WLAN切换方法和系统.pdf

1、10申请公布号CN102006627A43申请公布日20110406CN102006627ACN102006627A21申请号201010579057322申请日20101101H04W28/08200901H04W36/22200901H04W48/1620090171申请人中国电信股份有限公司地址100032北京市西城区金融大街31号72发明人李莉徐旭高波李浩琳74专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人宋海宁54发明名称WLAN切换方法和系统57摘要本发明提出WLAN切换方法和系统，获取终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量；获取AP的负荷；取每对上下

2、行链路质量的最小值用以表示终端与AP的链路质量，表示为MINR；在所有扫描到的AP中，选取MINR大于等于T的AP并组成AP集，T为负荷均衡切换门限值，单位为DB；对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷的AP作为切换目标进行切换。本发明避免了上下行链路质量不对称给终端切换带来的不良影响，并能使终端始终切入负荷最轻的AP，以提高终端服务质量。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图4页CN102006640A1/2页21WLAN切换方法，包括以下步骤获取终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量，所述AP包括当前服务AP和邻居AP

3、；获取AP的负荷；取每对上下行链路质量的最小值用以表示终端与AP之间的链路质量，表示为MINR；在所有扫描到的AP中，选取MINR大于等于T的AP并组成AP集，T为负荷均衡切换门限值，单位为DB；对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷的AP作为切换目标进行切换。2根据权利要求1所述WLAN切换方法，其中，将最轻负荷的AP作为切换目标进行切换的操作，还包括以下步骤当最轻负荷的AP为当前服务AP时，则不切换，否则终端进行切换；当切换失败时，取负荷次之的AP作为切换目标，再次执行切换过程。3根据权利要求1所述WLAN切换方法，其中，获取终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量的操作

4、，包括以下步骤终端向AP发送PROBE请求，AP返回PROBE响应帧，响应帧本身携带AP到终端的下行链路质量，在PROBE响应帧中还增加私有信元，所述私有信元携带终端到AP的上行链路质量。4根据权利要求3所述WLAN切换方法，其中，获取AP的负荷的操作，包括以下步骤终端向AP发送PROBE请求，AP返回PROBE响应帧，在PROBE响应帧中增加标准信元，所述标准信元携带AP当前接入用户数目以及所在频点的信道利用情况。5根据权利要求4所述WLAN切换方法，其中，对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷的AP作为切换目标进行切换的操作，包括以下步骤计算负荷L，LALUSERBLCHANNEL

5、，LUSER为AP当前接入用户数目，LCHANNEL为所在频点的信道利用情况，A，B分别为权重，A0，B0，将取值最小的负荷L对应的AP作为最轻负荷的AP。6WLAN切换系统，包括接入点AP，向终端返回终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量以及该接入点AP当前的负荷；终端，从接入点AP获取终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量以及该接入点AP的当前负荷；取每对上下行链路质量的最小值用以表示终端与AP的链路质量，表示为MINR；在所有扫描到的AP中，选取MINR大于等于T的AP并组成AP集，T为负荷均衡切换门限值，单位为DB；对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷

6、的AP作为切换目标进行切换。7根据权利要求6所述WLAN切换系统，其中，终端所接入的当前AP为负荷最轻时，不切换，否则终端进行切换，当切换失败时，取负荷次之的AP作为切换目标，再次执行切换过程。8根据权利要求6所述WLAN切换系统，其中，终端向AP发送PROBE请求，AP返回PROBE响应帧，响应帧本身携带AP到终端的下行链路质量，在PROBE响应帧中增加私有信元，所述私有信元携带终端到AP的上行链路质量；在PROBE响应帧中增加标准信元，所述标准信元权利要求书CN102006627ACN102006640A2/2页3携带AP当前接入用户数目以及所在频点的信道利用情况。9根据权利要求8所述WL

7、AN切换系统，其中，终端计算负荷L，LALUSERBLCHANNEL，LUSER为AP当前接入用户数目，LCHANNEL为所在频点的信道利用情况，A，B分别为权重，A0，B0，将取值最小的负荷L对应的AP作为最轻负荷的AP。10用于WLAN切换的终端，包括接入模块，从接入点AP获取终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量以及该接入点AP的当前负荷；选取模块，取每对上下行链路质量的最小值用以表示终端与AP的链路质量，表示为MINR；在所有扫描到的AP中，选取MINR大于等于T的AP并组成AP集，T为负荷均衡切换门限值，单位为DB；切换模块，对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷

