用于支持无线漫游的方法、设备和系统与流程

本公开内容一般涉及用于支持具有连续数据通信的无线漫游的方法、设备和系统，并且更特别地涉及用于促进蓝牙网络中的无线漫游的方法、设备和系统。

背景技术：

无线设备(例如包括蓝牙扬声器的蓝牙设备、智能锁和各种智能蓝牙传感器以及可穿戴设备)已经在许多应用中得到广泛使用。这些无线设备通常经由一个或更多个无线接入点(wap)(或简称为接入点(ap))连接至计算机网络。接入点通常连接至路由器，路由器连接至计算机网络例如因特网。大多数蓝牙设备是移动的，并且可能需要从一个区域移动到另一区域。在蓝牙设备的移动期间，不应该中断蓝牙设备与接入点之间的数据通信。为了提供连续的数据通信，期望在不同的接入点连接之间进行快速且平滑的切换。

技术实现要素：

本公开内容的各种实施方式可以包括被配置成支持无线漫游的系统、方法和非暂态计算机可读介质。用于支持多个接入点的覆盖区域之间的无线漫游的方法可以包括：由多个接入点中的第一接入点检测来自无线连接至第一接入点的客户端设备的信号的信号强度；将信号强度与阈值进行比较，并且在信号强度小于阈值的情况下，由第一接入点将客户端设备从第一接入点断开连接；由第一接入点将指示客户端设备断开连接的信号发送到接入控制器；由接入控制器更新连接状态信息，以指示客户端设备从第一接入点断开连接；由接入控制器将客户端设备的连接状态信息发送到多个接入点；以及将客户端设备与多个接入点中的第二接入点连接。

用于支持无线漫游的系统可以包括：多个接入点，其各自包括处理器、存储器和无线收发器；以及中央设备，其包括处理器和存储器。每个接入点可以被配置成：检测来自无线连接至接入点的客户端设备的信号的信号强度，将信号强度与阈值进行比较，并且在信号强度小于阈值的情况下，将客户端设备从第一接入点断开连接，并且将指示客户端设备断开连接的信号发送到中央设备上的接入控制器。接入控制器可以被配置成：更新连接状态信息以指示客户端设备从第一接入点断开连接，并且将客户端设备的连接状态信息发送到多个接入点。

根据一方面，所公开的方法中的并且由所公开的系统支持的无线通信是蓝牙通信。利用本公开内容的系统，根据一些实施方式，接入点之一维持与客户端设备的连接或通信。当该客户端设备移动到由另一接入点覆盖的不同区域时，另一接入点将接管连接以及连接属性和安全属性。所公开的漫游系统具有部署在漫游区域中的多个蓝牙接入点设备。接入控制器协调接入点之间的漫游和切换，并且更新客户端设备的连接状态。漫游和切换活动发生在多于一个接入点的覆盖的交叠区域中。

附图说明

构成本说明书的一部分的附图示出了若干实施方式，并且与说明书一起用于说明所公开的原理。

图1示出了用于实现与本公开内容一致的方法和系统的示例性系统环境。

图2示出了用于实现与本公开内容一致的方法和系统的另一示例性系统环境。

图3示出了根据本公开内容的实施方式的用于实现无线漫游的示例性框图。

图4示出了根据本公开内容的实施方式的用于实现无线漫游的另一示例性框图。

图5示出了根据本公开内容的实施方式的计算设备的示例性框图。

具体实施方式

参照附图描述示例性实施方式。在任何方便的地方，在整个附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。虽然本文描述了所公开原理的示例和特征，但是在不脱离所公开实施方式的精神和范围的情况下，修改、适应性改编和其他实现方式是可以的。

阐述了所示出的部件和步骤以说明所示出的示例性实施方式，并且应该预期，正在进行的技术开发将改变执行特定功能的方式。这些示例呈现在本文中用于说明的目的而非限制的目的。此外，为了便于描述，本文中任意限定了功能构建块的边界。可以限定可替选边界，只要适当地执行指定的功能及其关系即可。基于本文中包含的教导，可替选方案(包括本文中描述的那些的等同物、扩展、变型、偏差等)对相关领域的技术人员而言将是明显的。这些可替选方案落入所公开实施方式的范围和精神内。

