专利名称：用于接入端口和无线交换机之间通信的协议的制作方法
技术领域：
本发明涉及诸如遵循IEEE标准802.11协议的无线局域网。特别地，本发明涉及安排用于利用无线交换机和接入端口的网络，如在2000年3月17日申请的共同待审申请系列号09/528,697中所描述的网络，该申请的说明书在此结合作为参考。应当理解的是，用在本申请中的术语“接入端口”是所引用的共同待审申请中称为“RF端口”的设备的商业名称，而用在本申请中的术语“无线交换机”是所引用的共同待审申请中称为“蜂窝控制器”的设备的商业名称。本发明的无线交换机也与在2003年5月28日申请的共同待审的临时申请系列号60/473,755中描述的蜂窝控制器一致，该申请的说明书在此结合作为参考。
背景技术：
新技术通常涉及期望利用无线交换机支持不同的通信协议和不同的媒体，以通过无线电、光纤或者利用包括有线的其它媒体的串行数据路径，将附加的设备与包含无线交换机的无线网络连接。
本发明的目的是提供能够接纳与无线交换机和接入端口之间的通信有关的多种技术的新的以及改进的通信格式。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于在无线局域网中配置接入端口的改进方法，其中无线交换机控制一个或多个接入端口的操作，并且利用该一个或多个接入端口管理数据通信，该接入端口包括一个或多个用于将数据发送到其它设备的入口。从无线交换机下载用于接入端口操作的软件。该接入端口将表示该接入端口的一个或多个入口的标识的数据发送到无线交换机。从无线交换机下载数据到该接入端口，以配置该接入端口的一个或多个入口。
根据本发明，提供了利用前述方法配置的接入端口。
根据本发明，提供了一种用于在无线局域网中通信的改进方法，其中无线交换机控制一个或多个接入端口的操作，并利用该接入端口管理数据通信，至少一个接入端口包括接入端口处理器和用于将数据发送到其它设备的多个入口。提供了对应于接入端口处理器和入口的单独的网络地址。利用对应于接入端口处理器的网络地址，发送接入端口处理器和无线交换机之间的消息，以及利用分配给入口的网络地址发送入口和无线交换机之间的消息。
在优选实施例中，序号分配给接入端口和无线交换机之间的数据消息，其中一系列单独的序号分配给了每个接入端口处理器和多个入口。数据消息可以具有以太网格式，包括第一以太网首标和第二以太网首标，其中所述以太网首标包括网络地址，第二首标包含序号。该第二首标还可以包括消息长度字段和/或指示消息方向和消息类型的命令字段。第二首标可选择地包括指示用于在消息中处理数据的指令代码的代码字段。
根据本发明，提供安排用于利用本发明的方法操作的无线局域网。
为了更好地理解本发明以及其它和另外的目的，结合附图参考以下的描述，本方面的范围将在附加的权利要求书中指出。
图1是示意其中实践了本发明的方法的无线局域网的实例的方框图；图2是示出了根据现有技术示具有单个入口的接入端口的方框图；图3是根据本发明的第一接入端口的方框图；图4是根据本发明的第二接入端口的方框图；
纵观所有的图，除非有另外的说明，相同的附图标记和符号用于表示相似的特征、部件、组件、或示意性实施例部分。
具体实施例方式
当用于本说明说时，下列术语具有如下含义接入端口是具有包含至少一个入口的以太网连接的设备。入口是包含于提供到某些其它的设备或网络的通信信道的接入端口的任何设备。入口可以是IEEE 802.11无线电设备，与在IEEE 802.11规范中描述的那些相比使用某些其它技术的无线电设备、或者诸如串行信道的非-无线电设备、光纤链接等等。接入端口可以包含用于利用不同协议进行通信的多个入口，如IEEE 802.11的不同版本。
无线交换机是控制一个或多个接入端口以及将这些设备间的数据桥接到不同的网络，典型地是有线以太网的设备。
正是通过这样一个过程，接入端口与无线交换机相关联。
消息是完整的数据单元，对处理那些数据的逻辑可见。对特定网络的尺寸限制可以为了在该网络上传输而强制将“消息”拆分成多个“分组”或“帧”。
分组或帧是由网络处理的单个数据单元。作为一种网络类型上的单个实体被处理的数据单元为了能在不同类型的网络中传输必须拆分成多个单元。术语“分组”总是指在如所涉及的特定网络之上可见的数据单元。
参考图1，示意了如所参考的共同待审申请系列号09/528,697中描述的无线局域网10的实例，其中无线交换机12、13(在所参考的申请中称为蜂窝控制器)通过以太网14与接入端口16、18和20(在所参考的申请中称为RF端口)通信。接入端口16、18和20被安排用于利用诸如一个或多个IEEE标准802.11版本的协议、或者其它无线数据通信协议与移动单元22、24通信。
图2示意了如所参考的共同待审的申请中描述的接入端口16的实例。接入端口16包括网络接口卡26(NIC)，该网络接口卡包括以太网控制器28和数字信号处理器30(DSP)。提供了具有用于与移动单元22、24无线通信的天线34的无线电设备或RF模块32。正如所参考的申请中所描述的，较低层的媒体接入控制(MAC)功能在DSP 30中执行，而较高层的MAC功能在接入端口正与之通信的无线交换机12或13中执行。
