CN1951067B - 无线局域网实体的协商系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了提供像控制节点(CN)和无线访问点(WAP)之间的协商和WAP之间的协商那样的无线局域网(WLAN)的各种实体之间的协商的方法的技术。根据该技术，设置各种实体的能力和决定如何最佳地在协商实体之间划分能力。根据该决定将上述协商用于在实体之间划分能力。上述能力是WLAN实体和WLAN的操作、控制和管理所需的。公开的技术采用了灵活地调整WLAN实体之间不同程度的能力差异和WLAN实体之间WLAN拓扑的动态变化的手段。

Description

无线局域网实体的协商系统和方法

技术领域

本发明涉及无线局域网领域，尤其涉及这样的网络在异构环境下的操作。

背景技术

无线局域网(WLAN)已经引起了消费者和企业的极大兴趣。当前最流行的WLAN基于[非专利文件1]的标准。虽然这些标准有助于最初兴起WLAN，但在它们的当前形式下，它们不适合大规模无线网络部署。这是因为WLAN实体的成本和控制在大的环境下变成很复杂。

当前，许多WLAN设备制造商通过引入新的分离结构解决了大规模部署问题。这里，[非专利文件1]WLAN规范的控制方面集中在控制节点(CN)上，而其它方面分散在许多无线访问点(WAP)上。由于制造商和它们实现的分离结构的多种多样，在来自不同制造商的WLAN实体之间存在不兼容问题。

当前，因特网工程部(IETF)无线访问点控制和提供(CAPWAP)工作组在提供管理大规模WLAN的标准化手段方面已经作了一些努力。[非专利文件2]描述了CAPWAP工作组的努力。但是，这些努力未考虑在单个WLAN内为WAP提供不相似功能能力的问题。这样，这些问题限制了WLAN市场的发展。

并且，人们预期，未来WLAN的部署将以动态无线网络为特征。在这样类型的部署中，网络拓扑在WLAN的使用寿命内将会改变，从而使提高应用和服务成为可能。这样网络中的WLAN单元配有有线和无线连接，从而使动态拓扑成为可能。但是，WLAN(以及CAPWAP)的当前假设只涉及到静态网络拓扑。因此，虽然当前WLAN能够适应无线媒体的动态条件，但它们不能协调动态拓扑变化的影响。

例如，当前WLAN系统通过增加信号传输功率来适应无线媒体信号干扰比(SIR)的下降。但是，这样的次要校正不足以协调WLAN拓扑的变化引起的等待时间和额外开销的变异。并且，这些等待时间和额外开销的变异妨碍了CAPWAP分离结构的操作。这是因为，由于分布式操作的特殊性质，分离结构对延迟敏感。在动态CAPWAP拓扑的中间无线访问点(WAP)上进行的WLAN和CAPWAP处理的冗余度，以及相应物理额外开销对于CAPWAP分离操作是有害的。

在这样的情形下，当前可从各种销售商那里获得的WLAN实体不能在单个WLAN内互操作，也不能在动态拓扑WLAN内操作。

这些问题涉及到WLAN实体之间的静态差异，因为它们是基本设计不同的结果。除了这些之外，还存在与WLAN实体之间的动态差异有关的问题。

尤其，在WLAN起作用期间，WAP上的处理负载可以变得相当高，甚至超过WAP的处理能力。这是由相关移动终端(MT)的数量增加引起的或由来自相关MT的业务量增加引起的。随着时间的流逝处理负载的这些差异构成动态因素，因为它们依赖于MT的动态。

在所有由WLAN构成的WAP上处理负载的这些动态差异传统上通过影响MT从它们处理负载高的相关WAP的转接来解决，将MT重新与处理负载相对较低的其它WAP连接。

[专利文件1]公开了通过相关MT的抢先转接解决WAP上处理负载级的动态差异的手段。虽然[专利文件1]解决了在所有WAP上处理负载的动态差异问题，但它是通过托管实现的，使与一个WAP相连接的MT也在其它WAP的覆盖区内，以便能够进行转接和重新连接。如果MT不在一个或多个其它援助WAP的覆盖区内，那么，预期要在物理上转移到这样的覆盖区，以便减轻第一WAP的一些处理负载。这些约束是刚性的，限制了[专利文件1]的功效。这样的限制是所有基于转接的方法所共有的。

[专利文件2]给出了WAP根据流行处理负载级，修改它们发送的信标信号的间隔，以便吸引或劝阻MT连接的方法。这种方法也牵涉到要求MT在处理负载低的替代WAP的覆盖区之内或同意转移到这样的区域的约束。

[专利文件3]把注意力集中在作出连接决定的抢先MT上。但是，该方法也受如上所述因素的限制。

虽然这样的方法试图解决处理负载的动态差异问题，但它们都是通过引入严格的先决条件实现的，从而带来了更多的问题。处理WAP中的动态差异的[专利文件1]、[专利文件2]、[专利文件3]和其它基于转接方法的另一个缺点与通信会话的整体漂移有关。实际上，MT与它们与之连接的WAP保持了许多通信会话。其结果是，非常有可能只有一个MT或少数MT的通信会话构成WAP上的相当大量处理负载。如果WAP想影响所述MT转接和重新与另一个WAP相连接，那么，第一WAP上的处理负载将会减小，但对其它WAP会造成负面影响。然后，其它WAP变成超载和反过来转接到第一WAP。这可能会不给WLAN带来任何净收益地一直继续下去。这指出了通过转接方法不能很好地分配处理负载。换句话说，不能很好地管理动态差异。

[非专利文件1]电气和电子工程师协会(IEEE)标准802.11-1999(R2003)

[非专利文件2]“CAPWAP问题陈述”，draft-ietf-capwap-problem-statement-02.txt

[专利文件1]“在无线局域网中促进越区切换的方法和装置(Method andapparatus for facilitating handoff in a wireless local area network)”，US2003/0035464 A1

[专利文件2]“无线LAN访问点的可动态配置信标间隔(Dynamically con-figurable beacon intervals for wireless LAN access points)”，US 2003/0163579A1

[专利文件3]“在无线网络中选择访问点的方法和装置(Method andapparatus for selecting an access point in a wireless network)”，US 6,522,881 B1

发明内容

鉴于上面讨论的问题，本发明的一个目的是提供根据便于在单个WLAN内协调包括WLAN拓扑的动态变化在内的WLAN实体之间的静态和动态差异的策略，在WLAN的控制点(CN)和无线访问点(WAP)之间进行协商的装置和方法。

本发明提供一种在允许在无线访问点和单个或多个控制节点之间进行规定的无线局域网功能的划分的无线局域网中提供服务的方法，包含如下步骤：i.所述无线访问点通过从所发现的控制节点选择应与其连接的控制节点，向所选控制节点发送有关自己的无线局域网功能的信息启动协商；ii.所述控制节点在接收到所述消息之后，根据所述无线访问点的能力决定所述无线局域网功能的划分。

本发明的方法，还提供所述无线访问点利用如下信息中的一个以上的信息从所发现的控制节点选择1个与其连接的控制节点：i.控制节点所提供的无线局域网功能小组；ii.使用控制节点的成本；iii.控制节点的销售商；iv.与控制节点连接的特性；和v.对上述因素进行了加权的总和。

本发明提供一种在允许在无线访问点和单个或多个控制节点之间进行规定的无线局域网功能的划分的无线局域网中的无线访问点，包含：启动协商功能，其通过从所发现的控制节点选择应与其连接的控制节点，向所选控制节点发送有关自己的无线局域网功能的信息启动协商；划分信息接收功能，其接收包含由所述控制节点根据所述消息所决定的关于无线局域网功能的划分的信息。

本发明的另一个目的是提供为了确定由所述WLAN实体的每一个处理的所选功能组、负载或其它部件，在WLAN实体之间进行协商，以便协调系统设计、处理负载、或网络拓扑的变异的方法和策略。

本发明的另一个目的是提供根据便于在单个WLAN内协调像各种WLAN实体上的处理负载级的差异那样WLAN实体之间的动态差异的策略，在WLAN实体之间进行协商的装置和方法。

