CN101449617B

CN101449617B - 用于无线lan中接入点选择的方法和设备

Info

Publication number: CN101449617B
Application number: CN2007800187783A
Authority: CN
Inventors: 杜蕾; 白勇; 陈岚; 渡边富士雄; 山田晓
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2027-10-24
Also published as: KR20090013180A; CN101449617A; WO2008052066A3; US7907582B2; US20080102852A1; JP2010508715A; KR101097070B1; JP5227964B2; WO2008052066A2; EP2060131A4; EP2060131A2

Abstract

一种根据考虑了站点(STA)的服务质量(QoS)状态和潜在隐藏终端效应的考虑结果在无线LAN中选择接入点(AP)以便关联或重新关联的方法和设备。所述方法利用从包括每个基本服务集(BSS)中的QoS状态的AP获得的通知的或请求的信息并且根据STA的本地信道感测来估计潜在的隐藏终端(HT)效应。所述方法以降低与相等或更高优先级HT的冲突的可能性的方式来选择AP，从而提供更大的传输吞吐量并且改进性能。

Description

用于无线LAN中接入点选择的方法和设备

相关申请的交叉引用

本发明涉及(a)2006年10月25日提交的美国临时专利申请No.60/862,873；(b)2007年10月9日提交的美国专利申请No.11/869,581并且要求两者的优先权；在此以引用方式将两者均并入本文。对于美国的指定，本申请是上述美国专利申请No.11/869,581的继续申请。

技术领域

本发明涉及移动计算。尤其，本发明涉及用于为移动计算提供有效基础结构的方法。

背景技术

典型的现有技术无线局域网(WLAN)被配置成提供由以太骨干网进行互连并且与以太骨干网互连的若干接入点(AP)。每个AP在IEEE标准IEEE802.11¹中被称作“基本服务集(BSS)”的服务区中提供网络接入。典型WLAN中的AP的服务区最好是重叠的，以实现无缝覆盖并且在AP重叠处提供容量增强。在WLAN中，移动用户或站点(STA)频繁扫描候选信道以便识别用于关联的AP。由于IEEE802.11中的媒体访问控制(MAC)吞吐量性能显著依赖于BSS负载(例如关联站点的数目)，因此用于以有效方式选择AP的策略是重要的。

同时，由于在异质环境中对多媒体服务(例如语音、视频和web浏览)的使用继续高速增长，所以WLAN需要以更低的成本提供更高的传输速率。由于每种服务具有不同的特定服务质量(QoS)需求，

所以如今WLAN标准通过按照用户优先级把服务分配给不同的接入类别(参见例如IEEE标准IEEE802.11e²中的服务类别)来提供服务区分。因为不同的服务可能在WLAN中共存，所以有效的AP选择方法应当考虑服务类型和接入优先级。

已经作出了各种研究以便改进AP选择。最常见并且最简单的途径基于接收的信号强度(RSS)测量。STA一进入WLAN的服务区或者一检测到其现有链路中的恶化，就扫描每个候选信道并且估计从可用AP接收的帧的RSS。选择具有最强RSS的AP的目的是为了接入较高质量的信道和以较高数据速率接入。该方法导致WLAN中较大的接纳容量。尽管基于RSS的选择方法似乎向每个STA提供最大数据传输速率，但该方法却忽视了WLAN接入中基于竞争的特性。当STA聚集在一个AP周围时，基于RSS的方法往往会引起一些BSS中的业务(traffic)聚集和严重的帧冲突，从而导致吞吐量恶化。

已研究AP选择方法作为在不同BSS之间获得负载均衡的可能有效方式。例如，在Hyun-woo Lee、Se-han Kim和Won Ryu发表的文章“Performance of an efficient method for association admissioncontrol in public wireless LAN”(发表于Vehicular TechnologyConference(VTC)，Fall，2004)中，作者指出在AP选择方法中考虑站点的BSS负载等级以及其业务。在该方法中，AP把表示其BSS负载或业务的值插入信标或探测(probe)响应帧的一个或多个预留字段中，以便使STA能够选择具有轻负载的AP并且避免业务拥塞。类似地，在S.Misra和A.Banerjee发表的文章“A Novel Load SensitiveAlgorithm for AP selection in4G Networks”(发表于the InternationalConference of Computer and Devices for Communication(CODEC)，Calcutta，India，2003)中，作者提出了一种除了负载等级之外，还进一步考虑STA的移动的关联算法。STA的移动方向使得沿该方向的具有轻负载的AP被选择。尽管这些负载均衡方法可在一定程度上缓解相邻BSS之间的业务不均衡，但STA的数目和业务量都不是对负载等级的准确测量。

