專利名稱：在無線網(wǎng)絡中執(zhí)行切換的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在快速和安全的無線網(wǎng)絡中執(zhí)行切換的方法，尤其涉及一種用于最小化切換等待時間(handoff latencies)的方法。
背景技術：
通常，局域網(wǎng)(LAN)是在300米或更小的距離內耦合到通信鏈路的個人終端、主機和工作站的集合。LAN是一種允許在公司，即可以在個人終端之間正確地傳送電流或無線電波信號以共同地和有效地使用安裝在公司的建筑物內的設備的距離內的員工獲知信息的高速通信網(wǎng)。對于LAN，已開始使用通過通信鏈路直接發(fā)送電信號的有線網(wǎng)絡。根據(jù)無線協(xié)議的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)使用無線電波發(fā)送信號的無線網(wǎng)絡取代有線網(wǎng)絡的趨勢?；谥轮x無線網(wǎng)絡的LAN是被稱為無線局域網(wǎng)(WLAN)。WLAN是以電子與電氣工程師協(xié)會(IEEE)的802.11協(xié)議為基礎的。在最近幾年中，基于IEEE802.11已得到了極大的發(fā)展。據(jù)預測，由于具有便利的網(wǎng)絡連接性優(yōu)勢，基于IEEE802.11的WLAN在未來將會得到迅速發(fā)展。
關于媒體接入控制(MAC)層，IEEE802.11允許兩種操作模式，即點對點傳輸模式(hoc mode)和網(wǎng)絡組織架構模式(infrastructure mode)。在點對點傳輸模式中，兩個或更多的無線站(STA)相互識別并建立對等通信(peer-to-peercommunication)而沒有任何現(xiàn)有的網(wǎng)絡組織架構(infrastructure)。同時在網(wǎng)絡組織架構模式中，存在稱為接入點(AP)的固定實體，其跨接與AP相關的STA之間的所有數(shù)據(jù)。AP和與AP相關的STA形成在未經(jīng)許可的射頻(RF)頻譜上通信的基本服務組(Basic Service Set，BSS)。
圖1是說明傳統(tǒng)的支持網(wǎng)絡組織架構模式的無線局域網(wǎng)(WLAN))的結構。
參考圖1，多個接入點(AP))120a和120b通過分布式系統(tǒng)(DS))110連接。采用有線網(wǎng)絡實現(xiàn)DS 110。在多個AP 120a和AP 120b之間形成通信路徑。多個AP 120a和120b形成恒定服務區(qū)，并充當STA 130a、130b、130c和130d以及DS 110之間的網(wǎng)橋。一個AP和與該AP相關的STA形成基本服務組。換句話說，在逐個AP的基礎上(AP-by-AP)形成唯一的BSS，并且基于逐個BSS(BSS-by-BSS)提供服務。由AP 120a和120b形成的多個BSS可以被擴展成擴展服務組(Extended Service Set，ESS)。STA 130a、130b、130c和130d必須經(jīng)過一個鑒權過程以通過STA 130a、130b、130c和130d所屬的AP 120a和120b來接入WLAN。換句話說，STA 130a、130b、130c和130d被允許通過鑒權過程來接入網(wǎng)絡。在此提供所需的狀態(tài)信息以便STA 130a、130b、130c和130d可以根據(jù)鑒權過程接入網(wǎng)絡。狀態(tài)信息包含用于發(fā)送數(shù)據(jù)至DS 110的加密信息(基于加密碼)。
在根據(jù)圖1所示的結構的WLAN中，無線站具有移動性，因此能從一個BSS移動到另一個BSS。在這種情況下，就需要切換以便從一個BSS所接收的業(yè)務可以由另一個BSS連續(xù)地提供給STA。在切換前STA具有到其的物理層連通性(physical layer connectivity)的AP被稱為“前AP”，而在切換后STA獲得到其的物理層連通性的新AP被稱為“新AP”。
