紧急警戒的制作方法

专利名称：紧急警戒的制作方法
紧急警戒
本发明涉及一种为无线局域网终端、尤其是为IEEE 802族无线通 信系统的无线局域网终端提供紧急警戒的方法。
如果发生紧急情况，则各种区域实体希望使用任何可用的任其处 理的通信系统来通知用户。很可能的是，法规将对任何无线通信系统 提出这个要求，而与所使用的应用无关，这些应用诸如是网络电话 (VoIP)、文本、视频、传真、电子邮件和即时通信(IM)。支持所述 传播媒介的无线技术对上面提及的实体没有很大关系。
通常以IEEE 802. 11为特征的IEEE 802族无线通信系统在体系结 构上基于短距离无线通信，并且按照无线电测距覆盖增加的顺序包括 IEEE 802. 15 (个域网)、IEEE 802. ll(局域网)、IEEE 802. 16 (无线城 域网，亦称为WiMAX)和IEEE 802.22 (无线区域网络)。此外，还存 在本发明适用的其它非802型的网络，诸如高性能无线电无线局域网 (HIPERLAN )或高性能城域网(HIPERMAN )，并且提及无线域网(wireless area network)包含这些网络中的任何网络。根据本发明的第一方面， 一种为无线域网终端提供紧急警戒的方法包括从网络向预定类别的所 有无线域网终端发送未经请求的广播；其中所述未经请求的广播包含 表示紧急警戒正在等待的指示符；并且其中该指示符触发要从终端被 发送到网络的请求，以允许该警戒被下栽到该终端。
在任何上述类型或类别的无线域网中，无源网络边缘元件 (passive network edge element)不得不以潜在地未经请求的方式用 信号通知用户，而在蜂窝系统中，所分配的用户通道只会被紧急警戒 消息中断。本发明提供一种方法，通过该方法，无线终端可以在两级 握手过程中将单独的请求发送回网络，从而允许警戒被发送。
优选地，触发是对用户的警戒，从而请求其初始化到该网络的连接。
然后，该请求在已经被初始化的连接上被发送到该网络。 可替换地，响应于接收到包含该指示符的未经请求的广播，该触 发自动初始化从该终端到该网络的连接。
该指示符可以从终端利用其进行操作的网络被发送，但可替换地，该指示符从终端的无线电测距内的相邻网络被发送。
优选地，预定的类别是终端类型或地理范围或封闭用户群的成员 资格之一。
优选地，该指示符是广播、多播或单播传输中的附加字段。 可替换地，该指示符为寻呼消息中的附加字段。
通常，无线局域网是IEEE 802型网络，尽管本发明同样适用于其 它类型的无线局域网，诸如高性能无线电无线局域网(HIPERLAN)或 高性能城域网(HIPERMAN)。
现在，将参照附图对根据本发明的为无线局域网终端提供紧急警 戒的方法的例子进行说明，其中


图1图解说明了通常的部署场景，在该部署场景中可以应用本发 明的方法；
图2为消息流序列图，该消息流序列解说明了在图1的场景 中应用的、用于某些无线用户设备的方法的例子；
图3更详细地示出本发明方法中的由网络发送的紧急警戒消息帧 的例子；
图4图解说明本发明方法中的由用户设备发送的请求消息的例子； 图5图解说明本发明方法中的由用户设备发送的响应消息的例子，
以答复图2的消息；
图6针对封闭用户群图解说明了紧急警戒消息帧的例子；
图7针对知道该紧急警戒的无线设备图解说明图1的场景中的消
息流序列的例子；
图8图解说明寻呼紧急警戒消息帧；
图9图解说明图1中所示场景的替换场景；以及
图10图解说明用于IEEE 802. 11的紧急警戒消息帧的实施方案特
定的例子。