在2007年8月8日提交的序列号为200610110741.0的中国专利申请“无线局域网中选择接入点的方法和装置”公开了一种用于AP选择的方法，该方法通过考虑可能引起很严重的吞吐量恶化的隐藏终端来增强总体性能。在该方法中，STA通过预期隐藏终端在其相应BSS中的影响来避免与隐藏终端的冲突。

其它提案提出了更精确的负载估计来实现AP选择。例如，在S.Vasudevan、K.Papagiannaki、C.Diot、J.Kurose以及D.Towsley发表的文章“Facilitating access point selection in IEEE 802.11wireless networks”(发表于ACM Internet Measurement Conf，NewOrleans，LA，Oct.2005)描述了一种由STA根据从AP接收的信标帧所经历的延迟来估计潜在带宽的方法。在该方法中，假定在信标和其它数据帧之间具有相同的接入优先级，以便能够根据信标的时间戳和目标信标传输时间(TBTT)之间的偏差来预测信道状态。不过，使用信标延迟来估计带宽假设信标帧经历与其它帧一样的冲突。在WLAN中，在信标帧通常在数据帧之前发送的情况下，这种假设通常无效。

另外，在Korakis等人2005年4月在Workshop on ResourceAllocation in Wireless Networks(RAWNET)中提出的文章“LinkQuality based Association Mechanism in IEEE 802.11h compliantWireless LANs”中提出在选择要关联的AP时考虑物理层信道状况(例如双向链路速率或上行链路和下行链路上其它的信道质量度量)。不过，这些质量度量(例如双向链路速率)仅对于点协调功能(PCF)操作是可用的。由于在大多数WLAN产品中没有实现PCF，所以Korakis方法应用有限。

发明内容

按照本发明的一个实施例，一种用于在具有重叠的基本服务集(BSS)的WLAN中选择AP的方法改进了总体WLAN吞吐量和相邻BSS之间的负载均衡。所述方法使用AP选择来提供服务区分(service differentiation)并且进一步增强高优先级服务的性能。在包括多种服务的BSS中，不同的接入规则统治不同的接入类别。例如，“最大努力”服务可能在被允许接入信道之前经历比语音服务经历的延迟更长的延迟，因为语音服务对于延迟特性更敏感。因此，当要求语音服务的STA从在其BSS中具有相同负载的AP中选择AP以便接入WLAN时，STA选择具有使用其优先级与所述语音业务的优先级相等或高于所述语音业务的优先级的服务的STA的数目最少的AP。这样，因为使用较高优先级服务的STA先占了使用较低优先级服务的那些STA的接入的机会，所以高优先级服务的性能和吞吐量就得到了改进。

按照本发明的另一实施例，一种方法按照BSS中当前的服务类型和分布来选择AP。在该方法中，AP针对AP支持的每种服务把其负载状态(用信道利用率或者STA计数表达)通知给STA。在收到所述信息之后，STA扫描信道以估计由与其自身相比具有相等或更高接入优先级的STA引起的潜在隐藏终端效应(effect)。通过选择具有最小潜在隐藏终端效应的AP，STA被使用高优先级服务的其它STA先占传输机会的可能性最小，同时减轻了与隐藏终端的帧冲突。

