CN103686890A - 无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法及系统，本发明提供的无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法在网络侧提供一种主动切换终端STA的方案，其不依赖于终端STA自身的切换策略，可由网络侧主动控制漫游切换时刻及切换至的对应目标接入点AP，同时无需终端STA 重扫描、重鉴权、重关联，达到了网络侧主动控制终端STA漫游切换以及缩短切换时延的目的。

Description

无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，尤其涉及一种无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法及系统。

背景技术

随着无线局域网(WLAN，Wireless Local Area Network)技术的不断发展，目前，集中管理的WLAN得到了越来越多的应用。其中，集中管理的WLAN中主要由接入点（Access Point，简称AP）和接入控制器（Access Controller，简称AC）构成，实际应用当中，通过接入控制器AC对多个接入点AP进行管理，来共同提供WLAN的接入服务。

通常，当移动终端进行漫游时，会从一个接入点AP的覆盖范围漫游到另外一个接入点AP的覆盖范围。在漫游过程中，当前接入的源接入点AP信号质量会逐渐降低，而目标接入点AP的信号质量会逐渐增强。如图1所示，其为现有技术提供的一种在无线局域网中实现终端(Station，简称STA)漫游切换的方法，终端STA接入无线网络后，会定期进行主动或被动扫描，得到当前位置处所检测到的无线信道的质量，从而决定是否漫游。具体实现过程是这样的：终端STA周期性地探测各接入点AP的信号质量，当当前接入的接入点AP的信号质量降低到一定的切换阈值时，终端STA触发自身进行漫游切换，从而关联到目标接入点AP，以通过目标接入点AP接入WLAN。

然而，在该现有技术中，终端STA在WLAN网络中进行漫游切换的切换时刻是由终端STA决定的，且不同的终端STA（例如手机）有不同的切换策略，有些终端STA会选择连接刚启动时最强的信号，然后一直关联该接入点AP，且只有在完全收不到该接入点AP的信号时才会转换接入点；然而，有些设备则永远追随信号最强者。因此，由于不同的终端STA在无线局域网中进行漫游切换的切换方法不统一，使得网路侧无法控制终端STA实时接入到最佳的接入点AP。

另外，当接入点AP关联的终端STA比较多，且负荷已经达到一定门限时，网络侧需要把一些终端STA切换到其他接入点AP中，以减轻该接入点AP的负荷，提高终端STA的通信质量，目前常用的方法是网络侧先去关联，终端STA再在其他接入点AP中进行重关联。采用这种方法所存在的问题是：在切换过程中，需要先断开原来的连接，再在新接入点AP重新关联、重新鉴权，因此需要的时间比较长。

专利申请号为200810240720.X的中国专利文献提供了这样一种无线客户端漫游控制方法、系统以及无线接入控制器，如图2所示，其无线客户端漫游控制方法的基本思路为：当接入点AP收到探测请求时，如果终端STA还没有和任何一个接入点AP进行关联，则允许接入点AP进行反馈探测响应；如果终端STA当前已和本接入点AP关联，则直接反馈探测响应，如果终端STA已和其他AP进行关联，则根据一定的策略判断该接入点AP是否进行反馈探测响应。在应用时，该方法要求终端STA发送相应的探测请求，但实际实施过程中，如果终端STA采用的漫游切换策略为被动扫描时，终端STA可能不会主动发送探测请求，或终端STA在有数据发送时，其发送的探测请求很少，导致在该情形下采用该方法的效果不明显，同时采用该方法实现漫游切换时还需要重新鉴权并进行关联；另外，如果终端STA采用的漫游切换策略为“选择连接刚启动时最强的信号，然后一直关联该接入点AP，且只有在完全收不到该关联接入点AP的信号时才会转换接入点”时，该方法由于不适用而失效。

此外，现有技术中，终端STA在漫游过程中都需要经历重新扫描的过程，研究表明终端STA通过扫描信道频率以确定接入点AP的扫频过程也是比较耗时的，所以切换所需的时间也比较长，导致用户体验不佳。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法及系统，以克服现有技术中无线局域网中实现终端STA漫游切换的方法存在的局限性。

为了达到上述本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法，包括：

A、当网络侧的切换功能实体需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上时，切换功能实体判断目标接入点AP上是否已经建立了与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，如果已经建立，则转步骤B；否则，切换功能实体在目标接入点AP上新建一个与终端STA在源接入点AP上关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，之后转步骤B；

B、切换功能实体通知源接入点AP对应的目标接入点AP地址，并从源接入点AP获取终端STA加密信息，以及，切换功能实体发送携带了终端STA的无线接入控制MAC地址以及加密信息的切换请求消息给目标接入点AP，目标接入点AP收到切换请求消息之后返回切换确认消息至切换功能实体；

