专利名称：一种无线信道扫描的方法、装置及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通信系统，明确地说涉及一种无线信道扫描的方法与装置。
背景技术：
随着无线局域网(WLAN)日益普及，各种不同的应用也随之迅速发展，而许多团队 也相继投入于提升无线网络的数据传输质量的研究。在无线局域网中，移动无线传输/接 收单元(wireless transmit/receive unit,WTRU)或台站(station)可能同时在多个接入 点(access point, AP)的信号传输范围内。然而，随着时间所述无线传输/接收单元的通 信连接对象及所使用的信道可能因信号强度的变化而需要重新选择。移动无线传输/接收 单元与接入点取得连接之前必须有一个越区切换(handoff)以便继续通信，所述越区切换 含扫描(scanning)、验证(authentication)以及重新结合(reassociation)三个阶段，其 中以扫描阶段的时间延迟最长。图1描绘无线网络的示意图，所述网络包含台站11、接入点12及接入点13。接 入点12的操作信道为信道1。接入点13的操作信道为信道2。如果台站11想要再取得 其信号传输范围内的所有接入点的相关信息，如服务集识别符(service set identifier, SSID)、信号强度及加密形式等信息，那么必须执行信道扫描程序。目前，所述扫描方式可分 为主动式扫描及被动式扫描。然而，无论使用主动式扫描方式还是被动式扫描方式都会暂 时中断进行中的包传送及接收的动作。如台站11为双通道的台站，那么其具有38个支持 操作信道，每扫描一个信道约花费140毫秒，因此约需5320毫秒完成所有信道扫描。换句 话说，在这5. 32秒中台站与所连接的接入点需中断通信以完成所有信道扫描。在这段扫瞄 期间中除了无法传送及接收包之外，还可能造成重要包的遗失。因此，如何降低所需的信道 扫描时间及扫描过程中数据的遗失率已成为产业界努力的方向。
发明内容
本发明的无线信道扫描方法与装置在共用信道上接收至少一轻量信标，并获得至 少一接入点的操作信道信息。本发明的无线信道扫描方法与装置根据所述至少一轻量信标 的内容产生信道扫描列表并逐一扫描。本发明的实施范例揭示一种无线信道扫描的方法，所述方法包含下列步骤记录 目前操作的信道；切换到共用信道并在所述共用信道上接收至少一轻量信标；根据所述至 少一轻量信标产生信道扫描列表；以及根据所述信道扫描列表扫描至少一信道。本发明的实施范例揭示一种无线信道扫描装置，其包含接收单元、产生单元、扫描 单元及记录单元。所述接收单元用以在至少一共用信道中接收至少一轻量信标，及在至少 一操作信道中接收至少一正规信标。所述产生单元根据所述轻量信标的内容产生待扫描信 道列表。所述扫描单元根据所述待扫描信道列表逐一扫描，其中所述扫描单元经设定而以 主动式扫描模式或被动式扫描模式操作。所述记录单元用以记录所述操作信道。本发明的实施范例揭示一种包含台站及接入点的系统。所述台站在操作信道上接收至少一正规信标及在共用信道上接收至少一轻量信标，所述接入点在所述操作信道上发 送所述至少一正规信标及在所述共用信道上发送所述至少一轻量信标，其中所述正规信标 的内容包含所述共用信道的信息，且所述轻量信标包含所述接入点的操作信道信息。
图1描绘无线网络的示意图；图2描绘本发明的实施范例的无线网络的示意图；图3显示本发明的实施范例的无线信道扫描方法的流程图；图4显示正规信标的内容；图5显示轻量信标的内容；图6显示本发明的另一实施范例的无线信道扫描装置的框图；以及图7显示利用切换信道方式传送信标的流程图。
具体实施例方式图2显示本发明的实施范例的无线网络的示意图。所述无线网络包含台站21、接 入点22及接入点23。接入点22的操作信道为信道1，接入点23的操作信道为信道2，而 接入点22及接入点23的共用信道为信道7。图2中的操作信道及共用信道的信号传送范 围仅为示意图。图3显示本发明的实施范例的无线信道扫描方法的流程图。以下结合图 2及图3说明本实施范例的无线信道扫描方法的流程。在步骤S301中，台站21启动信道 扫描流程。在步骤S302中，检查是否已连接接入点。如果否，在步骤S303中执行标准无 线信道扫描程序。在电气和电子工程师学会(Institute of Electrical andElectronics Engineers, IEEE)所规范的802. 11标准中，在扫描阶段台站必须扫描其硬件所支持的所有 信道。目前，所述扫描方式可分为主动式扫描及被动式扫描。在主动式扫描中，台站选择信 道并传送探查请求帧(probe request frame)，接着等待给定的时间以接收响应的探查请 求帧。如果在所述给定的时间后并未接收到所述响应的探查请求帧，那么调整到一个新的 信道并重复此程序。