附图说明

图1示例了按照本发明的AP选择方法可适用于的WLAN。

图2示出了如IEEE标准IEEE802.11e中规定的信标、响应帧或管理/动作帧中的服务质量基本服务集(QBSS)负载单元。

图3(a)示出可用在由AP传输的信标、探测响应或管理/动作帧中的按照本发明的一个实施例的提出的服务质量BSS(QBSS)负载子单元。

图3(b)示出了可用在由AP传输的信标、探测响应或管理/动作帧中的按照本发明的一个实施例的提出的负载单元。

图4示出了可设置而不增加信标或管理帧长度的按照本发明的一个实施例的提出的另一种QBSS负载子单元格式。

图5(a)是按照本发明的一个实施例的AP选择方法的操作流程图。

图5(b)是按照本发明的另一实施例的AP选择方法的操作流程图。

图6示出了按照本发明的一个实施例的图5(a)的方法的实现。

图7示出了按照本发明的另一实施例的图5(b)的方法的实现。

图8(a)示出了被提出包括在图6、7和9的任意实施例中的信标、探测响应或管理/动作帧中的BSS负载子单元。

图8(b)示出了被提出包括在图6、7和9的任意实施例中的信标、探测响应或管理/动作帧中的另一BSS负载子单元。

图9示出了按照本发明的另一实施例的图5(a)的方法的实现。

图10示出了被提出包括在图6、7和9的任意实施例中的信标、探测响应或管理/动作帧中的BSS负载单元。

图11示出了支持按照本发明的一个实施例的AP选择方法的STA中的部件。

具体实施方式

本发明在WLAN中提供知晓QoS的AP选择方法。在一个实施例中，STA从相对于STA自身的接入类别(AC)来说具有相等或较高优先级的其它STA中选择提供最小隐藏终端效应的AP。

图1示例了按照本发明的AP选择方法可适用的WLAN100。如图1中所示，WLAN100至少包括在没有同频道干扰的不同信道上提供服务的接入点AP1和AP2。接入点AP1和AP2的覆盖区是重叠的，如由覆盖区101和102(用实线表示)所指示的。每一个都使用了不同的服务质量的移动终端MT1、MT2和MT3接入WLAN100。例如，移动终端MT1使用跨IP语音(VoIP)服务，示为与接入点AP1相关联。移动终端MT2例如使用“最大努力”(BE)服务，示为与接入点AP2相关联。移动终端MT3例如可以是进入覆盖区101和102之间的重叠区103的另一个VoIP用户。在重叠区中103中，移动终端MT3检测来自接入点AP1和AP2的信号。因此，移动终端MT3可按照本发明的一个实施例选择两个接入点AP1和AP2中之一来进行关联。

图2示出了信标或响应帧中的服务质量基本服务集(QBSS)负载单元，如IEEE标准IEEE802.11e中规定的。如图2中所示，(i)“站点计数”字段指示当前与该QBSS相关联的站点的数目，(ii)“信道利用率”字段指示QOS AP(QAP)感测到媒体为忙(这由物理或虚拟载波监听机制来测量)的时间百分比(归一化到255)。

图5(a)是按照本发明的一个实施例的AP选择方法的操作流程图500。如图5(a)中所示，当STA进入WLAN或检测到在WLAN中的链路恶化时，它针对等于或高于其自身AC的AC从每个信道中的候选AP请求或获得BSS负载信息(步骤503)。在图5(a)中，用索引k＝1，...，N来对分配给候选AP的信道进行索引，用索引i＝1，...，m来对AC进行索引。在一个实施例中，m＝4，分别对应于IEEE802.11e中定义的接入类别：语音(VO)、视频(VI)、最大努力(BE)和背景(BK)，以递减的优先级顺序(即给优先级较低的服务分配较大的号码)进行索引。用M表示STA自己的AC索引。例如，当M值为1时，STA正在启动VoIP服务。用u_ki表示关于优先级服务i的第k个信道的BSS负载信息，其可从与由第k个信道中的AP传输的信标、探测响应或管理/动作帧中的AC_i对应的QBSS站点计数或信道利用率子单元的值中提取出来。

在请求或获得BSS负载信息之前，所述方法初始化参数k和u_ki(步骤501)。u_ki的默认值是-1，指示未获得与信道k的AC_i对应的BSS负载信息。为得到u_ki的可能参量包括站点计数和信道利用率。图3(a)示出了按照本发明的一个实施例可用在由AP传输的信标、探测响应或者管理/动作帧中的提出的服务质量BSS(QBSS)负载子单元。这种QBSS负载子单元可出现在信标帧、探测响应帧或者包括在漫游管理帧中的邻居报告单元中。子单元3-1是QBSS站点计数子单元的格式，其包括(a)指示为其提供了站点计数的AC的站点计数位屏蔽(bitmask)字段；和(b)列出站点计数的站点计数列表。被设置为“1”的站点计数位屏蔽中的每个位与为其提供站点计数的AC对应。在3-3中示出了对于m＝4的位屏蔽的编码。站点计数列表提供分别与关于由站点计数位屏蔽指示的AC的站点计数对应的一组站点计数。例如可由当前与QBSS相关联的属于每个对应的AC的站点的数目来提供当前站点计数。