图1示出了用于实现与本公开内容一致的方法和系统的示例性系统环境100。图1中所示的系统环境100包括：多个客户端设备110、120和130、多个接入点210、220、230和240以及中央设备250。

客户端设备110、120和130可以包括计算机、移动电话、平板计算机、可穿戴设备例如智能手表、扬声器和其他物联网(iot)设备。客户端设备具有一个或更多个无线连接功能，例如蓝牙连接功能。例如，客户端设备各自可以包括蓝牙收发器。

接入点210、220、230和240各自可以是可以通过包括wi-fi和/或蓝牙的无线标准连接至客户端设备的硬件设备。在本申请中，使用蓝牙作为示例。本领域普通技术人员应当理解，也可以使用其他无线协议，并且所公开的发明可以应用于其他无线协议。如图1所示，接入点210、220、230和240各自具有覆盖区域，分别称为210a、220a、230a和240a。在覆盖区域内，客户端设备和接入点的信号强度足以进行无线通信。在覆盖区域之外，信号强度可能不足以维持客户端设备与接入点之间的通信。接入点可以布置成覆盖期望的区域，例如建筑物或地区的整个区域。覆盖区域可以彼此交叠，以保证接入点覆盖所有预期区域。

接入点可以是商业上可用的接入点。接入点可以包括微控制器、存储器、无线收发器和多个lan和wlan接口。

接入点210、220、230和240经由有线或无线连接与中央设备250连接。中央设备250可以是路由器，路由器将接入点210、220、230和240连接至其他设备或网络例如控制设备、因特网或另一局域网。在另一实施方式中，中央设备250可以是如在以下专利中描述的蓝牙集线器(hub)设备：题为“methods,devicesandsystemsforsupportingwirelesscommunication”并且发布给本申请的申请人的美国专利第9,730,003号。接入点210、220、230和240也可以是如在美国专利第9,730,003号中描述的蓝牙集线器设备。美国专利第9,730,003号通过引用并入本申请中。蓝牙集线器设备250可以将接入点连接至控制设备例如计算机、智能电话或平板计算机，该控制设备可以通过蓝牙集线器设备250控制接入点和客户端设备。

中央设备250可以包括接入控制器，接入控制器控制客户端设备的接入认证。中央设备250还可以包括微控制器和存储器。中央设备250可以存储接入控制列表(acl)，接入控制列表包括客户端设备的mac地址和它们各自的接入权限。中央设备250可以包括用于与接入点、控制设备和网络通信的一个或更多个无线收发器、调制解调器和输入端/输出端。接入控制器是协调对接入点的操作的软件服务。

客户端设备可以从一个接入点的覆盖区域漫游到另一接入点的覆盖区域。如图2中所示，客户端设备110从第一接入点220的覆盖区域220a移动到第二接入点230的覆盖区域230a。漫游技术应当在网络设备中实现以在客户端设备在不同的覆盖区域之间移动时提供连续覆盖。

以下使用客户端设备110作为示例来描述两个接入点220和230的覆盖区域之间的漫游。例如，作为蓝牙设备的客户端设备110在其未连接至任何接入点时，它定期发出广告包。在一些实施方式中，广告包可以包括用户/自定义数据。当客户端设备110从覆盖区域220a移动到覆盖区域230a时，在接入点220和230的交叠覆盖区域中，接入点220和230二者都可以接收广告包。接入点220和230二者都将接收的广告包转发到中央设备250的接入控制器。接入控制器将跟踪接收的包，丢弃冗余副本，并且将包转发到它们的预期目的地。例如，中央设备250可以是连接至控制设备例如蜂窝电话的蓝牙集线器。接入器(accessor)控制器可以将广告包转发到蜂窝电话。

