無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中接入點(diǎn)把與其相關(guān)聯(lián)的用戶站移交給其它接入點(diǎn)的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中接入點(diǎn)把與其相關(guān)聯(lián)的用戶站移交給其它接入點(diǎn)的方法。在操作過(guò)程中，接入點(diǎn)發(fā)現(xiàn)一個(gè)或更多個(gè)現(xiàn)有的與該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)。該接入點(diǎn)隨后從一個(gè)現(xiàn)有的接入點(diǎn)獲取一組配置信息，并把本地時(shí)間戳計(jì)數(shù)器與被選擇的現(xiàn)有的接入點(diǎn)同步，從而在不使用集中管理站的情況下允許該接入點(diǎn)被配置。
【專利說(shuō)明】無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中接入點(diǎn)把與其相關(guān)聯(lián)的用戶站移交給其它接入點(diǎn)的方法
[0001]本申請(qǐng)是以下專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng):
[0002]申請(qǐng)?zhí)?201380003808.9
[0003]國(guó)際申請(qǐng)日:2013年10月17日
[0004]進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段日期:2014年5月12日
[0005]發(fā)明名稱:無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的分布式無(wú)縫漫游

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0006]一般而言，本披露與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)。更具體地說(shuō)，本披露涉及一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中接入點(diǎn)把與其相關(guān)聯(lián)的用戶站移交給其它接入點(diǎn)的方法，其便于在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)無(wú)縫漫游。

【背景技術(shù)】
[0007]近幾年，移動(dòng)設(shè)備(如智能手機(jī)和平板電腦)的驚人增長(zhǎng)，導(dǎo)致了對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的巨大的需求。特別是，W1-Fi網(wǎng)絡(luò)，這是基于IEEE-802.11標(biāo)準(zhǔn)族，正變得越來(lái)越普遍。在一個(gè)典型的W1-Fi網(wǎng)絡(luò)中，終端用戶站可以在一個(gè)接入點(diǎn)(access point,縮寫(xiě)為AP)的無(wú)線電收發(fā)機(jī)的范圍內(nèi)自由移動(dòng)，同時(shí)保持高速的數(shù)據(jù)連接。
[0008]在一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)，如一個(gè)企業(yè)或校園網(wǎng)絡(luò)中提供這樣一個(gè)W1-Fi網(wǎng)絡(luò)是不簡(jiǎn)單的。一個(gè)挑戰(zhàn)是如何用多個(gè)AP覆蓋大面積，同時(shí)向用戶提供這樣的體驗(yàn):當(dāng)用戶改變他的位置時(shí)，他依舊處在同一 W1-Fi網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，并且他的設(shè)備繼續(xù)和同一 AP通信。通常情況下，用戶站往往是“粘的”。就是說(shuō)，除非在絕對(duì)必要的情況下，由于移交導(dǎo)致的開(kāi)銷(xiāo)(如通信中斷)，一個(gè)站不太可能改變它與之進(jìn)行通信的物理AP。同時(shí)，AP擁有比站更大的發(fā)射功率。因此，一個(gè)站可以響亮而清晰地“聽(tīng)到” AP，但AP可能無(wú)法獲得可靠的站所發(fā)送的信號(hào)。
[0009]目前，為便于大型的、使用多個(gè)AP的W1-Fi網(wǎng)絡(luò)，通常使用集中的交換機(jī)和管理站以便協(xié)調(diào)所有的AP。這種集中式的方法是昂貴的，需要大量的配置，并呈現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)單點(diǎn)失效機(jī)制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中接入點(diǎn)把與其相關(guān)聯(lián)的用戶站移交給其它接入點(diǎn)的方法，包括步驟:查詢與該接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的所有用戶站的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符值；確定相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符值低于第一預(yù)定閾值的用戶站；發(fā)送帶有該用戶站的介質(zhì)訪問(wèn)控制地址的多播查詢消息給該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的其它接入點(diǎn)；接收其它接入點(diǎn)回應(yīng)的有關(guān)該用戶站的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符值；確定該接入點(diǎn)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符值與與其它接入點(diǎn)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符值中的最佳值之間的差值是否大于第二預(yù)定閾值；若是，則把該用戶站移交給具有所述最佳值的接入點(diǎn)。
