无线个人区域网中的信道切换方法及用于该方法的装置制造方法
【专利摘要】本发明中公开了用户设备在无线个人区域网（WPAN）中切换操作信道的方法，所述方法包括以下步骤：设置针对第一频带的PAN协调器和关联；从PAN协调器接收用于到第二频带的信道切换的第一频带信息；基于接收到的切换信息，设置针对第二频带的PAN协调器和关联。
【专利说明】无线个人区域网中的信道切换方法及用于该方法的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及WPAN系统中的信道切换方法及用于该方法的装置，更具体地，涉及由MBAN用户设备进行切换的切换到不同信道的方法及用于该方法的装置。
【背景技术】
[0002]个人便携式装置可以通过构建低速率无线个人区域网(下文中，简称为LR-WPAN)来执行通信。
[0003]作为LR-WPAN的例子的是遵循IEEE802.15.4标准的网络。IEEE802.15.4标准使用BPSK (二进制相移键控)在869/915MHZ频带中提供20Kbps和40Kbps的传输速度并且使用O-QPSK (偏移正交相移键控)在2.45GHz频带中提供250Kbps的传输速度。IEEE802.15.4b标准也使用O-QPSK在868/915MHZ频带中提供250Kbps的传输速度。
[0004]作为遵循IEEE802.15.4标准的一种网络的MBAN (医疗体域网)系统被设计成提供用于支持多个传感器无线联网的灵活平台，所述多个传感器用于在诸如医院的医疗设施中监测患者的生理数据。
[0005]MBAN系统基于IEEE802.15.4j在2360MHz_2400MHz频带中操作并且MBAN系统的最大发射带宽限于5MHz。
[0006]在2360-2390MHZ中操作的情况下，MBAN系统的发送功率对应于ImW和10*log(B)dBm之中的较小值。在这种情况下，B对应于20dB发射带宽。在2390_2400MHz中操作的情况下，MBAN系统的发送功率对应于20mW和10*log (B) dBm之中的较小值。在这种情况下，B对应于20dB发射带宽
[0007]2360-2400MHZ频带是已经被分配给不同无线通信系统的频带。MBAN系统基于无线电认知技术来操作。无线电认知技术是指通过按照网络或无线电通信装置主动检测和判定周围的通信环境以优化通信的方式适应性地改变诸如频带、发送功率、编码方案等的发送/接收属性来执行的通信技术。在这种情况下，如果无线电认知装置在无线电认知装置意图使用的频带中检测到不同的授权用户(主用户)的使用，则以不干扰对应用户的通信的方式进行操作最优先。
[0008]为此目的，在2360-2390MHZ频带中操作的情况下，MBAN装置应该在注册的医疗设施的室内操作。具体地，应该通过与不同授权用户协作来控制2360-2390MHZ频带的使用。如果不同的授权用户使用对应频带，则对应频带中的所有操作被初始化并且应该通过重新使用2390-2400MHZ频带而重新开始。在一些情况下，可以不通过使用2390_2400MHz频带而是通过转移到2360-2390MHZ中的不同信道来重新开始操作。
[0009]如果MBAN装置移到室外，则MBAN装置停止操作或者应该以将传输频带变为用作基础频带的2390-2400MHZ的方式进行发送。在2390_2400MHz频带中操作的情况下，可以使用MBAN装置，而不管MBAN装置是位于室内还是室外。
[0010]在遗留MBAN系统中，在出现前述特定情形的情况下，还没有定义将2360-2390MHZ频带和2390-2400MHZ频带之中的指定频带中使用的信道切换至不同频带的信道的方法。
【发明内容】
[0011]技术任务
[0012]因此，本发明的目的在于提供为MBAN切换信道的方法及用于该方法的装置。
[0013]技术解决方案
[0014]根据本说明书的一个实施方式，公开了一种在WPAN (无线个人区域网)系统中由用户设备进行切换的切换操作信道的方法。所述方法包括以下步骤:与第一频带的PAN(个人区域网)协调器建立关联；从所述第一频带的所述PAN协调器接收关于到第二频带的信道切换的信息，其中关于所述信道切换的信息包括用于切换至所述第二频带的时间和信道信息；以及基于接收到的切换信息，与所述第二频带的PAN协调器建立关联，其中所述第一频带和所述第二频带是基于所述用户设备是否能优先使用对应频带的频率来分类的。
[0015]所述第一频带可对应于2360MHz至2390MHz之间的频带,所述第二频带可对应于2390MHz至2400MHz之间的频带。
[0016]当不同的无线通信系统使用所述第一频带或者所述用户设备移到指定区域外部时，可发生信道切换。
[0017]关于到第二频带的信道切换的信息还可包括在要切换的所述第二频带的信道上操作的PAN协调器的PAN ID。
[0018]关于到第二频带的信道切换的信息还可包括在切换至所述第二频带之后切换回所述第一频带的时间和信道信息。
[0019]从所述第一频带的PAN协调器接收关于到第二频带的信道切换的信息的步骤可对应于经由信标帧进行接收的步骤。或者，从所述第一频带的PAN协调器接收关于到第二频带的信道切换的信息的步骤可对应于经由包含信道切换信息的命令帧进行接收的步骤。
