CN107277891B - 无线访问接入点、在无线局域网中的空间跳跃漫游方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种无线访问接入点、在无线局域网中的空间跳跃漫游方法及系统，属于无线漫游技术领域。本发明的方法包括如下步骤：步骤1，建立由多个离散的无线访问接入点组成的漫游组；步骤2，无线访问接入点接收无线终端站点的表项信息；步骤3，接收到所述无线终端站点表项信息的无线访问接入点允许所述无线终端站点自动接入。本发明能够有效保证无线终端站点在二层无线局域网中的漫游接入速度，避免无线终端站点的业务中断或者缩短中断时间。

Description

无线访问接入点、在无线局域网中的空间跳跃漫游方法及 系统

技术领域

本发明涉无线漫游技术领域，尤其涉及一种无线访问接入点、无线终端站点在无线局域网中的空间跳跃漫游方法及系统。

背景技术

无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork，WLAN)可以为用户提供随时随地接入互联网的上网体验，而保证无线终端站点(Station，简称为STA)在移动漫游过程中业务不中断是无线网络建设的一个重要指标。无线漫游是指STA在移动到两个无线访问接入点(AccessPoint，简称为AP)覆盖范围的临界区域时，STA与新的AP(称为漫入AP，或FAP)进行关联并与旧的AP(称为漫出AP，或HAP)断开关联，且在此过程中保持不间断的网络连接。对于STA来说，漫游的行为是透明的无缝漫游，即STA在漫游过程中，不会感知到漫游的发生。WLAN漫游过程中STA的IP地址始终保持不变。

而无线漫游分为基于二层无线局域网的漫游和基于三层无线局域网的漫游。其中，基于三层无线局域网的漫游实现起来相对困难，因为基于三层的无线局域网允许把整个无线网分为多个IP子网，子网之间的通信是通过IP路由来实现的。固实现基于三层无线局域网漫游的一种传统方案是移动IP，这就要求客户端软件都能支持移动IP。而移动IP的另一个重要缺点是，它的协议本身件为复杂，开支较大，并且由于它是三层设计，对漫游事件的触发反应较慢，往往不能满足快速漫游的时间要求。

而基于二层无线局域网的漫游，实现起来相对容易。主要原因是，其整个无线局域网被当作一个IP子网，所以从外部IP路由的角度来看，新的接入点和旧的接入点还在同一个目的地，所以从路由上无须调整，只是无线网内部的二层网桥转发信息需要调整，但实现起来比较简单。

所以，现有的大多数无线漫游技术是基于二层无线局域网的。当然，其还存在一些问题，比如在地理位置上漫出AP和漫入AP都是相邻的而且在一个平面，比如一个楼层。而STA乘坐电梯从一个楼层到达另外一个楼层时，STA接入重新取得授权，甚至是进入了另外一个二层网络，需要重新接入认证。即STA在穿越电梯、地下车库或者其他信号及其微弱或者没有信号覆盖的区域后，STA无法迅速介入，STA的业务出现中断或者短暂中断的问题。

为了解决该问题，申请号为CN201611023829.9的专利申请公开了一种在无线局域网中漫游的方法和装置，包括：建立漫游AP组；确定所述漫游AP组中的第一漫出AP；在所述漫游AP组中为所述第一漫出AP分配漫出备份AP；当STA关联到所述第一漫出AP后漫游到第一漫入AP时，下发第一漫游转发表项给所述第一漫出AP并下发第二漫游转发表项给所述第一漫入AP；以便于所述STA通过第一漫游隧道发送报文；检测所述第一漫出AP的运行状态，当所述第一漫出AP故障时，将最新的第一漫游转发表项发送给所述漫出备份AP以及将最新的第二漫游转发表项发送给所述第一漫入AP，以便于所述STA通过第二漫游隧道发送报文。

但是上述技术依旧存在STA业务重新接入过慢的情况：当STA自关联一个AP的状态直接转换成离开整个AP群覆盖范围的状态后，再次进入另一个AP的覆盖范围时，其无法迅速接入该AP，而需要重新认证或者需要较长时间的相应授权。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种在无线局域网中的空间跳跃漫游方法，其能够有效保证无线终端站点在二层无线局域网中的漫游接入速度，避免无线终端站点的业务中断或者缩短中断时间。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种在无线局域网中的空间跳跃漫游方法，包括如下步骤：