C、切换功能实体依据接收的切换确认消息控制源接入点AP向该终端STA发送信道切换通知消息或扩展信道切换通知消息，以通知终端STA切换到对应的信道。

优选地，在所述步骤A中，网络侧的切换功能实体位于源接入点AP或接入控制器AC之上，或者为一单独外置实体。

优选地，在所述步骤A中，网络侧的切换功能实体根据检测到的终端STA信号质量或源接入点AP的负荷情况判断是否要对终端STA执行切换，以及，网络侧的切换功能实体根据检测到的终端STA信号质量或与源接入点AP相邻的接入点AP的负荷情况选择目标接入点AP。

优选地，网络侧的切换功能实体判断是否需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上的步骤包括：

A1、当终端STA已关联到源接入点AP，源接入点AP检测该终端STA的信号质量，当源接入点AP检测到终端STA的信号质量低于预设的第一门限时，源接入点AP通知切换功能实体，以请求启动该终端STA的信号质量周期上报；

A2、切换功能实体收到该通知后，通知源接入点AP及工作在不同信道的且与源接入点AP相邻的接入点AP检测并上报该终端STA的信号质量，并根据终端STA的信号质量选择目标接入点AP。

优选地，所述信号质量包括RSSI或SNR。

优选地，网络侧的切换功能实体判断是否需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上的步骤包括：

A3、当终端STA已关联到源接入点AP，且源接入点AP的负荷高于预设的第二门限时，切换功能实体比较与源接入点AP相邻的接入点AP的负荷情况，以据此将与源接入点AP关联的终端STA切换到负荷更低的目标接入点AP。

优选地，在所述步骤B中，终端STA采用的加密方式包括：临时密钥完整性协议TKIP（TKIP，Temporal Key Integrity Protocol）加密、计数器模式及密码块链消息认证码协议CCMP（CCMP，CTR with CBC-MAC Protocol）加密、或有线等效加密WEP（WEP，Wired equivalent privacy）。

优选地，在所述步骤B中，

当终端STA采用临时密钥完整性协议TKIP加密方式时，所述终端STA加密信息包括PTK信息、序列号计数器信息、消息完整新校验密钥信息、以及优先级信息；

或，当终端STA采用计数器模式及密码块链消息认证码协议CCMP加密方式时，所述终端STA加密信息包括PTK信息、封包编号信息，以及密钥标识符信息；

或，当终端STA采用有线等效加密WEP加密方式时，所述终端STA加密信息包括初始化向量信息以及密钥信息。

优选地，在所述步骤C中，所述信道切换通知消息携带了信道切换模式信息、 新信道号信息、以及信道切换计数器信息，所述扩展信道切换通知消息携带了信道切换模式信息、 新信道号信息、信道切换计数器信息，以及新信道的操作级信息。

一种无线局域网中实现无线终端漫游切换的系统，包括：

处于网络侧的切换功能实体，用于当其需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上时，判断目标接入点AP上是否已经建立了与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，如果已经建立，则通知源接入点AP对应的目标接入点AP地址，并从源接入点AP获取终端STA加密信息，发送携带了终端STA的无线接入控制MAC地址以及加密信息的切换请求消息给目标接入点AP，以使得目标接入点AP收到切换请求消息之后返回切换确认消息至切换功能实体；否则，切换功能实体在目标接入点AP上新建一个与终端STA在源接入点AP上关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，之后执行小区已建立的处理步骤，即切换功能实体则通知源接入点AP对应的目标接入点AP地址，并从源接入点AP获取终端STA加密信息，发送携带了终端STA的无线接入控制MAC地址以及加密信息的切换请求消息给目标接入点AP，以使得目标接入点AP收到切换请求消息之后返回切换确认消息至切换功能实体；以及进一步用于依据接收的切换确认消息控制源接入点AP向该终端STA发送信道切换通知消息或扩展信道切换通知消息，以通知终端STA切换到对应的信道。

优选地，网络侧的切换功能实体位于源接入点AP或接入控制器AC之上，或者为一单独外置实体。

优选地，网络侧的切换功能实体根据检测到的终端STA信号质量或源接入点AP的负荷情况判断是否要对终端STA执行切换，以及，网络侧的切换功能实体根据检测到的终端STA信号质量或与源接入点AP相邻的接入点AP的负荷情况选择目标接入点AP。

优选地，网络侧的切换功能实体判断是否需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上的步骤包括：

当终端STA已关联到源接入点AP，源接入点AP检测该终端STA的信号质量，当源接入点AP检测到终端STA的信号质量低于预设的第一门限时，源接入点AP通知切换功能实体，以请求启动该终端STA的信号质量周期上报；

切换功能实体收到该通知后，通知源接入点AP及工作在不同信道的且与源接入点AP相邻的接入点AP检测并上报该终端STA的信号质量，并根据终端STA的信号质量选择目标接入点AP。

优选地，所述信号质量包括RSSI或SNR。

优选地，网络侧的切换功能实体判断是否需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上的步骤包括：

当终端STA已关联到源接入点AP，且源接入点AP的负荷高于预设的第二门限时，切换功能实体比较与源接入点AP相邻的接入点AP的负荷情况，以据此将与源接入点AP关联的终端STA切换到负荷更低的目标接入点AP。