[0011]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于配置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)的系統(tǒng)。在操作過(guò)程中，接入點(diǎn)發(fā)現(xiàn)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)現(xiàn)有的接入點(diǎn)。然后，接入點(diǎn)從一個(gè)現(xiàn)有的接入點(diǎn)得到一組配置信息，并將本地時(shí)間戳計(jì)數(shù)器與所選擇的現(xiàn)有的接入點(diǎn)同步，以便在不使用集中管理站的情況下允許接入點(diǎn)被配置。
[0012]在這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)變化中，該組配置信息包括一個(gè)群或廣播/多播加密密鑰。
[0013]在這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)變化中，該組配置信息包括關(guān)聯(lián)ID(associat1n ID,縮寫(xiě)為AID)使用指示，其指明一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)有的接入點(diǎn)目前使用的一個(gè)或一個(gè)以上的AID。
[0014]在一個(gè)進(jìn)一步的變化中，AID的使用指示是一個(gè)AID使用位圖。此外，AID使用位圖的相應(yīng)比特(bit)對(duì)應(yīng)著AID，并指明該AID是否被無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的任意接入點(diǎn)所使用。
[0015]在這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)變化中，把本地時(shí)間戳計(jì)數(shù)器與所選擇的現(xiàn)有的接入點(diǎn)同步涉及到基于和一個(gè)或更多個(gè)現(xiàn)有的接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳的層次體系，選擇現(xiàn)有的接入點(diǎn)。
[0016]在這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)變化中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)或更多個(gè)現(xiàn)有的接入點(diǎn)包括在有線網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送廣播發(fā)現(xiàn)消息。
[0017]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中把用戶站與接入點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來(lái)的系統(tǒng)。在操作過(guò)程中，接入點(diǎn)從用戶站接收第一認(rèn)證數(shù)據(jù)包。接入點(diǎn)隨后將用戶站列入一個(gè)關(guān)聯(lián)-仲裁列表中。隨后，接入點(diǎn)廣播與用戶站相關(guān)的信號(hào)強(qiáng)度指示，并從無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的其它接入點(diǎn)接收與用戶站相關(guān)聯(lián)的信號(hào)強(qiáng)度指示。然后，接入點(diǎn)確定該接入點(diǎn)是否具有與用戶站相關(guān)聯(lián)的最佳的信號(hào)強(qiáng)度，并且，作為對(duì)該接入點(diǎn)具有最佳的信號(hào)強(qiáng)度的響應(yīng)，把用戶站與該接入點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來(lái)。
[0018]在這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)變化中，接入點(diǎn)在確定該接入點(diǎn)是否具有最佳的信號(hào)強(qiáng)度前等待一段預(yù)定的時(shí)間，從而允許有足夠的時(shí)間從其它接入點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度指示。
[0019]在這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)變化中，把用戶站與該接入點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來(lái)涉及為用戶站指定AID，并設(shè)置AID使用位圖中的比特，該比特對(duì)應(yīng)于指定的AID。此外，接入點(diǎn)向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的其它接入點(diǎn)廣播該AID使用位圖。
[0020]在這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)變化中，接入點(diǎn)確定與用戶站相關(guān)聯(lián)的信號(hào)強(qiáng)度低于一個(gè)預(yù)定閾值。然后接入點(diǎn)向其它接入點(diǎn)查詢它們與同一用戶站相關(guān)聯(lián)的信號(hào)強(qiáng)度。作為對(duì)有至少一個(gè)其它接入點(diǎn)接收到來(lái)自用戶站的足夠強(qiáng)的信號(hào)的響應(yīng)，該接入點(diǎn)把用戶站移交給具有最強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度的接入點(diǎn)。
[0021]在這個(gè)實(shí)施例的一個(gè)變化中，接入點(diǎn)把一個(gè)或更多個(gè)和該接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的用戶站移交給其它一個(gè)或更多個(gè)接入點(diǎn)。隨后，該接入點(diǎn)進(jìn)行接入點(diǎn)維護(hù)，而其并不造成已經(jīng)被移交的一個(gè)或更多個(gè)用戶站的服務(wù)的中斷。