子单元3-2是QBSS信道利用率子单元的格式，其包括(a)指示为其提供了信道利用率值的AC的信道利用率位屏蔽字段；和(b)列出信道利用率值的信道利用率列表。例如可利用AP感测到媒体为忙的时间百分比(归一化到255)表示信道利用率，作为属于对应AC的STA的信道利用率结果。例如可利用物理或虚拟载波监听机制来测量信道利用率。

图4示出了按照本发明的一个实施例可设置的另一种提出的QBSS负载子单元格式，而不加长信标、探测响应或管理/动作帧。这种子单元对于希望具有最小开销的信标帧尤其有好处。如图4中所示，子单元4-1包括站点计数字段，其包括：(a)AC₁的站点计数(即，当前与该QBSS相关联的VoIP STA的数目)；和(b)除了AC₁的STA之外的STA的数目。该格式使得VoIP STA能够使用AC₁的站点计数选择AP，而另一个STA可使用QBSS中的STA的总数(即，两部分站点计数字段的总和)。类似地，子单元4-2示例了用于把信道利用率表达成AC₁的信道利用率和由与该QBSS相关联的所有其它STA的信道利用率的另一种格式。

尽管在图3和4中，QBSS站点计数和QBSS信道利用率均表示为图2中所示的QBSS负载单元的“子单元”，但也可将QBSS站点计数和QBSS信道利用率用作例如图3(b)中所示的独立信息单元。回到图5(a)，在该实施例中，依次处理N个信道。在还未处理完所有信道时(步骤502)，STA扫描第k个信道或者从第k个信道请求BSS负载信息(步骤503)，指定其自己的AC_i或者另一个感兴趣的AC。当STA成功获得BSS负载信息时(步骤504)，STA从接收的帧中按照AC_i(i≤m)提取信道利用率或站点计数子单元或单元。然后STA酌情记录或更新该值作为u_ki(步骤505)。同时，基于接收的帧的RSS测量，STA估计信道k中的最大可支持数据速率v_k(步骤506)。

如果STA不能得到BSS负载信息，STA确定是否先前已记录该信道k的这种信息(即，所有u_ki具有-1值；步骤511)。如果没有记录该信道k的信息，STA确定是否自开始信道中的处理起已经过了足够的时间(步骤512)。如果经过的时间已达到了最大扫描周期T_max，STA把第k个信道的潜在隐藏终端效应f_k设置成很大的值(“无限大”)，表明该信道当前不可用(步骤513)。否则，STA返回步骤503，以继续核查是否在信道k中检测到BSS负载信息。

在STA估计可支持数据速率v_k(步骤506)之后，或者如果不能得到当前BSS负载信息，但先前已记录了BSS负载信息(即，在步骤511之后)，STA确定扫描周期是否已超过最小所需扫描周期T_min(步骤507)。如果是，STA计算信道k和每个相关AC_i(i≤m)的听到的(heard)BSS负载信息r_ki(步骤508)。r_ki指与相关AC_i或者相关信道利用率比值(即，STA感测到由与相关AC_i对应的STA导致的媒体为忙的时间百分比，这由物理或虚拟载波监听机制来指示)对应的窃听到的(overheard)STA的数目。例如可通过从窃听帧的QBSS字段中提取AC值来获得r_ki的AC类型。

在一个实施例中，为了获得听到的BSS负载信息，移动终端通过窃听其目的地并不是该移动终端本身的接收帧来感测信道，并且提取传输所述帧的站点的身份和AC。可用由移动终端窃听到的、具有固定于每个AC的不同身份的站点的数目来表示听到的BSS负载信息。或者，移动终端提取传输所述帧的站点的AC并把每个AC中的这些帧占用的信道时间累积起来。可用这些信道时间表示听到的BSS负载。参数T_min和T_max控制移动站扫描信道和累积听到的BSS负载的持续时间。移动站根据在该持续时间(即，至少为T_min，但最多为T_max)期间的活动，确定信道的状况以及信道是否可用。T_min的设定可考虑如当前扫描的信道中的业务负载以及信标间隔这样的参数。