优选地，终端STA采用的加密方式包括：临时密钥完整性协议TKIP加密、计数器模式及密码块链消息认证码协议CCMP加密、或有线等效加密WEP。

优选地，当终端STA采用临时密钥完整性协议TKIP加密方式时，所述终端STA加密信息包括PTK信息、序列号计数器信息、消息完整新校验密钥信息、以及优先级信息；

或，当终端STA采用计数器模式及密码块链消息认证码协议CCMP加密方式时，所述终端STA加密信息包括PTK信息、封包编号信息，以及密钥标识符信息；

或，当终端STA采用有线等效加密WEP加密方式时，所述终端STA加密信息包括初始化向量信息以及密钥信息。

优选地，所述信道切换通知消息携带了信道切换模式信息、 新信道号信息、以及信道切换计数器信息，所述扩展信道切换通知消息携带了信道切换模式信息、 新信道号信息、信道切换计数器信息，以及新信道的操作级信息。

优选地，所述切换功能实体包括：

切换检测模块，用于判断是否需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上；

目标接入点AP选择模块，用于从与源接入点AP相邻的接入点中选取目标接入点AP；

切换消息交互模块，用于判断目标接入点AP上是否已经建立了与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，如果已经建立，则通知源接入点AP对应的目标接入点AP地址，并从源接入点AP获取终端STA加密信息，发送携带了终端STA的无线接入控制MAC地址以及加密信息的切换请求消息给目标接入点AP，以使得目标接入点AP收到切换请求消息之后返回切换确认消息至切换消息交互模块；否则，切换消息交互模块在目标接入点AP上新建一个与终端STA在源接入点AP上关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，之后执行小区已建立的处理步骤；以及进一步用于依据接收的切换确认消息控制源接入点AP向该终端STA发送信道切换通知消息或扩展信道切换通知消息，以通知终端STA切换到对应的信道。

由以上本发明的技术方案可以看出，本发明提供的无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法在网络侧提供一种主动切换终端STA的方案，与现有技术相比，其不依赖于终端STA自身的切换策略，可由网络侧主动控制漫游切换时刻及切换至的对应目标接入点AP，同时无需终端STA 重扫描、重鉴权、重关联，达到了网络侧主动控制终端STA漫游切换以及缩短切换时延的目的。

附图说明

图1为现有的无线客户端切换示意图；

图2为现有的网络侧控制无线客户端切换示意图；

图3为本发明实施例1提供的终端STA采用临时密钥完整性协议TKIP加密方式加密的无线局域网中网络侧控制无线终端切换的信号流程示意图；

图4为本发明实施例2提供的终端STA采用计数器模式及密码块链消息认证码协议CCMP加密方式加密的无线局域网中网络侧控制无线终端切换的信号流程示意图；

图5为本发明实施例3提供的终端STA采用有线等效加密WEP加密方式加密的无线局域网中网络侧控制无线终端切换的信号流程示意图；

图6为本发明实施例提供的切换功能实体在接入控制器AC中的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的切换功能实体在接入点AP中的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优异效果，下面将结合具体实施例以及附图做进一步的说明。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明的基本思想是通过网络侧控制终端STA切换的时刻，而不仅仅由终端STA自己决定切换时刻，保证终端STA关联到合适的接入点AP，并且无需重新鉴权、关联。进一步的，当网络侧判断需要对终端STA进行切换时，网络侧通知目标接入点AP该终端STA加密所需信息，并通知源接入点AP在执行帧（Action）或探测响应帧（probe response）或信标帧（beacon）的信道切换通知（Channel Switch Announcement）/扩展信道切换通知（Extended Channel Switch Announcement）通知终端STA切换到目标接入点AP对应的信道。

实施例1：

图3为本发明实施例1提供的终端STA采用临时密钥完整性协议TKIP加密方式加密的无线局域网中网络侧控制无线终端切换的信号流程示意图，具体步骤如下：

步骤101：当位于源接入点AP或者接入控制器AC上的切换功能实体需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上时，执行步骤102。

 终端STA关联到源接入点AP之后，网络侧的切换功能实体根据信号质量或负荷判断是否要对该终端STA执行切换，以及确定对应的目标接入点AP。

切换功能实体可以内置在接入控制器AC，也可以内置接入点AP，或单独一个外置实体。

实施过程中，切换功能实体主要包括切换检测模块、目标接入点AP选择模块、切换消息交互模块，例如，在本发明实施例中：

切换检测模块，用于判断是否需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上；

目标接入点AP选择模块，用于从与源接入点AP相邻的接入点中选取目标接入点AP；

切换消息交互模块，用于判断目标接入点AP上是否已经建立了与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，如果已经建立，则通知源接入点AP对应的目标接入点AP地址，并从源接入点AP获取终端STA加密信息，发送携带了终端STA的无线接入控制MAC地址以及加密信息的切换请求消息给目标接入点AP，以使得目标接入点AP收到切换请求消息之后返回切换确认消息至切换消息交互模块；否则，切换消息交互模块在目标接入点AP上新建一个与终端STA在源接入点AP上关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，之后执行小区已建立的处理步骤；以及进一步用于依据接收的切换确认消息控制源接入点AP向该终端STA发送信道切换通知消息或扩展信道切换通知消息，以通知终端STA切换到对应的信道。

