CN101583151B - 一种wlan网络中sta漫游的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种WLAN网络中STA漫游的方法，包括：所述控制设备接收所述AP发送的报告消息，所述报告消息中携带所述AP检测到的STA信号强度及所述STA是否与所述AP关联的信息；所述控制设备保存具有STA的信号强度及关联的AP的STA表项；在预设周期内，所述控制设备比较获得，其他AP上报的所述STA的信号强度比所述STA表项中所述STA当前关联的AP的信号强度高出第一阈值，则向所述STA当前关联的AP发出下线通知，使所述当前关联的AP断开与所述STA的连接，并使所述STA重新关联到所述其他AP上。本发明提高了STA漫游时的网络性能，和原有标准兼容，不需要客户端做任何改动。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种WLAN网络中STA漫游的方法及装置。
背景技术
WLAN(Wireless Local Access Network，无线局域网)提供了一种局域网的无线连接服务，WLAN由于能够提供高速的无线数据接入，是目前IT行业比较热门的技术之一，已经广泛地应用于城市、公共场所覆盖，以及企业、楼宇、家庭等各种场所。
WLAN提供了ESS(Extended Service Set，扩展服务集)服务，在同一ESS覆盖范围内，STA(STAtion，无线客户端)能够关联到不同AP(AccessPoint，无线接入点)上，通过WLAN获得网络服务，并能够无缝漫游。其中，同一ESS由多个AP提供相同的SSID(Service Set Identifier，服务集标识)，并形成连续覆盖区域，使得STA在覆盖范围内能够无缝进行越区切换。但在实际应用中发现，许多STA在漫游过程中效果不佳，不能及时切换到合适的AP上。
在目前的802.11标准中，切换策略和切换行为完全是由STA决定，而标准也没有对这方面做出任何规定。实际使用中发现，一些STA采用了“盯住”策略，即当前关联的AP的信号强度没有降低到最低门限时不会切换到新的AP上。另一些STA能够比较AP间的信号强度，当发现某个AP的信号强度比当前关联的AP的信号强度大于某个阈值时，就会进行切换。由于STA通过周期性发送Probe或Beacon帧发现新AP，为了减少扫描对应用性能的影响，STA扫描AP的周期一般比较大，从而导致新的AP不能及时发现，或者各个AP的信号强度不能及时得到更新。
在实际使用中发现，目前许多厂家的STA在漫游时不能及时切换到合适 的AP上，导致流量下降。通过比较AP间信号强度的STA，STA的默认切换阈值可能不可设，切换阈值过大，造成切换很慢；或者切换阈值可设，但使用STA的用户不会或不愿意修改，因此，不能顺利切换。
发明内容
本发明提供了一种WLAN网络中STA漫游的方法及装置，以实现STA在漫游时及时切换到合适的AP上。
本发明提供了一种WLAN网络中STA漫游的方法，应用于包括STA、控制设备和至少两个接入点AP的系统中，所述方法包括以下步骤：
所述控制设备接收所述AP发送的报告消息，所述报告消息中携带上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联；
所述控制设备将所述上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联保存到的STA表项；
在预设周期内，所述控制设备比较获得，其他AP上报的所述STA的信号强度比所述STA表项中所述STA当前关联的AP的信号强度高出第一阈值，则向所述STA当前关联的AP发出下线通知，使所述当前关联的AP断开与所述STA的连接，并使所述STA重新关联到所述其他AP上。
其中，所述控制设备接收所述AP发送的报告消息，之前还包括：
所述AP接收各个STA广播的Probe帧或Beacon帧，所述Probe帧或Beacon帧中携带所述STA的标识和所述STA的信号强度；
所述AP根据所述STA的标识与本地记录的STA关联表项确定所述STA是否与所述AP关联；
所述AP向所述控制设备发送报告消息，所述报告消息中携带上报的AP标识、STA标识、所述AP检测到的STA信号强度及所述STA是否与所述AP关联的信息。
其中，所述AP向所述控制设备发送报告消息，具体包括：
所述AP收到某个STA的Probe帧或Beacon帧后，等待预设时间，计算所述预设时间内收到的关于所述STA的多个Probe帧或Beacon帧中的STA的信号强度平均值；
所述AP通过报告消息将所述STA的信号强度平均值及所述STA是否与所述AP关联的信息发送给所述控制设备。
其中，所述控制设备保存具有STA的信号强度及关联的AP的STA表项，具体包括：
所述控制设备收到报告消息后，判断是否没有其他AP报告所述STA的信号强度，如果没有，则创建所述STA表项；如果有，则将所述报告消息中的信息添加到所述STA表项中。
其中，所述使当前关联的AP断开与所述STA的连接，并使所述STA重新关联到所述其他AP上，具体包括：
所述AP判断所述STA是否正在和自己关联，如果是，则向所述STA发送断开连接报文；
所述STA接收到所述断开连接报文后，终止与所述当前关联AP的连接，向所述其他AP发送连接建立请求，以关联到所述其他AP上。
其中，所述断开连接报文中还携带原因值，用于指示切换原因。
本发明还提供了一种接入点，应用于包括STA、控制设备和至少两个接入点AP的系统中，所述接入点包括：