[0022]在另一個(gè)實(shí)施例中，在進(jìn)行維護(hù)時(shí)，接入點(diǎn)升級(jí)它的固件(firmware)或進(jìn)行頻譜掃描。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)典型的W1-Fi網(wǎng)絡(luò)，其便于站的無(wú)縫漫游。
[0024]圖2給出了一個(gè)流程圖，其示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性的當(dāng)一個(gè)新的AP加入一個(gè)RC時(shí)的發(fā)現(xiàn)和密鑰同步過(guò)程。
[0025]圖3給出了一個(gè)時(shí)序圖，其根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示出了使本地AP時(shí)間戳計(jì)數(shù)器和遠(yuǎn)程AP的時(shí)間戳計(jì)數(shù)器同步的過(guò)程。
[0026]圖4給出了一個(gè)流程圖，其根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示出了一個(gè)站加入一個(gè)AP的示例性的過(guò)程。
[0027]圖5給出了一個(gè)流程圖，其根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示出了監(jiān)測(cè)一個(gè)相關(guān)聯(lián)的站，并啟動(dòng)站的漫游的示例性的過(guò)程。
[0028]圖6A，6B，6C示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)行滾動(dòng)維護(hù)若干AP并且不中斷服務(wù)的一個(gè)示例性的過(guò)程。
[0029]圖7不出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的不例性的AP系統(tǒng),其便于在W1-Fi網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)縫漫游。

【具體實(shí)施方式】
[0030]下面的描述的提供使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以建造和使用這些實(shí)施例，并且，下面的描述是在一個(gè)特定的應(yīng)用和其要求的背景下提供的。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，對(duì)所披露的實(shí)施例的各種修改將會(huì)是很明顯的，并且，本文中定義的一般原則可以被應(yīng)用于其它的實(shí)施例和應(yīng)用，而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。因此，本發(fā)明并不限于所示的實(shí)施例，而是應(yīng)該和在此披露的原則和特征相一致的情況下被給予最寬的范圍。
[0031]本發(fā)明的實(shí)施例使用這樣的AP解決在W1-Fi網(wǎng)絡(luò)中促進(jìn)無(wú)縫漫游的問(wèn)題:它不需要一個(gè)集中管理站就可以通過(guò)自動(dòng)配置加入在同一個(gè)W1-Fi網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)有的AP集群。特別是，當(dāng)新的AP加入現(xiàn)有的W1-Fi網(wǎng)絡(luò)時(shí)，新的AP可以自動(dòng)把它的時(shí)鐘與現(xiàn)有的AP同步，獲得所有的配置信息，并且不需要使用一個(gè)集中的管理站或控制器就能夠以無(wú)縫過(guò)渡的方式與正在漫游的站建立關(guān)聯(lián)并移交正在漫游的站。
[0032]圖1示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)典型的W1-Fi網(wǎng)絡(luò)，其便于站的無(wú)縫漫游。在這個(gè)例子中，W1-Fi網(wǎng)絡(luò)100包括多個(gè)AP，102，104，106，108，和110，它們通過(guò)有線鏈路連接到第二層(例如，以太網(wǎng))交換機(jī)101上。用戶站120通過(guò)和其中一個(gè)AP的通信參與了 W1-Fi網(wǎng)絡(luò)100。請(qǐng)注意，交換機(jī)101只是一個(gè)第二層交換機(jī)，它無(wú)需象傳統(tǒng)的集中管理站那樣配置AP。
[0033]提供配置W1-Fi網(wǎng)絡(luò)(如網(wǎng)絡(luò)100)的挑戰(zhàn)在于如何使所有的AP在一起工作，這樣，從用戶的角度來(lái)看，當(dāng)站120在網(wǎng)絡(luò)100中移動(dòng)時(shí)，站120似乎只在和一個(gè)物理AP通信。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，本發(fā)明的一些實(shí)施例采用了幾種自動(dòng)配置機(jī)制，使得AP能夠加入一個(gè)現(xiàn)有的W1-Fi網(wǎng)絡(luò)。
[0034]一般而言，如網(wǎng)絡(luò)100的W1-Fi網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的介質(zhì)訪問(wèn)控制(mediumaccess control,縮寫(xiě)為MAC)地址(也被稱為基本服務(wù)集標(biāo)識(shí)(basic service setidentificat1n,縮寫(xiě)為BSSID))。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)100有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)名稱(也被稱為服務(wù)集標(biāo)識(shí)(service set identificat1n,縮寫(xiě)為SSID))。W1-Fi網(wǎng)絡(luò)100也有一個(gè)無(wú)線電操作頻率(它決定了所有的AP無(wú)線電收發(fā)器的頻率)，以及一個(gè)安全概述(security profile),它控制了站的認(rèn)證以及無(wú)線數(shù)據(jù)通信的加密/解密。因此，W1-Fi網(wǎng)絡(luò)，或無(wú)線基本服務(wù)集(wireless basic service set,縮寫(xiě)為WB),可以被獨(dú)一無(wú)二地標(biāo)識(shí)為:
[0035]WBi = (BSSID, SSID,頻率，安全概述)。
[0036]此外，兩個(gè)或兩個(gè)以上實(shí)施相同WB的AP可以形成一個(gè)漫游集群(roamingcluster,縮寫(xiě)為RC)。在如圖1中所示的例子中，網(wǎng)絡(luò)100是一個(gè)RC。通常，一個(gè)RC由網(wǎng)絡(luò)管理員以一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的加密密鑰集配置。此外，每個(gè)AP有一個(gè)時(shí)間戳計(jì)數(shù)器，或時(shí)間同步功能(timing synchronizat1n funct1n,縮寫(xiě)為T(mén)SF),它可以是由無(wú)線電芯片集保持的32或64位的微秒計(jì)數(shù)器。
[0037]在操作過(guò)程中，當(dāng)一個(gè)新的AP加入一個(gè)現(xiàn)有的RC時(shí)，AP進(jìn)行以下操作:(I)發(fā)現(xiàn)以及密鑰同步；和⑵時(shí)間戳同步。發(fā)現(xiàn)以及密鑰同步過(guò)程是新的AP獲得RC的知識(shí)以及一些基本的與RC通信所需的信息。時(shí)間戳同步是所有AP在RC中表現(xiàn)得像一個(gè)AP所必須的。換句話說(shuō)，當(dāng)一個(gè)站從一個(gè)AP漫游到另一個(gè)時(shí)，來(lái)自這些AP的數(shù)據(jù)包應(yīng)該具有一致的時(shí)間戳。發(fā)現(xiàn)、密鑰同步、以及時(shí)間戳同步過(guò)程的更多細(xì)節(jié)被描述如下。
[0038]當(dāng)一個(gè)新的AP加入一個(gè)現(xiàn)有的RC，如網(wǎng)絡(luò)100時(shí)，新的AP首先是被接入第二層交換機(jī)101。隨后，AP在有線網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)第二層交換機(jī)101向在同一個(gè)RC中的所有其它的AP 多播(multicast) 一個(gè)發(fā)現(xiàn)消息(discover message)。
[0039]如果在相同的RC中存在屬于該RC的一個(gè)或更多的另外的AP，它們以下列信息響應(yīng)該發(fā)現(xiàn)消息:(I)群或廣播/多播加密密鑰；和(2)802.11關(guān)聯(lián)ID (Associat1n ID,縮寫(xiě)為AID)使用位圖。群加密密鑰用于加密廣播或多播通信流，它在整個(gè)RC中是共通的。如果在相同的RC中不存在其它AP成員，新的AP生成一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的群或廣播/多播加密密鑰。
[0040]AID使用位圖顯示了 AP成員當(dāng)前與用戶站的關(guān)聯(lián)。AID是一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的標(biāo)識(shí)，它用來(lái)識(shí)別與特定AP相關(guān)的用戶站。一般來(lái)說(shuō)，AID的值對(duì)于一個(gè)特定的AP來(lái)說(shuō)在本地而言是獨(dú)一無(wú)二的。在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于一個(gè)RC包含表現(xiàn)為一個(gè)單一的AP的若干AP，分配給用戶站的AID必需在集群的范圍內(nèi)是獨(dú)一無(wú)二的。在一個(gè)實(shí)施例中，所有的AP成員保持AID位圖。在該AID位圖中的一個(gè)相應(yīng)的比特(例如，一個(gè)“I”值)表明了對(duì)應(yīng)于該比特的AID值是否被一個(gè)站使用。因此，當(dāng)新的AP加入RC時(shí)，收到的AID的位圖表明哪些AID值仍然可用。
[0041]在不使用集中式控制器或管理站的情況下，上述自動(dòng)的配置過(guò)程允許AP加入一個(gè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，以及用戶站在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)縫漫游。
[0042]圖2給出了一個(gè)流程圖，其按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示出了當(dāng)一個(gè)新的AP加入一個(gè)RC時(shí)的發(fā)現(xiàn)和密鑰同步的示例性過(guò)程。在操作過(guò)程中，該新的AP首先在有線網(wǎng)絡(luò)上廣播發(fā)現(xiàn)消息(操作202)。接下來(lái)，新的AP判定它是否接收到在相同的RC中的其它AP的響應(yīng)(操作204)。如果沒(méi)有收到響應(yīng)，新的AP生成群或廣播/多播加密密鑰(操作208)。如果接收到至少一個(gè)響應(yīng)，新的AP獲取RC的群或廣播/多播加密密鑰和AID位圖(操作206)。
[0043]正如上面提到的，新的AP可能執(zhí)行的另一個(gè)任務(wù)可以是把它的TSF與其它AP成員同步。在一個(gè)實(shí)施例中，新的AP掃描它的無(wú)線電收發(fā)器，以期獲取由被發(fā)現(xiàn)的、屬于相同的RC的AP成員無(wú)線傳送出的信標(biāo)數(shù)據(jù)包(beacon packets)。一般來(lái)說(shuō)，信標(biāo)數(shù)據(jù)包包括TSF值(傳輸時(shí)間)和傳送它的AP的TSF-HIERARCHY-1D。該TSF-HIERARCHY-1D指明了一個(gè)層次結(jié)構(gòu)(hierarchy)，在該層次結(jié)構(gòu)中AP獲取了它的TSF。例如，RC的第一個(gè)AP的TSF-HIERARCHY-1D的值為O。從該第一 AP獲取它們的TSF值的其它AP的TSF-HIERARCHY-1D的值為1，以此類(lèi)推。因此，對(duì)于一個(gè)AP而言，如果它的TSF-HIERARCHY-1D值較低，那么它就有更精確的計(jì)時(shí)。
