專利名稱：通過被動和主動掃描發現無線網絡的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信，更具體地說，涉及發現具有所需服務提供的無線網絡中的改進。
背景技術：
現代社會已經采用并逐漸依賴無線通信設備實現各種用途，例如將無線通信設備的用戶相互連接。無線通信設備的范圍可以從電池供電的手持設備到使用電網作為電源的家用和/或商用固定設備。由于無線通信設備的快速發展，出現大量能夠啟用全新類型的通信應用的地區。蜂窩網絡促進廣大地理范圍上的通信。這些網絡技術一般按代劃分，從七十年代后期到八十年代早期提供基本語音通信的第一代(IG)模擬蜂窩電話開始，一直到現代數字蜂窩電話。GSM是廣泛采用的2G數字蜂窩網絡的一個實例，該網絡在歐洲使用900MHZ/1. 8GHZ頻段進行通信，在美國使用850MHz和1. 9GHZ進行通信。盡管諸如GSM之類的長距離通信網絡是廣為接受的數據發送接收手段，但是由于成本、業務和法律問題，這些網絡并非適合所有數據應用。短距離通信技術提供的解決方案避免了大型蜂窩網絡中遇到的某些問題。BluetoothTM是在市場中迅速獲得認可的短距離無線技術的一個實例。除了 BluetoothTM之外，其他流行的短距離通信技術包括BluetoothTMLowEnergy (低功耗藍牙)、IEEE 802. 11無線局域網(WLAN)、無線 USB (WUSB)、超寬帶(UWB)、ZigBee (IEEE 802. 15. 4、IEEE802. 15.4a)以及超高頻射頻識別(UHF RFID)技術。所有這些無線通信技術的特征及優點都使它們適合于各種應用。

發明內容
公開了改進具有所需服務提供的無線網絡的發現的本發明的方法、裝置和計算機程序產品實施例。在本發明的各實例實施例中，一種方法包括在無線設備處判定是執行被動(passive)掃描還是主動(active)掃描；如果所述判定是執行主動掃描,則發送指定發送設備的一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求；如果所述判定是執行被動掃描，則被動地偵聽由一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應，所述響應包括被動偵聽設備的一個或多個必要特征；以及接收由具有所發送請求中指定的所述特征的一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應。本發明的一個實例實施例還包括一種方法，其中如果所述判定是執行被動掃描并且如果在所述響應中接收的所述特征不匹配被動偵聽設備的必要特征；則發送指定所述被動偵聽設備的一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求。本發明的一個實例實施例還包括一種方法， 其中所述一個或多個無線設備中的某些設備是具有所指定特征的接入點。
本發明的一個實例實施例還包括一種方法，其中所述判定進一步包括產生隨機值；將所述隨機值與選定值相比較；以及根據所述隨機值與所述選定值的比較來選擇是執行被動掃描還是主動掃描。本發明的一個實例實施例還包括一種方法，其中所述判定進一步包括使用隨機數生成器y=R(x)mod z的隨機值來產生隨機值，其中R是具有種子值輸入X的隨機數生成器，并且Z是整數；當所述隨機數y與選定值相等時，執行主動掃描；以及如果所述隨機數y不等于所述選定值，則針對所述隨機數的所有其他值執行被動掃描。本發明的一個實例實施例還包括一種方法，其中所述被動地偵聽進一步包括與隨機選擇以主動掃描具有所指定特征的無線設備的其他無線設備協作。在本發明的各實例實施例中，一種裝置包括至少一個處理器；包括計算機程序代碼的至少一個存儲器；所述至少一個存儲器和所述計算機程序代碼被配置為與所述至少一個處理器一起使所述裝置至少執行以下操作判定是執行被動掃描還是主動掃描；如果所述判定是執行主動掃描，則發送指定發送設備的一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求；如果所述判定是執行被動掃描，則被動地偵聽由一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應，所述響應包括被動偵聽設備的一個或多個必要特征；以及接收由具有所發送請求中指定的所述特征的一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應。