CN110115067B - 用于wlan管理的快速传播的操作信息 - Google Patents

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Abstract

接入点可以利用与无线局域网(WLAN)中的其他接入点的操作信息的快速交换来促进改进的服务。特别地，接入点可以使用无线通信来发现射频(RF)邻域中的其他接入点。然后，接入点可以使用专用连接与其他接入点交换操作信息。随后，接入点可以与电子设备相关联。如果接入点基于准则(诸如当前与接入点的关联数量)来确定基本服务集(BSS)转变被批准，则接入点可以基于操作信息为电子设备推荐其他接入点中的一个或者多个接入点以进行关联，使得电子设备能够获得相对于接入点提供的通信性能改进的通信性能。

Description

用于WLAN管理的快速传播的操作信息
技术领域
所描述的实施例涉及用于在电子设备当中传达信息的技术。特别地，所描述的实施例涉及用于基于操作信息的快速传播来在无线局域网(WLAN)中进行负载平衡的技术。
背景技术
许多电子设备能够与其他电子设备无线地通信。特别地，这些电子设备能够包括实现用于下述的网络接口的网络子系统：蜂窝网络(UMTS、LTE等)、无线局域网(例如，诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准中描述的无线网络或者来自华盛顿州柯克兰的蓝牙特别兴趣小组的蓝牙)、和/或其他类型的无线网络。
例如，许多电子设备使用IEEE 802.11兼容的通信协议(其有时统称为“Wi-Fi”)经由无线局域网(WLAN)彼此通信。在典型部署中，基于Wi-Fi的WLAN包括一个或多个接入点(或基本服务集或BSS)，其彼此无线通信并与使用Wi-Fi的其他电子设备进行通信，并经由IEEE802.3(有时称为“以太网”)提供对另一网络(诸如因特网)的接入。
原则上，使用Wi-Fi在WLAN中的接入点之间传送的管理帧能够促进WLAN的改进管理。例如，接入点可以周期性地发送(基于信标间隔)信标，其包括源和目的地媒介接入控制(MAC)地址，以及关于信标帧体中的通信过程的信息。具体地，帧体可以包括：定时信息(诸如时间戳值)，其能够同步与接入点相关联的电子设备(或站)中的时钟；识别WLAN的服务集标识符(SSID)；支持的数据速率；用于不同通信技术的参数设置(诸如跳频扩频、直接序列扩频等)；能力信息(诸如加密要求)；以及指示何时存在等待正在使用省电模式的特定电子设备的数据帧的流量指示图谱(TIM)。
虽然管理帧提供关于到WLAN中的其他接入点的接入点的态势感知，但是所交换的信息被限制。此外，信标流量可能会产生很大的开销。因此，在信标的周期性和帧体中包括的信息量之间与WLAN开销的影响存在折衷。因此，在实践中，这些限制通常约束接入点获得主题信息或当前信息以促进WLAN的改进管理的能力。
类似地，虽然控制器能够被用于管理WLAN中的接入点，但是该途径不能很好地扩展。特别地，控制器可以在多个WLAN中具有进行管理的数百或数千个接入点。因此，控制器可能没有当前信息，这可能限制其最佳地管理WLAN的能力。反过来，这些限制可能不利地影响WLAN的通信性能，并且因此可能当经由Wi-Fi在WLAN中进行通信时降低用户体验。
发明内容
所描述的实施例涉及有助于包括接入点和其他接入点的无线局域网(WLAN)中的改进的服务的接入点。该接入点包括接口电路，该接口电路在操作期间与其他接入点并且与电子设备通信。此外，接入点可以使用接入点和其他接入点之间的无线通信来发现射频(RF)邻域中的其他接入点。然后，接入点可以使用接入点和其他接入点之间的专用连接来与其他接入点交换操作信息。随后，在接入点与电子设备相关联之后，接入点可以基于一个或多个准则来确定基本服务集(BSS)转变被批准。接下来，接入点可以基于操作信息为电子设备推荐其他接入点中的一个或多个接入点以进行关联，使得电子设备能够获得相对于由接入点提供的通信性能改进的通信性能。
注意，RF邻域可以基于与接入点的通信的RF范围。
此外，操作信息可以包括给定接入点的容量和给定接入点的(一个或多个)操作信道的RF特性(例如，多频带接入点可以在每个频带中具有一个操作信道)。例如，给定接入点的容量可以基于负载和吞吐量，和/或RF特性可以包括指定当前操作信道、信道噪声、信道利用率等的信息。
此外，一个或多个准则可以包括与接入点的关联数目何时超过阈值。
另外，可以在一时间间隔内交换操作信息，使得接入点在对应于该时间间隔的时标上具有关于其他接入点的通信性能的情况感知。在一些实施例中，操作信息基于持续交换，从而能够动态地执行关于是否批准BSS转变的确定。例如，时间间隔可以足够短，使得能够实时或近实时地执行确定。
在一些实施例中，专用连接使用下述中的一项：无线通信、有线通信、或这两者。
此外，接入点可以包括：处理器；和存储器，其被耦合到处理器，其存储程序模块，在操作期间由处理器执行该程序模块。程序模块可以包括用于由接入点执行的至少一些操作的指令。
另一实施例提供一种与接入点一起使用的计算机程序产品。该计算机程序产品包括用于由接入点执行的至少一些操作的指令。
另一实施例提供一种方法。该方法包括由接入点执行的至少一些操作。
另一实施例提供对由接入点执行的那些执行配对(counterpart)操作的电子设备。
