CN101080902B - 基于预定义的配置文件的无线网络连接选择 - Google Patents

Abstract

客户设备通过循环访问多个无线LAN配置文件，来选择可用的无线网络连接。将过去无法为客户设备提供可用的无线网络连接的接入点存储到该客户设备之中的排除列表上。

Description

基于预定义的配置文件的无线网络连接选择

技术领域

本发明总体涉及无线网络，且更特别地，涉及用于获得可用的无线连接的技术和结构。

技术背景

在无线网络中，每当客户设备成功地与无线AP关联在一起时，无线客户设备可以向用户指示存在良好的无线网络连接。然而，在实现“可用的”网络连接之前，可能还需要满足其它需求(即，除了关联之外)。因此，用户可能会觉得发送到网络或来自网络的数据传送可以在不存在这种能力的时候完成。

附图说明

图1是示出了可以在其中执行本发明的示例性无线网络布局的框图；

图2是示出了根据本发明的一个实施例的客户设备中示例性无线网络功能的框图；

图3是示出了根据本发明的一个实施例的用于为无线网络中的客户设备建立网络连接的示例性方法的流程图；

图4和5是示出了根据本发明的一个实施例的用于操作无线客户设备以实现连续的、可用的无线连接的示例性方法的流程图的各部分。

具体实施方式

在以下详细的描述中参考了附图，在附图中以说明性的方式示出了可以在其中执行本发明的具体的实施例。对这些实施例进行了足够详细的描述，从而本领域的技术人员可以执行本发明。应该明白的是，本发明的各种实施例尽管有所不同，但无需相互排斥。例如，此处所述的与一个实施例有关的特定的特征、结构或特性可以在不脱离本发明的精神和范围的前提下在其它实施例中实现。另外，需要明白的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的前提下，更改在每个公开的实施例中的各个元件的位置和布局。因此，以下的详细说明不能被视为限制性的，本发明的范围仅由所附权利要求界定，对权利要求做出合理解释时还应考虑到权利要求的所有等价物。在附图中，相同的附图标记是指在整个多个视图中相同的或相近的功能。

图1是示出了可以在其中执行本发明的示例性的无线网络布局10的框图。如图所示，无线客户设备12在多个无线接入点(AP)14、16、18附近进行操作。为了访问更大的网络，客户设备12需要关联到周围的无线AP 14、16、18中的一个。然后可以通过所关联的AP进行网络与客户设备12之间的通信。客户设备12可以包括任何类型的能够经由无线AP来访问无线网络的设备或系统，包括，例如膝上电脑、掌上电脑、桌上电脑或具有无线网络功能的平板电脑、具有无线网络功能的个人数字助理(PDA)、蜂窝电话或其它无线手持通信器、寻呼机、以及具有无线网络功能的视频/音频设备或系统，等等。客户设备12典型地包括至少一个天线，以便通过无线信道发送和/或接收信号。可以使用任何类型的(多个)天线，包括例如偶极式、平板式、螺旋式天线，和/或其他。

此处所用的“可用的”无线网络连接是客户设备与可通过其来传递数据的网络之间的连接。除了与AP关联之外，还可能存在客户设备为了获得“可用的”网络连接所必须满足的其它需求。例如，在客户设备将被授权访问网络之前可能需要成功地完成认证过程。而且，在网络通信可用之前，客户设备还可能需要从动态主机配置协议(DHCP)服务器获得因特网协议(IP)地址。还可能存在其它需求。在典型的网络中，只要成功地建立了与AP的关联，就假设有良好的连接。也就是说，即使当对于可用连接的更多需求之一并没有得到满足时，客户设备中的网络适配器通常也会向该设备的用户指示存在良好的网络连接。在本发明的一方面中，提供了能够以自动的方式(例如零配置)为无线客户设备保持连续的可用网络连接的技术和结构。

图2是示出了根据本发明实施例的客户设备中的示例性无线网络功能20的框图。如图所示，网络功能20包括：无线局域网(WLAN)应用22、WLAN应用堆栈24、IEEE 802.1x申请者26、IEEE 802.11网络适配器驱动器28、IEEE 802.11 WLAN网络适配器30。WLAN应用22是在可能需要通过WLAN网络适配器30来访问网络的客户设备中执行的程序。WLAN应用堆栈24包括在通过网络适配器30来支持无线LAN操作的客户设备中执行的程序。802.1x申请者26是为客户设备执行基于网络和用户的认证过程的模块。802.11网络适配器驱动器28是加载在与网络适配器30接口连接的客户设备中的软件驱动器。上述每个程序可以在客户设备中的一个或多个数字处理设备中执行。该(多个)数字处理设备可包括，例如，通用微处理器、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)、复杂指令集计算机(CISC)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)，等等，且可包括以上的组合。802.11网络适配器30是能够经由无线信道与远程AP进行通信的网络接口元件(例如无线网络接口卡(NIC)，等等)。802.11 WLAN无线适配器30还能够以即兴(adhoc)操作方式与一个或多个其它客户设备通信。在本发明的至少一个实施例中，创造性的技术主要作为WLAN应用堆栈24的一部分来实现(尽管还存在可替换的实施例)。