当那些接入点全部都在广告商设备(例如，客户端设备110)的范围内时，以下是可能的：接入控制器可以接收由不同接入点中继的相同广告包的多个副本。接入控制器可以通过检查广告原始数据的循环冗余码(crc)来应用策略以过滤重复的广告包。作为示例，策略可以包括忽略或删除重复的广告包。crc是例如用于在数据传输期间检测错误的由接入点添加到数据的代码。接入控制器可以用广告商的地址和crc维护所接收的广告包的记录。一旦接入控制器检测到广告包与其记录中的先前接收的广告包中的任一个匹配，则它将按配置应用过滤策略。

中央设备250的接入控制器可以将广告包转发到控制设备例如智能电话。控制设备的用户可以批准与客户端设备的连接。控制设备和客户端设备之前可能已经配对。在这种情况下，控制设备和客户端设备可以通过中央设备和接入点自动连接。在一些其他实施方式中，在认证之后，控制设备可以直接通过接入点与客户端设备连接。

例如，在客户端设备和接入点之间的连接中，客户端设备可以处于外围角色(也可以称为从)，并且接入点处于核心角色(也可以称为主)。例如，客户端设备可以在不同接入点的覆盖区域之间漫游，如图2中所示。在这种情况下的漫游需要在客户端设备离开时实现从接入点的无缝切换，并且使由于接入点连接的改变而导致的对用户数据通信的影响最小化。

接入点210、220、230和240可以检测信号强度并且针对其连接的客户端设备生成接收信号强度指示符(rssi)。rssi值可以设置有阈值。接入点可以将rssi阈值存储在其存储器中。当来自客户端设备的信号变得低于rssi阈值时，接入点将与客户端设备断开连接，并且将指示客户端设备断开连接的信号发送到接入控制器。

接入控制器可以将每个客户端设备的连接状态存储在其覆盖在中央设备的存储器上的区域中。例如，接入控制器可以存储包括客户端设备的标识的漫游表。漫游表还可以包括客户端设备的连接状态，客户端设备的连接状态包括客户端设备是否与任何接入点连接以及连接至哪个接入点。在接入控制器从接入点接收到指示连接状态改变的信号之后，接入控制器将更新漫游表中的连接状态。然后，接入控制器将更新的漫游表广播到接入点。在一些其他实施方式中，接入控制器可以仅广播最近的连接状态改变信息而不是整个漫游表。例如，接入控制器可以广播指示特定客户端设备已经从接入点断开连接的信号。区域中的接入点将接收信号或更新的漫游表，并且如果他们看到被接入点之一断开连接的客户端设备，则它们将开始与客户端设备连接。一旦接入点与客户端设备连接，则它将更新接入点上的漫游表并且立即通知接入控制器。

例如，在图1和图2中，客户端设备110可以首先与接入点220连接。当客户端设备110进一步移动离开接入点220时，从客户端设备110到接入点220的信号的rssi值可以变得小于rssi阈值，并且接入点220可以断开与客户端设备110的连接。接入点220可以立即发送指示断开连接的信号以更新中央设备250上的漫游表，中央设备250又将更新的漫游表广播到所有接入点。接入点230可以检测到客户端设备110在其覆盖区域内。接入点230与客户端设备110连接，并且可以生成指示客户端设备110与接入点230连接的信号，将信号转发到中央设备250以使其更新漫游表。漫游表仅用作示例。本领域普通技术人员应该理解，可以使用其他数据存储格式。例如，列表可以用于维护连接状态信息。

在一些实施方式中，当客户端设备处于外围角色(即与接入点连接)时，它还可以支持广播者角色。换句话说，客户端设备可以被配置成在其与接入点连接时发送广告包。其他相邻的接入点可以接收客户端设备的广告包。广告设备范围内的每个ap可以接收具有rssi测量结果的广告包，并且将该测量结果报告至控制的接入控制器。接入控制器可以比较它接收的测量结果并与ap协调以管理连接。在一些实施方式中，具有最高rssi的接入点可以接管连接。

在一些其他实施方式中，如果客户端设备在其被连接时不支持广告，则可以通过站点调查(sitesurvey)来确定rssi阈值。例如，在许多接入点具有其信号覆盖的交叠区域中，可以确定交叠区域中的每个接入点的最大rssimax和最小rssimin。可以将rssi阈值设置为许多接入点的所有rssimax和rssimin的中间值(medium)。