另一实施例提供一种与电子设备一起使用的计算机程序产品。该计算机程序产品包括用于由电子设备执行的至少一些操作的指令。
另一实施例提供一种方法。该方法包括由电子设备执行的至少一些操作。
另一实施例提供第二接入点，其基于使用专用连接与其他接入点交换的操作信息来建立网状网络。
另一实施例提供一种用于与第二接入点一起使用的计算机程序产品。该计算机程序产品包括用于由第二接入点执行的至少一些操作的指令。
另一实施例提供了一种方法。该方法包括由第二接入点执行的至少一些操作。
提供本发明内容仅仅是为了说明一些示例性实施例，使得提供对本文所述主题的一些方面的基本理解。因此，将会理解，上述特征仅仅是示例，并且不应被解释为以任何方式使本文描述的主题的范围或精神变窄。根据以下详细描述、附图和权利要求，本文描述的主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是图示根据本公开的实施例的无线局域(WLAN)中的接入点和电子设备之间的通信的图。
图2是图示根据本公开的实施例的图1的WLAN中的接入点和电子设备之间的通信的图。
图3是图示根据本公开的实施例的图1的WLAN中的接入点和电子设备之间的通信的图。
图4是图示根据本公开的实施例的图1的WLAN中的接入点和电子设备之间的通信的图。
图5是图示根据本公开的实施例的接入点和电子设备之间的四次握手的图。
图6是图示根据本公开的实施例的WLAN中的接入点之间的通信的图。
图7是图示根据本公开的实施例的用于促进包括接入点和其他接入点的WLAN中的改进服务的方法的流程图。
图8是图示根据本公开的实施例的图1和图2中的电子设备之间的通信的图。
图9是图示根据本公开的实施例的电子设备的框图。
注意，贯穿附图，相同的附图标记指代对应的部分。此外，相同部分的多个实例由通过连接号与实例编号分离的公共前缀被指定。
具体实施方式
接入点可以利用与无线局域网(WLAN)中的其他接入点的操作信息的快速交换来促进改进的服务。特别地，接入点可以使用无线通信发现射频(RF)邻域中的其他接入点。然后，接入点可以使用专用连接与其他接入点交换操作信息。随后，接入点可以与电子设备相关联。如果接入点基于准则(诸如当前与接入点的关联数量)确定基本服务集(BSS)转变被批准，则接入点可以基于操作信息为要关联的电子设备推荐其他接入点中的一个或多个接入点，使得电子设备能够获得相对于接入点提供的改进的通信性能。
通过识别改善通信性能的机会，此通信技术可以导致用于经由WLAN进行通信的电子设备的用户的改进的服务。此外，通过使用专用连接以交换操作信息，通信技术可以减少WLAN中的业务开销和通信时延或时间，这可以进一步改进通信性能，并且从而改进服务。因此，通信技术可以满足通信系统中长期未满足的需求，并且可以允许更有效地利用WLAN。例如，通信技术可以实现WLAN的分布式管理，包括诸如信道管理(以减少或消除干扰)和/或与其他接入点建立网状网络的功能。反过来，这些功能可以减少对诸如控制器的共享资源的需求。因此，当用户在WLAN中通信时通信技术可以减少用户挫败，这可以改善当使用电子设备和接入点时的用户体验。
在随后的讨论中，电子设备和接入点根据诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准(有时被称为“Wi-Fi”，来自德克萨斯州奥斯汀的Wi-Fi联盟”)、蓝牙(来自华盛顿州柯克兰的蓝牙特别兴趣小组)、和/或其他类型的无线接口的通信协议传送分组。在随后的讨论中，使用Wi-Fi作为说明性示例。然而，可以使用各种各样的通信协议(诸如长期演进或LTE、另一种蜂窝电话通信协议等)。
图1呈现图示根据一些实施例的WLAN 100中的接入点(AP)110与电子设备112(诸如蜂窝电话)之间的通信的图。特别地，接入点110可以使用无线和/或有线通信相互通信，并且接入点110可以与服务器114和/或可选控制器116通信。(然而，在一些实施例中，可选控制器116是虚拟控制器，诸如在服务器上的环境中以软件实现的控制器。)此外，至少一些接入点110可以使用无线通信与电子设备112通信。
有线通信可以经由网络118(诸如内联网、网状网络、点对点连接和因特网的组合)发生，并且可以使用网络通信协议，诸如因特网协议(IP)。此外，使用Wi-Fi的无线通信可以涉及：在无线信道上发送广告帧、通过扫描无线信道来检测彼此、建立连接(例如，通过发送关联或附接请求)、和/或发送和接收分组(其中可以包括关联请求和/或附加信息作为有效载荷)。在一些实施例中，接入点110当中的无线通信还涉及使用专用连接。
在随后的讨论中，注意经由有线和/或无线通信的网状网络和/或点对点连接可以被称为“专用连接”。这种专用连接可以涉及两个接入点之间的约定或专用关联(分别是专用连接中的起点和终点)，以及特定信道的使用以及可选加密。与图1中所示的其他类型的通信不同，经由专用连接的通信可以非常可靠和快速。
如下面参考图9进一步描述的，接入点110、电子设备112、服务器114和/或可选控制器116可以包括子系统，诸如网络子系统、存储器子系统和处理器子系统。另外，接入点110和电子设备112可以包括网络子系统中的无线电120。更一般地，接入点110和电子设备112能够包括具有网络子系统的任何电子设备(或能够被包括在其内)，其使接入点110和电子设备112能够彼此无线通信。此无线通信能够包括在无线信道上发送广告以使接入点和/或电子设备能够进行初始接触或相互检测，随后交换后续数据/管理帧(诸如关联请求和响应)以建立连接，配置安全选项(例如，互联网协议安全)，经由连接等发送和接收分组或帧等等。注意，虽然在接入点110和电子设备112中示出无线电120的实例，但是这些实例中的一个或多个可以与无线电120的其他实例不同。