8、的AP作为切换目标进行切换。权利要求书CN102006627ACN102006640A1/5页4WLAN切换方法和系统技术领域0001本发明涉及WLAN应用技术领域，尤其涉及WLAN切换方法和系统。背景技术0002随着WLAN网络的发展，对WLAN广域覆盖的需求日益增加，也对终端无缝切换的技术提出进一步要求。但目前的终端在切换时，最多会考虑邻居APACCESSPOINT，接入点的下行SNRSIGNALTONOISERATIO，信噪比、下行RSSIRECEIVEDSIGNALSTRENGTHINDICATOR，接收信号强度指示、BER、PER因素，并比较当前服务AP的下行SNR、下行RSSI因素

9、，从而在邻居列表中选择最优AP作为切换目标。0003终端扫描到邻居AP的下行SNR及下行RSSI很好的时候，终端的上行质量未必很好，即上下行不对称，但普通终端仍是根据最优下行质量选择该邻居AP，造成切换之后，未必提高了终端服务质量。另外，终端认为的最优AP，其本身负荷或其所在频点的空口负荷可能很重，而当前服务AP，其负荷可能较轻，故在切换之后，会造成AP间负荷不均衡，也不能提高终端服务质量。发明内容0004本发明的目的是提出WLAN切换方法和系统，避免了上下行链路质量不对称给终端切换带来的不良影响，并能使终端始终切入负荷最轻的AP，以提高终端服务质量。0005根据本发明一方面，提出WLAN切换

10、方法，包括以下步骤获取终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量，所述AP包括当前服务AP和邻居AP；获取AP的负荷；取每对上下行链路质量的最小值用以表示终端与AP之间的链路质量，表示为MINR；在所有扫描到的AP中，选取MINR大于等于T的AP并组成AP集，T为负荷均衡切换门限值，单位为DB；对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷的AP作为切换目标进行切换。0006优选地，将最轻负荷的AP作为切换目标进行切换的操作，还可以包括以下步骤当最轻负荷的AP为当前服务AP时，则不切换，否则终端进行切换；当切换失败时，取负荷次之的AP作为切换目标，再次执行切换过程。0007优选地，获取

11、终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量的操作，可以包括以下步骤终端向AP发送PROBE请求，AP返回PROBE响应帧，响应帧本身携带AP到终端的下行链路质量，在PROBE响应帧中还增加私有信元，所述私有信元携带终端到AP的上行链路质量。0008优选地，获取AP的负荷的操作，可以包括以下步骤终端向AP发送PROBE请求，AP返回PROBE响应帧，在PROBE响应帧中增加标准信元，所述标准信元携带AP当前接入用户数目以及所在频点的信道利用情况。0009优选地，对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷的AP作为切换目标进行切换的操作，可以包括以下步骤计算负荷L，LALUSERBLC

12、HANNEL，LUSER为AP当前接入用户数目，LCHANNEL为所在频点的信道利用情况，A，B分别为权重，A0，说明书CN102006627ACN102006640A2/5页5B0，将取值最小的负荷L对应的AP作为最轻负荷的AP。0010根据本发明一方面，提出WLAN切换系统，包括接入点AP，向终端返回终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量以及该接入点AP当前的负荷；终端，从接入点AP获取终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量以及该接入点AP的当前负荷；取每对上下行链路质量的最小值用以表示终端与AP的链路质量，表示为MINR；在所有扫描到的AP中，选取MINR大于等于

13、T的AP并组成AP集，T为负荷均衡切换门限值，单位为DB；对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷的AP作为切换目标进行切换。0011优选地，终端所接入的当前AP为负荷最轻时，不切换，否则终端进行切换，当切换失败时，取负荷次之的AP作为切换目标，再次执行切换过程。0012优选地，终端向AP发送PROBE请求，AP返回PROBE响应帧，响应帧本身携带AP到终端的下行链路质量，在PROBE响应帧中增加私有信元，所述私有信元携带终端到AP的上行链路质量；在PROBE响应帧中增加标准信元，所述标准信元携带AP当前接入用户数目以及所在频点的信道利用情况。0013优选地，终端计算负荷L，LALUSE