本發明的一個實例實施例還包括一種計算機程序產品，所述計算機程序產品包括在非臨時計算機可讀存儲介質上記錄的計算機可執行程序代碼，所述計算機可執行程序代碼當被計算機處理器執行時，包括用于在無線設備處判定是執行被動掃描還是主動掃描的代碼；用于在所述判定是執行主動掃描時，發送指定發送設備的一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求的代碼；用于在所述判定是執行被動掃描時，被動地偵聽由一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應的代碼，所述響應包括被動偵聽設備的一個或多個必要特征；以及用于接收由具有所發送請求中指定的特征的一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應的代碼。在本發明的各實例實施例中，一種方法包括接收指定一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求；以及根據具有所指定的特征，將一個或多個無線通用廣告服務響應發送到廣播地址。
在本發明的各實例實施例中，一種裝置包括至少一個處理器；包括計算機程序代碼的至少一個存儲器；所述至少一個存儲器和所述計算機程序代碼被配置為與所述至少一個處理器一起使所述裝置至少執行以下操作接收指定一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求；以及根據具有所指定的特征，將一個或多個無線通用廣告服務響應發送到廣播地址。
本發明的一個實例實施例還包括一種計算機程序產品，所述計算機程序產品包括在非臨時計算機可讀存儲介質上記錄的計算機可執行程序代碼，所述計算機可執行程序代碼當被計算機處理器執行時，包括·用于接收指定一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求的代碼；以及用于根據具有所指定的特征，將一個或多個無線通用廣告服務響應發送到廣播地址的代碼。通過這種方式，本發明的各實施例改進了具有所需服務提供的無線網絡的發現。


圖1A示出根據本發明的一個實例實施例的具有在兩個接入點的通信范圍中的三個移動無線設備的實例無線網絡示意圖，其中每個移動無線設備希望連接到可用接入點之一并且需要發現當前位置處可用的任何接入點是否具有一個或多個必要特征，該圖示出三個移動無線設備中的每個設備通過隨機選擇一個或另一個掃描模式來判定針對接入點是執行被動掃描還是主動掃描；圖1B示出根據本發明的一個實例實施例的圖1A的實例無線網絡示意圖，其中示出每個設備的判定結果，其中移動無線設備之一已隨機選擇主動掃描模式，而另外兩個移動無線設備已隨機選擇被動掃描模式；圖1C示出根據本發明的一個實例實施例的圖1B的實例無線網絡示意圖，其中示出已隨機選擇主動掃描模式的一個移動無線設備發送指定一個或多個必要特征“X”的無線通用廣告服務(GAS)請求，該圖示出已隨機選擇被動掃描模式的另外兩個移動無線設備被動地偵聽從一個或多個接入點尋址到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務(GAS)響應；圖1D示出根據本發明的一個實例實施例的圖1C的實例無線網絡示意圖，其中示出三個移動無線設備中的每個設備接收從具有一個或多個必要特征“X”的一個接入點發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務(GAS)響應；圖1E示出根據本發明的一個實例實施例的圖1D的實例無線網絡示意圖，其中處于主動掃描模式的移動無線設備能夠將通用廣告服務響應中接收的特征“X”與在所發送請求中指定的其必要特征相匹配，并且處于被動掃描模式的一個移動無線設備能夠將通用廣告服務響應中接收的特征“X”與其必要特征“X”相匹配，而處于被動掃描模式的另一移動無線設備不能將通用廣告服務響應中接收的特征“X”與其必要特征“Y”相匹配；圖1F示出根據本發明的一個實例實施例的圖1E的實例無線網絡示意圖，其中處于被動掃描模式并且不能將通用廣告服務響應中接收的特征“X”與其必要特征“Y”相匹配的另一移動無線設備通過發送指定一個或多個必要特征“Y”的無線通用廣告服務請求來執行主動掃描；圖1G示出根據本發明的一個實例實施例的圖1F的實例無線網絡示意圖，其中示出三個移動無線設備中的每個設備接收從具有一個或多個必要特征“Y”的接入點之一發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務(GAS)響應；圖1H示出根據本發明的一個實例實施例的圖1G的實例無線網絡示意圖，其中處于被動掃描模式的另外移動無線設備中的一個移動無線設備能夠將通用廣告服務響應中接收的特征“Y”與其必要特征“Y”相匹配；圖2A示出根據本發明的一個實例實施例的移動無線設備和接入點的實例無線網絡和功能方塊圖，其中移動無線設備發送通用廣告服務(GAS)請求幀；