步骤1，建立由多个离散的无线访问接入点组成的漫游组；

步骤2，无线访问接入点接收无线终端站点的表项信息；

步骤3，接收到所述无线终端站点表项信息的无线访问接入点允许所述无线终端站点自动接入。

作为优选，所述步骤2包括：

步骤2.1，无线访问接入点收集接入的无线终端站点的表项信息；

步骤2.2，所述无线访问接入点将收集到的所述无线终端站点的表项信息同步给所述漫游组内的全部成员。

作为优选，所述步骤3具体为：无线访问接入点判断进入其信号覆盖范围内的无线终端站点的表项信息是否已被记录，若已被记录，则直接允许所述无线终端站点接入；若未被记录，则需要所述无线终端站点获取接入权限，并且在所述无线终端站点接入后实时收集其表项信息。

作为优选，所述步骤3还包括：所述无线终端站点自动接入的无线访问接入点实时更新所述无线终端站点的表项信息，并将更新后的表项信息同步给所述漫游组内的全部成员。

作为优选，所述表项信息包括硬件地址、互联网协议地址、接入频段、认证信息、时长、访问权限。

作为优选，同一漫游组中的无线访问接入点同步无线终端站点的表项信息具体为通过发送组播包，所述组播包内包含多个无线终端站点的表项信息。

作为优选，无线访问接入点将新接入的无线终端站点的表项信息当其断开关联时加入自己的用户列表，并按所述无线终端站点在所述用户列表中的序号，将其表项信息加入所述组播包，以发送；

接收到所述组播包的无线访问接入点按所述序号将无线终端站点的表项信息添加或替换到自己的用户列表中。

本发明还提供一种无线访问接入点，包括：

认证模块，用于认证欲接入的无线终端站点的接入权限；

存储模块，用于存储用户列表；所述用户列表包含有多个无线终端站点的表项信息；

发送模块，用于将断开关联后的无线终端站点的表项信息通过组播包同步发送给同一漫游组内的其他漫游无线访问接入点；

接收模块，用于接收同一漫游组内其他漫游无线访问接入点发送过来的组播包。

作为优选，还包括：

检测模块，用于实时检测所述漫游无线访问接入点的运行状态；

替换模块，用于检测到所述漫游无线访问接入点运行异常时，切断所述漫游无线访问接入点与所述无线访问接入点漫游组的通信连接，并连入所述无线访问接入点漫游组。

本发明还提供一种在无线局域网中的空间跳跃漫游系统，包括多个无线访问接入点群，每个所述无线访问接入点群包括如上所述的无线访问接入点，多个所述无线访问接入点离散分布，并且互相通信连接，以构成无线访问接入点漫游组。

本发明的优点是：

1、在STA穿越电梯、地下车库或者其他信号极其微弱或没有信号覆盖的区域后，STA能迅速接入，避免STA的业务中断或缩短STA的业务中断时间，从而实现跳跃式的漫游。

2、通过将多个STA的表项信息集成在一个组播包内收发和存储，效率高且占用资源少，同时便于各项管理：如对访问时长的限制等。

3、备用无线访问接入点的设置有效保证了整个漫游组的运行稳定性，防止漫游组出现意外故障而影响漫游服务。

附图说明

图1为本发明方法的一种实施例的流程图；

图2为本发明系统的一种实施例的原理图；

图3为本发明无线访问接入点的一种实施例的原理图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

实施例1，如图1所示，本发明提供一种无线终端站点在无线局域网中的空间跳跃漫游方法，包括如下步骤：

步骤s1，建立由多个离散的无线访问接入点组成的漫游组；

所述漫游组内的无线访问接入点往往设于信号微弱或无法覆盖的区域边缘，以完成无线终端站点访问业务的跳跃漫游。

步骤s2，无线访问接入点接收无线终端站点的表项信息；具体包括如下分步骤：

步骤s2.1，无线访问接入点收集接入的无线终端站点的表项信息；所述表项信息具体包括硬件地址、互联网协议地址、接入频段、认证信息、时长、访问权限。

步骤s2.2，所述无线访问接入点将收集到的所述无线终端站点的表项信息同步给所述漫游组内的全部成员。

步骤s3，接收到所述无线终端站点表项信息的无线访问接入点允许所述无线终端站点自动接入。

无线访问接入点判断进入其信号覆盖范围内的无线终端站点的表项信息是否已被记录，若已被记录，则直接允许所述无线终端站点接入；若未被记录，则需要所述无线终端站点获取接入权限。所述无线终端站点自动接入的无线访问接入点实时更新所述无线终端站点的表项信息，并将更新后的表项信息同步给所述漫游组内的全部成员。

