CN102238695A - 无线局域网装置及其频道扫描方法 - Google Patents

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Abstract

一种无线局域网装置，用于扫描无线局域网中多个频道，其包括频道扫描模块及时间延长模块。频道扫描模块用于主动扫描第一频道并等待第一频道的扫描结果。时间延长模块用于在第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待第一频道的扫描结果的时间。频道扫描模块还在等待第一频道的扫描结果的时间内主动扫描第二频道并等待第二频道的扫描结果。时间延长模块还在第二频道内传送第二时间延长帧以延长等待第二频道的扫描结果的时间。本发明还提供一种频道扫描方法。所述无线局域网装置及其频道扫描方法通过第一时间延长帧延长等待第一频道的扫描结果的时间，并在等待第一频道的扫描结果的时间内主动扫描第二频道，从而实现快速扫描频道的目的。

Description

无线局域网装置及其频道扫描方法
技术领域
本发明涉及无线局域网，尤其涉及一种无线局域网装置及其频道扫描方法。
背景技术
在一个无线局域网中，移动站要与接入点进行认证并建立连接，就必须首先进行频道扫描。移动站的频道扫描包括主动式扫描与被动式扫描两种模式。其中，主动式扫描是指，移动站在每一个频道中传送探测请求帧(Probe RequestFrame)，然后等待每一个频道中接入点回送的探测回应帧(Probe ResponseFrame)。
当前，移动站在一个频道中传送探测请求帧后，直到等到该频道的探测回应帧后才会去下一个频道传送探测请求帧，依次类推，直到扫描完所有频道为止。这样就白白浪费了等待每个频道的探测回应帧的时间，从而影响扫描频道的速度。
因此，有必要提出一种无线局域网装置，可以更加快速的扫描频道。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种无线局域网装置，可以更加快速的扫描频道。
另外，还需要提供一种频道扫描方法，应用于上述无线局域网装置中，可以更加快速的扫描频道。
本发明实施方式中提供的无线局域网装置，用于扫描无线局域网中多个频道，所述无线局域网装置包括频道扫描模块及时间延长模块。频道扫描模块用于主动扫描第一频道并等待所述第一频道的扫描结果。时间延长模块用于在所述第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待所述第一频道的扫描结果的时间。所述频道扫描模块还在等待所述第一频道的扫描结果的时间内主动扫描第二频道并等待第二频道的扫描结果。所述时间延长模块还在所述第二频道内传送第二时间延长帧以延长等待所述第二频道的扫描结果的时间。
本发明实施方式中提供的频道扫描方法，应用于无线局域网装置中，用于扫描无线局域网中多个频道，所述频道扫描方法包括以下步骤：主动扫描第一频道并等待所述第一频道的扫描结果；在所述第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待所述第一频道的扫描结果的时间；在等待所述第一频道的扫描结果的时间内主动扫描第二频道并等待所述第二频道的扫描结果；及在所述第二频道内传送第二时间延长帧以延长等待所述第二频道的扫描结果的时间。
相较于现有技术，所述无线局域网装置及其频道扫描方法，通过在第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待第一频道的扫描结果的时间，并在等待第一频道的扫描结果的时间内主动扫描第二频道，从而实现快速扫描频道的目的。
附图说明
图1是本发明无线局域网装置的实施环境图及一实施方式的模块图。
图2是本发明频道扫描方法一实施方式的流程图。
图3是本发明频道扫描方法另一实施方式的流程图。
主要元件符号说明
无线局域网        10
无线局域网装置    100
频道扫描模块      110
时间延长模块      120
处理器            130
第一接入点        200
第二接入点        300
具体实施方式