本发明的又一个目的是提供在存在动态变化网络拓扑的情况下协调分离结构WLAN的操作的手段。

所公开的发明涉及无线局域网(WLAN)，尤其涉及解决WLAN实体之间的静态和动态差异问题的手段。它引入了为了协调这些差异在WLAN实体之间进行协商的策略。

本发明的一个方面根据便于协调WLAN实体之间的静态差异的策略应付WLAN的控制节点(CN)和无线访问点(WAP)之间的协商。具体地说，它给出了确定协商实体之间WLAN功能的灵活划分的手段。本发明首先牵涉到分类WLAN实体的功能能力。然后，这些实体确定其它实体的能力，接着在它们之间就如何最佳地在它们之间划分功能进行协商。然后，WLAN实体的进一步操作基于确定的功能划分。本发明的这个方面提高了WLAN实体的互操作性。

本发明的另一个方面根据便于协调WLAN实体之间的动态差异的策略应付WLAN实体之间的协商。具体地说，它无需要求物理转移相关移动终端(MT)地解决了在WAP之间分配处理负载的问题。它牵涉到首先确定在WAP上分配部分处理负载的需要。接着确定可以分配哪些部分处理负载，同时保持MT和WAP之间的现有连接关系。接着，过载WAP进入与其它WAP协商的状态，以便确定如何在它们之间分配确定的部分处理负载。本发明的这个方面克服了管理WLAN实体之间的动态差异的基于转接方法的局限性。

在本发明的广播方面中，本发明提供了在WLAN中提供服务的系统，从而控制节点可以与WAP协商，和为每个WAP提供了相似或不同的补充功能，以便形成为WLAN定义的完整功能。

在本发明的优选形式中，本发明允许控制节点的控制器模块包含单个或多个处理进度表，所述处理进度表由用于每个无线访问点的多个功能部件组的描述符的顺序列表组成。

在另一种优选形式中，本发明提供了在WLAN中提供服务的方法，其中，控制节点通过向WAP发送包含模拟移动终端发送的数据单元的部分的单个或多个消息，动态地发现WAP的能力，接收所述消息的WAP利用处理从移动终端接收的数据单元的相同过程处理所述部分，和在应答消息中将它发送回到所述控制节点，和所述控制节点通过检查应答消息中的经处理数据单元获取所述WAP的能力信息。

在另一种优选形式中，本发明考虑了在允许在WAP和一个或多个控制节点之间分离已定义WLAN功能的WLAN中提供服务的方法，其中，WAP组处理为WLAN定义的所有功能组，控制节点向各WAP组提供为WLAN定义的不同补充功能组。

在又一种优选形式中，本发明考虑了确定协商实体之间WLAN功能的灵活划分的手段。本发明首先牵涉到分类WLAN实体的功能能力。然后，这些实体确定其它实体的能力，接着在它们之间就如何最佳地在它们之间划分功能进行协商。然后，WLAN实体的进一步操作基于确定的功能划分。

在另一个方面中，本发明提供了无需要求移动终端的连接转接，就可以在WLAN中实现负载平衡的系统，从而移动终端的数据单元由单个或多个WAP用完整WLAN功能处理，其中，每个WAP只用完整WLAN功能小组处理数据单元。

在本发明的优选形式中，本发明考虑了无需要求移动终端改变与WAP的连接关系，就可以在WLAN中实现负载平衡的方法，其中，WAP将提供给移动终端的处理功能分离成连接特定部分和非连接特定部分，WAP与另一个WAP协商，以便处理非连接特定部分，和与另一个WAP建立安全通道，WAP在用功能的连接特定部分处理了数据单元之后，通过通道将数据单元从移动终端传送到另一个WAP，和另一个WAP通过通道接收经过处理的数据单元和用功能的非连接特定部分处理它。

在另一种优选形式中，本发明提供了根据包含要处理的数据单元的大小、处理数据单元的预期平均时间、处理数据单元的额外开销时间或所述信息的加权和的信息，确定非连接特定功能的分配的方法。

在另一个方面中，本发明提供了协调无线网络拓扑的变异的方法，其中，该方法包含如下步骤：动态地修改无线网络拓扑的至少一个网络实体的操作逻辑，以便变更一个或多个功能子部件的处理。

在本发明的优选形式中，本发明考虑了通过绕过所选功能子部件的处理，变更至少一个网络实体上的所述所选功能子部件的处理，协调WLAN的变异的方法。

在本发明的优选形式中，本发明考虑了通过有选择地处理所选功能子部件，变更至少一个网络实体上的所述所选功能子部件的处理，协调WLAN的变异的方法。

在另一种优选形式中，本发明提供了通过有选择地激活所选网络实体的功能子部件，以便整个所述无线网络上的被激活功能子部件的总和对应于所述无线网络的完整功能子部件，在保持无线网络的全系统功能语义的同时，变更局部级功能语义的方法。

在又一种优选形式中，本发明提供了通过将所述被激活功能子部件的处理从第一网络实体移动到第二网络实体，在保持无线网络的全系统功能语义的同时，变更局部级功能语义的方法。

根据本发明的这些方面和优选形式，解决了不同功能能力的WAP的不兼容问题。本发明还解决了在动态拓扑环境下WLAN的操作问题。在又一个方面中，本发明解决了协调随着时间流逝处理负载量不同的问题。

附图说明

图1是例示用于例示应付在WLAN实体之间，尤其，在控制节点(CN)和无线访问点(WAP)之间的协商的策略的所公开的发明的第一方面的无线局域网(WLAN)系统的操作表示的图形；

图2是描绘应付在CN和WAP之间的协商的策略的本发明第一方面涉及的一般操作步骤的图形；

图3是示出示范将CN和WAP的能力整合成一个实体的本发明第一方面的一个实施例的一体化WLAN实体的图形；

图4是例示应付为了协调WLAN实体之间，尤其，WAP之间的动态差异的协商的策略的本发明第二方面的简化框架的图形；

图5是描绘应付为了协调WLAN实体之间的动态差异的协商的策略的本发明第二方面涉及的一般操作步骤的图形。具体地说，它应付各种实体上的处理负载；

图6是用于说明本发明第二方面的一个实施例的推论的图形，其中，处理负载的定义被取成WAP从相关MT接收的协议数据单元(PDU)的大小；

图7是例示中央控制器在协调WLAN实体之间的动态差异的协商中扮演管理者角色的本发明第二方面的一个实施例的图形；

图8是例示应用协商策略使动态WLAN拓扑下的CAPWAP分离操作成为可能的本发明第一方面的一个实施例的图形；

图9是示范与IEEE802.11 WLAN规范有关的本发明第一方面的特定实施例的图形；和

图10是描绘使动态WLAN拓扑成为可能的本发明第一方面的一系列步骤的图形。

具体实施方式

下面分两个主要方面描述本发明在无线局域网(WLAN)的实体之间进行协商的策略，第一方面把焦点集中在协调WLAN实体之间的静态差异，也包含协调WLAN拓扑的变化的调整上，而第二方面例示了处理动态差异，尤其，在处理负载级上的动态差异的手段。

在如下的描述中，为了说明起见，给出了具体号码、时间、结构和其它参数，以便全面了解本发明。但是，对于本领域的普通技术人员来说，显而易见，不用这些具体细节也可以实施本发明。

协调静态差异的协商：

在图1中示范了体现应付WLAN实体之间的静态差异的协调的本发明第一方面的WLAN系统。该图例示了包含控制节点(CN)101、多个无线访问点(WAP)105和107、多个移动终端(MT)113和网络干线117的WLAN系统100。为了简单起见，只显示具有单个CN的WLAN系统100。而体现本发明的系统可以包含任何数量的CN。此外，该图表示了CN 101与WAP 105和107之间的直接连接。可替代地，在它们之间也可以存在许多中间节点。同样地，CN 101与网络干线117之间的连接也可以包括许多中间节点。所有这样的情况都在所公开发明的范围之内。