[0020]所述方法还可包括向所述第一频带的PAN协调器请求关于到第二频带的信道切换的信息的步骤。
[0021]在与所述第二频带的PAN协调器建立关联的步骤之后，该方法还可包括以下步骤:从所述第二频带的PAN协调器接收切换至所述第一频带的信息；基于接收到的信息，与所述第一频带的PAN协调器建立关联。
[0022]切换至所述第一频带的信息可包括用于切换至所述第一频带的信息、要切换的信道、关于要切换的信道上的信标帧发送时间的信息。
[0023]从所述第二频带的PAN协调器接收切换至所述第一频带的信息的步骤可对应于经由信标帧进行接收的步骤。
[0024]根据本发明的不同实施方式，公开了一种WPAN (无线个人区域网)中的用户设备。所述用户设备包括:控制单元，其被配置为控制所述用户设备的信道切换；无线电通信单元，其被配置为根据所述控制单元的控制与PAN (个人区域网)协调器通信。
[0025]所述控制单元被配置为控制所述无线电通信单元与第一频带的PAN协调器建立关联，所述控制单元被配置为控制所述通信单元从所述第一频带的PAN协调器接收关于到第二频带的信道切换的信息，其中关于信道切换的信息包括用于切换至所述第二频带的时间和信道信息，所述控制单元被配置为控制所述无线电通信单元基于接收到的切换信息与所述第二频带的PAN协调器建立关联，其中所述第一频带和所述第二频带是基于所述用户设备是否能优先使用对应频带的频率来分类的。
[0026]关于到第二频带的信道切换的信息可包括用于切换至所述第二频带的时间和信道信息。
[0027]关于到第二频带的信道切换的信息还可包括在要切换的所述第二频带的信道上操作的PAN协调器的PAN ID。
[0028]在与所述第二频带的PAN协调器建立关联之后，所述控制单元被配置为控制所述无线电通信单元从所述第二频带的PAN协调器接收切换至所述第一频带的信息，并且所述控制单元被配置为控制所述无线电通信单元基于接收到的信息与所述第一频带的PAN协调器建立关联。
[0029]有益效果
[0030]根据本发明的实施方式，MBAN系统可以有效地执行通信而与不同的无线电通信系统发生冲突。因此，MBAN用户设备和PAN协调器可以更稳定地彼此通信。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是基于IEEE802.15.4的网络拓扑的示图。
[0032]图2是IEEE802.15.4系统中的协议栈的结构的示图。
[0033]图3是IEEE802.15.4系统中使用的超帧结构的示图。
[0034]图4是IEEE802.15.4系统中使用的信标帧结构的示图。
[0035]图5是IEEE802.15.4系统的信道布置的示图。
[0036]图6是MBAN系统的信道布置的例子的示图。
[0037]图7a和图7b是根据本发明的实施方式的由用户设备进行切换的信道切换的方法的流程图。
[0038]图8a至图8d是根据本发明的一个实施方式的信道切换信息的示图。
[0039]图9是根据本发明的实施方式的信道切换信息请求消息的一个例子的示图。
[0040]图10是根据本发明的不同实施方式的由用户设备进行切换的信道切换的方法的流程图。
[0041]图11是根据本发明的不同实施方式的信道切换信息请求消息的一个例子的示图。
[0042]图12a和图12b是根据本发明的不同实施方式的信道切换信息的传递消息的示图。
[0043]图13是根据本发明的实施方式的用户设备和PAN协调器的框图。
【具体实施方式】
[0044]本说明书中使用的技术术语只是用于描述特定实施方式，并不意图限制本发明。除非特别在本说明中被定义为其它含义，否则本说明书中使用的技术术语不应该被理解为过度包括的含义或者过度缩小的含义，而是被理解为本发明所属【技术领域】的普通技术人员通常理解的含义。如果本说明书中使用的技术术语无法正确地表达本发明的构思，则它们应该被本发明所属【技术领域】的普通技术人员能正确理解的技术术语所替代。此外，本发明所使用的一般术语可不被理解为过度缩小的含义，而是被理解为在字典或上下文的段落中定义的含义。
[0045]而且，除非上下文中清楚且不同地提到，否则本说明书中使用的单数表达可以包括复数表达。在本申请中，诸如“构造”、“包括”等术语应该不被理解为一定包括本说明书中写出的各种组件或步骤，而是被理解为部分地包括所述组件或步骤，或者还包括另外的组件或步骤。
[0046]此外，用于本说明书中使用的组件的后缀“模块”和“单元”在仅仅考虑有助于准备说明书的情况下可互换地给出或使用，而不具有彼此不同的含义或作用。
[0047]此外，可以使用均包括诸如第一、第二等序数的术语描述各种组件。在这种情况下，各种组件应该分别不受对应术语的限制。只是出于将一个组件与其它组件区分开的目的而使用这些术语。例如，第一组件可以被命名为第二组件，这同样落入所附权利要求书及其等同物的范围内。类似地，第二组件可以被命名为第一组件。
[0048]在下面的描述中，参照附图详细说明根据本发明的优选实施方式。在附图中将始终使用相同的参考标号来表示本说明书中相同或类似的部件，而不管附图的符号如何，并且可以省略对对应内容的重复说明。
