施例中，無線接 入點156從無線終端104接收到部分歷史信息，使得無線接入點156能夠促使 新的無線接入點來決定切換。如果這部分歷史信息中有足夠的信息可以用來做
出切換決定，則新的無線接入點做出決定，然后更新所涉及到的無線接入點中 的歷史信息。
如果這部分歷史信息不是足夠的，但是至少包括無線終端之前已經(jīng)連接過 的無線接入點的ID，新的無線接入點可與至少一個所標識的無線接入點通信，
以接收歷史信息，從而做出切換決策。因此，例如，如果無線接入點156是新 的無線接入點，且線終端104的歷史信息中標識有無線接入點164，那么無線 接入點156連接到無線終端104，并通過無線接入點166和網(wǎng)絡154、 168從 無線接入點164獲取歷史信息。
在一個實施例中，無線終端僅僅保留它之前連接過的無線接入點的ID。 因此，在無線終端104與無線接入點連接后，它標識存儲在它的存儲器中且它 之前連接過的一個或多個無線接入點。因此，即使無線終端僅提供它之前連接 過的一個無線接入點的ID，無線終端目前連接的新無線接入點也能夠生成歷 史部分172，用于發(fā)送到被標識的無線接入點，并與之交換歷史信息。
之后，被標識的無線接入點當然就會獲得無線終端的歷史信息以及它曾經(jīng) 連接過的無線接入點的列表，因此能夠?qū)⒆钚碌臒o線接入點添加到該列表中， 即使無線終端在全新的區(qū)域中且之前從來沒有與該無線接入點通信。這樣，這 個新無線接入點能夠接收到標識有多個無線接入點的全部歷史部分172，使新 的無線接入點能夠做出切換決策，就是，形成如上所述的第一或第二結(jié)論。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的超大服務區(qū)的功能框圖。圖4中的示意圖可以 與圖l、 2、 3中的示意圖結(jié)合?？偟膩碚f，圖4示出了多個無線接入點，它們 可形成彼此完全獨立的服務區(qū)，同時都位于覆蓋范圍更大的另一個無線接入點 的服務區(qū)內(nèi)。例如，圖4的無線網(wǎng)絡200包括三個無線接入點202、 204和206， 它們分別支持服務區(qū)208、 210和212，并通過網(wǎng)絡214連接。網(wǎng)絡214可以 是有線或無線局域網(wǎng)或虛擬專用網(wǎng)。此外，無線接入點216連接到網(wǎng)絡214， 并支持與較小的傳統(tǒng)服務區(qū)208、 210和212完全交疊的超大服務區(qū)218。因 此，本發(fā)明的一個方面包括，在圖4的情況下，即無線終端104移動到無線接 入點202的服務區(qū)208，且沿著方向220移動，是否保持與無線終端104的連 接，或者是否將無線終端104切換到無線接入點204或206或者超大服務區(qū)無
線接入點216。
如圖所示，無線終端104位于超大服務區(qū)218內(nèi)，例如，如果無線終端的 歷史信息顯示無線終端基本上是在超大服務區(qū)218內(nèi)不斷移動，而不會固定在 服務區(qū)208、 210或212的一個中，接下來無線接入點202可確定無線接入點 216最適于服務于無線終端104。出于示例的目的，允許無線接入點216服務 于無線終端104的決定的基礎是，由于連續(xù)的移動，無線終端104不會花太多 時間停留在任何服務區(qū)208、 210或212中。選擇性地，服務區(qū)208、 210或 212可能有無線終端104經(jīng)常停止移動的位置。選擇性地，在一個實施例中， 每個無線接入點都可以基于無線終端的通常負載要求以及無線接入點的可能 移動或典型移動，來做出切換決策。
圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無線接入點的功能框圖。無線接入點250 包括處理器252，處理器252可通過一個或多個發(fā)射和接收電路經(jīng)由一個或多 個天線發(fā)射和接收信號。在圖5所示的特定實施例中，無線接入點250包括用 于發(fā)射輸出通信信號的多個發(fā)射電路254以及相等數(shù)量的用于接收輸入通信 信號的多個接收電路256。發(fā)射和接收電路254和256中的每一個通常包括無 線前端電路，用于將輸出信號上變頻為RF，并用于將輸入RF信號下變頻為中 頻或基帶頻率供后續(xù)處理。無線接入點250包括上行收發(fā)器(XCVR)端口 278 和無線下行XCVR端口 276。在本發(fā)明的一個實施例中，無線接入點250是具 有OFDM能力的設備，因此可使用多個輸出發(fā)射路徑發(fā)射高數(shù)據(jù)率通信，以集 中發(fā)射通信信號。這樣，無線接入點250可以發(fā)送用于實時應用的高吞吐量/ 高數(shù)據(jù)率通信流，例如流視頻。
無線接入點250，更具體地，處理器252，包括操作邏輯，以支持常規(guī)操 作以及根據(jù)本發(fā)明的各方面和實施例的操作。例如，處理器252包括處理器操 作邏輯260，處理器操作邏輯260包括用于常規(guī)接入點操作的邏輯，包括OFDM 通信。處理器252還包括歷史信息生成和更新邏輯262，如在此所描述的，該邏 輯生成和更新歷史信息。處理器252還包括歷史通信邏輯264，用于將至少一 部分歷史發(fā)送到其它無線接入點，如在此所描述。此外，基于存儲在連接到處 理器252或者與處理器252相關聯(lián)的存儲器內(nèi)的歷史信息，處理器252包括連
接估計邏輯266，用以形成第一和第二連接結(jié)論。
處理器252還包括移動索引生成邏輯268，用于生成移動索引。處理器252 還包括負載索引生成邏輯270、傳輸協(xié)議和無線分配邏輯272、以及信號質(zhì)量 判定邏輯274，用于執(zhí)行在本文中所描述的操作。處理器252還用于通過至少 一個輸出端口生成至發(fā)射電路254的輸出通信信號，并通過至少一個輸入端口 從接收電路256接收輸入通信信號。每個下行收發(fā)器，也就是輸出端口和對應 的發(fā)射電路254或者輸入端口和對應的接收電路，用于支持或服務與無線終端 的無線通信。此外，根據(jù)一些通信協(xié)議，例如0FDM，多個收發(fā)器端口可用于 支持或服務與單個無線收發(fā)器的通信鏈路。
本發(fā)明的另一方面在圖5中示出，這個實施例可與本發(fā)明參照所有其它附 圖描述的任何實施例結(jié)合使用。發(fā)射電路254和接收電路256中的每一個都分 別可以通過各個天線258發(fā)射或接收信號。但是，應當理解，當通過開關電路 可操作地連接到其上時，可使用較少數(shù)量的天線。處理器252設置得可通過多 個下行收發(fā)器端口與發(fā)射電路254和接收電路256的每一個通信。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的方法的流程圖。所述方法包括，無線接入點最 初從無線終端接收連接請求或信標(步驟300)。在無線接入點接收到連接請 求的情況下，無線接入點連接到移動手機。在無線接入點接收到信標的情況下， 無線接入點生成至無線終端的通信信號，以提供連接信息。所述方法還包括接 收無線終端的位置信息(步驟304)。位置信息可作為連接請求或信標的一部 分，或者作為單獨的信號而接收。然后位置信息被存儲在無線終端的歷史信息 中，無論該歷史信息僅僅是在該點上生成，還是僅僅使用新的位置信息更新。 之后，該方法包括估計從無線終端接收到的信號的信號特征(步驟308)，并 將位置信息和信號特征存儲到無線終端的歷史信息中(步驟312)。