傳統(tǒng)切換過程是指在AP和STA之間所交換的消息的機制或序列。在傳統(tǒng)切換過程中，必須將物理層連通性和狀態(tài)信息從關于STA的一個AP發(fā)送到另一個AP。切換是至少由三個參與實體(participating entity)，即STA、前AP和新AP執(zhí)行的物理層功能。傳送的狀態(tài)信息一般由客戶憑證(clientcredential，允許STA獲得網(wǎng)絡接入)和一些帳號信息組成。發(fā)送狀態(tài)信息的操作可由內部接入點協(xié)議(IAPP)執(zhí)行。對于一個不具備接入控制機制的IEEE802.11網(wǎng)絡，完成連接(completion association)和切換/重連接(handoff/reassociation)之間只是名稱上的區(qū)別。換言之，當存在有關附加內部接入點通信時延(additional inter-access point communication delay)時，切換等待時間(handoff latency)確實比連接等待時間(association latency)要大。
基于切換過程的邏輯步驟分為發(fā)現(xiàn)階段(discovery phase)和重鑒權階段(reauthentication phase)。
1.發(fā)現(xiàn)階段由于移動性，來自STA的當前AP(或前AP)的信號的信號強度和信噪比有可能降低，并導致它啟動切換。此時，STA有可能不能與它當前的AP(或前AP)通信。因此，STA需要在一定范圍內尋找到潛在AP(potentialAP)以與之相連接。這是由MAC層功能(或掃描功能)來完成的。在掃描期間，STA會在所分配的信道中以10ms的速率監(jiān)聽由AP周期性發(fā)送的信標消息(beacon message)。因此，STA可以產(chǎn)生一個優(yōu)先級列表，即根據(jù)所接收到的信號強度安排優(yōu)先順序的AP列表。在標準中基于主動模式(active mode)和被動模式(passive mode)定義了兩種掃描方法。如名稱所述，在主動模式中，除了監(jiān)聽信標消息(被動的)，STA在每一信道上發(fā)送附加探測廣播分組(additional probe broadcast packet)并且接收來自AP的響應。因此，STA主動地搜索或探測潛在AP。
2.重鑒權階段根據(jù)上述發(fā)現(xiàn)階段的優(yōu)先列表，STA發(fā)送重鑒權請求至潛在AP。重鑒權階段一般包括鑒權和到新AP的重連接。重鑒權階段涉及來自前AP的憑證和其它狀態(tài)信息的傳送。如前所述，這可以通過例如IAPP協(xié)議來實現(xiàn)。重鑒權階段包括鑒權階段(authentication phase)和重連接階段(reassociation phase)。
圖2是說明在傳統(tǒng)WLAN中的切換過程的圖。假設在圖2中，發(fā)現(xiàn)階段是在主動模式下執(zhí)行的。圖2示出的切換過程被分成探測階段(probe phase)210和重鑒權階段220。
參考圖2，在步驟212中，檢測到需要切換的無線站(STA)發(fā)送探測請求消息(probe request message)到多個未指定的AP。探測請求消息被定義成用于詢問每一AP是否可以成功地執(zhí)行切換的信息。在步驟214中，當接收到探測請求消息時，AP發(fā)送探測響應消息至STA。這里，特定的AP已接收到探測響應請求消息的事實意味著AP鄰近STA。因此，能夠接收探測請求消息的AP被確定為潛在AP。在逐信道的基礎上(channel-by-channel)，STA重復執(zhí)行上述操作。
另一方面，STA根據(jù)在發(fā)現(xiàn)階段產(chǎn)生的優(yōu)先級列表中注冊的潛在AP的優(yōu)先級執(zhí)行重連接階段220。在步驟222中，STA發(fā)送重連接請求消息(reassociation request message)至一個新的AP。在步驟230中，響應重連接請求消息，新AP執(zhí)行一個與其它AP的內部接入點協(xié)議(IAPP)過程。通過IAPP過程，新AP接收到分配給STA的憑證和其它狀態(tài)信息。因此，在步驟224，新AP向STA發(fā)送對重連接請求消息的重連接響應消息(reassociation responsemessage)。