在STA获得所有N个候选信道的集合(u_ki，r_ki，v_k)(i≤m)之后，STA计算每个信道k的潜在隐藏终端效应f_k，这由

f_{k} = \max (0, L_{DATA} / v_{k} \cdot Σ_{i = 1}^{M} (u_{ki} - r_{ki}))

得到(步骤509)，其中L_DATA是STA将要传输的平均数据长度。然后STA检验所有的f_k并且选择具有最小f_k的AP以便关联或者重新关联(步骤514)。

图5(b)示出了按照本发明的另一实施例的AP选择方法的操作流程图520。与图5(a)相比，步骤521代替了步骤506-509。也就是说，在STA酌情记录或更新所述值为u_ki时(步骤505)，或者在先前已记录了该信道k的BSS负载信息时(即，并非所有的u_ki都具有-1值；步骤511)，STA为每个信道k计算使用等于或高于该STA的AC的优先级的服务的负载状态，这由

f_{k} = Σ_{i = 1}^{M} u_{ki}

得到(步骤521)。然后STA检验所有的f_k并且选择具有最小f_k的AP以便关联或者重新关联(步骤514)。

图6、7和9示例了不同实施例中的图5(a)的方法。图5(b)的方法基本上与图5(a)的方法相同，除了图5(a)中的步骤506-509由图5(b)的步骤521代替。在这些实施例的每一个实施例中，提议把BSS负载子单元或单元包括在信标、探测响应或管理帧中。图8(a)示例使用图6、7和9的实施例中的图3(a)的格式。图8(b)示例使用如图6、7和9的实施例中图4的格式。图10示例使用图6、7和9的实施例中的图3(b)的格式。

图6示出了图5(a)的方法对工作在被动扫描模式下的STA的应用。IEEE802.11标准定义了STA的被动和主动扫描模式以在WLAN中获得同步。如图6中所示，在被动模式下，接入点AP1和AP2在一系列目标信标传输时间(TBTT)上周期性地广播包含BSS特有信息的信标帧，用固定的信标间隔隔开所述目标信标传输时间。如果在TBTT感测到信道为忙，则推迟信标帧的传输，直到再次感测到信道为空闲为止。对于该实施例，可使用提议包括在图8(a)、图8(b)和图10所示的信标帧中的BSS负载子单元或单元中任意之一。

如图8(a)中所示，信标和探测响应帧均可包含“QBSS负载”字段，其包括图2中所示的“站点计数”和“信道利用率”单元，与IEEE标准IEEE802.11e中规定的那些相似。不过，在图8(a)中，对每个AC给出“站点计数”值、“信道利用率”值或两者，适当格式来自图3中所示的格式。取决于实施，可不必同时提供AC的“站点计数”和“信道利用率”值；由于开销的原因，也不必包括所有AC的站点计数和信道利用率数据。例如，只有优先级较高的AC(例如VO和VI)需要在信标或探测响应帧中包括。位屏蔽中的对应位指示是否包括任何指定的AC的值。

或者，可使用不增加信标帧长度(相对于现有标准)的图8(b)的QBSS负载单元。图8(b)的QBSS负载单元采取上面关于图4解释的格式。这样，不增加与信标帧相关联的开销。该格式最好在被动扫描模式下。如图8(b)中所示，先前QBSS负载单元中的第一部分提供指定AC(例如AC₁或VoIP)的站点计数或信道利用率，而其它部分提供其它AC的相同统计量。基于该信标格式，可通过计算由该QBSS中的VoIP STA产生的潜在隐藏终端效应来区分VoIP STA。

如图6中所示，在T1时刻，VoIP STA进入WLAN或者检测到链路恶化，触发AP选择的方法。该STA从其候选信道列表中选择信道(例如CHI)以便侦听信标帧。在T2时刻，该STA在CH1中成功检测到信标帧，并且提取QBSS负载信息(例如站点计数或信道利用率子单元)。在本例中，信标只为高优先级AC(例如分别相对于VO和VI的u₁₁和u₁₂)提供值。同时，该STA测量接收的信标的信号强度并且估计该信道上的最大支持数据速率为v₁。

