专利名称：移动网的增强切换检测的方法、移动终端、接入点和程序模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于确定适当的时机以执行移动网中移动终端的连接从一个接入点切换到另一个接入点的方法，一种用于在包括接入点的移动网内通信的移动终端，一种用于在包括至少一个移动终端的移动网内通信的接入点，以及待在包括接入点的移动网内通信的移动终端中执行的程序模块和待在包括至少一个移动终端的移动网内通信的接入点中执行的程序模块。
背景技术：
WLAN标准IEEE 802.11a/b/g经历着成功的开发。该成就主要基于在企业网、热点(hot spots)和家中——即会议中心、火车站、机场、旅馆等等——对这些标准的使用。在这些环境中，通过网际互联协议传送语音(VoIP)以及通过WLAN传送语音(VoWLAN)，逐渐成为有吸引力的技术，它们的主要目的在于通过合并数据网和语音网来降低通信成本。
对于VoWLAN和类似视频会议的其他实时服务而言，提供实时切换是必然的需求，因此在两个WLAN接入点之间的切换成为研究的现行主题，因为必须要使切换时间极大地缩减，以便允许两个IEEE802.11接入点之间的VoWLAN无缝移动性。
第一切换阶段包括尽可能快地检测是否必须要执行切换。IEEE802.11标准例如仅能够实现基于所谓的接入点业务量或信标收听的非常缓慢的被动切换检测，即借助于用户相关业务量或信标帧的功率测量，移动终端检测其当前接入点的差的无线链路质量，这就意味着必须要执行切换。在应用IEEE 802.11标准的WLAN网中，差不多是周期性地从接入点广播被称作信标的数据，标志无争用事务处理(contention-free transaction)周期的开始并能够实现WLAN网内所有设备与称作信标间隔的时间周期的同步，在当前WLAN配置的情况下，该信标间隔典型地具有100ms的长度。关于被称作用户相关业务量帧的数据，没有已知的间隔可以考虑，该间隔取决于应用的业务量。
因此，在除了该信标之外没有数据用于功率测量的情况下，切换必要性检测的时延将在100ms的范围内，这无法为实时应用提供可接受的质量。
借助于对移动终端和接入点之间交换的用户相关数据的功率测量，可以加速该检测过程，但如果在移动终端和接入点之间较长时间还没有用户相关数据进行交换，则不能进行功率测量，并且对于切换是否必要的检测出现得相当迟。作为结果，切换过程相当长，并且在移动期间诸如VoWLAN的实时服务将降级。
与上述相同的问题当然也出现在除WLAN网外的其他移动网中，例如在全球移动通信系统(GSM)网中，此时用户相关数据例如通过业务量信道(TCH)在移动终端和接入点之间进行交换，这里接入点称作基站收发信机(BTS)，并且这些用户相关数据用于功率测量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种借助于考虑更频繁的功率测量，用于快速确定适当时机以执行切换的解决方案。
为此，根据本发明的一个方面，提供一种用于确定执行移动网中移动终端的连接从一个接入点切换到另一个接入点的适当的时机的方法，其中，当经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述接入点发送到所述移动终端时，则将探针数据从所述接入点发送到所述移动终端，和/或当经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述移动终端发送到所述接入点时，则将探针数据从所述移动终端发送到所述接入点。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于在包括多个接入点的移动网内通信的移动终端，其中，所述移动终端包括这样的装置，当经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述移动终端发送到一个接入点时，该装置用于向该接入点发送探针数据。
根据本发明的再一个方面，提供一种程序模块，其在用于在包括多个接入点的移动网内通信的移动终端中执行，其中，当激活所述程序模块时，则经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述移动终端发送到一个接入点的情况下，将探针数据从所述移动终端发送到该接入点。
根据本发明的再一个方面，还提供一种用于在包括至少一个移动终端的移动网内通信的接入点，其中，所述接入点包括这样的装置，当经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述接入点发送到一个移动终端时，该装置用于向该移动终端发送探针数据。
根据本发明的再一个方面，还提供一种程序模块，其在用于在包括至少一个移动终端的移动网内通信的接入点中执行，其中，当激活所述程序模块时，则经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述接入点发送到一个移动终端的情况下，将探针数据从所述接入点发送到该移动终端。