[0049]而且，在描述本发明的过程中，如果对相关技术的详细描述被判定为使本发明的要点不清楚，则将省略对相关技术的详细描述。附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并入且构成本说明书的一部分，示出本发明的实施方式并且与描述一起仅仅用于说明本发明的原理。虽然本文中已经参照本发明的优选实施方式描述和示出了本发明，但本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种修改和变形。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的本发明的修改形式和变形形式。
[0050]本说明书中公开的实施方式可以得到根据IEEE802.15.4 (低速率无线个人区域网)的系统的标准文件的支持。或者，实施方式可以得到针对IEEE802系统、3GPP系统、3GPPLTE、LTE-A (LTE-先进)系统和3GPP2系统中的至少一个所公开的标准文件的支持。具体地，本说明书中公开的实施方式之中未被说明以清楚地揭示本发明的技术思路的步骤或部件可以得到前述文件的支持。而且，本说明书中公开的所有术语可以通过标准文件来说明。
[0051]在下面的描述中，对本说明书的实施方式的说明集中在IEEE802.15.4标准，本说明书中公开的本发明的技术思路可以不限于此。
[0052]图1是遵循IEEE802.15.4标准的网络拓扑的例子的示图。
[0053]在按照IEEE802.15.4标准的网络中，两种类型的装置可以参与网络。这两种类型的装置可以包括全功能装置(下文中，简称为FFD)和精简功能装置(下文中，简称为RFD)。因此，可以根据参与网络的装置的功能来确定按照IEEE802.15.4的网络的拓扑。图1的(a)是星形拓扑的例子而图1的(b)是点对点拓扑的例子。
[0054]由于FFD是能够执行全功能的装置，因此，例如，FFD可以执行与FFD或RFD的通信并且可以执行诸如网络初始化、节点管理、节点信息存储等的功能。具体地，在FFD之中，使不同装置能够构建网络的FFD被称为个人区域网(PAN)协调器装置(下文中，简称为协调器)。因此，前述网络拓扑可以通过起协调器作用的FFD来构建。
[0055]此外，RFD执行的功能少于FFD能够执行的功能。具体地，RFD与之执行通信的对方装置限于FFD。因此，RFD不能起协调器作用。因此，RFD可以按全面负责对FFD的网络功能的方式具有小尺寸的堆叠结构并且可以节省计算/存储器资源。具体地，RFD以搜索协调器的方式发送数据。在发送数据之后，RFD立即终止对协调器的访问并且可以进入省电(休眠)模式。因此，RFD具有非常低的功耗量并且可以利用电池电源长时间地操作。
[0056]参照图1，被表达为“F”的装置指示FFD，被表达为“R”的装置指示RFD，被表达为“P”的装置指示起协调器作用的FFD。
[0057]在图1的(a)中示出的星形拓扑中，只执行装置和协调器之间的通信。在这种情况下，装置是通信的起始点或结束点。另一方面，协调器可以变成起始点、结束点或路由器。
[0058]在图1的(b)中示出的点对点拓扑中，各装置可以与网络中的任何不同装置通信。因此，可以构建诸如网状网络的更复杂形式的网络。
[0059]星形网络可以管理装置以使电池寿命长时间地持续并且点对点网络具有高数据可靠性和高访问识别速率，因为点对点网络可以构建一个或多个数据传递路径。
[0060]图2是作为LR-WPAN系统的例子的IEEE802.15.4系统中的协议栈的结构的示图。
[0061]参照图2，协议栈由PHY (物理)层、MAC层(介质访问控制层)和上层组成。
[0062]PHY层包括RF发送器/接收器和相关控制机制。PHY层可以提供用于发送/接收RHY rou(协议数据单元)的PHY数据服务和用于管理物理信道上的PHY层的PHY管理服务。
[0063]MAC层提供对物理信道的访问以发送数据。MAC层可以提供用于发送/接收MACPDU (协议数据单元)的MAC数据服务和用于借助物理层管理MAC层的MAC管理服务。MAC层可以执行诸如信标管理、信道访问、GTS管理、帧确认、安全功能等功能。
[0064]上层由网络层和应用层组成。网络层提供诸如网络配置、处理、消息路由等功能。应用层提供作为装置目标的功能。举例来说，IEEE802.15.4装置100可以根据安装在装置中的程序的类型(即，用于处理应用层的数据的程序的类型)用作RFD (精简功能装置)、FFD(全功能装置)或协调器。
[0065]图3a至图3c是作为LR-WPAN系统的例子的IEEE802.15.4系统中使用的超帧结构的示图。
[0066]LR-WPAN系统中使用的超帧结构可以由协调器来确定。协调器发送配置有位于第一时隙的信标帧的超帧。在不使用超帧的情况下，协调器不执行信标发送。
[0067]同时，意图发送数据的装置等待协调器发送的信标帧。如果接收到信标帧，则装置执行与超帧结构的同步。信标帧同步参与由协调器创建的PAN的装置，标识PAN，并且用于指示超巾贞的结构。
