专利名称：用于网状网中的改进的越区切换的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于网状网中的改进的越区切换(handover)的装置和方法。
背景技术：
在多跳无线接入网(也称为网状网)中，移动节点经由其它节点连接到接入点。节点经由某些无线链路被连接，并经由某种(ad-hoc)路由协议到达网状网中的其它节点。此外，每一节点经由某些接入协议注册到用于全局连通的接入点(AP)。这样创建用于每一AP的树，其中AP(或直接连接到AP的节点)是根。由于移动性或者诸如无线电资源管理或AP的特征的其它原因而导致节点可在AP之间改变。
图1示例性地示出网状网的环境，其中，存在两个可具有不同频率的不同接入点AP1和AP2。一个AP可识别经由节点B连接到接入点AP1的节点A和A’。这说明节点B、A和A’以节点B为根并以节点A和A’为叶子而形成树。在叶子节点和根节点之间还可有其它中间节点和其它分支，然而，在图1的示例中，为了简明的原因，未示出这样的中间节点和分支。
假定现在终端B希望从接入点AP1改变到接入点AP2，换句话说，其想要执行从AP1到AP2的“越区切换”。该越区切换的原因可以是B离开由AP1覆盖的区域并移动到由AP2覆盖的区域的情况。然而，还可有应执行越区切换的其它原因，例如，为了无线频率管理的原因需要切换(switch)到不同频率，例如因为AP1服务的终端多于AP2，并且无线频率管理想要使负载相等地分布从而避免一个接入点的过载。另外的原因可包括期望特定节点切换到不同的服务或由AP2而非由AP1提供的增强的质量(例如较高的比特率)的服务。基于以上原因，终端B可能需要执行从AP1到AP2的越区切换。
根据现有技术，想要或应该执行越区切换的节点必须在两个接入点之间单独地改变。然而，如果节点进行单独的越区切换，则连通性被破坏，并且节点必须从暂存文件(scratch)中发现AP。这将导致服务中断。
因此，需要以一种避免这些负面效应并且增加越区切换效率的方式来执行越区切换。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在网状网中对所述网状网的多个节点执行从第一接入点到第二接入点的越区切换的方法，其中，所述多个节点形成节点的树，所述树包括根节点和直接连接到所述根节点或经由中间节点连接到所述根节点的一个或多个另外的节点，并且以协调的方式针对所述节点的树来执行所述越区切换，所述方法包括将关于所述第二接入点的信息和定时信息转发到所述树的所述成员，从而能够对所述树的所述节点进行协调的越区切换；根据所述定时信息将所述根节点(B)和所述另外的节点从第一接入点切换到第二接入点。
在多跳无线接入网中，如果(优选地，但不是必须完全的)节点的树或子树执行协调的越区切换，则在很多情况下是有益的。由于节点依赖用于接入到AP的其它节点，因此它们需要协调这样的越区切换，以避免对连接到将执行越区切换的节点的其它节点产生不利的影响。通过对树或子树执行越区切换，可避免连通性的丢失。例如，如果这样的树或子树的根(称为B)进行越区切换，则通过节点B连接到AP的整个子树也执行越区切换。这避免了如果B独自执行越区切换而引起的连通性丢失。此外，用于节点的树的完全越区切换能够对无线电资源管理考虑加以考虑，诸如有效地适应于例如在可充当越区切换候选的接入点的可用频率、无线架构中的负载、信号强度或可用服务等的无线电资源管理参数的改变。
以“协调的方式”执行的越区切换可以指的是，由树成员以顺序的方式执行越区切换，其中，以没有连通性丢失或连通性丢失最小的方式选择顺序。这可通过执行顺序的越区切换来完成，从而根据终端(或节点)在树中的位置，从根开始并且然后沿着树向下直到达到叶子而选择所述顺序。另一可能性将是优选地，在预定的时刻，同时对树成员执行越区切换。这可能包括某些连通性丢失，然而，在这样的情况下，执行完全越区切换所需的时间最少。
可通过向树成员提供使得能够进行协调的越区切换的关于新的接入点的信息和定时信息来启动协调的越区切换。定时信息可以是明确的(定义某个时刻)或暗示的，例如触发消息，当由节点接收到时立即触发越区切换或在接收消息后一段时间之后触发越区切换。
根据一个方面，提供了一种方法，其中，所述越区切换包括确定所述树的所述根(B)和所述第二接入点；以所述根节点开始，之后根据所述另外的节点在下游方向中的顺序递增地跟随有所述另外的节点，而顺序地切换所述树的所述节点。
这允许以最小的连通性丢失按几乎同时的方式进行协调的越区切换。
根据一个方面，该方法还包括由所述网状网中的节点生成越区切换请求消息；从所述节点开始在上游方向中转发所述请求消息，直到授权方(authority)可确定所述树的所述根和所述第二接入点；以及响应于所述越区切换请求消息，确定所述根节点和所述第二接入点。