CN 101向与之连接的WAP 105和107提供支持和控制。WLAN系统中的新WAP在接受来自一个或多个CN的支持和控制之前，必须首先选择和建立连接关系。这样，WAP可以同时与一个或多个CN保持不止一种的连接关系。同样地，MT 113选择和保持按向MT提供服务的WAP的连接。这些服务包括无线电发送和接收、安全传输和移动。MT可以与一个或多个WAP保持多种连接，但是，在图1中简化为各MT只与一个WAP保持一种连接。

可以从WLAN系统100中推断，WAP通过CN与网络干线连接。这种情况的一种替代包括WAP经由其它中间节点用有可能的其它手段与网络干线连接。在这样的情况下，CN将只负责与之连接的WAP的控制和管理，而与外部网络的连接可以由其它实体来管理。

图1示出了能够执行如一些已建立WLAN标准所规定那样的一组完整WLAN功能操作的CN 101。它也能够执行其它控制和管理功能操作。每个功能操作用功能部分115之一逻辑表示。由各功能部件表示的操作可以包括加密、解密、媒体存取控制协议数据单元(MAC PDU)处理、认证、连接、服务质量(QoS)处理、因特网协议(IP)处理等。

各功能部件用功能部件代码表示。为了例示，图1中的一些功能部件用功能部件代码‘a’、‘b’和‘c’表示。例如，功能部件‘a’可以表示进行某种类型的加密，例如，Wi-Fi保护存取(WPA)或高级加密标准(AES)所需的处理，功能部件‘b’表示QoS处理，例如，优先级管理，功能部件‘c’表示在无线电发送和接收期间的功率控制。功能部件是逻辑单元，和也可以由单个处理器由不同指令集和不同的场合(contxst)集来构成。可替代地，功能部件可以由在不同的实体中能够执行的各个处理实体构成。虽然可以想像，功能部件的实际的构成可以因制造商和它们的构成而异，但连接不同部件的接口是公用的或兼容的，以便使控制或数据单元从一个WLAN实体到另一个WLAN实体能得到无缝处理。

由于WAP来自不同的制造商或具有不同的构成，所以它们往往含有在它们之间程度不同的WLAN功能部件。这些对应于CN和WAP之间的功能的不同划分。例如，图示了WAP 105能够处理功能部件‘a’、‘b’和‘c’，而WAP 107则只能处理功能部件‘b’和‘c’。它们的WLAN操作和它们的控制所需的其余功能部件被分离开来，留给CN 101处理。WAP和CN实体之间的这些差异代表每个其它WLAN实体要通过所公开的协商方法协调的静态差异。

关于本发明的适当操作，来自不同制造商的CN和WAP有必要遵从对它们含有和识别的功能部件的预定命名惯例。这样，正在协商的实体就保证了可以精确地区分哪些功能部件是相同实体的构成。为此，需要功能部件代码在表示各种功能部件时一致。但是，这种惯例不需要严格按照字面。例如，可以按该惯例提供正在协商中的实体可以辨别其特性的各种功能部件的标准描述符。举例来说，“IEEE 802.11i”描述与保密功能有关的IEEE WLAN标准。因此，根据这样的描述符，协商CN和WAP可以将部分或全部名称与其它描述符匹配，以便推断描述符所代表的功能部件的性质。

如前所述，功能部件之间的接口也需要在WLAN实体上保持一致。这样就保证了可以从一个WLAN实体对另一个WLAN实体无缝地进行控制或数据单元的处理。例如，WAP可以用适当功能部件进行解码，然后，以适合进一步处理的形式，比如说，可以被CN上的解密功能部件容易地解密的形式将解码数据单元发送到CN。因此，尽管在不同WLAN实体中存在不同功能部件，但它们之间的接口是可相互识别的，以便提供无缝处理。

各WLAN实体一般由控制器实体控制。因此，CN控制器103、WAP控制器109和111分别负责CN 101、WAP 105和107的整体的运营。虽然WLAN系统100示出了统合到WLAN实体中的控制器，但这些控制器也可以是分立实体。这样，它们可以保持对于各WLAN实体仍然是不同种类或为许多WLAN实体组合在一起。可以想像，各类型的实体都存在专门控制器。

控制器尤其负责为与控制器管理的实体连接的各实体建立处理进度表。据此，CN控制器103保持WAP 105和107的处理进度表，而WAP控制器109和111轮流保持各自与它们连接的MT 113用的处理进度表。

处理进度表指的是所述控制器管理的实体从所连接的器件接收的关于控制和数据单元应该进行处理的功能部件的时序。例如，WAP 105的WAP控制器109保持包含其功能部件‘a’、‘b’和‘c’的时序的处理进度表。当控制或数据单元从所连接的MT 113到达时，WAP 105根据建立的处理进度表，进行功能部件‘a’、‘b’和‘c’的处理。如果所有MT都含有一致的功能，WAP上的处理进度表对于所有相关MT都相同。但是，如果MT由不同程度的功能构成，则WAP也可以为处理来自不同MT的控制和数据单元而保持分立的处理进度表。

在本发明第一方面的一个实施例中，WAP 105和107的WAP控制器109和111首先分别执行发现CN的图中的步骤201。要发现的CN可以是处在与WAP相同的管理区内，也可以属于不同的管理区。这个发现步骤可以根据任意节点发现协议或通过广播/多播/泛播呼出从可用的CN响应的特定的、可相互识别的消息来实施。

接着，WAP控制器在步骤203中从发现的CN当中选择应与之连接的CN。为进行这种选择的可以考虑到的判断基准可以是WAP和CN之间的往返时间(round-trip latency)。这种判断基准具有可以使在WLAN实体之间迅速交换控制消息的优点。作为可以用于CN选择的其它的判断基准，包括网络状态、拥塞度、CN提供的WLAN功能小组、使用CN的成本、CN的销售商、与CN连接的特性、链接状态、随机选择、使用链接的成本、制造商的识别信息和这些判断基准的被加权后的总和。在选择了与之连接的CN 101之后，WAP控制器109和111进入与CN的连接的阶段。这个阶段可以包括相互认证、交换保密信息和建立通信协议以便进一步交换。

然后，在步骤205中，WAP控制器109和111进入与CN控制器103的协商阶段，以便建立协调它们各自功能能力的可能发生的差异的手段。尤其，协商是设定与进行协商的实体的能力一致的WLAN功能划分和将所有WLAN的操作和管理进行最适合化。

如步骤207所示，协商可以由WAP控制器或CN控制器启动。WAP控制器通过向所选CN发送与所连接的WAP的功能能力有关的信息启动协商。这个信息包括与WAP能够处理的功能部件相对应的适当代码和它们的处理进度表。CN控制器通过向所连接的WAP请求功能能力信息启动协商。

一旦接收到来自所连接的WAP的能力信息，根据建立策略，CN控制器103决定WLAN功能的初始划分。然后，像步骤209那样，在CN 101与所连接的WAP 105和107之间执行这种划分。功能划分确定WAP能处理的功能部件中哪些是WAP本身的处理需要处在激活状态的，和为CN的处理功能部件哪些是需要处在非激活状态的。

在一个实施例中，功能的初始划分基于尽量使各所连接的WAP的所有功能部件都能进行处理的策略。对于这样的划分，只有所连接的WAP本来就无法处理的那些功能部件留给CN。然后，让这样的功能部件包括在CN控制器的处理进度表中。由于WAP有可能不一定具有不同程度的功能的能力，这就要求CN控制器为每个所连接的WAP建立分立的处理进度表。这样，这个实施例给出了可以使各WAP都装备有完整的能力的策略。但是，这是以在CN控制器上为不同的WAP执行不同的处理进度表为代价取得的。

在另一个实施例中，功能的初始划分基于CN控制器首先确定在所连接的所有的WAP上通用的的功能部件组的策略。然后，即使所连接的WAP能够处理其它功能部件，它们也必须只处理确定的功能部件组。因此，需要用于所连接的各WAP所处理的其余一组功能部件是与所有的WAP通用的。然后，可以由CN处理这个通用组。这个实施例给出了CN控制器可以为对于所有所连接的WAP保持单个处理进度表的策略。如果与现有处理进度表中的规定不兼容的或含有较少的功能部件的新WAP与CN连接时，CN控制器反复决定在所有当前所连接的WAP上共有的功能部件组的步骤。应该注意到，如果新WAP具有比在单个已建立的处理进度表中规定的功能部件多的话，则无需执行这个步骤。