如上所述，當STA發(fā)送探測請求消息時開始傳統(tǒng)切換過程并當STA接收到重連接響應消息時結束該過程。在切換期間，引起包括下列三種類型的延遲在發(fā)現(xiàn)階段引起的探測延遲(probe delay)、鑒權階段引起的鑒權延遲(authentication delay)以及重連接階段引起的重連接延遲(reassociation delay)。
1.探測延遲在圖2所示的探測階段210，為主動掃描發(fā)送的消息是探測消息。該過程的等待時間被稱為探測延遲。STA在每一信道上發(fā)送探測請求消息并等待來自AP的響應。在發(fā)送完探測請求消息后，STA在特定信道上等待的時間為探測等待延遲(probe-wait latency)。這被確定為在后續(xù)探測請求消息之間的時間差。這里，該時間是在不同信道上的探測請求消息之間的后續(xù)時間。根據(jù)上述步驟，已發(fā)現(xiàn)信道上的流量和探測響應消息的時間影響探測等待時間。
2.鑒權延遲這是在鑒權幀交換期間引起的等待時間(圖2未示出)。鑒權由兩個或四個取決于被AP使用的鑒權方法的連續(xù)幀組成。一些無線網(wǎng)絡接口卡(NIC)試圖在鑒權之前啟動重連接，這在切換過程中引起附加延遲。
3.重連接延遲這是在圖2所示的重連接階段220中交換重連接幀期間引起的等待時間。如果鑒權過程成功，STA發(fā)送重連接請求幀至AP，接收重連接響應幀并完成切換。當額外需要新AP和其它AP之間的IAPP過程時，重連接延遲將進一步增加。
由上所述，探測延遲期間的消息形成發(fā)現(xiàn)階段，而鑒權和重連接延遲形成重鑒權階段。除了上面討論的等待時間，還將潛在地存在由用于MAC地址更新形成分布式系統(tǒng)(即骨干以太網(wǎng))的以太網(wǎng)交換機所用時間引起的連接延遲(bridging delay)。由此可知，在傳統(tǒng)WLAN中執(zhí)行STA和AP之間的切換時造成多種等待時間。問題在于等待時間不僅影響服務質量(QoS)，而且還會禁止高速漫游。

發(fā)明內容
因此，根據(jù)上述問題，完成了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于最小化切換等待時間的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種在執(zhí)行切換前，向接入點(AP)傳送相應無線站(STA)的狀態(tài)信息的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠消除在前AP(prior-AP)和新AP之間的隧道過程(tunneling procedure)和通過隧道過程發(fā)送相應無線站(STA)的狀態(tài)信息的過程的切換方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于產(chǎn)生將無線站的狀態(tài)信息發(fā)送至潛在AP所需的鄰區(qū)圖(neighborhood graph)的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種根據(jù)鄰區(qū)圖，發(fā)送無線站的狀態(tài)信息至鄰近接入點(neighboring AP)的方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過提供一種在無線局域網(wǎng)(WLAN)中，使接入點(AP)支持用于至少一個無線站的切換的方法來實現(xiàn)上述和其它目的，該WLAN包括覆蓋恒定服務區(qū)域的AP和與一個接收通信服務的AP相關聯(lián)的至少一個STA，該方法包括步驟產(chǎn)生由能夠切換的鄰近AP所構成的鄰區(qū)圖；根據(jù)鄰區(qū)圖，接收從鄰近AP發(fā)送的任意STA的上下文(context)；在利用所接收到的上下文，執(zhí)行對已從鄰近AP移出的任意STA的重連接過程后，參考鄰區(qū)圖并傳送上下文至鄰近AP。