收集模块，用于接收各个STA广播的Probe帧或Beacon帧，所述Probe帧或Beacon帧中携带所述STA的标识；
上报模块，与所述收集模块连接，用于根据所述STA的标识与本地记录的STA关联表项确定所述STA是否与所述AP关联，并向所述控制设备发送报告消息，所述报告消息中携带上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联；
下线模块，用于收到下线通知时，判断所述STA是否正在和自己关联，如果是，则向所述STA发送断开连接报文，终止与所述STA的连接。
其中，所述收集模块，具体用于收到某个STA的Probe帧或Beacon帧后，等待预设时间，计算所述预设时间内收到的关于所述STA的多个Probe帧或 Beacon帧中的STA的信号强度平均值，通过报告消息将所述STA的信号强度平均值及所述STA是否与所述AP关联的信息发送给所述控制设备。
本发明还提供了一种控制设备，应用于包括STA、控制设备和至少两个接入点AP的系统中，所述控制设备包括：
接收模块，用于接收所述AP发送的报告消息，所述报告消息中携带上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联；
表项存储模块，与所述接收模块连接，用于保存具有上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联的STA表项；
下线通知模块，与所述表项存储模块连接，用于在预设周期内，所述控制设备比较获得，其他AP上报的所述STA的信号强度比所述STA表项中所述STA当前关联的AP的信号强度高出第一阈值，则向所述STA当前关联的AP发出下线通知，使所述当前关联的AP断开与所述STA的连接，并使所述STA重新关联到所述其他AP上。
其中，所述表项存储模块，具体用于所述控制设备收到报告消息后，判断是否没有其他AP报告所述STA的信号强度，如果没有，则创建所述STA表项；如果有，则将所述报告消息中的信息添加到所述STA表项中。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明中，AP跟踪STA信号强度，在STA信号变弱时，强制STA下线，让STA切换新的AP上。因此，本发明通过AP推送方式，推动STA在漫游过程中及时切换，使STA在漫游过程中能够更及时地切换到新的AP上，提高了STA漫游时的网络性能，和原有标准兼容，不需要客户端做任何改动。
附图说明
图1是本发明中一种WLAN网络中STA漫游的方法流程图；
图2是本发明中一种接入点结构图；
图3是本发明中一种管理设备结构图。
具体实施方式
本发明的核心思路是：AP监测STA信号强度，并将STA信号强度及是否与自己关联上报给AC(Access Controller，无线接入控制器)或服务器，AC或服务器根据各个AP报告的STA信号强度，判定STA应切换到新AP上而STA没有切换时，通知AP让STA下线，从而使得STA能够切换到新的AP上。
本发明提供了一种WLAN网络中STA漫游的方法，应用于包括STA、控制设备和至少两个接入点AP的系统中，本发明适用于Fit AP架构和FAT AP架构，在Fit AP架构中，控制设备为AC，AC可以旁挂于BAS(宽带接入服务器)设备或串接于AP与BAS设备中间，AC负责整个热点地区AP的管理，BAS作为用户的认证点。当然，本发明也适用于FATAP，需要一个具有AC功能的服务器，只需要在接入层添加AP设备即可，通过ADSL(Asymmetrical Digital SubscriberLoop，非对称数字用户线路)或以太网专线接入到BAS，再由BAS接入到城域网。无线用户一般采用PPPoE(Point-to-Point Protocol over Ethernet，以太网上的点对点协议)或WEB Portal认证接入网络，BAS作为无线用户的认证点。
所述方法如图1所示，包括以下步骤：
步骤101，STA向网络中各个AP广播Probe帧或Beacon帧，所述Probe帧或Beacon帧中携带所述STA的标识。
其中，Beacon帧由同步信道和Beacon信道共同构成，同步信道与Beacon信道分别在物理信道的I信道和Q信道上发送。同步信道由一系列同步突法帧构成，RTS是接收周期(Request To Send)，进行ACK/NACK发送的ANP周期。在RTS周期内STA监听其他设备的Beacon发送请求消息，在ANP周期内，STA广播其决定是否向AP发送Beacon信息及向哪个AP发送Beacon信息。
步骤102，AP接收各个STA广播的Probe帧或Beacon帧，根据Probe帧或Beacon帧中的所述STA的标识与AP本地记录的STA关联表项确定所述STA是否与所述AP关联，该STA关联表项中记载与本AP关联的STA标识、本AP标识、该STA信号强度，其中，AP标识可以为IP地址或MAC地址， STA标识为MAC地址。另外，AP接收各个STA广播的Probe帧或Beacon帧时，还要检测获取传输Probe帧或Beacon帧的无线信号的信号强度。
步骤103，AP向所述控制设备发送报告消息，所述报告消息中携带所述AP检测到的STA信号强度及所述STA是否与所述AP关联的信息(即上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联)。STA在搜索周围AP时一般会在短时间内发出多个probe帧，AP收到每个probe帧时会感知接收到的信号强度，为了避免瞬间的信号波动引起误判，可以通过平滑方式将多个probe帧的信号强度平均。具体包括：所述AP收到某个STA的Probe帧后，等待预设时间(例如500毫秒)，如果收到关于该STA的更多Probe报文，计算所述预设时间内收到的关于所述STA的多个Probe报文中的STA的信号强度平均值，报告给所述控制设备。
