专利名称：无线局域网中实现切换联接的方法
技术领域：
本发明涉及通信领域中的无线局域网系统，尤其涉及无线局域网内切换联接的方法。
背景技术：
WLAN(无线局域网)是指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。在WLAN网络环境中，一个ESS(扩展服务组)是由多个BSS(基本服务组)通过分布式系统互连组成，这个分布式系统可以是有线的也可以是无线的。接入点起到了扩展服务组系统内每个单独基本服务组接口的作用。站点通过扩展ESSID(服务组识别号)选择接入点，同一个ESS内不同的接入点可以通过BSSID(基本服务组识别号)来区分，或者按照根据其他原则来区分，例如信号强度。如果站点需要加入到一个ESS网络，在该站点与ESS网络中的某个接入点建立通信前，必须先通过该接入点的认证，再经过与该接入点的联接过程，才能开始正常的通信。某一时刻站点只能与一个接入点建立联接。当站点需要在保持现有联接的同时改变某些联接属性时，就可以发起再次联接过程。例如在漫游和切换过程中，再次联接过程就可以告知ESS网络，站点正从一个接入点移动到另一个接入点。如果需要中止现有的联接，联接双方中的任一方均可发送取消联接通知，而另一方也不需响应。
在无线局域网中，站点对接收到的来自接入点的管理帧进行判断，如果所述管理帧是取消联接帧，则站点断开与接入点的链路联接，并将链路状态以某种方式显示给用户，由用户选择是否进行以及如何进行新的联接过程。如果站点由于某种原因被接入点拒绝接入而断开联接，则需要用户决定，或者按照某种策略判断是否需要重新联接到ESS网络中，并且选择新的接入点。
目前的无线局域网协议并没有规定如何选择新的接入点，也没有为选择新接入点提供信息，使得新接入点的选择随机性很大。对于一个进行接入和资源优化的ESS网络而言，接入的随机性加大了优化的难度，不利于ESS网络负载的均衡。另外，接入的随机性也使得站点在ESS网络内的切换效率降低。
发明内容
本发明解决的技术问题是，站点进行切换联接时，获得足够的信息决定新的接入点，站点自动与新的接入点建立联接，减少站点与ESS网络建立联接过程中用户的参与程度，提高站点在ESS网络中不同接入点间切换的效率以及站点的切换联接质量。
本发明所述方法应用于包含至少两个接入点和至少一个站点的无限局域网。具体包括以下步骤(一)站点与接入点按照现有的无线局域网协议已经建立联接的情况下，包括以下步骤1、站点得到足够的信息后，向接入点发送认证请求；2、接入点接收后，给站点发送认证响应，若站点通过认证则给站点发送认证成功响应，则执行步骤3，若站点未通过认证则给站点发送认证失败响应，则执行步骤1；3、站点向接入点发送联接请求；4、接入点根据自身情况处理后向请求联接的站点发送联接响应，允许或拒绝站点的接入，若允许站点接入则发送联接成功响应，则执行步骤5，若拒绝站点接入则发送联接失败响应，则执行步骤1；5、建立联接，开始通信；6、接入点与站点建立联接后，当接入点需要中止现有的与站点已经建立的联接时，接入点拆除与站点已经建立的联接，并保存必要的链路信息，同时构造转交指示消息，所述转交指示消息包含所述接入点建议站点进行再次联接的指示信息；7、接入点给上述站点发送转交指示消息；8、站点接收到所述转交指示消息后进行识别处理，并从所述转交指示消息中提取再次联接需要的指示信息；9、站点根据所述转交指示消息中的再次联接指示信息，向所述转交指示消息建议新的接入点发送指定BSSID的定向探测请求帧，并开始再次联接过程。
(二)在站点与接入点按照现有的无线局域网协议正在建立联接的情况下，包括以下步骤1、站点得到足够的信息后，向接入点发送认证请求；2、接入点接收后，给站点发送认证响应，若站点通过认证则给站点发送认证成功响应，则执行步骤3，若站点未通过认证则给站点发送认证失败响应，则执行步骤1；3、站点给接入点发送联接请求；4、接入点根据自身情况处理后向请求联接的站点发送联接响应，允许或拒绝站点的接入，若允许站点接入则发送联接成功响应，则接入点与站点建立联接，开始正常通信，若拒绝站点接入则构造转交指示消息，所述转交指示消息包含所述接入点建议站点进行再次联接的指示信息，并执行步骤5；5、接入点向正请求联接的站点发送转交指示消息；6、站点接收到所述转交指示消息后进行识别处理，并从所述转交指示消息中提取再次联接需要的指示信息；
7、站点根据所述转交指示消息中的再次联接指示信息，向所述转交指示消息建议新的接入点，发送指定BSSID的定向探测请求帧，并开始再次联接过程。
本发明通过利用转交指示消息进行切换联接的方法，使得站点在ESS网络中的切换目标明确，切换效率高；并且站点在ESS网络中的被动切换过程不需要用户参与，有效快速得指导用户接入其他建议接入点，提高了用户接入质量；同时减少了频繁切换现象，使ESS网络实施站点接入优化时效率更高。