图3示意了根据本发明包括两个入口的第一接入端口18的实例。接入端口18包括具有以太网控制器38和处理器40的NIC36。处理器40可以是数字信号处理器或者与存储器和用于与其它设备通信的接口有关的微处理器。接入端口18包括2个在无线电设备1和无线电设备2中指定的入口42、46。每个入口都有天线44、48。
图4示意了根据本发明的第二接入端口20的实例。除了第二入口50是代替无线电设备的光纤变换器并安排用于通过光纤传输线48发送和接收串行数据之外，接入端口20与接入端口18相同。
本发明提供了用于在接入端口16、18及20和无线交换机12、13之间通信的协议。该协议包括一些格式的两种版本，第一个版本用于无线交换机12、13和具有单个入口的接入端口16之间通信。该协议的第二个版本用于在无线交换机12、13和具有多个入口的接入端口18、20之间通信。该协议格式的这两个版本兼容地用于同一个系统中，并且这两个版本的许多格式都是相同的。
本发明还提供了用于从无线交换机中下载运行时的代码到接入端口的设备。在接入端口具有多个入口的情况下，本发明还提供了用于配置接入端口的入口的设备。
在多入口的接入端口情况下，优选给接入端口分配多个MAC地址。第一个是给其上的NIC卡和处理器的MAC地址。余下的MAC地址优选分配给接入端口的入口。通常，无论入口数有多少，运行的接入端口将优选具有至少两个MAC地址。
无线交换机与位于接入端口内的接入端口处理器或入口之间的所有通信均使用WISP消息(WISP是无线交换协议(Wireless SwitchProtocol)的首字母缩写)。所有字段是以高字节优先(网络顺序)格式。在每个字段内最高位显示在左边而最低次显示在右边。WISP消息格式如表1所示。
表1WISP消息格式消息的以太网首标部分是标准IEEE 802.3首标，由目的地MAC地址、源MAC地址、以及以太网类型组成。以太网类型字段可以包含0x8783的专有符号以太网类型值或其它值。以太网首标如表2所示，WISP首标如表3所示。
表2以太网首标
表3WISP首标指令字段拆分成如下表4所示的子字段
表4指令子字段对于发送到或从接入端口接收的消息，如果消息是从接入端口发出，方向子字段设置为0，而如果消息是发送到接入端口，则方向子字段设置为1。类型3消息用于硬件诊断并且可以由设备制造商指定。
类型子字段的值和含义在表5中列出。
表5类型子字段值管理消息的指令码的初始设置在表6中阐述。无线数据消息的指令码的初始设置在表7中阐述。流控制消息的指令码的初始设置在表8中阐述。诊断消息的指令码的初始设置在表9中阐述。
表6类型0消息指令码子字段值
表7类型1指令子字段值
表8类型2指令子字段值
表9类型3指令子字段值序列字段用于多个目的。还有多个在不同类型的WISP消息中使用的序号流。对于每个连续的消息，每个流起始于值0并且以1递增。
无线交换机如下分配序号对于给定的接入端口，有一个用于由无线交换机(不论管理消息是否定址到接入端口或接入端口中的一个入口均使用同一个流)发送的所有管理消息的16位序号流。此外，有不同的16位序号流用于将即时无线数据消息发送到接入端口中的每个入口。即时无线数据消息是那些由无线交换机无延迟地发送到入口的消息(这包括所有有向数据以及那些匹配组播掩码的组播数据帧)。另一个序号“流”由无线交换机用于以将批量延迟的无线数据消息发送到入口。批量延迟的消息是那些存储在无线交换机中直到入口通过DTIM Poll消息给它们发出请求的非-有向数据帧(即，所有的广播加上那些不匹配组播掩码的组播)。每一次无线交换机发送批量延迟消息时，它们从序号0开始并且以1递增直到所有排队的消息都被发送到请求它们的入口。为了响应下一个DTIM Poll，不论它来自于同一个还是不同的入口，批量延迟的无线数据消息中的序号再次从0开始。
接入端口如下分配序号启动码为它所发送的所有消息使用单个16位序号流。在成功下载之后，接入端口处理器为它所发送的所有消息(这当前只包括DeviceInfo消息)使用不同的16位序号流。接入端口中的每个入口为它所发送的每个消息使用其自己的16位序号流，而无论它们是管理、无线数据、或流控制消息。
具有2个入口的接入端口将处理如下序号流●3次传送○一个用于由启动码发送的所有消息○一个用于由入口1发送的所有消息○一个用于由入口2发送的所有消息●4次接收○一个用于所有管理消息○一个用于到入口1的即时无线数据消息○一个用于到入口2的即时无线数据消息○一个用于到这两个入口的任一个的批量延迟(bulk-delayed)的无线数据消息在可执行的图像下载过程中，通过为每个分段增加这个值，序号提供了识别所下载文件的每个分段的手段。这确保了在失序时不会接收到帧。
序号包含于未下载的管理消息主要是帮助数据分组流的分析和调试。无线交换机和入口都不需要检测和/或拒绝在失序时接收的未下载的管理消息。
在运行时期间，即时无线数据消息中的序号提供了用于从无线交换机发送到入口的802.11数据帧的流控制方法。由于对于无线数据消息的每个分段序号将保持恒定，无线交换机和入口使用序号字段重新组合任何分段的分组。
下面提供了管理消息内容的细节，许多消息遵循提供用于各可变长度字段的可能性的格式。这种格式的一般形式为
项目ID是唯一的单字节值。