在被动式扫描中，台站选择信道且监听(listening)给定的时间。如 果在所述给定的时间后并未接收到任何信标帧(beaconframe)广播，那么调整到一个新的 信道并重复此程序。在步骤S315中，结束本信道扫描流程。如果台站21已连接接入点，如 接入点22，那么在步骤S304中记录目前操作的信道，即记录信道1。在信道1上台站21会 接收到接入点22发送的正规信标(normalbeacon)。图4显示本发明的实施范例的正规信标的内容，其包含802. 11媒体接入控 制(media access control, MAC)标头(header)、中贞本体(frame body)及中贞检查序列 (framecheck sequence)。中贞本体包含 802. 11 信息元(information element, IE)及共用 信道信息元(common channel IE)。共用信道信息元包含元识别符(element ID)、长度及 共用信道的信息。通过所述正规信标内容，台站21可以获得共用信道的信息，即信道7。因此在步骤S305中根据所获得的共用信道的信息切换到共用信道(信道7)。在 步骤S306中，在停留时间内接收所有接入点发送的轻量信标(lightweight beacon)。图5显示本发明的实施范例的轻量信标的内容，其包含802. 11媒体接入控制标 头、操作信道信息元(operating channel IE)及帧检查序列。操作信道信息元包含元识别符、长度及操作信道的信息。例如，接入点22发送的轻量信标中含有接入点22的操作信道 (信道1)信息，接入点23发送的轻量信标中含有接入点23的操作信道(信道2)信息。在步骤S307中产生信道扫描列表。所述信道扫描列表包含信道1 (接入点22的 操作信道)及信道2 (接入点23的操作信道)。在步骤S308中，初始化扫描参数，所述参数 包含信道扫描列表中的信道扫描数目、起始扫描信道、最后待扫描信道及目前操作的信道。 在本实施范例中，信道扫描数目为2，起始扫描信道为信道1，最后待扫描信道为信道2及目 前操作的信道为信道1。在步骤S309中将待扫描信道设定为信道1。在步骤S310中从信 道7切换到信道1。在步骤S311中扫描信道1以取得操作于信道1的接入点的相关信息， 如服务集识别符、信号强度及加密形式等信息。在步骤S311中的扫描方式可为主动式扫描 或被动式扫描。完成信道1的扫描后，在步骤S312中，检查信道1是否为最后的待扫描信 道。如果否，那么在步骤S313中设定下一个待扫描信道并重复步骤S310至步骤S312直到 完成扫描所有待扫描信道。如果目前扫描信道为信道2，那么在步骤S314中从信道2切换到 信道1。综上所述，本发明的无线信道扫描方法通过共用信道(信道7)得知两个操作信道 (信道1及信道2)的信息，其完成信道扫描的时间可减少至0.42秒(3X 140ms = 420ms)。为了使所属领域的技术人员可通过本实施范例的教导实施本发明，以下搭配上述 无线信道扫描方法，另外提出一种无线信道扫描装置的实施范例。图6描绘本发明的另一实施范例的无线信道扫描装置框图。无线信道扫描装置 600包含接收单元601、产生单元602、扫描单元603及记录单元604。接收单元601用以在 至少一共用信道中接收至少一轻量信标及在至少一操作信道中接收至少一正规信标。所述 轻量信标包含接入点的操作信道信息。所述正规信标包含所述共用信道的信息。根据本发 明的实施范例，如果所述接入点具有同时在不同信道上发送所述正规信标及轻量信标的通 信系统，那么分别在所述操作信道及所述共用信道发送所述正规信标及轻量信标。另一所 述接入点还可用切换信道的方式分别传送所述正规信标及轻量信标。如果接入点具有两个 PHY,那么其中一个PHY用于传送轻量信标，另一个PHY用于传送正规信标。图7显示仅具有一个PHY的接入点利用切换信道方式传送信标的流程范例。在步 骤S701中切换到共用信道，并在步骤S702中传送出轻量信标。在步骤S703中再切换回操 作信道，并在步骤S704中传送出正规信标。台站的产生单元602根据所述轻量信标的内 容产生待扫描信道列表。扫描单元603根据所述待扫描信道列表逐一扫描，其中扫描单元 603设定为以主动式扫描模式或被动式扫描模式操作。记录单元604用以记录所述操作信 道。本发明实施范例的无线信道扫描装置600可以软件实现、硬件实现、内嵌单一处理器或 多处理器的平台上实现的其中一种方式来实现。综上所述，本发明的无线信道扫描方法与装置在共用信道上接收轻量信标以获得 接入点的操作信道信息，进而根据所述轻量信标的内容产生信道扫描列表并逐一扫描。与 标准的无线信道扫描方式相比，本发明显著地降低所需的扫描时间，进而降低扫描过程中 数据的遗失率。以上揭示了本发明的技术内容及技术特点，然而所属领域的技术人员仍可能基于 本发明的教示及揭示内容而作种种不背离本发明精神的替换及修改。因此，本发明的保护 范围应不限于实施范例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修改，并为以 上权利要求书所涵盖。