对于希望提供紧急警戒的无线域网通信系统的问题是诸如IEEE 802. 11接入点的无源网络边缘元件不得不以潜在地未经请求的方式用 信号通知用户，这违反这些类型的系统中的正常操作模式。如果用户 已经建立了数据会话，则网络可以中断此会话，但是如果用户并不具 有操作中的数据会话，则网络边缘元件(例如IEEE 802. 11接入点) 可能不具有用户在热点内存在的任何认知。即使利用已建立的数据会话，该警戒也可能具有与当前的用户会
话(例如VoIP呼叫)不同的形式(例如文本消息)。由于IEEE 802 族系统使用基于分组的连接，所以紧急警戒消息能够分享任意当前被 分配的无线电资源。换言之，不要求用于紧急警戒传输的专用通道。 另一特征是允许在当前的用户会话(例如前面提到的VoIP呼叫)之 内与其它形式的传输(例如文本消息或振铃警戒)同时发送警戒。
在不存在已建立的数据会话的情况下，网络需要提示用户请求接 收紧急警戒。提示机制被建议，因为这节省有价值的无线电资源，如 预期一连串的消息不久将随之而来的那样，从而请求更多信息。如果 该紧急警戒要以未经请求的方式被广播，则这可能消耗那个区域内的 所有可用的无线电资源。在(例如从网络实体)接收到集中的紧急警 戒通知的时候，网络边缘元件(例如IEEE 802.11接入点)接着广播 信令帧(例如IEEE 802.11信标)，该信令帧具有被设置来指示紧急 警戒已经准备好被交付的特殊标志。此消息通常使用广播类型地址，
但是作为替代可以使用多播或单播消息。
然后，用户设备初始化一种算法，以实现接收此警戒。在用户设
备内对警戒的接收可触发对用户的提示，该提示可以是任意类型，诸 如是铃声、视频显示唤醒或振动等，以通知用户作出反应。可替换地， 该标志可能使用户设备自动建立连接。
图1图解说明了用于实施本发明的通常的部署场景。所述例子相 对于IEEE 802型网络来描述，但是同样适用于其它无线个域网、无线 局域网、无线城域网或无线区域网络，并且在本说明书提及无线局域 网(WLAN)包括所有这样的无线域网。网络1将紧急警戒2发送给网 络边缘设备3，该网络边缘设备3将此紧急警戒2作为初始热点警戒消 息4来中继。该警戒在附近的多个无线设备处被接收，这些无线设备 包括无线电接收范围内的非IEEE 802无线设备。
在图l的例子中，从网络1经由边缘设备3发送的、被作为热点 警戒消息4中继的紧急警戒消息2被广播给无线电接收范围内的所有 设备5、 6、 7、 8。在该范围内的设备中，三个是无线使能设备5、 6、 7，而一个是蜂窝设备8。由于边缘设备3正在为特定类型的无线系统 发送通信，所以仅限于蜂窝功能的设备8并不响应于该广播。和IEEE 802无线接收器一起，无线使能设备7是包含蜂窝接收器的多模式设
5备，因此该设备可以接收IEEE 802无线紧急警戒并可以被提示来作出 响应。无线设备5最近未与网络边缘设备3进行通信，使得该无线设 备5未向该边缘设备登记；并且无线设备6已经被连接到网络边缘设 备3而且当前正与某些其它通信量进行通信，使得该设备当前向该网 络边缘设备登记。在接收到具有紧急警戒标志12的热点警戒消息帧的 时候，用户设备6连接来接收警戒13，而无需向网络1请求任何其它
"f舌息。
可以设置该警戒以提示来自无线电接收范围内的为正确类型的 WLAN设备的所有设备的响应，否则应用用户特定的标准，如下所述。 此外，在一些情况下，初始警戒触发用户设备手动地或自治地请求更 多信息。消息流序列如在图2中所示。网络1将紧急警戒2发送给网 络边缘设备3。网络边缘设备3将热点警戒消息4发送给无线电测距内 的所有设备。无线设备5、 6可以选择来将请求消息9发送回网络边缘 设备3，用于进一步的信息，并且无线设备5、 6接收被广播给无线电 测距内的所有设备5、 6、 7、 8的响应10。