在T2时刻收到信标帧之后，该STA确定信道CH1中经过的扫描时间是否超过了最小扫描时间T_min。当经过的扫描时间超过了最小扫描时间T_min时，估计CH1的听到的BSS负载r_k1。因为只考虑与等于或高于该STA的AC的AC对应的子单元，所以r_k1只包括VoIP STA的数目或者由于VoIP传输而得的信道利用率。然后在候选信道CH2中重复相同的过程。

在T3时刻，该STA在CH2中成功检测到信标帧，并由此获得一组BSS负载信息u₂₁和u₂₂以及基于信号强度的数据速率估计v₂。因为时刻T3在最小所需扫描周期T_min之内，在信道中继续扫描直到达到T_min(即，直到T4时刻)为止。在T4时刻，估计与等于或高于其自身AC的AC对应的听到的BSS负载r₂₁。

因为STA已在T4时刻前对候选信道CH1和CH2都进行了扫描，所以STA使用其在信道扫描期间所收集的关于该信道的信息来计算每个信道的潜在隐藏终端效应f_k。由于STA使用与最高AC对应的VoIP服务，所以在估计潜在隐藏终端效应时只考虑VoIP STA(即，f_k＝max(0，L_DATA/v_k·(u_k1-r_k1)))。在本例中，f₂小于f₁，选择接入点AP2。于是该STA与接入点AP2相关联或重新相关联。

图7示例了图5(a)的方法在工作在主动扫描模式下的STA中的应用。在主动扫描模式中，与被动扫描模式不一样，STA向候选信道发出探测消息。如从图7中看出，STA通过发送对信道CH1的接入点AP1寻址的“探测请求”帧(P_Req)，在T1时刻开始扫描信道CH1(在其候选信道列表中的两个候选信道之一)。接入点AP1在T2时刻收到与其身份相符的P_Req之后，使用图8(a)、图8(b)和图10任意之一中所示的帧格式(上面相对图6的信标帧进行了描述)用装入了BSS负载信息u₁₁和u₁₂的探测响应帧(P_Res)应答。同时，根据P_Res帧的测量的RSS，估计最大支持数据速率v_k。在T3时刻，该STA用确认(ACK)帧应答以确认成功收到P_Res。

在T4时刻，该STA确定扫描周期超过了最小扫描时间T_min，估计与其优先级等于或高于该STA自身的AC的优先级的AC(即，本例中是VoIP)对应的听到的BSS负载r₁₁。然后对信道CH2重复相同过程。在信道CH2中，在T6时刻，由于扫描周期不超过T_min，STA继续扫描直到T7时刻，这时已扫描了最小周期T_min，可估计听到的BSS负载r₂₁。以针对图6如上所述的相同方式，为每个信道估计隐藏终端效应f_k(即，f_k＝max(0，L_DATA/v_k·(u_k1-r_k1))，本例中仅考虑VoIP服务)。按照图5(a)的方法选择具有较小f_k的AP。

图9示出了图5(a)的方法的实现，其中动作帧用来传达在按照本发明的另一个实施例的AP选择中使用的BSS负载子单元或单元。在该方法下，STA和AP交换实现漫游能力的一系列帧：“漫游管理查询”帧(R_M_Query)、“漫游管理请求”帧(R_M_Req)和“漫游管理响应”帧(R_M_Res)。当使用VoIP服务的WLAN中的STA检测到链路恶化时，该STA重新选择AP以便保持其对WLAN的接入。可使用IEEE标准IEEE802.11v草案³中定义的漫游管理帧以便从AP获得BSS负载信息。如图9中所示，在T1时刻，STA向信道CH1的接入点AP1发送“漫游管理查询”帧以请求信息。接入点AP1收到STA的R_M_Query之后，在时刻T2用R_M_Req帧应答。在该RM_Req帧中包括了BSS负载单元，例如图10中所示。图10示出了漫游管理请求帧，其除了包括提出的BSS负载单元之外，基本上遵从IEEE802.11v草案中对该动作帧规定的格式，其支持漫游功能。漫游管理请求帧包括“漫游候选列表条目”字段，其包含多个“邻居报告单元”之一。邻居报告单元包括提出的BSS负载子单元以支持按照本发明的AP选择方法。