圖2B示出根據本發明的一個實例實施例的圖2A的移動無線設備和接入點的實例無線網絡和功能方塊圖，其中接入點發送通用廣告服務(GAS)響應幀并將其發送到廣播地址；圖3A示出根據本發明的一個實例實施例的通用廣告服務(GAS)初始請求幀的實例幀主體格式；圖3B示出根據本發明的一個實例實施例的發送到廣播地址的通用廣告服務(GAS)初始響應幀的實例幀主體格式；圖4A(1)和4A⑵示出根據本發明的一個實施例的移動無線設備中執行的過程的一個實例實施例的操作步驟的實例流程圖；以及圖4B是根據本發明的一個實施例的接入點設備中執行的過程的一個實例實施例的操作步驟的實例流程圖。
具體實施例方式諸如無線局域網(WLAN)之類的實例無線網絡可以組織為獨立基本服務集(IBSS)或基礎設施基本服務集(BSS)。獨立基本服務集(IBSS)中的無線設備直接相互通信，并且IBSS中沒有接入點。基礎設施基本服務集(BSS)包括可通過有線骨干連接與一個或多個服務器和周邊設備相連的無線接入點(AP)。在基礎設施BSS中，接入點是中心樞紐，移動無線設備通過無線的方式與該樞紐連接。移動無線設備通常不直接相互進行通信，但是通過接入點進行間接通信。接入點可以通過擴展服務集(ESS)中的有線骨干連接與其他接入點連接。移動無線設備在ESS中可以從帶有一個接入點的一個無線連接漫游到帶有第二接入點的第二無線連接，并且仍通過有線骨干連接鏈接到ESS中的第一接入點。在被稱為用戶歸屬區域(home realm)的位置中，用戶的移動無線設備一般被驗證以便與ESS中的任何接入點連接。“歸屬區域”是其中用戶的WLAN訂閱憑證有效的網絡。可能存在多個訂閱并且移動設備可以將多個區域視為歸屬區域。當移動無線設備的用戶希望連接到接入點時，存在幾種可能性所述設備可以嘗試查找免費WLAN網絡(此操作可能有些麻煩，因為免費WLAN通常要求用戶啟動瀏覽器并接受條件和條款，用戶無法使設備自動且無縫地執行此步驟)或者使用它所擁有的現有憑證之一。為了使用現有憑證連接到WLAN網絡，設備有兩種選擇[I]無線設備可以連接到屬于用戶擁有憑證的歸屬區域的網絡中的接入點；[2]無線設備可以連接到屬于遠程區域的WLAN中的接入點，其中用戶歸屬區域與所述遠程區域之間具有允許用戶使用歸屬區域憑證的漫游協議。如果現有設備憑證不能用于任何可用網絡，則移動無線設備可能嘗試從屬于與用戶/設備擁有的憑證所屬的歸屬區域沒有漫游協議的遠程區域的WLAN中的接入點購買訂閱。從便捷和無縫操作的角度來看，期望設備嘗試使用現有憑證連接到可用接入點之一。在選擇接入點的過程期間，移動無線設備需要發現屬于(至少一個)用戶擁有憑證的歸屬區域的當前位置處是否存在任何可用接入點，或者發現與接入點連接的遠程區域是否與這些歸屬區域中的任何一個之間具有漫游協議。IEEE 802. 11標準規定無線局域網(WLAN)操作的方法和技術。實例包括IEEE802.1lb和802.1lg無線局域網規范，它們是2. 4GHz ISM頻段中傳統WLAN應用的主要技術。對IEEE 802. 11標準的各種修改針對IEEE 802. 11a、b、d、e、g、h、1、j協議整合為基礎標準IEEE 802. 11-2007,無線介質訪問控制(MAC)和物理層(PHY)規范,2007年6月(在此引入作為參考)。從此之后，不斷涌現的寬帶應用激起開發用于短距離通信的極高速無線網絡的興趣，例如在更高頻段上提供極高吞吐量的IEEE802. lln、計劃的IEEE 802.1lac和 計劃的IEEE 802.1lad WLAN規范。這些IEEE 802. 11標準的應用包括諸如消費類電子設備、電話、個人計算機和同時用于家庭和辦公室的接入點之類的產品。IEEE 802. llu-2011 是對 IEEE 802. 11-2007 某礎標準的修訂，發布為 IEEE802.1 lu-2011,無線LAN介質訪問控制(MAC)和物理層(PHY)規范，修訂9 :與外部網絡互通，2011年2月25日(在此引入作為參考)。IEEE 802. llu-2011增加了特性來改進與外部網絡的互通。IEEE802. llu-2011修訂針對互通服務建立了介質訪問控制(MAC)和物理層(PHY)協議以允許無線移動設備與外部網絡交換信息，并允許選擇要連接的網絡，以及允許訪問應急服務。IEEE 802.1lu修訂中規定了通用廣告服務(GAS)以允許移動無線設備或STA發現與所需網絡服務相關的信息的可用性。例如，通用廣告服務(GAS)允許發現與獨立基本服務集(IBSS)中提供的服務有關的信息、與本地接入服務有關的信息，以及來自可用訂閱服務提供商(SSP)和/或訂閱服務提供商網絡(SSPN)或其他網絡的信息。通用廣告服務(GAS)允許無線移動設備發送通用廣告服務(GAS)初始請求幀以從接入點請求與網絡服務相關的信息，并且其允許接入點使用通用容器(通用廣告服務(GAS)初始響應幀)通過IEEE 802. 