步骤104，所述控制设备接收所述AP发送的报告消息，保存具有上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联的STA表项，其中，STA标识为MAC(Media Access Control，介质访问控制)地址；上报的AP标识表示哪些AP上报了STA的信号强度；老化定时器等；控制设备接收到某个AP发送的报告消息后，判断是否没有其他AP报告所述STA的信号强度，如果没有，则创建所述STA表项；如果有，则将所述报告消息中的信息添加到所述STA表项中。
步骤105，为步骤104中的STA表项启动一个定时器，如1秒，在定时器到期时，所述控制设备比较获得，其他AP上报的所述STA的信号强度比所述STA表项中所述STA当前关联的AP的信号强度高出第一阈值(如2db)，则向所述STA当前关联的AP发出下线通知，同时删除对应表项。
步骤106，所述当前关联的AP接收到下线通知后，通过查找步骤102中的STA关联表项确认STA是自己关联的STA，断开与所述STA的连接，向STA发出disassociation报文，其中reason code设置为5(表示切换原因为强度变化)，同时删除本AP上面关于该STA的记录；如果该STA没有和自己关联，不做任何操作。
步骤107，所述STA收到disassociation报文后，重新关联到所述其他AP 上。具体包括：向所述其他AP发送资源请求，以关联到所述其他AP上。
STA可以通过两种途径向其他AP发起资源请求(Resource Request)：一种是STA暂时断开当前的无线信道，通过其他的无线信道与其他AP进行通信；另一种是STA通过当前的AP转发STA的资源请求(Resource Request)与其他AP进行通信。
无论哪种方式，STA和其他AP之间都是通过RRSAP(Resource RequestService Access Point)模块进行资源配置的处理。STA上的RRSAP产生资源请求消息，AP上的RRSAP接收和处理来自STA的资源请求，并且响应STA的资源请求。STA的RRSAP与当前AP Broker function进行资源请求与响应，STA发送包括其他AP的资源请求消息，当前AP的Broker function向其他AP转发资源请求，其他AP接收资源请求。Broker function可以实现资源请求消息的转发，限制STA发起的资源保留请求数或者能够同时保留资源的AP数。STA可以选择在切换之前在其他AP上保留资源，如果提前在其他AP上保留了资源，那么此资源在其他AP上的保存将持续一段时间，STA应该在此时间内完成切换过程。
本发明提供了一种接入点，应用于包括STA、控制设备和至少两个接入点AP的系统中，如图2所示，所述接入点包括：
收集模块210，用于接收各个STA广播的Probe帧或Beacon帧，所述Probe帧或Beacon帧中携带所述STA的标识；
上报模块220，与收集模块210连接，用于根据所述STA的标识与本地记录的STA关联表项确定所述STA是否与所述AP关联，并向所述控制设备发送报告消息，所述报告消息中携带上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联的信息；
下线模块230，用于收到下线通知时，判断所述STA是否正在和自己关联，如果是，则向所述STA发送断开连接报文，终止与所述当前关联AP的连接。
收集模块210，具体用于收到某个STA的Probe帧或Beacon帧后，等待 预设时间，计算所述预设时间内收到的关于所述STA的多个Probe帧或Beacon帧中的STA的信号强度平均值，通过报告消息将所述STA的信号强度平均值及所述STA是否与所述AP关联的信息发送给所述控制设备。
本发明还提供了一种管理设备，应用于包括STA、控制设备和至少两个接入点AP的系统中，如图3所示，所述管理设备包括：
接收模块310，用于接收所述AP发送的报告消息，上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联的信息；
表项存储模块320，与接收模块310连接，用于保存具有上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联的STA表项；
下线通知模块330，与表项存储模块320连接，用于在预设周期内，所述控制设备比较获得，其他AP上报的所述STA的信号强度比所述STA表项中所述STA当前关联的AP的信号强度高出第一阈值，则向所述STA当前关联的AP发出下线通知，使所述当前关联的AP断开与所述STA的连接，并使所述STA重新关联到所述其他AP上。
表项存储模块320，具体用于所述控制设备收到报告消息后，判断是否没有其他AP报告所述STA的信号强度，如果没有，则创建所述STA表项；如果有，则将所述报告消息中的信息添加到所述STA表项中。