如能够图1中看到，无线信号122(由锯齿线表示)从电子设备112中的无线电120-1发送。这些无线信号可以由接入点110-1中的无线电120-2接收。特别地，电子设备112可以发送分组。反过来，这些分组可以由接入点110-1接收。此外，接入点110-1可以允许电子设备112经由网络118与其他电子设备、计算机和/或服务器通信。
注意，接入点110和/或电子设备112之间的通信特征可以在于各种性能度量，诸如：接收信号强度(RSSI)、数据速率、用于成功通信的数据率(有时被称为“吞吐量”)、错误率(诸如重试率或重新发送率)、均衡信号相对于均衡目标的均方误差、符号间干扰、多径干扰、信噪比、眼图的宽度、在时间间隔(诸如1-10秒)内成功通信的字节数与在该时间间隔内能够传送的估计的最大字节数的比率(后者有时被称为通信信道或链路的“容量”)、和/或实际数据率与估计数据率的比率(有时称为“利用率”)。
在所描述的实施例中，处理接入点110和电子设备112中的分组或帧包括：利用分组或帧接收无线信号122；从接收的无线信号122解码/提取分组或帧以获取分组或帧；以及处理分组或帧以确定分组或帧中包含的信息。
尽管我们描述图1中所示的网络环境作为示例，在可替选的实施例中，可以存在不同数量或类型的电子设备。例如，一些实施例包括更多或更少的电子设备。作为另一示例，在另一实施例中，不同的电子设备正在发送和/或接收分组或帧。
我们现在进一步描述WLAN 100中的通信。在通信技术期间，接入点110-1可以经由WLAN 100中的无线通信发现并存储指定接入点110-1的RF邻域中的接入点的信息。(被发现的接入点有时被称为“其他接入点”。)例如，接入点110-1可以使用接入点110-1与其他接入点之间的无线通信来扫描RF邻域(RF neighborhood)或环境，并且可以识别其他接入点。注意，RF邻域可以基于与接入点110-1的通信的RF范围。在一些实施例中，发现基于接收由一个或多个其他接入点广播的信标。然而，在其他实施例中，发现基于RSSI值(并且更一般地，基于由接入点110-1执行的一个或多个测量)和/或基于由可选控制器116提供的信息。
然后，接入点110-1可以使用接入点110-1与其他接入点之间的专用连接与其他接入点交换操作信息124。正如上述，专用连接可以涉及无线和/或有线通信(诸如经由使用IP的网络118)。因为经由专用连接的通信(诸如当使用无线通信时)可以是快速且可靠的，所以这些专用链路可以在短时标(诸如每几秒钟)内在接入点110当中实现态势感知同时在接入点110和电子设备112当中不会产生显著的(或甚至是相当可观的)的开销或竞争。
此外，操作信息124可以包括给定接入点的容量和给定接入点的(一个或多个)操作信道的RF特性(例如，多频带接入点可以在每个频带中具有一个操作信道)。例如，给定接入点的容量可以基于负载(或流量)和吞吐量，并且/或者RF特性可以包括指定当前操作信道、信道噪声、信道利用率等的信息。在一些实施例中，操作信息124包括由接入点110确定的一个或多个通信性能度量和/或通常包括在信标帧体中的信息。特别地，操作信息124可以包括：给定接入点的容量、最大负载、最大吞吐量、当前负载、当前吞吐量、处理器类型、和/或存储器使用率。
此外，可以在时间间隔内交换操作信息124，使得接入点110-1在对应于时间间隔的时标上具有关于其他接入点的通信性能的情况感知。例如，时间间隔可以定义采样频率，并且时标的倒数可以是采样频率的一半。在示例性实施例中，时间间隔小于1、5或10秒，并且时标是实时(即，与发送和接收帧的时标相同的顺序)或近实时。
在一些实施例中，操作信息124在持续的基础上交换。这可以允许动态执行通信技术中的其他操作(诸如确定是否批准BSS转变)。
然后，如图2中所示——图2呈现图示根据一些实施例的WLAN 100中的接入点110和电子设备112之间的通信的图，接入点110-1可以将与电子设备112关联210。在关联期间，接入点110-1可以认证212电子设备112并且经由网络118授权214其通过服务器114(诸如RADIUS服务器)对WLAN 100的接入。
此外，如图3中所示，其呈现图示根据一些实施例的WLAN 100中的接入点110和电子设备112之间的通信的图，在与电子设备112建立连接之后，接入点110-1可以基于一个或者多个准则确定310批准BSS转变。例如，一个或多个准则可以包括当与接入点110-1的多个关联超过阈值时，诸如当接入点110-1具有超过10,50或100个关联(或者接入点110-1的通信性能被降低的足够大的数量的关联)时。更一般地，一个或多个准则可以包括或可以基于操作信息124。因此，确定可以基于一个或多个通信性能度量。具体地，如果一个或多个其他接入点相对于接入点110-1的通信性能具有改进的通信性能(诸如更高的容量)，则接入点110-1可以确定BSS转变被批准。
