专利名称：无线接入系统的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及无线通信系统，尤其涉及用于建立无线通信链路的设备，方法和计算机程序代码。
背景技术：
常规地，当蜂窝或者其它无线设备被启动或者需要服务时，其搜索可用的基础设施。在蜂窝无线通信系统终端的情况中，这可以包括基站；在无线局域网(WLAN)的情况中，可包括所说的‘接入点’；而在无线个人区域网络(WPAN)的情况中，可包括另一个与之通信的设备，例如，外围设备。通常，这涉及扫描射频频谱以找到适合的基站(BS)或接入点，或者例如在基于蓝牙的WPAN的情况下的问答式询问过程(talk-then-listen inquery procedure)。这耗费时间，并且尤其在初始同步持续时间较长而足以被用户发现时，会带来问题。例如，在蓝牙中，默认查询过程有10.24秒的持续时间。当呼叫中间在模式间切换时，软件定义无线电(SDR)或多模式无线接收器会遇到进一步的困难，因为在此情况中通常有时间限制。
图1示出了用于例如移动电话网络的蜂窝移动通信系统的终端的常规加电过程的流程图。在步骤10的启动之后，终端检查12当终端最后被关闭电源时是否存储任何信息，尤其是确定是否可获得所存储的标识最后服务基站的信息。
如果不能获得这样的信息，则过程执行常规初始小区同步(步骤14)，以便将终端连接到基站(步骤16)。可选地，如果标识最后服务基站(或者至少其频率)的信息可用，则终端尝试连接到此基站，即连接到终端关闭时所在的小区(步骤18)，并且如果成功(步骤20)，则省略常规的初始小区同步过程14。以相似的方式，在WPAN中可以手工配对通信设备，例如，在支持蓝牙的头戴式耳麦和终端之间，其将几乎独占地连接在一起。
存在改进这些同步技术的余地，在某些情况下，这可能仍然导致长的同步时间。例如，当在与终端被关闭时服务于该终端的基站不同的场所启动终端时，比如因为用户旅游，小区同步会显现出显著的延迟。相似地，在WPAN的情况中，常常存在与建立链路有关的延迟，即使是在过去已经彼此进行许多次通信的设备之间。
发明内容
广义地讲，在这里说明的本发明的实施例，根据终端用户的行为相对可预测的发现，实现与基站，接入点或者WPAN，设备的更快同步。例如，用户往往在相对较少的位置之一开启其蜂窝终端，或者在WPAN的情况中，使用核心设备，例如PDA(个人数字助理)与相对有限的一组外围设备，例如数字照相机，投影机和/或者打印机进行通信。根据本发明的此实施例，利用归属设备(home device)的概念，其可以包括WPAN设备或者，对于蜂窝网络，可以包括基站。在WPAN网络的情况中，归属设备最好与特定服务，例如打印，图像捕获等等相关联，并因此当需要特定服务时，其可以被映射到归属设备的WPAN地址，在优选实施例中是蓝牙地址，因此不必进行初始的设备发现或“询问”过程。在蜂窝网络的情况中，例如规定用于归属基站的频率和/或者代码的归属基站标识符，或最好是归属基站列表，被用来将终端引导到最可能的服务基站，因此在许多情况中，不必完全搜索终端附近的可用基站。对于WLAN，可以使用相似的解决方案，以容许首先寻呼到最可能的本地设备。
因此，根据本发明的第一个方面，提供了一种移动无线通信设备的控制器，用于控制该设备与第二无线通信设备之间的无线链路的建立，控制器包括用于存储归属设备数据的数据存储器，归属设备数据包括用于建立与归属第二无线通信设备的无线连接的数据；数据处理器，被连接到数据存储器，并被设置为控制无线通信设备以尝试建立与归属第二无线通信设备的无线链路；和数据提供设备，用于向数据存储器提供针对至少一个归属设备的归属设备数据以便存储，其中，归属设备数据包括根据移动无线通信设备的先前使用而确定的、预测移动无线通信设备最可能连接到的归属无线通信设备的数据。
数据提供设备可以包括手工输入接口，或从外部源接收数据的装置，或监视代理，但数据提供设备最好被设置为自动地提供归属设备数据。在用于蜂窝网络的实施例中，如果最后使用的基站不可用，则只可使用归属设备数据；可选地，归属设备数据可以包括多个归属设备或基站的数据，其中一个包括最后使用的基站。最好是，数据存储器在处理器的控制下存储使用历史数据，其包括特定于移动设备先前已经与之建立无线链路的第二无线通信设备的数据，可选地，包括设备类型数据，以便被数据提供设备用于确定进行存储的归属设备数据。
当用于蜂窝通信网络时，归属设备数据可以包括基站或所说的’3G’系统载波的频率数据和/或基站的(加扰)代码数据。在集成多模式或软件定义无线的终端中，归属设备可以包括针对一个或两个(或者更多个)或网络的基站，其中无线与所述网络进行操作以允许例如更快速的重新配置，从而补偿所述网络中一个或其它的覆盖的间隙。