可替代地，新WAP与CN连接时同时保持两个处理进度表的宽限期会得到实施。第一处理进度表对应于在新WAP连接之前建立的现有处理进度表，而第二处理进度表对应于考虑了新连接的WAP的功能的处理进度表。然后，在宽限期期间处理的数据单元是根据最适合的处理进度表完成的。这个实施例提供了即使时新WAP与CN连接的情况下，也不中断对现有MT的服务。

在另一个实施例中，功能的初始划分基于策略组合，其中，使所连接的WAP对能够处理的所有功能部件组可以进行处理。另一个所连接的WAP组即使它们具有更大的能力，也只处理它们能够处理的共有功能部件组。CN控制器决定与所连接的WAP组的所有的共有的功能部件组。需要为所连接的各自WAP处理的其余功能组部件将由CN来处理。因此，其余功能组部件关于所连接的WAP的某一组，对各WAP来说是不同的，而对于其它连接的WAP组的各WAP来说是同样的。

接着，在决定了WLAN功能的初始划分之后，在步骤209中，将这种划分发送到所连接的WAP加以确认。在步骤211和213中，WAP控制器按划分是否可行为序进行核实，进行了核实后，将肯定确认(ACK)返还给CN。

假设一些WAP以非划分方式构成，例如，在硬连线系统中实现功能部件，这样的WAP就无法执行特定初始功能划分。在这些情况下，在步骤215中，WAP用表示它们功能部件之间的操作相关性的更新处理进度表将否定确认(NACK)发送到CN。然后，CN控制器对这个新处理进度表加以考虑和决定可以与WAP兼容的另一种功能划分。如果新划分是可行的，WAP返回肯定确认(ACK)，如果不是，以同样的方式继续协商。如果不成功协商交换达到固定次数，CN就允许WAP处理它们所有的功能部件。

在初始协商阶段，CN或所连接的WAP甚至可以在协商阶段完成之前，根据预定策略和规则强行终止进一步的协商。在步骤219和221中，当推断进一步的协商为未定时，可以由CN或WAP执行这些策略。例如，如果WLAN功能的初始划分的差异明显与WAP的能力不符，由于进一步进行下去可能徒劳无益，WAP可以选择终止协商。可替代地，如果某个实体确定另一个实体是非法的，可以终止协商。许多其它策略也可以用于强行终止协商。

一旦功能划分是参与所有WLAN实体都可接受的，CN控制器103就在步骤217中，为所连接的WAP 105和107建立适当的处理进度表。这些进度表定义了CN 101对从所连接的WAP 105和107接收的控制和数据单元进行处理的功能部件的时序。然后，CN控制器103以与处理进度表一致的方式管理各所连接的WAP。

在一个实施例中，可以将WLAN功能划分成可以用功能部件代码1、2、3和4表示的四个功能部件。与代码1相对应的功能部件涉及与无线电方面有关的那部分WLAN功能。这可以包括无线电发送和接收、编码、调制、功率控制和信标信号控制。这样通过将与无线电接口有关的方面组合在一起的划分将为更简单的设计创造条件。代码2的功能部件涉及保密方面，它可以包括认证、连接、加密和解密。这个划分的基础是保密处理牵涉到由此可以统合和优化它们的数学计算。然后，代码3的功能部件进行控制和数据协议数据单元(PDU)所需的处理。这包括桥接、路由、重新发送和已经开发出专门网络处理器的因特网协议(IP)层处理。接着，代码4的功能部件涉及WLAN的一般控制和管理。服务质量(QoS)控制、构成和策略管理是这个功能部件的一些方面。这个实施例给出了WLAN功能的简单实用分类。然后，各种WLAN实体之间的协商可以基于这些分类。这些分类也可以用于描述不同的实体。例如，可以将只实现WLAN的无线电方面的WAP称为类型1实体，然后，类型1实体要求CN能够处理其余功能部件2、3和4。

在第一方面的另一个实施例中，WAP控制器不需要明确地将它的功能能力信息发送到CN控制器，而是让CN控制器推断相关WAP的能力。这样自动能力发现的手段便于更容易地确定功能能力，而无需在CN和相关WAP之间明确地交换功能部件代码。在这个实施例中，CN控制器向相关WAP发送特殊命令。WAP通过生成数据单元和根据它的功能部件处理它，并对特殊命令作出响应。然后，将模拟数据单元在经过WAP处理之后发送到CN。然后，CN控制器根据接收的模拟数据推断所连接的WAP的功能能力。然后，随后的操作从图2中的步骤209开始。这个实施例要求所连接的WAP能识别和响应由CN控制器发出的特殊命令。

该实施例的一种可替代形式牵涉到CN控制器仿佛它是移动终端似的模拟数据单元和将模拟数据单元发送到所连接的WAP中。模拟数据单元的目的地地址被设置成CN本身。一旦接收到数据单元，WAP就根据它的能力进行处理并将经处理数据单元转发还给CN。然后，CN控制器从经处理数据单元中推断所连接的WAP的功能能力。此后，CN控制器设计WLAN功能的初始划分和将它发送到所连接的WAP。然后，随后的操作从图2中的步骤209开始。

在本发明的另一个实施例中，给出了整合WLAN操作功能和控制和管理功能的单个实体。图3示范了这个实施例，其中，例示了这样的一体化WLAN实体301。一体化WLAN实体301由于分别存在WAP控制器303和CN控制器305能够进行WAP操作和CN控制管理操作。WAP和CN各功能操作由各功能部件307用功能部件代码表示的功能部件307之一逻辑表示。这些功能部件包含了像无线电发送和接收那样的WLAN操作，以及像WLAN监视和构成管理那样的CN操作。

功能部件307的组是WAP控制器和CN控制器两者共有的，各控制器上的处理进度表可以包括任意的功能部件。各控制器以一完整功能部件组可用来调度，并各自以独立的方法操作，这样，在WAP控制器303和CN控制器305之间的协商阶段，WAP控制器发送关于它的能力信息，以便包括与所有功能部件307相对应的一组完整代码。

一体化WLAN实体301连接了许多MT 309。WLAN系统300示出了通过一体化WLAN实体301与网络干线311连接的MT 309。也可以通过像通过其它中间节点的那样的可替代手段进行这种连接。但是，对于所连接的MT来说，普通WAP和一体化WLAN实体之间没有什么差异。

在这个实施例中，在操作上一体化WLAN实体的WAP控制器首先进行CN的发现。本质上，这种发现结果成为将其本身视为CN。一旦发现，接着是连接阶段，在连接阶段之后，CN控制器和WAP控制器进入协商阶段。发现和连接，WAP和CN存在于单个实体内均为内部操作。

接着，WAP控制器和CN控制器开始协商，以便确定在它们之间功能的适当划分。WAP控制器首先向CN控制器发送与它的能力有关的信息。这个信息包括与在一体化WLAN实体301内可用的所有功能部件相对应的功能部件代码和牵涉到所有代码的处理进度表。根据能力信息，CN控制器根据为功能划分建立的策略，进行功能的初始划分，并将它发送给WAP控制器。功能的初始划分可以由确定划分的顺序的CN控制器执行，对于WAP控制器来说也是可执行的和可接受的。其结果是，WAP控制器将肯定确认(ACK)发送到CN控制器。然后，两个控制器按照得到了承认的功能划分建立处理进度表并据此进行操作。这个实施例例示了如何在一体化WLAN实体内进行协商处理。这样，所公开的发明将与这些实体的各种设计保持一致。