生成并向上游转发越区切换请求消息是一种找出其节点应该参与越区切换的树的根节点的有效方式。通过网状网的多跳结构，这允许将树的各个单元标识为消息向上传递到根节点所经过的那些单元。
向上游发送越区切换请求消息遵守网络的自然配置。消息在其路径上向上通过网络中可能受越区切换影响的成员，直到接入点之前的最后的节点。于是，关于对于被选择作为将被越区切换的树的根节点的节点的判决可由第一接入点作出，或可由被委托作出该判决的专用授权方作出(其通过第一接入点接收信息)。判定授权方(其可以是专用无线电资源管理单元)可对无线电资源管理考虑加以考虑，诸如在候选接入点的可用频率、无线电负载、连通性、跳的数量等，并可基于其来判定对第二接入点(越区切换到该接入点)以及充当执行越区切换的树的根的节点的选择。
或者，可由树自身的节点来作出对于树的根和第二接入点的判决。例如，在上游路径上，越区切换请求消息可通过其自身有能力判断第二接入点以及树的根的网络节点(移动终端)，其后，甚至可能在不再向上游转发越区切换请求消息的情况下就可进行判定。
根据一个方面，该方法还包括在所述越区切换请求消息在其上游路径上所通过的每一个中间节点中，收集关对于所述中间节点可见的接入点的信息，并将所述信息添加到所述越区切换请求消息中。
这样能够收集关于在越区切换中节点可切换到的可能的第二接入点的信息。因此，收集的信息其后可用于确定应该执行越区切换到哪一个接入点。该判决可基于无线电资源管理考虑并基于各个接入点的能力。可还以此方式收集关于各个(可见的)接入点的能力的信息，并在上游方向中将其转发到旧的接入点。
根据一个方面，在所述网状网中的多个接入点分别维护关于不同AP和用于确定所述第二接入点作为越区切换候选的相关参数的表。这样的参数可包括各个接入点的频率、表示关于网络中的哪些节点可直接到达它们或经由其它节点到达它们的信息的其“可见性”、它们的实际的和最大的负载、由它们提供的服务等。这保证接入点总是知道可用接入点和它们的相应能力，从而能够以有效且容易建立的方式判断应该对哪一接入点进行越区切换。
所述表还包括由各个接入点提供的服务、关于服务质量的附加信息等。可由朝着根节点向上游传送的越区切换请求消息所收集的信息来更新所述表。不是由接入点维护所述表(或另外地)，可提供判断用于越区切换的接入点以及树成员进行判定的集中的授权方，所述集中的授权方(其可为网络中的专用服务器或实体)可从越区切换请求消息接收所需信息，所述消息在上游方向中在其路径上收集所述信息。
关于新的接入点的确定可以由旧的接入点或连接到其的任意模块或设备来进行，其也可能是以无线电资源管理单元的形式的，所述无线电资源管理单元为整个网络管理诸如可用频率、服务、负载、信号强度、服务质量等的无线电资源。
根据一个方面，该方法还包括将包括关于所述第二接入点的信息的消息转发到所述根节点并向下游转发到所述树的所述成员。
这使得所述树的成员能够准备越区切换，其后，它们知道切换到何处并可相应地进行准备。
根据一个方面，朝向树的叶子位于下游的节点连接到新的接入点，如树的根节点那样，或可选地停留在它们的旧的接入点。例如，如果新的接入点不提供它们迄今所使用的服务或不提供相同的服务质量，则这允许仍旧能够连接到旧的接入点的那些节点维护它们到旧的接入点的连接，这可取决于对它们有利的环境。
根据一个方面，所述下游消息包括定时信息，从而能够对所述树的所述节点进行协调的越区切换。这样就能够以协调的方式执行树节点的越区切换，因此使由于越区切换而导致的连通性丢失最小。例如可以通过应当执行越区切换的时刻来明确地指定定时信息，或者可以通过在接收到消息时触发越区切换来暗示地指定定时信息。
根据一个方面，还提供一种用于在网状网中对所述网状网的多个节点(A、A’、B)执行从第一接入点(AP1)到第二接入点的越区切换的装置，其中，所述多个节点形成节点(A、A’、B)的树，所述树包括根节点(B)以及直接连接到所述根节点或经由中间节点连接到所述根节点的一个或多个另外的节点(A，A’)，并且以协调的方式对所述节点(A、A’、B)的树执行越区切换，所述装置包括转发单元，用于将关于所述第二接入点(AP2)的信息和定时信息转发到所述树的所述成员(A、A’)，从而能够所述树的所述节点执行协调的越区切换，以根据所述定时信息，将所述根节点(B)和所述另外的节点(A、A’)从所述第一接入点(AP2)切换到第二接入点(AP2)。
根据一个方面，该装置包括确定单元，用于确定所述树的所述根(B)和所述第二接入点(AP2)。
可由适合于根据确定单元的功能而运行的接入点，或具有确定单元的功能而可运行的节点，或具有确定单元的功能而可运行的分离的实体来实现确定单元。