在基于WPAN的实施例中，归属设备数据最好包括定义归属设备类别，例如服务类别的数据，使得可以根据类别确定数据，例如服务请求来选择归属设备或归属设备列表。例如，这便于快速连接到一个或多个归属打印机，一个或多个归属扫描仪，一个或多个归属数字照相机，等等。在基于WPAN的实施例中，归属设备数据最好还包括归属设备的地址数据，和可选地，该设备的估计时钟数据，以利于与归属设备同步。可以将相似的技术用于针对WLAN的无线链路。
在基于WPAN/WLAN的实施例中，归属设备数据可以包括定义归属设备为固定位置设备，例如接入点的数据。控制器最好在尝试与任何其它设备连接之前，尝试与归属设备连接。
在另一个方面，本发明提供了控制移动无线通信设备与第二无线通信设备之间无线链路的建立的方法，该方法包括向数据存储器提供至少一个归属第二无线通信设备的归属设备数据以进行存储，其中，归属设备数据包括根据移动无线通信设备的先前使用而确定的、预测移动无线通信设备最可能连接到的归属第二无线通信设备的数据；以及控制移动无线通信设备以尝试与归属第二无线通信设备建立无线链路。
尤其在例如磁盘、CD-ROM或DVD-ROM、编程存储器(例如只读存储器(固件))的数据载体上，或者在例如光或电信号载体的数据载体上，本发明还提供了处理器控制代码，用于实现上述控制器和方法。可以在DSP(数字信号处理器)，ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)上实现上述设备和方法的实施例。因此，实现本发明的代码可以包括常规程序代码，或微码，或例如用于设置或控制ASIC或FPGA的代码。相似地，代码可以包括硬件描述语言，例如Verilog(商标)，VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)或SystemC的代码。本领域的技术人员会理解，可以通过彼此间的通信在多个相连的部件之间分发这样的代码。
现在仅通过示例的方式参照附图进一步说明本发明的这些和其它方面，其中图1至图5分别示出了蜂窝移动通信系统的终端的常规加电开启过程的流程图，蓝牙网络的示例，个人区域网络及相关基础设施的示例，第三代数字移动电话系统的一般结构，以及软件定义无线的示例；图6根据本发明的实施例示出了第一蜂窝终端加电开启过程；图7示出了第二蜂窝终端加电开启过程；而图8示出一般终端的示例。
具体实施例方式
在此，回顾无线个人区域网和局域网的某些方面和蜂窝网络的各方面是有帮助的。
个人区域网络(PAN)可以包括若干移动设备，其相互之间以及与其用户之间需要进行信息交换。可以使用例如蜂窝无线，蓝牙(商标)(蓝牙特殊兴趣组(SIG)，http//www.bluetooth.com/)，IrDA(红外数据协会(IrDA)，http//www.irda.org/)以及WLAN(例如，无线局域网IEEE标准802.11，“1999年版ISO/IEC 8802-5-1998，局域和城域网标准-无线LAN介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范，”1999)的技术。
图2示出了蓝牙网络的示例，其中计算机30，打印机32和照相机34都依靠双向蓝牙无线电链路36彼此进行通信。还能使用蓝牙无线连接到高速语音/数据接入点。
蓝牙标准组织通常关注短距离(可达大约10米)射频传输，其作为线缆和个人区域网络(PAN)的替代。基本标准提供了在0.7Mbps(V1.1)或10Mbps(V1.2)上工作的跳频扩散频谱(FHSS)链路；以大于10Mbps速度工作的高速蓝牙。蓝牙主要是欧洲发起的标准，而在美国，IEEE 802.15标准系列，尤其是IEEE 802.15.3，提供了会聚和有规划的等价标准集。本发明的某些实施例将参照蓝牙(商标)进行说明，但本领域的技术人员会理解，本发明的应用不限于此标准和相关标准。
PAN不必限于单一技术，例如蓝牙。图3示出了PAN和相关网络基础设施的另一个示例。图解示例中的PAN 100包括移动终端102，PDA 104和照相机106，其彼此之间进行无线(射频)通信。移动终端102还与第一3G移动电话网络110的基站108进行通信，第一3G移动电话网络110具有到因特网114的网关112。由第二用户携带的第二移动终端116与具有到因特网114的第二网关122的第二3G移动电话网络120的第二基站118进行通信。PDA 104还与WLAN 124，例如IEEE 802.11WLAN进行通信，WLAN 124也被连接到因特网114。可以理解，可以将许多其它系统连接到因特网，如第一和第二第三方软件开发商服务器126，128，家庭PC 130以及一个或多个m商务(m-commerce)服务器132所示。移动终端102和116之间也可以有例如经由蓝牙链路的直接通信线路，如虚线134所示。