项目长度以字节数表示数据字段的大小。项目长度可以是固定的或可变长的。
数据是所关心的实际数据。
管理帧是类型＝0的帧。
在接入端口初始化期间，每秒发送一次Hello消息直到接收到Parent回复或者直到预定时间周期(如，60秒)期满。Hello消息格式在表10中示出，并且和Parent消息一起用于为无线交换机宣告它们采用接入端口的意图提供一种手段。
表10Hello消息格式响应于Hello消息，从无线交换机发送Parent消息到接入端口。Parent消息与Hello消息一起用于为无线交换机宣告它们采用接入端口的意图提供一种手段。。
如果该无线交换机配置成这样，则无线交换机响应于Hello消息发送Parent消息。用于Parent消息的格式在表11和12中示出，该消息体包含无线交换机MAC地址。
表11Parent消息首标
表12Parent消息体响应于Parent消息，接入端口发送LoadMe消息。该消息内容和格式依赖于接入端口的配置。表13中示出的LoadMe消息的第一个版本由在共同待审申请系列号09/528,697中描述的基于DSP的接入端口的类型使用，并且在图2中示出。其它的接入端口，特别是具有一个以上入口的接入端口使用表15中定义的LoadMe消息。
LoadMe消息由接入端口发送以请求将可执行图像下载到接入端口中。当接入端口接通电源，其以每秒一次的间隔发送LoadMe消息一直持续10秒，如果没有响应则接入端口必须复位。
由无线交换机使用LoadMe消息体中的信息用于判断是否采用该接入端口。依赖于无线交换机的设计，Loadme消息中的信息也可以在无线交换机用户接口处提供给用户。
LoadMe帧体由一系列项目组成，每个项目包含1字节的ID字段、1字节的长度字段、以及可变长度数据字段。该长度字段是数据字段的总字节长度。长度字段总是偶数。如果可变长度数据字段的真实长度是一个奇数，那么一个字节的填充(0)就会添加到该数据的末端以使该长度为偶数。
在下表14中描述的项目ID1到5必须总是出现在LoadMe帧中。当适当的或其它的项目需要被包含时，可以扩展这个消息。LoadMe消息的接收方必须忽略其不能理解的所有项目。
表13第一个版本的LoadMe消息首标
表14第一个版本的LoadMe消息体表15和16中示出了用于由如图3和4中所示的多入口的接入端口的高级接入端口使用的LoadMe消息的第二个版本。
表15第二个版本的LoadMe消息首标
表16第二个版本的LoadMe消息体无线交换机响应带有LoadImage消息的LoadMe消息，该LoadImage消息为接入端口的网络接口卡(NIC)下载操作码。对于LoadMe消息的第一个版本，LoadImage消息在表17和18中描述。
响应LoadMe(如果无线交换机确定它将采用这个接入端口时)，无线交换机发送第一个LoadImage。
当接入端口响应具有表示下一个序号的Ack的LoadImage时，无线交换机发送下一个LoadImage消息。当接入端口响应具有Nak的LoadImage时，无线交换机重新发送最后一个LoadImage消息。
这会一直持续到整个图像被下载。
文件最后的部分在LoadDone消息体中发送。
这向接入端口表示它已经接收到它的整个运行时图像。
表17第一个版本的LoadImage消息首标
表18第一个版本的LoadImage消息体响应于第二个版本的LoadMe消息，无线交换机以表19和20指定的格式发送LoadImage消息。如同第一个版本，图像代码以其中最后一个分段指示的许多分段的方式发送以成为指令码中的LoadDown消息。
表19LoadImage消息首标
表20LoadImage消息体响应于来自无线交换机的每个LoadImage或LoadDone消息，接入端口将肯定应答消息发送到成功接收到消息的接入端口。第一个版本的Ack消息响应于LoadImage和LoadDone消息的第一个版本并在表21和22中阐述。第二个版本响应于LoadImage和LoadDone消息的第二个版本并在表23和24中阐述。Ack中的序号是从LoadImage或LoadDone分组首标的序列字段中获取。
表21第一个版本的Ack消息首标(从接入端口到无线交换机的Ack)
表22Ack消息体(从接入端口到无线交换机的Ack)
表23第二个版本的Ack消息首标(从接入端口到无线交换机的Ack)
表24第二个版本的Ack消息体(从接入端口到无线交换机的Ack)利用第二个版本的无线交换机在当成功处理DeviceInfo分组后发送Ack。Ack中的序号是从DeviceInfo分组首标的序列字段中获取。从无线交换机到接入端口的Ack消息的格式在表25和26中阐述。
表25Ack消息首标(从无线交换机到接入端口的Ack)
表26Ack消息体(从无线交换机到接入端口的Ack)当没有成功接收到前一个消息时，Nak消息在与Ack消息相同的情况下发送。第一个版本的Nak消息格式在表27和28中阐述。从接入端口到无线交换机的第二个版本的Nak消息在表29和30中阐述。从无线交换机到接入端口的Nak消息在表31和32中阐述。连同Nak消息，序号被视为最后一个成功的序列字段加1。
表27第一个版本的Nak消息首标(从接入端口到无线交换机的Nak)