11網絡通知與網絡服務有關的信息。公共操作(Public Action)幀用于傳輸通用廣告服務(GAS)初始請求幀和通用廣告服務(GAS)初始響應幀。IEEE 802.1lu修訂中針對通用廣告服務(GAS)協議規定的當前程序要求移動設備向每個接入點(AP)單獨發出單播GAS請求。當存在具有大量接入點的稠密網絡時，移動設備可能發送許多GAS請求，這將耗電和耗時。此外，當前程序要求來自所有接收GAS請求的接入點的GAS響應。這種單播信息交換可產生大量業務，這可被視為對帶寬的浪費，因為會存在從許多與漫游移動設備根本無關的接入點發送的響應。而且，GAS可以被視為一種主動掃描，并且在某些用例(例如客戶端設備的流量和移動性很高的飛機場或火車站中的接入點)中，處理幾十個GAS請求(例如，每20-30秒)對于接入點來說就變成了負擔，并且當攜帶客戶端設備的個人通過接入點覆蓋范圍時，客戶端設備將進入或離開接入點覆蓋范圍。根據本發明的一個實例實施例，作為對GAS請求的響應，接入點提供GAS響應作為廣播傳輸，這允許覆蓋范圍內的任何移動無線設備在被動掃描期間偵聽響應。使用此方法，掃描時間可以縮短為掃描持續時間本身或T=Ts。移動無線設備可使用GAS執行網絡檢測而不進行GAS請求傳輸，從而使網絡超載。所述移動無線設備依賴其他移動無線設備做出GAS請求，實際上與其他移動無線設備進行協作以實現有效的網絡檢測。根據本發明的一個實例實施例，在被動掃描期間，諸如STA之類的移動無線設備不僅可以偵聽信標(beacon)，而且還可以偵聽AP發送到廣播地址的GAS響應。從偵聽(被動掃描)STA的角度來看，這些響應可能不具有“指定特征”，因為請求(指定AP的必要特征)由執行主動掃描的其他STA提出。從主動掃描STA的角度來看，GAS響應將具有指定特征。根據本發明的一個實例實施例，STA可以隨機決定是執行主動掃描還是被動掃描。為實現最佳性能(最快網絡選擇)，STA通常執行主動掃描。但是，如果所有STA均執行主動掃描，則網絡可能變得超載并且減慢，從而影響所有STA。根據本發明的一個實例實施例，為了避免這種情況發生，某些STA可以依賴其他STA執行主動掃描。根據本發明的一個實例實施例，可以以廣播模式發送所有GAS響應。因此，所有STA將按照來自主動掃描STA的請 求來接收AP所生成的響應。根據本發明的一個實例實施例，STA參與被動協作，其中由于STA隨機決定是執行主動掃描還是被動掃描，因此執行被動掃描的STA將依賴其他STA執行主動掃描。根據本發明的一個實例實施例，如果在被動掃描時段期間(Ts)，執行被動掃描STA未聽到適合的STA響應，例如，由于GAS響應中的特征與執行被動掃描的STA的必要特征不匹配，或者由沒有任何STA執行主動掃描，則執行被動掃描的STA將繼續并在時間Ts之后通過生成GAS請求來執行主動掃描。根據本發明的一個實例實施例，為了與其他移動無線設備進行協作以實現有效的網絡檢測，采用一種邏輯方法來判定移動無線設備何時應通過生成GAS請求來執行主動網絡檢測，以及何時應通過簡單地偵聽來自接入點的廣播GAS響應來執行被動網絡檢測。根據本發明的一個實例實施例，一種實例邏輯方法是使用隨機數生成器y=R(x)mod z，其中R是具有種子值輸入X (例如，設備時間)的隨機數生成器，z是整數(從I到10的范圍內)。然后，移動無線設備在隨機數y與選定值相等(例如，y=2)時執行主動掃描。如果隨機數I不等于選定值“2”，則移動無線設備針對隨機數的所有其他值執行被動掃描。例如，如果z設為3，則y的值等于I或2或3。當y等于2時，移動無線設備執行主動網絡檢測，否則執行被動網絡檢測(執行主動檢測時間約為1/3，執行被動網絡檢測時間約為2/3)。在一些移動無線設備決定執行主動掃描而另一些設備決定執行被動掃描的情況下，所有移動無線設備均能夠檢測從接入點發送的廣播GAS響應。如果移動無線設備需要通過大量“c”通道執行此類掃描，則發現所需的時間為T=c*Ts,這類似于傳統被動掃描，只是不僅移動無線設備檢測接入點的SSID，而且廣播GAS響應也提供網絡檢測。根據本發明的一個實例實施例，STA通過使用隨機數生成器并向所述生成器提供隨機輸入值(例如，設備的確切時間)而決定執行主動掃描，并對結果執行模運算。STA可以根據主動掃描的預期頻率選擇除數如果主動掃描的預期頻率為1/4，則除數可以是4。除數的值也可以根據該特定位置處的運算歷史來動態地選擇。例如，STA在被動掃描之后必須執行主動掃描(由于未聽到GAS響應而使得被動掃描不成功)的頻率越高，除數就越小。圖1A示出根據本發明的一個實例實施例的具有在兩個接入點APl和AP2的通信范圍內的三個移動無線設備STA1、STA2和STA3的實例無線網絡示意圖，其中每個移動無線設備希望連接到可用接入點之一并且需要發現當前位置處可用的任何接入點是否具有一個或多個必要特征，該圖示出三個移動無線設備STA1、STA2和STA3中的每個設備通過隨機選擇一個或另一個掃描模式來判定針對接入點是執行被動掃描還是主動掃描。