下一个最近的WLAN技术将使用Hiperlan/2的示例进行回顾，Hiperlan/2是具有安全特征的54Mbps无线网络的欧洲标准，其运行在5GHz波段，大体相当于美国标准IEEE 802.11a，然而，这只是示例的方式，而本发明的实施例不限于这样的WLAN。
通过数据链路控制(DLC)层(包括基本数据传输功能和无线链路控制(RLC)子层)，基于分组的会聚层(包括公共部分定义和以太网服务特定会聚子层)，物理层定义和网络管理定义来定义Hiperlan(高性能无线局域网)类型2标准。有关Hiperlan/2的更具体资料可以参考以下文档，在这里将其引作参考ETSI TS 101 761-1(V1.3.1)“Broadband Radio Access Networks(BRAN)；HIPERLAN Type 2；Data Link Control(DLC)Layer；Part 1Basic Data TransportFuctions”；ETSI TS 101 761-2(V1.2.1)“Broadband Radio AccessNetworks(BRAN)；HIPERLAN Type 2；Data Link Control(DLC)Layer；Part 2Radio Link Sublayer”；ETSI TS 101 493-1(V1.1.1)“Broadband Radio Access Networks(BRAN)；HIPERLAN Type 2；Packet based Convergence Layer；Part 1Common Part”；ETSI TS101 493-2(V1.2.1)“Broadband Radio Access Networks(BRAN)；HIPERLAN Type 2；Packet based Convergence Layer；Part 2Ethernet Service Specific Convergence Sublayer(SSCS)”；ETSI TS101 475(V1.2.2)“Broadband Radio Access Networks(BRAN)；HIPERLAN Type 2；Physical(PHY)Layer”；ETSI TS 101 762(V1.1.1)“Broadband Radio Access Networks(BRAN)；HIPERLANType 2；Network Management”。这些文档可从ETSI网络站点www.etsi.org获得。
基于例如Hiperlan/2系统的典型无线LAN(局域网)包括多个移动终端(MT)，每个移动终端与网络的接入点(AP)或基站通信。接入点还与中央控制器(CC)通信，中央控制器可以有到其它网络，例如到固定以太网类型的局域网的链路。在某些实例中，例如在没有本地接入点的Hiperlan/2网络中，一个移动终端可以担当接入点/中央控制器的角色，以便允许直接的MT到MT的链路(然而，在本文中，引用“移动终端”和引用“接入点”不应被理解为针对Hiperlan/2系统的任何限制)。
移动电话网络，例如2.5G和3G(第三代)网络中的数据传输也是重要的。
第三代移动电话网络在移动站和基站之间的无线接口上使用CDMA(码分多址)扩频信号进行通信。国际移动电信IMT-2000标准(www.ituint，在这里将其引为参考)包含这些3G网络(以及所说的2.5G网络)。第三代技术使用CDMA(码分多址)，而IMT-2000标准考虑三种主要的运行模式，在欧洲和日本的W-CDMA(宽带码分多址)直接扩展FDD(频分双工)，美国的CDMA-2000多载波FDD，以及中国的TD-CDMA(时分双工CDMA)和TD-SCDMA(时分同步CDMA)。
3G网络的无线接入部分被总称为UTRAN(通用地面无线接入网络)，而包括UTRAN接入网络的网络被称作UMTS(通用移动通信系统)网络。UMTS系统是第三代伙伴项目(3GPP，3GPP2)所生成的标准的主体，其具体技术规范可在www.3gpp.org上找到，并且这里将其引为参考。这些标准包括技术规范23.101，其说明了一般性的UMTS体系结构，以及技术规范25.101，其分别说明了(FDD)无线发送和接收，版本4.0.0和版本3.2.2，这里将其引为参考。