最后，該方法包括估計無線終端的歷史，以確定在無線接入點接收到連接 請求的實施例中，或者在無線接入點接收到信標的實施例中，是否保持與無線 終端的連接，該方法包括確定是否生成通信信號，以促使無線終端和第二無線 接入點彼此連接(步驟316)。換句話說，步驟316包括形成連接到無線終端 的第一結(jié)論和促使無線終端和第二無線接入點彼此連接的第二結(jié)論。對于無線
接入點接收連接請求的第一實施例，步驟316包括確定是否將無線終端切換到 另一個無線接入點。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個方法的流程圖。圖7所示的方法包括，最初從 無線接入點接收無線終端(WT)的至少一部分歷史，所述歷史包括移動信息和 連接歷史(步驟320)。該方法還包括從無線終端接收連接請求，連接到無線 終端，以及接收無線終端的位置信息(步驟324)。該方法還包括估計從無線 終端接收的信號的信號特征(歩驟328)，并估計無線終端的可能移動形式和 連接歷史，確定是否應將無線終端連接到不同的無線接入點(歩驟332)。在 一個實施例中，移動指示器用于評價無線終端在某一指定服務區(qū)內(nèi)移動的可能 性。本發(fā)明的另一個實施例僅僅包括分配某些類型的參數(shù)，例如，時間，所述 參數(shù)與無線終端曾經(jīng)連接過的每個無線接入點的服務區(qū)相關聯(lián)?？墒褂萌魏文?使無線接入點至少大體確定無線終端可能停留還是移動到不同的服務區(qū)的參 數(shù)。最后，該方法還包括基于移動(遷移率)信息和通常的負載來分配信道、 發(fā)射功率等級、傳輸協(xié)議或者無線收發(fā)裝置中的至少一個，作為做出連接決策 的一部分(步驟336)。
例如，某些無線接入點和相關的服務區(qū)可能具有更好的配置，或更適合服 務于有特定的通常負載或吞吐量要求的無線接入點。選擇性地，基于無線接入 點的歷史，某些類型的通信協(xié)議甚至無線收發(fā)裝置的類型可能比其它的更合 適。這樣，從無線終端接收信標或連接請求的無線接入點可以估計無線終端的 歷史，以確定最合適的無線接入點和服務區(qū)，以服務所連接的與無線接入點的 通信。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的另一種方法的流程圖。最初，該方法包 括從無線接入點或無線終端接收無線終端的至少一部分歷史，包括至少一個無 線終端的移動信息和連接歷史中的至少一個(步驟350)。之后，該方法包括 從無線終端接收連接請求或信標，連接到無線移動終端，并接收無線終端的位 置信息(步驟354)。之后，該方法包括基于與位置相關的移動信息，確定是 否將無線終端切換到本地無線接入點或者超大服務區(qū)無線接入點(步驟358)。 例如，移動信息可以是無線終端在每個無線接入點服務區(qū)花費的時間表的形 式，如用百分比或比率或某個窗口的實際值表示；也可以是移動性索引
(mobility index)的形式，其制表與特定的服務區(qū)相關，或者是任何允許無線 接入點大概確定無線終端是否可能停留或通過的形式。在一個實施例中，移動 性索引是與特定服務區(qū)相關的少數(shù)幾個比率中的一個。例如，l表示無線終端 極可能在特定的時間段內(nèi)移動到本服務區(qū)外，2表示無線終端有點可能在特定 的時間段內(nèi)離開，3表示無線終端極可能在特定的時間段內(nèi)停留在本服務區(qū)。 其包括能夠使無線接入點估計移動歷史的所有變化。
作為本發(fā)明的選擇實施例，無線接入點可以僅僅基于記錄在與無線終端相 關的歷史中的其它方面，確定無線終端是否應該連接到本地無線接入點(包括 它本身，作為可能的候選)，還是連接到超大服務區(qū)無線接入點(包括它本身， 作為候選的無線接入點)。例如，該決策可能基于無線接入點的通常負載要求 或者無線接入點在超大服務區(qū)內(nèi)移至的位置。因此選擇性的方法步驟包括根據(jù) 與無線終端的位置相關的通常負載要求，確定是否促使無線終端連接到本地無 線接入點或超大服務區(qū)無線接入點(步驟362)。