接入點APl具有特征“X”，接入點AP2具有特征“Y”。圖1B示出根據本發明的一個實例實施例的圖1A的實例無線網絡示意圖，其中示出每個STA1、STA2和STA3設備的判定結果，其中一個移動無線設備STA2隨機選擇主動掃描模式，另外兩個移動無線設備STAl和STA3隨機選擇被動掃描模式。圖1C示出根據本發明的一個實例實施例的圖1B的實例無線網絡示意圖，其中示出已隨機選擇主動掃描模式的一個移動無線設備STA2發送指定一個或多個必要特征“X”的無線通用廣告服務(GAS)請求250。STA2被示為發送指定其本身作為發送設備的一個或多個必要特征“X”的無線通用廣告服務請求250，因為它的判定是執行主動掃描。該圖示出已隨機選擇被動掃描模式的另外兩個移動無線設備STAl和STA3被動地偵聽從一個或多個接入點APl和AP2尋址到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務(GAS)響應260。STAl 和STA3被示為被動偵聽由一個或多個無線設備APl和AP2發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應。它們所偵聽的響應應包括被動偵聽設備的一個或多個必要特征。STAl將偵聽特征‘X’，而STA3將偵聽特征“Y”。圖1D示出根據本發明的一個實例實施例的圖1C的實例無線網絡示意圖，其中示出三個移動無線設備STAl、STA2和STA3中的每個設備接收從具有一個或多個必要特征“X”的一個接入點(從接入點API)發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務(GAS)響應260(1)。圖1E示出根據本發明的一個實例實施例的圖1D的實例無線網絡示意圖，其中處于主動掃描模式的移動無線設備STA2能夠將通用廣告服務響應260(1)中接收的特征“X”與在所發送請求250中指定的其必要特征相匹配。處于被動掃描模式的一個移動無線設備STA3能夠將通用廣告服務響應260 (I)中接收的特征“X”與其必要特征“X”相匹配。處于被動掃描模式的另一移動無線設備STAl不能將通用廣告服務響應260(1)中接收的特征“X”與其必要特征“Y”相匹配。圖1F示出根據本發明的一個實例實施例的圖1E的實例無線網絡示意圖，其中處于被動掃描模式并且不能將通用廣告服務響應中接收的特征“X”與其必要特征“Y”相匹配的另一移動無線設備STAl通過發送指定一個或多個必要特征“Y”的無線通用廣告服務請求205’來執行主動掃描。圖1G示出根據本發明的一個實例實施例的圖1F的實例無線網絡示意圖，其中示出三個移動無線設備STAl、STA2和STA3中的每個設備接收從具有一個或多個必要特征“Y”的一個接入點AP2發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務(GAS)響應260(2)。圖1H示出根據本發明的一個實例實施例的圖1G的實例無線網絡示意圖，其中處于被動掃描模式的另一移動無線設備STAl能夠將通用廣告服務響應260 (2)中接收的特征“Y”與其必要特征“Y”相匹配。圖2A示出根據本發明的一個實例實施例的移動無線設備STA2和接入點APl的實例無線網絡和功能方塊圖，其中移動無線設備發送通用廣告服務(GAS)請求幀250。移動無線設備STA2可以廣播通用廣告服務(GAS)初始請求幀250，如圖2A所示。通用廣告服務(GAS)初始請求幀250請求范圍內的任何接入點是否具有擁有NAI區域列表的必要特征，從而允許判定響應接入點是否屬于與STA2的歸屬區域A之間具有漫游協議的網絡。所述請求還請求范圍內的任何接入點是否具有擁有IP地址類型可用性信息的必要特征。通用廣告服務(GAS)初始請求幀250還可以包含響應條件，即接收請求250的接入點必須擁有該請求幀所請求的所有必要特征，然后該接入點才能通過發送所請求的信息來對請求250做出響應。圖2B示出根據本發明的一個實例實施例的圖2A的移動無線設備和接入點的實例無線網絡和功能方塊圖，其中接入點發送通用廣告服務(GAS)響應幀并將其發送到廣播地址。圖2B示出根據本發明的一個實例實施例的圖2A的移動無線設備STA2和接入點APl的實例無線網絡和功能方塊圖，其中接入點APl發送通用廣告服務(GAS)初始響應幀260并將其發送到廣播地址。根據本發明的一個實例實施例，移動無線設備STA2和接入點APl在圖2A和2B中 以功能方塊圖的形式示出以顯示它們的組件的實例實施例。