[0044]在接收從其它AP來(lái)的信標(biāo)數(shù)據(jù)包后，新的AP選擇其信標(biāo)數(shù)據(jù)包含有最小的TSF-HIERARCHY-1D的值的那個(gè)AP，并把本地TSF與選定的AP同步。此外，新的AP把自己的 TSF-HIERARCHY-1D 設(shè)置為該最低的 TSF-HIERARCHY-1D+1。
[0045]圖3給出了一個(gè)時(shí)序圖，其根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示出了使本地AP時(shí)間戳計(jì)數(shù)器和遠(yuǎn)程AP的時(shí)間戳計(jì)數(shù)器同步的過(guò)程。在操作過(guò)程中，本地AP首先從遠(yuǎn)程AP接收一個(gè)定時(shí)信標(biāo)數(shù)據(jù)包302，其中該信標(biāo)數(shù)據(jù)包302包含有當(dāng)信標(biāo)數(shù)據(jù)包302傳被傳輸時(shí)遠(yuǎn)程AP的TSF值(記為“RTSF”時(shí)間)。當(dāng)本地AP接收信標(biāo)數(shù)據(jù)包302時(shí)，其TSF值被記為“LTSF”，這是包含在伴隨著接收到的信標(biāo)數(shù)據(jù)包的接收描述符中。
[0046]接下來(lái)，本地AP向遠(yuǎn)程AP通過(guò)無(wú)線電發(fā)送“回聲請(qǐng)求”(“ECH0 REQUEST”)數(shù)據(jù)包304。傳輸回聲請(qǐng)求數(shù)據(jù)包304的本地時(shí)間被記為“ERQTTSF”(即“echo request transmitTSF”的縮寫(xiě))。當(dāng)回聲請(qǐng)求數(shù)據(jù)包304到達(dá)遠(yuǎn)程AP，遠(yuǎn)程AP的TSF值被記為“ERQRTSF”(即“echo request receive TSF” 的縮寫(xiě))。
[0047]隨后，在時(shí)間ERSTTSF(即“echo response transmit TSF”的縮寫(xiě))，遠(yuǎn)程 AP 發(fā)送第一個(gè)“回聲響應(yīng)”(“ECHO RESPONSE”)數(shù)據(jù)包306，而它又是在時(shí)間ERSRTSF(即“echoresponse receive TSF”的縮寫(xiě))被本地AP接收。不久后,遠(yuǎn)程AP發(fā)送第二個(gè)回聲響應(yīng)數(shù)據(jù)包308，其中包含ERSTTSF值。這樣，本地AP擁有它所需要的所有信息來(lái)計(jì)算本地AP和遠(yuǎn)程AP之間的單程飛行時(shí)間(time-of-flight,縮寫(xiě)為T(mén)0F)延遲。這樣計(jì)算這個(gè)TOF:
[0048]TOF = ((ERQRTSF - ERQTTSF) + (ERSRTSF - ERSTTSF))/2。
[0049]這就是說(shuō),本地AP和遠(yuǎn)程AP之間的往返時(shí)間(round-trip time,縮寫(xiě)為RTT,它是TOF的兩倍)可以計(jì)算為Λ 1-Λ 2，如圖3所示。請(qǐng)注意，Al = (ERSRTSF - ERQTTSF);并且 Λ2 = (ERSTTSF - ERQRTSF)。因此，RTT = (ERSRTSF - ERQTTSF) - (ERSTTSF - ERQRTSF)=2XT0F。
[0050]隨后,本地AP把其本地TSF同步，如下:
[0051 ] TSF = RTSF+(LNTSF - LTSF)+TOF ；
[0052]其中LNTSF是本地AP的當(dāng)前TSF讀數(shù)。
[0053]新AP成功加入RC后，站就可以與新加入的AP相關(guān)聯(lián)。圖4給出了一個(gè)流程圖，其根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示出了一個(gè)站加入一個(gè)AP的示例性的過(guò)程。在操作期間，AP首先從站接收認(rèn)證(AUTHENTICAT1N)數(shù)據(jù)包(操作402)。該AP維護(hù)一個(gè)“關(guān)聯(lián)-仲裁”(“ASS0CIAT10N-ARBITRAT10N”)列表，其暫時(shí)保存正在與該AP相關(guān)聯(lián)過(guò)程中的站的MAC地址。AP然后確定發(fā)出被接收到的認(rèn)證數(shù)據(jù)包的站是否在關(guān)聯(lián)-仲裁列表之中(操作404)。如果該站不是在關(guān)聯(lián)-仲裁列表中，這意味著這是該站第一次嘗試與該AP相關(guān)聯(lián)，該AP把該站以及一個(gè)時(shí)間戳加入關(guān)聯(lián)-仲裁列表，并基于所收到的認(rèn)證數(shù)據(jù)包，在有線網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送帶有該站的MAC地址和相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符(relative signal strengthindicator,縮寫(xiě)為RSSI)值的多播數(shù)據(jù)包(操作406)。該操作允許在RC中的所有AP記下其它AP的RSSI。接下來(lái)，AP等待站發(fā)送另一認(rèn)證數(shù)據(jù)包(操作402)。
[0054]如果站的MAC地址已經(jīng)在關(guān)聯(lián)-仲裁列表中，AP確定與在關(guān)聯(lián)-仲裁表中的該站的條目相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳是否小于舊超時(shí)值(TIMEOUT old)(操作408)。如果是這樣的話，AP什么都不做，只是等待來(lái)自同一站的下一個(gè)認(rèn)證數(shù)據(jù)包(操作402)。這段等待的時(shí)間讓所有的可以“聽(tīng)到”該站的AP有足夠的時(shí)間來(lái)交換各自的RSSI信息。