图4在150示出了第三代数字移动电话系统的一般结构。在图4中，无线电杆(radio mast)152被连接到基站154，基站154由基站控制器156控制。所示移动通信设备158与基站154通过无线或者空中接口160，如GSM(全球移动通信系统)网络和GPRS(通用分组无线服务)网络中已知的Um接口以及CDMA-2000和W-CDMA网络中已知的Uu接口进行双向通信。在任一个时刻，多个移动设备158通常被连接到所给定的基站，基站包括多个无线收发器以服务这些设备。
基站控制器156和多个其它的基站控制器(没有示出)一起被连接到移动交换中心(MSC)162。多个这样的MSC被连接到网关MSC(GMSC)164，网关MSC将移动电话网络连接到公共电话交换网络(PSTN)166。归属位置寄存器(HLR)168和访问位置寄存器(VLR)170管理呼叫路由选择和漫游，而其它系统(没有示出)管理鉴权，计费。运营和维护中心(OMC)169从网络基础设施单元，例如基站和交换机中收集统计数据，以便将网络性能的高级视图提供给网络运营商。例如，能使用OMC确定网络拥有多少可用容量，或者确定在一天中的不同时刻正被使用的网络部分。
上述网络基础设施基本上管理，移动通信设备158与其它移动设备和/或PSTN 166之间的电路交换语音连接。所说的2.5G网络，例如GPRS和3G网络，将分组数据服务增加到电路交换语音服务上。在广义上，将分组控制单元(PCU)172添加到基站控制器156上，并依靠层次交换机系列，将其连接到分组数据网络，例如因特网178。在基于GSM的网络中，这些包括服务GPRS支持节点(SGSN)174和网关GPRS支持节点(GGSN)176。可以理解，在图4的系统中以及随后说明的系统中，网络内的单元的功能可以位于单一物理节点，或位于分立的系统物理节点上。
移动设备158与网络基础设施之间的通信通常包括数据和控制信号两者。数据可以包括数字化编码的语音数据，或者可以使用数据调制解调器透明地传送往来于移动设备之间的数据。在GSM型网络中，也可以使用GSM短消息服务(SMS)发送文本和其它低带宽数据。
在2.5G或者3G网络中，移动设备158可以提供的不只是到另一个电话的简单语音连接。例如，移动设备158可以另外或者可选地提供针对视频和/或多媒体数据服务的访问，网页浏览，电子邮件和其它数据服务。逻辑上可以认为移动设备158包括移动终端(集成用户标识模块(SIM)卡)，其具有到终端设备，例如数据处理器或个人计算机的串行连接。
可重新配置的软件定义的无线电(SDR)概念已经成为最近活跃的研究的主题(见，例如，“Authorization and use of software DefinedRadioFirst Report and Order”，美国联邦通信委员会，华盛顿特区，2001年9月)。支持SDR的用户设备和网络设备能被动态地编程，以重新配置其特征，从而提供改善的性能和/或附加的特征，并因此也为服务提供商提供另外的收益流机会。软件定义无线电已在民用和商业以及军队部门得到应用。
SDR论坛(软件定义无线电(SDR)论坛，http//www.sdrforum.org/)已经定义了具有带标准化功能的公共软件API层的开放体系结构。图5中概要示出了此结构。在图5中，SDR包括一组7个独立的子系统182a-g，每个包括硬件，固件，操作系统和软件模块，这些对于多于一个的应用程序可以是公共的。控制功能184对每个功能模块，包括模块间交换的数据和信息的用户传输(‘I’)提供控制(‘C’)。在移动(无线)终端中的SDR实现类似于运行在通用PC上的软件，尽管由于速度原因，某些基带服务实现和控制功能直接接口到硬件层，而不经由例如中间实时内核或驱动程序。图5的SDR系统适合于后面描述的根据本发明的方法的实施例。
现在参照本发明实施例的实现，将说明用于蜂窝通信网络的终端的情况和WPAN设备的情况的示例。然而，相似的概念能被应用到其它无线系统，这些系统搜索可用的资源，例如无线LAN系统，卫星服务等等。我们将首先说明归属设备或基站列表的使用，然后说明确定归属设备或基站列表数据的方法。
图6示出了使用归属基站数据或归属基站列表的蜂窝终端电源开启过程。这样的归属基站列表包括M个项，这里M可以是一，每个项描述一个特定的基站，例如在频率分配，时隙，代码或其它参数方面进行描述。在归属基站列表中的项假定与移动设备可能开启电源的位置相关。