無線接入點APl可以包括處理器222’(其包括單核CPU或多核中央處理單元(CPU)224’和225’)、隨機存取存儲器(RAM)226’、只讀存儲器(ROM) 227’以及與一個或多個無線收發機208’、電池或室內電源、鍵盤、顯示器等對接的接口電路228’。RAM和ROM可以是可移動存儲設備，例如智能卡、SM、WM、諸如RAM、ROM、PROM、閃存器件之類的半導體存儲器。根據本發明的一個實例實施例，移動無線設備STA2可以包括處理器222 (其包括雙核中央處理單元224和225)、隨機存取存儲器(RAM)226、只讀存儲器(R0M)227以及與移動無線設備STA2中的一個或多個無線收發機208、電池或其他電源、鍵盤、觸摸屏、顯示器、麥克風、揚聲器、耳機、照相機或其他成像設備等對接的接口電路228。所述RAM和ROM可以是可移動存儲設備，例如智能卡、SIM、WIM、諸如RAM、R0M、PR0M、閃存器件之類的半導體存儲器。根據本發明的一個實例實施例，IEEE 802. 11協議棧的一個實例實施例可以包括移動無線設備STA2中的IEEE 802.1lu協議202。IEEE 802. 11協議棧的一個實例實施例可以包括接入點設備APl中的IEEE 802.1lu協議202’。協議棧202和202’可以是存儲在各個處理器222和222’的RAM和/或ROM存儲器中的計算機代碼指令，所述指令當被中央處理單元(CPU)執行時，將執行本發明的各實例實施例的功能。在移動無線設備STA2的一個實例實施例中，緩沖區246可以包含廣告協議元素字段和查詢響應字段。廣告協議元素字段可以具有響應條件#0”，要求查詢響應字段中列出的所有必要特征，必須由接收GAS初始請求250的任何接入點在GAS初始響應260中返回“區域列表”和“ IP地址類型”。在無線接入點APl的一個實例實施例中，緩沖區248可以包含必要特征，其中包括“NAI區域列表”和“IP地址類型可用性信息”。如果這些必要特征與所接收的GAS初始請求250的廣告協議元素字段和查詢響應字段中的要求匹配，則API可以將GAS初始響應260與所述必要特征一起發送到廣播地址。圖3A示出根據本發明的一個實例實施例的通用廣告服務(GAS)初始請求幀的實例幀主體格式。圖3A中示出的IEEE 802.1lMAC管理幀302可以具有指示這是管理幀的幀控制字段，幀類型和子類型字段被設置為指示操作幀(action frame)。幀主體是可以指示允許接入點和無關SAT之間的通信的公共操作幀的種類字段。公共操作字段304可以設置為表306中指示的多個值之一。操作字段值10可以指示請求STA為了從另一 STA請求信息而發送的GAS初始請求。根據本發明的一個實例實施例，如圖3A所示，當公共操作字段304被設為值10以指示GAS初始請求250時，可以在查詢請求字段中發送多個接入網絡查詢協議(ANQP)信息元素308。例如，ANQP元素308A的信息字段包含響應條件，例如“O” = “滿足全部(all tobe met)”或“I”= “一個便足夠(one is enough)”。ANQP元素308B和308C分別包含從移動無線設備STA2發送到接入點APl的查詢請求“263”= “區域列表”和“262”= “IP地址類型”。對話令牌字段由請求站使用任何值(例如“ 123”)來設置以標識GAS初始請求幀。GAS初始請求幀250包括隨后的查詢請求字段的長度的長度值 。通用廣告服務(GAS)初始請求幀250可以用于不同區域中的無線網絡之間的互通。圖3B示出根據本發明的一個實例實施例的發送到廣播地址的通用廣告服務(GAS)初始響應幀的實例幀主體格式。通用廣告服務(GAS)初始響應幀260可用于無線局域接入網中的互通程序。圖3B中示出的GAS初始響應幀260可以包括設為值4(指示公共操作幀)的種類字段。圖3B中示出的GAS初始響應幀260可以包括設為值“廣播”(指示發送到廣播地址的GAS初始響應操作)的操作字段304。圖3B中示出的GAS初始響應幀260可以包括對話令牌字段，該字段被設為諸如“123”的值，該值與GAS初始請求幀中的對應值相同，從而允許將響應幀和請求幀進行關聯。圖3B中示出的GAS初始響應幀260可以包括返回延遲值字段。根據本發明的一個實例實施例，通用廣告服務(GAS)初始響應幀260可以被發送到廣播地址。公共操作字段304值可以設為值“廣播”以指示發送到廣播地址的GAS初始響應260。如圖3B所示，當公共操作字段304被設為值“廣播”以指示GAS初始響應260時，可以在查詢響應字段中發送多個ANQP信息元素308。ANQP信息元素308E和308F可以分別包含從接入點APl發送到移動無線設備STA2的區域列表數據的查詢響應數據“263”和IP地址類型數據的響應數據“262”。ANQP信息元素308E和308F的信息字段可以包含從接入點APl發送的請求數據，所述請求數據可以在一個或多個ANQP信息元素308內。