[0068]在下面的描述中，参照图3说明能够用于装置之间发送/接收数据的超帧结构。
[0069]为了使用超帧发送/接收数据，LR-WPAN系统中的装置竞争地执行介质访问。但是，在参与WPAN的协调器使用超帧为特定装置分配时隙的情况下，被分配时隙的装置可以发送/接收数据，而不与不同装置发生冲突。具体地，根据由协调器确定的超帧结构，参与WPAN的装置可以竞争地或者非竞争地执行介质访问以发送/接收数据。
[0070]图3a示出用于指示竞争访问时段的超帧结构。参照图3a，LR-WPAN系统中的超帧以用于发送数据的多个时隙20 (例如，16)包括在协调器发送的信标帧(IOa至IOc等)之间的形式来构造。在使用前述类型的超帧结构的情况下，参与WPAN的装置可以基于CSMA-CA(载波侦听多路访问/冲突避免)方案使用超帧中的时隙向协调器发送数据帧。
[0071]图3b示出包括活动时段和非活动时段的超帧结构。参照图3b，LR-WPAN系统中的超帧可以被构造成在信标帧(IOa至IOb等)之间包括活动时段21和非活动时段25。
[0072]活动时段21是在装置之间执行数据发送/接收的时段。活动时段21由用于发送/接收数据的帧的时隙组成。此外，非活动时段25指示不执行装置之间的数据发送和接收的时间。
[0073]在非活动时段25期间，协调器可以进入低功率模式。
[0074]活动时段21和非活动时段之比可以被称为占空比。可以在考虑到LR-WPAN系统的低功率操作要求和使用相同物理传输信道的通信方案之间的共存要求的情况下调节占空比的值。
[0075]图3c示出活动时段的结构。参照图3c，用于发送/接收数据的活动时段21可以被构造成包括竞争访问时段(下文中，简称为CAP) 211和无竞争时段(下文中，简称为CFA)212。
[0076]CAP211由参与WPAN的装置用来发送数据帧的时隙构成。因此，使用CSMA-CA方案时，意图使用属于两个信标帧IOa和IOb之间的CAP211的时隙执行通信的装置与不同装置竞争。
[0077]CFP212由分配给特定装置用于发送数据帧的GTS (保证时隙)构成。GTS可以用于特定装置中的低延迟应用程序或者特定装置中要求特定发送带宽的应用程序。
[0078]例如，在对应于LR-WPAN的例子的IEEE802.15.4标准中，在超帧中，CFP212位于CAP212之后，CFP212可以被构造成包括多达最多7个GTS。而且，CFP212可以被构造成为单个装置分配多个GTS。
[0079]协调器确定分配给装置的CFP212中的各GTS。由协调器确定的CFP212的GTS分配信息可以按被包括在信标巾贞IOa中的方式发送,信标巾贞IOa是超巾贞的第一时隙。
[0080]图4是IEEE802.15.4系统中使用的信标帧结构的示图。
[0081]信标帧中包括的各字段的内容遵循IEEE802.15.4定义的内容。具体地，各GTS的分配内容由WPAN协调器用GTS描述符形式构造。GTS描述符被包括在信标的GTS列表字段中。
[0082]图5是IEEE802.15.4系统的信道布置的示图。
[0083]参照图5，在2400MHz频带中操作的IEEE802.15.4系统具有5MHz的信道间隔。
[0084]基于IEEE802.15.4 系统的 MBAN 系统使用 2360_2390MHz 频带和 2390_2400MHz 频带。MBAN用户设备使用2360-2390MHZ频带从MBAN协调器接收信道并进行操作。(下文中，“MBAN PAN协调器”、“PAN协调器”和“MBAN协调器”以相同的含义使用)。当MBAN用户设备不再能够从MBAN协调器接收关于MBAN信道的信息或者MBAN用户设备或协调器在医疗设施外部操作时，使用2390-2400MHZ频带。而且，可以使用2390_2400MHz频带作为MBAN系统的基本信道频带。
[0085]图6是MBAN系统的信道布置的例子的示图。
[0086]图6示出在2360-2400MHZ频带中的MBAN的可用信道。在前述频带中操作的MBAN用户设备可能有机会从2360-2390MHZ频带中的信道变为2390_2400MHz频带中的信道，反之亦然。例如，在除了 MBAN系统外的具有对应频带优先权的无线通信系统的用户(主用户)使用2360-2390MHZ频带中的信道的情况下，MBAN系统的用户设备应该将操作信道切换至2390-2400MHZ频带的信道。在这种情况下，MBAN用户设备执行操作默认并且切换信道。[0087]在下面的描述中，描述了在2360-2390MHZ频带和2390_2400MHz频带之间进行信道切换的方法。
[0088]图7a和图7b是根据本发明的实施方式的由用户设备进行切换的信道切换方法的流程图。
[0089]在本发明的实施方式中，用户设备是WPAN的用户设备。具体地，用户设备可以对应于MBAN的用户设备。
[0090]图7a是在2360-2390MHZ频带中操作的用户设备将操作信道切换至2390_2400MHz频带中的信道的例子。