其中的根据信号质量或负荷判断切换及确定目标接入点AP可以按照如下方法执行，但不仅局限于此方法。

基于信号质量的切换目标接入点AP选择：终端STA已关联到源接入点AP时，源接入点AP检测该终端STA的信号质量（比如RSSI或SNR等），当源接入点AP检测 终端STA的信号质量低于第一门限时，源接入点AP通知切换功能实体，请求启动该终端STA的信号质量周期上报。切换功能实体收到该通知后，通知源接入点AP及工作不同信道的相邻接入点AP测量上报该终端STA的信号质量，并根据信号质量等信息确认目标接入点AP。

基于接入点AP负荷的切换目标接入点AP选择：当源接入点AP的负荷高于第二门限时，切换功能实体比较相邻接入点AP的负荷，并选择源接入点AP中的某些终端STA切换到负荷更低的目标接入点AP。

步骤102：切换功能实体判断目标接入点AP上是否已经建立了与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同BSSID、相同的MAC地址、使用不同信道的小区，如果已经建立，则执行步骤103；否则，切换功能实体在目标接入点AP上新建一个与终端STA在源接入点AP上关联的小区具有相同BSSID、相同的MAC地址、但使用不同信道的小区，然后执行步骤103。

为了保证终端STA在接入点AP间无缝切换，需要目标接入点AP中建立与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同BSSID、相同的MAC地址、使用不同信道的小区。

当切换功能实体为终端STA选择目标接入点AP之后，如果切换功能实体判断目标接入点AP上没有建立与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同BSSID、相同的MAC地址、使用不同信道的小区，则切换功能实体发送消息要求目标接入点AP建立对应的小区，其中，所述消息中包括小区对应的BSSID、MAC地址及信道号。

步骤103：切换功能实体通知源接入点AP对应的目标接入点AP地址，并获取当前终端STA加密信息，切换功能实体发送切换请求消息给目标接入点AP，目标接入点AP收到切换消息之后返回切换确认消息。

切换功能实体在选定了目标接入点AP之后，通知源接入点AP暂停该终端STA下行数据的发送，该消息中携带终端STA的MAC地址及目标接入点AP的MAC地址等信息。源接入点AP返回当前终端STA加密所用信息。对于TKIP加密方式而言，当前终端STA加密所用信息包括PTK、序列号计数器（sequence counter）、消息完整新校验密钥（MIC key）、优先级（Priority）等。

切换功能实体发送切换请求消息给目标接入点AP，切换请求消息包括终端STA的MAC地址、及其他加密所需相关信息。其中，所述其他加密所需相关信息包括：PTK、序列号计数器（sequence counter）、消息完整新校验密钥（MIC key）、优先级（Priority）等。

源接入点AP与切换功能实体及目标接入点AP之间通过安全隧道发送相关消息。其中的安全隧道可以是通用路由封装隧道、IP安全隧道、CAPWAP隧道、IAPP隧道或其他类型的隧道。

 目标接入点AP发送切换请求确认消息给切换功能实体，确认接受切换功能实体发送的切换请求。确认消息中包括终端STA的MAC地址信息。

步骤104：切换功能实体收到目标接入点AP反馈的切换确认消息后，命令源接入点AP对该终端STA发送信道切换通知（Channel Switch Announcement）或扩展信道切换通知（Extended Channel Switch Announcement）消息，通知终端STA切换到对应的信道中。

切换功能实体收到目标接入点AP的切换请求确认消息之后，命令源接入点AP在ACTION或probe response或beacon中给该终端STA发送对应的信道切换通知（Channel Switch Announcement）或扩展信道切换通知（Extended Channel Switch Announcement）， 通知终端STA切换到目标接入点AP对应的信道中。

按照协议规定，信道切换通知（Channel Switch Announcement）主要包括信道切换模式（Channel Switch Mode）、 新信道号（NewChannel Number）、 信道切换计数器（Channel Switch Count）。扩展信道切换通知（Extended Channel Switch Announcement）主要包括信道切换模式（Channel Switch Mode）、 新信道号（New Channel Number）、 信道切换计数器（Channel SwitchCount）、新信道的操作级（New Operating Class）。

其中信道切换模式（Channel Switch Mode）为1指示该终端STA在接入点AP切换到对应的信道之前不能传输数据；为0指示该终端STA没有任何限制。

新信道的操作级（New Operating Class）指示目标接入点AP所属的信道类型，具体可以参见802.11协议中的Annex E描述。

新信道号（New Channel Number）指示接入点AP切换的目标信道号。在本发明中，新信道号（New Channel Number）为目标接入点AP对应的信道。

信道切换计数器（Channel Switch Count）为0意味着信道改变可以在发送信道切换通知（Channel Switch Announcement element）之后的任何时刻；为1意味中在下一个TBTT之前立即生效；为其他数值意味中发送信道切换通知（Channel Switch Announcement element）之后的第n个TBTTs之后进行信道切换，其中，TBTT为Beacon帧传输间隔。