根据一个方面，该装置包括切换单元，用于以所述根节点(B)开始，之后根据所述另外的节点在下游方向中的顺序递增地跟随有所述另外的节点，而顺序地切换所述树的所述节点。
根据一个方面，该装置包括用于从所述节点开始在上游方向中转发所述请求消息直到授权方可确定所述树的所述根(B)和所述第一接入点(AP1)的单元；以及用于响应于所述越区切换请求消息而确定所述根节点(B)和所述第二接入点(AP2)的单元。
根据一个方面，该装置包括收集单元，用于在所述越区切换请求消息在其路径上向上游所通过的每一个中间节点中，收集关于对所述中间节点可见的接入点的信息，并将所述信息添加到所述越区切换请求消息中。
根据一个方面，该装置包括维护单元，用于在所述网状网中的接入点或判定授权方中分别维护关于不同接入点以及用于确定所述第二接入点作为越区切换候选的参数的表，所述表通过由所述越区切换请求消息在其路径上在上游方向中所收集的信息来馈送。
根据一个方面，该装置包括以下内容之一移动节点，适合于能够连接到网状网；接入点，适合于作为网状网中的接入点来运行。
根据一个方面，还提供一种移动节点，其适合于能够连接到网状网，所述移动节点包括用于执行根据本发明的实施例中的一个的方法的装置。
该移动节点可以是蜂窝电话、智能电话、PDA、笔记本电脑或膝上电脑、或能够充当所述网状网中的节点的任意等同物。
图1示出了其中可执行根据本发明实施例的方法的网状网环境；图2示出了根据本发明实施例的树越区切换的前三个步骤；图3示出了根据本发明实施例的准备树越区切换的步骤；图4示出了根据本发明实施例的树越区切换的实际执行。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明第一实施例的在网状网中进行越区切换的方法，在该实施例中，假设两个接入点AP1和AP2运行在不同的频率。在该实施例中，在某些情况下，可有利地对于树或子树执行越区切换。
所述情况的示例为1、如果节点B需要加入具有不同频率的AP2，则A和A’也需要加入-否则它们(可能)无法连接到任何AP。例如，这可能是由于它们位于由AP1和可能地任意其他接入点所覆盖的区域之外，从而它们只可能通过节点B被连接到接入点而不丢失连接。这说明A和A’还需要改变频率。
2、如果例如由于在AP2可用的其他特征而导致A需要加入AP2，则节点B(也可能为A’)也需要加入。原因可与情况1相同，即因为节点A不位于由任意接入点覆盖的区域中，所以其不能单独连接到接入点。
3、如果例如由于无线电资源管理导致AP1想要将节点A或B分配给AP2(例如因为AP1中的负载太大而AP2有空闲的容量)，则所有的3个节点应该越区切换到AP2。否则对于某些节点存在连通性丢失的风险。
在该实施例中，在上述三种情况中的任意一种情况下，对树或子树而不是单独对单个节点执行越区切换。树或子树可包括根节点(如在该实施例中的节点B)和一个或多个另外的节点，所述另外的节点可以是中间节点或叶子节点或中间节点和叶子节点两者(在该实施例中为节点A和A’)。如果我们提到“树”和“子树”，则这些术语在很大程度上可互换。根据这些词语的经典意思，树结构表示存在某个根节点，并且通过分支和叶子来形成树，其中，节点可以是根节点、分支节点或叶子节点。如果这样的树的根节点为接入点或直接连接到接入点的节点(如图1中的B)，则可说成“树”，而如果根节点朝向叶子位于更下游(诸如图1中的节点A，假设在节点A之下存在更下游的节点)，则可说成“子树”。然而，在下文中，这两个术语几乎可互换，在此意义上，可由“树”或“子树”执行协调的越区切换。
而且，以“协调的方式”执行越区切换。这说明执行越区切换的树的成员同时、几乎同时地、或至少根据特定顺列或次序执行越区切换。在树成员的越区切换之间存在联系，例如，它们全部被同时执行或被顺序地执行，但其后在相对窄的时间帧中执行用于树成员的各个越区切换，这使其仍旧适合于被称为“单个越区切换”。术语“协调的”在任意情况下表示即使树的两个成员不确切地在相同的时刻进行越区切换，然而至少通过功能关系(例如，共同“触发”和/或在其中越区切换被执行的相对窄的时间帧)来链接它们的越区切换。所述“窄的”时间帧的示例可以是持续少于5秒的时间周期，优选地少于1秒，甚至还优选地大大少于100毫秒，树越区切换在这样的时间帧之内被执行。所述窄的时间帧的另一示例可以是在用户几乎没有注意或没有注意到的时间帧内执行整个树的越区切换的时间帧，换句话说，从用户的角度来说，越区切换基本上几乎同时被执行。