[0091]MBAN的协调器(即，第一PAN协调器201)和MBAN用户设备100借助2360_2390MHz频带中的信道之中的信道建立关联并且彼此收发数据[S710]。在这种情况下，可能存在用户设备100应该将使用信道切换至不同频带的信道的情况。例如，在除了 MBAN系统外的无线通信系统的主用户应该使用2360-2390MHZ频带的情况下或者在用户设备移到指定区域外部的情况下(例如，移到医疗设施外部的情况下)，用户设备100切换至2390-2400MHZ频带的信道。然后，用户设备应该与改变后的信道的PAN协调器(S卩，第二 PAN协调器202)进行数据收发。
[0092]在这种情况下，2360-2390MHZ频带和2390_2400MHz频带被分别称为第一频带和
第二频带。如之前提到的，第一频带和第二频带是基于用户设备是否优先使用对应频带而分类的频带。
[0093]可以由控制多个PAN协调器的控制器收集和管理关于各频带的信道状态的信息，具体地，用于指示MBAN的2360-2390MHZ频带(第一频带)和2390_2400MHz频带(第二频带)中的哪些信道可用并且信道何时可用的信息。
[0094]控制器可以按包括用于存储和管理各频带的信道状态的DB以及用于管理DB的MBAN控制点的方式来构造。
[0095]如果要求进行前述信道切换，则从控制器将关于将被切换的不同频带(第二频带)的各信道的使用的信息传递到第一 PAN协调器201。
[0096]在从控制器或MBAN控制点接收到关于切换至第二频带的信息之后，第一 PAN协调器201基于关于切换的信息向用户设备100发送信道切换信息[S730]。信道切换信息可以包括第二频带的信道编号、切换时间、用户设备切换所至的第二频带的PANID等。关于此，将在图8中进行详细描述。
[0097]用户设备可以通过使用用户设备切换所至的第二频带的信道信息来减少用于扫描第二频带中的信道的时间并且降低功耗。而且，如果在第二频带中存在多个PAN或者如果在第二频带中存在不能得知其ID的PAN，则用户设备可以使用PAN ID信息立即执行信道切换。可以在考虑到用户设备的预期移动情形、环境的PAN布置等的情况下，由PAN协调器确定切换信息中包括的PAN ID。
[0098]可以通过广播或单播方案将信道切换信息发送到用户设备100。可以通过以将信道切换信息包括在信标帧中的方式发送信道切换信息的方案来执行广播方案。可以通过分别定义信道切换的命令或帧来执行单播方案。例如，针对信道切换定义的命令或帧可被命名为信道切换通知命令、信道切换参数帧等。
[0099]在从第一 PAN协调器201接收到信道切换信息之后，用户设备100基于信道切换信息执行信道切换并且与第二 PAN协调器202建立关联[S704]。在建立关联之后，用户设备100与第二 PAN协调器202进行数据收发。
[0100]在用户设备执行了从第一频带切换至第二频带的信道切换之后，连续地使用第二频带的信道会给第二频带带来负担。因此，优选的是，在规定时间之后切换回第一信道。为此目的，切换信息还可以包括在切换至第二频带之后切换回第一频带的时间和信道信息。关于此，将在图8中进行详细描述。
[0101]通过使用时间和信道信息，用户设备不必周期性扫描第一频带的所有信道来找出原始网络。通过使用时间和信道信息，可以降低用户设备的功耗并且可以更有效地使用无线电资源。
[0102]图7b是在2360MHz频带中操作的用户设备将操作信道切换至2390_2400MHz频带的信道的不同实施方式。
[0103]S710’与图7a中说明的S710相同。随后，用户设备100向第一 PAN协调器201进行信道切换信息的请求[S720’]。如果信标时段非常长或者如果用户设备无法接收到信道切换信息，则由于必须通过用户设备的请求来更新信道切换参数，因此可能必须要请求。在图9中详细描述与信道切换信息请求相关的参数。
[0104]S730，至S740，与图7a中说明的S730至S740相同。
[0105]由用户设备进行切换的切换操作信道的不同实施方式
[0106]在图7a和图7b中，说明了在2360_2390MHz频带和2390_2400MHz频带之间进行的信道切换。然而，与前述实施方式不同，用户设备能以切换至相同频带中的不同信道的方式来重新开始操作。
[0107]例如，在主用户只使用2360-2390MHZ频带中的信道之中的部分信道的情况下，用于在对应信道上发送/接收数据的用户设备可以切换至相同频带中的不同信道。在这种情况下，如之前在图7a和图7b中的步骤S730和S730’中提到的，PAN协调器可以向对应信道的用户设备发送信道切换信息。信道切换信息可以包括用户设备切换所至的信道编号、切换时间、要切换的信道中存在的PAN ID等。
[0108]图8是根据本发明的一个实施方式的信道切换信息的示图。
[0109]信道切换信息可以包括用户设备切换所至的第二频带的信道编号、切换时间、要切换的第二频带的PAN ID等。
[0110]图8a是包括信道切换信息的广播消息的例子。在这种情况下，在使用信标帧作为广播消息的情况下，信标帧可以包括用于切换至不同频带的时间(例如，“逃脱时间”字段)
831、要切换的不同频带的信道(例如“逃脱信道”字段)832、用于切换回原始频带的时间(例如，“恢复时间”字段)833、关于要切换回的原始频带的信道的信息(例如，“恢复信道”字段)834。