按照协议，接入点AP可以通过信道切换通知（Channel Switch Announcement element）通知终端STA本接入点AP进行信道改变并且保持对应的关联。本发明中利用信道切换通知（Channel Switch Announcement element）通知终端STA本接入点AP已进行信道虚拟改变，而实际上本接入点AP并没有改变信道。

步骤105：网络侧把下行缓冲的数据转移到目标接入点AP发送。

接入控制器AC或源接入点AP把在源接入点AP还没有发送出的下行数据传送给目标接入点AP。目标接入点AP采用源接入点AP发送过来的加密信息（例如，其包括PTK、序列号计数器、消息完整新校验密钥、优先级）对这些下行数据进行加密，发送给终端STA。

实施例2：

图4为本发明实施例2提供的终端STA采用计数器模式及密码块链消息认证码协议CCMP加密方式加密的无线局域网中网络侧控制无线终端切换的信号流程示意图，具体步骤如下：

步骤201：当位于源接入点AP或者接入控制器AC上的切换功能实体需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上时，执行步骤202。

终端STA关联到源接入点AP之后，网络侧的切换功能实体根据信号质量或负荷判断是否要对该终端STA执行切换，以及确定对应的目标接入点AP。

切换功能实体主要包括切换检测模块、目标接入点AP选择模块、切换消息交互模块，类似的，切换功能实体可以内置在接入控制器AC，也可以内置接入点AP，或单独为一个外置实体。

其中的根据信号质量或负荷判断切换及确定目标接入点AP可以按照如下方法执行，但不仅局限于此方法。

基于信号质量的切换目标接入点AP选择：终端STA已关联到源接入点AP时，源接入点AP检测该终端STA的信号质量（比如RSSI或SNR等），当源接入点AP接收终端STA的信号质量低于第一门限时，源接入点AP通知切换功能实体，请求启动该终端STA的信号质量周期上报。切换功能实体收到该通知后，通知源接入点AP及工作不同信道的相邻接入点AP测量上报该终端STA的信号质量，并根据信号质量等信息确认目标接入点AP。

基于接入点AP负荷的切换目标接入点AP选择：

当源接入点AP的负荷高于第二门限时，切换功能实体比较相邻接入点AP的负荷，并选择源接入点AP中的某些终端STA切换到负荷更低的目标接入点AP。

步骤202：切换功能实体判断目标接入点AP上是否已经建立了与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同BSSID、相同的MAC地址、使用不同信道的小区，如果已经建立，则执行步骤203；否则，切换功能实体在目标接入点AP上新建一个与终端STA在源接入点AP上关联的小区具有相同BSSID、相同的MAC地址、但使用不同信道的小区，然后执行步骤203。

为了保证终端STA在接入点AP间无缝切换，需要目标接入点AP中建立与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同BSSID、相同的MAC地址、使用不同信道的小区。当切换功能实体为终端STA选择目标接入点AP之后，如果切换功能实体判断目标接入点AP上没有建立与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同BSSID、相同的MAC地址、使用不同信道的小区，则功能实体发送消息要求目标接入点AP建立对应的小区。消息中包括小区对应的BSSID、MAC地址及信道号。

步骤203：切换功能实体通知源接入点AP对应的目标接入点AP地址，并获取当前终端STA加密信息，切换功能实体发送切换请求消息给目标接入点AP，目标接入点AP收到切换消息之后返回切换确认消息。

切换功能实体在选定了目标接入点AP之后，通知源接入点AP暂停该终端STA下行数据的发送，该消息中携带终端STA的MAC地址及目标接入点AP的MAC地址等信息。源接入点AP返回当前终端STA加密所用信息，对于CCMP加密方式而言，当前终端STA加密所用信息：PTK、封包编号（packet number）、密钥标识符（key identity）等。

切换功能实体发送切换请求消息给目标接入点AP，切换请求消息包括终端STA的MAC地址、及其他加密所需相关信息。其中其他加密所需相关信息包括：PTK、封包编号（packet number）、密钥标识符（keyidentity）等。

源接入点AP与切换功能实体及目标接入点AP之间通过安全隧道发送相关消息，其中所述及的安全隧道可以是通用路由封装隧道、IP安全隧道、CAPWAP隧道、IAPP隧道或其他类型的隧道。

目标接入点AP发送切换请求确认消息给切换功能实体，确认接受切换功能实体发送的切换请求，其中，确认消息中包括终端STA的MAC地址信息。

步骤204：切换功能实体收到目标接入点AP反馈的切换确认消息后，命令源接入点AP对该终端STA发送信道切换通知（Channel Switch Announcement）或扩展信道切换通知（Extended Channel Switch Announcement）消息，通知终端STA切换到对应的信道中。

切换功能实体收到目标接入点AP的切换请求确认消息之后，命令源接入点AP在ACTION或probe response或beacon中给该终端STA发送对应的信道切换通知（Channel Switch Announcement）或扩展信道切换通知（Extended Channel Switch Announcement）， 通知终端STA切换到目标接入点AP对应的信道中。