在本发明第一方面的另一个实施例中，别的CN含有不同程度的功能。这样，与CN相连接的WAP要求处理与所连接的CN及其双方本身不能使用的功能。在本实施例中，WLAN中的各种CN为了协调它们功能的能力不同而在它们之间可以进行协商解决这种状况。CN可以遵从在图2中的步骤确定如何管理它们功能的静态差异。例如，第一CN只含有功能部件中的2种类型，和可能需要不能将服务提供给与之相连接的WAP，但却是将服务提供给与之相连接的WAP所需的第三部件。在这样的情况下，第一CN发现WLAN中的第二WAP并与它协商。协商是为了在CN之间划分功能。其结果是，第一CN允许在第二CN中执行第三功能部件的处理。

在本发明第一方面的又一个实施例中，解决了WLAN拓扑(topology)拓扑的动态变化问题。图8例示了基于动态WLAN系统800的CAPWAP一般情况。这里，在中央控制节点801和无线访问点WAP1 803组和WAP2 805组之间划分WLAN功能(用功能部件1到5表示)。需要强调的是，中央控制节点801能够管理不同能力的WAP，即，WAP1 803和WAP2 805。

关于拓扑的第一实例807表示操作的静态情况。这里，在WLAN系统800中WAP1 803和WAP2 805的连接是固定的。然后，WLAN系统800发生变形为拓扑拓扑第二实例809的迁移813。在此例中，WAP1 803移动到别的位置，通过WAP2 805建立与控制节点801的新的连接815。迁移813表示动态变化，第二实例809仍然表示从WAP1 803向移动客户机811提供服务的新WLAN拓扑拓扑。同时，WAP1 803相对于WAP2 805作为另一个移动客户机进行动作。

在拓扑拓扑第二实例809中，通信单元823例示了来自移动客户机811的通信业务。通信单元823首先如步骤817所示由WAP1 803进行处理。在此，进行三个所有的WLAN功能部件和CAPWAP控制部件的处理。然而，在步骤817中，除了为发送WAP2 805所需的首标之外，还加了具有CAPWAP协议首标形式的物理额外开销(over head)。这由步骤817的‘C1’子字段示出。接着，在WAP2 805上，执行步骤819，进行另一组WLAN功能和CAPWAP控制部件的处理。接着，在步骤821中，中央控制器801执行步骤817和819各自的补充功能。根据步骤821的子字段，可以清楚看到，中央控制器801重复了一些补充功能。本发明的目的是避免这种处理重复和传输额外开销。

这里参照图10中的步骤描述本发明的操作。在步骤1001和1003中，监视无线网络的拓扑，以便确定无线网络结构的任何变化。实现这些步骤的手段是分析接收通信单元的首标字段，并将它们与预先设定的网络拓扑的表示相比较。例如，在基于IEEE802.11规范的WLAN的情况下，如果控制节点801从WAP2 805接收到与WAP1 803相对应的可信赖的移动客户机的连接请求，那么，可以推断，控制节点801和WAP1 803之间当前的拓扑包括WAP2805。确立拓扑变化的另一种手段是周期性地交换有关相邻网络实体的信息。这些交换的变化意味着拓扑的改变。

当网络拓扑变化得到确定，如步骤1005所示，用‘操作连接’信号触发协调变化的网络实体，即，WAP2 805。这个信号包含与影响拓扑变化的网络实体，即，WAP1 803和所述WAP1 803管理的移动客户机811有关的初步状态信息。在基于IEEE802.11规范的一个实施例中，初步状态信息包含WAP1 803管理的移动客户机811的数量、关于与移动客户机811的连接的识别信息和移动客户机811的发送源MAC地址。初步状态信息还可以包含由拓扑的变化带来的网络实体，即，WAP1 803的MAC地址等的附加状态信息。接着，在步骤1007中，用‘操作更新’信号触发协调拓扑变化的网络实体，即，WAP2805，调整它的功能，以便管理拓扑变化。在基于IEEE802.11规范的一个实施例中，‘操作更新’信号包含与动作‘将帧转发给发送块’相对应的代码值和与为其采取所述动作的那些‘数据帧’类型相对应的代码值。‘操作更新’信号还可以包含‘基本服务设置标识(BSSID)’、‘发送源MAC地址’、或‘目的地MAC地址’等的附加参数。在基于IEEE802.11规范的另一个实施例中，‘操作更新’信号影响WAP2 805的媒体存取控制(MAC)管理和控制逻辑。特别是，可以进行这样的逻辑变更，使由拓扑的变化所带来的网络实体(WAP1 803)管理的、从移动客户机811的通信帧无需执行常规的连接和认证阶段，而由WAP2 805来管理。在又一个实施例中，这种逻辑变更通过变更WAP2 805的‘接收’块的‘Filter_MPDU’处理，实现将从移动客户机811接收的所有通信帧引向常规的一系列的处理。可替代地，连接和认证处理可以通过控制节点801预先建立。

在调整拓扑变化的网络实体WAP2 805被更新之后，如步骤1009所示，在影响拓扑变化的网络实体WAP1 803上触发‘操作连接请求’信号。在基于IEEE802.11规范的一个实施例中，‘操作连接请求’信号包含其所请求的相应信息值的‘保密算法类型’、‘保密密钥’、‘会话识别信息’、或‘连接识别信息’参数相对应的代码值。请求信号用于获取与WAP1 803和它管理的移动客户机811有关的特定状态信息。然后，如步骤1011所示，WAP2 805通过接收‘操作连接更新’信号识别这个状态信息，为有关今后使用的功能作好准备。在基于IEEE802.11规范的一个实施例中，‘操作连接更新’信号包含与‘保密算法类型’、‘保密密钥’、‘会话识别信息’、或‘连接识别信息’参数相对应的代码值。

接着，在步骤1013中，影响拓扑变化的网络实体WAP1 803，为变更其功能逻辑被‘操作更新’信号触发。具体地说，使信号指向WAP1 803，以便绕过在WAP2 805上可能重复的某些处理(以便WAP2 805忽略WAP1 803上的处理，和进行只在WAP2 805上的处理)。步骤1013的目的是防止在WAP1 803和WAP2 805两者上重复WLAN和CAPWAP处理。并且，绕过WAP1 803上的处理减小了在新建立无线连线815上发送的物理额外开销，从而缩短了发送延迟。通过两个方面的结合保证了按照初始拓扑实例维护WAP1 803和控制节点801之间的定时约束。

在基于IEEE802.11规范和CAPWAP框架的一个实施例中，通过中央控制节点在协调拓扑变化的网络实体与影响拓扑变化的网络实体之间交换操作连接状态信息。

在上述交换操作连接状态信息的实施例的一种替代实施例中，无需在它们之间建立明确的操作连接，就可以在协调拓扑变化的网络实体与影响拓扑变化的网络实体之间完成所述交换。指令影响拓扑变化的网络实体WAP1 803将特定‘帧类型’代码用于包含状态信息的通信帧。接着，协调拓扑变化的网络实体WAP2 805被‘操作更新’信号触发，以便使它能够以替代手段管理带有特定‘帧类型’代码的通信帧。可替代地，可以使用特定‘子类型’、‘持续时间/ID’代码。尤其，替代手段包含拆封所述通信帧的有效负载和将有效负载用作状态信息。在该实施例的一种情况中，控制节点801管理各种触发信号。

在动态CAPWAP框架下，影响拓扑变化的网络实体WAP1 803通过协调拓扑变化的网络实体WAP2 805与控制节点801通信。

在步骤1007和1013中，打破局部级的WLAN和CAPWAP功能语义(其中，功能语义对应于一组或一系列WLAN操作所需的处理)，以便在所选网络实体、协调拓扑变化的网络实体和影响拓扑变化的网络实体上绕过所述处理的所选子部件。但是，对于1000的组合步骤，本发明通过在控制节点801、WAP1 803和WAP2 805之间划分所选的处理子部件，获得了WLAN和CAPWAP功能处理的全系统语义。因此，1000的步骤有选择地激活了各种处理子部件，通过这样做，获取了全系统功能语义。对于本领域的普通技术人员来说，很清楚，为了优化、实现、或任何其它目的，可以组合、分离或一般性变更出现在1000中的步骤，而不偏离本发明的本质。这样，本发明的范围不局限于1000的特定步骤。