在本申请的实施方式中，rssi值和阈值用于确定是否应该执行不同接入点之间的切换。本领域普通技术人员应该理解，可以使用其他连接质量测量。例如，切换可以基于客户端设备和接入点之间的其他信号强度测量或距离测量。

在该漫游解决方案中，蓝牙客户端设备不需要进行任何改变以支持漫游。当连接的接入点支持漫游时，接入控制器将向正被管理的接入点发送配置更新。配置包括限制接入点的覆盖范围的切换rssi阈值。

对于区域中的所有接入点，例如支持漫游的接入点210、220、230和240，它们根据需要共享客户端设备的相同的蓝牙物理地址和其他蓝牙参数。共享信息可以由中央设备250转发到接入点。因此，当客户端设备从一个接入点的覆盖区域漫游到另一接入点的覆盖区域时，它将看不到不同接入点之间的差异。

如上所述，一旦rssi值低于阈值，则接入点将丢弃连接并且向接入控制器发送漫游更新。漫游更新可以包括连接参数、安全请求信息和客户端设备标识/蓝牙地址。连接参数可以包括从延时(slavelatency)、连接间隔、监督超时、发送窗口大小等。在接收该漫游更新时，接入控制器将向处于区域中的接入点发送更新的漫游信息。每个接入点可以维护信息例如客户端设备的漫游表，其可以包括关于连接参数、安全请求信息、客户端设备标识/蓝牙地址、客户端设备与接入点之间的连接和连接状态的信息。

当接入点从客户端设备接收广告包时，它将检查漫游表。如果受支持的漫游设备的记录在列表上，则接入点将启动与相应连接参数和安全设置的连接。

当在客户端设备上启用蓝牙安全时，连接属性信息将被发送到接入控制器。一旦建立了新连接，则接入控制器将向接入点通知关于配对关联模型。如果生成安全信息例如链接密钥(linkkey)、长期密钥(ltk)或其他密钥，则接入点将经由安全信道向接入控制器发送安全信息。接入器控制器可以向所有其他接入点发送安全信息。

本公开内容还提供了用于无线漫游的方法。如图3中所示，根据一些实施方式，用于支持多个接入点的覆盖区域之间的无线漫游的方法包括以下步骤。

步骤302：第一接入点例如图1和图2中的接入点220检测来自客户端设备例如客户端设备110的信号的信号强度，该客户端设备无线连接至第一接入点220。

步骤304：第一接入点220可以将信号强度与阈值进行比较，并且在信号强度小于阈值的情况下，将客户端设备从第一接入点220断开连接。

步骤306：第一接入点220将指示客户端设备断开连接的信号发送到接入控制器例如中央设备250上的接入控制器。

步骤308：接入控制器接收信号，并且更新连接状态信息以指示客户端设备从第一接入点220断开连接。

步骤310：接入控制器将客户端设备的连接状态信息发送到多个接入点。

步骤312：第二接入点例如接入点230与客户端设备连接。

根据一些实施方式，接入点230可以将客户端设备的连接状态信息存储在其存储器中。在接入点230与客户端设备110连接之后，它更新连接状态信息。接入点230将更新的客户端设备的连接状态信息发送到接入控制器，并且接入控制器可以将更新的连接状态信息发送到其他接入点。

根据一些实施方式，当首先与客户端设备连接时，接入点可以将与客户端设备相关联的连接属性信息发送到接入控制器。接入控制器可以将与客户端设备相关联的连接属性信息发送到多个接入点。客户端设备可以具有安全信息。例如，客户端设备可能需要安全密钥来加密被发送到任何接入点的信息。当首先与客户端设备连接时，接入点可以将与客户端设备相关联的安全信息发送到接入控制器。接入控制器可以将与客户端设备相关联的安全信息发送到多个接入点，使得当客户端设备漫游到接入点的覆盖区域时，该接入点连接至客户端设备。