本发明中，AP跟踪STA信号强度，在STA信号变弱时，强制STA下线，让STA切换新的AP上。因此，本发明通过AP推送方式，推动STA在漫游过程中及时切换，使STA在漫游过程中能够更及时地切换到新的AP上，提高了STA漫游时的网络性能，和原有标准兼容，不需要客户端做任何改动。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种WLAN网络中STA漫游的方法，应用于包括STA、控制设备和至少两个接入点AP的系统中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
所述控制设备接收所述AP发送的报告消息，所述报告消息中携带上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联；
所述控制设备将所述上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联保存到STA表项；
在预设周期内，所述控制设备比较获得，其他AP上报的所述STA的信号强度比所述STA表项中所述STA当前关联的AP的信号强度高出第一阈值，则向所述STA当前关联的AP发出下线通知，使所述当前关联的AP断开与所述STA的连接，并使所述STA重新关联到所述其他AP上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制设备接收所述AP发送的报告消息，之前还包括：
所述AP接收各个STA广播的Probe帧或Beacon帧，所述Probe帧或Beacon帧中携带所述STA的标识；
所述AP根据所述STA的标识与本地记录的STA关联表项确定所述STA是否与所述AP关联；
所述AP向所述控制设备发送报告消息，所述报告消息中携带上报的AP标识、STA标识、所述AP检测到的STA信号强度及所述STA是否与所述AP关联的信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述AP向所述控制设备发送报告消息，具体包括：
所述AP收到某个STA的Probe帧或Beacon帧后，等待预设时间，计算所述预设时间内收到的关于所述STA的多个Probe帧或Beacon帧中的STA的信号强度平均值；
所述AP通过报告消息将所述STA的信号强度平均值及所述STA是否与所述AP关联的信息发送给所述控制设备。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制设备保存具有STA 的信号强度及关联的AP的STA表项，具体包括：
所述控制设备收到报告消息后，判断是否没有其他AP报告所述STA的信号强度，如果没有，则创建所述STA表项；如果有，则将所述报告消息中的信息添加到所述STA表项中。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使当前关联的AP断开与所述STA的连接，并使所述STA重新关联到所述其他AP上，具体包括：
所述AP判断所述STA是否正在和自己关联，如果是，则向所述STA发送断开连接报文；
所述STA接收到所述断开连接报文后，终止与所述当前关联AP的连接，向所述其他AP发送连接建立请求，以关联到所述其他AP上。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述断开连接报文中还携带原因值，用于指示切换原因。
7.一种接入点，应用于包括STA、控制设备和至少两个接入点AP的系统中，其特征在于，所述接入点包括：
收集模块，用于接收各个STA广播的Probe帧或Beacon帧，所述Probe帧或Beacon帧中携带所述STA的标识；
上报模块，与所述收集模块连接，用于根据所述STA的标识与本地记录的STA关联表项确定所述STA是否与所述AP关联，并向所述控制设备发送报告消息，所述报告消息中携带上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联的信息；
下线模块，用于收到下线通知时，判断所述STA是否正在和自己关联，如果是，则向所述STA发送断开连接报文，终止与所述STA的连接。
8.如权利要求7所述的接入点，其特征在于，所述收集模块，具体用于收到某个STA的Probe帧或Beacon帧后，等待预设时间，计算所述预设时间内收到的关于所述STA的多个Probe帧或Beacon帧中的STA的信号强度平均值，通过报告消息将所述STA的信号强度平均值及所述STA是否与所述AP关联的信息发送给所述控制设备。
9.一种控制设备，应用于包括STA、控制设备和至少两个接入点AP的系统中，其特征在于，所述控制设备包括：
接收模块，用于接收所述AP发送的报告消息，所述报告消息中携带上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联的信息；
表项存储模块，与所述接收模块连接，用于保存具有上报的AP标识、STA标识、STA信号强度、及该STA是否与该AP关联的STA表项；
下线通知模块，与所述表项存储模块连接，用于在预设周期内，所述控制设备比较获得，其他AP上报的所述STA的信号强度比所述STA表项中所述STA当前关联的AP的信号强度高出第一阈值，则向所述STA当前关联的AP发出下线通知，使所述当前关联的AP断开与所述STA的连接，并使所述STA重新关联到所述其他AP上。
10.如权利要求9所述的控制设备，其特征在于，所述表项存储模块，具体用于所述控制设备收到报告消息后，判断是否没有其他AP报告所述STA的信号强度，如果没有，则创建所述STA表项；如果有，则将所述报告消息中的信息添加到所述STA表项中。
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