邻居报告单元中的BSS负载单元可采取例如关于上面图3中所述的格式。收到漫游管理请求帧之后，STA便提取例如BSS负载信息u₁₁和u₁₂。在T3时刻，STA发送R_M_Res帧以确认R_M_Res帧的接收。帧序列与上面关于图7描述的探测-响应-确认序列相似。随后以与上面关于图6-7所讨论的相同方式，接着执行图5(a)的步骤506-510。接着执行相同过程以从接入点AP2收集信道CH2中的BSS负载信息。然后以与上面关于图6-7所讨论的基本相同的方式，接着执行基于选择隐藏终端效应最小的接入点的接入点选择。

图11示出了被提供用于支持按照本发明的一个实施例的AP选择方法的STA1100内的部件。如图11中所示，判断或确定装置1101

主要包括状态机以便实现图5(a)或图5(b)中的方法的步骤。BSS负载请求装置1102以被动或主动扫描模式任意之一执行信道扫描，扫描动作帧以便获得所需BSS负载子单元或单元(参见例如图6、7、9的实现)，并且还根据每个监控的信道中的业务获得听到的BSS负载。计算和存储装置1103记录AP选择所需的信息(例如u_ki、v_k、r_ki)并且计算对应的f_k(即，

f_{k} = \max (0, L_{DATA} / v_{k} \cdot Σ_{i = 1}^{M} (u_{ki} - r_{ki}))

或

f_{k} = Σ_{i = 1}^{M} u_{ki}

)，AP选择装置1104按照上面讨论的方法基于所有候选信道的f_k选择AP。传输和接收装置1105传输和接收来自无线电接口的帧。

上面提供了详细的说明以便示例本发明的具体实施例，但并不打算限制于此。可在本发明的范围内进行各种修改和变化。在下面的权利要求中阐述了本发明。

Claims

1.一种为移动站选择接入点以进行关联的方法，包括：

在多个信道中的每一个中：

(i)针对多个接入类别中的每一个从与信道相关联的接入点获得接入点处的负载信息；

(ii)为每个接入类别从由信道中其它移动站传输的数据分组获得信道活动测量；

(iii)根据所述负载信息计算隐藏终端效应f_k；并且

(iv)选择与在各信道中具有最小的隐藏终端效应的信道相关联的接入点；

其中所述隐藏终端效应由

f_{k} = \max (0, L_{DATA} / v_{k} \cdot Σ_{i = 1}^{M} (u_{ki} - r_{ki}))

得到，L_DATA是移动站将要传输的平均数据长度，v_k表示可支持数据速率，u_ki表示关于优先级服务i的第k个信道的负载信息，r_ki表示听到的负载信息，M表示移动站的接入类别索引。

