CN103702398A - 一种无线接入点选择方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线接入点选择方法及系统，该方法包括：A、无线终端发送连接请求消息到第一无线接入点，所述第一无线接入点接收该连接请求消息后，判断无线终端是否满足接入条件，若否，则执行步骤B；B、第一无线接入点获取其它无线接入点信息并创建扩展帧，发送给无线终端；C、无线终端接收扩展帧并解析，获取其它无线接入点信息，从中查找到信号强度最好的第二无线接入点，将其与无线终端建立连接。本发明通过对802.11协议管理帧的扩展以及无线终端接入AP流程的优化，使无线终端可以更快速地接入无线网络中的最优AP，优化了网络的拓扑结构，提高了网络使用效率。

Description

一种无线接入点选择方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线接入点选择方法及系统。

背景技术

无线局域网络(Wireless Local Area Networks，简称WLAN) 作为传统布线网络的一种替代方案或延伸，不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。目前市场上的智能终端基本都配有WLAN功能，可以说，WLAN已经遍布全球，且应用越来越广泛。

由于单个无线接入点（Wireless Access Point，简称AP）的性能有限，大型的无线网络可通过多个AP组成一个具有同一个ESSID的无线网络。ESSID也可以写为SSID（Service Set Identifier，服务区别号），其用来区分不同的网络，最多可以有32个字符，无线网卡设置了不同的SSID就可以进入不同网络，SSID通常由AP或无线路由器广播出来，是AP唯一的ID码，或者通过WDS（Wireless Distribution System，无线分布式系统）方式组成一个无线网络，用户终端（STA）可以通过扫描附近的ESSID或者SSID去连接该无线网络。

但是，并不是所有和AP的连接都会成功。AP断开或者拒绝与STA连接可能有如下原因：

1. AP达到最大负载；

2. AP侧限制STA的连接，如AP侧有黑白名单功能；

当AP侧主动断开或者拒绝STA连接的情况下，STA却无法了解AP断开的具体原因，可能会继续不停地尝试连接AP；同时，由于STA不知道其他AP的信息，也无法去连接其他AP，导致接入此无线网络失败；另外，当AP与STA之间的协商速率较低时，STA不能自动切换到信号更好、协商速率较快的AP上去，造成网络资源的浪费。

    因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无线接入点选择方法及系统，旨在解决目前无线终端不能智能选择最优无线接入点连接网络的问题。

本发明的技术方案如下：

一种无线接入点选择方法，用于由多个无线接入点组成的无线通信网络，其中，所述方法包括如下步骤：

A、无线终端发送连接请求消息到第一无线接入点，所述第一无线接入点接收该连接请求消息后，判断无线终端是否满足接入条件，若否，则执行步骤B；

B、所述第一无线接入点获取无线通信网络中其它无线接入点信息，利用所述其它无线接入点信息创建扩展帧，并发送给所述无线终端；

C、所述无线终端接收所述扩展帧并解析，从而获取其它无线接入点信息，从所述其它无线接入点信息中查找到信号强度最好的第二无线接入点，并建立与所述第二无线接入点的连接。

所述的无线接入点选择方法，其中，所述判断无线终端是否满足接入条件包括：判断当前网络负载量是否小于最大网络负载量。

所述的无线接入点选择方法，其中，所述判断无线终端是否满足接入条件还包括：判断当前信号强度值是否大于或等于预设的信号强度阈值。

所述的无线接入点选择方法，其中，所述步骤A中若经判断当前网络负载未达到最大值且信号强度值大于或等于所述信号强度阈值，则建立所述无线终端与第一无线接入点的连接。

所述的无线接入点选择方法，其中，所述步骤A之前还包括：

所述第一无线接入点中预先设置最大网络负载量和信号强度阈值。

所述的无线接入点选择方法，其中，所述扩展帧基于802.11管理帧结构创建，所述扩展帧包括用以识别所述扩展帧的扩展帧标识，所述扩展帧标识设置在所述扩展帧的帧控制域中，所述其它无线接入点信息设置在所述扩展帧的帧体中。

所述的无线接入点选择方法，其中，所述扩展帧的帧体中包含多个信息元素，所述其它无线接入点信息设置在所述多个信息元素中，每一信息元素中包含一无线接入点的MAC地址、SSID及密钥。

所述的无线接入点选择方法，其中，所述步骤C中从所述其它无线接入点信息中查找到信号强度最好的第二无线接入点之后还包括：判断与所述第二无线接入点是否存在连接失败的历史信息，若不存在，则建立所述无线终端与所述第二无线接入点的连接。