为了使整个树或子树能够同时或几乎同时地执行越区切换，可能会引起某些问题。首先，必须确定应执行由来自一个节点或接入点的请求触发的越区切换的树及其成员。例如，考虑这样的情况节点A需要改变到新的具有另一频率的AP，但没有对任意其它AP的直接连接或多跳连接。在此情况下，其它节点(上游到AP)可能必须改变到新的AP和新的频率。在此情况下，节点A需要找到这样的上游节点的路径并启动这样的树越区切换。此外，一旦用于越区切换的树已经被确定并且实际的越区切换即将来临，则优选地以使中断达到最小的方式来执行越区切换。在下面的实施例中将考虑这些方面而进行描述并提供合适的解决方案。
在本发明下面的实施例中，将更详细地描述如何标识属于树或子树的节点。
在该实施例中，执行包括下述步骤的协议1、基于某些触发(来自节点或AP)，协议标识用于越区切换的子树和子树的根。为此，从需要改变到新的AP的节点将消息发送到其旧的AP。在到旧的AP的路径上对消息进行中继的所有节点将关于可见的AP的信息添加到该消息中。其后，(旧的)AP进行判决，包括a、标识越区切换被执行到的新的接入点，b、标识子树的根；2、从根开始，协调节点之间的逐步越区切换，从而以最小的中断来执行树越区切换。这说明根将用于越区切换的目标AP和频率等通知给各节点。其后，根执行越区切换，在树之下的节点将丢失连通性达到一段短的时间，但已经知道根的新的频率/参数，并可重新连接到根并还能更快地连接到新的AP2。沿树向下到叶子递增地重复该过程。
可基于某些考虑选择应执行越区切换的(子)树的根节点。根据第一实施例，其中，越区切换不由节点触发而由接入点触发，所述选择可基于无线电资源管理考虑，例如，基于无线负载和无线频率考虑。例如，接入点可能为连接到其的过多节点服务从而可引起危险情形，使得接入点可能无法从新加入节点接受连接请求。从无线频率管理的观点看来，可要求连接到该接入点的部分节点转移到当前负载较少的不同接入点。
其后，可按基于各个邻近接入点的负载选择合适的邻近接入点的方式进行判决。其后，从其应开始越区切换的接入点在连接到其的节点中寻找合适的根节点，所述合适的根节点和其相应的(子)树可被转移或切换到所选择的邻近接入点。为此，可检查选择的新的接入点对于直接连接到旧的接入点的哪些节点是“可见的”，换句话说，哪些节点还可被连接到新的接入点。可通过向也可检查哪些接入点对于其可见(可到达)的各个节点请求信息来获得该信息，或可基于关于可用于旧的接入点的节点的位置信息来获得该信息。这里，应注意到，关于对于特定节点“可见的”或“可到达的”接入点的信息不仅可包括直接“可见的”或可到达的这样的接入点，还包括哪些可仅经由其它(中间)节点接入或到达的接入点。在图1中，通过指示可经由中间节点C从B连接到AP2的节点B和C之间的连接来示意性地示出该情况。
当执行协调的树越区切换时，需要进行某些判决。首先，必须确定越区切换应被执行到其的新的接入点。其次，必须确定应执行协调的越区切换的树的根节点。下面将更详细地解释这两种判断。
如果存在多个候选作为用于越区切换的新的接入点，则旧的接入点(或用于作出该判断的任意“授权方”组件)可选择就影响该判决的相关参数而言最适合的候选。例如，这些参数可以是涉及无线电资源管理的参数，诸如分配给各个接入点的无线频率。例如，可基于无线电资源管理考虑来判断越区切换应被执行到的接入点，例如，可选择新的接入点，该新的接入点减少旧的接入点上的负载，同时该新的接入点还具有空闲性能。如果基于这样的考虑将可能有多个新的接入点，则可基于另外的准则来进行选择，例如，可选择这样的接入点，其减少在旧的接入点的负载，同时其自身仍旧具有最小负载，从而可实现用于无线负载的最平衡的方法。
关于为其执行越区切换的树的根节点，可采用稍微不同的判决策略。参照图2来首先示出将被判定的问题，然而，应假设在节点A和A’之下在下游方向还存在另外的节点(但图2中未示出)。如果从这些节点中的任意节点生成越区切换请求，则被越区切换的树可让根B作为根节点或朝向发起越区切换请求的节点的更下游的任意其它节点。
假设存在多个候选作为用于越区切换的根节点，则旧的接入点(或进行判断的任意其它“授权方”组件)可选择就影响该判决的相关参数而言最适合的候选。例如，这些参数可以是涉及无线电资源管理的参数，诸如无线电负载。例如，可进行选择，从而选择这样的节点作为根节点，其最大程度地减少在旧的接入点的无线负载。在本示例中，参照图2，该节点将是节点B。然而，如果在新的接入点的无线负载已经相对较大，则可选择位于更下游的节点作为根节点(例如，节点A或图2未示出的位于更下游的其它节点)。
可选地或另外地，可考虑其它参数。例如，所述附加的参数可包括连接到新的接入点所需的跳的数量，或当选择特定根节点时可实现的信号强度。参照图2，例如，可假设以相对低的信号强度通过节点B经由节点C可到达新的接入点AP2，此外，也可经由中间节点D和C通过节点A到达接入点AP2。在该实施例中，较高的权重被给予跳的数量(优选地，跳的数量较少)而不是信号强度，为此，将选择节点B而不是节点A作为根节点。然而，还可设想用于确定根节点的其它方案，可收集影响判决的参数，其后进行判决。