表28第一个版本的Nak消息体(从接入端口到无线交换机的Nak)
表29第二个版本的Nak消息首标(从接入端口到无线交换机的Nak)
表30第二个版本的Nak消息体(从接入端口到无线交换机的Nak)
表31第二个版本的Nak消息首标(从无线交换机到接入端口的Nak)
表32第二个版本的Nak消息体(从无线交换机到接入端口的Nak)无线交换机将带有LoadImage消息的代码的最后一个分段的LoadDone消息发送到接入端口。连同使用第一个版本的接入端口在表33和34中定义了LoadDone消息。第二个版本的LoadDone消息在表35和36中示出。LoadDone消息包含其后紧随16位校验和的图像码的最后一个分段。
表33第一个版本的LoadDone消息首标
表34第一个版本的LoadDone消息体保留字节数可以为0
表35第二个版本的消息首标
表36第二个版本的LoadDone消息体保留的字节数可以为0使用第二个版本的接入端口发送DeviceInfo分组以将它所有入口的组合能力报告给无线交换机。该DeviceInfo消息在当接入端口的运行时图像已经下载并正确执行时，但在它的无线电设备已经配置之前发送。DeviceInfo消息是广播消息以便所有无线交换机可以知道该接入端口的无线电设备配置。
如果接入端口从它的Hello消息中接收到Parent响应，则接入端口期待来自它的Parent无线交换机(即，从第一个Parent指示的MAC地址以应答接入端口的Hello消息)的DeviceInfo消息的Ack。如果接入端口在10秒钟内没有见到这样的Ack，则它将会复位并开始发送Hello消息。
如果接入端口没有接收到来自其Hello消息的Parent响应，则接入端口将会发送5个DeviceInfo消息(每秒一个)。然后其将会复位并开始发送Hello消息。
DeviceInfo消息体由一系列项目组成。这些项目并不保证会以任何特定的顺序排列，尽管建议它们根据其ID字段的值以数字顺序排放。
用于Device消息的格式在表37到40中阐述。
表37DeviceInfo消息首标
表38DeviceInfo消息体上述项目0xa、0xb、0xc、0xd和0xe优选可以对设备上的每个入口重复(按照顺序)。
表39入口类型码
表40操作位掩码定义值得注意的是，表40中的位仅在接入端口具有检测天线出现的能力时才有意义。由此，必须优选无线交换机知道接入端口检测天线的能力。
当接入端口的运行时图像根据第二个版本的协议下载并且接入端口已经成功地将DeviceInfo发送到无线交换机，但是无线电设备尚未配置时，接入端口的每个入口发送ConfigMe分组以向无线交换机报告它的能力并请求它的配置。直到已经配置了无线电设备，其每3秒发送一个ConfigMe的分组一直持续9秒。在这之后，其每60秒发送出去一个ConfigMe分组直到接收到响应。当配置分组已经被成功接收并且由无线电设备处理时，就不再发送ConfigMe消息。接着无线电设备开始正常操作。ConfigMe消息的格式在表41和42中阐述。
表41ConfigMe消息首标
表42ConfigMe消息体需要注意的是，FH入口将优选地把已经存储在FLASH配置存储器中的某些参数发送出去。示意性的值在表42中阐述以及跳转设置(值可以是1～3)，跳转序列(值可以是1～信道最大数量/3)，以及跳转停止时间(在K个使用单元中范围是20～1000)。
响应于ConfigMe分组或者无论何时要求改变配置，无线交换机可以发送Configuration分组。
Configuration消息包括表43中所示的首标并且是由可变数量的项目组成。可能的Configuration项目的格式在表44到51中描述。入口必须忽略其不认识的配置项目。
如果Configuration消息被正确处理，将它们将产生Status消息。如果接入端口确定配置是错误的，则接入端口应该利用指示配置错误类型字段的错误的Status消息应答Configuration消息。
表43Configuration消息首标
表44Configuration消息体项目说明需要注意的是，对于FH端口，国别信息元素可以用于为该跳转表建立第一信道和最大信道。因此，第一跳转信道和最大信道编号没有插入到Configuation消息体中。
表45ESS选项项目的位定义
表46选项掩码位定义
表47Country信息元素首标
表48Country信息元素信道描述符需要注意的是，上述信道描述符的数量对于每个国家(对于每个国别信息元素首标)是可变的。由于存在非相邻频带，每个国家有许多上述的3字节的信道描述符，或者相邻信道组内有不同的功率级别。对于802.11a，相邻的意思是“单调增加”。这样，例如，整个U-NII低频带(最大功率为10dBm)可以定义为m_byMinChannel＝36m_byMaxChannel＝4m_byMisc＝10上述关于信道描述符的值将指出允许信道36、40、44、和48。
对于802.11a所有信道单调地加4。对于802.11b所有信道单调地加1。
表49负载均衡元素
表50WiFi保护的接入(WPA)元素