图9例示了步骤1000上与WAP1 901有关的操作的本发明实施例。WAP1 901的逻辑操作基于IEEE802.11 WLAN规范，但也可以容易地示范基于其它无线规范。WAP1 901通过处理各种数据(D)、管理(M)和控制(C)帧，以及一般操作来管理移动客户机903。该处理逻辑地包含‘接收’905、‘WAP处理’909和‘发送’911等块。‘接收’块905进一步包含其逻辑基于滤波器907的‘Filter_MPDU’处理。滤波器907用于根据各种判断基准比较达到帧和适当地管理它们。

响应步骤1013的‘操作更新’信号，将滤波器逻辑更新成包括滤波器逻辑更新913的变化。在该实施例中，完全绕过‘WAP处理’909地将数据帧直接传送到‘发送’块911。其结果是，在WAP1 901上大多数数据帧的处理时间显著缩短了。然后，这些数据帧由根据步骤1007更新其操作的WAP2 915来管理。由于管理和控制帧直接与WAP1 901和移动客户机903之间的连接有关，所以在WAP1 901上局部地处理它们。因此，本发明通过影响WAP1 901的接收逻辑有选择地激活处理。

在一个实施例中，协调拓扑变体的网络实体和影响拓扑变体的网络实体根据不同无线规范操作。参照图8，WAP1 803根据IEEE802.1 1规范操作和WAP2 805根据IEEE802.16规范操作。然后，将在保持全系统功能语义的同时适用局部级功能语义的原理应用于根据不同无线规范操作的网络实体。应该注意到，操作的不同性可以包含蓝牙连接、IEEE802.20、蜂窝式电话或任何其它无线规范。

包含动态WLAN拓扑的本发明有许多情形和应用。例如，未来的家用网络将能够立即扩大覆盖区。传输系统将包含发送和接收部件，以便网络拓扑随每个中转站、车站或港口而变化。制造容易将无时无刻向各种地方提供连接的通信网络。到此为止描述的本发明可以体现在这些情形中，以便解决在动态拓扑环境下的等待时间和额外开销问题。

到此为止描述的这个本发明第一方面的实施例例示了WLAN实体可以相互协商，以便协调每个这样的实体含有的不同程度静态差异的策略。另外，这些实施例例示了打破局部级功能语义，以便使维持全系统功能语义的WLAN拓扑发生动态变化的本发明第一方面的应用。它们描述了控制节点如何整体地管理含有不同程度WLAN功能的WAP。所公开的协商方法为来自不同制造商或具有不同实现的实体提供了部署WLAN的灵活性。虽然现有技术将注意力集中在在WLAN实体之间划分功能的适当的手段的配备上，但本发明用于协调含有不同程度的功能的实体。其结果是，可以以灵活的方式实现WLAN功能在控制节点和无线访问点之间的划分。

协调动态差异的协商：

本发明的这个方面描述了体现所公开发明的WLAN实体为了协调它们之间的动态差异而进行相互协商的策略。它是利用不同WLAN实体，尤其，WAP上的不同级别处理负载来示范的。

体现本发明这个方面的WLAN系统400的简化表示描绘在图4中。它示出了能够提供服务和为许多相关MT进行相关处理的WAP 401和403。WAP和MT可以维持许多相互之间的连接。但是，为了简单起见，对于单个MT 405，WLAN系统400只示出了与WAP 401的一种连接。这个MT 405与WAP 401相连接并在无线连线427上接收来自WAP 401的服务。此外，图中显示WAP401和403与网络干线407连接，通过网络干线407，它们可以直接地或经由中间交换或路由设备与其它网络通信和相互通信。WAP也可以通过许多中间节点与网络干线连接或相互连接。

在WLAN系统400的操作期间，WAP上的处理负载可能随通信的动态特性而变化。例如，许多新MT可能会选择与WAP连接，在WAP上需要附加处理。另一个例子是在另外许多通信会话中涉及到的MT选择再次导致与之相连接的WAP的额外处理。因此，WLAN系统中的各种WAP的处理负载将随时间而变化。这正是所公开的发明为了在保持与其MT的现有连接关系的同时，将来自负担较重WAP的处理负载分配给负担相对较轻WAP，请求WAP相互协商来解决的动因。

根据图4，WAP 401和403自己进行一些类型的处理向相关MT提供服务。WAP 401和403中的线段419和421可以分别将该处理逻辑划分成连接特定(ASP)和非连接特定(nASP)处理。ASP处理411和413牵涉到直接依赖于MT和WAP之间的连接的那些。这样的处理要求与WAP和相连接的MT之间的无线接口相互作用。作为ASP处理的例子包括数据单元的发送和接收、功率控制、编码和调制。

nASP处理415和417指的是不直接依赖于WAP 401和403与相关MT 405之间的连接的无线方面的处理。nASP处理的例子包括桥接、滤波、协议数据单元(PDU)处理和PDU传送。

WAP控制器423和425分别管理和控制WAP 401和403上的所有处理。

现在参照图5描述本发明这个方面所涉及的操作。体现本发明的WLAN系统中的各自WAP中的WAP控制器执行监视WAP上的nASP处理负载的步骤501。这包括监视所有相连接的MT的各通信会话的nASP处理负载。作为监视处理负载的例子包括对通信会话监视处理器使用或处理器活动的持续时间，然后，对所有通信会话进行累加的手段。另一个例子是监视通信会话的存储器使用量的手段。同样地，可以独立地或以任意组合形式监视许多其它因素，以便监视WAP上的总nASP处理负载。并且，还可以使用其它监视手段。

在本发明的一个实施例中，WAP 401的控制器423根据为相连接的MT的各通信会话监视的nASP处理负载的各种因素，传送WAP的资源特性。资源特性是向通信会话提供服务所需的资源或处理负载的表示。

接着，综合所有相关MT的所有通信会话的资源特性，以获得WAP 401的总nASP负载因素。然后，在步骤503中，将总nASP负载因素与nASP负载阈值相比较，以确定WAP 401可能不易管理的紧急nASP处理过载条件。如果总nASP负载因素被确定为易于在WAP 401上管理，重复步骤501的监视。

但是，如果紧急nASP处理过载条件得到确定，那么，WAP控制器423在步骤505中确定在保持与相关MT的现有连接关系，譬如，与MT 405的现有连接关系的同时，将WAP 401上的nASP处理负载的哪些部分分配给WLAN系统的其它WAP，以便减轻WAP 401上的总处理负载。这样的方法需要MT在物理上指示转移到另一个WAP的覆盖区的转接的传统分散处理负载方法是独特的。步骤505基于与WAP 401连接的MT的通信会话的资源特性。例如，WAP控制器可以选择为分散资源特性最大的那些部分处理负载，或为分散资源特性最小的那些部分处理负载。这种选择也可以基于其它因素，譬如，资源特性的未来变化的预期。

接着，在第一WAP控制器和其它WAP控制器之间启动协商阶段。这个阶段牵涉到确定其它WAP的哪些同意通过接管过载第一WAP的nASP处理负载的一些部分，协调处理负载的动态差异。在协商的第一阶段，WAP控制器423执行将请求消息发送给WLAN系统的其它WAP的步骤507。请求消息包括WAP 401的nASP处理负载被WAP控制器确定为分配给其它WAP的那些部分的资源特性。

接收请求消息的WAP控制器确定它们是否能够像在消息中规定的那样协调附加处理负载。然后，这些控制器通过同意接管所有指定负载或同意管理部分数量的负载，对发出请求的WAP控制器作出响应。然后，WAP控制器利用这些响应确定其它WAP的哪些同意和在什么程度上同意接受它最初指定的部分nASP处理负载。如果WAP控制器推断存在这样的需要，也可以省略最初恳求消息。这样，步骤507用于确定WLAN系统中的其它WAP的哪些同意接收WAP 401的部分nASP处理负载和对WAP 401的部分nASP处理负载进行处理，以便减轻WAP 401上的处理负载。