实际应用过程如下所述：

当一个无线终端站点进入无线访问接入点的覆盖范围时，所述无线访问接入点判断该无线终端站点的表项信息是否已被记录，简单的，可判断该无线终端站点的表项信息中的硬件地址是否已被记录，若已被记录，则直接允许该无线终端站点接入，若未被记录，则需要改无线终端站点获取接入权限，并且在该无线终端站点接入后实时收集其表项信息。

具体的，所述无线访问接入点将收集到的多个无线终端站点的表项信息当其断开关联后整合到同一个用户列表中，并分配给每个无线终端站点一个序号，以便于有序管理。

当所述无线终端站点断开与所述无线访问接入点的关联时，所述无线访问接入点将收集到的无线终端站点的表项信息同步给同组中的其他无线访问接入点。

具体的，所述无线访问接入点通过发送组播包的方式将同一个或者同一组无线终端站点的表项信息同步给同一漫游组中的其他无线访问接入点。该种方式提高了传输的效率，降低了网络拥塞的可能性。

以下组播包的形式作为参考：

若接收到的组播包内的无线终端站点的序号未在自己的用户列表中，则将其表项信息按序号加入自己的用户列表。

若接收到的组播包内的无线终端站点的序号已经存在，则判断接收到的表项信息中的硬件地址与原有的表项信息中的硬件地址是否一致，若一致，则将接收到的该无线终端站点的表项信息替换掉原有的表项信息，若不一致，则给接收到的无线终端站点的表项信息分配新的序号。该操作首先通过序号来进行初步判断，能够极大提高运行效率，而由于网络传输存在一定的延时性，为了避免同一时间或者同一极短的时间段内有两个新接入的无线终端站点分别从各自的无线访问接入点的覆盖范围进入对方的无线访问接入点的覆盖范围，导致不同的无线终端站点的序号重复的情况，避免数据的缺失或错误。

所述其他无线访问接入点允许所述无线终端站点自动接入，并实时更新接入后的所述无线终端站点的表项信息，当其与所述无线终端站点断开关联时，将更新后的表项信息同步给同组中的其他无线访问接入点。

由于某些信息是在不断更新的，比如接入时长等，所以虽然一些无线终端站点已经被记录在同一漫游组的所有无线访问接入点内，但是其表项信息还需要及时同步给同一漫游组内的其他无线访问接入点，以便于有效管理。比如一些地方需要对不同的无线终端站点进行接入时长的控制等。

如图3所示，本发明还提供一种无线访问接入点，包括：

认证模块，用于认证欲接入的无线终端站点的接入权限；

存储模块，用于存储用户列表；所述用户列表包含有多个无线终端站点的表项信息及序号。

发送模块，用于将断开关联后的无线终端站点的表项信息通过组播包同步发送给同一漫游组内的其他漫游无线访问接入点；

接收模块，用于接收同一漫游组内其他漫游无线访问接入点发送过来的组播包；

更新模块，用于将初次接入的无线终端站点的表项信息加入到自己的用户列表，或者将接收到的无线终端站点的表项信息替换掉自己用户列表中同一无线终端站点的表项信息。

另外，用于所述备用无线访问接入点的漫游装置还包括：

检测模块，用于实时检测所述漫游无线访问接入点的运行状态；

替换模块，用于检测到所述漫游无线访问接入点运行异常时，切断所述漫游无线访问接入点与所述无线访问接入点漫游组的通信连接，并连入所述无线访问接入点漫游组。

运行时，当有无线终端站点出现在一个漫游无线访问接入点的信号覆盖范围内时，该漫游无线访问接入点的认证模块即判断其是否具有接入权限，若该无线终端站点的表项信息已被记录在用户列表中，则直接允许其接入；若未被记录，则需要其获取接入权限。