所述的无线接入点选择方法，其中，所述步骤C具体为：所述无线终端接收所述扩展帧并解析，利用所解析出的其它无线接入点信息更新无线接入点信息列表，扫描所述无线接入点信息列表查找到信号强度最好的第二无线接入点，并判断所述第二无线接入点是否曾经连接失败过，若否，则建立无线终端与所述第二无线接入点的连接。

所述的无线接入点选择方法，其中，所述步骤C中当扫描所述无线接入点信息列表查找到信号强度最好的第二无线接入点，并判断所述第二无线接入点未曾连接失败过之后还包括：所述无线终端发送连接请求消息到第二无线接入点，所述第二无线接入点接收连接请求消息后判断其当前网络负载是否达到最大值以及其信号强度是否大于所述信号强度阈值，若所述第二无线接入点当前网络负载量未达到阈值且信号强度大于所述信号强度阈值，则建立无线终端与所述第二无线接入点的连接。

一种无线接入点选择系统，其中，所述系统包括无线终端和多个无线接入点；

所述无线接入点包括

连接请求消息接收模块，用于接收所述无线终端发送的连接请求消息；

判断模块，用于判断无线终端是否满足接入条件；

扩展帧创建模块，用于获取无线通信网络中其它无线接入点信息，并利用所述其它无线接入点信息创建扩展帧；

扩展帧发送模块，用于将所创建的扩展帧发送给所述无线终端；

所述无线终端中包括：

连接请求消息发送模块，用于无线终端发送连接请求消息到无线接入点；

扩展帧接收模块，用于接收扩展帧并解析，获取其它无线接入点信息；

无线接入点查找模块，用于从所述其它无线接入点信息中查找到信号强度最好的无线接入点，并建立与该无线接入点的连接。

有益效果：本发明提供一种无线接入点选择方法及系统，通过对802.11协议管理帧的扩展以及无线终端接入AP流程的优化，使无线终端可以更快速地接入整个无线网络中的最优AP，避免了无线网络连接失败及协商效率较低所造成的网络资源浪费，优化了整个网络的拓扑结构，提高了无线网络使用效率。

附图说明

图1为本发明的无线接入点选择方法较佳实施例的流程图。

图2为本发明的具体实施例中基于802.11协议管理帧结构示意图。

图3为本发明的具体实施例中帧控制域第一字节的结构示意图。

图4为本发明的具体实施例中信息元素的格式示意图。

图5为本发明的具体实施例中无线终端连接由多个无线接入点组成的无线网络环境示意图。

图6为本发明的具体实施例中无线接入点选择方法流程图。

图7为本发明的无线接入点选择系统中无线接入点的原理框图。

图8为本发明的无线接入点选择系统中无线终端的原理框图。

具体实施方式

本发明提供一种无线接入点选择方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种无线接入点选择方法，用于由多个无线接入点组成的无线通信网络，其中，所述方法包括如下步骤：

S100、无线终端发送连接请求消息到第一无线接入点，所述第一无线接入点接收该连接请求消息后，判断无线终端是否满足接入条件，若否，则执行步骤S200。

无线终端尝试连接已经知道密码和SSID的第一无线接入点，并发送请求消息过去，第一无线接入点判断无线终端是否满足接入条件，若是，则建立所述无线终端与第一无线接入点的连接；若否，则执行步骤S200。

较佳实施例中，所述判断无线终端是否满足接入条件包括：判断当前网络负载量是否小于最大网络负载量。

进一步地，所述判断无线终端是否满足接入条件还包括：判断当前信号强度值是否大于或等于信号强度阈值。

较佳实施例中，所述步骤S100之前还包括：所述第一无线接入点中预先设置最大网络负载量和信号强度阈值。

S200、所述第一无线接入点获取无线通信网络中其它无线接入点信息，利用所述其它无线接入点信息创建扩展帧，并发送给所述无线终端。

所述第一无线接入点获取并整理同一无线通信网络中其它无线接入点信息，并创建扩展帧。

其中，所述扩展帧基于802.11管理帧结构创建，所述扩展帧包括用以识别所述扩展帧的扩展帧标识，所述扩展帧标识设置在所述扩展帧的帧控制域中，所述其它无线接入点信息设置在所述扩展帧的帧体中。

较佳实施例中，所述扩展帧的帧体中包含多个信息元素，所述其它无线接入点信息设置在所述多个信息元素中，每一信息元素中包含一无线接入点的MAC地址、SSID及密钥。

802.11协议管理帧的结构如图2所示，管理帧中MAC头结构包括Frame control（帧控制域）、Duration（持续时间）、DA（该帧目的MAC地址），SA（该帧源MAC地址）、Framebody（帧体）等，其中，灰色区域是不需要扩展的部分，保持和原协议定义不变，Frame control和Framebody为可扩展区域，本发明的扩展帧分别对Frame control和Framebody进行扩展。