表51天线差异设置当所有的配置处理完成时配置序号由无线电设备增加的。无线电设备在Status分组中把这个值发送到无线交换机中以指示所有指定的改变已经被成功执行。如果无线电设备接收到带有之前见过的序号的Configuration分组，则该无线电设备将忽略该分组。
发送到无线电设备的初始Configuration分组必须包含对于无线电设备操作所需要的所有配置信息。如果缺少一个字段，则无线电设备将使用默认值。随后的Configuration分组必须包含将被改变的项目，但是可以包含尚未改变的项目。
每隔5秒钟，已配置的无线电设备就把Status消息发送到无线交换机以宣告它仍在运行。另外的Stauts分组可以在任何需要的时候发送以便无线交换机可以识别显著的变化。显著变化的实例为自动信道扫描功能完成、802.11a入口在其当前的信道上检测到雷达、或者接收到由Configuration错误类型字段指出的错误的Configuration消息。当这发生时，包含该错误的Configuration消息无效。
该Status分组还用于把统计和状态信息发送到无线交换机。这些项目可在将来定义。
这个消息体包含一系列项目。每个项目包含1字节的项目ID、1字节的长度、以及可变长度的数据字段。该长度字段是以字节表示的数据字段的总长度。该状态消息格式在表52、53和54中示出。
表52状态消息首标
表53状态消息体在正常操作期间，被选择的信道项目是当前无线电设备正使用的信道。值0xffff表示自动信道扫描已经完成并且无线电设备已经正等待新的配置。
表54错误号无线交换机每秒向每个无线电设备发送Heartbeat消息以向无线电设备表明无线交换机仍在工作，以保持网络时间同步以及更新负载均衡数据。
该负载均衡数据成为信标和probe响应RF分组中的负载均衡元素的一部分。1秒更新时间的要求是为了保持网络时间同步。该Heartbeat消息格式在表55和56中示出。
表55Heartbeat消息首标
表56Heartbeat消息体
UpdateTIM分组的目的地是为无线电设备更新信标的部分虚拟位图字段以及更新位图控制字段的位图偏移量。无线电设备填满TIM元素中字段剩下的部分。
基于当前通过这个无线电设备(如果有的话)为每个有关的PSPMU存储的业务量，由无线交换机编译TIM映射。该分段控制首标的长度字段指示该元素的总长度。
用于UpdateTIM消息的格式在表57和58中示出。分组体中的第一个字节将为位图控制指示位图偏移量。余下的是将成为每个信标的一部分的部分虚拟位图。
表57UpdateTIM消息首标
表58UpdateTIM消息体复位分组的目的是复位接入端口。其可以定向到接入端口NICMAC地址或入口MAC地址。当定向到接入端口NIC MAC地址时，复位分组与接入端口处的开关电源有同样的效果-接入端口将会回复到它初始化的过程。
当定向到入口MAC地址时，入口将回复到ConfigMe阶段，发送ConfigMe消息直到从入口的Parent无线交换机接收到Configuration。除了目的地入口之外的入口不应该改变它们的运行状态。用于Reset消息的首标在表59中示出。该消息没有消息体。
表59Reset消息首标在下面的描述中术语“无线电设备”是用于指驻留于接入端口之内的入口(无线电设备或其它实体)，即使在其中接入端口仅由一个无线电设备组成，并且该同一个MAC地址既被用于接入端口也用于无线电设备的情况下。
每个由无线交换机发送到无线电设备的消息都被封装成一个或多个无线数据分组发送。每次无线交换机创建一个无线数据分组-没有分段-在其中封装消息，其将该无线数据分组内的序列字段值加1。如果该消息必须分段，则该序号对于该消息的每个分段都一样。无线电设备记住包含每个将发送的帧的最后一个无线数据分组的序列字段的值。该序列编号对于接入端口内的每个无线电设备是独立的。在无线电设备转发接收自无线交换机的帧之后尽可能快地时间里，它报告最初包含那一帧的无线数据分组中的序列字段的值返回到如下描述的Results1或Results2字段中的无线交换机中。
无线电设备可以使用两种方法以向无线交换机报告最近转发的帧的序列字段。这两种方法都涉及填充发送到无线交换机的消息的TxResult字段。第一种方法在包含由无线电设备接收并发往无线交换机的消息的无线数据分组中的Tx Results1和Tx Result2字段中填充。第二种方法是创建一个UpdateResults消息，根据需要填充一个或多个Tx Results字段，以及将其发送到无线交换机。这个消息的唯一目的是向无线交换机报告该结果字段。每个无线电设备必须实现一种机制以尽可能快地向无线交换机报告所转发的消息的结果。
当接入端口从无线交换机接收的分段消息已经由接入端口成功发送时，如上所述指示成功的结果。在这种情况下，只有一个结果指示从接入端口发送到无线交换机-即使接入端口接收到两个关于该消息的帧(两个分段)。
从接入端口到无线交换机的无线数据消息的格式在表60和61中阐述。当使用协议的第一个版本配置接入端口并且只有一个接入端口时，无线电设备MAC地址是接入端口NIC的地址。
表60无线数据消息首标(从无线电设备到无线交换机的数据)
表61无线数据消息体(从入口到无线交换机的数据)
