專利名稱：一種接入點(diǎn)切換方法和應(yīng)用該切換方法的無線局域網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線局域網(wǎng)，特別涉及一種接入點(diǎn)切換方法和應(yīng)用該切換方法、用于覆蓋高速運(yùn)行移動終端的無線局域網(wǎng)。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，社會信息化進(jìn)程不斷加快，信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)性、全局性作用日益增強(qiáng)。在信息技術(shù)中，無線通信技術(shù)更是發(fā)揮著不可替代的作用，而WLAN(Wireless Local Area Network，無線局域網(wǎng))則是無線通信領(lǐng)域中短距離高帶寬應(yīng)用的上上之選。WLAN是20世紀(jì)90年代計算機(jī)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它利用射頻技術(shù)，使用無線信道來接入網(wǎng)絡(luò)，為通信的移動化、個人化和多媒體應(yīng)用提供了潛在的手段，并成為寬帶接入的有效手段之一。WLAN的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.11，其中作為補(bǔ)充協(xié)議的IEEE802.11b、IEEE802.11a和IEEE802.11g是目前WLAN產(chǎn)品的主流協(xié)議，另外還有很多協(xié)議正在研究和標(biāo)準(zhǔn)化之中。
WLAN具有多種配置方式，典型的結(jié)構(gòu)方式為一個WLAN包括多個基站，分別將無線信號覆蓋到一定范圍，基站在將無線終端接入固定網(wǎng)絡(luò)時稱為AP(Access Point，無線接入點(diǎn))，不同WLAN之間通過有線通信設(shè)備或者無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如網(wǎng)橋連接。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，由于WLAN具有安裝便捷、使用靈活、經(jīng)濟(jì)節(jié)約和易于擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)，能夠根據(jù)實(shí)際需要靈活選擇，可以勝任只有幾個用戶的小型局域網(wǎng)到上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)，并且能夠提供像“漫游”(Roaming)等有線網(wǎng)絡(luò)無法提供的特性，因而得到廣泛應(yīng)用。
隨著公共交通快速發(fā)展，鐵路以其快捷、方便和安全成為城市內(nèi)和城市間交通的上選，其中特別是地鐵和輕軌。當(dāng)今，地鐵和輕軌的建設(shè)在除少數(shù)國家以外都受到了空前的重視，國內(nèi)外各地在地鐵和輕軌建設(shè)方面都投入了巨大的資金，僅國內(nèi)就已經(jīng)有很多城市已經(jīng)建成，如廣州、上海、北京和天津等，并都在繼續(xù)擴(kuò)建，還有很多城市準(zhǔn)備上馬地鐵和輕軌項(xiàng)目。而在信息化程度不斷提高的當(dāng)今社會，越來越多的鐵路用戶對乘坐列車期間的信息產(chǎn)品消費(fèi)需求不斷的高漲，比如在乘坐地鐵期間收看電視節(jié)目，電視廣告，娛樂節(jié)目，列車站點(diǎn)信息，甚者即時收看奧運(yùn)會節(jié)目，這就要求我們在高速移動的情況下提供無線數(shù)據(jù)鏈接。
雖然WLAN具有較2G和3G以及藍(lán)牙等技術(shù)更高的帶寬，目前最大可以到達(dá)54Mbps，在不久的IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)中可以達(dá)到108M，但相比2G和3G技術(shù)在廣域覆蓋和無縫切換方面有他天然的缺陷。原因在于WLAN最初的設(shè)想是為相對靜止的移動終端設(shè)備提供較高帶寬的無線網(wǎng)絡(luò)，針對此種應(yīng)用，WLAN基站的功率都會較小，覆蓋范圍也較小，一般為300米以內(nèi)，因此覆蓋組網(wǎng)后，與2G和3G技術(shù)在廣域覆蓋相比，同一區(qū)域內(nèi)的基站數(shù)量較多，對處于高速運(yùn)動狀態(tài)的接入終端產(chǎn)生如下影響1、覆蓋效果；目前單點(diǎn)天線形成的無線覆蓋是以天線點(diǎn)為圓心的球型(全向天線)或扇形(定向天線)，所以隨著離天線視距的增加，信號質(zhì)量會明顯下降，在線型區(qū)域表現(xiàn)的較為突出。