对Frame control的扩展：

Frame control（帧控制域）的第一个字节的字段如图3所示，根据802.11协议，其中Protocol（协议字段）固定为0， Type（类型字段）固定为00，而Subtype（子类型字段）的值0110-0111 与1110-1111目前保留尚未使用，本发明设定该范围一数值作为扩展帧的标识。当无线终端收到此Subtype的帧数据，就可确认此帧是用于传递无线网络内AP信息的帧数据。

对Framebody的扩展：

Framebody中大部分的数据，如果使用长度固定的位，就称为固定式位，如果位长度不定，就成为信息元素（Information element）。所谓信息元素，是指长度不定的数据区块。每个数据区块均会标注上类型编号与大小，各种信息元素的数据位都有特定的解释方式。所述信息元素的格式如图4所示，其中，Element ID这一项有很多保留未使用的值，本发明据此定义自己的信息元素，length指定data域的长度，而data域则包含一个AP的信息，包括MAC地址、SSID以及密钥等。这样，在FrameBody中包含多个信息元素，也即多个AP的信息，从而形成基于管理帧的扩展帧，发送给终端STA解析。

S300、所述无线终端接收所述扩展帧并解析，从而获取其它无线接入点信息，从所述其它无线接入点信息中查找到信号强度最好的第二无线接入点，并建立与所述第二无线接入点的连接。

其中，从所述其它无线接入点信息中查找到信号强度最好的第二无线接入点之后还包括：判断与所述第二无线接入点是否存在连接失败的历史信息，若不存在，则建立所述无线终端与所述第二无线接入点的连接。

较佳实施例中，所述步骤S300具体为：所述无线终端接收所述扩展帧并解析，利用所解析出的其它无线接入点信息更新无线接入点信息列表，扫描所述无线接入点信息列表查找到信号强度最好的第二无线接入点，并判断所述第二无线接入点是否曾经连接失败过，若否，则建立无线终端与所述第二无线接入点的连接。

另外，当扫描所述无线接入点信息列表查找到信号强度最好的第二无线接入点，并判断所述第二无线接入点未曾连接失败过之后还需要进行与第一接入点一样的判断流程，即所述第二无线接入点接收连接请求消息后判断其当前网络负载是否达到最大值以及其信号强度是否大于所述信号强度阈值，若所述第二无线接入点当前网络负载量未达到阈值且信号强度大于所述信号强度阈值，则建立无线终端与所述第二无线接入点的连接。

如图5所示，无线接入点B、C、D组成了扩展的无线局域网环境，无线终端A和无线终端E通过无线接入点B连接到该无线局域网中，利用本发明的无线接入点连接方法建立连接的具体步骤如图6所示，其包括：

S1、开始。

S2、终端A尝试连接已经知道密码等信息的第一接入点。

S3、第一接入点根据协商速率、最大负载等因素判断是否可以接受终端A的接入请求。第一接入点获取其当前负载量及协商速率，将当前负载量与预设的最大网络负载量进行比对，同时将当前协商速率与预设的协商速率阈值（即信号强度阈值）进行比对。判断第一接入点是否可接受终端A的请求。

S4、终端A是否满足接入条件？若是，则执行步骤S10，若否，则执行步骤S5。

S5、组织网内其它AP的相关信息，创建扩展帧。

S6、发送扩展帧给终端A。

S7、终端A根据扩展帧更新自己的AP列表信息。

S8、终端A根据得到的AP信息，以及自己的尝试记录，连接满足条件的第二接入点。终端A扫描得到的AP信息，查找协商速率最高的第二接入点，同时判断第二接入点与终端A之间的连接记录中是否存在连接失败的信息，若不存在连接失败，则第二接入点满足条件。