[0055]如果該時(shí)間戳大于舊超時(shí)值，該AP進(jìn)一步確定是否它本身具有對(duì)該站而言的最高的RSSI (操作410)。這個(gè)步驟可以讓所有可以“聽(tīng)到”該站的AP在它們中間選出那個(gè)可以最好地“聽(tīng)到”該站的AP。如果該本地AP不是有最高的RSSI的那個(gè)AP，它把該站的MAC地址從關(guān)聯(lián)-仲裁列表中刪除(操作411)。如果該本地AP具有最高的RSSI，它首先把該站的MAC地址從關(guān)聯(lián)-仲裁列表中刪除(操作412)。請(qǐng)注意，接收到該站的認(rèn)證數(shù)據(jù)包的所有其它AP也從各自的關(guān)聯(lián)-仲裁列表中刪除該站。此外，在沒(méi)有收到其它的認(rèn)證數(shù)據(jù)包的情況下，所有的AP在關(guān)聯(lián)-仲裁列表中清除未使用的條目。
[0056]接下來(lái)，本地AP以認(rèn)證響應(yīng)數(shù)據(jù)包(AUTHENTICAT1N response packet)響應(yīng)該站(操作414)。本地AP進(jìn)一步從該站接收關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)包(ASSOCIAT1N packet)(操作415)。隨后，該AP與該站執(zhí)行一套安全程序(操作416)。這樣的程序可以包括802.lli, WPA或WPA2安全程序。最后，AP在有線網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送多播“關(guān)聯(lián)通知"(ASSOCIAT1N NOTIFICAT1N)消息到RC中所有的AP (操作418)。該ASSOCIAT1N NOTIFICAT1N消息包含該站的MAC地址及其新分配的AID。作為響應(yīng)，所有AP可以更新它們的AID位圖來(lái)反映分配給該站的新的 AID。
[0057]當(dāng)站解開(kāi)與AP的關(guān)聯(lián)時(shí)，該AP可以發(fā)送“解開(kāi)關(guān)聯(lián)通知”(DISASS0CIAT10NNOTIFICAT1N)的多播消息到所有其它的AP。作為響應(yīng)，所有的AP更新它們的AID位圖，以便釋放以前分配給被解開(kāi)關(guān)聯(lián)的站的AID。
[0058]本發(fā)明的一些實(shí)施例的一個(gè)效用是，站可以自由并無(wú)縫地漫游在W1-Fi網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，在其中AP可以自動(dòng)處理站的移交。為了便于這樣的無(wú)縫漫游，當(dāng)前與站相關(guān)聯(lián)的AP定期監(jiān)測(cè)站的RSSI，當(dāng)RSSI降低到某特定閾值之下時(shí)，該AP從其它AP中選擇一個(gè)有最好的RSSI的AP，并移交該站。在一個(gè)實(shí)施例中，AP使用三個(gè)參數(shù)來(lái)控制該移交:RSSI檢查間隔(RSSIcheck interval,縮寫(xiě)為 RCI), RSSI 檢查閾值(RSSI check threshold,縮寫(xiě)為 RCT),和RSSI檢查轉(zhuǎn)換閾值(RSSI check switch threshold,縮寫(xiě)為RCST)。在操作期間，AP在每個(gè)RCI定期檢查站的RSSI。如果該RSSI降低到RCT之下，AP向所有其它的AP查詢它們的對(duì)應(yīng)于同一站的RSSI (即使其它AP與該站并不相關(guān)聯(lián))。如果當(dāng)前AP的RSSI和另一個(gè)AP的RSSI之間的差異大于RCST，當(dāng)前AP把站移交給該另一個(gè)AP。
[0059]注意，因?yàn)樵赗C中的所有的AP使用相同的頻率，任何一個(gè)AP可以觀察到與在其附近的另一個(gè)AP成員相關(guān)聯(lián)的站的信號(hào)強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)AP從一個(gè)不在它的關(guān)聯(lián)站列表中的站那里接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，該AP在它的“其它-AP-站” (“0THER-AP-STAT10NS”)列表中連同所接收到的數(shù)據(jù)包的RSSI —起為該站加入一個(gè)條目。如果這樣的條目已經(jīng)存在，AP應(yīng)該把在多個(gè)RCI期間的RSSI值進(jìn)行平均。此外，如果AP不再?gòu)倪@樣的站接收到數(shù)據(jù)包，該AP把“0THER-AP-STAT10NS”列表中的條目因過(guò)時(shí)而刪除。
[0060]圖5給出了一個(gè)流程圖，其根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示出了監(jiān)測(cè)一個(gè)相關(guān)聯(lián)的站，并啟動(dòng)站的漫游的示例性的過(guò)程。在操作期間，AP在每個(gè)RCI期間查詢所有相關(guān)聯(lián)的站的RSSI值(操作502)。在一個(gè)實(shí)施例中，如果從一個(gè)站最后接收到的數(shù)據(jù)包是超過(guò)4個(gè)RCI期間之前收到的，那么該站的RSSI值被設(shè)置為O。
[0061]隨后，AP確定是否有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的站的RSSI是小于RCT的(操作504)。如果不是，AP繼續(xù)監(jiān)測(cè)所有相關(guān)聯(lián)的站的RSSI (操作502)。如果一個(gè)站的RSSI降低到RCT以下，該AP發(fā)送帶有該站的MAC地址的多播查詢消息給所有AP (操作506)。在接收到該查詢消息后，所有的AP查閱它們各自的“其它-AP-站”列表并回應(yīng)一個(gè)指明該站的平均RSSI的“站-查詢-響應(yīng)”(“STA-QUERY-RESPONSE”)消息。相應(yīng)的，該AP從其它AP接收RSSI值(操作508)。然后，AP確定它自己的RSSI和最佳的從另一個(gè)AP接收到的RSSI值之間的差值大于RCST (操作510)。如果不是，AP繼續(xù)監(jiān)測(cè)所有相關(guān)的站的RSSI (操作502)。
