无线局域网中移动终端在接入点间切换的方法 【技术领域】
本发明涉及无线局域网中移动终端在接入点(AP)间切换的方法。
背景技术
无线局域网利用无线射频(radio frequency，RF)技术在空中传输数据、话音和视频信号。相对于传统布线网络，无线局域网具有安装便捷，使用灵活，经济节约和易于扩展等特点，因而日益受到重视。无线局域网的终端可移动性是其相对于布线网络的重要优势之一。移动终端要想在较大的范围内实现对移动终端用户透明的移动，势必要实现AP(接入点)间的切换，如附图1所示。
传统的AP间切换方法是：在移动终端与AP通信期间，如果终端移出了AP的覆盖范围，或者由于干扰，通信质量无法保证，就需要切换到其他通信质量较好的AP。在执行切换时，移动终端首先向新AP发出连接请求，并向新AP通知原来连接AP(原AP)的位置。由新AP通知原AP断开与该移动终端的连接，并从原AP得到移动终端用户的状态信息。
传统切换方法采用分布式对等的切换结构，所有的信息交互和控制都由两个AP配合完成。因此AP的处理任务相对比较复杂。而且，传统方法如果切换过程中出现错误，不容易自动恢复原有状态，容错能力不强。
由于AP上不会存储移动终端用户的所有信息，比如用户质量需求(Qos)信息，因此，传统的切换方法很难实现保证Qos的切换。
传统的切换方法，由移动终端用户来提供原AP的位置信息。而在某些情况下，移动终端用户提供地信息并不正确。比如户快速在两个AP间切换时，这种情况经常发生。如果这个信息提供错误，会造成切换失败。
另外，传统切换方法由新AP来通知原AP断开连接，并得到移动终端用户的状态信息，这会产生安全隐患。恶意的攻击者可以假冒AP，获取移动终端用户敏感信息。
【发明内容】
本发明的目的是为了克服现有的无线局域网中移动终端切换的方法，而提供的一种具有集中控制结构、切换过程由无线网关或者专用的切换控制服务器集中控制的、新的无线局域网中移动终端AP间切换的方法。
本发明的目的是这样实现的：一种无线局域网中移动终端在接入点间切换的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)移动终端用户在保持和当前接入点连接的同时，先测量其他接入点的信号强度和质量，然后由用户根据测量值决定是否切换和切换到哪一个新接入点；
2)移动终端用户与选定的新接入点进行通信连接；
3)移动终端用户与新接入点建立通信连接后，接入点将移动终端用户标识上报给无线网关；
4)无线网关查找接入移动终端用户列表，得到该移动终端用户原接入点的地址；
5)无线网关根据列表中存储的接入点地址，向原接入点发出切换通知；
6)原接入点接到通知后将该移动终端用户的缓存数据、状态信息直接传送到新接入点；
7)同时无线网关通知新接入点该移动终端用户为切换移动终端用户，并将该移动终端用户的相关信息发送给该新接入点；
8)新接入点接到通知后，接入该移动终端用户；经新接入点判断切换成功后，向无线网关发确认信息；
9)无线网关接到切换成功确认消息以后，更新接入移动终端用户列表中的接入点地址，通知原接入点删除该移动终端用户状态信息。
上述无线局域网中移动终端在接入点间切换的方法，其中，所述的接入点切换过程中，信息的接收方可对收到的交互信息进行确认，在确认后，再开始下一步动作；如果确认消息超时，则恢复到原有状态。
上述无线局域网中移动终端在接入点间切换的方法，其中，步骤5)中所述的通知中包括移动终端用户终端地址和新接入点地址。
上述无线局域网中移动终端在接入点间切换的方法，其中，步骤6)所述的原接入点传送该移动终端用户的缓存数据、状态信息可由无线网关转发。
上述无线局域网中移动终端在接入点间切换的方法，其中，步骤6)中所述的状态信息包括加密密钥。
上述无线局域网中移动终端在接入点间切换的方法，其中，步骤7)中所述的相关信息包括移动终端用户质量需求信息。
上述无线局域网中移动终端在接入点间切换的方法，其中，步骤7)无线网关将该移动终端用户的相关信息发送给新接入点的同时可下发控制报文，通知交换设备修改对应于该地址的转发路由。
上述无线局域网中移动终端在接入点间切换的方法，其中，所述的为验证控制成功，可以以移动终端用户地址为目的地址，发测试报文。
上述无线局域网中移动终端在接入点间切换的方法，其中，步骤8)中所述的判断切换是否成功的方法是：由无线网关发送测试报文，接入点收到测试报文后则可以确认切换成功。
上述无线局域网中移动终端在接入点间切换的方法，其中，所述的无线网关可以对原接入点和新接入点进行认证，并对交互信息进行加密。
由于本发明采用了以上的技术方案，将一部分控制和交互任务由服务器来完成，因此，相对于传统的切换方法，AP(接入点)的处理任务相对简单。而且，这种结构容错能力相对较强，即使出现错误，也可以容易的恢复状态。同时，这种方法可以实现保证Qos切换，并能对AP身份进行认证，防止假冒AP的攻击。同时，切换测量和判决都由用户来完成，减少了AP的处理任务，降低了AP复杂度。
【附图说明】
本发明的具体性能特征由以下的实施例及其附图进一步描述。
图1是现有技术移动终端在两个AP间切换的结构示意图。
图2是本发明切换信息交互流程图。