图1是本发明无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)装置100的实施环境图及一实施方式的模块图。在无线局域网10中，第一接入点(AccessPoint)200在第一频道提供服务，第二接入点300在第二频道提供服务。无线局域网装置100可为移动站(Mobile Station)或接入点，用于扫描无线局域网10中各个频道，以寻找合适频道进行通信。其中，移动站是任一可连线至无线局域网10的网络装置，例如行动电话(Mobile Phone)、个人数字助理(PersonalDigital Assistant)、笔记型计算机(Notebook Computer)等。
当无线局域网装置100在第一频道内广播第一探测请求帧以主动扫描第一频道时，第一接入点200在第一频道内接收到第一探测请求帧，并回送第一探测回应帧给无线局域网装置100。
同理，当无线局域网装置100在第二频道内广播第二探测请求帧以主动扫描第二频道时，第二接入点300在第二频道内接收到第二探测请求帧，并回送第二探测回应帧给无线局域网装置100。
当无线局域网装置100为移动站时，无线局域网装置100扫描多个频道以寻找合适频道，与合适频道内接入点进行认证并建立连接，从而享受合适频道内接入点的服务。举例而言，若无线局域网装置100寻找到第一频道，则与第一频道内第一接入点200进行认证并建立连接，从而享受第一接入点200提供的服务。
当无线局域网装置100为接入点时，无线局域网装置100扫描多个频道以寻找合适频道，并在合适频道内提供服务，从而避免与其它接入点产生干扰。举例而言，若无线局域网装置100寻找到第三频道，则在第三频道内提供服务，从而避免与第一接入点200及第二接入点300产生干扰。
在本发明一实施方式中，无线局域网装置100包括频道扫描模块110、时间延长模块120及处理器130。处理器130用于执行频道扫描模块110与时间延长模块120。
频道扫描模块110用于主动扫描第一频道并等待第一频道的扫描结果。在本实施方式中，第一频道的扫描结果为第一探测回应帧。频道扫描模块110在第一频道内广播第一探测请求帧以主动扫描第一频道，并等待第一频道的第一探测回应帧。所述广播是指向无线局域网装置100的信号强度范围内其它所有的无线局域网装置传送第一探测请求帧。第一接入点200在无线局域网装置100的信号强度范围内，故，在第一频道内接收到第一探测请求帧。
当第一接入点200接收到第一探测请求帧后，会需要一段不定长的时间，如5微秒(microsecond，ms)，回送第一探测回应帧给频道扫描模块110。故，频道扫描模块110需要等待该段不定长的时间。
为了避免浪费这段等待的时间，频道扫描模块110可以利用这段等待的时间去继续扫描下一个频道，但是，由于这段等待的时间不定长，频道扫描模块110若利用这段等待时间去扫描下一个频道，就有可能错过接收第一探测回应帧的时间。
为了充分利用这段等待的时间而又不错过接收第一探测回应帧，首先需要将这段等待的时间延长为定长的可控时间。在本发明实施方式中，利用时间延长模块120在第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待第一频道的扫描结果的时间。具体而言，时间延长模块120在第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待第一探测回应帧的时间，即延后第一接入点200回送第一探测回应帧的时间。其中，第一时间延长帧包括持续时间(Duration)字段，用于表明无线局域网装置100占用第一频道的时间。
基于IEEE802.11协定中的载波监听多路访问/冲突检测(Carrier SenseMultiple Access/Collision Detect，CSMA/CD)，无线局域网10中其它的装置需要等待第一时间延长帧中持续时间字段所载的时间后才能使用第一频道。故，第一接入点200也需要等待第一时间延长帧中持续时间字段所载的时间后才能使用第一频道回送第一探测回应帧给频道扫描模块110。
在本实施例中，第一时间延长帧中持续时间字段可以根据不同的需要设定为不同的值。假设扫描一个频道大约需要量100微秒，若频道扫描模块110打算主动扫描两个频道后回来接收这两个频道的扫描结果，则可以将持续时间字段设定为200(100*2)微秒，依此类推，若频道扫描模块110打算主动扫描11个频道后回来接收这11个频道的扫描结果，则可以将持续时间字段设定为1100(100*11)微秒。
在本实施方式中，第一时间延长帧为控制帧或数据帧，其中，控制帧可为请求发送帧(Request to Send，RTS)等。因为基于IEEE802.11协定中的载波监听多路访问/冲突检测，控制帧或数据帧的持续时间帧字段可有效的表明占用频道的时间，但管理帧的持续时间帧字段并不能有效的表明占用频道的时间。