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，通過提供一種在無線局域網(wǎng)中，使接入點(AP)支持用于至少一個無線站的切換的方法來實現(xiàn)上述和其它目的，該WLAN包括覆蓋恒定服務區(qū)域的AP和與一個接收通信服務的AP相關聯(lián)的至少一個STA，該方法包括步驟根據(jù)連接或重連接請求，獲得任意STA的上下文，并根據(jù)上下文，執(zhí)行到所述任意STA的連接；以及包括傳送上下文至鄰近AP，其中，當STA移動到一個鄰近AP時，根據(jù)所傳送的上下文執(zhí)行在STA和鄰近AP之間的重連接。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，通過提供一種在無線局域網(wǎng)中，在接入點和無線站之間執(zhí)行切換的方法實現(xiàn)上述和其它目的，該WLAN包括覆蓋恒定服務區(qū)域的AP和與一個接收通信服務的AP相關聯(lián)的STA，該方法包括步驟使STA發(fā)送連接或重連接請求消息；當該STA的上下文被存儲在接收連接或重連接請求消息的AP中時，發(fā)送連接或重連接響應消息至STA并且傳送上下文至能進行切換的鄰近AP；當該STA的上下文未被存儲在接收連接或重連接請求消息的AP中時，則在獲得STA的上下文之后，發(fā)送連接或重連接響應消息并且發(fā)送所獲得的上下文至能進行切換的鄰近AP，其中，當STA在移動時發(fā)送重連接請求消息時，根據(jù)所傳送的上下文，一個鄰近AP與該STA相連接。


結合以下對附圖的詳細描述，將會很清楚地理解本發(fā)明的以上和其它目的、特點和其它優(yōu)點，其中圖1是說明傳統(tǒng)無線局域網(wǎng)的結構的圖；圖2是說明在傳統(tǒng)WLAN中的切換過程的圖；圖3A和圖3B是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例產(chǎn)生鄰區(qū)圖的操作的圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明實施例的切換過程的原理圖；圖5是說明在根據(jù)本發(fā)明實施例的無線局域網(wǎng)(WLAN)中的切換過程的圖；圖6是說明根據(jù)本發(fā)明實施例的接入點的操作的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在以下描述中，本發(fā)明提出所述優(yōu)選實施例來實現(xiàn)以上和其它目的。然而，可以從本發(fā)明的下列說明中獲得本發(fā)明的其它實施例。
本發(fā)明采用預置的高速緩存技術(proactive caching technique)來減小重連接延遲。為了采用預置的高速緩存技術，必須執(zhí)行將相應無線站的狀態(tài)信息即上下文從前接入點發(fā)送至潛在AP的過程而不考慮切換過程。潛在AP是一組STA可與之相關聯(lián)的AP。為了如上所述將STA的上下文發(fā)送至潛在AP，必須在每一AP上管理潛在的AP。為此，AP必須產(chǎn)生和管理鄰區(qū)圖。該鄰區(qū)圖定義了在切換過程中潛在AP之間的連接關系。以下將詳細描述根據(jù)利用鄰區(qū)圖的預置高速緩存產(chǎn)生鄰區(qū)圖和切換過程的方法。
1、鄰區(qū)圖的產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明，鄰區(qū)圖是由構成無線局域網(wǎng)的AP的分布形成的。由于對應于構成無線局域網(wǎng)的每一AP的潛在AP不相同，最好根據(jù)逐個AP(AP-by-AP)，實現(xiàn)鄰區(qū)圖的產(chǎn)生。有三類產(chǎn)生鄰區(qū)圖的方法。第一種產(chǎn)生方法允許管理者手工產(chǎn)生鄰區(qū)圖。第一種方法允許管理者在逐個AP的基礎上，根據(jù)AP的分布配置和注冊鄰區(qū)圖，并且還允許管理者在其中AP的分布變化時更新鄰區(qū)圖。第二種方法允許管理者注冊第一鄰區(qū)圖，并且允許當AP的分布變化時，自動改變鄰區(qū)圖。第三種方法允許在逐個AP的基礎上自動地產(chǎn)生鄰區(qū)圖。然而，第三種方法存在一個問題，就是切換必須在現(xiàn)有切換過程的基礎上執(zhí)行，并產(chǎn)生鄰區(qū)圖。換句話說，在第三種產(chǎn)生方法中，需要確認在逐個AP的基礎上的連接關系的過程。例如，當位于AP_A的STA試圖首先執(zhí)行一個切換過程至AP_B，其中，以前沒有通過該AP_B執(zhí)行過STA的切換，AP_B就會執(zhí)行一個內部接入點協(xié)議(IAPP)過程以從AP_A接收相應的STA的上下文。接著，AP_A和AP_B確認對于切換的在它們之間的互連關系的存在，以便可以更新相應的鄰區(qū)圖。在鄰區(qū)表被更新之后，可以執(zhí)行與期望從AP_A移動到AP_B或從AP_B移動到AP_A的STA有關的切換而不執(zhí)行IAPP過程。