这里，应注意，无需由从其开始越区切换的接入点自身来进行这样的判断。反之，可存在可由专用软件或硬件或专用软件和硬件两者实现的特定专用授权方(例如无线电资源管理单元)，它们可用于进行这种判决。其后，相关参数被转发到这样的“判定授权方”，其后，该“判定授权方”基于相关参数以对无线电资源管理进行优化方式进行判决。其后，判定授权方将该判决通知给网络单元。
根据一个实施例，甚至网络节点可涉及判决并且甚至可被委托进行判决。例如，图2所示的网络节点B可由某些适合的软件和硬件所修改从而作为判定授权方运行，并可判定其自身或下游任意其它节点是否可充当越区切换中的根节点。
一旦选择用于越区切换的根节点和新的接入点，就可执行用于这样确定的树的越区切换。在一个实施例中，由这样选择的根节点定义的树中的所有下游节点被包括在越区切换中，换句话说，从选择的根节点开始向下到每一个叶子节点的整个树(或子树)执行越区切换。
可由接入点或由对下一接入点和根节点进行判断的判定授权方来执行越区切换的触发。此外，可由直接连接到接入点或经由中间节点连接到接入点的网络的节点来执行越区切换的触发。
下面将更详细地描述这样的实施例，其中，不是由接入点或判定授权方，而是由直接连接到接入点或经由中间节点连接到接入点的(触发)节点来触发越区切换。在此情况下，在一种情形中，涉及越区切换的树包括从触发节点开始向上直到接入点的上游方向中的所有节点，最后的上游节点直接连接到接入点，其后形成树的根。在一种情形中，树的成员为从根节点开始的下游方向中的所有节点。在通常情况下，虽然这样的“整个树”的越区切换不是必须的，但越区切换涉及整个树，该情况从稍后将描述的某些实施例中将变得清楚。
如前面描述的实施例那样，也可基于无线电资源管理考虑来选择越区切换被执行到其的新的接入点。在替换实施例中，根节点不是位于上游方向中最接近接入点的节点，而是也位于从触发节点开始的上游方向中但不直接连接到接入点的中间节点。如前面实施例那样，也可基于无线电资源管理考虑来判定是选择位于最上游的节点还是位于较下游的节点作为根节点，也可如前面实施例那样由某些判定授权方来进行判决。例如，当考虑新的接入点的负载时，选择位于最上游的节点可导致太大的树被越区切换。在此情况下，可判定仅越区切换其根节点位于更下游方向的子树。在另一情况下，选择位于最上游方向的节点作为根节点可具有这样的效果越区切换这样定义的树将导致在越区切换之后就跳的数量而言连接路线的长度短于在选择位于更下游的节点作为用于将被越区切换的树的根节点的情况下的连接路线的长度。如果仅较上游的节点可能连接到更接近于接入点的节点，则可能出现该情况。在此情况下，判定授权方可选择位于更上游的节点作为根节点。另一方面，如果位于更下游的节点能够通过比更上游节点的跳的跳的数量更少的跳的数量连接到新的接入点，则该更下游节点可被选择作为用于将被越区切换的树的根节点。在此情况下，因为根节点不是位于无线网络结构中的最上游的节点而是位于更下游的节点，所以可以说成“子树”而不是“树”被越区切换，从而与“整个树结构”相比，仅选择子结构，整个树结构将由直接连接到接入点的节点定义。
在前述实施例中，存在形成树的多个节点，所述树的节点从一个接入点被越区切换到另一接入点。这与对各个节点单独地执行越区切换相比提供了某些优点。例如，根据这些实施例，AP(或其它“判定授权方”)可将节点的树或子树分配给其它AP，这对于负载平衡或无线电资源管理来说是有用的。由于树或子树包括地理上相邻的节点，所以可用于无线电资源/干扰控制。例如，判定授权方(可以是接入点)知道用于进行判决的相关参数，基于这些参数，判定授权方例如可判定将特定树或子树越区切换到例如具有不同频率的不同接入点，从而实现更有效的无线电资源管理(例如在避免干扰、平衡负载等意义上)。
此外，节点可在其它节点的帮助下(或由其它节点触发)被越区切换到其它接入点，所述越区切换不可能是单个的越区切换。这通过触发对位于从发起越区切换的节点朝向新的接入点的上游方向的其它上游节点进行越区切换来实现。此外，如果子树执行越区切换，则其所有节点可执行有效的、协调的越区切换，这意味着连通性丢失最小。
下面将描述其它实施例，将结合图2至图4更详细地描述子树越区切换的过程。图2示出根据该实施例执行的第一到第三步骤。
步骤1-新的AP请求例如，由于旧的接入点不能实现所需的不同性能并且所需的不同性能使节点A有必要切换到不同的接入点而导致节点A请求新的AP。例如，这样的性能可以是由新的接入点提供的服务或服务质量，而不是由该节点当前所连接到的接入点提供的服务或服务质量。