权利要求
一种无线信道扫描的方法，其特征在于其包含记录目前操作的信道；切换到共用信道并在所述共用信道上接收至少一轻量信标；根据所述至少一轻量信标产生信道扫描列表；以及根据所述信道扫描列表扫描至少一信道。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其另外包含在所述目前操作的信道上接收 至少一正规信标的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于其中所述正规信标包含所述共用信道的信肩、o
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于其根据所述正规信标的内容切换到所述共用信道。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其在停留时间内接收所述至少一轻量信标。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其另外包含设定至少一待扫瞄信道的步马聚o
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于其另外包含判断是否为最后的待扫描信道 的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于其中所述判断步骤包含如果所述待扫描信道为所述最后的待扫描信道，那么切换到所述目前操作的信道。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述轻量信标包含接入点的操作信道fn息o
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述扫描至少一信道的方式为主动 式扫描。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述扫描至少一信道的方式为被动 式扫描。
12.一种无线信道扫描的装置，其特征在于其包含接收单元，其用以在至少一共用信道中接收至少一轻量信标及在至少一操作信道中接 收至少一正规信标；产生单元，其根据所述轻量信标的内容产生待扫描信道列表；以及 扫描单元，其根据所述待扫描信道列表逐一扫描。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于其另外包含记录单元，所述记录单元用 以记录所述操作信道。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于其中所述轻量信标包含接入点的操作信 iSfn 息 o
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于其中所述正规信标包含所述共用信道的fn息o
16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于其中所述扫描单元经设定而以主动式扫 描模式操作。
17.根据权利要求12所述的装置，其特征在于其中所述扫描单元经设定而以被动式扫描模式操作。
18.根据权利要求12所述的装置，其特征在于其以软件实现、硬件实现、内嵌单一处理 器或多处理器的平台上实现。
19.一种包含台站及接入点的系统，其特征在于其中所述台站在操作信道上接收至少 一正规信标及在共用信道上接收至少一轻量信标，所述接入点在所述操作信道上发送所述 至少一正规信标及在所述共用信道上发送所述至少一轻量信标，其中所述正规信标的内容 包含所述共用信道的信息，且所述轻量信标包含所述接入点的操作信道信息。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于其中所述接入点同时在所述操作信道上 及所述共用信道上分别发送所述正规信标及所述轻量信标，或利用信道切换方式发送所述 正规信标及所述轻量信标。
全文摘要
本发明涉及一种无线信道扫描方法、装置及其系统。所述方法在共用信道上接收轻量信标以获得接入点的操作信道信息。所述方法根据所述轻量信标的内容产生信道扫描列表并逐一扫描进而降低所需的扫描时间及扫描过程中数据的遗失率。
文档编号H04W48/16GK101873672SQ20091013723
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月27日 优先权日2009年4月27日
发明者唐松见 申请人:雷凌科技股份有限公司