步骤205：网络侧把下行缓冲的数据转移到目标接入点AP发送。

接入控制器AC或源接入点AP把在源接入点AP还没有发送出的下行数据传送给目标接入点AP。目标接入点AP采用源接入点AP发送过来的加密信息（例如：PTK、封包编号、密钥标识符）对这些下行数据进行加密发送给终端STA。

实施例3：

图5为本发明实施例3提供的终端STA采用有线等效加密WEP加密方式加密的无线局域网中网络侧控制无线终端切换的信号流程示意图，具体步骤如下：

步骤301：当位于源接入点AP或者接入控制器AC上的切换功能实体需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上时，执行步骤302。

终端STA关联到源接入点AP之后，网络侧的切换功能实体根据信号质量或负荷判断是否要对该终端STA执行切换，以及确定对应的目标接入点AP。

切换功能实体主要包括切换检测模块、目标接入点AP选择模块、切换消息交互模块，同样地，切换功能实体可以内置在接入控制器AC，也可以内置接入点AP，或单独一个外置实体。

其中的根据信号质量或负荷判断切换及确定目标接入点AP可以按照如下方法执行，但不仅局限于此方法。

基于信号质量的切换目标接入点AP选择：

终端STA已关联到源接入点AP时，源接入点AP检测该终端STA的信号质量（比如RSSI或SNR等），当源接入点AP接收终端STA的信号质量低于第一门限时，源接入点AP通知切换功能实体，请求启动该终端STA的信号质量周期上报。切换功能实体收到该通知后，通知源接入点AP及工作不同信道的相邻接入点AP测量上报该终端STA的信号质量，并根据信号质量等信息确认目标接入点AP。

基于接入点AP负荷的切换目标接入点AP选择：

当源接入点AP的负荷高于第二门限时，切换功能实体比较相邻接入点AP的负荷，并选择源接入点AP中的某些终端STA切换到负荷更低的目标接入点AP。

步骤302：切换功能实体判断目标接入点AP上是否已经建立了与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同BSSID、相同的MAC地址、使用不同信道的小区，如果已经建立，则执行步骤303；否则切换功能实体在目标接入点AP上新建一个与终端STA在源接入点AP上关联的小区具有相同BSSID、相同的MAC地址、但使用不同信道的小区，然后执行步骤303。

为了保证终端STA在接入点AP间无缝切换，需要目标接入点AP中建立与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同BSSID、相同的MAC地址、使用不同信道的小区。当切换功能实体为终端STA选择目标接入点AP之后，如果切换功能实体判断目标接入点AP上没有建立与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同BSSID、相同的MAC地址、使用不同信道的小区，则功能实体发送消息要求目标接入点AP建立对应的小区。消息中包括小区对应的BSSID、MAC地址及信道号。

步骤303：切换功能实体通知源接入点AP对应的目标接入点AP地址，并获取当前终端STA加密信息。切换功能实体发送切换请求消息给目标接入点AP。目标接入点AP收到切换消息之后返回切换确认消息。

切换功能实体在选定了目标接入点AP之后，发送消息通知源接入点AP该终端STA对应的目标接入点AP。该消息中携带终端STA的MAC地址及目标接入点AP的MAC地址等信息。源接入点AP返回当前终端STA加密所用信息。对于WEP加密方式而言，当前终端STA加密所用信息包括初始化向量（IV）、密钥（secret key）等。针对WEP-40、WEP-104等，其中的secret key具有不同的bit数目。

其中的切换请求消息携带终端STA的MAC地址，及其他加密所需相关信息，其中，所述的其他加密所需相关信息包括：初始化向量（IV）、密钥（secret key）等。针对WEP-40、WEP-104等，其中的secretkey具有不同的bit数目。

切换功能实体发送切换请求消息给目标接入点AP，切换请求消息包括终端STA的MAC地址、及其他加密所需相关信息。其中其他加密所需相关信息包括：初始化向量（IV）、密钥（secret key）等。

源接入点AP与切换功能实体及目标接入点AP之间通过安全隧道发送相关消息，其中所述及的安全隧道可以是通用路由封装隧道、IP安全隧道、CAPWAP隧道、IAPP或其他类型的隧道。

目标接入点AP发送切换请求确认消息给切换功能实体，确认接受切换功能实体发送的切换请求。确认消息中包括终端STA的MAC地址信息。

步骤304：切换功能实体收到目标接入点AP反馈的切换确认消息后，命令源接入点AP对该终端STA发送信道切换通知（Channel Switch Announcement）或扩展信道切换通知（Extended Channel Switch Announcement），通知终端STA切换到对应的信道中。

切换功能实体收到目标接入点AP的切换请求确认消息之后，命令源接入点AP在ACTION或probe response或beacon中给该终端STA发送对应的信道切换通知（Channel Switch Announcement）或扩展信道切换通知（Extended Channel Switch Announcement），通知终端STA切换到目标接入点AP对应的信道中。