另一方面，必須考慮AP之間連接的物理路徑和AP之間的距離，以便三類產(chǎn)生方法中的任何一種都能產(chǎn)生鄰區(qū)圖。換句話說，構成WLAN的AP必須在不通過任何AP的情況下能彼此物理連接，以便基于鄰區(qū)圖形成連接關系。進一步，兩個彼此物理互連的AP必須在閾值距離范圍之內。當這兩個AP彼此遠離時，最好是根據(jù)用于使新AP支持通信的啟動過程來執(zhí)行切換。
現(xiàn)在將詳細說明根據(jù)本發(fā)明實施例所采用的產(chǎn)生鄰區(qū)圖的實例。
圖3A是說明構成采用本發(fā)明實施例的WLAN的AP的典型分布的圖；圖3B是說明能夠由圖3A中所示的AP的分布所產(chǎn)生的典型鄰區(qū)圖的圖。
如圖3A所示，AP_C被安裝在具有一個網(wǎng)關的密閉空間。因此，由AP_B定義位于AP_C的STA可以在其中移動的路徑。這意味著，只有與位于AP_C的STA相關聯(lián)的、在AP_C和AP_B之間的切換過程才能夠被執(zhí)行。位于AP_B的STA不僅可以移動到AP_A、AP_D和AP_E，而且可以移動到安裝在通道中(作為物理連接)的AP_C。換句話說，如圖3A所示，位于AP_B的STA使得可以在AP_B和所有的其它AP之間執(zhí)行切換過程。由AP_B和AP_E定義位于AP_A的STA不需通過任何其它AP就可以直接連接的AP。因此，位于AP_A的STA使得可以在AP_A和AP_B或AP_E之間執(zhí)行切換過程。除了如圖3A所示的AP中的AP_C，位于AP_E的STA可以直接連接到所有的AP。這意味著位于AP_E的STA使得可以在AP_E與除AP_C之外的任何一個AP之間執(zhí)行切換過程。由AP_B和AP_E定義位于AP_D的STA不需通過任何其它AP就可以直接連接的AP。因此，位于AP_D的STA使得可以在AP_D和AP_B或AP_E之間執(zhí)行切換。不允許在AP_D和AP_A之間的切換的原因是AP_D和AP_A之間的距離是STA在AP_D之前與AP_B重連接的距離。
圖3B示出了由上述AP之間的連接關系所產(chǎn)生的鄰區(qū)圖。圖3B所示的鄰區(qū)圖示出了構成WLAN的所有AP之間的連接關系。因此，依照本發(fā)明，每一AP只需識別與其相聯(lián)系的潛在AP。例如，AP_A只需將AP_B和AP_E識別為其潛在AP，而AP_B只需將AP_A、AP_C、AP_D和AP_E識別作為其潛在AP。如上所述，在每個AP上的鄰區(qū)圖可以由管理者產(chǎn)生或依據(jù)現(xiàn)有切換過程自動產(chǎn)生。
現(xiàn)在將描述允許每一AP自動產(chǎn)生鄰區(qū)圖的操作。當從一個無線站(STA)接收到重連接請求消息時，任意一個AP確定相應于STA的臨時存儲的上下文是否存在。此時，該任意AP成為該STA的新AP。上下文存在的事實意味著形成了具有STA從中移出的前AP的鄰區(qū)圖。另一方面，如果上下文不存在，則可以確定沒有形成具有STA從中移出的前AP的鄰區(qū)圖。在這種情況下，新AP通過現(xiàn)有IAPP從前AP接收與相應于STA的上下文，更新鄰區(qū)圖并形成與前AP的連接。依照本發(fā)明的切換過程，在連接形成之后，執(zhí)行與從前AP移出的STA有關的切換過程。
2、預置高速緩存技術依照本發(fā)明的預置高速緩存技術，每一AP識別其潛在AP。屬于AP的STA的上下文被發(fā)送至潛在AP。盡管屬于任意一個AP的STA移動至與該任意AP連接的任何一個AP，但是可以減少在切換過程中重連接階段所需的時間。這就是說，預置高速緩存技術是基于某些移動性的定位原理(some localityprinciple of mobility)。在這種環(huán)境中，STA的重連接方式將是在時間的給定時間間隔中STA所關聯(lián)的AP的順序。