14、RBLCHANNEL，LUSER为AP当前接入用户数目，LCHANNEL为所在频点的信道利用情况，A，B分别为权重，A0，B0，将取值最小的负荷L对应的AP作为最轻负荷的AP。0014根据本发明一方面，提出用于WLAN切换的终端，包括接入模块，从接入点AP获取终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量以及该接入点AP的当前负荷；选取模块，取每对上下行链路质量的最小值用以表示终端与AP的链路质量，表示为MINR；在所有扫描到的AP中，选取MINR大于等于T的AP并组成AP集，T为负荷均衡切换门限值，单位为DB；切换模块，对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷的AP作为切换目标进行

15、切换。本发明能使终端参考上行链路质量和AP负荷，选择理想中的最优AP作为切换目标，避免了上下行链路质量不对称给终端切换带来的不良影响，并能使终端始终切入负荷最轻的AP，以提高终端服务质量。0015本发明根据当前服务AP及邻居AP的上下行链路质量及负荷，能够使终端选择最优AP作为切换目标。若最轻负荷的AP就是当前服务AP，则仍驻留在当前服务AP，否则终端切换至目标AP。本发明可以避免上下行不对称给终端切换带来的不良影响，并能均衡AP间负荷，同时提高了终端服务质量。附图说明0016此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成

16、对本发明的不当限定。在附图中0017图1为本发明终端切换过程示意图。0018图2为本发明终端主动扫描方法示意图。0019图3为本发明PROBERESPONSE帧格式示意图。0020图4为本发明WLAN切换系统结构图。0021图5为本发明WLAN切换系统中终端的结构图。说明书CN102006627ACN102006640A3/5页6具体实施方式0022下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。图1为本发明的WLAN切换方法，包括以下步骤0023在步骤101，获取终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量，包括当前服务AP和邻居AP。0024为获取上行链路质量，需在标准P

17、ROBERESPONSE帧中增加私有信元UPLINKQUALITY信元，表示上行链路质量，通过协议定义的ELEMENTID为221字段进行非标扩展，即基于标准扩展为与现网兼容，但不与现有技术相同。包含两个信息SNR，信噪比；RSSI，接收信号强度指示。下行链路质量已包含在标准PROBERESPONSE帧中。可简单取上行SNR值表示终端上行链路质量，单位为DB，可简单取下行SNR值表示终端下行链路质量，单位为DB。分别用RUP和RDOWN表示。0025在步骤102，获取AP的负荷。0026为获取AP的负荷，需在标准PROBERESPONSE帧中增加标准信元BSSLOAD信元，表示AP负荷，包含以

18、下信息STATIONCOUNT，AP当前接入用户数目；CHANNELUTILIZATION，所在频点的信道利用情况；AVAILABLEADMISSIONCAPACITY，AP的接纳能力。0027上述获取上行链路质量和获取AP的负荷的操作不分先后。为实现上述操作，需要同时修改AP网元与终端网元，两者的实施例描述如下0028AP网元为当前服务AP及邻居AP网元，当接收到终端的PROBEREQUEST时，响应PROBERESPONSE帧，其中携带终端上行链路质量私有信元以及BSSLOAD标准信元，如图2及图3所示。0029终端网元通过主动扫描，即终端发送PROBEREQUST，AP响应PROBERE

19、SPONSE。在获取到AP的PROBERESPONSE帧本身携带的AP到终端的下行链路质量的同时，可从PROBERESPONSE帧中提取到终端到AP的上行链路质量以及AP负荷信息。0030在步骤103，当终端扫描结束，获取到切换因素时，指获取上下行链路质量及AP负荷，即可执行切换过程。为兼顾上下行链路质量，更好地体现终端与每个AP之间的链路质量，故取每对上下行链路质量的最小值用以表示终端与AP的链路质量，表示为MINR。其中，每对是指终端与一个AP构成一对。0031在步骤104，在所有扫描到的AP中，选取MINR大于等于T的AP并组成AP集，T为可配的负荷均衡切换门限值，单位为DB。0032在

20、步骤105，对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷的AP作为切换目标，若最轻负荷的AP就是当前服务AP，则不切换，否则终端切换至目标AP，若切换失败，则取负荷次之的AP作为切换目标，再次执行切换过程，直至切换成功或不存在候选AP为止。0033其中，对AP集的AP根据负荷大小按序排列的操作中，包括计算负荷L的步骤，将取值最小的负荷L对应的AP作为最轻负荷的AP，进行切换。具体地，计算负荷L的步骤如下0034LALUSERBLCHANNEL；0035其中，LUSER即STATIONCOUNT，AP当前接入用户数目；LCHANNEL即CHANNELUTILIZATION，所在频点的信道利用情