若该无线终端站点是初次接入，则当其接入后实时收集其表项信息，分配序号以按序号加入到存储模块的用户列表中，并实时更新该无线终端站点的表项信息中的有关条目。

若该无线终端站点并非初次接入，则当其接入后实时更新其在用户列表中已有的表项信息的有关条目。

而当该无线终端站点断开与所述漫游无线访问接入点的关联时，该漫游无线访问接入点的发送模块随即将该无线终端站点在断开前记录到的表项信息以组播包的形式发送给同一漫游组内的其他漫游无线访问接入点。若同一时间内有多个无线终端站点断开关联，则其表项信息会被打包在一起并发送给漫游组内的其他漫游无线访问接入点。

当漫游组内的其他漫游无线访问接入点的接收模块接收到组播包后，将接收的一个或多个无线终端站点的表项信息按其序号加入到自己的用户列表：

若接收到的无线终端站点的表项信息的序号未出现在自己原有的用户列表中，则直接将其表项信息按序号加入到用户列表内。

若接收到的无线终端站点的表项信息的序号已经出现在自己原有的用户列表中，则需进一步判断接收到的表项信息内的硬件地址与原有用户列表中的表项信息的硬件地址是否一致，若一致，则将接收到的表项信息替换掉原有用户列表中的表项信息；若不一致，则给接收到的无线终端站点的表项信息分配新的序号，并加入到用户列表中。

要说明的是，上述判断结果不一致的情况极少发生，因为一般情况下，多个用户初次接入的漫游无线访问接入点会是同一个，固其不会导致用户列表内个别无线终端站点序号的经常变动。但由于网络传输存在一定的延时性，为了避免同一时间或者同一极短的时间段内有两个新接入的无线终端站点分别从各自的无线访问接入点的覆盖范围进入对方的无线访问接入点的覆盖范围，导致不同的无线终端站点的序号重复的情况，加入该判断过程，以防止数据的缺失。

然后，再当该无线终端站点进入漫游组内其他漫游无线访问接入点的信号范围内时，可直接接入无线服务，无需再次验证权限或重新获取权限，避免了无线终端站点的业务终端。

而备用无线访问接入点的接入访问功能一般不启用，而只是通过其检测模块实时检测同一个群内的漫游无线访问接入点的运行状态，一旦检测到漫游无线访问接入点的运行异常或停止运行，立刻激活替换模块，以切断所述漫游无线访问接入点与所述无线访问接入点漫游组的通信连接，并连入所述无线访问接入点漫游组，同时主动收集漫游组内其他漫游无线访问接入点的用户列表，以继续提供无线漫游功能。

本发明还提供一种无线终端站点在无线局域网中的空间跳跃漫游系统，包括多个无线访问接入点群，每个所述无线访问接入点群包括如上所述的无线访问接入点，多个所述无线访问接入点互相通信连接，以构成无线访问接入点漫游组。每个所述无线访问接入点群还包括一个备用漫游无线访问接入点，用于在所述漫游无线访问接入点发生故障时暂时接入所述无线访问接入点漫游组。

具体的，同一漫游组内的多个漫游无线访问接入点的设置位置是离散的，不相邻的，一般用于靠近电梯，地下室等信号微弱或者信号无法覆盖的区域边缘。

如图2所示，以一幢4层大楼为例，我们可以用每层楼最靠近电梯的一共4台无线访问接入点组成一个漫游组，而上述4台漫游无线访问接入点分别与每层楼中其他的无线访问接入点组成无线访问接入点群。当然，无线终端站点在每层楼内的所有无线访问接入点之间漫游是不会出现信号中断的情况的。但是，比如当无线终端站点经过电梯从1楼到其他楼层，由于电梯内的无线信号较弱或者没有信号，会使得无线终端站点的访问业务出现短时间的中断，而当其到达目标楼层后并从电梯内出来后，该无线终端站点需要重新接入该层的无线访问接入点的服务。现有技术下，该无线终端站点可能需要重新取得该层无线访问接入点的授权，甚至是进入了另外一个二层网络，而需要重新接入认证。

而基于本发明，当所述无线终端站点自接入1楼最靠近电梯的漫游无线访问接入点后，该无线访问接入点便开始收集该无线终端站点的表项信息，如硬件地址、互联网协议地址、接入频段、认证信息、时长、访问权限等，并给该无线终端站点分配序号，按序号加入自己的用户列表，以便后续操作。而当所述无线终端站点进入电梯后，或者当其与1楼的最靠近电梯的漫游无线访问接入点断开关联后，该漫游无线访问接入点便将断开关联后的无线终端站点的表项信息以组播包的形式发送给其他3个楼层处于漫游组内的漫游无线访问接入点，以使得其他3个楼层的漫游无线访问接入点获取该无线终端站点的表项信息，并按序号加入自己的用户列表。当该无线终端站点到达目标楼层且电梯门打开后，其立刻进入该层的漫游无线访问接入点的信号范围，并可直接接入记录有其表项信息的该漫游无线访问接入点，继续访问业务。