当希望无线网络连接时，无线客户设备可首先关联到一个可用AP。在完成关联后，客户设备中的WLAN应用堆栈24继续进行，以检查“可用的”无线连接的一个或多个额外的要求(例如，是否建立了认证、是否将IP地址分配给了客户设备，等等)。如果确定了不存在可用的连接，WLAN应用堆栈24可开始寻找另一个连接。在至少一个方法中，直到可用连接的所有要求都得到了满足才向用户报告成功的连接。

图3是示出了根据本发明的一个实施例的用于对无线网络中的客户设备建立连接的示例性方法40的流程图。首先该客户设备关联到其范围内的AP(方框42)。然后确定是否成功完成了认证过程(方框44)。如果认证成功，然后可确定DHCP服务器是否已经把IP地址分配给了该客户设备(方框46)。如果分配了IP地址，该连接被确定为是可用的，并作为“良好的”连接报告给用户(方框48)。如果认证不成功，或尚未分配IP地址，则确定尚未建立可用连接，且将该AP添加到“排除列表”中(方框50)。该排除列表是在客户设备中维护的用来识别过去无法提供可用连接的各个AP的列表。该列表的每一项可包括信息，例如，网络名称(SSID)、AP MAC地址(BSSID)、操作频带或模式(例如，IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g等等)、失败原因比特掩码，和/或其它信息。随后，可以通知该客户设备的用户：当前AP无法提供可用连接(方框52)。还可以将失败的原因提供给用户。然后客户设备继续进行，以寻找另一个网络连接(方框54)。这一步骤可以重复执行，直到实现可用的连接为止。还可以进行额外的或可替换的测试，以确定是否实现了可用的连接。

当客户设备的用户被通知某个AP无法提供可用连接时，用户可以决定向系统管理员或其它IT人员说明这一故障，以试图纠正该问题。如果最终纠正了与该AP的问题，可以尝试手动连接，并且把该AP从排除列表中剔除。

对于关联到AP的客户设备，客户设备中的应用可以通过将WLAN配置文件应用于无线适配器，来首先配置相应的该无线适配器。WLAN配置文件是存储在客户设备中的预定义的网络配置，其可以包括信息，例如，该配置文件用来识别相应的网络(例如，企业网、家庭网、热点，等等)的网络名称、该网络的认证要求、网络的加密要求，和/或其它与网络有关的信息。客户设备中可存储有多个不同的WLAN配置文件。随后找到与当前配置文件相匹配的AP，并形成关联。在本发明的至少一个实施例中，使用IEEE 802.1x的认证功能来生成认证成功/失败事件，以指示认证是否成功(例如，在图2中关联到应用堆栈24的IEEE 802.1x申请者26)。在使用IEEE802.11共享认证的系统中，可以通过无线LAN驱动器来检测认证失败。在成功认证之后，可以在客户设备中生成一个事件，用于指示该客户设备是否已经成功地从动态主机配置协议(DHCP)服务器获得IP地址。这些步骤也可以通过客户设备中的IEEE 802.1x功能来执行。在IEEE 802.11共享认证情况中，WLAN应用堆栈可以用于发起一个线程，以从驱动器监视在媒体连接事件之上的客户设备的IP地址。可替换地，可以使用其它用于确定认证是否已经实现，以及是否分配了IP地址的技术。如上所述，如果该认证或IP地址分配不成功，那么把当前关联的AP列入排除列表，且客户设备会寻找另一个连接。

图4和5是示出了根据本发明的实施例的用于操作无线客户设备以实现连续的、可用的无线网络连接的示例性方法60的流程图的一部分。如图所示，使用标为“A”和“B”的位置标记来将流程图的各部分彼此连接。方法60假设客户设备维护一个排除列表，以识别过去无法为该客户设备提供可用连接的AP。如果有可能，在常规操作期间，客户设备可不断地重复循环方法60，以确保可用的无线连接持续可用。方法60开始(方框62)之后，将配置文件应用(Proflieapplied)变量初始化为“真”状态(方框64)。该配置文件应用变量已在追踪WLAN配置文件当前是否被应用于该客户设备。在方法60的开头，假设当前成功地应用了WLAN配置文件。接下来，确定客户设备当前是否关联到AP(方框66)。如果客户设备当前没有关联到AP，将配置文件应用变量设为“假”状态(框76)。例如，当先前关联的客户设备出于某种原因(例如，移出所关联的AP的范围之外)而失去该关联时，可能发生上述情况。