最后，作為本發(fā)明的實施例的附加方面，該方法包括估計當前使用量和無 線終端位置的步驟，并在由于無線終端的移動和/或信道沖突和/或負載原因?qū)?致要求切換之前，確定是否將無線終端切換到不同的無線接入點(步驟366)。 例如，如果無線接入點開始朝向另一個服務區(qū)移動，正為其服務或連接的無線 接入點可以在需要切換之前，就決定進行適當切換，從而使正在進行的數(shù)據(jù)傳 輸?shù)母蓴_最小化。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的方法流程圖。該方法包括最初從無線 終端接收連接請求或信標中的一個，并將無線終端的位置信息存儲在與無線終 端相關的歷史信息中(步驟400)。之后，方法包括估計從無線終端接收到的 信號的信號特征，并將信號特征存儲在無線終端的歷史信息中(步驟404)。
該方法還包括估計無線終端的歷史和無線終端的當前位置，以形成保持連 接到無線終端的第一結(jié)論和生成通信信號以促使無線終端和第二無線接入點 彼此連接的第二結(jié)論，所述歷史信息包括至少一個移動歷史和移動索引(步驟 408)。換句話說，這個步驟包括在無線局域網(wǎng)內(nèi)執(zhí)行從一個無線接入點到另一 個的切換。之后，該方法包括將無線終端的至少一部分歷史發(fā)送到第二無線接 入點或者第三'無線接入點，或者從第二無線接入點或者第三無線接入點接收無 線終端的至少一部分歷史(步驟412)。
最后，該方法包括基于無線終端的歷史、無線終端的移動信息、以及無線 終端的通常負載要求，分配信道、發(fā)射功率等級、傳輸協(xié)議或無線收發(fā)裝置中 的至少一項，其中無線接入點估計無線終端的可能移動形式，作為做出連接決 策的一部分，并作為分配信道、發(fā)射功率等級、傳輸協(xié)議或無線收發(fā)裝置中的
至少一項、從而與無線終端通信的一部分(步驟416)。
本專業(yè)普通技術人員會意識到，術語"基本上"或"大約"，正如這里 可能用到的，對相應的術語提供一種業(yè)內(nèi)可接受的公差。這種業(yè)內(nèi)可接受的公
差從小于1%到20%，并對應于，但不限于，組件值、集成電路處理波動、溫度 波動、上升和下降時間和/或熱噪聲。術語之間的相關性從幾個百分點的差別 到顯著不同。
本專業(yè)普通技術人員還會意識到，術語"可操作地連接"，正如這里可 能用到的，包括通過另一個組件、元件、電路或模塊直接連接和間接連接，其 中對于間接連接，中間插入組件、元件、電路或模塊并不改變信號的信息，但 可以調(diào)整其電流電平、電壓電平和/或功率電平。正如本專業(yè)普通技術人員會 意識到的，推斷連接(亦即， 一個元件根據(jù)推論連接到另一個元件)包括兩個 元件之間用相同于"可操作地連接"的方法直接和間接連接。
雖然本發(fā)明容易受到各種修改和替換形式的影響，但是其特定實施例已 經(jīng)通過附圖和具體實施方式
示出。但是，應當理解，其附圖和具體實施方式
并 不用于使本發(fā)明限制與所公開的特定形式，相反，本發(fā)明涵蓋了所有落入本發(fā) 明的權利要求所定義的精神和范圍內(nèi)的修改、等同和替換。所這里看到的，可 以以許多不同的方式修改所描述的實施例，而不脫離本發(fā)明的范圍和教導。
權利要求
1、一種通信架構(gòu)，其特征在于，包括第一接入點，帶有第一上行收發(fā)器和第一無線下行收發(fā)器；第二接入點，帶有第二上行收發(fā)器和第二無線下行收發(fā)器；多個第一無線終端，每個都將其位置相關信息發(fā)送到第二接入點；所述第二接入點通過所述第一上行收發(fā)器和第二上行收發(fā)器，將所述發(fā)送的位置相關信息隨相關的操作信息發(fā)送到所述第一接入點；第二無線終端，將其位置相關信息發(fā)送到第一接入點；以及所述第一接入點將與所述第二無線終端相關的操作信息與所述發(fā)送的操作信息比較，以便將所述第二無線終端切換到另一個無線接入點。