【具体实施方式】
本发明无线局域网移动终端在接入点间切换的方法，包括以下步骤：
1)移动终端用户在保持和当前接入点连接的同时，先测量其他接入点的信号强度和质量，然后由用户根据测量值决定是否切换和切换到哪一个接入点；
2)移动终端用户与选定的接入点进行连接；
3)与接入点建立连接后，接入点将移动终端用户标识上报给无线网关；
4)无线网关查找接入移动终端用户列表，得到该移动终端用户原接入点的地址；
5)无线网关根据接入移动终端用户列表中存储的接入点地址，向原接入点发出切换通知；
6)原接入点接到通知后将该移动终端用户的缓存数据、状态信息直接传送到新接入点；
7)同时无线网关通知新接入点该移动终端用户为切换移动终端用户，并将该移动终端用户的相关信息发送给该新接入点。
8)新接入点接到通知后，接入该移动终端用户；经新接入点判断切换成功后，向无线网关发确认信息；
9)无线网关接到切换成功确认消息以后，更新接入移动终端用户列表中的接入点地址，通知原接入点删除该移动终端用户状态信息。
在以上过程中，交互信息都可以有相应的确认信息。只有收到确认消息，才开始下一步。如果确认消息超时，则恢复到原有状态。同时，为了保证安全，无线网关可以对原AP和新AP进行认证，并对交互信息进行加密。
本发明需要AP与无线网关或专用切换控制服务器配合完成。整个切换过程由无线网关来控制。每当新移动终端用户与AP建立连接，通过接入认证以后，无线网关将该移动终端用户标识，如所在终端地址以及连接AP地址和相关信息存入接入移动终端用户列表。相关信息包括保持移动终端用户业务连续性所需的一些信息，比如Qos信息。移动终端用户下线以后，这些信息就被删除。用户在保持和当前AP连接的同时，测量其他AP的信号强度和质量。由用户根据测量值决定是否切换和切换到哪一个AP。用户切换到新AP，与新AP建立连接时，AP首先将该移动终端用户标识上报给无线网关，由无线网关在接入移动终端用户列表中查找得到该移动终端用户原接入点的地址；由无线网关根据接入移动终端用户列表中存储的信息，向原AP发出切换通知。切换通知中，包含移动终端用户标识和新AP的地址。原AP接到切换通知后，将缓存的属于该移动终端用户的业务数据发送给新AP。为保持业务的连续性，原AP还应该将该移动终端用户的加密密钥以及其他的状态信息传送给新AP。这些信息可以直接发送给新AP，也可以通过无线网关转发。完成这些操作以后，原AP仍然保留该移动终端用户的状态信息。无线网关接着向下级交换设备发出切换控制报文，控制交换设备修改路由信息，将发送给该移动终端用户的业务数据切换到新AP上来。无线网关同时通知新AP，允许该移动终端用户接入而无需对该移动终端用户认证，并将接入移动终端用户列表中的移动终端用户相关信息下发给新AP。新AP完成切换以后，无线网关更新接入移动终端用户列表中该移动终端用户的信息，并通知原AP断开与该移动终端用户的连接，将状态信息删除。原AP在切换成功之前一直保持该移动终端用户的状态信息，可以保证如果切换失败，能恢复原来状态，从而避免状态丢失。而无线网关在切换成功以后才更新接入移动终端用户列表也是出于同样的考虑。
当移动终端用户主动下线时，AP不必保留该移动终端用户状态信息，并通知无线网关应立即将该移动终端用户的相关信息从列表中删除。但如果移动终端用户与AP之间的连接断开，而没有主动下线，有可能是移动终端用户移出覆盖范围所造成。因此，AP应该在一定时间范围内，缓存该移动终端用户的业务数据同时保持状态信息，以便完成切换操作。
下面结合附图2及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
设移动终端用户A的移动终端MT1和AP1建立连接后，无线网关AS用MAC地址Uaddress1来标识该移动终端用户，并存储AP1的地址Aaddress1。移动终端在保持和AP1连接的同时，测量其他AP的信号强度和质量。发现AP2的信号质量更好，决定切换到AP2。用户向AP2发出连接请求(消息1)。AP2上报MT1地址Uaddress1(消息2)，AS收到该信息后，向AP1发出切换通知(消息3)。AP1接着向AP2发送MT1的缓存数据和状态信息(消息6)。AS同时下发路由转发更新控制报文(消息4)，并通知AP2 MT1为切换移动终端用户(消息5)。AP2接入MT1，收到AS的测试报文以后，回复切换成功信息(消息7)。AS收到该消息以后，存储AP2的地址Aaddress2，并通知AP1删除MT1状态信息(消息8)。
本发明的优点是明显的：
1)由于切换的控制由无线网关完成，AP处理任务相对简单，降低成本；
2)无线网关存储切换状态数据，即使切换过程出现错误，系统能简单地恢复到原有状态，容错能力强；
3)无线网关存储移动终端用户Qos数据，并在切换过程中下发到新的AP，可以实现保证Qos的切换；
4)切换时，原AP的地址信息不由移动终端用户提供，而由无线网关提供，避免了移动终端用户提供错误信息而造成的切换失败；
5)无线网关可以对AP进行认证，保证了切换过程的安全。
6)切换测量和判决都有用户来完成，减少了AP的工作量，降低了AP的复杂度。