如果客户设备当前与AP相关联，则接下来确定所关联的AP是否在排除列表上(方框68)。如果关联的AP在排除列表上，则将配置文件应用变量设为“假”(方框76)。然而，如果关联的AP不在排除列表上，则接下来确定该配置文件应用变量当前是否为“真”(方框70)。由于在这一点处配置文件应用变量仍然为真，因而方法60继续进行到方框74并等待。最终方法60再次从头开始。在至少一个实施例中，在常规设备操作期间，方法60每N秒(例如N＝30)重复一次，当然可替换地是可以使用其它定时方案。

图4的方框76中的配置文件应用变量被设为“假”之后，方法60(经由位置标记A)进入图5所示的流程图部分。如图所示，该部分流程图包括嵌套的循环布局，其在当前扫描列表中循环访问(iteratethrough)所存储的不同的配置文件和不同的AP。该扫描列表是在客户设备范围内通过，例如感测AP发送的导频信号，而检测到的AP的列表。在嵌套循环布局的外循环中，方法60循环访问客户设备内存储的多个WLAN配置文件。在内循环中，方法60循环访问客户设备的扫描列表中的每个AP。这样，可以为客户设备找到能够为该客户设备提供可用的网络连接的WLAN配置文件和AP。

参见图5，最初选择第一WLAN配置文件来进行处理(方框78)。还选择了客户设备的扫描列表中的第一AP(方框80)。接下来，确定当前AP是否与当前配置文件相匹配(方框82)。如果当前AP与当前配置文件不匹配，则确定在扫描列表中是否有更多的AP需要处理(方框84)。如果在扫描列表中有待处理的更多的AP，则选择下一个AP(方框86)，且对于新的AP重复该过程。如果发现一个与当前配置文件相匹配的AP(方框82-是)，那么确定该AP是否是在排除列表上(方框92)。如果该AP是在排除列表上，则该AP不可用。然后确定在扫描列表中是否有更多的AP需要处理(方框84)。如果是，选择下一个AP(方框86)，且对该新的AP重复该过程。如果当前AP不在排除列表上(方框92-否)，那么可以使用当前配置文件和当前AP来实现可用的连接。因此，将该当前配置文件被应用到与该客户设备关联的网络适配器上(方框94)，并且将配置文件应用变量设为真(方框96)。方法60随后(经由位置标记B)回到图4的方框70，在方框70中确定了配置文件应用变量当前为真。方法60然后等待(方框74)并最终重新开始。

如果测试了扫描列表中的所有AP后，没有发现任何AP既(a)与当前配置文件相匹配，又(b)不在排除列表上(方框84-否)，则接下来确定是否所有的WLAN配置文件都已经考虑到了(方框88)。如果并没有考虑到所有的配置文件，则选择下一个配置文件来进行处理(方框90)。然后，方法60回到框80，以对新的配置文件再次循环访问该扫描列表。如果所有配置文件都已经考虑到了(方框88-是)，则方法60经由位置标记B回到图4的方框70。在该节点处，配置文件应用变量仍然为假。因此，客户设备与所有AP解除关联(方框72)。如前所述，方法60随后等待(方框74)并最终重新开始。在任何后续的对方法60进行的循环中，可以重建可用的连接，并可以通知给用户。

在本发明的至少一个实施例中，建立了优先权系统以确定循环访问WLAN配置文件的顺序(例如，在图5的方框78和92中)。这样，可以在测试不太合意的配置文件之前测试更为合意的配置文件。在其他实施例中，并不按照特定的顺序来处理配置文件。以相同的方式，可以在扫描列表中使用优先权方案，以对AP进行循环访问。例如，在一种可能的做法中，可以以接收强度下降的顺序来测试AP。也可以使用其它可替换的优先权方案。在至少一个实施例中，没有按特定的顺序来处理AP。

在以上描述中，所使用的一些语言通常与IEEE 802.11无线网络标准及其后续版本相关。然而，应该意识到，本发明的技术和结构并不仅限于在IEEE 802.11网络中使用。也就是，本发明的特征可以应用在所有无线网络中。

本发明的技术和结构可以以任何各种不同的形式来实现。例如，本发明的特征体现在手机及其它手持无线通信器、个人数字助理、计算机、寻呼机、卫星通信器、照相机、音频/视频设备、网络接口卡(NIC)及其它网络接口结构、集成电路中、体现为存储在机器可读介质上的指令和/或数据结构、和/或以其它格式体现出来。可以使用的不同类型的计器可读介质的例子包括软盘、硬盘、光盘、只读光盘存储器(CD-ROM)、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、可擦写可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)、磁或光卡、闪存、和/或其它类型的适于存储电子指令或数据的介质。在至少一种形式中，可将本发明体现为调制在经由传输介质传输的载波上的指令集。