本发明的主要思想在于，如果经特定时间间隔，在接入点和移动终端之间还没有数据进行交换，则在接入点和移动终端之间交换附加数据，例如类似所谓的空帧(Null帧)的探针数据(probe data)。因此，用于切换必要性检测的功率测量之间的停顿将极大地缩减，并且作为结果，该检测可以进行得更快。在附加数据进行交换之前在接入点和移动终端之间没有数据交换的允许的最大时间间隔的长度，取决于用于切换必要性检测的最大的允许时间，其不会导致实时服务质量降级。
为了提供根据本发明的特征，即移动终端或接入点在经过时间间隔之后可以发送这些附加数据，为此必须分别对关于移动终端和接入点的程序模块稍做修改。
在IEEE 802.11单元中，例如，已提及的信标典型地每隔100ms发送，并且在移动终端正在发送VoWLAN业务量数据的情况下，该业务量数据成帧(framing)优选具有10ms、20ms或30ms的长度，但如果VoWLAN编解码器管理无信息模式(silent mode)，则没有帧可以发送。在20ms的业务量数据成帧的情况下，该解决方案可以包括，如果多于30ms后还没有用户数据业务量发送则系统地发送Null帧，但这取决于切换必要性检测的时间要求，这个值也可以小于业务量数据成帧长度。
作为更快速地检测切换必要性的代价，本发明的应用减少了在能够同时发送VoWLAN业务量数据的单元中移动终端的最大数目，因为VoWLAN业务量评估考虑了由附加数据增加的VoWLAN业务量激活率。
本发明也可以应用于除了WLAN网外的其他移动网中，例如在GSM网中，此时在移动终端和接入点之间例如通过业务量信道(TCH)进行交换的数据同样用于执行功率测量。在没有数据进行交换的时间内，无线发射机的放大器被切断，附加数据的交换允许更频繁地执行功率测量。
本发明的更多成果可以从从属权利要求及以下描述中得到。
以下将参照附图进一步阐明本发明。
图1示意性地表示了根据本发明的一个实施例在接入点AP和移动终端STA之间进行的数据传送，其中可以实现本发明的移动网，包括至少两个接入点和至少一个移动终端。
接入点均经由骨干网系统彼此连接，并且至少一个移动终端STA经由无线连接而连接到至少一个接入点AP。经由无线连接而连接到接入点AP的移动终端STA，可以借助于骨干网系统进一步连接到同一个移动网内的另一个移动终端。此外，该移动终端STA也可以借助于骨干网系统以及经由网关连接到例如位于其他网络中的终端或服务器的类似设备上，该其他网络类似例如因特网或另一个移动网。
接入点AP包括移动网接入点的功能，即它提供移动终端与移动网连接的可能性。此外，根据本发明，接入点AP包括这样的装置，在经特定时间间隔SI还没有用户相关数据FR1、FR2、ACK1、ACK2或没有探针数据NF从接入点AP发送到移动终端STA的情况下，该装置用于向移动终端STA发送探针数据NF。
移动终端STA包括用于移动网的移动终端的功能，即它可以借助于接入点AP连接到移动网。附加地，移动终端STA包括这样的装置，在经特定时间间隔SI还没有用户相关数据FR1、FR2、ACK1、ACK2或没有探针数据NF从移动终端STA发送到接入点AP的情况下，该装置用于向接入点AP发送探针数据NF。
以下通过举例的方式，参照图1详细地描述根据本发明的方法。
具体实施例方式
图1示意性地表示了根据本发明的一个实施例在接入点AP和移动终端STA之间进行的数据传送，该接入点AP和移动终端STA都属于同一个移动网，并且其中移动终端STA连接到接入点AP。使用所述数据传送方案，以便执行根据本发明的用于确定适当的时机以执行切换的方法。
图1示出的数据传送方案中，上面一行表示从接入点AP发送到移动终端STA的数据分组，下面一行表示从移动终端STA发送到接入点AP的数据分组，两行均按时间线t绘制。
优选地，在称作信标间隔BI的差不多是周期性的时间间隔中，接入点AP执行到移动终端STA的数据传输。这样的信标间隔BI的时间区间由大的双箭头在图1中示出。在这样的信标间隔BI的开始处，接入点AP广播信标帧BC，该信标帧BC是维持移动终端中定时器的同步并传递协议相关参数的管理帧。当信标帧从接入点AP广播并由该接入点AP的无线链路覆盖区域内的每个移动终端接收时，该接入点AP的无线链路覆盖区域内的每个移动终端有机会通过测量所接收的信标帧BC的功率，在信标间隔BI内执行至少一次的功率测量。通过使用这些测量，可以在每个信标间隔BI的开始处，通过比较测量值与特定阈值，做出是否有必要切换到另一个接入点的决定。因此，在VoWLAN业务量数据的情况下，该决定可以至少每隔100ms做出，因为用于VoWLAN业务量数据的信标间隔典型地具有100ms的长度。
在信标帧BC的广播之后，优选跟随一个特定长度的时间间隔，以便触发不同的传输过程。在图1中，示出了在特定停顿之后，用户相关数据FR1从接入点AP发送到移动终端STA，其包括类似例如用于所述移动终端STA的语音数据和/或用于所述移动终端STA的轮询数据的数据，该轮询数据用来请求所述移动终端STA中待决的数据。
在接收到用户相关数据FR1和另一个停顿之后，移动终端STA通过进一步发送用户相关数据ACK1对接入点AP做出响应，该用户相关数据ACK1包括例如对接入点AP的确认。