广义地说，如果电源关闭之前的服务基站不可用，则移动终端搜索归属基站列表中命名或标识的小区。于是，参照图6，接通200终端并确定与终端先前被关闭时最后所使用的小区有关的信息是否可用202。如果这样的信息可用，则终端搜索服务于终端被关闭电源时所在的小区的基站204，并尝试同步到此基站。终端确定同步是否成功206，并且如果同步成功，继续与此基站进行操作208。如果同步不成功，变量n被初始化210到0，然后，终端从归属基站列表中获得项n，并尝试同步到此项的基站212。当步骤202不能获得最后使用的小区的电源关闭信息时，也遵循此过程。然后终端检查是否成功同步到第n个基站214，如果不成功，则递增n 216，检查是否已经到达归属基站列表的末尾21，并且如果没有到达归属基站列表的末尾，则循环回来检查列表中的下一项212。如果成功同步到归属设备列表中的基站，则设备继续与此基站进行操作218。如果终端不能与归属基站列表中的任何设备同步，则终端执行常规的初始小区同步过程220。
图7示出了简化的蜂窝终端电源开启过程，其中用相同的数字指明了那些图6中相似的单元。在图7的过程中，先于最后电源关闭，服务终端的基站被插入进归属基站列表中，在图解示例中，列表中的项n＝0。这样的结果是简化了图6的过程。
下一步，我们说明确定归属基站列表的数据的方法。一个简明的实现方案是用户以要被插入列表的若干‘喜好’对终端手工编程。例如，企业用户可能在他或她的家庭，Heathrow(希思罗)和gatwick机场，以及公共运输目的地的基站中编程。因为用户可能不知道技术参数，例如这些基站的工作频率，用户可以通过命令终端将当前服务基站插入到列表中来实现这样的编程，使得例如在希思罗机场发出的这种指令会导致服务于用户所位于的希思罗机场的路径的基站被插入到归属基站列表中。还可以向用户提供建立‘暂时归属’基站以便接受漫游的选项。更一般地，可以向用户提供列表的读/写/编辑控制。
尽管这种手工实现方案是直接的实现，然而最好在过程中不需用户参与地构造归属基站列表。对此，存在若干可选实现方案，其可以单独使用，或结合使用。
终端可以保留通常在初始小区搜索时被选择的小区的记录，这些基站形成了归属基站列表的基础。这样的列表可以是动态的，例如，为了适合最新的用户地点，在预定时间之后删除表项。另一个实现方案是记录在若干时机上平均而得的、当设备被关闭时正服务于设备的最常用基站。另一个可选方案是终端通过蜂窝网络接收归属基站数据。因此，网络或者网络运营商可以用若干预先设定的基站，例如，那些对应于本地机场的基站，和可选地，基站或者用户的地址，例如家庭地址，来编程移动设备或者终端。在简单实施例中，归属基站列表具有对应于用户家庭位置(其可以是用户的家庭地址或者另一个地址，例如，企业地址)的基站的单个表项。
下面考虑WPAN的示例，可以以大体相似的方式，再次通过手工或者自动地建立来实现归属设备列表。然而，对于WPAN或者相似的网络，对于若干设备类型中的每一个，例如归属打印机，归属投影机等等，WPAN设备最好具有归属设备或者归属设备列表。然后，WPAN设备可以确定所需的服务并将其映射到适合的归属设备上。可以理解，WPAN终端不必独占地与此外设通信，而是尝试连接到归属外围设备，例如，在实现通常的查询扫描之前，对设备进行寻呼。
考虑在膝上型计算机中实现此实施例。在许多情况中，用户将希望从家中，或者从其企业或办公室打印，尽管归属设备列表不必原样指定这些位置。然而，通过在归属设备列表中包括用户家庭中的打印机和/或者用户办公室中的打印机，将首先寻呼这些位置的打印机，因此，可显著减少建立作为用于打印的链路的无线通信的时间。然而，如果用户在不同的位置，其中没有来自‘归属打印机’或‘归属打印机列表’中的任何设备的应答，则膝上型计算机可以以正常方式执行查询扫描，以寻找适合的本地设备进行连接。
在这样的应用中，可以人工确定归属设备列表，例如，通过用户接口来允许用户输入定义归属设备的数据，例如，地址数据，或者通过指明当前所连接的设备应当被包括进归属设备列表中。可选地，可以通过识别此设备或，那些使用了最长时间或最多次数的设备，自动地确定归属设备或设备列表。如先前所述，通常在尝试连接到另一个不在归属设备列表中的相同类型的设备之前，尝试连接到归属设备或设备。在蓝牙(商标)实例中，这允许设备在不必进行在先的查询过程的情况下，进行连接以进入寻呼过程。此外，因为连接设备在过去已经连接，其不需要使用强制寻呼模式(其必须由蓝牙设备支持)，但可以使用可选的寻呼模式，其目标是在两个蓝牙设备之间更快速地建立连接。
在WLAN的实例中，情况与以上针对WPAN说明的相似，并且，同样地，可以为多个不同的设备类型，例如归属接入点，归属打印机等等指定一个或多个归属设备。