接着，在步骤509中，过载或马上会过载WAP的WAP控制器423在WAP 401和在步骤507中确定同意接收和处理WAP 401的nASP处理负载的确定部分的WAP之间建立连接隧道(tunnel connection)409。图4例示了将成为WAP 403的同意WAP之一。然后，在建立的连接隧道上将处理nASP处理负载的确定部分所需的相关背景(context)信息发送到同意WAP。然后，在步骤511中，WAP控制器423在连接隧道上将WAP 401的nASP处理负载的确定部分发送到同意WAP。这样，WAP控制器423就减轻了WAP 401上的总处理负载。所有这些都是在保持与相连接的MT的现有连接的同时和以不压垮同意WAP的巧妙的方式取得的。

这个实施例例示了本发明的这个方面不受现有基于转接(handover)方法限制地分散处理的功效。这样，不会受与地理位置或相关MT的移动有关的约束。

在本发明这个方面的另一个实施例中，过载WAP简单地将相连接的MT的通信会话所需的处理负载转发给其它同意WAP。这种转发可以在无线、有线或两种类型组合的链路上。也可以转发相关背景信息，以便促进转发处理负载的处理。

在一个实施例中，在WAP之间的直接链路上建立两个WAP之间的连接隧道。这种直接链路可以是无线的，和与WAP和MT之间的链路相似，在这种情况下，WAP从用于与相关MT的通信的信道中确定无线电信道替代物和将它用于交换相关背景信息和nASP处理负载的确定部分。可替代地，两个WAP之间的链路可以是有线的和直接连接的。对于这个实施例，连接隧道无需经由网络干线，而是可以直接建立。

在本发明的另一个实施例中，将nASP处理负载定义成用于加密和解密发送到相连接的MT和从相连接的MT接收的MAC PDU的保密算法所需的处理。保密算法的处理是一种由于其复杂性计算强度大的非连接特定处理。这样，相连接的MT数量或与相连接的MT之间的进出的业务量的显著增加导致保密算法处理的相应增加。在这个实施例中，WAP和相连接的MT根据建立的保密算法加密它们在无线连线上的相应发送信息。一旦接收到发送信息，WAP和MT就根据相同的所设定的保密算法进行解密处理。

由于加密和解密的nASP处理负载加大时，测量到其资源特性超过nASP负载的阈值，WAP 401的WAP控制器423发送请求消息，以确定WLAN系统中的其它WAP的哪些同意接收和处理与用于WAP 401和MT 405之间的发送的保密算法相对应的部分nASP处理负载。如果WAP 403同意处理nASP处理负载，则它的WAP控制器425就对请求消息作出响应。一旦接收到对请求消息的响应，WAP控制器423就与WAP 423建立连接隧道409，然后，经由设定的连接隧道将相关保密密钥和背景信息发送到WAP 403。

接着，一旦建立了连接隧道409和交换了保密密钥和背景信息，WAP控制器423就向WAP 403发送从相连接的MT 405接收的加密MAC PDU。WAP控制器423还向WAP 403发送在发送到相连接的MT 405之前需要加密的MAC PDU。然后，WAP 403处理加密MAC PDU的nASP处理负载，和通过连接隧道将加密MAC PDU发送到WAP 401。在接收到加密MAC PDU之后，WAP 401接着将它们发送到相连接的MT。在这个实施例中，在WAP上分散保密算法的大计算强度处理，以便减轻WAP上的处理负载。这是在不影响MT重新连接的情况下完成的，这样，本发明不受基于转接方法的限制。

在另一个实施例中，WAP控制器在保持与相连接的MT的连接关系的同时，分散由于所述保密算法的未知性不能由WAP处理的与那些保密算法相对应的nASP处理负载。倘若含有WLAN能力的MT和其它设备的数量不断增加，可能存在在这样MT和设备中实现的许多保密特征，所有这些保密特征都不可被寻求连接的所有WAP识别。这样，即使在所述WAP上不可能进行一些所需处理，这个实施例也允许WAP保持与MT和其它设备的连接。该实施例是将非公用保密算法用作一个例子进行描述的，但是，对于在WAP和MT之间不公用的任何其它类型的处理也是有效的。

在将MT与WAP连接期间，一旦为了保证在两个实体之间的无线连线上的发送，就要协商两个实体都知道的保密算法。传统上，如果WAP不知道MT使用的保密算法，MT就不能与所述WAP连接。本发明的实施例超越了这种限制，即使WAP不知道MT使用的保密算法，也可以使MT与WAP连接。

在这个实施例中，尽管不存在WAP 401和MT 405两者都知道的公用保密算法，但WAP控制器423允许MT 405与WAP 401连接。在连接阶段，WAP控制器423将请求消息发送到WLAN系统400中的其它WAP，以确定哪些WAP知道和同意处理MT 405熟悉的任意保密算法。如果WAP 403知道和同意处理MT 405熟悉的任意保密算法，WAP控制器425就对带有所选保密算法的来自WAP控制器423的请求消息作出响应。一旦接收到对请求消息的响应，WAP控制器423然后就建立与WAP 403的连接隧道409。WAP控制器423接着通过建立的连接隧道409将相关保密密钥和背景信息发送到WAP 403。然后将所选保密算法告诉MT 405和使它与WAP 401连接。

一旦建立了连接隧道409和交换了保密密钥和背景信息，WAP控制器423就向WAP 403发送已经根据所选保密算法加密、从与WAP 401连接的MT 405接收的MAC PDU。WAP403通过连接隧道接收加密MAC PDU，并根据所选保密算法和已建立保密密钥和背景信息解密它们。WAP控制器423还向WAP403发送在发送到相关MT 405之前需要加密的MAC PDU。在这种情况下，WAP 403通过连接隧道409接收MAC PDU，根据所选保密算法加密它们，并将加密MAC PDU发送回到WAP 401。然后，WAP 401将加密MAC PDU发送到相连接的MT 405。在这个实施例中，即使缺乏有关保密算法的知识也不限制WAP允许MT与它连接。这样，在向处理要求不同的大量MT提供服务方面提供了更大的灵活性。

本发明的另一个实施例涉及WAP处理的PDU的大小。处理器调度的研究已经证明，与在大PDU之前处理小PDU相比，在小PDU之前处理大PDU的平均处理时间要大。图6例示了这个情况的例子。在第一种情况中，分别为处理器613和615示出了两个处理进度表601和603。调度顺序605和607表示处理PDU A、B、C和D的相对顺序。609和611表示为处理每个PDU所需的在任意时间单位(tu)下的处理时间。

在进度表601中，在小PDU C和D之前处理大PDU A和B。PDU的平均处理时间是21.25tu，而对于在大PDU A和B之前处理小PDU C和D的进度表603中的PDU，只有16.25tu。显然，在大PDU之前处理小PDU的进度表603平均处理时间明显缩短。

在第二种情况中，考虑了处理器调度的处理额外开销方面。每个PDU的处理需要包括存储器存取时间和背景传送时间的一些处理额外开销。额外开销一般与PDU的大小无关，因为它是在实际处理之前所需的。图6描绘了分别用621和625示出了处理额外开销时间和实际处理时间的只针对小PDU的进度表617。额外开销时间623和处理时间627与进度表619中的大PDU有关。从中可以看出，在进度表617中处理额外开销占据总时间的50％，而在进度表619中额外开销只构成33 1/3％。这样就例示了只处理小PDU与处理器管理大PDU相比处理器能处理多大的额外开销。

在与PDU的大小有关的本发明实施例中，nASP处理负载因WAP管理的PDU的大小而定。WAP 401的WAP控制器423监视在无线连线427上从相连接的MT 405接收的PDU的大小。当WAP控制器423确定WAP 401正在处理前述情况的任意一种时，该控制器为一小组监视接收PDU确定处理进度表。处理进度表的目的是优化WAP 401上的平均处理时间和处理额外开销时间。

接着，WAP控制器423为可以分散给其它同意WAP加以处理的PDU资源特性。这样，资源特性表示处理除了WAP 401本身处理的那些之外的PDU所需的处理负载。然后，将资源特性作为请求消息的一部分发送到WLAN系统400的其它WAP，以确定同意处理在消息中描述的PDU的WAP。