步骤2-越区切换(ho)请求节点A经由B将请求发送到AP1(图2中的消息2a)和2))。如果可到达的AP可用，则B添加关于它的信息。这表明所述请求在上游方向中在其路径上对关于“可见的”接入点的信息进行收集，“可见的”接入点表示可由中间接入点到达的接入点，其后，通过该中间接入点，越区切换消息在其路径上向上游传递。其后，图2中的消息2)可包含由(B，AP2)在图2中示意性地指示的附加信息，其中，AP2指示“可见的”接入点，B指示接入点对其可见的节点。该信息稍后可由判定授权方用作相关信息以判定选择哪一个新的接入点以及选择哪一个节点作为将被越区切换的树的根节点。
步骤3-树越区切换准备AP1判断在节点B之下的整个子树应越区切换到新的接入点AP2，并触发B以发起树越区切换。其由图2中的消息3)示意性地指示。在该实施例中，AP1是判定授权方，其对新的接入点和选择的根节点进行判定。在替换实施例中，AP1可在其路径上将越区切换请求消息和由该请求消息收集的信息向上游转发到分离的判定授权方，判定授权方其后可能还考虑从网络的不同部分(例如其它接入点)获得的信息来进行判断。在本实施例中，假设AP2运行在不同的频率上，并假设基于无线电资源管理考虑以及基于涉及网络中的接入点的性能的考虑，由判定授权方选择AP2作为新的接入点。这说明将被越区切换的树必须切换到新的频率。
现参照图3进一步示出根据本发明实施例的越区切换方法。这里，假设判定授权方(在此为AP1)已经判定应经由节点C执行越区切换到AP2。
步骤4-树越区切换准备在图3中示出的该步骤中，节点B通知其子树中的节点(对于子树中的节点，B为根节点)它们应与B一起执行越区切换。为此，诸如新的接入点的ID、新的频率以及用于越区切换所需的任意其它参数的必要信息被发送到这些节点。图3中的消息4)示意性地示出该情形。位于下游的节点(朝向子树的叶子)可寻找供选择的AP(例如保持其旧的接入点，如下面将更详细地描述的那样)或跟随B到AP2。因为下游节点可继续使用对其各个上游节点的连接，即，包括与新的接入点建立连接、协商通信参数等的“完全越区切换过程”是不必要的，而已经存在的与上游节点的连接可以被使用，并且仅诸如频率的某些参数需要被改变以适应新的接入点，所以跟随节点B切换到AP2通常有较少的代价。
将参照图4描述根据本发明实施例的实际越区切换的执行。
步骤5-实际的越区切换在图4所示的该步骤中，子树的根节点执行越区切换。由图4中的标记为5)的箭头示意性地示出该情况。在此情况下，根节点为节点B。此实施例中的节点B不是直接地而是经由中间节点C连接到新的接入点AP2。此外，如果B位于AP2的覆盖区域中，则其还可直接连接到接入点AP2。基于实际可用的接入点以及到达它们所通过的路线，可由先前接入点AP1判定应对哪一接入点执行越区切换，以及经由哪条路线(直接或经由中间节点)执行越区切换。当越区切换请求消息在其路径上向上游传递到旧的接入点AP1时，以及当其收集到关于可用接入点的信息时，关于可用接入点的信息被获得、累积并被转发到如上描述的步骤2中的接入点AP1。可基于诸如无线电频率管理、可用接入点的性能和负载、在越区切换之后的连接的跳的数量以及信号强度等的考虑来判决执行越区切换到哪一个AP。
这里，应注意，在两字符串被连接的意义上，“由越区切换请求消息收集附加信息”不一定表示关于可见的接入点的附加信息被实际“添加”到越区切换请求消息中。应理解，这意味着也可以是越区切换请求消息在其路径上向上游方向触发对附加信息的收集，附加信息其后也与越区切换请求消息一同或作为分离的消息而分离地向上游被转发。
步骤6-实际的越区切换一旦根节点B已经切换到新的接入点AP2，子树中的其他节点(节点A和A’)也切换到新的接入点。图4中由标记为6)的箭头示出该情况。因此，如图4所示，经由根节点B和中间节点C连接A和A’，根节点B通过中间节点C连接到AP2。这里应注意的是，切换到新的接入点AP2要求B、A和A’的频率从频率2切换到频率1。
下面描述在此阐述的实施例的某些变化。
根据一个实施例，将用于越区切换的请求从其初始节点向上游转发到下一接入点(或向上游转发直到其到达有能力进行判定的授权方)的中继节点或中间节点添加关于对这些中间节点可见(即这些中间节点可连接到)的可见接入点的信息。这可包括这些中间节点可直接连接到其的接入点以及通过其可经由另一中间节点建立连接的接入点。这意味着越区切换请求消息在其路径上向上游方向累积关于可用接入点的信息。这不仅可包括各个接入点自身的ID，还可包括诸如所提供的服务、带宽等的关于它们的性能的信息。可由中间节点连续收集(例如以规则的间隔)关于可见接入点的信息，而无需由越区切换请求消息明确地进行触发。这避免了这样的情况在所述信息可被添加到需要被进一步在上游方向转发直到越区切换请求到达接入点的越区切换请求中之前，如果接收来自下游节点的越区切换请求的中间节点必须首先收集所述信息，则将会产生延迟。