接下来，如图4中所示——图4呈现图示根据一些实施例的WLAN 100中的接入点110和电子设备112之间的通信的图，接入点110-1可以为电子设备112推荐410其他接入点中的一个或多个接入点以基于操作信息124进行关联，使得电子设备124能够获得相对于由接入点110-1提供的改进的通信性能。因此，推荐410可以基于一个或多个通信性能度量。具体地，如果一个或多个其他接入点相对于接入点110-1的通信性能具有改进的通信性能(诸如更高容量)，则接入点110-1可以推荐电子设备112与这些接入点之一相关联。
以这种方式，使用通信技术接入点110-1可以在WLAN 100中执行负载平衡，以便于改进提供给电子设备112的服务质量。
在一些实施例中，由电子设备112执行的后续BSS转变包括快速BSS转变。具体地，当接入点110-1与电子设备112相关联时，可以将接入点110-1指定为WLAN 100中的电子设备112的主接入点(其有时被称为“PMKR0”)。例如，如果其他接入点都不是主接入点，则接入点110-1可以将其自身指定为主接入点。可替选地，用于WLAN 100的可选控制器116可以将接入点110-1指定为主接入点。指示接入点110-1是主接入点的信息可以被提供给电子设备112、服务器114和/或可选控制器116。
接下来，为了在接入点110-1和电子设备112之间交换数据帧，可以建立密钥分级中的一个或多个密钥。特别地，当验证和授权电子设备112时接入点110-1可以从服务器114(或可选的控制器116)请求预共享密钥(PSK)或主会话密钥(MSK)(以及更一般地，共享秘密)。例如，PSK可以包括由服务器114提供的可扩展认证协议(EAP)参数。然后，接入点110-1可以生成与接入点110-1和电子设备112相关联的成对主密钥(PMK)(例如，PMK可以与接入点110-1和电子设备112唯一地相关联)。具体地，可以使用基于诸如HMAC-SHA256的PSK的安全散列函数来生成PMK。
此外，使用与电子设备112的四次握手，接入点110-1和电子设备112可以各自独立地计算成对瞬间密钥(PTK)以实现安全通信。特别地，四次握手可以与IEEE 802.11i标准兼容。
图5呈现图示根据一些实施例的接入点110-1和电子设备112之间的四次握手的图。四次握手可以允许接入点110-1和电子设备112彼此独立地证明他们获知PSK/PMK而无需发现密钥。特别地，代替发现密钥，接入点110-1和电子设备112均可以对彼此的消息进行加密。这些消息仅可以通过使用他们已共享的PMK进行解密。此外，如果消息的解密成功，则这证明PMK的知识。注意，四次握手可以保护PMK免受恶意接入点(诸如冒充真实接入点的攻击者的服务集标识符)，使得电子设备112从未将其PMK提供给接入点110-1。
PMK可以持续整个会话并且可以尽可能少地暴露。因此，可能需要导出加密业务的密钥。特别地，四次握手被用于建立另一个称为PTK的密钥。在一些实施例中，通过连接下述属性来生成PTK：PMK、接入点110-1的随机数(诸如随机数或伪随机数)(有时表示为“ANonce”)、电子设备112的另一个随机数(诸如另一随机数或另一伪随机数)(有时被表示为“SNonce”)、接入点110-1的媒介接入控制(MAC)地址、以及电子设备112的MAC地址。然后，乘积被用作对伪随机函数的输入。此外，在一些实施例中，四次握手还产生组临时密钥(GTK)，其被用于解密多播和广播业务。
注意，四次握手期间的消息可以作为LAN上的EAP(EAPoL)密钥帧发送。如图5中所示，接入点110-1可以向电子设备112发送随机数值(ANonce)。然后，电子设备112可以具有构建PTK所需的所有属性。此外，电子设备112可以将其自己的随机数值(SNonce)发送到接入点110-1，并且可选地利用可以是消息认证和完整性代码(MAIC)的包括认证的消息完整性代码(MIC)发送。
接下来，接入点110-1可以与另一MTC一起构建和发送GTK和序列号。此序列号可以在下一个多播或广播帧中被使用，使得接收电子设备能够执行基本重放检测。此外，电子设备112可以向接入点110-1发送确认。
在一些实施例中，在根据IEEE 802.11r的快速BSS转变期间使用由接入点110-1使用四次握手确定的密钥。特别地，接入点110-1可以生成被称为PMKR0Name的PMK，其可以根据IEEE 802.11r生成或确定。另外，接入点110-1可以生成辅PMK并将其分发到接入点110-1的RF邻居接入点(例如，接入点110-2)。与四次握手中的PMK的情况一样，电子设备112可以独立地导出辅PMK。注意，给定的辅PMK有时称为PMKR1Name。当分发辅PMK时，接入点110-1可以包括指示接入点110-1是用于电子设备112的WLAN 100中的主接入点的信息。可替选地，接入点110-1可以将信息提供给服务器114或可选的控制器116，其后可以由其他接入点接入。然而，在一些实施例中，主标识对辅PMK，诸如PMKR1Names(其从PMKR0Name中导出)来说是隐含的或由其指定。
注意，每个辅PMK可以是唯一的(例如，给定的辅PMK对于给定的接入点和电子设备来说可以是唯一的)，并且当在没有使用四次握手来建立与电子设备112的安全通信的情况下发生切换时，辅PMK可以促进与电子设备112的快速BSS转变。具体地，接收辅PMK的RF邻居接入点能够在不使用四次握手的情况下与电子设备112建立安全通信，从而消除长达40毫秒的时间延迟。另外，通过使用辅PMK，其他接入点可能不需要从服务器114获得PSK。