紧急警戒消息2可以是如图3中所示的在热点警戒消息4内的单 个字段12，以指示在该网络内存在警戒。热点警戒消息4通常由若干 字段构成并包含头部ll、警戒字段12,而消息4中的剩余位为保留的 字段15。在图4中示出被发送到网络的请求帧消息9的例子。请求9 包含头部ll、查询标识符16、警戒信息请求17和保留的字段18。该 请求一旦被网络边缘设备接收到，则该请求在更多信息可用的情况下 使得用户设备能够通过对网络边缘设备的响应10被供给所述更多信 息。在图5中示出响应消息10的例子，在该响应消息10中提供头部 11、广播标志或查询标识符19和警戒信息20。如果存在任何可用的其 它信息，则网络边缘设备在该响应中返回这些其它信息。来自网络边 缘设备3的响应以广播方式被发送，使得无线电测距内的任何其它终 端6、 7、 8可以接收到相同的信息。可替换地，可以使用多播或单播 传输来限制被允许接收该传输的用户设备的数目。
作为最低限度，紧急警戒字段的接收提示接收设备进行连接，以 通过用户操作或自动化序列来接收紧急警戒信息内容。然而，为了使 该广播适应于特定用户群，保留的字段中的一些可作为用于所述用户 群的标识符(如图6中所示，其中提供用户群标识符21，并且剩余位为保留的字段22)而被分配，而不是简单地依赖于无线电接收范围响 应内的所有用户。该应急警戒的指示以这种方式^皮发送，以节省无线 电资源带宽。在图l的场景中，用户设备7已经被连接并且正在工作， 因此在接收到带有紧急警戒标志12的广播热点警戒消息帧4的时候， 用户设备7根据用户群标识符字段21确定该用户设备不在特定用户 群内并且该用户设备7继续其正常工作。如果该设备确实落入所要求 的用户群内，则该设备可以简单地转移(divert )资源，以请求接收 该警戒。
图7图解说明了与图1的场景中的用户设备7的通常的消息交换。 最初，网络1发出紧急警戒消息2，该紧急警戒消息2然后从网络边缘 设备3以热点警戒4被中继。在这种场景中，在多模式设备内的蜂窝 接收器上已经从适当的蜂窝发射器接收到相似的警戒的基础上，该指 示可以被该多模式设备7忽略14。如果在该蜂窝接收器上还未接收到 指示，则根据多模式设备7当时是否正通过IEEE 802无线接口来发送 数据，多模式设备7可以用相似的方式将警戒2处理给无线设备5、 6， 如参照图2所描述的那样。
另一选项是允许在当前的用户会话同时发送该警戒，而不是要 求中断。然后，该用户可以察觉在当前媒介会话中作为弹出式窗口的 警戒，或者可替换地，该警戒可以是文本消息、电子邮件或振铃警戒。
请求和响应消息9、 10中的查询ID字段16、 19是由无线设备5 产生的令牌，如果要求这样做，则该令牌允许网络边缘设备3直接响 应于此设备。响应消息10可以以单播模式被发送给使用该查询ID值 来请求该警戒信息的特定设备5，或者该应答可以以广播模式被发送给 所有IEEE 802无线设备5、 6、 7，或者以多播模式被发送给由该查询 ID值定义的、IEEE 802无线设备的特定子集5、 6。
在使用寻呼来唤醒空闲无线设备的IEEE 802系统内，操作与以上 方法非常类似，其区别是图3的警戒通知被附着到寻呼更新，使得 当该无线设备被唤醒以进行寻呼更新时，该无线设备可以响应于该警 戒通知。按照惯例，寻呼更新利用寻呼组指示符字段来扩展IEEE 802. 11信标。希望进入空闲模式的用户设备将其本身加入到正在本地 热点之内操作的当前寻呼组。然后，该用户设备将其IEEE 802.11无 线电接收器断电，该IEEE 802.11无线电接收器之前已与来自IEEE802. 11接入点的寻呼信标同步。这意味着，只须为每个寻呼信标唤醒 该用户设备，以保持与网络的联系。此寻呼组指示符字段可以如图8 中所示被进一步扩展来包含网络紧急警戒字段。寻呼更新23包含元件 标识符24、长度字段25、寻呼组标识符26、寻呼间隔字段27、数字 脉冲间隔调制(DPIM)计数字段28和网络紧急警戒29。此机制的优点 是在空闲模式下的IEEE 802.11设备在接收到这个改进过的寻呼消 息的时候就会醒来，并且然后如上所述继续请求紧急警戒信息。