在本实施方式中，第一时间延长帧的目的地址为任意地址，例如第一接入点200和第二接入点300的MAC地址。
频道扫描模块110在等待第一频道的扫描结果的时间内主动扫描第二频道并等待第二频道的扫描结果。在本实施方式中，第二频道的扫描结果为第二探测回应帧。频道扫描模块110在第二频道内广播第二探测请求帧以主动扫描第二频道，并等待第二频道的第二探测回应帧。所述广播是指向无线局域网装置100的信号强度范围内其它所有的无线局域网装置传送第二探测请求帧。第二接入点300在无线局域网装置100的信号强度范围内，故接收到第二探测请求帧。第二接入点300需要一段不定长的时间进行确认以回送第二探测回应帧给频道扫描模块110。
为了充分利用这段等待的时间而又不错过接收第二探测回应帧，首先需要将这段等待的时间延长为定长的可控时间。在本发明实施方式中，利用时间延长模块120在第二频道内传送第二时间延长帧以延长等待第二频道的扫描结果的时间。具体而言，时间延长模块120在第二频道内传送第二时间延长帧以延长等待第二探测回应帧的时间，即延后第二接入点300回送第二探测回应帧的时间。其中，第二时间延长帧为控制帧或数据帧，包括持续时间字段，用于表明无线局域网装置100占用第二频道的时间。
在本实施方式中，第二时间延长帧的目的地址为任意地址，如第一接入点200和第二接入点300的MAC地址。
频道扫描模块110还用于在主动扫描至少两个频道后依次回到所扫描的频道接收扫描结果。在本实施方式中，频道扫描模块110在主动扫描至少两个频道后先回到第一频道接收第一探测回应帧，再回到第二频道接收第二探测回应帧。
按照不同地区的标准，无线局域网装置100需要扫描不等数量的频道。例如：北美FCC标准采用2.412～2.462GHz，无线局域网装置100需要扫描11个频道；欧洲ETSI标准采用2.412～2.472GHz，无线局域网装置100需要扫描13个频道；日本RCR标准采用2.412～2.484GHz，无线局域网装置100需要扫描14个频道。本实施方式中，仅以北美FCC标准为例，无线局域网装置100需要扫描11个频道。
在本发明实施方式中，无线局域网装置100可以在主动扫描两个频道后依次回到所扫描的频道接收扫描结果，也可以在主动扫描三个频道后依次回到所扫描的频道接收扫描结果，同理也可以在主动扫描所有11个频道后依次回到所扫描的频道接收扫描结果。
若在主动扫描两个频道后依次回到所扫描的频道接收扫描结果，则无线局域网装置100可以用类似扫描第一频道的方法扫描第一至第十频道。其中，在第一至第十频道内传送的时间延长帧中持续时间字段可设定为扫描两个频道所需的时间。剩下的第十一频道可以用传统扫描方式进行扫描，即仅需在第十一频道内广播探测请求帧以主动扫描第十一频道，并等待第十一频道的探测回应帧，而不必传送传送时间延长帧。
若在主动扫描三个频道后依次回到所扫描的频道接收扫描结果，则无线局域网装置100可以用类似扫描第一频道的方法扫描第一至第九频道。其中，在第一至第九频道内传送的时间延长帧中持续时间字段可设定为扫描三个频道所需的时间。剩下的第十与十一频道也可用类似扫描第一频道的方法扫描，但在其频道内传送的时间延长帧中持续时间字段需设定为扫描两个频道所需的时间。
若在主动扫描所有11个频道后回来接收扫描结果，则无线局域网装置100可以用类似扫描第一频道的方法扫描第一至第十一频道。其中，在第一至第十一频道内传送的时间延长帧中持续时间字段可设定为扫描11个频道所需的时间。
图2是本发明频道扫描方法一实施方式的流程图。本实施方式中的频道扫描方法是通过图1中的功能模块来实施，该方法在主动扫描两个频道后依次回到所扫描的频道接收扫描结果。
在步骤S200，频道扫描模块110主动扫描第一频道并等待第一频道的扫描结果。在本实施方式中，第一频道的扫描结果为第一探测回应帧。频道扫描模块110在第一频道内广播第一探测请求帧以主动扫描第一频道，并等待第一频道的第一探测回应帧。第一接入点200在无线局域网装置100的信号强度范围内，故在第一频道内接收到第一探测请求帧。
当第一接入点200接收到第一探测请求帧后，会需要一段不定长的时间，如5ms，回送第一探测回应帧给频道扫描模块110。故，频道扫描模块110需要等待该段不定长的时间。