[0111]在这种情况下，信标帧还可以包括要切换的第二频带的信道中存在的PAN的标识信息(例如，“PAN ID”字段)。在图8b中示出示例性的“PAN ID”字段836。
[0112]通过使用PAN的标识信息，用户设备可以减少用于扫描不同频带中的信道的时间。而且，如果在不同频带中存在多个PAN或者如果在不同频带中存在不能得知其ID的PAN，则用户设备可以使用PAN的标识信息立即执行信道切换。可以在考虑到用户设备的预期移动情形、环境的PAN布置等的情况下，由PAN协调器确定PAN的标识信息。[0113]可以由从MBAN控制器、MBAN控制点等接收关于切换至不同频带的信息的协调器来产生示例性的信标帧。
[0114]图Sc是包括信道切换信息的单播消息的例子。单播消息可以具有诸如信道切换参数帧等的名称。
[0115]与图8a中描述的内容类似，图Sc中示出的单播消息可以包括用于切换至不同频带的时间(例如，“逃脱时间”字段)831、要切换的不同频带的信道(例如“逃脱信道”字段)
832、用于切换回原始频带的时间(例如，“恢复时间”字段)833、关于要切换回的原始频带的信道的信息(例如，“恢复信道”字段)834。
[0116]而且，单播消息还可以包括要切换的第二频带的信道中存在的PAN的标识信息(例如，“PAN ID”字段)。
[0117]图8d是包括信道切换信息的单播消息的不同例子。单播消息可以具有诸如信道切换通知命令等的名称。与图8a中描述的内容类似，图8d中示出的单播消息可以包括用于切换至不同频带的时间(例如，“剩余时间”字段)和关于要切换的不同频带的信道的信息(例如，“信道编号”字段)。
[0118]而且，单播消息还可以包括要切换的第二频带中存在的PAN的标识信息(例如，“新PAN ID”字段)和装置地址信息(例如，“协调器地址”字段)。
[0119]图9是根据本发明的实施方式的信道切换信息请求消息的一个例子的示图。
[0120]如之前在图7中提到的，如果信标帧时段非常长或者如果用户设备无法接收到信道切换信息，则由于必须通过用户设备的请求来更新信道切换参数，因此可能必须具有信道切换信息请求消息。
[0121]在图9的例子中，命令帧标识符(例如，“命令帧标识符”字段)970可以按用规定值限定命令帧标识符的方式来指示用于请求用户设备所请求的信道切换信息的消息。例如，可以通过将“命令帧标识符”字段的值构造为“OXOa”来指示用于请求信道切换信息的消
肩、O
[0122]在接收到信道切换信息请求消息之后，PAN协调器可以使用图8中描述的广播消息或单播消息向用户设备发送信道切换信息。
[0123]图10是根据本发明的不同实施方式的由用户设备进行切换的信道切换方法的流程图。
[0124]图10示出在2360-2390MHZ频带中操作的用户设备将操作信道切换至2390-2400MHZ频带的信道之后切换回2360_2390MHz频带的过程。
[0125]在用户设备执行了从2360-2390MHZ频带至2390_2400ΜΗζ频带的信道切换的情况下，连续使用2390-2400ΜΗΖ频带的信道会给2390_2400ΜΗζ频带的信道带来负担。因此，优选的是，在规定时间之后切换回2360-2390ΜΗΖ频带。然而，为了与之前使用的2360-2390ΜΗΖ频带的网络建立关联，必须在每规定时间扫描频带的所有信道。本实施方式提出了以预先向用户设备传递所需信息的方式消除不必要操作的方法和降低前述过程的功耗的方法。
[0126]图10中的SlOlO至S1040与图7a中的S710至S740相同。
[0127]随后，会出现从第二频带切换回第一频带的情形。切换回的情形的例子可以对应于主用户对第一频带的使用结束的情况。[0128]在信道切换可用的情况下，可以从控制器向第二 PAN协调器202传递关于原始频带(第一频带)的各信道的使用的信息。
[0129]在从控制器等接收到第一频带的信道信息之后，第二 PAN协调器202基于信道信息向用户设备100发送信道切换信息[S1060]。在这种情况下，第二 PAN协调器202可以响应于用户设备100的信息发送请求来发送信道切换信息。在图11中详细描述用户设备100的信息发送请求。
[0130]信道切换信息可以包括用户设备切换所至的第一频带的信道编号、用于切换的时间、第一频带的信道上的信标发送时间、PAN ID等。关于此，在图11中将进行详细描述。
[0131]用户设备100可以使用要切换的第一频带的信道信息减少用于扫描第一频带的信道的时间并且降低功耗。而且，如果在第一频带中存在多个PAN或者如果在第一频带中存在不能得知其ID的PAN，则用户设备可以使用PAN ID信息立即执行信道切换。可以在考虑到用户设备的预期移动情形、环境的PAN布置等的情况下，由PAN协调器确定切换信息中包括的PAN ID。
[0132]可以通过广播或单播方案将信道切换信息发送到用户设备100。可以通过以将信道切换信息包括在信标帧中的方式发送信道切换信息的方案来执行广播方案。可以通过分别定义信道切换的命令或帧来执行单播方案。例如，针对信道切换定义的命令或帧可被命名为信道切换通知命令、信道切换参数响应巾贞等。