步骤305：网络侧把下行缓冲的数据转移到目标接入点AP发送。

接入控制器AC或源接入点AP把在源接入点AP还没有发送出的下行数据传送给目标接入点AP。目标接入点AP采用源接入点AP发送过来的加密信息（初始化向量、密钥）对这些下行数据进行加密发送给终端STA。

图6为本发明实施例所述的切换功能实体在接入控制器AC中的结构示意图，及各个模块与其他实体之间的交互示意图。

其中，切换检测模块主要用于根据源接入点AP检测到的终端STA的信号质量或负荷等信息判断终端STA是否需要切换。

目标接入点AP选择模块主要用于通知相邻接入点AP检测及上报对应终端STA的信号质量或小区的负荷信息，并根据这些信息选择终端STA切换的目标接入点AP。

切换消息交互模块主要用于与源接入点AP和目标接入点AP交互切换请求消息及对应的切换确认消息，并命令源接入点AP通知终端STA进行信道切换。

图7为本发明实施例提供的切换功能实体在接入点AP中的结构示意图，及各个模块与其他实体之间的交互示意图。

其中，切换检测模块主要用于根据当前接入点AP检测到的终端STA信号质量或小区负荷等信息判断终端STA是否需要切换。

目标接入点AP选择模块主要用于通知相邻接入点AP检测及上报对应终端STA的信号质量或小区的负荷信息，并根据这些信息选择终端STA切换的目标接入点AP。

切换消息交互模块主要用于与目标接入点AP交互切换请求消息及对应的切换确认消息，并通知终端STA进行信道切换。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (19)

1.一种无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法，其特征在于，包括：

A、当网络侧的切换功能实体需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上时，切换功能实体判断目标接入点AP上是否已经建立了与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，如果已经建立，则转步骤B；否则，切换功能实体在目标接入点AP上新建一个与终端STA在源接入点AP上关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，之后转步骤B；

B、切换功能实体通知源接入点AP对应的目标接入点AP地址，并从源接入点AP获取终端STA加密信息，以及，切换功能实体发送携带了终端STA的无线接入控制MAC地址以及加密信息的切换请求消息给目标接入点AP，目标接入点AP收到切换请求消息之后返回切换确认消息至切换功能实体；

C、切换功能实体依据接收的切换确认消息控制源接入点AP向该终端STA发送信道切换通知消息或扩展信道切换通知消息，以通知终端STA切换到对应的信道。

2.如权利要求1所述的无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法，其特征在于，在所述步骤A中，网络侧的切换功能实体位于源接入点AP或接入控制器AC之上，或者为一单独外置实体。

3.如权利要求1所述的无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法，其特征在于，在所述步骤A中，网络侧的切换功能实体根据检测到的终端STA信号质量或源接入点AP的负荷情况判断是否要对终端STA执行切换，以及，网络侧的切换功能实体根据检测到的终端STA信号质量或与源接入点AP相邻的接入点AP的负荷情况选择目标接入点AP。

4.如权利要求1所述的无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法，其特征在于，网络侧的切换功能实体判断是否需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上的步骤包括：

A1、当终端STA已关联到源接入点AP，源接入点AP检测该终端STA的信号质量，当源接入点AP检测到终端STA的信号质量低于预设的第一门限时，源接入点AP通知切换功能实体，以请求启动该终端STA的信号质量周期上报；

A2、切换功能实体收到该通知后，通知源接入点AP及工作在不同信道的且与源接入点AP相邻的接入点AP检测并上报该终端STA的信号质量，并根据终端STA的信号质量选择目标接入点AP。

5.如权利要求4所述的无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法，其特征在于，所述信号质量包括RSSI或SNR。

6.如权利要求1所述的无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法，其特征在于，网络侧的切换功能实体判断是否需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上的步骤包括：

A3、当终端STA已关联到源接入点AP，且源接入点AP的负荷高于预设的第二门限时，切换功能实体比较与源接入点AP相邻的接入点AP的负荷情况，以据此将与源接入点AP关联的终端STA切换到负荷更低的目标接入点AP。

7.如权利要求1所述的无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法，其特征在于，在所述步骤B中，终端STA采用的加密方式包括：临时密钥完整性协议TKIP加密、计数器模式及密码块链消息认证码协议CCMP加密、或有线等效加密WEP。

8.如权利要求7所述的无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法，其特征在于，在所述步骤B中，

当终端STA采用临时密钥完整性协议TKIP加密方式时，所述终端STA加密信息包括PTK信息、序列号计数器信息、消息完整新校验密钥信息、以及优先级信息；

或，当终端STA采用计数器模式及密码块链消息认证码协议CCMP加密方式时，所述终端STA加密信息包括PTK信息、封包编号信息，以及密钥标识符信息；

或，当终端STA采用有线等效加密WEP加密方式时，所述终端STA加密信息包括初始化向量信息以及密钥信息。

9.如权利要求1所述的无线局域网中实现无线终端漫游切换的方法，其特征在于，在所述步骤C中，所述信道切换通知消息携带了信道切换模式信息、 新信道号信息、以及信道切换计数器信息，所述扩展信道切换通知消息携带了信道切换模式信息、 新信道号信息、信道切换计数器信息，以及新信道的操作级信息。