2、 根據(jù)權利要求1所述的通信架構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)送的操作信息 包括移動信息，以及部分基于所述移動信息進行切換的決策。
3、 根據(jù)權利要求2所述的通信架構(gòu)，其特征在于，所述移動信息包括歷 史信息，所述歷史信息是與無線終端在每個連接位置的持續(xù)時間相關的連接歷 史。
4、 根據(jù)權利要求3所述的通信架構(gòu)，其特征在于，所述歷史信息用于生 成移動索引，所述移動索引用于切換決策。
5、 一種通信架構(gòu)中布置的無線接入點，其特征在于，所述無線接入點能 夠通過主干通信路徑與其它無線接入點通信，以交換第一無線終端組的操作信 息，所述無線接入點包括-上行收發(fā)器電路，其通過所述主干通信路徑交換所述操作信息； 下行收發(fā)器電路，其從第二無線終端接收位置信息； 存儲器，用于存儲所述操作信息和所述位置信息；以及 所述上行收發(fā)器電路通過所述主干通信路徑發(fā)送包括位置信息的操作信息。
6、 根據(jù)權利要求5所述的無線接入點，其特征在于，所述上行收發(fā)器電 路接收操作信息，所述操作信息包括所述第一無線終端組和所述第二無線終端的歷史信息，所述歷史信息包括移動歷史。
7、 根據(jù)權利要求6所述的無線接入點，其特征在于，所述下行收發(fā)器電 路在接收所述位置信息之前，從所述第二無線終端接收連接請求，其中在第一結(jié)論中，基于與第二無線終端的位置信息相關的第二無線終端的歷 史信息，確定保持與所述第二無線終端的連接；以及在第二結(jié)論中，基于與第二無線終端的位置信息相關的第二無線終端的歷 史信息，確定切換所述第二無線終端。
8、 一種在無線接入點中控制與無線終端通信的方法，其特征在于，包括: 從無線終端接收連接請求或信標中的一個，并連接到所述無線終端； 接收所述無線終端的位置信息； 估計從所述無線終端接收到的信號的信號特征；將所述位置信息和所述信號特征存儲在所述無線終端的歷史信息中；以及 估計所述無線終端的歷史和當前位置，以形成第一結(jié)論，保持與所述無線終端的連接；或形成第二結(jié)論，生成通信信號，促使所述無線終端和第二無線接入點彼此連接。
9、 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，還包括將所述無線終端的 至少一部分歷史發(fā)送到所述第二無線接入點。
10、 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，還包括從所述第二無線接 入點接收所述無線終端的至少一部分歷史。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信架構(gòu)、無線接入點及其控制與終端通信的方法。其中無線接入點可以生成或更新與無線終端相關的歷史信息，以便于無線接入點做出與無線終端相關的連接決策。無線接入點可以形成第一結(jié)論，確定保持與無線終端的連接；或者形成第二結(jié)論，促使無線終端和第二無線接入點彼此連接。第一和第二結(jié)論是基于與無線終端相關的至少一部分歷史。無線接入點還與另一個無線接入點交換至少一部分歷史，并更新任何所存儲的與該無線終端相關的歷史信息。
文檔編號H04W36/32GK101198174SQ20071019391
公開日2008年6月11日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權日2006年11月20日
發(fā)明者吉漢·卡若古, 詹姆士·D·貝內(nèi)特 申請人:美國博通公司