例如，在快速BSS转变期间，电子设备112可以：对接入点110-2执行主动或被动扫描；与接入点110-2交换认证消息；并且与接入点110-2交换关联消息以建立连接。预分发的辅PMK可以消除与服务器114(或可选控制器116)进行PMK协商的需要。此时，接入点110-2和电子设备112具有连接，但是可能不允许交换数据帧，因为它们尚未建立密钥。通过在认证和关联消息中包括被用于确定PTK的信息(诸如接入点和电子设备随机数)以及QoS准入控制交换，在没有四次握手的情况下可以在接入点110-2和电子设备112之间建立PTK(以及要建立QoS流的服务质量或QoS准入控制)。
注意，通过在不使用四次握手的情况下建立安全通信，通信可以在切换期间消除高达40ms的时间延迟。因此，在电子设备112和接入点110-2之间建立安全通信所需的时间可以从100ms减少到60ms。
此外，注意，在通信技术期间在接入点110和电子设备112当中交换的消息可以具有类型长度值(TLV)格式。
在示例性实施例中，在初始移动域关联期间，初始接入点(其也是认证者)能够充当主接入点或R0KH。其可以为自身以及电子设备可以漫游到的每个邻居接入点导出PMKR1，并且使用安全接入点到接入点通信来分发PMKR1。
例如，两个接入点(AP2和AP3)可以与另一接入点(AP1)处于相同的移动域中，并且也可以是AP1的RF邻居。此外，AP2和AP4可以是RF邻居，并且也可以在相同的移动域中。因此，电子设备可以漫游并连接到这些接入点中的任何一个。如果电子设备关联到AP1，则驻留在AP1中的认证者可以使用MSK/PSK、服务集标识符(SSID)、移动域标识符(MDID)、R0密钥处理程序标识(R0KHID)和S0密钥处理程序标识(S0KHID)来导出PMKR0。此认证者还使用PMKR0、R1KHID和S0KHID为每个邻近接入点(也可以充当R1密钥持有者)导出PMKR1。然后，AP1可以将这些密钥(PMKR1)、R0KHID、S0KHID分发给邻近的R1KH。
另外，注意场地经常约束用户进入区域(例如，建筑物门口、出口、建筑物大厅/门厅、客运列车装载平台、机场喷气式飞机等)。同样地，在场地内部能够存在受约束的走道(例如，在机场安检处、在电梯门口处等)。通常存在服务于场地的入口或走道、电子设备与之相关联的一个接入点。此接入点通常成为用于加入移动域的每个电子设备的R0KH。为了分发R0KH的负载，R0KH可以确定BSS转变被批准。然后，R0KH可以建议电子设备与诸如AP2的另一个接入点相关联。在R0KH从AP2接收到指示电子设备已经转变到AP2的信息之后，其可以指示AP2是用于此电子设备的R0KH。
在一些实施例中，通信技术的变型被用于在WLAN 100中执行分布式管理，诸如信道管理(以帮助接入点选择信道以便于减少或消除干扰)和/或与其他接入点建立网状网络。图6呈现图示根据一些实施例的WLAN 600中的接入点之间的通信的图。特别地，在不要求通过必要的供应信息预定义RF邻域的地形和/或预先准备接入点110的情况下，接入点110可以在网状网络中彼此建立连接610。因此，使用通信技术，对于运营商来说可能没有必要在接入点110上手动安装供应信息。
例如，在通信技术中，接入点110可以经由WLAN 600中的无线通信可选地发现彼此。然后，接入点110可以经由专用连接交换关于RF邻域的拓扑的信息。可替选地或另外，接入点110可以从可选控制器116接入关于接入点110的位置和/或RF邻域的拓扑的信息。
接下来，接入点110可以彼此关联以建立连接610。在关联期间，接入点110可以使用与IEEE 802.11i和/或IEEE 802.11r兼容的途径来确定用于安全通信的密钥。此外，接入点110可以使用专用连接(经由有线和/或无线通信)来交换附加信息以建立网状网络。在一些实施例中，接入点110利用关于RF邻域的拓扑的交换信息以避免或防止网络环路状况。因此，从网络分组转发的角度来看，“连接”是可以的，如果此条件对网络有害，则不应将图6解释为暗示存在网络环路条件。
通过当建立网状网络时使用专用连接，通信技术可以显著地减少建立网状网络所需的时间和复杂性(包括网络流量)。因此，通信技术可以解决长期未满足的需求。
注意，“网状网络(mesh network)”可以具有网络拓扑，其中每个接入点或节点(有时称为“网状接入点”)中继网状网络的数据，并且在网状网络中节点在数据转发中协作。此外，在“网状网络”中，被耦合到网络118(诸如因特网和/或内联网)的根接入点的路径包含至少一个无线连接，该无线连接将信息从网状网络112中的客户端设备传递到网络118。在一些实施例中，网状网络包括使用无线网状链路与网状网络中的另一个接入点通信的接入点。
我们现在描述该方法的实施例。图7呈现图示根据一些实施例的用于促进包括接入点和其他接入点的WLAN中的改进服务的方法700的流程图，其可以由诸如图1中的接入点110-1的接入点来执行。在操作期间，接入点可以使用接入点和其他接入点之间的无线通信来发现RF邻域中的其他接入点(操作710)。注意，RF邻域可以基于与接入点的通信的RF范围。