在步骤S202，时间延长模块120在第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待第一频道的扫描结果的时间。在本实施方式中，时间延长模块120在第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待第一探测回应帧的时间，即延后第一接入点200回送第一探测回应帧的时间。其中，第一时间延长帧包括持续时间字段，用于表明无线局域网装置100占用第一频道的时间。在本实施方式中，第一时间延长帧为控制帧或数据帧，其目的地址为任意地址。
在步骤S204，频道扫描模块110在等待第一频道的扫描结果的时间内主动扫描第二频道并等待第二频道的扫描结果。在本实施方式中，第二频道的扫描结果为第二探测回应帧。频道扫描模块110在第二频道内广播第二探测请求帧以主动扫描第二频道，并等待第二频道的第二探测回应帧。
第二接入点300在无线局域网装置100的信号强度范围内，故接收到第二探测请求帧。第二接入点300需要一段不定长的时间进行确认以回送第二探测回应帧给频道扫描模块110。
在步骤S206，时间延长模块120在第二频道内传送第二时间延长帧以延长等待第二频道的扫描结果的时间。具体而言，时间延长模块120在第二频道内传送第二时间延长帧以延长等待第二探测回应帧的时间，即延后第二接入点300回送第二探测回应帧的时间。其中，第二时间延长帧为控制帧或数据帧，包括持续时间字段，用于表明无线局域网装置100占用第二频道的时间。在本实施方式中，第二时间延长帧的目的地址为任意地址。
在步骤S208，频道扫描模块110回到第一频道接收第一频道的扫描结果。在本实施方式中，频道扫描模块110回到第一频道接收第一探测回应帧。
在步骤S210，频道扫描模块110回到第二频道接收第二频道的扫描结果。在本实施方式中，频道扫描模块110回到第二频道接收第二探测回应帧。
图3是本发明频道扫描方法另一实施方式的流程图。本实施方式中的频道扫描方法是通过图1中的功能模块来实施，该方法在主动扫描n个频道后依次回到所扫描的频道接收扫描结果。
在步骤S300，频道扫描模块110主动扫描第一频道并等待第一频道的扫描结果。在本实施方式中，第一频道的扫描结果为第一探测回应帧。频道扫描模块110在第一频道内广播第一探测请求帧以主动扫描第一频道，并等待第一频道的第一探测回应帧。第一接入点200在无线局域网装置100的信号强度范围内，故，在第一频道内接收到第一探测请求帧。第一接入点200需要一段不定长的时间进行确认以回送第一探测回应帧给频道扫描模块110。
在步骤S302，时间延长模块120在第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待第一频道的扫描结果的时间。在本实施方式中，时间延长模块120在第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待第一探测回应帧的时间，即延后第一接入点200回送第一探测回应帧的时间。
在步骤S304，频道扫描模块110在等待第一频道的扫描结果的时间内主动扫描第二频道并等待第二频道的扫描结果。在本实施方式中，第二频道的扫描结果为第二探测回应帧。频道扫描模块110在第二频道内广播第二探测请求帧以主动扫描第二频道，并等待第二频道的第二探测回应帧。
第二接入点300在无线局域网装置100的信号强度范围内，故，接收到第二探测请求帧。第二接入点300需要一段不定长的时间进行确认以回送第二探测回应帧给频道扫描模块110。
在步骤S306，时间延长模块120在第二频道内传送第二时间延长帧以延长等待第二频道的扫描结果的时间。具体而言，时间延长模块120在第二频道内传送第二时间延长帧以延长等待第二探测回应帧的时间，即延后第二接入点300回送第二探测回应帧的时间。
在步骤S308，频道扫描模块110在等待第一、二频道的扫描结果的时间内主动扫描第三频道并等待第三频道的扫描结果。
依此类推，在步骤S310，频道扫描模块110在等待第一、二、...、n-1频道的扫描结果的时间内主动扫描第n频道并等待第n频道的扫描结果。
在步骤S312，时间延长模块120在第n频道内传送第n时间延长帧以延长等待第n频道的扫描结果的时间。
在步骤S314，频道扫描模块110依次回到所扫描的频道接收扫描结果。在本实施方式中，频道扫描模块110先回到第一频道接收第一频道的扫描结果，再回到第二频道接收第二频道的扫描结果，...，最后回到第n频道接收第n频道的扫描结果。
相较于现有技术，所述无线局域网装置100及其频道扫描方法，通过在每个频道内传送时间延长帧以延长等待每个频道的扫描结果的时间，并在等待每个频道的扫描结果的时间内主动扫描其它频道，从而充分利用了等待扫描结果的时间来扫描其他频道，实现了快速扫描频道的目的。