图1是本发明的优选实施例的应用环境图；图2是解除联接转交指示帧帧结构示意图；图3是再次联接响应转交指示帧帧结构示意图；图4是在站点与接入点建立连接后利用转交指示消息实现切换联接的流程图；图5是在站点与接入点建立联接时利用转交指示消息实现切换联接的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的优选实施例的应用环境图。
101为扩展服务组，一个ESS是由多个BSS通过分布式系统互连组成。
102为分布式系统，相关基本业务组可通过分布式系统构成一个扩展服务组，分布式系统可以是有线的，也可以是无线的。
103和104为BSS，指一个由单一同等功能控制的无线工作站集合。在BSS中可以采用基础架构模式和自组网模式。
105和106为AP(Access Point，接入点)，每个AP可通过基本业务组识别号(BSSID)来进行识别。一个AP可以接入多个站点。
107、108、109、110、111和112为STA(Station，站点)，每个站点与某个AP建立通信前，必须先通过该AP的认证，然后经过与该AP的联接过程，才能开始正常的通信。某一时刻站点只能与一个AP建立联接。当站点需要在保持现有联接的同时改变某些联接属性时，就可以发起再次联接过程。如果需要中止现有的联接，联接双方中的任一方均可发送本发明描述的取消联接消息。
113为当终止现有联接时，无论是STA发起的还是AP发起的，AP给STA发送本发明描述的转交指示消息，通知STA断开联接，在该消息中附加某些额外信息，比如建议站点接入的其他接入点的唯一标志符。
114为STA接收到所述扩充的转交指示消息并处理后，对AP建议的新的AP发出再次联接请求。
图2是解除联接转交指示帧帧结构示意图。
定义为符合现有无线局域网IEEE 802.11协议MAC管理帧格式的一种新的MAC管理帧。包括MAC帧头，帧体和帧校验序列。图中，IEEE802.11解除联接请求的MAC帧头是《ANSI/IEEE802.11，1999 Edition》中的一部分，描述了解除联接请求管理帧的帧头结构，包括源MAC地址、目的MAC地址、控制域等。帧体部分包括两部分内容，原因码为2个字节，采用协议中10-65535的保留值，可定为10，含义为增加建议BSSID域。建议BSSID域为6个字节，内容为接入点建议站点进行再次联接的建议接入点的BSSID。帧校验序列(FCS)用于接收方验证该帧是否正确。
图3是(再次)联接响应转交指示帧帧结构示意图。
定义为符合现有无线局域网IEEE 802.11协议MAC管理帧格式的一种新的MAC管理帧。包括MAC帧头，帧体和帧校验序列。图中，IEEE802.11解除联接请求的MAC帧头是《ANSI/IEEE802.11，1999 Edition》中的一部分，描述了解除联接请求管理帧的帧头结构，包括源MAC地址、目的MAC地址、控制域等。帧体部分包括五部分内容，能力信息、状态码、关联ID、支持的速率、建议BSSID，其中能力信息、关联ID、支持的速率使用与原有协议相一致，状态码为2个字节，采用2-9的保留值，定为2，含义为增加建议BSSID域。建议BSSID域为6个字节，内容为接入点建议站点进行再次联接的建议接入点的BSSID。帧校验序列(FCS)用于接收方验证该帧是否正确。
图4是在站点与接入点建立连接后利用转交指示消息实现切换联接的过程。
401为STA得到足够的信息后，给AP1发送认证请求；402为AP1接收后，给STA发送认证响应，若站点通过认证则给站点发送认证成功响应，转403，若STA未通过认证则给STA发送认证失败响应，转401；403为STA给AP1发送联接请求；404为AP1根据自身情况处理后向请求联接的STA发送联接响应，允许或拒绝STA的接入，若允许STA接入则发送联接成功响应，转405，若拒绝STA接入则发送联接失败响应，转401；405为STA与AP1建立联接，开始正常通信；406为AP1与STA建立联接后，由于某种原因，AP1需要中止现有的与STA已经建立的联接，则AP1拆除与STA已经建立的联接，并保存必要的链路信息，同时构造本发明描述的图2所示的转交指示消息，在该转交指示信息的数据域中填充AP2的BSSID；407为AP1给上述STA发送转交指示消息；408为STA接收到上述转交指示消息后进行识别处理，并从上述转交指示消息中提取AP2的BSSID信息；409为STA根据上述转交指示消息中的再次联接指示信息，向上述转交指示消息建议的上述新的AP2发送再次联接请求，开始再次联接过程。
图5是在站点与接入点建立联接时利用转交指示消息实现切换联接的过程。
501为STA得到足够的信息后，给AP1发送认证请求；502为AP1接收后，给STA发送认证响应，若STA通过认证则给STA发送认证成功响应，转503，若STA未通过认证则给STA发送认证失败响应，转501；503为STA给AP1发送(再次)联接请求；504为AP1根据自身情况处理后向请求联接的STA发送再次联接响应，允许或拒绝STA的接入，若允许STA接入则发送再次联接成功响应，建立联接开始通信，若拒绝STA接入则构造图3所示的转交指示消息，在该转交指示信息的数据域中填充建议STA接入的AP2的BSSID；505为AP1给正请求联接的STA发送转交指示消息；506为STA接收到上述转交指示消息后进行识别处理，并从上述转交指示消息中提取再次联接需要的指示信息即AP2的BSSID；507为STA根据上述转交指示消息中的再次联接指示信息，向AP2发送再次联接请求，并开始再次联接过程。