另外，由于多个无线终端站点进入电梯或者说电梯门关上后断开无线服务是同时进行的，固一个组播包内包含有多个无线终端站点的表项信息，并同时发送给其他漫游无线访问接入点，以提高传输的效率，降低网络的拥堵性。

同时，为了确保漫游组的功能持续有效，避免因漫游组内某个无线访问接入点的故障而导致整个漫游功能的瘫痪，每个无线访问接入点群内还设有一个备用漫游无线访问接入点，以在漫游无线访问接入点发生故障时暂时替代其接入漫游组，以保证漫游功能稳定。当漫游无线访问接入点维护好之后，再停用该备用漫游无线访问接入点。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种在无线局域网中的空间跳跃漫游方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤s1，建立由多个离散的无线访问接入点组成的漫游组；

步骤s2，无线访问接入点接收无线终端站点的表项信息；

步骤s3，接收到所述无线终端站点表项信息的无线访问接入点允许所述无线终端站点自动接入；

所述步骤s2包括：

步骤s2.1，无线访问接入点收集接入的无线终端站点的表项信息；

步骤s2.2，所述无线访问接入点将收集到的所述无线终端站点的表项信息同步给所述漫游组内的全部成员；

所述步骤s3还包括：所述无线终端站点自动接入的无线访问接入点实时更新所述无线终端站点的表项信息，并将更新后的表项信息同步给所述漫游组内的全部成员；

同一漫游组中的无线访问接入点同步无线终端站点的表项信息具体为通过发送组播包，所述组播包内包含多个无线终端站点的表项信息；

无线访问接入点将新接入的无线终端站点的表项信息当其断开关联时加入自己的用户列表，并按所述无线终端站点在所述用户列表中的序号，将其表项信息加入所述组播包，以发送；

接收到所述组播包的无线访问接入点按所述序号将无线终端站点的表项信息添加或替换到自己的用户列表中。

2.根据权利要求1所述的在无线局域网中的空间跳跃漫游方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：无线访问接入点判断进入其信号覆盖范围内的无线终端站点的表项信息是否已被记录，若已被记录，则直接允许所述无线终端站点接入；若未被记录，则需要所述无线终端站点获取接入权限。

3.根据权利要求1所述的在无线局域网中的空间跳跃漫游方法，其特征在于，所述表项信息包括硬件地址、互联网协议地址、接入频段、认证信息、时长、访问权限。

4.一种无线访问接入点，其特征在于，包括：

认证模块，用于认证欲接入的无线终端站点的接入权限；

存储模块，用于存储用户列表；所述用户列表包含有多个无线终端站点的表项信息；

发送模块，用于将断开关联后的无线终端站点的表项信息通过组播包同步发送给同一漫游组内的其他漫游无线访问接入点；

接收模块，用于接收同一漫游组内其他漫游无线访问接入点发送过来的组播包；

更新模块，用于将初次接入的无线终端站点的表项信息加入到自己的用户列表，或者将接收到的无线终端站点的表项信息替换掉自己用户列表中同一无线终端站点的表项信息，若该无线终端站点是初次接入，则当其接入后实时收集其表项信息，分配序号以按序号加入到存储模块的用户列表中，并实时更新该无线终端站点的表项信息，若该无线终端站点并非初次接入，则当其接入后按其序号实时更新其在用户列表中已有的表项信息。

5.根据权利要求4所述的无线访问接入点，其特征在于，还包括：

检测模块，用于实时检测所述漫游无线访问接入点的运行状态；

替换模块，用于检测到所述漫游无线访问接入点运行异常时，切断所述漫游无线访问接入点与所述无线访问接入点漫游组的通信连接，并连入所述无线访问接入点漫游组。

6.一种在无线局域网中的空间跳跃漫游系统，其特征在于，包括多个无线访问接入点群，每个所述无线访问接入点群包括如权利要求4或5所述的无线访问接入点，多个所述无线访问接入点离散分布，并且互相通信连接，以构成无线访问接入点漫游组。

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