10.一种无线局域网中实现无线终端漫游切换的系统，其特征在于，包括：

处于网络侧的切换功能实体，用于当其需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上时，判断目标接入点AP上是否已经建立了与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，如果已经建立，则通知源接入点AP对应的目标接入点AP地址，并从源接入点AP获取终端STA加密信息，发送携带了终端STA的无线接入控制MAC地址以及加密信息的切换请求消息给目标接入点AP，以使得目标接入点AP收到切换请求消息之后返回切换确认消息至切换功能实体；否则，切换功能实体在目标接入点AP上新建一个与终端STA在源接入点AP上关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，之后执行小区已建立的处理步骤；以及进一步用于依据接收的切换确认消息控制源接入点AP向该终端STA发送信道切换通知消息或扩展信道切换通知消息，以通知终端STA切换到对应的信道。

11.如权利要求10所述的线局域网中实现无线终端漫游切换的系统，其特征在于，网络侧的切换功能实体位于源接入点AP或接入控制器AC之上，或者为一单独外置实体。

12.如权利要求10所述的线局域网中实现无线终端漫游切换的系统，其特征在于，网络侧的切换功能实体根据检测到的终端STA信号质量或源接入点AP的负荷情况判断是否要对终端STA执行切换，以及，网络侧的切换功能实体根据检测到的终端STA信号质量或与源接入点AP相邻的接入点AP的负荷情况选择目标接入点AP。

13.如权利要求10所述的线局域网中实现无线终端漫游切换的系统，其特征在于，网络侧的切换功能实体判断是否需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上的步骤包括：

当终端STA已关联到源接入点AP，源接入点AP检测该终端STA的信号质量，当源接入点AP检测到终端STA的信号质量低于预设的第一门限时，源接入点AP通知切换功能实体，以请求启动该终端STA的信号质量周期上报；

切换功能实体收到该通知后，通知源接入点AP及工作在不同信道的且与源接入点AP相邻的接入点AP检测并上报该终端STA的信号质量，并根据终端STA的信号质量选择目标接入点AP。

14.如权利要求13所述的线局域网中实现无线终端漫游切换的系统，其特征在于，所述信号质量包括RSSI或SNR。

15.如权利要求10所述的线局域网中实现无线终端漫游切换的系统，其特征在于，网络侧的切换功能实体判断是否需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上的步骤包括：

当终端STA已关联到源接入点AP，且源接入点AP的负荷高于预设的第二门限时，切换功能实体比较与源接入点AP相邻的接入点AP的负荷情况，以据此将与源接入点AP关联的终端STA切换到负荷更低的目标接入点AP。

16.如权利要求10所述的线局域网中实现无线终端漫游切换的系统，其特征在于，终端STA采用的加密方式包括：临时密钥完整性协议TKIP加密、计数器模式及密码块链消息认证码协议CCMP加密、或有线等效加密WEP。

17.如权利要求16所述的线局域网中实现无线终端漫游切换的系统，其特征在于，

当终端STA采用临时密钥完整性协议TKIP加密方式时，所述终端STA加密信息包括PTK信息、序列号计数器信息、消息完整新校验密钥信息、以及优先级信息；

或，当终端STA采用计数器模式及密码块链消息认证码协议CCMP加密方式时，所述终端STA加密信息包括PTK信息、封包编号信息，以及密钥标识符信息；

或，当终端STA采用有线等效加密WEP加密方式时，所述终端STA加密信息包括初始化向量信息以及密钥信息。

18.如权利要求10所述的线局域网中实现无线终端漫游切换的系统，其特征在于，所述信道切换通知消息携带了信道切换模式信息、 新信道号信息、以及信道切换计数器信息，所述扩展信道切换通知消息携带了信道切换模式信息、 新信道号信息、信道切换计数器信息，以及新信道的操作级信息。

19.如权利要求10所述的线局域网中实现无线终端漫游切换的系统，其特征在于，所述切换功能实体包括：

切换检测模块，用于判断是否需要将终端STA从源接入点AP切换到目标接入点AP上；

目标接入点AP选择模块，用于从与源接入点AP相邻的接入点中选取目标接入点AP；

切换消息交互模块，用于判断目标接入点AP上是否已经建立了与终端STA在源接入点AP关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，如果已经建立，则通知源接入点AP对应的目标接入点AP地址，并从源接入点AP获取终端STA加密信息，发送携带了终端STA的无线接入控制MAC地址以及加密信息的切换请求消息给目标接入点AP，以使得目标接入点AP收到切换请求消息之后返回切换确认消息至切换消息交互模块；否则，切换消息交互模块在目标接入点AP上新建一个与终端STA在源接入点AP上关联的小区具有相同基本服务组合识别码BSSID、相同无线接入控制MAC地址、且使用不同信道的小区，之后执行小区已建立的处理步骤；以及进一步用于依据接收的切换确认消息控制源接入点AP向该终端STA发送信道切换通知消息或扩展信道切换通知消息，以通知终端STA切换到对应的信道。

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