在多模式或软件定义无线电应用的实例中，终端最好为每个无线模式维护归属基站或归属基站列表。通过例如确定在一模式下最频繁服务于终端的基站，或在模式切换后最可能服务于终端的基站，可以确定此列表。例如，当在常见路线上旅行时，3G覆盖的间隙常会出现在基本相同的位置，从而提示切换到本地GSM基站。在这种实例中，可以将此GSM基站插入归属基站列表中以用于3G到GSM切换。
此解决方案减少了在新操作模式中对服务基站的耗时搜索的需求，并减少了对可用基站上附加信息的需求，否则这样的SDRs必须使用这样的信息。
现在将给出本发明实施例针对若干类型无线通信网络的实现的更具体细节。
为了检测GSM载波，终端需要执行BCCH广播控制信道功率测量。此外，如果要使用GSM载波作为服务载波，需要获得SCH同步信道和/或FCCH频率校正信道，以便能解码BCCH。此测量需要两次频率改变(当前的模式->BCCHGSM载波->当前的模式)，通常实现中每次改变占用500μs，和一个功率样本。获得GSM推荐所需要的精度需要小于200μs的功率样本周期，以便一次测量所需的总时间是1.2ms。
这假定终端事先知道应当被检测的频率-否则，存在多少GSM载波，此过程就必须重复多少次。例如，在双波段GSM-900/DCS-1800部署(E-GSM除外)中，存在499个载波，并且以每次测量耗费1.2ms的方式(即使并行执行几个测量，终端也必须重新调谐到每个GSM载波)，这需要耗费500×1.2ms或接近600ms的测量时间。
可以通过使用归属基站(或“归属基站”)列表来减少此测量时间。“归属基站列表”维护可能服务基站的频率分配和载波的记录。接着，先于上述说明的常规的实现方案，扫描此列表中的载波，以显著减少建立链路所需要的时间。
在UMTS FDD/TDD网络中的实现
UMTS规范给出了从GSM到UMTS的切换/再选择的‘测量顺序参数’。通常，这些参数对于UMTS频率间切换是相同的。如果预先不知道给定载波的加扰码(在初始同步时常会遇到此情况)，则需要以下阶段帧定时；加扰码识别；以及确定P-CCPCH(主通信控制物理信道)的Ec/Io或CPICH(通信导频信道)的Ec/No。
如果预先已知加扰码，则能省略中间步骤。此完整过程应当耗费30到40毫秒量级的时间。
存在19个UMTS 5MHz宽的载波，其由于频率光栅(frequencyraster)而能够以200kHz的步长在该频带内左右偏移，从而给出171个可能的中心频率。不计由此频率光栅引起的复杂性(以此为基础，一旦已经定位了一个中心频率，则减少针对其它频率的选项)，这需要19×35ms，即需要耗费665ms的测量时间。
对于“归属基站”，“归属基站列表”保留可能服务基站的载波及加扰码的记录。在上述常规实现方案之前，扫描此列表中的载波。
在HiperLAN-2/802.11a网络中的实现尝试定位并最终与HiperLAN-2系统相关联的终端必须从不同接入点评估链路质量。此评估是通过在接收广播信道(BCH)期间测量所接收信号的强度来获得的。在每个MAC帧的起始处--即每2ms一次地，接入点/中央控制器(AP/CC)发送BCH。因为终端没有同步到AP/CC，整个MAC帧可能必须被接收，这意味着单次即时测量的时间为2ms(不尝试减少衰落的时间效应(temporary effect))。另外，必须考虑每次合成器重新调谐的(假定的)常量500μs，从而导致每次测量耗费3ms。这再次假设终端已经对准了特定的20MHz信道。如果终端希望扫描多个信道，因为在HiperLAN-2所工作的波段上定义有19个HiperLAN-2信道，这需要耗费(22×3ms)66ms的测量时间。
对于“归属基站”，“归属基站列表”保持可能服务接入点或其它设备(例如，其它PC，当运行分布协同功能时)的频率分配以及地址的记录。再次地，在上述说明的常规实现方案之前扫描此列表。
在蓝牙(或者基于IEEE 802.15)的网络中的实现
在几个阶段中执行两个蓝牙设备之间的连接的建立。第一阶段是找到另一个设备，这使用查询过程来执行。下一个阶段是寻址特定设备，该设备已经从全部已应答查询的设备中过滤得到。使用寻呼过程寻址此特定设备。在完成寻呼过程之后，开始传输。
通常，蓝牙连接采用两种形式与具有未知地址的设备连接；以及与具有已知地址的设备连接。
在第一种情况中，用户(更具体地，蓝牙设备)希望发现区域中(即，范围内)的设备，并然后连接到想要的设备。第一个步骤实际是两步查询过程，在标准中进行了定义；随后连接到所有设备以获得其SDP(服务发现协议)记录。一旦已经执行了前述步骤，用户将使用查询返回的时钟偏移，选择寻呼的设备(或者选择设备)。在此点上，用户将连接上所希望的设备。