21、况，取值范围为0，255，则信道利用率PLCHANNEL/255；A，B分别为权重，A0，B0，缺省值A16，B1。当A0时，即退化为基于空口信道利用率的负荷判断准则；当B0时，即退化为基于用户数的负荷判断说明书CN102006627ACN102006640A4/5页7准则。故根据本发明方法，终端总能选择负荷较轻的AP，以提高终端服务质量，并均衡AP间负荷。0036本发明根据当前服务AP及邻居AP的上下行链路质量及负荷，能够使终端选择最优AP作为切换目标，或仍驻留在当前服务AP，这样就避免了上下行不对称给终端切换带来的不良影响，并能均衡AP间负荷，同时提高了终端服务质量。0037图4为本发明W

22、LAN切换系统结构图，该切换系统包括接入点AP以及终端。其中0038接入点AP，向终端返回终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量以及该接入点AP的当前负荷。0039终端，从接入点AP获取终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量以及该接入点AP的当前负荷；取每对上下行链路质量的最小值用以表示终端与AP的链路质量，表示为MINR；在所有扫描到的AP中，选取MINR大于等于T的AP并组成AP集，T为负荷均衡切换门限值，单位为DB；对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷的AP作为切换目标进行切换。终端所接入的当前AP为负荷最轻时，不切换，否则终端进行切换，当切换失败时，取

23、负荷次之的AP作为切换目标，再次执行切换过程。0040下面对终端获取上行链路质量、下行链路质量以及获取AP的负荷的操作进行说明。0041当终端通过PROBEREQUEST主动扫描AP时，即向当前服务AP以及邻居AP发送PROBE请求，要求AP响应的PROBERESPONSE帧中携带刚接收到的PROBEREQUEST帧等信号质量，即终端到AP的上行链路质量，AP返回PROBE响应帧，响应帧本身携带AP到终端的下行链路质量，在PROBE响应帧中还增加私有信元，所述私有信元携带终端到该接入点AP的上行链路质量，从而终端即可从PROBERESPONSE中得知此次扫描到终端到AP的上行链路质量及AP到终

24、端的下行链路质量。0042终端要求AP在PROBERESPONSE帧中携带IEEE80211E协议中定义的BSSLOAD信元，终端向AP发送PROBE请求，该AP返回PROBE响应帧，在PROBE响应帧中增加标准信元，所述标准信元携带AP当前接入用户数目以及所在频点的信道利用情况。从而终端即可得知此次扫描的AP的负荷。0043下面将终端对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷的AP作为切换目标进行切换的操作进行说明。0044终端计算负荷L，LALUSERBLCHANNEL，LUSER为AP当前接入用户数目，LCHANNEL为所在频点的信道利用情况，A，B分别为权重，A0，B0，将取值最小

25、的负荷L对应的AP作为最轻负荷的AP。0045下面结合图5对WLAN切换的终端的结构进行说明，终端包括接入模块、选取模块以及切换模块，其中0046接入模块，从接入点AP获取终端到AP的上行链路质量、AP到终端的下行链路质量以及该接入点AP的当前负荷。0047选取模块，取每对上下行链路质量的最小值用以表示终端与AP的链路质量，表示为MINR；在所有扫描到的AP中，选取MINR大于等于T的AP并组成AP集，T为负荷均衡切换门限值，单位为DB。0048切换模块，对AP集的AP根据负荷大小按序排列，将最轻负荷的AP作为切换目标说明书CN102006627ACN102006640A5/5页8进行切换。在

26、进行切换时，当所接入的当前AP为负荷最轻时，不切换，否则切换模块进行切换，当切换失败时，取负荷次之的AP作为切换目标，再次执行切换过程。因此，本发明可以实现在上下行链路质量都大于等于门限值T的AP集中，选择AP负荷最轻的AP作为切换目标。0049最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。说明书CN102006627ACN102006640A1/4页9图1说明书附图CN102006627ACN102006640A2/4页10图2说明书附图CN102006627ACN102006640A3/4页11图3图4说明书附图CN102006627ACN102006640A4/4页12图5说明书附图CN102006627A