关于TxResults 1和TxResults 2字段的格式在表62中阐述。
表62Tx Results1和Tx Results2字段的格式当无线电设备已经接收到将被转发到无线交换机的消息时，根据已经或尚未报告给无线交换机的消息，其在TxResults1和TxResults2字段中填充包含如下封装的消息的帧如果所有由无线交换机发送到被转发的无线电设备的数据已经转发并且该结果已经报告给无线交换机，则两个字段都设置为0。
如果已经转发了从无线交换机发送的仅1条消息并且尚未报告，那么TxResults1字段用有关消息的最后(或唯一)分段信息填充并且TxResults2设置为0。
如果已经转发了从无线交换机发送的不止1条消息并且尚未报告，那么TxResults1字段用有关最老的未报告消息的信息填充而TxResults2字段用有关下一个最老的未报告消息的信息填充。
通过将“ok”子字段设置为3，将“seq”子字段设置为丢失的序号，以及将其余的子字段设置为0，入口可以报告丢失的帧。
如果接入端口已经转发了准备报告的结果，但是没有接收到等待发送给无线交换机的帧，则该无线电设备将创建并且在当接入端口知道发送结果之后发送UpdateResults消息给无线交换机。TxResults1和TxResults2字段如上述描述的填充。在创建和发送UpdateResult消息之前入口需要继续保留未报告结果多长时间是实现独立的，但是通常这个时间应该最小化。
报告给无线交换机的结果可以不在序列中，每个无线电设备以它认为的最有效的顺序自由发送数据帧，但是发送结果必须以与无线电设备所知道的结果相同的顺序发回到无线交换机。
利用表63的格式，Rx数据字段填充在包含该消息的最后一帧的无线数据分组体中。正如支持的硬件所报告的，RSSI子字段包含消息能接收的相对信号强度(如果入口是无线电设备的话)。速率子字段包含所接收到的消息的编码数据率(如果入口是无线电设备的话)。数据率的编码在下表64中示出。关于信道字段的格式在表65中示出。
表63Rx数据字段的格式
表64数据率值
表65信道字段的格式从无线交换机到无线电设备的数据消息的首标字段和消息体的格式在表66和67中示出。
表66无线数据消息首标(从无线交换机到入口的数据)
表67无线数据消息体(从无线交换机到入口的数据)用于任何发送速率的位图值，包括表67中的所允许的速率字段，在表68中示出。最上面一行是比特编号。最底下一行是以兆比特表示的每秒数据率。
表68速率位图发送控制字段在表69中阐述。优先权字段意欲允许支持服务质量机制的灵活性。其中不存在这种机制时该字段设置为0。
分组字段指定了这个消息所属于的优先权组。
优先权组和优先权之间的关系如下每个优先权组可以拆分成直到16个优先权。任何在一个优先权组中的消息具有比任何在低-数字优先权组中的消息较高的优先权，而无论它们各自优先权字段中的值如何。
Profile字段指定了重试算法。更明确地，RF端口使用这个值以为每次发送确定下列信息●用于每次发送尝试的最大争用窗口(CW)●最大尝试次数●何时降低Tx速率将要使用的重试运算法则不是由协议指定的。相反，其一直到实现为5个简表类型中的每一个定义合适的发送简表。
表69发送控制字段流控制允许数据从无线交换机到入口有效地移动。它还确保数据不会被发送到没有为它留有空间的入口。流控制将应用于两种截然不同类型的数据即时的和批量延迟的。每一种类型使用不同的流控制方法处理。
即时无线数据消息是通过它们的首标中的序列字段、以及上行流(即，从入口到无线交换机)无线数据体中的流控制窗口字段、UpdateResults、和DTMIPoll消息的流控制的。该流控制窗口字段允许入口通知无线交换机其还剩余多少空间可以接收另外的无线数据消息。这个空间以术语序号“窗口”表示，其中该流控制窗口值是最后一个能被接受的序号。当入口通过RF发送数据，其释放另外的缓冲区空间并且随后在它发送的下一个无线数据、UpdateResults、或者DTMIPoll消息中通知新的窗口。该被通知的窗口将一直等于或大于最后一个被通知的窗口(除了16位环绕的情况)。
批量延迟的无线数据消息是通过DTMIPoll消息流控的。该消息先于即将发生的DTIM时间发送，并且发信号给无线交换机以发送所有缓冲的非定向数据到请求数据的入口，直到到达DTIMPoll消息内指定的限制。用于批量延迟的无线数据消息的序列编号从即时无线数据消息分离，并且每个入口必须为每个数据类型维持单独的存储区域。批量延迟的无线数据消息的接收对流控制窗口字段的值没有影响。
当有关一个或多个完成的数据转发(发送)操作的状态的信息可用，并且已经接收到的数据没有正在等待发送到无线交换机时，UpdateResults消息由无线电设备发送到无线交换机。如上所述填充Tx Results字段。TxResults1和TxResults2字段总是包含在这个消息中，即使只有一个结果要报告(在该情况下，TxResults2字段将无效)。可以根据需要附加另外的TxResults到这个消息。
这个消息还使用最近的流控制信息用于更新无线交换机。UpdateResult消息的格式在表70和71中阐述。
表70UpdateResults消息首标