現(xiàn)在參照圖4詳細說明根據(jù)本發(fā)明實施例的、用于減少重連接延遲的預置高速緩存技術。圖4是說明基于根據(jù)本發(fā)明實施例的預置高速緩存技術的切換過程的原理圖。在此，假定無線站(STA)從AP_A移動至AP_B。
參照圖4，在步驟1，STA發(fā)送連接/重連接請求至AP_A。根據(jù)是從STA接收到連接請求還是重連接請求，AP_A會執(zhí)行不同的操作。
當接收到連接請求能夠時，根據(jù)典型的初始鑒權過程，AP_A執(zhí)行用于STA的鑒權過程。如果鑒權過程完成，則AP_A發(fā)送對連接請求的響應消息至該STA。
當接收到重連接請求時，根據(jù)是否已臨時存儲相應于STA的上下文，AP_A執(zhí)行不同的操作。如果已存儲相應于STA的上下文，則響應重連接請求，AP_A發(fā)送響應消息至該STA。反之，如果沒有臨時存儲相應于STA的上下文，則通過典型的IAPP過程，AP_A從STA先前所處的一個AP接收上下文。然后，重連接請求的響應消息被發(fā)送至STA。該STA通過從AP_A接收響應消息來完成與AP_A的通信。
另一方面，在步驟2中，AP_A發(fā)送對應于STA的上下文，例如安全上下文至表示在切換中的潛在AP的AP_B。在圖4中，僅有一個AP被示為潛在AP。然而，當存在多個AP作為潛在AP時，上下文被傳送到多個AP。AP_B將從AP_A發(fā)送來的上下文存儲在緩存中。步驟3中，在通過預定路徑移動至AP_B之后，STA發(fā)送重連接請求至AP_B。響應重連接請求，根據(jù)先前從AP_A發(fā)送的上下文，AP_B執(zhí)行與STA的通信。換句話說，根據(jù)上下文執(zhí)行AP_B與STA之間的重連接。因此，本發(fā)明減小了在IAPP期間的時間延遲，并且能提高通信速率。
本發(fā)明的實施例使用了預置高速緩存技術，在該技術中，STA的上下文可以被提供給至少一個該STA所移向的預測的AP。換句話說，為了采用預置高速緩存技術，必須執(zhí)行用于從前AP發(fā)送相應STA上下文至新AP的操作。此外，每個AP必須能夠預測有關潛在的新AP的信息，以便可以應用預置高速緩存技術。關于鄰區(qū)圖已在上面描述過了。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，現(xiàn)在將參考圖5詳細地說明利用預置高速緩存技術進行重連接的方法。圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例在WLAN中利用預置高速緩存技術進行切換的過程的圖。
參考圖5，可以看到，在用于切換的重連接過程被執(zhí)行之前，將相應STA的上下文從前AP發(fā)送到新AP。在圖5中，AP_A是前AP，而AP_B是新AP。此外，假定已臨時存儲相應STA的上下文。
參考圖5，在步驟501，STA發(fā)送重連接請求消息至AP_A。此時，AP_A利用預置高速緩存技術已經(jīng)存儲STA的上下文。另外，如果AP_A還沒有存儲STA的上下文，則AP_A可以通過典型的重連接程序從WLAN接收STA的上下文，或者通過IAPP過程從STA先前所在的AP接收STA的上下文。在步驟503，在對應于STA的臨時存儲的上下文的基礎上，AP_A發(fā)送重連接響應消息至該STA。接著，在步驟505，AP_A發(fā)送臨時存儲的上下文至一個潛在AP，即AP_B。此時，潛在AP的信息可以從上述鄰區(qū)圖中獲得。如圖5所示，假定潛在AP的數(shù)目是一個，但可以存在多個潛在AP。如果存在多個潛在AP，則AP_A發(fā)送STA的上下文至所述的多個AP。AP_B臨時存儲從AP_A傳送的相應于STA的上下文。
在步驟507，當需要切換到AP_B時，STA發(fā)送重連接請求消息至AP_B。當接收到重連接請求消息時，AP_B確定對應于STA的臨時存儲的上下文是否存在。如果在AP_B中存在對應于STA的臨時存儲的上下文，在步驟509，根據(jù)上下文，AP_B發(fā)送重連接響應消息至STA。當STA和AP_B之間鑒權完成時，才允許STA和AP_B之間的通信。