权利要求
1.一种无线局域网中实现切换联接的方法，在站点与接入点按照现有的无线局域网协议已经建立联接的情况下，包括以下步骤1.1站点得到足够的信息后，向接入点发送认证请求；1.2接入点接收后，给站点发送认证响应，若站点通过认证则给站点发送认证成功响应，则执行步骤1.3，若站点未通过认证则给站点发送认证失败响应，则执行步骤1.1；1.3站点向接入点发送联接请求；其特征在于，所述步骤1.3后，还包括以下步骤1.4接入点根据自身情况处理后向请求联接的站点发送联接响应，允许或拒绝站点的接入，若允许站点接入则发送联接成功响应，则执行步骤1.5，若拒绝站点接入则发送联接失败响应，则执行步骤1.1；1.5建立联接，开始通信；1.6接入点与站点建立联接后，当接入点需要中止现有的与站点已经建立的联接时，接入点拆除与站点已经建立的联接，并保存必要的链路信息，同时构造并向站点发送转交指示消息；1.7接入点给上述站点发送转交指示消息；1.8站点接收到所述转交指示消息后进行识别处理，并从所述转交指示消息中提取再次联接需要的指示信息；1.9站点根据所述转交指示消息中的再次联接指示信息，向所述转交指示消息建议新的接入点发送指定BSSID的定向探测请求帧，并开始再次联接过程。
2.如权利要求1所述的无线局域网中实现切换联接的方法，其特征在于，所述转交指示消息包含所述接入点建议站点进行再次联接的指示信息。
3.如权利要求1或2所述的无线局域网中实现切换联接的方法，其特征在于，所述转交指示消息包括MAC帧头，帧体和帧校验序列；所述帧头包括源MAC地址、目的MAC地址、控制域；所述帧体包括两部分内容，原因码为2个字节，采用IEEE802.11协议中10-65535的保留值，可定为10，含义为增加建议BSSID域，所述建议BSSID域6个字节，内容为接入点建议站点进行再次联接的建议接入点的BSSID；所述帧校验序列用于接收方验证该帧是否正确。
4.一种无线局域网中实现切换联接的方法，在站点与接入点按照现有的无线局域网协议正在建立联接的情况下，包括以下步骤4.1站点得到足够的信息后，向接入点发送认证请求；4.2接入点接收后，给站点发送认证响应，若站点通过认证则给站点发送认证成功响应，则执行步骤4.3，若站点未通过认证则给站点发送认证失败响应，则执行步骤4.1；4.3站点给接入点发送联接请求；其特征在于，所述步骤4.3后，还包括以下步骤4.4接入点根据自身情况处理后向请求联接的站点发送联接响应，允许或拒绝站点的接入，若允许站点接入则发送联接成功响应，则接入点与站点建立联接，开始正常通信，若拒绝站点接入则构造转交指示消息，并执行步骤4.5；4.5接入点向正请求联接的站点发送转交指示消息；4.6站点接收到所述转交指示消息后进行识别处理，并从所述转交指示消息中提取再次联接需要的指示信息；4.7站点根据所述转交指示消息中的再次联接指示信息，向所述转交指示消息建议新的接入点，发送指定BSSID的定向探测请求帧，并开始再次联接过程。
5.如权利要求4所述的无线局域网中实现切换联接的方法，其特征在于，所述所述转交指示消息包含所述接入点建议站点进行再次联接的指示信息。
6.如权利要求4或5所述的无线局域网中实现切换联接的方法，其特征在于，所述转交指示消息MAC帧头，帧体和帧校验序列；所述帧头包括源MAC地址、目的MAC地址、控制域；所述帧体包括五部分内容，能力信息、状态码、关联ID、支持的速率、建议BSSID；所述能力信息、关联ID、支持的速率与IEEE802.11协议相一致，状态码为2个字节，采用2-9的保留值，定为2，含义为增加建议BSSID域，所述建议BSSID域为6个字节，内容为接入点建议站点进行再次联接的建议接入点的BSSID；所述帧校验序列用于接收方验证该帧是否正确。
全文摘要
本发明公开了无线局域网中实现切换联接的方法，在站点与接入点按照现有的无线局域网协议正在建立联接和已经建立联接的不同情况下，通过利用转交指示消息进行不同的切换联接过程，使得站点在ESS网络中的切换目标明确，切换效率高，并且站点在ESS网络中的被动切换过程不需要用户参与，有效快速得指导用户接入其他建议接入点，提高了用户接入质量，同时减少了频繁切换现象，使ESS网络实施站点接入优化时效率更高。
文档编号H04L12/28GK1722683SQ20041002815
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月15日 优先权日2004年7月15日
发明者高音, 孙波, 马凤国, 李峰, 吴少华 申请人:中兴通讯股份有限公司