[发明专利]一种无线局域网切换的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，特别是涉及一种无线局域网切换的方法和装置。

背景技术

无线局域网由于传输速率快、架设简单、造价低廉，在日常办公、家庭应用以及一些工程项目中得到了广泛的应用。无线局域网标准由IEEE802.11无线局域网工作组定义，于1997年6月公布该标准，它是第一代无线局域网标准之一。该标准定义物理层和媒质访问控制(MAC)规范，允许无线局域网及无线设备制造商建立互操作网络设备。802.11标准中物理层定义了数据传输的信号特征和调制。在该标准中RF(射频)传输标准是跳频扩频(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)，工作在2.4000～2.4835GHz频段。此后又相继公布了802.11a和802.11b，这两个标准是对802.11的补充，其中802.11a工作频段为5GHz，数据传输速率最高可达54Mbit/s。802.11b对2.4GHz高速物理链路层进行补充描述和规定，提高了数据传输速率可达11Mbit/s。2000年，IEEE成立专门工作组TGg对802.11g进行标准化工作。目的是为了用户获得更高的数据速率服务，它后向兼容802.11b，前向兼容802.11a；采用正交频分复用(OFDM)技术，提供额外的CCK-OFDM和PBCC-22技术，有利于提供多模WLAN的产品。该标准在2003年正式批准实施。

另外，802.11e致力于MAC层协议的改进，以支持多媒体传输。802.11h正在对动态信道选择和发射功率控制标准化。802.11i致力于改善网络的安全性，主要也是对MAC层进行修改。

而802.11-2007标准则集成了以上的标准以及其它一些标准和内容，并作了一些修订和增强，例如进行了数据链路的安全性方面的改进等。

以上这些标准主要制定了无线局域网传输的物理层和媒质接入控制层方面的规范，对于移动台或终端如何在无线接入点(无线AP，AccessPoint)之间进行切换却没有作具体的规定。但802.11-2007标准规定了同步、鉴权、关联以及重关联的过程，根据协议无线局域网的切换过程由以下三个过程组成：扫描过程、鉴权过程和重关联过程。

扫描过程根据扫描模式的不同又分成被动扫描和主动扫描两种。其中，被动扫描模式下，终端依次在无线局域网的信道上检测信标帧(Beacon Frame)是否存在，信标帧通常以100ms左右的周期发送。终端接收到Beacon帧后，根据信标帧的参数完成与AP的同步。

在主动扫描模式下，终端为了探测某信道上是否有AP存在，主动发送Probe Request Frame(探询请求帧)，当AP接收到Probe Request Frame后，会发送一个Probe Response Frame(探询响应帧)给该移动台。该移动台根据Probe Response Frame的参数完成与AP的同步。

被动扫描过程的优点是比较节电，缺点则是扫描的时延比较长。主动扫描则相反，在实际的无线局域网网络中，切换通常采用主动扫描过程。

无论是被动扫描还是主动扫描模式，终端都需要依次对每个信道进行检测，而在中国，无线局域网802.11g标准中总共规定了11个信道，因此，这个过程耗时比较长。

在鉴权阶段，移动台与上一阶段发现的最佳的AP进行鉴权。但是802.11标准没有要求鉴权之后立即进行关联，也没有要求鉴权必须在信道扫描之后立即进行。因此，一些设备商在其产品中采用了预鉴权机制，例如扫描过程和预鉴权过程紧接着进行以及基于IAPP(Inter-Access PointProtocol，接入点互操作协议)的预鉴权方法。在第一种机制中，移动台在扫描周期结束后立即与新AP进行鉴权，以加快建立重关联的速度。第二种机制则更快，当移动台与ESS(Extended Service Set，扩展业务集)的第一个AP建立关联时就开始进行鉴权。此时IAPP通过分布式系统将鉴权信息发送给ESS的所有AP。因此，当需要进行重关联时，由于移动台与ESS所有的AP都已经完成了鉴权，不再需要鉴权过程。基于IAPP的预鉴权机制甚至可以在扫描阶段之前就进行，因此，它对切换的延时不会造成影响。

重关联过程指将关联从一个AP传到另一个AP的过程。一旦移动台与新的AP鉴权通过，重关联过程就可以进行。重关联过程由以下五个步骤组成：移动台向新AP发出重关联请求信号；新AP向移动台发送重关联响应信号；新AP向旧AP发送切换请求信号；旧AP向新AP回答切换响应信号；新AP向移动台发送缓冲的数据帧(可选)。