如上所述，采用預置高速緩存技術時，由于緩存容量不足，會出現(xiàn)每個AP不能存儲從鄰近AP傳來的上下文的狀況。這種情況下，AP會依次將最舊的上下文刪除，以便可以存儲新發(fā)送的上下文。
3、依照本發(fā)明的操作的說明參照圖6，現(xiàn)在將詳細說明根據(jù)本發(fā)明實施例進行切換時AP的操作?，F(xiàn)在參照附圖詳細說明接收和存儲從鄰近AP所接收的上下文的過程、響應連接請求而執(zhí)行操作的過程和響應重連接請求而執(zhí)行操作的過程。
參照圖6，在步驟610，AP確定是否從由鄰區(qū)圖管理的、可切換的鄰近AP接收到對應于特定無線站的上下文。當接收到相應于特定STA的上下文時，AP進行至步驟612，并將所接收到的上下文存儲至其緩存中。
另一方面，在步驟614，AP確定是否已從STA接收到連接請求，并且在步驟616，確定是否已從該STA接收到重連接請求。如果已從任意STA接收到連接請求，則AP進行至步驟618，并利用無線網(wǎng)絡中的鑒權服務器執(zhí)行一個典型的鑒權過程。接著，AP配置對應于STA的上下文并將所配置的上下文存儲在它自己的緩存中。另一方面，如果已接收到重連接請求，則AP確定STA已經(jīng)從另一個AP移出。接著，AP進行到步驟620，并且確定存儲在內部緩存中的相應于STA的上下文是否存在。如果在內部緩存中的相應于STA的上下文不存在，則AP進行到步驟622。在上述步驟622中，AP執(zhí)行典型的IAPP過程，并從STA先前所在的另一AP獲得相應于STA的上下文。如果AP識別出STA先前所在的另一AP，則執(zhí)行僅用于已識別的AP的IAPP過程。
當AP從上述步驟618、620或622進行至步驟624時，AP發(fā)送響應消息至STA。該響應消息對應于連接/重連接請求。接著，在發(fā)送完響應消息后，AP進行至步驟626，該AP參考所管理的鄰區(qū)圖，并且發(fā)送相應STA的上下文至鄰近AP。當相應STA移動至任何鄰近AP時，這將完成快速切換。
從以上描述可清楚地得知，本發(fā)明可以提供一種用于在無線局域網(wǎng)(WLAN)中簡化切換過程，減小重連接延遲，并使得無線站(STA)快速地與該STA所移至的接入點進行通信的方法。另外，根據(jù)本發(fā)明的方法可以不僅提供服務的安全質量，而且提供高速的漫游服務。
此外，本發(fā)明可以應用于所有的無線通信系統(tǒng)和技術，如應用于CDMA，TDMA、FDMA、IMT、GSM等系統(tǒng)和設備以及IEEE 802.11技術和設備。在電信系統(tǒng)中，上述AP類似于基站，而STA類似于移動終端或移動站。
盡管為了說明的目的，公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領域的技術人員將會理解到在不脫離本發(fā)明的范圍之下，可以進行各種修改、增加和替換。因此，本發(fā)明不限于上述實施例和附圖。
權利要求
1.一種在無線網(wǎng)絡中使接入點(AP)支持用于至少一個無線站(STA)的切換的方法，該無線網(wǎng)絡包括用于覆蓋恒定服務區(qū)域的接入點和與一個用于接收通信服務的接入點連接的無線站，該方法包括步驟(a)產(chǎn)生由可進行切換的鄰近的AP所構成的鄰區(qū)圖；(b)基于所述鄰區(qū)圖，接收由鄰近AP發(fā)送的任意STA的上下文；(c)在利用所接收的上下文執(zhí)行用于已從鄰近AP移出的任意STA的重連接過程后，參考所述鄰區(qū)圖并且發(fā)送所述上下文至所述鄰近AP。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述鄰區(qū)圖是在逐個AP的基礎上產(chǎn)生的。
3.如權利要求2所述的方法，其中，所述鄰近AP是所述STA不需通過其它AP就能直接相連的AP，并且其中鄰近AP位于預定的閾值距離內。
4.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟(d)當任意STA的上下文不存在時，與任意STA在移動前所在的AP形成一個信道，并且從連接至所形成的信道的AP接收任意STA的上下文。
5.如權利要求1所述的方法，其中，所述上下文是重連接到所述STA所需的信息。