如上所述，在本公开内容的实施方式中，接入点可以生成接收信号强度指示符(rssi)以指示来自客户端设备的信号的信号强度，并且接入点使用rssi阈值以确定是否使客户端设备断开连接。

多个接入点中的许多接入点可以具有交叠的覆盖区域。如果客户端设备在交叠的覆盖区域中，则其广告包可以由许多接入点接收。本公开内容还提供了用于基于rssi值确定连接至客户端设备的接入点的方法。根据一些实施方式，如图4中所示的方法400可以包括：

步骤402：许多接入点从客户端设备接收广告包。所接收的广告包可以包括指示所接收的广告包的信号强度的rssi信息。许多接入点可以将rssi信息转发到接入控制器。

步骤404：接入控制器从多个接入点接收来自客户端设备的广告包的rssi信息。

步骤406：接入控制器确定许多接入点中的要与客户端设备连接的具有最高rssi的接入点。

本公开内容还提供了用于确定rssi阈值的方法。如上所述，多个接入点中的许多接入点可以具有交叠的覆盖区域。当客户端设备在交叠的覆盖区域内时，许多接入点中的每一个具有来自客户端设备的信号的最大rssi和最小rssi。在一个实施方式中，rssi阈值是许多接入点的最大rssi和最小rssi的中间值。在另一实施方式中，rssi阈值可以是许多接入点之一的最大rssi和最小rssi的中间值。

图5是示出可以在其上实现本文描述的实施方式中的任一个的计算设备500的框图。计算设备500包括用于传送信息的总线502或其他通信机制、用于处理信息的与总线502耦接的一个或更多个硬件处理器504、用于存储信息和程序代码的存储器506以及网络接口518。设备500可以用于实现接入点210、220、230和240以及中央设备250。在设备500用于实现中央设备250的情况下，处理器504和存储器506可以构成接入器控制器。设备500还可以用于实现上述客户端设备。

(一个或更多个)处理器504可以是例如一个或更多个通用微处理器。存储器506可以包括随机存取存储器(ram)、高速缓存和/或其他存储设备，用于存储要由处理器504执行的指令和信息。存储器506还可以用于在执行要由处理器504执行的指令期间存储临时变量或其他中间信息。当这些指令被存储在处理器504可访问的存储介质中时，这些指令使设备500成为专用机器，该专用机器被定制成执行指令中指定的操作。

存储器506可以包括非暂态存储介质。如本文使用的术语“非暂态介质”和类似术语是指存储使机器以特定方式操作的数据和/或指令的任何介质。这种非暂态介质可以包括非易失性介质和/或易失性介质。常规形式的非暂态介质包括：例如，软盘(floppydisk)、软磁盘(flexibledisk)、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁数据存储介质、cd-rom、任何其他光学数据存储介质、具有孔图案的任何物理介质、ram、prom和eprom、flash-eprom、nvram、任何其他存储器芯片或盒式磁带(cartridge)以及其网络版本。

通信接口518提供与连接至一个或更多个本地网络的一个或更多个网络链路耦接的双向数据通信。例如，通信接口518可以是综合业务数字网(isdn)卡、电缆调制解调器、卫星调制解调器或调制解调器，以提供与相应类型的电话线路的数据通信连接。作为另一示例，通信接口518可以是局域网(lan)卡以提供与兼容lan的数据通信连接(或wan部件以与wan通信)。还可以实现无线链路。在任何这样的实现方式中，通信接口518发送和接收携带表示各种类型信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。设备500可以通过(一个或多个)网络、网络链路和通信接口518发送消息并接收包括程序代码的数据。设备500可以包括两个或更多个通信接口518。

在设备500是如以上所讨论的接入点的示例中，一个通信接口518可以是用于与客户端设备连接的无线收发器，例如蓝牙收发器。设备500可以包括另一通信接口518，例如wifi收发器或用于与中央设备250连接的有线网络端口。

前面部分中描述的过程、方法和算法中的每一个可以在由包括计算机硬件的一个或更多个计算机系统或计算机处理器执行的代码模块中实现，并且通过所述代码模块完全或部分地自动化。处理和算法可以部分地或全部地在专用电路系统中实现。