在第二种情况中，用户已经在过去连接到所希望的设备，尽管距发生最后连接可能已经有一些时间。在最后所存储的时钟偏移是准确的情况下，将在正确序列上执行寻呼，并将很快连接上。然而，如果时钟偏移是旧的，则连接将花费较长时间。时间多长是由寻呼和寻呼扫描模式决定的。
将这两个情景分割进其构建模块，揭示出某些共同元素查询和寻呼。
默认的查询周期被定义为10.24秒。由于在查询应答随机补偿周期(inquiry response random backoff period)期间查询序列发生改变，某些设备可能没有在此周期内应答；这导致可靠性的降低。此外，查询扫描模式下只有一半设备能在任意给定时间听到查询ID消息，其明显减慢了查询过程。当所估计的时钟在错误的序列中开始过程时，也能减缓寻呼。根据寻呼配置，寻呼会花费1.28s或2.56s，长于标称时间。
在本发明的实施例中，“归属设备列表”存储可能使用的其它设备的蓝牙地址以及设备能力(以及可选地，还有所估计的时钟)的记录。根据存储“归属设备列表”的位置，例如在膝上型电脑上或者在PDA上，列表中的设备类型可以包括(但不限于)以下一或多项接入点(例如，家庭AP，办公室AP，本地咖啡馆AP，等等)；打印机(例如，家庭，办公室，本地照相店)；数字照相机；头戴式耳麦；其它PC或者PDA；以及蜂窝终端。
图8示出了被配置为实现本发明一般实施例的通用终端400的示例。在图8的示例中，在数字域执行大多数信号处理。
在图8的示例中，两个发送/接收天线402a，b被连接到各自的射频级404a，b，射频级404a，b经由各自的数模和模数转换器406a，b从数字信号处理器(DSP)408接收输入并向其提供信号。数字数据输入/输出可在线路410上提供。在其它终端中，可以使用单天线。
DSP408通常将包括一个或多个处理器408a和工作存储器408b，并具有数据，地址和控制总线412，以便将DSP连接到非易失存储器414，例如，存储数据和处理器控制代码的快擦写RAM或ROM。处理器控制代码控制DSP408提供终端功能，并包括例如射频信号处理代码414a，差错处理代码414b，协议栈代码414c，应用层代码416d以及用户接口代码414e。为在本发明实施例中实现，存储器414还可以存储归属设备(列表)数据414g，归属设备数据供应代码414f以及可选的终端使用历史数据414h。处理器408a装载并实现此代码，以提供相应的功能。
通过上面的描述可以理解，本发明的实施例使得在存在用户通常访问的场所的情况下，执行蜂窝终端的初始小区同步所需的时间最少。本发明的其它实施例利于WPAN或WLAN系统中更快速的设备连接，尤其当连接到通常使用的设备以利用特定于此设备的能力时。在软件定义无线电的实例中，本发明的其它实施例利于模式间的交换，并尤其有助于使这样的切换对于用户透明。
本发明的实施例适用于所有类型的2G和3G蜂窝通信系统中，以及其它具有固定基础设施的无线系统中，其中终端连接到接入点，例如无线LAN系统。在没有固定基础设施的网络中和/或在设备通常配对的情况下，存在本发明实施例的附加应用。
毫无疑问，本领域技术人员会想到许多其它有效的可选方式。可以理解，本发明不限于所说明的实施例，并且包括在不违背本发明附加权利要求中所阐明的精神和范围的情况下，本领域技术人员所能够想到的修改。
权利要求
1.一种用于移动无线通信设备的控制器，用于控制所述设备与第二无线通信设备之间的无线链路的建立，所述控制器包括用于存储归属设备数据的数据存储器，所述归属设备数据包括用于建立与归属第二无线通信设备的无线连接的数据；连接到所述数据存储器的数据处理器，其被设置成控制所述移动无线通信设备，以尝试建立与所述归属第二无线通信设备的所述无线链路；和数据提供设备，用于向所述数据存储器提供至少一个所述归属设备的所述归属设备数据以便存储，其中所述归属设备数据包括根据所述移动无线通信设备的先前使用而确定的、预测所述移动无线通信设备可能连接到的所述归属无线通信设备的数据。
2.如权利要求1所述的控制器，其中所述数据存储器还被设置为存储所述移动无线通信设备的使用历史数据，其包括特定于第二无线通信设备的数据，而所述移动无线通信设备先前已经与该第二无线通信设备建立了无线链路，并且其中所述数据提供设备被设置为根据所述历史数据确定所述归属设备数据以便存储。
3.如权利要求1或2所述的控制器，其中所述无线链路包括局域或个人区域网络的链路，其中所述归属设备数据包括多个所述归属设备的数据，每个归属设备的数据包括定义所述设备的类别的数据，并且其中所述数据处理器被设置成接收用于确定所述链路要建立到的所述第二设备的所述类别的数据，并且响应所述接收的数据，选择所述归属无线通信设备中尝试与其建立所述无线链路的一个归属无线通信设备。