然后，接入点可以使用接入点和其他接入点之间的专用连接与其他接入点交换操作信息(操作712)。此外，操作信息可以包括给定接入点的容量和给定接入点的(一个或多个)操作信道的RF特性(例如，多频带接入点可以在每个频带中具有一个操作信道)。例如，给定接入点的容量可以基于负载和吞吐量，并且/或者RF特性可以包括指定当前操作信道、信道噪声、信道利用率等的信息。注意，操作信息可以在时间间隔内交换，使得接入点在对应于该时间间隔的时标上具有关于其他接入点的通信性能的情况感知。在一些实施例中，操作信息基于持续被交换，使得方法700中的操作能够被动态地，诸如实时或近实时地执行。这可以允许接入点和WLAN基于当前或主题操作信息来响应RF环境中的动态变化。
随后，在接入点与电子设备相关联之后(操作714)，接入点可以基于一个或多个准则确定BSS转变被批准(操作716)。例如，一个或多个准则可以包括与接入点的多个关联何时超过阈值。
接下来，接入点可以基于操作信息为电子设备推荐其他接入点中的一个或多个接入点以与其关联(操作718)，使得电子设备能够获得相对于由接入点提供的改进的通信性能。
在方法700的一些实施例中，可以存在附加的或更少的操作。此外，可以改变操作的顺序，并且/或者可以将两个或更多个操作组合成单个操作。
图8中进一步图示通信技术的实施例，其呈现图示根据一些实施例的电子设备112和接入点110之间的通信的图。具体地，接入点110-1中的接口电路(IC)810可以与WLAN中的其他接入点814通信812，并且基于在此通信期间确定的信息816(诸如报告的RSSI值)，接口电路810可以发现818其他接入点814。此外，处理器820可以确定，并且然后在存储器824中存储指定接入点110-1的RF邻域中的接入点的邻居和信道利用信息822。
然后，接口电路810可以使用专用连接与其他接入点814交换操作信息826。
此外，接口电路810可以将828与电子设备112相关联。在从接口电路810接收到关联信息830(其指示已经发生关联)之后，处理器820可以确定BSS转变832被批准。接下来，经由接口电路810，处理器820可以基于操作信息826确定并且然后为电子设备112推荐其他接入点814中的一个或多个接入点以进行关联，使得电子设备112能够获得相对于接入点110-1提供的通信性能的改进的通信性能。
尽管前述的示例图示具有特定安全协议和加密技术和密钥的通信技术，但是更一般地，通信技术可以与各种安全协议和加密技术和密钥一起使用。
我们现在描述电子设备的实施例，其可以在通信技术执行至少一些操作。图9呈现图示根据一些实施例的诸如接入点110、电子设备112、服务器114或可选控制器116中的一个的电子设备900的框图。此电子设备包括处理子系统910、存储器子系统912和网络子系统。处理子系统910包括被配置成执行计算操作的一个或多个设备。例如，处理子系统910能够包括一个或多个微处理器、ASIC、微控制器、可编程逻辑设备和/或一个或多个数字信号处理器(DSP)。
存储器子系统912包括用于存储用于处理子系统910和网络子系统914的数据和/或指令的一个或多个设备。例如，存储器子系统912能够包括动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、和/或其他类型的存储器。在一些实施例中，用于处理存储器子系统912中的子系统910的指令包括：一个或多个程序模块或指令集(诸如程序模块922或操作系统924)，其可以由处理子系统910执行。注意，一个或多个更多的计算机程序可以组成计算机程序机制。此外，存储器子系统912中的各种模块中的指令可以以下述实现：高级过程语言、面向对象的编程语言、和/或以组装或机器语言。此外，编程语言可以被编译或解释，例如，可配置或配置(在本讨论中可以互换使用)，由处理子系统910执行。
另外，存储器子系统912能够包括用于控制对存储器的访问的机制。在一些实施例中，存储器子系统912包括存储器层次，其包括耦合到电子设备900中的存储器的一个或多个高速缓存。在这些实施例的一些中，一个或多个高速缓存位于处理子系统910中。
在一些实施例中，存储器子系统912耦合到一个或多个高容量大容量存储设备(未示出)。例如，存储器子系统912能够被耦合到磁或光驱动器、固态驱动器或其他类型的大容量存储设备。在这些实施例中，存储器子系统912能够由电子设备900用作常用数据的快速访问存储器，然而大容量存储设备被用于存储不常使用的数据。
网络子系统914包括被配置成耦合到有线和/或无线网络并在有线和/或无线网络上通信(即，执行网络操作)的一个或多个设备，包括：控制逻辑916、接口电路918和一个或多个天线920(或天线元件)。(尽管图9包括一个或多个天线920，但是在一些实施例中，电子设备900包括一个或多个节点，诸如节点908，例如，垫，其能够耦合到一个或多个天线920。因此，电子设备900可以包括或不包括一个或多个天线920。)例如，网络子系统914能够包括蓝牙TM网络系统、蜂窝网络系统(例如，诸如UMTS、LTE等的3G/4G网络)、通用串行总线(USB)网络系统、基于IEEE 802.11中描述的标准的网络系统(例如，
Figure BDA0001872043780000181
网络系统)、以太网网络系统和/或另一网络系统。