上述各种特征和处理可以彼此独立地使用，或者可以以各种方式组合。所有可能的组合和子组合都意在落入本公开内容的范围内。另外，在一些实现方式中可以省略某些方法或处理块。本文描述的方法和处理也不限于任何特定序列，并且与其相关的块或状态可以以适当的其他序列执行。例如，所描述的块或状态可以以除了具体公开的顺序之外的顺序执行，或者多个块或状态可以在单个块或状态中组合。示例块或状态可以串行、并行或以某种其他方式执行。可以向所公开的示例实施方式添加块或状态或者从所公开的示例实施方式移除块或状态。本文描述的示例系统和部件可以与所描述的不同地配置。例如，与所公开的示例实施方式相比，可以添加、移除或重新布置要素。

可以通过算法至少部分地执行本文描述的示例方法的各种操作。算法可以被包括在存储在接入点和/或中央设备中的一个或更多个存储器(例如，上述非暂态计算机可读存储介质)中的程序代码或指令中。

在整个说明书中，多个实例可以实现被描述为单个实例的部件、操作或结构。尽管一个或更多个方法的各个操作被示出并描述为单独的操作，但是各个操作中的一个或更多个可以同时执行，并且不需要以所示出的顺序执行操作。在示例配置中作为单独部件呈现的结构和功能可以实现为组合的结构或部件。类似地，作为单个部件呈现的结构和功能可以实现为单独的部件。这些和其他变型、修改、添加和改进落入本文主题的范围内。

尽管已经参考具体示例实施方式描述了对主题的概述，但是在不脱离本公开内容的实施方式的更宽范围的情况下，可以对这些实施方式进行各种修改和改变。在本文中，主题的这些实施方式可以仅出于便利而被单独地或共同地称为术语“发明”，而不意在在实际上公开了多于一个公开内容或概念的情况下将本申请的范围主动地限制为任何单个公开内容或概念。

足够详细地描述了本文所示的实施方式，以使本领域技术人员能够实践所公开的教导。可以使用并从中得到其他实施方式，使得可以在不脱离本公开内容的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。因此，具体实施方式不以限制性意义被采用，并且各种实施方式的范围仅通过所附权利要求以及这样的权利要求所赋予的等同方案的全部范围来限定。

本文描述和/或附图中描绘的流程图中的任何处理描述、要素或块应被理解为潜在地表示包括用于在处理中实现特定逻辑功能或步骤的一个或更多个可执行指令的模块、片段或代码部分。可替选实现方式包括在本文描述的实施方式的范围内，其中要素或功能可以被删除，以所示出或讨论的顺序以外的顺序执行，包括基本上同时或以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能，如本领域技术人员将理解的。

如本文所使用的，术语“或”可以以包含性或排他性的含义来解释。此外，可以为在本文中描述为单个实例的资源、操作或结构提供多个实例。另外，各种资源、操作、引擎和数据存储装置之间的边界在某种程度上是任意的，并且在特定说明性配置的上下文中示出了特定操作。其他功能分配被设想并且可以落入本公开内容的各种实施方式的范围内。通常，在示例配置中作为单独资源呈现的结构和功能可以实现为组合的结构或资源。类似地，作为单个资源呈现的结构和功能可以实现为单独的资源。这些和其他变型、修改、添加和改进落入如由所附权利要求表示的本公开内容的实施方式的范围内。因此，说明书和附图应被视为说明性的而非限制性意义的。

除非另有特别说明或在如所使用的上下文中另有理解，否则条件语言例如其中的“可以”、“能够”、“也许”、“可能”通常意在表达某些实施方式包括某些特征、要素和/或步骤而其他实施方式不包括某些特征、要素和/或步骤。因此，这样的条件语言通常不意在暗指：特征、要素和/或步骤在任何方式情况下对于一个或更多个实施方式是必需的，或者一个或更多个实施方式必然包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下都决定这些特征、要素和/或步骤是否被包括在任何特定实施方式中或要在任何特定实施方式中执行的逻辑。