圖4A(1)和4A⑵示出根據本發明的一個實施例的在移動無線設備中執行的程序的一個實例實施例的操作步驟的實例流程圖。圖4A(1)和4A(2)示出移動無線設備STA1、STA2或STA3中的任一設備中的過程的流程圖400的一個實例實施例。圖4A(1)和4A(2)示出設備使用設備存儲器中存儲的芯片內執行程序代碼所執行的程序的各步驟的一個實例。流程圖程序中的步驟可以體現為無線設備的存儲器中存儲的采取編程指令序列形式的程序邏輯，當在設備的微處理器控制邏輯中執行時，所述程序邏輯可以執行所公開的示例性實施例的功能。所述步驟可以不按所示順序執行，并且個體步驟可以進行組合或者分為多個組成步驟。也可以將附加步驟插入此序列。程序中的步驟如下所示在圖4A(1)中步驟402 :在無線設備處判定是執行被動掃描還是主動掃描；步驟403 :如果所述判定是執行主動掃描，則如果為“真”，移至步驟404，如果為“假”，移至圖4A(2)的步驟416 ；
步驟404 :如果所述判定是執行主動掃描，則發送指定發送設備的一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求；步驟408 :接收從具有所發送請求中指定的特征的一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應。在圖4A⑵中如果步驟403的判定為“假”，則移至步驟416 ；步驟416，如果所述判定是執行被動掃描，則被動地偵聽由一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應，所述響應包括被動偵聽設備的一個或多個必要特征；步驟418 :接收從具有所發送請求中指定的特征的一個或多個無線設備發送到廣
播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應；步驟420 :如果在被動掃描期間未接收到任何適當的GAS廣播響應，則發送指定發送設備的一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求；步驟422 :接收從具有所發送請求中指定的特征的一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應。圖4B是根據本發明的一個實施例的在接入點設備中執行的程序的一個實例實施例的操作步驟的實例流程圖。圖4B示出接入點設備APl中的過程的流程圖450的一個實例實施例。圖4B是使用設備存儲器中存儲的芯片內執行程序代碼所執行的程序的步驟的一個實例。流程圖程序中的步驟可以體現為無線設備的存儲器中存儲的采取編程指令序列形式的程序邏輯，當在設備的微處理器控制邏輯中執行時，所述程序邏輯可以執行所公開的示例性實施例的功能。所述步驟可以不按所示順序執行，并且個體步驟可以進行組合或者分為多個組成步驟。也可以將附加步驟插入此序列。程序中的步驟如下所示步驟452 :接收指定一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求；以及步驟454:根據具有所指定的特征，將一個或多個無線通用廣告服務響應發送到廣播地址。使用在此提供的描述，所述實施例可以通過使用標準編程和/或工程技術實現為機器、過程或制品以產生編程軟件、固件、硬件或它們的任意組合。具有計算機可讀程序代碼的任何最終程序(多個)可以包括在一個或多個計算機可讀介質上，例如常駐內存設備、智能卡或其他可移動存儲設備或發送設備上，從而產生根據所述實施例的計算機程序產品或制品。因此，術語“制品”和“計算機程序產品”如在此使用的那樣，旨在包含永久或臨時存在于任何非臨時計算機可用介質上的計算機程序。如上所示，內存/存儲設備包括但不限于磁盤、光盤、可移動存儲設備，例如智能卡、SIM、WIM、諸如RAM、ROM、PROM之類的半導體存儲器。發送介質包括但不限于通過無線通信網絡、因特網、內聯網、基于電話/調制解調器的網絡通信、硬連線/纜線通信網絡、衛星通信和其他固定或移動網絡系統/通信鏈路實現的傳輸。盡管公開了特定實例實施例，但是本領域的技術人員將理解，在不偏離本發明范圍的情況下，可以對所述特定實例實施例做出更改。例如，可以在無線LAN網絡以外的網絡中采用在此描述的特征。
權利要求
1.一種方法，包括在裝置處判定是執行被動掃描還是主動掃描；如果所述判定是執行主動掃描，則發送指定響應設備的一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求，以及接收由與所發送請求中指定的所述特征匹配的一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應；以及如果所述判定是執行被動掃描，則被動地偵聽以便接收由一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應，所述響應包括與請求設備所指定的特征匹配的一個或多個必要特征的指示。