2.如权利要求1中所述的方法，其中从在工作于被动扫描模式下的移动站接收的信标帧得到负载信息。

3.如权利要求1中所述的方法，其中从在移动站和接入点之间按照主动扫描模式进行的探测-请求事务中得到负载信息。

4.如权利要求1中所述的方法，其中从在移动站和接入点之间按照管理功能交换的管理帧中得到负载信息。

5.如权利要求1中所述的方法，其中负载信息包括按照接入类别与接入点相关联的移动站的数目。

6.如权利要求1中所述的方法，其中负载信息包括按照接入类别的信道利用率测量。

7.如权利要求1中所述的方法，其中负载信息被作为下述两者的组合提供：(i)指示代表的接入类别的位屏蔽，和(ii)按照接入类别的负载信息的列表。

8.如权利要求1中所述的方法，其中负载信息被作为下述两者的组合提供：(i)属于指定类别的负载信息，和(ii)属于除指定类别之外的接入类别的负载信息。

9.如权利要求1中所述的方法，还包括根据在传输中从接入点接收的测量信号强度来计算数据速率。

10.如权利要求1中所述的方法，其中所述方法考虑只属于与和所述移动站相关联的接入类别相比具有相等或更高优先级的接入类别的负载信息。

11.如权利要求1中所述的方法，其中信道活动的测量通过下述步骤获得：

在信道中窃听地址不是该移动站的帧；

从每个窃听的帧中提取发送站点的身份和相关联的接入类别；

针对每个接入类别，根据提取的身份累积站点的数目；并且

提供站点的数目作为信道活动的测量。

12.如权利要求1中所述的方法，其中信道活动的测量通过下述步骤获得：

在信道中窃听地址不是该移动站的帧；

从每个窃听的帧中提取相关联的接入类别；

针对每个接入类别，累积与该接入类别相关联的帧的持续时间；以及

提供累积的时间作为该接入类别的信道活动的测量。

13.如权利要求1中所述的方法，其中检验每个信道一段在最小时间值和最大时间值之间的时间。

14.一种用于在无线局域网中选择接入点的设备，包括：

BSS负载请求装置，用于按照接入类别从与多个信道相关联的多个接入点获得负载信息并用于按照接入类别从由站点在每个信道中传输的帧获得听到的负载信息；

计算和存储装置，根据所述负载信息计算隐藏终端效应f_k；

接入点选择装置，根据计算的负载度量选择接入点；以及

判断装置，用于按照接入点选择方法控制负载请求装置、计算和存储装置以及接入点选择装置的操作；

其中所述隐藏终端效应由

f_{k} = \max (0, L_{DATA} / v_{k} \cdot Σ_{i = 1}^{M} (u_{ki} - r_{ki}))

15.如权利要求14中所述的设备，其中从在工作于被动扫描模式下的移动站接收的信标帧中得到负载信息。

16.如权利要求14中所述的设备，其中从在移动站和接入点之间按照主动扫描模式进行的探测-请求事务中得到负载信息。

17.如权利要求14中所述的设备，其中从在移动站和接入点之间按照管理功能交换的管理帧中得到负载信息。

18.如权利要求14中所述的设备，其中负载信息包括按照接入类别与接入点相关联的移动站的数目。

19.如权利要求14中所述的设备，其中负载信息包括按照接入类别的信道利用率测量。

20.如权利要求14中所述的设备，其中负载信息被作为下述两者的组合提供：(i)指示代表的接入类别的位屏蔽，和(ii)按照接入类别的负载信息的列表。

21.如权利要求14中所述的设备，其中负载信息被作为下述两者的组合提供：(i)属于指定类别的负载信息，和(ii)属于除指定类别之外的接入类别的负载信息。

22.如权利要求14中所述的设备，其中计算和存储装置根据在传输中从接入点接收的测量信号强度提供数据速率。

23.如权利要求14中所述的设备，其中计算和存储装置考虑只属于与和移动站相关联的接入类别相比具有相等或更高优先级的接入类别的负载信息。

24.如权利要求14中所述的设备，其中听到的负载信息通过下述步骤获得：

在信道中窃听地址不是该移动站的帧；

针对每个接入类别根据提取的身份累积站点的数目；以及

提供站点的数目作为接入类别的听到的负载信息。

25.如权利要求14中所述的设备，其中听到的负载信息通过下述步骤获得：

在信道中窃听地址不是该移动站的帧；

从每个窃听的帧中提取相关联的接入类别；

提供累积的时间作为接入类别的听到的负载信息。

26.如权利要求14中所述的设备，其中检验每个信道一段在最小时间值和最大时间值之间的时间。

27.一种用于在无线计算机网络中实现有效接入点选择的系统，包括：

具有运行于多个信道上的重叠覆盖区的无线计算机网络的多个接入点，每个接入点被配置成按照接入类别提供关于其信道的负载信息；以及

移动站，被配置成(i)在重叠覆盖区从接入点按照接入类别接收负载信息；(ii)为每个接入类别从由信道中其它移动站传输的数据分组获得信道活动测量；(iii)根据来自接入点的负载信息计算每个信道的隐藏终端效应f_k；并且(iv)根据计算的隐藏终端效应选择接入点之一；

其中所述隐藏终端效应由

f_{k} = \max (0, L_{DATA} / v_{k} \cdot Σ_{i = 1}^{M} (u_{ki} - r_{ki}))

28.如权利要求27中所述的系统，其中根据来自接入点的负载信息和来自其它移动站的听到的负载信息计算每个信道的负载度量；并且在选择接入点之一时，考虑计算的隐藏终端效应度量。

29.如权利要求27中所述的系统，其中从在工作于被动扫描模式下的移动站接收的信标帧中得到负载信息。

30.如权利要求27中所述的系统，其中从在移动站和接入点之间按照主动扫描模式进行的探测-请求事务中得到负载信息。

31.如权利要求27中所述的系统，其中从在移动站和接入点之间按照漫游功能交换的漫游管理帧中得到负载信息。

32.如权利要求27中所述的系统，其中负载信息包括按照接入类别与接入点相关联的移动站的数目。