如上面已经提到的那样，对本发明的进一步扩展是在某些情况 下，紧急警戒系统被限制到封闭用户群。这可能发生在例如当希望将 紧急警戒限制到有限地理区域中时，例如在发生化学泄露时；或者当 出于安全原因(例如避免民间恐慌)希望将紧急警戒限制到特定用户 类型(诸如警察或军队)时。这样的限制可如图6中所示来应用，其 中头部11和警戒字段12被增加用户群标识符21，并保留剩余字段22。 如图3中所示的初始热点警戒消息4通过增加用户群标识符21被修改。 尽管网络边缘设备3将此消息作为紧急警戒发送，但是只有识别该用 户群标识符的IEEE 802无线设备将响应于该消息。这些消息的安全性 通过诸如Diff ie-Hellman密钥交换、使用公知的会话密钥的常规方法 来实现或通过在用户群设备内使用证书来实现。
在本发明的另一实例中，如图9中所示，IEEE 802无线设备5将 对更多信息的请求9发出到初始热点发射器3,但并不阻止另一网络边 缘设备30发送响应10。如果设备5处于运动中，尤其是位于高度需要 紧急警戒的移动车辆中，则这可能是有用的特征。网络信令31发生在 两个网络边缘设备3、 30之间，其以与请求9类似的格式对来自设备5 的查询ID 16和对警戒信息的请求17进行中继。
图10图解说明了用于IEEE 802.11的特定实施方案。在IEEE 802. 11系统(无线局域网)之内，热点警戒的实施方案细节的一个例 子如下。位0 (BO)提供服务质量(QoS)映射，位1 (Bl)用于所期 望的带宽请求，位2 (B2)被保留仅用于紧急服务，交互工作能力字段 的位3(B3)被用于网络紧急警戒通知(交互工作能力字段通常在IEEE 802. 11信标帧之内被发送)，以及位4至位15 (B4至B15)被保留。 在接收到此警戒的时候，IEEE 802. 11终端然后可以发出与上面在图4 中所示的格式一致的、请求其它信息的探测请求消息。
权利要求
1. 一种为无线域网终端提供紧急警戒的方法，该方法包括将未经请求的广播从网络发送给预定类别的所有无线域网终端；其中，该未经请求的广播包括表示紧急警戒正在等待的指示符；并且其中，该指示符触发要从终端被发送到该网络的请求，以允许该警戒被下载到该终端。
2. 根据权利要求i所述的方法，其中，所述触发是对用户的警戒，从而请求其初始化到网络的连接。
3. 根据权利要求i所述的方法，其中，响应于接收到包含指示符的 未经请求的广播，所述触发自动初始化从所述终端到所述网络的连接。
4. 根据任意前述权利要求所述的方法，其中，所述指示符从所述 终端的无线电测距内的相邻网络被发送。
5. 根据任意前述权利要求所述的方法，其中，所述预定类别是终端类型或地理范围或封闭用户群的成员资格之一。
6. 根据任意前述权利要求所述的方法，其中，所述指示符是广播、多播或单播传输中的附加字段。
7. 根据任意前述权利要求所述的方法，其中，所述指示符是寻呼 消息中的附加字段。
8. 根据任意前述权利要求所述的方法，其中，所述无线域网为IEEE 802型网络、高性能无线电无线局域网或高性能城域网。
全文摘要
一种为无线域网终端提供紧急警戒(29)的方法包括将未经请求的广播(4)从网络(1)发送给预定类别的所有无线域网终端(5，6，7)。所述未经请求的广播包括表示紧急警戒正在等待的指示符(12)。该指示符触发要从终端被发送到网络的请求(9)，以允许该警戒被下载(10)到该终端。
文档编号H04W4/06GK101536054SQ200780041971
公开日2009年9月16日 申请日期2007年11月12日 优先权日2006年11月13日
发明者E·赫普沃思, S·麦肯 申请人:西门子公司