表71UpdateResults消息体该无线电设备将DTIM Poll消息发送到无线交换机以请求任何发送存储的(缓冲的)广播或组播消息。DTIM Poll和DTIM时间之间的时间量是依赖于实现的。当发生DTIM时间，无线电设备将发送自最后一次DTIM以来接收到的任何广播或组播消息。
这个消息还用来利用这个无线电设备当前可用的发送缓冲区(非DSP)数量更新无线交换机。
这个消息能被用于发送任何先前未报告的TxResults到无线交换机。可以包含0、1、或者2个有效的TxResults，但是TxResults 1和TxResults 2字段总是存在，即使它们不包含有效数据。DTIM_Poll消息的格式在表72和73中阐述。
表72DTIM_Poll消息首标
表73 DTIM_Poll消息体使接入端口变得与无线交换机相关联的处理称为接入端口采用处理(APAP)。一些WISP消息只在这个采用处理过程中使用。
下面示意了无线交换机和接入端口之间可能的正常初始化消息序列。
第一部分描述了无线交换机与多入口接入端口之间正常的成功下载。第二部分描述了当无线交换机没有配置为采用该端口时多入口接入端口与无线交换机之间的消息交换。第三部分描述了基于DSP的接入端口与无线交换机之间的消息交换，如图2所示。
下表概括了当接入端口以Hello消息开始消息序列以及至少一个无线交换机配置为采用该接入端口时的消息交换。
下面概括了当没有无线交换机被配置为采用接入端口时的消息交换。
下面概括了当接入端口开始以LoadMe消息而非Hello消息初始化序列时的消息交换。
在每个入口都配置之后，其开始正常操作。在没有业务量的正常操作期间，无线交换机每秒发送一个“Heartbeat”消息到每个入口。入口每5秒发送一个“Status”消息到无线交换机。
接入端口 无线交换机1) ←Heartbeat(1)2) ←Heartbeat(2)3) ←Heartbeat(1)4) ←Heartbeat(2)5) ←Heartbeat(1)6) ←Heartbeat(2)7) ←Heartbeat(1)8) ←Heartbeat(2)9) ←Heartbeat(1)10) ←Heartbeat(2)11) Status(1) →12) Status(2) →如果任何入口错误Heartbeat持续了10秒，则接入端口复位并重新开始于阶段1。
在正常操作期间，如果802.11a无线电设备检测到雷达，则当前信道上的发送将中断。该802.11a入口将发送带有“雷达检测”指示的状态消息。在这一点上，将中断正常转发操作。接入端口将维持在这个状态(好像没有定义有效的ESS)直到从无线交换机中接收到另一个Configuration消息。下一个Configuration将确定接入端口采取的下一动作。下一个Configuration消息可以指示接入端口应该执行ACS(在下面描述)。Configuration消息可以简单地指出使用哪一个信道。在这种情况下，接入端口应该在Configuration消息中指示的信道之上继续正常操作。
该交换机可以指示接入端口在任何时候执行ACS。ACS处理中涉及以下的步骤交换机发送Configuration消息到具有自动信道扫描位设置的接入端口。ACS位位于Configuration消息的Option Mask字段中(元素ID 0x2E)。当这个消息由接入端口接收时，将中断所有正常的转发操作。这将在操作上等同于没有有效的ESS的情况。Heartbeat和Status消息交换将在ACS期间继续。
在同一Configuration消息中，所允许的信道字段(0x2F)将定义处理过程中使用的信道列表(一个或多个)。
当接入端口开始处理时，接入端口将发送自动信道扫描字段(0x50)设置为0xffff的Status消息到无线交换机。
接入端口将以在所允许的信道字段(0x2F)中指示的第一个信道开始，并且顺序地以如下方式处理每个信道1)接入端口将“侦听”200毫秒。接入端口将在WISP首标中封装在信道上听到的每个信标并且将其发送到无线交换机。该WISP帧格式将指示在其上听到信标的信道，如表61所指出的，以及接收到的信号强度(RSSI)，如表63所指出的。
2)如果在ACS期间检测到雷达，将从接入端口发送Status消息到具有雷达检测(0x53)指示的无线交换机。
3)在ACS期间的任何一点，无线交换机可以发送复位(指令0x8002)。
4)当接入端口已经由处理完毕所有在允许的信道字段(0x2F)中指示的信道时，接入端口将发送自动信道扫描字段设置为0xFFFF的Status消息到无线交换机。这将通知该无线交换机完成了扫描处理并且没有更多的信标将转发。
5)当无线交换机接收到指示“扫描完成”的Status消息时，无线交换机将评估该转发的信标(以及任何雷达检测指示)。当评估完成时，无线交换机将发送新的Configuration分组到指示该选择的信道的接入端口。
6)一旦该新的指示的信标变为有效，接入端口将发送指示该新的配置序号(0x51)、以及所分配的信道编号(0x50)的Status消息。在这点上继续正常的转发操作。
根据它们是否超时或者接收到预期的响应，由接入端口发送的几条消息具有超时、重复间隔、以及不同的行为。下面是一个概括。复位将接入端口返回到接入端口采用处理。