在经过停顿之后，接着接入点AP向移动终端STA发送附加的用户相关数据FR2，该用户相关数据FR2包括例如用户相关数据FR1的后续数据。
另外，像在接收到用户相关数据FR1之后那样，移动终端STA在停顿之后通过向接入点AP发送用户相关数据ACK2来确认接收到用户相关数据FR2。
移动终端STA接收的所有数据，例如类似用户相关数据FR1和FR2，可以被移动终端STA用于执行功率测量，以便确定切换的必要性。在利用图1描述的例子中，由两个小的双箭头示出了特定时间间隔SI，其代表在不执行功率测量的情况下可以容许的最大时间区间。如果大于时间区间SI还没有数据从接入点AP发送到移动终端STA，则接入点AP发送类似例如Null帧的探针数据NF，以考虑到由移动终端STA进行的功率测量。
由于现在在接入点AP中不再有数据是待决的以发送到移动终端STA，所以在图1中示出，在经过特定时间间隔SI之后，接入点AP向移动终端STA发送这样的探针数据NF。在用户相关数据FR1和FR2的发送之间不出现探针数据NF的发送，因为在发送用户相关数据FR1的结束和发送用户相关数据FR2的开始之间没有经过特定时间间隔SI。
在利用图1描述的例子中，重复在经过特定时间间隔SI之后从接入点AP发送探针数据NF到移动终端STA的过程，直到用户相关数据发送到移动终端STA或者到达信标间隔的末尾为止。
当经过了信标间隔BI时，新的信标间隔开始于信标帧BC的发送。
在本发明的优选实施例中，考虑到例如在802.11e标准中定义的所谓的业务量等级，即数据分组FR1和FR2被指定的优先级，接入点AP确定在不执行功率测量的情况下可以容许的特定时间间隔SI。
在本发明的另一个实施例中，在大于特定时间间隔SI还没有数据从移动终端STA发送到接入点AP的情况下，不是接入点AP而是移动终端STA发起类似例如Null帧的探针数据NF的发送。在这种情况下，可以通过接入点AP进行功率测量。
可以考虑在移动终端STA中和/或在至少一个接入点中执行的功率测量的至少一种，以决定是否必须进行连接的切换。例如通过移动终端STA或至少一个接入点，可以做出执行切换的该决定。
权利要求
1.一种用于确定执行移动网中移动终端的连接从一个接入点切换到另一个接入点的适当的时机的方法，其中，当经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述接入点发送到所述移动终端时，则将探针数据从所述接入点发送到所述移动终端，和/或当经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述移动终端发送到所述接入点时，则将探针数据从所述移动终端发送到所述接入点。
2.根据权利要求1的方法，其中，通过从另一个移动终端发送所述探针数据到所述接入点，发起从所述接入点到所述移动终端的探针数据的所述发送。
3.根据权利要求1的方法，其中，考虑到在所述接入点和所述移动终端之间进行交换的所述用户相关数据的业务量等级，所述接入点确定所述特定时间间隔。
4.一种用于在包括多个接入点的移动网内通信的移动终端，其中，所述移动终端包括这样的装置，当经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述移动终端发送到一个接入点时，该装置用于向该接入点发送探针数据。
5.一种程序模块，其在用于在包括多个接入点的移动网内通信的移动终端中执行，其中，当激活所述程序模块时，则经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述移动终端发送到一个接入点的情况下，将探针数据从所述移动终端发送到该接入点。
6.一种用于在包括至少一个移动终端的移动网内通信的接入点，其中，所述接入点包括这样的装置，当经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述接入点发送到一个移动终端时，该装置用于向该移动终端发送探针数据。
7.一种程序模块，其在用于在包括至少一个移动终端的移动网内通信的接入点中执行，其中，当激活所述程序模块时，则经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述接入点发送到一个移动终端的情况下，将探针数据从所述接入点发送到该移动终端。
全文摘要
本发明涉及一种用于确定适当的时机以执行移动网中移动终端的连接切换的方法及执行该方法的移动终端、接入点和程序模块，由此，如果经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从接入点发送到移动终端，则将探针数据从接入点发送到所述移动终端，和/或如果经特定时间间隔还没有用户相关数据或没有探针数据从所述移动终端发送到所述接入点，则将探针数据从移动终端发送到所述接入点。
文档编号H04W84/12GK1767689SQ20051011276
公开日2006年5月3日 申请日期2005年10月12日 优先权日2004年10月26日
发明者利昂内尔·菲亚特 申请人:阿尔卡特公司