[0062]如果該RSSI差值大于RCST，該AP把該站移交給該新的AP (操作512)。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)前的AP發(fā)送一個(gè)“移交請(qǐng)求”(“ HANDOVER REQUEST ” )消息給目標(biāo)AP。作為響應(yīng)，該目標(biāo)AP回送一個(gè)“切換請(qǐng)求”(“SWITCH REQUEST”)消息到當(dāng)前AP，而當(dāng)前AP反過(guò)來(lái)又響應(yīng)一個(gè)“切換回應(yīng)”(“SWITCH RESPONSE”)消息，其包含:
[0063](I)該站的 AID;
[0064](2)802.11 關(guān)聯(lián)信息元素，如聽(tīng)間隔(listen interval)，能力；WPA/RSN，HT 能力，等;
[0065](3) 802.lli/WPA2/WPA 站的信息，例如，PTK, PMK,等；以及
[0066](4)802.11塊確認(rèn)(block-ACK)以及不同的TID的聚集狀態(tài)。
[0067]在接收到所有的站的信息后，該目標(biāo)AP把該站加入到它的相關(guān)聯(lián)站的列表之中。此外，目標(biāo)AP進(jìn)行漫游切換。那就是，目標(biāo)AP通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個(gè)擺樣子的數(shù)據(jù)包到第二層交換機(jī)，并以該站的MAC地址作為數(shù)據(jù)包的源MAC地址。這樣，第二層交換機(jī)可以相應(yīng)地更新其MAC轉(zhuǎn)發(fā)表，并把未來(lái)的目的地為該站的數(shù)據(jù)包發(fā)給目標(biāo)AP。
[0068]隨后，當(dāng)前AP在從它的相關(guān)聯(lián)站列表中移除該站之前將它的緩沖區(qū)內(nèi)的任何剩余的數(shù)據(jù)包清除出去。
[0069]注意，該漫游過(guò)程可用于不造成中斷的軟件升級(jí)。通常情況下，進(jìn)行固件升級(jí)的過(guò)程對(duì)用戶而言會(huì)造成中斷。使用上面描述的漫游過(guò)程時(shí)，AP在升級(jí)之前，可以先把它的所有相關(guān)聯(lián)的站移交給最佳的另選的AP。升級(jí)后，下一個(gè)AP可以以類(lèi)似的方式升級(jí)。因此，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以升級(jí)，而不造成任何網(wǎng)絡(luò)中斷。
[0070]此外，本發(fā)明的實(shí)施例便于進(jìn)行不造成中斷的頻譜掃描。通常，AP在啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行頻譜掃描。由于射頻(RF)環(huán)境是動(dòng)態(tài)的，為了使用所能獲得的最佳頻率，需要定期進(jìn)行頻譜掃描。使用所述的漫游過(guò)程，AP可以在進(jìn)行頻譜掃描之前先把它的所有相關(guān)聯(lián)的站移交給最佳的另選的AP。此外，AP可在網(wǎng)絡(luò)各處重復(fù)該掃描過(guò)程，以便基于所有AP的輸入決定最佳頻率。
[0071]圖6A，6B，6B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)行滾動(dòng)維護(hù)若干AP并且不中斷服務(wù)的一個(gè)示例性的過(guò)程。最初，如圖6A所示，AP 602，604，606和608被部署。AP 602和用戶站612，614，和616相關(guān)聯(lián)；AP 604與用戶站612和614相關(guān)聯(lián)。當(dāng)系統(tǒng)需要進(jìn)行滾動(dòng)維護(hù)(如固件升級(jí)或頻譜掃描)時(shí)，系統(tǒng)首先選擇一個(gè)AP作為開(kāi)始。
[0072]如圖6B所示，第一個(gè)進(jìn)行維護(hù)的AP是AP 602。相應(yīng)地，AP 602將其本身與用戶站612，614，和616的關(guān)聯(lián)斷開(kāi)，并將它們移交給其它AP。具體來(lái)說(shuō)，用戶站612和614都被移交給AP 606，用戶站616被移交給AP 604。(新的關(guān)聯(lián)是由虛線示出。)AP 602將其本身與所有的用戶站的關(guān)聯(lián)斷開(kāi)后，AP 602就可以進(jìn)行維護(hù)了。
[0073]隨后，當(dāng)AP 602的維護(hù)操作完成后，如圖6C所示，用戶站612，614，和616被移交回AP 602。此外，下一個(gè)AP，這在本例中為604，重復(fù)相同的步驟。那就是，AP 604把和其相關(guān)聯(lián)的用戶站612和614分別相應(yīng)地移交給AP 606和AP 608。移交后，AP執(zhí)行維護(hù)程序。
[0074]可供選擇的，在AP 602的維護(hù)完成后，用戶站612，614，和616可以保持與其當(dāng)前的AP的關(guān)聯(lián)(即，用戶站612和614仍然與AP 606相關(guān)聯(lián))。
[0075]上述滾動(dòng)維護(hù)過(guò)程可以被每個(gè)已部署的AP重復(fù)，直到網(wǎng)絡(luò)中所有的AP都經(jīng)歷了同樣的維護(hù)過(guò)程。
[0076]示例件AP系統(tǒng)
[0077]圖7不出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的不例性的AP系統(tǒng),其便于在W1-Fi網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)縫漫游。在這個(gè)例子中，AP系統(tǒng)700包括一個(gè)處理器702，存儲(chǔ)器704，和通訊模塊706，該模塊可以包括一個(gè)無(wú)線電收發(fā)器和天線(未顯示)。
[0078]AP系統(tǒng)也包括同步模塊708，站關(guān)聯(lián)模塊710，和站移交模塊712。在操作過(guò)程中，同步模塊708與其它AP進(jìn)行時(shí)間同步，如與圖3 —起所被描述的。站關(guān)聯(lián)模塊710執(zhí)行與圖4 一起所被描述的站關(guān)聯(lián)過(guò)程。站移交模塊712便于站的漫游，如與圖5 —起所被描述的。