2.如權利要求1中所述的方法，其中如果所述判定是執行被動掃描并且如果就所述裝置而言，在所述響應中接收的所述特征不匹配響應設備的一個或多個必要特征；則發送指定響應設備的所述一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求。
3.如權利要求1或2中所述的方法，其中所述判定進一步包括產生隨機值；將所述隨機值與選定值相比較；以及根據所述隨機值與所述選定值的比較來選擇是執行被動掃描還是主動掃描。
4.如權利要求1中所述的方法，其中所述被動地偵聽進一步包括與隨機選擇以主動掃描具有所指定特征的無線設備的其他無線設備協作。
5.如權利要求1中所述的方法,還包括使用隨機數生成器y=R(x)mod z的隨機值來產生隨機值，其中R是具有種子值輸入x的隨機數生成器，并且z是整數；當所述隨機數I與選定值相等時，執行主動掃描；以及如果所述隨機數y不等于所述選定值，則針對所述隨機數的所有其他值執行被動掃描。
6.一種裝置，包括:用于判定是執行被動掃描還是主動掃描的部件；用于在所述判定是執行主動掃描時，發送指定響應設備的一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求的部件，以及用于接收由與所發送請求中指定的所述特征匹配的一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應的部件；以及用于在所述判定是執行被動掃描時，被動地偵聽以便接收由一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應的部件，所述響應包括與請求設備所指定的特征匹配的一個或多個必要特征的指示。
7.如權利要求6中所述的裝置，其中如果所述判定是執行被動掃描并且如果就所述裝置而言，在所述響應中接收的所述特征不匹配響應設備的一個或多個必要特征，則包括用于發送指定響應設備的所述一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求的部件。
8.如權利要求6或7中所述的裝置，還包括用于產生隨機值的部件；用于將所述隨機值與選定值相比較的部件；以及用于根據所述隨機值與所述選定值的比較來選擇是執行被動掃描還是主動掃描的部件。
9.如權利要求6中所述的裝置，還包括用于與隨機選擇以主動掃描具有所指定特征的無線設備的其他無線設備協作的部件。
10.如權利要求6中所述的裝置，還包括用于使用隨機數生成器y=R(x)mod z的隨機值來產生隨機值的部件，其中R是具有種子值輸入X的隨機數生成器，并且z是整數；用于當所述隨機數y與選定值相等時，執行主動掃描的部件；以及用于在所述隨機數y不等于所述選定值時，針對所述隨機數的所有其他值執行被動掃描的部件。
11.一種方法，包括接收指定一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求；以及根據具有所指定的特征，將一個或多個無線通用廣告服務響應發送到廣播地址。
12.如權利要求11中所述的方法，其中由接入點將所述無線通用廣告服務響應廣播到移動無線設備。
13.一種裝置，包括用于接收指定一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求的部件；以及用于根據具有所指定的特征，將一個或多個無線通用廣告服務響應發送到廣播地址的部件。
14.如權利要求13中所述的裝置，其中由接入點將所述無線通用廣告服務響應廣播到移動無線設備。
全文摘要
本發明涉及一種通過被動和主動掃描發現無線網絡的方法和裝置。公開了改進具有所需服務提供的無線網絡的發現的本發明的方法、裝置和計算機程序產品實施例。在本發明的各實例實施例中，一種方法包括判定是執行被動掃描還是主動掃描；如果所述判定是執行主動掃描，則發送指定發送設備的一個或多個必要特征的無線通用廣告服務請求；如果所述判定是執行被動掃描，則被動地偵聽由一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應，所述響應包括被動偵聽設備的一個或多個必要特征；以及接收由具有所發送請求中指定的所述特征的一個或多個無線設備發送到廣播地址的一個或多個無線通用廣告服務響應。
文檔編號H04W48/16GK103002545SQ20121034264
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月14日 優先權日2011年9月16日
發明者G·巴伊科 申請人:諾基亞公司