在以上与越区切换的准备和实际执行相关的步骤4至6中，优选地需要有根节点及其下游节点的越区切换之间的某种同步。例如，可通过将定时信息添加到消息4中(或添加到消息3中，其后添加到消息4)、5)和6))来实现同步。该定时信息可以是明确的定时信息或暗示的定时信息。在明确的定时信息的情况下，该信息可指示越区切换将被执行的特定时刻。其后，该明确的定时信息将会通知子树的节点在何时实际执行越区切换，从而使执行越区切换所需的全部时间达到最小。在暗示的定时信息的情况下，不指示具体的时刻，而是消息4被解释为即将到来的越区切换的通知。换句话说，可由消息4触发接收到该消息的节点无延迟地执行越区切换，从而将消息4解释为暗示地包含表明现在将执行越区切换的定时信息。因为下游节点仅在其相应的上游节点已经执行越区切换之后执行越区切换，所以这使得连通性的丢失最小。
根据一个实施例，各个接入点分别维护关于不同AP、它们的相应频率、它们的特征以及哪些特征可用于哪些频率的表。可通过从正将越区切换请求消息中继到上游方向并收集前面描述的信息的消息中进行学习来获得用于维护该表的信息。替换地(或附加地)，可通过接入点网络架构的配置获得该信息，并将其预先存储作为一种先验知识。还可通过接入点之间的信息交换来获得该信息，所述接入点可规则地(或响应于改变)将关于它们的相应性能和参数通知给彼此。在另一实施例中，专用判定授权方可收集该信息，该信息可由接入点所馈送，所述接入点又接收它们的来自越区切换请求消息的信息以及如上所述的由它们所收集的信息。
根据一个实施例，对新的接入点和将被越区切换的树的根节点进行判定的判定授权方自身可以是网络的节点。这样的节点可以是移动终端或在网络中充当节点的任何其他设备，所述节点被直接连接到接入点或经由中间节点连接到接入点，并适合于对将用于越区切换的接入点以及越区切换树的根节点执行判决。例如，通过如上所述的在其路径上在上游方向中收集关于可见的节点及其性能的相关信息的越区切换请求消息，用于进行所述判决的信息会到达节点。
根据一个实施例，一个节点(中间节点或根节点)可同时支持两个频率。在此情况下，与先前实施例相反，当连接到该节点的下游节点连同可支持两个频率的该节点一起被切换到新的AP时，所述下游节点不是必需要改变频率的。
根据一个实施例，以下情况是有可能的子树中的某些节点可以在另一个路径中连接到旧的AP，并且可能不期望进行改变。在此情况下，这些节点可以提早被通知所述改变，并可提前改变到对于到旧的AP的不同路线上。
根据一个实施例，AP使用频率分配(例如IEEE 802.11h中的动态频率选择DFS)以根据其特征将节点分配到各个频率。这使得能够进行适当的且有效的无线电频率管理。
本领域技术人员应理解，前面描述的实施例可由硬件、软件、或硬件与软件的组合来实现。可通过合适地选择和编程硬件组件来实现关于本发明实施例而描述的移动节点、接入点、判定授权方以及所有其它部件，从而它们可如上所述而运行。本发明特定实施例可由用于如上所述地执行越区切换的方法来实现，也可由用于如上所述地在网状网中执行越区切换的设备来实现。这样的设备可以是网络中的节点(诸如移动电话、智能电话、PDA、或可连接到移动网络的任意设备)、网络的接入点、诸如如上所述的判定授权方的任意其它网络单元、或者任何移动网络的全部或一部分。本领域技术人员应理解，可通过使用诸如微处理器或信号处理器等的可编程装置(例如，标准的单机计算机)来实现所述装置，所述装置被适当地编程，从而其能够执行如上所述的操作。本发明的实施例还可由记录在数据载体上的、存储在存储器中的或者经由通信链路所体现或发送的计算机程序来实现，当在计算机上运行时，所述计算机程序能够使计算机执行根据本发明实施例的方法。
权利要求
1.一种用于在网状网中对所述网状网的多个节点(A、A’、B)执行从第一接入点(AP1)到第二接入点(AP2)的越区切换的方法，其中，所述多个节点(A、A’、B)形成节点的树，所述树包括根节点(B)以及直接连接到所述根节点或经由中间节点连接到所述根节点的一个或多个另外的节点(A、A’)，以及所述越区切换是以协调的方式对所述节点的树来执行的，所述方法包括将关于所述第二接入点(AP2)的信息和定时信息转发到所述树的所述成员(A、A’、B)，从而能对所述树的所述节点进行协调的越区切换；根据所述定时信息将所述根节点(B)和所述另外的节点(A、A’)从所述第一接入点切换到所述第二接入点。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述越区切换包括确定所述树的所述根(B)以及所述第二接入点(AP2)；以所述根节点(B)开始，之后根据所述另外的节点在下游方向中的顺序递增地跟随有所述另外的节点，而顺序地切换所述树的所述节点。