如果WAP 403同意nASP处理在请求消息中描述的PDU，WAP控制器425就据此作出响应。当处理这样的PDU将使它可以优化它自己的平均处理时间和处理额外开销时间时，WLAN系统中的WAP将同意处理来自另一个WAP的PDU。一旦接收到响应，WAP控制器423接着与WAP 403建立连接隧道409，和通过建立的连接隧道将相关背景信息发送到WAP 403。

在建立了连接隧道和交换了相关背景信息之后，WAP控制器423向WAP 403发送用以前发送的资源特性描述的PDU，以便优化WAP 401上的平均处理时间和处理额外开销时间。因此，对于这个实施例，可以以在保持WAP和MT之间的连接关系的同时优化处理的方式分散不同大小的PDU的nASP处理。

在另一个实施例中，WAP控制器根据包含要处理的数据单元的大小、处理数据单元的预期平均时间、处理数据单元的额外开销时间和所述信息的加权和的信息分配nASP处理负载。

所公开方法的另一个实施例涉及在保持第一WAP和与之连接的MT之间的连接关系的同时将ISO-OSI层3和层3上面的层的处理从第一WAP分配到其它WAP。许多WAP当前都能够处理直到ISO-OSI层2，但是，一些销售商制造出了能够处理ISO-OSI层3的WAP。这个实施例涉及这样的设备和其它类似的设备。对ISO-OSI层3和层3上面的层的处理包括服务质量(QoS)提供、路由和调度。在这个实施例中，将nASP处理负载定义成与ISO-OSI层3和层3上面的层有关的处理。

在这个实施例中，WAP 401的WAP控制器423根据为WAP 401和相关MT 405之间的每个通信会话监视的nASP处理负载的因素，为ISO-OSI层3和层3上面的层的处理导出资源特性。然后，将所有通信会话的资源特性组合在一起，导出WAP 401的总nASP负载因素，然后，将总nASP负载因素与nASP负载相比较，以确定紧急nASP处理过载条件。

如果紧急nASP处理过载条件得到确定，那么，WAP控制器423确定可以分配给WLAN系统中的其它WAP，以便减轻WAP 401上的总处理负载的ISO-OSI层3和层3上面的层的部分nASP处理负载。接着，WAP控制器423发送包含ISO-OSI层3和层3上面的层的确定部分nASP处理负载的资源特性的请求消息，以确定哪些其它WAP同意接收部分nASP处理负载和代表WAP 401对部分nASP处理负载进行处理。

如果WAP 403根据请求消息同意处理部分nASP处理负载，WAP控制器423就向WAP 401发送肯定响应。一旦接收到该响应，WAP控制器423就在WAP 401和WAP 403之间建立连接隧道409，此后，在连接隧道409上将处理ISO-OSI层3和层3上面的层的部分nASP处理负载所需的相关背景信息发送到WAP 403。然后，WAP控制器423通过在保持WAP和MT之间的现有连接关系的同时，将部分处理负载分散到其它WAP，将确定部分的nASP处理负载发送到WAP 403，以便减轻WAP 403上的nASP处理负载。

在应付协调WLAN实体之间的动态差异的协商的本发明这个方面的又一个实施例中，中央控制器实体参与了协商。概括地说，中央控制器实体协调如何在参与WLAN实体之间管理动态差异。一个特定实施例涉及到中央控制器在它的权限下协调nASP处理负载在所有WAP上的分配。

下面参照图7对此加以描述，图7例示了能够监视WAP 701和703上的nASP处理负载的中央控制器729。当WAP 701上的nASP处理负载超过nASP处理负载阈值时，中央控制器将请求消息发送到WLAN系统中的其它WAP，请求它们帮助处理WAP 701的部分nASP处理负载。这从中央控制器729和WLAN系统700中的其它WAP之间的协商阶段开始。请求消息包括要分配给其它WAP以便减少WAP 701上的总处理负载的WAP 701上的部分处理负载的描述符。

如果WAP 703能够帮助WAP 701处理，WAP控制器725对该请求消息作出响应。然后，中央控制器729将有关接受情况告诉WAP 701，此后，WAP701与WAP 703建立连接隧道709。然后，它向WAP 703发送相关背景信息，接着发送在请求消息中指定的部分处理负载。可替代地，WAP 701可以将背景信息和部分处理负载发送到中央控制器729，中央控制器729接着将它们转发给像WAP 703那样的同意WAP。因此，对于这个实施例，借助于协调分配的中央控制器，在WLAN的所有WAP上分配处理负载。

在另一个实施例中，中央控制器在它的权限下从WAP的WAP处理器接收与它们的nASP处理负载有关的常规信息。这样，WAP控制器本身确定过载条件和将部分或全部nASP处理负载分配给其它WAP或其它WLAN实体的必要性。因此，这个实施例中的协商阶段由WAP控制器启动，然后，在中央控制器和其它WAP之间继续进行下去。

到此为止给出的实施例展示了如何根据可以用于协调各种WLAN实体之间的动态差异的所公开策略在它们之间进行协商。尤其，它们描述了如何将处理负载分类成连接特定的和非连接特定的。它们还例示了如何将部分nASP处理负载分配给WLAN系统的其它WAP，以便减轻第一WAP上的总处理负载。所公开的发明的独特之处在于，可以在保持WAP和MT之间的现有连接关系的同时分配处理。这样，所公开的协商动态差异方法与现有方法不同，不需要在物理上转移WLAN实体。因此，这种创新比分配处理负载的基于转接方法更灵活。它还超越了这样方案的局限性。

到此为止给出的公开的各个方面例示了协调WLAN实体之间的静态和动态差异的协商方法的新颖性。尽管现有方法把注意力集中在WLAN实体之间的功能硬划分上，但本发明给出了可以以灵活的方式作出功能划分的可替代手段。此外，虽然现有方法需要重新连接，因此，存在转接的地理和物理局限性，但这种创新给出了无需受基于转接方法的约束就可以应付处理负载的不平衡的方式。

对于本领域的普通技术人员来说，显而易见，所公开的发明可以采取许多其它实施例，以及协商和管理WLAN实体之间的差异的许多其它策略的形式，而不偏离本公开的本质和范围。这样，本发明可应用在所有这样的实施例和实践中。

工业可应用性

本发明具有协调WLAN实体之间的差异的优点。因此，本发明可以应用于无线局域网的技术领域，尤其，在异构环境下的无线局域网的技术领域。

Claims (4)

1.一种在允许在无线访问点和单个或多个控制节点之间进行规定的无线局域网功能的划分的无线局域网中提供服务的方法，包含如下步骤：

i.所述无线访问点通过从所发现的控制节点选择应与其连接的控制节点，向所选控制节点发送有关自己的无线局域网功能能力的信息启动协商；

ii.所述控制节点在接收到所述信息之后，根据所述无线访问点的能力决定所述无线局域网功能的划分。

2.根据权利要求1的方法，所述无线访问点利用如下信息中的一个以上的信息从所发现的控制节点选择1个与其连接的控制节点：

i.所述控制节点所提供的无线局域网功能小组；

ii.使用所述控制节点的成本；

iii.所述控制节点的销售商；

iv.与所述控制节点连接的特性；和

v.对上述因素进行了加权的总和。

3.一种在允许在无线访问点和单个或多个控制节点之间进行规定的无线局域网功能的划分的无线局域网中的无线访问点，包含：

启动协商功能，其通过从所发现的控制节点选择应与其连接的控制节点，向所选控制节点发送有关自己的无线局域网功能能力的信息启动协商；

划分信息接收功能，其接收包含由所述控制节点根据所述信息所决定的关于无线局域网功能的划分的信息。

4.根据权利要求3的无线访问点，所述无线访问点利用如下信息中的一个以上的信息从所发现的控制节点选择1个与其连接的控制节点：

i.所述控制节点所提供的无线局域网功能小组；

ii.使用所述控制节点的成本；

iii.所述控制节点的销售商；

iv.与所述控制节点连接的特性；和

v.对上述因素进行了加权的总和。

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