在前述详细描述中，本发明的各种特性被组合在一个或多个单独的实施例中，以便使得本公开流畅。不应将这里公开的方法理解为其反映了所要求保护的发明所需要的特征多于每个权利要求所记载的特征。相反，如以下权利要求所述，本发明的各个创造性方面少于所公开的每个实施例的全部特征。

尽管结合几个特定的实施例对本发明进行了描述，但是应该理解的是，正如本领域的技术人员所能理解的那样，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种修改和变型。这些修改和变型都被认为是在本发明及其附权利要求的权限和范围之内。

Claims (9)

1.一种用于获得可用的无线网络连接的方法，包括：

确定客户设备当前是否具有可用的无线网络连接；以及

当所述客户设备当前不具有可用的无线网络连接时，对所述客户设备中的多个WLAN配置文件进行循环访问，以试图找到能够为所述客户设备提供可用的无线网络连接的WLAN配置文件，

其中，对多个WLAN配置文件进行循环访问的步骤包括：

选择第一WLAN配置文件；

对扫描列表中的多个无线AP进行循环访问，以便如果存在与所述第一WLAN配置文件相匹配的无线AP，则识别出该无线AP；

当识别出与所述第一WLAN配置文件相匹配的无线AP时，确定所述识别出的无线AP是否在所述客户设备中存储的排除列表上，所述排除列表用于识别过去无法为所述客户设备提供可用的无线网络连接的无线AP；以及

当确定了所述识别出的无线AP不在所述排除列表上时，将所述第一WLAN配置文件应用到与所述客户设备相关联的无线网络适配器上。

2.如权利要求1所述的方法，其中：

确定所述客户设备当前是否具有可用的无线网络连接的步骤包括：

确定所述客户设备当前是否与无线接入点(AP)相关联，其中当所述客户设备当前没有与无线AP相关联时，所述客户设备当前没有可用的无线网络连接。

3.如权利要求2所述的方法，其中：

确定所述客户设备当前是否有可用的无线网络连接的步骤还包括：

当确定了所述客户设备当前与无线AP相关联时，确定所述当前无线AP是否在所述客户设备中存储的排除列表上。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

在所述客户设备的操作期间，以预定义的次数重复执行所述确定客户设备当前是否具有可用的无线网络连接的步骤和所述对所述客户设备中的多个WLAN配置文件进行循环访问的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：

当对所述多个WLAN配置文件的循环访问无法识别出能够为所述客户设备提供可用的网络连接的配置文件时，如果所述客户设备当前关联到一个无线AP，则使得所述客户设备与所述无线AP解除关联。

6.如权利要求1所述的方法，其中：

对多个无线AP进行循环访问的步骤还包括：

当识别出与所述第一WLAN配置文件相匹配的无线AP、所述识别出的无线AP在所述排除列表中且在所述扫描列表中还存在至少一个未经处理的无线AP时，在所述扫描列表中选择下一个无线AP来进行处理。

7.如权利要求1所述的方法，其中：

对多个WLAN配置文件进行循环访问的步骤还包括：

当针对当前WLAN配置文件已经处理了所述扫描列表中所有的AP，但没有识别出既与所述当前WLAN配置文件相匹配，又不在所述排除列表上的无线AP时，选择下一个WLAN配置文件来进行处理。

8.一种用于获得可用的无线网络连接的装置，包括：

用于确定客户设备当前是否具有可用的无线网络连接的模块；以及

用于当所述客户设备当前没有可用的无线网络连接时，对所述客户设备中的多个WLAN配置文件进行循环访问，以试图找到能够为所述客户设备提供可用的无线网络连接的WLAN配置文件的模块，

其中，用于对所述多个WLAN配置文件进行循环访问的模块还包括：

用于选择第一WLAN配置文件的模块；

用于对扫描列表中的多个无线AP进行循环访问，以便如果存在与所述第一WLAN配置文件相匹配的无线AP，则识别出与所述第一WLAN配置文件相匹配的所述无线AP的模块；

用于当识别出了与所述第一WLAN配置文件相匹配的无线AP时，确定所述识别出的无线AP是否在所述客户设备中存储的排除列表之上的模块，所述排除列表用于识别过去无法为所述客户设备提供可用的无线网络连接的无线AP；以及

用于当确定了所述识别出的无线AP不在所述排除列表上时，将所述第一WLAN配置文件应用到与所述客户设备相关联的无线网络适配器上的模块。

9.如权利要求8所述的装置，还包括：

用于当对所述多个WLAN配置文件进行的循环访问无法识别出能够为所述客户设备提供可用的无线网络连接的配置文件时，如果所述客户设备当前与无线AP关联，则使得所述客户设备与所述无线AP解除关联的模块。

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