[0079]在本說(shuō)明書(shū)中描述的方法和流程可以體現(xiàn)為代碼和/或數(shù)據(jù)，它們可以被存儲(chǔ)在如上面所描述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取并執(zhí)行存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的代碼或數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)做出該體現(xiàn)為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的方法和流程。
[0080]此外，在此描述的方法和流程可以被包括在硬件模塊或設(shè)備之中。這些模塊或設(shè)備可能包括，但不限于，專用集成電路(ASIC)芯片，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)，在一個(gè)特定的時(shí)間執(zhí)行一個(gè)特定的軟件模塊或一段代碼的專用或共享處理器，和/或其它現(xiàn)在已知的或以后開(kāi)發(fā)的可編程邏輯裝置。當(dāng)該硬件模塊或設(shè)備被激活時(shí)，它們執(zhí)行被包括在它們之中的方法和流程。
[0081]上述各種實(shí)施例的描述只為例證和說(shuō)明的目的。它們不是詳盡無(wú)遺的，或是把本發(fā)明限制在其所披露的形式上。因此，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，許多修改和變化將是明顯的。此外，上述披露并不限制本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中接入點(diǎn)把與其相關(guān)聯(lián)的用戶站移交給其它接入點(diǎn)的方法，包括步驟: 查詢與該接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的所有用戶站的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符值； 確定相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符值低于第一預(yù)定閾值的用戶站； 發(fā)送帶有該用戶站的介質(zhì)訪問(wèn)控制地址的多播查詢消息給該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的其它接入占.接收其它接入點(diǎn)回應(yīng)的有關(guān)該用戶站的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符值； 確定該接入點(diǎn)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符值與與其它接入點(diǎn)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符值中的最佳值之間的差值是否大于第二預(yù)定閾值； 若是，則把該用戶站移交給具有所述最佳值的接入點(diǎn)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中所述把該用戶站移交給具有最佳值的接入點(diǎn)的步驟包括: 發(fā)送移交請(qǐng)求消息給所述具有最佳值的接入點(diǎn)； 接收所述具有最佳值的接入點(diǎn)回送的切換請(qǐng)求消息； 作為對(duì)切換請(qǐng)求消息的響應(yīng)，發(fā)送切換回應(yīng)消息給所述具有最佳值的接入點(diǎn)；以及 從相關(guān)聯(lián)用戶站列表中移除該用戶站。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中所述把該用戶站移交給具有最佳值的接入點(diǎn)的步驟還包括: 所述具有最佳值的接入點(diǎn)把該用戶站加入到其相關(guān)聯(lián)用戶站列表中；以及所述具有最佳值的接入點(diǎn)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送擺樣子的數(shù)據(jù)包到第二層交換機(jī)，并以該用戶站的介質(zhì)訪問(wèn)控制地址作為數(shù)據(jù)包的源介質(zhì)訪問(wèn)控制地址。
4.按照權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括: 在所述把該用戶站移交給具有最佳值的接入點(diǎn)的步驟之后，進(jìn)行接入點(diǎn)的維護(hù)。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其中所述接入點(diǎn)的維護(hù)包括軟件固件升級(jí)，和/或頻譜掃描。
6.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的方法，其中所述第一預(yù)定閾值是相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符，所述第二預(yù)定閾值是相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度指示符檢查轉(zhuǎn)換閾值。
7.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的方法，其中切換回應(yīng)消息包括:該用戶站的關(guān)聯(lián)ID、.802.11關(guān)聯(lián)信息元素、802.1li或WPA2或WPA站信息、802.11塊確認(rèn)以及不同的通信標(biāo)識(shí)聚集狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H04W36/08GK104244350SQ201410378486
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月19日
【發(fā)明者】S·達(dá)亞南丹, B·C·楊, Y·H·李, K·M·羅, R·J·佩拉 申請(qǐng)人:優(yōu)倍快網(wǎng)絡(luò)公司