S9、第二接入点判断终端A是否满足接入条件，若是，则执行步骤S10。若否，则返回步骤S5，重新判断其它AP是否满足条件。

S10、与终端A建立连接。

S11、结束。

优选地，在本实施例中第一接入点为接入点B，第二接入点为接入点C。

一种无线接入点选择系统，其中，所述系统包括无线终端200和多个无线接入点100；

所述无线接入点100如图7所示，其包括：

连接请求消息接收模块110，用于接收所述无线终端200发送的连接请求消息，具体如步骤S100所述。

判断模块120，用于判断无线终端是否满足接入条件，具体如步骤S100所述。

扩展帧创建模块130，用于获取无线通信网络中其它无线接入点信息，并利用所述其它无线接入点信息创建扩展帧，具体如步骤S200所述。

扩展帧发送模块140，用于将所创建的扩展帧发送给所述无线终端200。

所述无线终端200如图8所示，其包括：

连接请求消息发送模块210，用于无线终端200发送连接请求消息到无线接入点100。

扩展帧接收模块220，用于接收扩展帧并解析，获取其它无线接入点信息，具体如步骤S300所述。

无线接入点查找模块230，用于从所述其它无线接入点信息中查找到信号强度最好的无线接入点，并建立与该无线接入点的连接，具体如步骤S300所述。

本发明提供一种无线接入点选择方法及系统，通过对802.11协议管理帧的扩展以及无线终端接入AP流程的优化，使无线终端可以更快速地接入整个无线网络中的最优AP，避免了无线网络连接失败及协商效率较低所造成的网络资源浪费，优化了整个网络的拓扑结构，提高了无线网络使用效率。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线接入点选择方法，用于由多个无线接入点组成的无线通信网络，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

A、无线终端发送连接请求消息到第一无线接入点，所述第一无线接入点接收该连接请求消息后，判断无线终端是否满足接入条件，若否，则执行步骤B；

B、所述第一无线接入点获取无线通信网络中其它无线接入点信息，利用所述其它无线接入点信息创建扩展帧，并发送给所述无线终端；

C、所述无线终端接收所述扩展帧并解析，从而获取其它无线接入点信息，从所述其它无线接入点信息中查找到信号强度最好的第二无线接入点，并建立与所述第二无线接入点的连接。

2.根据权利要求1所述的无线接入点选择方法，其特征在于，所述判断无线终端是否满足接入条件包括：判断当前网络负载量是否小于最大网络负载量。

3.根据权利要求2所述的无线接入点选择方法，其特征在于，所述判断无线终端是否满足接入条件还包括：判断当前信号强度值是否大于或等于预设的信号强度阈值。

4.根据权利要求2或3所述的无线接入点选择方法，其特征在于，所述步骤A中若经判断当前网络负载未达到最大值且信号强度值大于或等于所述信号强度阈值，则建立所述无线终端与第一无线接入点的连接。

5.根据权利要求1所述的无线接入点选择方法，其特征在于，所述扩展帧基于802.11管理帧结构创建，所述扩展帧包括用以识别所述扩展帧的扩展帧标识，所述扩展帧标识设置在所述扩展帧的帧控制域中，所述其它无线接入点信息设置在所述扩展帧的帧体中。

6.根据权利要求5述的无线接入点选择方法，其特征在于，所述扩展帧的帧体中包含多个信息元素，所述其它无线接入点信息设置在所述多个信息元素中，每一信息元素中包含一无线接入点的MAC地址、SSID及密钥。

7.根据权利要求1所述的无线接入点选择方法，其特征在于，所述步骤C中从所述其它无线接入点信息中查找到信号强度最好的第二无线接入点之后还包括：判断与所述第二无线接入点是否存在连接失败的历史信息，若不存在，则建立所述无线终端与所述第二无线接入点的连接。

8.根据权利要求7所述的无线接入点选择方法，其特征在于，所述步骤C具体为：所述无线终端接收所述扩展帧并解析，利用所解析出的其它无线接入点信息更新无线接入点信息列表，扫描所述无线接入点信息列表查找到信号强度最好的第二无线接入点，并判断所述第二无线接入点是否曾经连接失败过，若否，则建立无线终端与所述第二无线接入点的连接。

9.根据权利要求8所述的无线接入点选择方法，其特征在于，所述步骤C中当扫描所述无线接入点信息列表查找到信号强度最好的第二无线接入点，并判断所述第二无线接入点未曾连接失败过之后还包括：所述无线终端发送连接请求消息到第二无线接入点，所述第二无线接入点接收连接请求消息后判断其当前网络负载是否达到最大值以及其信号强度是否大于所述信号强度阈值，若所述第二无线接入点当前网络负载量未达到阈值且信号强度大于所述信号强度阈值，则建立无线终端与所述第二无线接入点的连接。

10.一种无线接入点选择系统，其特征在于，所述系统包括无线终端和多个无线接入点；

所述无线接入点包括

连接请求消息接收模块，用于接收所述无线终端发送的连接请求消息；

判断模块，用于判断无线终端是否满足接入条件；

扩展帧创建模块，用于获取无线通信网络中其它无线接入点信息，并利用所述其它无线接入点信息创建扩展帧；

扩展帧发送模块，用于将所创建的扩展帧发送给所述无线终端；

所述无线终端中包括：

连接请求消息发送模块，用于无线终端发送连接请求消息到无线接入点；

扩展帧接收模块，用于接收扩展帧并解析，获取其它无线接入点信息；

无线接入点查找模块，用于从所述其它无线接入点信息中查找到信号强度最好的无线接入点，并建立与该无线接入点的连接。

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