[0133]在图12中描述对广播或单播消息的详细说明。
[0134]在从第二 PAN协调器202接收到信道切换信息之后，用户设备100基于信道切换信息执行信道切换并且与第一 PAN协调器201建立关联[S1070]。在建立关联之后，用户设备100与第一 PAN协调器201进行数据收发。
[0135]图11是根据本发明的不同实施方式的信道切换信息请求消息的一个例子的示图。
[0136]如之前在图10中提到的，会出现从第二频带切换回第一频带的情形。在这种情况下，可以要求信道切换信息请求消息。
[0137]参照图11的例子，命令帧标识符(例如，“命令帧标识符”字段)1170可以按用规定值限定命令帧标识符的方式来指示用于请求用户设备所请求的信道切换信息的消息。例如，可以通过将“命令帧标识符”字段的值构造为“O X 0a”来指示用于请求信道切换信息的消息。
[0138]在接收到信道切换信息请求消息之后，PAN协调器可以使用图12中描述的广播消息或单播消息向用户设备发送信道切换信息。
[0139]图12是根据本发明的不同实施方式的信道切换信息的传递消息的示图。
[0140]如之前在图10中提到的，信道切换信息可以包括用户设备切换所至的第一频带的信道编号、用于切换的时间、第一频带的PAN ID、第一频带的信道上的信标发送时间等。
[0141]图12a是包括信道切换信息的广播消息的例子。在这种情况下，如果使用信标帧作为广播消息，则信标帧可以包括关于用于切换至第一频带的时间(例如，“剩余时间”字段)1231、要切换的第一频带的信道(例如，“推荐信道”字段)1232、第一频带的信道中的信标发送时间(例如，“TBTT”字段)1233的信息。
[0142]在这种情况下，信标帧还可以包括关于要切换的第一频带的PAN中存在的PAN的标识符信息(例如，“PAN ID”字段)的信息。
[0143]可以由从MBAN控制器、MBAN控制点等接收关于切换至第一频带的信息的第二协调器来产生示例性的信标帧。在这种情况下，第二协调器可以按将要求信道切换的用户设备的地址包括在信标帧中的方式发送地址。
[0144]图12b是包括信道切换信息的单播消息的例子。单播消息可以具有诸如信道切换参数响应帧等的名称。
[0145]如之前在图12a中提到的，图12b中示出的单播消息可以包括用于切换至第一频带的时间(例如，“剩余时间”字段)1231’、要切换的第一频带的信道(例如，“推荐信道”字段)1232’、第一频带的信道中的信标发送时间(例如，“TBTT”字段)1233’。
[0146]而且，单播帧还可以包括要切换的第一频带的PAN中存在的PAN的标识符信息(例如，“PAN ID” 字段)。
[0147]参照图12b的例子，命令帧标识符(例如“命令帧标识符”字段)可以按用规定值限定命令帧标识符的方式来指示用于响应用户设备的信道切换信息请求的消息。例如，可以通过将“命令帧标识符”字段的值构造为“OXOb”来指示用于响应信道切换信息请求的消
肩、O
[0148]图13是根据本发明的实施方式的用户设备和PAN协调器的框图。
[0149]用户设备100可以由存储器101、控制单元102和无线电通信单元103组成。
[0150]存储器101可以存储本说明书所提出的方法。而且，存储器101可以存储根据控制单元102的控制接收的信道切换信息。
[0151]控制单元102控制用户设备、存储器101和无线电通信单元103的整体操作。控制单元102可以从PAN协调器接收关于至不同频带的信道切换的信息。在这种情况下，关于信道切换的信息可以包括用于信道切换的时间、要被切换的信道、PAN ID等。
[0152]控制单元102可以基于接收到的关于信道切换的信息来控制信道切换。
[0153]无线电通信单元103可以根据控制单元102的控制来切换MBAN系统中的操作信道。
[0154]PAN协调器200可以由存储器201、控制单元202和无线电通信单元203组成。
[0155]存储器201可以存储本说明书所提出的方法。而且，存储器201可以根据控制单元202的控制存储关于MBAN频带的信道使用的信息。具体地，存储器可以存储关于各信道的使用、各信道的可用时间等的信息。
[0156]控制单元102控制PAN协调器200、存储器101和无线电通信单元103的整体操作。控制单元102可以从MBAN控制器接收关于MBAN频带的各信道使用的信息。控制单元102基于接收到的信息产生关于用户设备的信道切换的信息并且可以向多个用户设备发送所产生的信息。在这种情况下，关于信道切换的信息可以包括用于信道切换的时间、要被切换的信道、PAN ID等。
[0157]控制单元102可以通过广播方案或单播方案发送关于信道切换的信息。在通过广播方案进行发送的情况下，控制单元102可以按将关于信道切换的信息包括在信标帧中的方式来发送信息。
[0158]无线电通信单元203可以根据控制单元102的控制在指定信道上执行与用户设备的通信。而且，无线电通信单元203可以根据控制单元102的控制向物理信道发送信标和命令帧。