Claims (16)

1.一种无线局域网装置，用于扫描无线局域网中多个频道，其特征在于，所述无线局域网装置包括：
频道扫描模块，用于主动扫描第一频道并等待所述第一频道的扫描结果；及
时间延长模块，用于在所述第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待所述第一频道的扫描结果的时间；
其中，所述频道扫描模块在等待所述第一频道的扫描结果的时间内主动扫描第二频道并等待所述第二频道的扫描结果；所述时间延长模块在所述第二频道内传送第二时间延长帧以延长等待所述第二频道的扫描结果的时间。
2.如权利要求1所述的无线局域网装置，其特征在于，所述频道扫描模块还用于在主动扫描至少两个频道后先回到所述第一频道接收所述第一频道的扫描结果，再回到所述第二频道接收所述第二频道的扫描结果。
3.如权利要求2所述的无线局域网装置，其特征在于，所述第一频道的扫描结果与所述第二频道的扫描结果分别为第一探测回应帧与第二探测回应帧。
4.如权利要求3所述的无线局域网装置，其特征在于，所述频道扫描模块还用于在所述第一频道内广播第一探测请求帧以主动扫描所述第一频道，并等待所述第一频道的第一探测回应帧。
5.如权利要求3所述的无线局域网装置，其特征在于，所述频道扫描模块还在等待所述第一探测回应帧的时间内在所述第二频道内广播第二探测请求帧以主动扫描所述第二频道，并等待所述第二频道的第二探测回应帧。
6.如权利要求1所述的无线局域网装置，其特征在于，所述第一时间延长帧与所述第二时间延长帧均包括持续时间字段，分别用于表明所述无线局域网装置占用所述第一频道与所述第二频道的时间。
7.如权利要求6所述的无线局域网装置，其特征在于，所述时间延长模块分别通过延长所述第一时间延长帧与所述第二时间延长帧的持续时间字段延长占用所述第一频道与所述第二频道的时间。
8.如权利要求6所述的无线局域网装置，其特征在于，所述第一时间延长帧与所述第二时间延长帧为控制帧或数据帧。
9.一种频道扫描方法，应用于无线局域网装置中，用于扫描无线局域网中多个频道，其特征在于，所述频道扫描方法包括以下步骤：
主动扫描第一频道并等待所述第一频道的扫描结果；
在所述第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待所述第一频道的扫描结果的时间；
在等待所述第一频道的扫描结果的时间内主动扫描第二频道并等待所述第二频道的扫描结果；及
在所述第二频道内传送第二时间延长帧以延长等待所述第二频道的扫描结果的时间。
10.如权利要求9所述的频道扫描方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在主动扫描至少两个频道后先回到所述第一频道接收所述第一频道的扫描结果；及
再回到所述第二频道接收所述第二频道的扫描结果。
11.如权利要求10所述的频道扫描方法，其特征在于，所述第一频道的扫描结果与所述第二频道的扫描结果分别为第一探测回应帧与第二探测回应帧。
12.如权利要求11所述的频道扫描方法，其特征在于，所述主动扫描第一频道并等待所述第一频道的扫描结果的步骤包括：
在所述第一频道内广播第一探测请求帧以主动扫描所述第一频道；及
等待所述第一频道的第一探测回应帧。
13.如权利要求11所述的频道扫描方法，其特征在于，所述在等待所述第一频道的扫描结果的时间内主动扫描第二频道并等待所述第二频道的扫描结果的步骤包括：
在等待所述第一探测回应帧的时间内在所述第二频道内广播第二探测请求帧以主动扫描所述第二频道；及
等待所述第二频道的第二探测回应帧。
14.如权利要求9所述的频道扫描方法，其特征在于，所述第一时间延长帧与所述第二时间延长帧均包括持续时间字段，分别用于表明所述无线局域网装置占用所述第一频道与所述第二频道的时间。
15.如权利要求14所述的频道扫描方法，其特征在于，在所述第一频道内传送第一时间延长帧以延长等待所述第一频道的扫描结果的时间的步骤包括：
通过延长所述第一时间延长帧的持续时间字段来延长占用所述第一频道的时间，以延长等待所述第一频道的扫描结果的时间。
16.如权利要求14所述的频道扫描方法，其特征在于，在所述第二频道内传送第二时间延长帧以延长等待所述第二频道的扫描结果的时间的步骤包括：
通过延长所述第二时间延长帧的持续时间字段来延长占用所述第二频道的时间，以延长等待所述第二频道的扫描结果的时间。
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