网络子系统914包括处理器、控制器、无线电/天线、插座/插头和/或用于耦合、通信和处理每个支持的网络系统的数据和事件的其他设备。注意，被用于为每个网络系统耦合、通信和处理网络上的数据和事件的机制有时统称为网络系统的“网络接口”。此外，在一些实施例中，电子设备之间的“网络”或“连接”尚不存在。因此，电子设备900可以使用网络子系统914中的机制，用于执行电子设备之间的简单无线通信，例如，发送广告或信标帧和/或扫描如前所述的由其他电子设备发送的广告帧。
在电子设备900内，处理子系统910、存储器子系统912和网络子系统914使用总线928耦合在一起。总线928可以包括子系统能够使用以相互传达命令和数据的电、光和/或电光连接。尽管为了清楚起见仅示出一个总线928，但是不同的实施例能够包括子系统当中的电、光和/或电光连接的不同数量或配置。
在一些实施例中，电子设备900包括用于在显示器上显示信息的显示子系统926，其可以包括显示驱动器和显示器，诸如液晶显示器、多点触摸触摸屏等。
电子设备900能够是(或能够被包括在)具有至少一个网络接口的任何电子设备中。例如，电子设备900能够是(或能够被包括在其中)：台式计算机、膝上型计算机、子笔记本/上网本、服务器、平板计算机、智能电话、蜂窝电话、智能手表、消费电子设备、便携式计算设备、接入点、收发器、路由器、交换机、通信设备、接入点、控制器、测试设备和/或其他电子设备。
尽管使用特定组件来描述电子设备900，但是在可替选的实施例中，不同的组件和/或子系统可以存在于电子设备900中。例如，电子设备900可以包括一个或多个附加处理子系统、存储器子系统、网络子系统和/或显示子系统。另外，一个或多个子系统可以不存在于电子设备900中。此外，在一些实施例中，电子设备900可以包括图9中未示出的一个或多个附加子系统。而且，尽管图9中示出单独的子系统，在一些实施例中，给定子系统或组件中的一些或全部能够被集成到电子设备900中的一个或多个其他子系统或组件中。例如，在一些实施例中，程序模块922包括在操作系统924中并且/或者控制逻辑916被包括在接口电路918中。
此外，电子设备900中的电路和组件可以使用包括：双极、PMOS和/或NMOS栅极或晶体管的模拟和/或数字电路的任何组合来实现。此外，这些实施例中的信号可以包括具有近似离散值的数字信号和/或具有连续值的模拟信号。另外，组件和电路可以是单端或差分的，并且电源可以是单极或双极的。
集成电路(有时称为“通信电路”)可以实现网络子系统914的一些或全部功能。集成电路可以包括被用于发送来自电子设备900的无线信号并从其他电子设备接收电子设备900处的信号的硬件和/或软件机制。除了这里描述的机制之外，无线电通常是本领域公知的，并且因此不详细描述。通常，网络子系统914和/或集成电路能够包括任何数量的无线电。注意，多无线电实施例中的无线电以与所描述的单无线电实施例类似的方式起作用。
在一些实施例中，网络子系统914和/或集成电路包括配置机制(诸如一个或多个硬件和/或软件机制)，其配置(一个或多个)无线电以在给定通信信道(例如，给定的载波频率)上发送和/或接收。例如，在一些实施例中，配置机制能够被用于将无线电从在给定通信信道上的监视和/或发送切换到在不同通信信道上监视和/或发送。(注意，如这里使用的“监视”包括从其他电子设备接收信号并且可能对接收的信号执行一个或多个处理操作)
在一些实施例中，包括本文描述的一个或多个电路的用于设计集成电路或集成电路的一部分的过程的输出可以是计算机可读介质，诸如，例如磁带或光盘或磁盘。计算机可读介质可以用数据结构或描述电路的其他信息编码，该电路可以物理地实例化为集成电路或集成电路的一部分。尽管各种格式可以被用于这种编码，但是这些数据结构通常用下述进行编写：Caltech中间格式(CIF)、Calma GDS II流格式(GDSII)或电子设计交换格式(EDIF)。集成电路设计领域的技术人员能够从上面详述的类型的示意图和相应的描述开发这样的数据结构，并且在计算机可读介质上编码数据结构。集成电路制造领域的技术人员能够使用这种编码数据以制造包括本文所述的一个或多个电路的集成电路。
虽然前述的讨论使用Wi-Fi通信协议作为说明性示例，但是在其他实施例中，可以使用各种各样的通信协议，并且更一般地，可以使用无线通信技术。因此，通信技术可以在各种网络接口中使用。此外，虽然前述实施例中的一些操作以硬件或软件实现，但是通常前述实施例中的操作能够以多种多样的配置和架构实现。因此，前述实施例中的一些或所有操作可以以硬件、以软件或两者来执行。例如，通信技术中的至少一些操作可以使用程序模块922、操作系统924(诸如用于接口电路918的驱动器)或在接口电路918中的固件中来实现。可替选地或另外，通信技术中的至少一些操作可以在物理层，诸如接口电路918中的硬件中实现。
在前述的描述中，我们参考“一些实施例”。注意，“一些实施例”描述所有可能实施例的子集，但是并不始终指定相同的实施例子集。
以上描述旨在使本领域的技术人员能够制作和使用本公开，并且在特定申请及其要求的上下文中提供。此外，仅出于说明和描述的目的已经呈现本公开的实施例的前述描述。它们并非旨在详尽的或将本公开限制于所公开的形式。因此，对于本领域的从业者来说，许多修改和变化将会是显然的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用。另外，前述实施例的讨论不旨在限制本公开。因此，本公开不旨在限于所示的实施例，而是与符合本文公开的原理和特征的最宽范围相一致。