[0159]上述实施方式可以按规定形式对应于本发明的元件和特征的组合。而且，可能能够考虑到，各个元件或特征可以是选择性的，除非它们被清楚地提到。元件或特征中的每个可以按无法与其它元件或特征组合的形式来实现。此外，可能能够通过将元件和/或特征部分组合在一起来实现本发明的实施方式。可以修改针对本发明的各实施方式说明的操作序列。一个实施方式的一些构造或特征可以被包括在另一个实施方式中或者可以被另一个实施方式的对应构造或特征取代。而且，明显可理解的是，可以通过将无法具有所附权利要求书中的明确引用关系的权利要求组合在一起来构造新实施方式，或者可以通过在提交申请之后进行修改而将新实施方式包括作为新权利要求书。
[0160]虽然本文中已经参照本发明的优选实施方式描述和示出了本发明，但本领域的技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种修改和变形。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的本发明的修改形式和变形形式。
【权利要求】
1.一种在无线个人区域网(WPAN)系统中由用户设备切换操作信道的方法，所述方法包括以下步骤: 与第一频带的PAN (个人区域网)协调器建立关联； 从所述第一频带的PAN协调器接收关于到第二频带的信道切换的信息，其中关于信道切换的信息包括用于切换至所述第二频带的时间和信道信息； 基于接收到的切换信息，与所述第二频带的PAN协调器建立关联， 其中所述第一频带和所述第二频带是基于所述用户设备是否能优先使用对应频带的频率来分类的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一频带对应于2360MHz至2390MHz之间的频带，并且其中所述第二频带对应于2390MHz至2400MHz之间的频带。
3.根据权利要求2所述的方法，其中当不同的无线通信系统使用所述第一频带或者所述用户设备移到指定区域外部时，发生信道切换。
4.根据权利要求1所述的方法，其中关于到第二频带的信道切换的信息还包括在要切换的所述第二频带的信道上操作的PAN协调器的PAN ID。
5.根据权利要求4所述的方法，其中关于到第二频带的信道切换的信息还包括在切换至所述第二频带之后切换回所述第一频带的时间和信道信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其中从所述第一频带的PAN协调器接收关于到第二频带的信道切换的信息的步骤对应于经由信标帧进行接收的步骤。
7.根据权利要求1所述的方法，其中从所述第一频带的PAN协调器接收关于到第二频带的信道切换的信息的步骤对应于经由包含信道切换信息的命令帧进行接收的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括向所述第一频带的PAN协调器请求关于到第二频带的信道切换的信息的步骤。
9.根据权利要求1所述的方法，在与所述第二频带的PAN协调器建立关联的步骤之后，所述方法还包括以下步骤: 从所述第二频带的PAN协调器接收切换至所述第一频带的信息； 基于接收到的信息，与所述第一频带的PAN协调器建立关联。
10.根据权利要求9所述的方法，其中切换至所述第一频带的信息包括用于切换至所述第一频带的信息、要切换的信道、关于要切换的信道上的信标帧发送时间的信息。
11.根据权利要求9所述的方法，其中从所述第二频带的PAN协调器接收切换至所述第一频带的信息的步骤对应于经由信标帧进行接收的步骤。
12.—种用户设备，所述用户设备包括: 控制单元，其被配置为控制所述用户设备的信道切换； 无线电通信单元，其被配置为根据所述控制单元的控制与PAN (个人区域网)协调器通?目， 所述控制单元被配置为控制所述无线电通信单元与第一频带的PAN协调器建立关联，所述控制单元被配置为控制所述通信单元从所述第一频带的PAN协调器接收关于到第二频带的信道切换的信息，其中关于信道切换的信息包括用于切换至所述第二频带的时间和信道信息，所述控制单元被配置为控制所述无线电通信单元基于接收到的切换信息与所述第二频带的PAN协调器建立关联，其中所述第一频带和所述第二频带是基于所述用户设备是否能优先使用对应频带的频率来分类的。
13.根据权利要求12所述的用户设备，其中关于到第二频带的信道切换的信息包括用于切换至所述第二频带的时间和信道信息。
14.根据权利要求12所述的用户设备，其中关于到第二频带的信道切换的信息还包括在要切换的所述第二频带的信道上操作的PAN协调器的PAN ID。
15.根据权利要求12所述的用户设备，其中在与所述第二频带的PAN协调器建立关联之后，所述控制单元被配置为控制所述无线电通信单元从所述第二频带的PAN协调器接收切换至所述第一频带的信息，并且其中所述控制单元被配置为控制所述无线电通信单元基于接收到的信息与所述第一频带·的PAN协调器建立关联。
【文档编号】H04W76/04GK103548388SQ201280024646
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年3月30日 优先权日:2011年3月30日
【发明者】金瑞煜, 金奉会, 林在元, 赵俊晧 申请人:Lg电子株式会社