3.如权利要求1所述的方法，还包括由所述网状网中的节点(A)生成越区切换请求消息；从所述节点开始在上游方向中转发所述请求消息，直到授权方可确定所述树的所述根(B)和所述第一接入点(AP1)；以及响应于所述越区切换请求消息，确定所述根节点(B)和所述第二接入点(AP2)。
4.如权利要求3所述的方法，还包括在所述越区切换请求消息在其路径上向上游所通过的每一个中间节点中，收集关于对所述中间节点可见的接入点的信息，并将所述信息添加到所述越区切换请求消息中。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述网状网中的各个接入点或判定授权方分别维护关于不同接入点及用于确定所述第二接入点作为越区切换候选的相关参数的表。
6.如权利要求5所述的方法，其中，通过由所述越区切换请求消息在上游方向中在其路径上所收集的信息来馈送所述表。
7.如权利要求6所述的方法，还包括基于包含在所述越区切换请求消息中的所述信息来确定所述第二接入点(AP2)。
8.如权利要求2所述的方法，其中，基于无线电资源管理考虑来选择将被越区切换的所述树(A、A’、B)的根节点(B)和第二接入点(AP2)。
9.如权利要求1所述的方法，其中，朝向树的叶子位于下游的节点与所述根(B)一样连接到所述第二接入点(AP2)，或维护对其旧的接入点(AP1)的连接。
10.一种用于在网状网中对所述网状网的多个节点(A、A’、B)执行从第一接入点(AP1)到第二接入点(AP2)的越区切换的装置，其中，所述多个节点形成节点(A、A’、B)的树，所述树包括根节点(B)以及直接连接到所述根节点或经由中间节点连接到所述根节点的一个或多个另外的节点(A、A’)，以及所述越区切换是以协调的方式对所述节点(A、A’、B)的树来执行的，所述装置包括转发单元，用于将关于所述第二接入点(AP2)的信息和定时信息转发到所述树的所述成员(A、A’、)，从而能对所述树的所述节点进行协调的越区切换，以根据所述定时信息将所述根节点(B)和所述另外的节点(A、A’)从所述第一接入点(AP1)切换到所述第二接入点(AP2)。
11.如权利要求10所述的用于在网状网中执行越区切换的装置，还包括确定单元，用于确定所述树的所述根(B)以及所述第二接入点(AP2)。
12.如权利要求10所述的装置10，还包括切换单元，用于以所述根节点(B)开始，之后根据所述另外的节点在下游方向中的顺序递增地跟随有所述另外的节点，而顺序地切换所述树的所述节点。
13.如权利要求10所述的装置，还包括用于在所述网状网中由节点(A)生成越区切换请求消息的单元；用于从所述节点开始在上游方向中转发所述请求消息直到授权方可确定所述树的所述根(B)和所述第一接入点(AP1)的单元；以及用于响应于所述越区切换请求消息而确定所述根节点(B)和所述第二接入点(AP2)的单元。
14.如权利要求13所述的装置，还包括收集单元，用于在所述越区切换请求消息在其路径上向上游所通过的每一个中间节点中，收集关于对所述中间节点可见的接入点的信息，并将所述信息添加到所述越区切换请求消息中。
15.如权利要求14所述的装置，还包括维护单元，用于在所述网状网中的接入点或判定授权方分别维护关于不同接入点及用于确定所述第二接入点作为越区切换候选的相关参数的表，所述表通过由所述越区切换请求消息在其路径上在上游方向中所收集的信息来馈送。
16.如权利要求10所述的装置，其中，所述装置包括以下内容之一移动节点，适合于能够连接到网状网；接入点，适合于作为网状网中的接入点来运行。
全文摘要
一种用于在网状网中对所述网状网的多个节点(A、A’、B)执行从第一接入点(AP1)到第二接入点(AP2)的越区切换的方法，其中，所述多个节点(A、A’、B)形成节点的树，所述树包括根节点(B)和直接或经由中间节点连接到所述根节点的一个或多个另外的节点(A、A’)，以协调的方式对所述节点的树执行所述越区切换，所述方法包括确定所述树的所述根(B)和所述第二接入点(AP2)；将关于所述第二接入点(AP2)的信息和定时信息转发到所述树的成员(A、A’、B)从而可对所述树的所述节点进行协调的越区切换；根据所述定时信息将所述根节点(B)和所述另外的节点(A、A’)从所述第一接入点切换到第二接入点。
文档编号H04L12/56GK1893729SQ20061010072
公开日2007年1月10日 申请日期2006年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者克里斯蒂安·普里霍弗尔 申请人:株式会社Ntt都科摩