Claims (15)

1.一种接入点，包括：
接口电路，所述接口电路被配置成与无线局域网(WLAN)中的多个其他接入点和电子设备通信，其中，所述接入点被配置成：
使用所述接入点和所述多个其他接入点之间的无线通信，通过扫描所支持的RF信道发现射频(RF)邻域中的所述多个其他接入点；
建立所述接入点与所发现的多个其他接入点之间的专用连接；
使用所述接入点和所发现的多个其他接入点之间的所述专用连接来与所发现的多个其他接入点交换操作信息，其中使用所述专用连接来交换所述操作信息，其中给定专用连接在所述给定专用连接的起点和终点之间具有约定或专用关联并使用给定信道，并且其中所述起点和所述终点包括从所述接入点和所述多个其他接入点中选择的两个接入点；
与所述电子设备关联并且向所述电子设备提供无线服务；
基于准则来确定基本服务集(BSS)转变被批准；并且
基于所述操作信息，为所述电子设备推荐所发现的多个其他接入点中的一个或多个接入点以进行关联，使得所述电子设备能够获得相对于由所述接入点提供的通信性能改进的通信性能，其中经由所述专用连接基于持续动态交换所述操作信息，使得所述接入点基于当前或主题操作信息来响应包括所述RF邻域的RF环境中的动态变化，
其中，所述操作信息包括给定接入点的容量和信道的RF特性。
2.根据权利要求1所述的接入点，其中，所述RF邻域基于与所述接入点的通信的RF范围。
3.根据权利要求1所述的接入点，其中，所述给定接入点的所述容量基于负载和吞吐量。
4.根据权利要求1所述的接入点，其中，所述RF特性包括指定当前操作信道、信道噪声、和信道利用率的信息。
5.根据权利要求1所述的接入点，其中，所述准则包括与所述接入点的关联数目何时超过阈值。
6.根据权利要求1所述的接入点，其中，在一时间间隔内交换所述操作信息，使得所述接入点在与所述时间间隔对应的时标上具有关于所发现的多个其他接入点的通信性能的情况感知。
7.根据权利要求1所述的接入点，其中，所述接入点被配置为生成辅成对主密钥并将其分发到所述一个或多个接入点以使得所述一个或多个接入点中的至少一个能够在不使用四次握手的情况下与所述电子设备建立连接。
8.根据权利要求1所述的接入点，其中，所述接入点被配置为：
经由所述专用连接交换关于所述RF邻域的拓扑的信息；以及
与所述多个其他接入点建立网状网络，其中所述接入点使用所交换的关于所述RF邻域的拓扑的信息来避免或防止所述网状网络中的网络环路状况。
9.一种用于促进包括接入点和多个其他接入点的无线局域网(WLAN)中的改进的服务的方法，其中，所述方法包括：
使用所述接入点和所述多个其他接入点之间的无线通信，通过扫描所支持的RF信道发现射频(RF)邻域中的所述多个其他接入点；
建立所述接入点与所发现的多个其他接入点之间的专用连接；
使用所述接入点和所发现的多个其他接入点之间的所述专用连接来与所发现的多个其他接入点交换操作信息，其中使用所述专用连接来交换所述操作信息，其中给定专用连接在所述给定专用连接的起点和终点之间具有约定或专用关联并使用给定信道，并且其中所述起点和所述终点包括从所述接入点和所述多个其他接入点中选择的两个接入点；
与所述电子设备关联并且向所述电子设备提供无线服务；
基于准则来确定基本服务集(BSS)转变被批准；
基于所述操作信息，为所述电子设备推荐所发现的多个其他接入点中的一个或多个接入点以进行关联，使得所述电子设备能够获得相对于由所述接入点提供的通信性能改进的通信性能，其中经由所述专用连接基于持续动态交换所述操作信息，使得所述接入点基于当前或主题操作信息来响应包括所述RF邻域的RF环境中的动态变化，
其中，所述操作信息包括给定接入点的容量和信道的RF特性。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法包括：
经由所述专用连接交换关于所述RF邻域的拓扑的信息；以及
与所述多个其他接入点建立网状网络，其中所述接入点使用所交换的关于所述RF邻域的拓扑的信息来避免或防止所述网状网络中的网络环路状况。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述给定接入点的所述容量基于负载和吞吐量。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述RF特性包括指定当前操作信道、信道噪声、和信道利用率的信息。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述准则包括与所述接入点的关联数目何时超过阈值。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，在一时间间隔内交换所述操作信息，使得所述接入点在与所述时间间隔对应的时标上具有关于所发现的多个其他接入点的通信性能的情况感知。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法包括生成辅成对主密钥并将其分发到所述一个或多个接入点以使得所述一个或多个接入点中的至少一个能够在不使用四次握手的情况下与所述电子设备建立连接。
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