无线数据分组中的序号字段用于检测由于通过无线交换机与无线电设备之间的交换结构可能的不同路径而次序混乱的分组。每个实体(无线交换机和无线电设备)必须保持追踪所接收到的最后一个无线数据分组的序号。如果其接收到的无线数据分组的序号比最后一次接收到的更低，则其必须放弃该分组。必须注意确保这种机制完成工作后使序号回到0。
尽管已经描述了认为将成为本发明的优选实施例，本领域的技术人员将认识到的是可以对其做出其它和另外的改变和修改而不偏离本发明的精神，并且意欲声明所有这种改变和修改都在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种用于在无线局域网中配置接入端口的改进的方法，其中无线交换机控制一个或多个接入端口的操作，并且利用所述一个或多个接入端口管理数据通信，所述接入端口包括一个或多个用于将数据传送到其它设备的入口，所述方法包括从所述无线交换机下载用于所述接入端口的操作的软件；从所述接入端口信令代表所述接入端口的一个或多个入口的标识的数据；以及从所述无线交换机下载数据到所述接入端口，以配置所述接入端口的一个或多个入口。
2.一种接入端口，根据权利要求1的方法配置。
3.一种用于在无线局域网中的无线交换机和与入口通信的设备之间进行数据通信的改进方法，其中无线交换机控制一个或多个接入端口的操作，并且利用所述一个或多个接入端口管理数据通信，至少一个所述接入端口包括接入端口处理器和用于传送数据到其它设备的多个入口，所述方法包括提供对应于每个所述接入端口和所述入口的单独的网络地址；利用对应于所述接入端口的网络地址，在所述接入端口处理器和所述无线交换机之间传送消息；以及利用分配给所述入口的网络地址，在所述入口和所述无线交换机之间传送消息。
4.根据权利要求3的方法，还包括为所述接入端口和所述无线交换机之间的数据消息分配序号，其中为每个所述接入端口处理器和所述多个入口分配单独的序号序列。
5.根据权利要求4的方法，其中所述数据消息具有以太网格式，包括第一以太网首标和第二首标，其中所述以太网首标包括所述网络地址，所述第二首标包括所述序号。
6.根据权利要求5的方法，其中所述第二首标包括消息长度字段。
7.根据权利要求5的方法，其中所述第二首标包括标识消息方向和消息类型的命令字段。
8.根据权利要求6的方法，其中所述第二首标包括指示用于在所述消息中处理数据的指令代码的代码字段。
9.一种无线局域网，利用权利要求3的方法进行操作。
10.一种用于在无线局域网中初始化接入端口和无线交换机之间的关联的方法，其中一个或多个无线交换机控制一个或多个接入端口的操作，并且管理与所述一个或多个接入端口的数据通信，所述方法包括配置所述无线交换机以选择性地采用接入端口；基于接入端口的初始化操作，广播标识所述接入端口的MAC地址的Hello消息；使用由用于采用所述接入端口的无线交换机发送的PARENT消息，响应于所述Hello消息，每个所述PARENT消息识别所述无线交换机的MAC地址；以及在所述接入端口接收所述PARENT消息，并且选择其中一个所述无线交换机以采用所述接入端口。
11.根据权利要求1的方法，其中选择无线交换机包括选择发送由所述接入端口首先接收的PARENT消息的无线交换机。
12.一种接入端口，配置用于执行根据权利要求10的方法。
13.一种用于在无线局域网中为至少一个接入端口的无线电设备入口选择操作信道的方法，其中无线交换机控制一个或多个接入端口的操作，并且管理与所述一个或多个接入端口的数据通信，所述接入端口包括一个或多个用于向其它设备传送数据的无线电设备入口，所述方法包括利用所述无线电设备入口顺序监控多个可能信道中的每一个，以检测所述可能信道上的信标信号；转发所述接收的信标信号到无线交换机，其中所述无线交换机控制具有无线电设备入口的所述接入端口的操作；利用所述无线交换机分析所述接收的信标信号，以便为所述无线入口的操作选择信道；以及从所述无线交换机发送Configuration消息到所述无线电设备入口，以配置所述无线电设备入口以在所述选择的信道上操作。
14.根据权利要求13的方法，其中所述无线交换机发送控制消息到指定所述可能信道的所述接入端口。
15.根据权利要求13的方法，其中所述接入端口利用所述接收的信标信号，发送信号强度数据到所述无线交换机。
16.根据权利要求15的方法，其中所述接入端口利用识别在其上接收所述信标信号的信道的信号格式，发送所述接收的信标信号到所述无线交换机。
全文摘要
一种无线局域网，包括多个接入端口，所述接入端口通过有线网络与无线交换机通信，所述无线交换机控制所述接入端口，并在所述接入端口的入口与其它网络之间桥接数据。用于操作该接入端口以及用于配置该入口的代码分别从该无线交换机下载。当接入端口包括一个以上的入口时，为接入端口的处理器和入口分配单独的以太网地址，用以与所述无线交换机通信。协议可以为通信提供单独的序号并且包括指令字段。
文档编号G06F15/177GK1965599SQ200580013470
公开日2007年5月16日 申请日期2005年4月28日 优先权日2004年4月28日
发明者约翰·杜利, 麦克·什巴, 丹·史夫 申请人:讯宝科技公司