4.如权利要求3所述的控制器，其中所述归属设备数据还包括所述归属设备的地址数据。
5.如权利要求4所述的控制器，其中所述归属设备数据还包括所述归属设备的估计时钟数据。
6.如权利要求3，4或者5所述的控制器，其中所述类别数据包括将所述归属设备定义为固定位置设备的数据。
7.如权利要求3至6中任意一项所述的控制器，其中所述数据处理器被设置为控制所述移动设备以在尝试与任何其它所述第二设备建立链路之前，尝试与所述归属第二设备建立无线链路。
8.如权利要求3至7中任意一项所述的控制器，其中所述无线链路包括蓝牙标准或IEEE 802.15标准兼容链路，其中，根据所述标准的所述链路的建立包括查询阶段和寻呼阶段；其中所述数据处理器被设置为控制所述移动无线通信设备以在尝试与所述归属设备建立所述链路时，省略所述查询阶段。
9.如权利要求1或2所述的控制器，其中所述无线链路包括无线局域网的链路，其中所述归属设备数据包括所述归属设备的地址和/或频率数据。
10.如权利要求1或2所述的控制器，其中所述无线链路包括蜂窝移动通信网络的链路，其中所述归属设备包括该网络的基站，并且其中所述归属设备数据包括多个所述归属无线通信设备的数据。
11.如权利要求10所述的控制器，其中所述归属设备数据包括最近使用的所述网络的基站的数据。
12.如权利要求10或11所述的控制器，其中所述归属设备数据包括所述基站的频率数据。
13.如权利要求10或11所述的控制器，其中所述归属设备数据包括所述基站的载波和/或代码数据。
14.如权利要求2所述的控制器，其中所述无线链路包括蜂窝移动通信网络的链路，其中所述归属设备包括该网络的基站，并且其中所述使用数据包括在初始小区搜索之后确定选择使用的所述网络的小区的数据。
15.如权利要求2所述的控制器，其中所述无线链路包括蜂窝移动通信网络的链路，其中所述归属设备包括该网络的基站，并且其中所述使用数据包括确定当所述移动设备被关闭电源时使用的所述网络的小区的数据。
16.如权利要求1或2所述的控制器，其中所述移动无线通信设备包括一种设备，该设备包括具有用于与两个不同网络上的第二设备建立无线链路的两个可选操作模式的射频部分，并且其中所述归属设备包括所述网络之一的基站。
17.一种移动无线通信设备，其中具有如任意上述权利要求所述的控制器。
18.一种承载计算机程序代码的承载介质，所述计算机程序代码当运行时实现如权利要求1至16中任意一项所述的控制器。
19.一种用于控制移动无线通信设备和第二无线通信设备之间无线链路的建立的方法，该方法包括向所述数据存储器提供至少一个归属第二无线通信设备的所述归属设备数据以便存储，其中，所述归属设备数据包括根据所述移动无线通信设备的先前使用而确定的、预测所述移动无线通信设备可能连接到的所述归属第二无线通信设备的数据；以及控制所述移动无线通信设备以尝试与所述归属第二无线通信设备建立所述无线链路。
20.如权利要求19所述的方法，还包括存储所述移动无线通信设备的使用历史数据，包括特定于所述移动无线通信设备先前已经将无线链路建立到的第二无线通信设备的数据；并根据所述使用历史数据确定归属设备数据以便存储。
21.如权利要求19或20所述的方法，其中所述无线链路包括局域或个人区域网络的链路，其中所述归属设备数据包括多个所述归属设备的数据，每个归属设备的数据包括定义所述设备的类别的数据，并且其中所述方法还包括接收用于确定所述链路要建立到的所述第二设备的所述类别的数据，以及响应所述接收的数据，选择所述归属无线通信设备中尝试建立所述无线链路到的一个归属无线通信设备。
22.一种承载处理器控制代码的承载介质，所述处理器控制代码当运行时实现如权利要求19，20或21所述的方法。
全文摘要
本发明通常涉及无线通信系统，尤其涉及建立无线通信链路的设备，方法和计算机程序代码。描述了移动无线通信设备的控制器，用于控制在设备与第二无线通信设备之间建立无线链路。控制器包括用于存储归属设备数据的数据存储器，所述归属设备数据包括用于建立与归属第二无线通信设备的无线连接的数据；连接到所述数据存储器的数据处理器，其被设置成控制所述移动无线通信设备，以尝试建立与所述归属第二无线通信设备的所述无线链路；和数据提供设备，用于向所述数据存储器提供至少一个所述归属设备的所述归属设备数据以便存储，其中所述归属设备数据包括根据所述移动无线通信设备的先前使用而确定的、预测所述移动无线通信设备可能连接到的所述归属无线通信设备的数据。
文档编号H04L12/56GK1717907SQ20048000094
公开日2006年1月4日 申请日期2004年9月30日 优先权日2003年10月10日
发明者迈克尔·P·费顿 申请人:株式会社东芝