6.如權利要求1所述的方法，其中AP包括電信系統(tǒng)中的基站，而STA包括移動終端。
7.一種在無線網(wǎng)絡中使接入點(AP)支持用于至少一個無線站(STA)的切換的方法，該無線網(wǎng)絡包括用于覆蓋恒定服務區(qū)域的AP以及與一個用于接收通信服務的AP相連的STA，該方法包括步驟(a)根據(jù)連接或重連接請求，獲得一個任意STA的上下文，基于所述上下文，執(zhí)行到任意STA的連接；和(b)傳送所述上下文至鄰近AP，其中，當STA移動至鄰近AP時，基于所傳送的上下文，執(zhí)行在STA和鄰近AP之間的重連接。
8.如權利要求7所述的方法，其中，所述鄰近AP是能進行切換的AP，且在逐個AP的基礎上被鄰區(qū)圖管理。
9.如權利要求8所述的方法，其中，所述鄰近AP是所述STA不需通過其它AP就能直接相連到的AP，并且其中所述鄰近AP位于預定的閾值距離內。
10.如權利要求7所述的方法，還包括步驟(c)當所述任意STA的上下文不存在時，與所述任意STA在移動前所在的AP形成一個信道，并且從連接至所形成的信道的AP接收所述任意STA的上下文。
11.如權利要求7所述的方法，其中，上下文是到所述任意STA的重連接所需的信息。
12.如權利要求7所述的方法，其中所述AP包括電信系統(tǒng)中的基站，而STA包括移動終端。
13.一種在無線網(wǎng)絡中，在接入點(AP)與無線站(STA)之間執(zhí)行切換的方法，該無線網(wǎng)絡包括用于覆蓋恒定服務區(qū)域的AP以及與一個用于接收通信服務的AP相連接的STA，該方法包括步驟(a)使STA發(fā)送連接或重連接請求消息；(b)當STA的上下文存儲在接收連接或重連接請求消息的AP中時，發(fā)送連接或重連接響應消息到STA，并且傳送所述上下文至能進行切換的鄰近AP；知(c)當STA的上下文沒有被存儲在接收連接或重連接請求消息的AP中時，在獲得所述STA的上下文后，發(fā)送連接或重連接響應消息，并且發(fā)送所獲得的上下文至能進行切換的鄰近AP，其中，當STA正在移動時發(fā)送重連接響應消息，基于所傳送的上下文，一個鄰近AP與STA相連接。
14.如權利要求13所述的方法，其中，所述鄰近AP是能進行切換的AP，并且在逐個AP的基礎上由鄰區(qū)圖所管理。
15.如權利要求14所述的方法，其中，所述鄰近AP是所述STA不需通過其它AP就能直接相連到的AP，且其中所述鄰近AP位于預定的閾值距離內。
16.如權利要求13所述的方法，還包括步驟(d)當所述STA的上下文不存在時，與任意STA在移動前所在的AP形成一個信道，并且從連接至所形成的信道的AP接收所述STA的上下文。
17.如權利要求13所述的方法，其中所述上下文是至STA的重連接所需的信息。
18.如權利要求13所述的方法，其中所述AP包括電信系統(tǒng)中的基站，而所述STA包括移動終端。
19.一種在無線網(wǎng)絡中，使基站能夠支持用于至少一個無線站的切換的方法，該無線網(wǎng)絡包括用于覆蓋恒定服務區(qū)域的基站以及與一個用于接收通信服務的基站相連的STA，該方法包括以下步驟(a)產(chǎn)生由能進行切換的鄰近基站所構成的鄰區(qū)圖；(b)在所述鄰區(qū)圖的基礎上，接收由鄰近基站發(fā)送來的任意STA的上下文；(c)在利用所接收的上下文執(zhí)行用于已從鄰近基站移出的任意STA的重連接過程，參考所述鄰區(qū)圖并且發(fā)送所述上下文至所述鄰近基站。
全文摘要
一種在無線網(wǎng)絡中進行切換時，最小化切換等待時間的方法。與當前無線站相連的接入點或基站允許重連接至STA的請求信息被發(fā)送到能進行切換的鄰近AP或基站。當STA移動時，鄰近AP或基站根據(jù)上下文執(zhí)行至STA的重連接。當執(zhí)行切換過程時，可以減少用于接收相應STA的上下文的時間，以便可以實現(xiàn)快速切換。
文檔編號H04W84/12GK1520107SQ20031011476
公開日2004年8月11日 申請日期2003年11月10日 優(yōu)先權日2002年11月8日
發(fā)明者李仁琁, 張景訓, 申珉昊, 威廉·A·阿博, 阿魯尼什·米什拉, A 阿博, 什 米什拉, 李仁 申請人:三星電子株式會社, 馬里蘭大學學院公園分校