2、多徑效應(yīng)；多徑效應(yīng)的影響突出表現(xiàn)在隧道內(nèi)部，基站的單點(diǎn)天線形成的無線覆蓋是以天線點(diǎn)為圓心的球型(全向天線)或扇形(定向天線)，所以隨著離天線視距的增加，信號質(zhì)量會明顯下降，為擴(kuò)大覆蓋范圍，需盡量的增大天線的發(fā)射功率，這就導(dǎo)致較強(qiáng)的信號在隧道內(nèi)多次反射，造成列車上接收機(jī)同時可以收到多個AP(可能超過3個)的信號，使高速移動AP的切換存在不可控隱患。
3、頻繁切換；在地鐵隧道內(nèi)，列車的最高時速可能達(dá)到120km/h，也就是33m/s，而WLAN單點(diǎn)天線在空曠地區(qū)的覆蓋范圍最大500m左右，在隧道內(nèi)要大打折扣，也就是只能達(dá)到250m左右。所以在隧道或者高速鐵路沿線沒有拐角的情況下，兩臺AP的距離最長不超過250m左右，也就是每8s，列車上的接收機(jī)就要從一個固定AP切換到另外一個AP，而現(xiàn)有技術(shù)的切換時間在1～2s之間，因此列車在高速運(yùn)行時，接收設(shè)備在接入點(diǎn)間頻繁的切換嚴(yán)重地影響了數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種接入點(diǎn)切換方法和應(yīng)用該切換方法、用于覆蓋高速運(yùn)行移動終端的無線局域網(wǎng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)無線局域網(wǎng)覆蓋高速運(yùn)動的接收終端時出現(xiàn)的覆蓋效果差、多徑效應(yīng)明顯以及切換速度較慢的問題。
一種移動接入點(diǎn)在固定接入點(diǎn)之間進(jìn)行切換的方法，應(yīng)用于無線局域網(wǎng)，所述無線局域網(wǎng)包括至少兩個通過二層交換設(shè)備連接骨干網(wǎng)的固定接入點(diǎn)，以及在在所述固定接入點(diǎn)之間運(yùn)行的移動接入點(diǎn)，所述切換方法包括如下步驟A1、移動接入點(diǎn)確定初始臨近固定接入點(diǎn)并與該初始臨近固定接入點(diǎn)建立無線鏈路進(jìn)行交互數(shù)據(jù)流；A2、移動接入點(diǎn)確定下一個接近的目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)，并與該目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)建立無線鏈路；A3、移動接入點(diǎn)通知二層交換設(shè)備將所述數(shù)據(jù)流切換到與所述目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)之間的無線鏈路上，并斷開與所述初始臨近固定接入點(diǎn)之間的無線鏈路；A4、移動接入點(diǎn)將所述目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)重新作為初始臨近固定接入點(diǎn)后返回步驟A2。
所述數(shù)據(jù)流的切換包括如下步驟移動接入點(diǎn)向目標(biāo)臨近接入點(diǎn)發(fā)送廣播包，該廣播包包括移動接入點(diǎn)的地址信息；
目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)將所述廣播包轉(zhuǎn)發(fā)給二層交換設(shè)備；二層交換設(shè)備更新端口地址表，對應(yīng)綁定目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)所連接的二層交換設(shè)備端口號和移動接入點(diǎn)的地址信息；以及二層交換設(shè)備根據(jù)更新后的端口地址表將所述數(shù)據(jù)流發(fā)送到目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)所連接的二層交換設(shè)備的端口上。
所述的方法中，移動接入點(diǎn)向固定接入點(diǎn)發(fā)送探測請求消息并根據(jù)返回的探測響應(yīng)消息的功率確定所述臨近固定接入點(diǎn)，具體包括如下步驟B1、檢測一個固定接入點(diǎn)返回的探測響應(yīng)消息的接收功率，將檢測的功率值設(shè)置為參考功率P；B2、檢測下一個由同一固定接入點(diǎn)返回的探測響應(yīng)消息的接收功率，將檢測的功率值記錄為P′；B3、判斷P′是否大于等于P，如果是則執(zhí)行步驟B4；否則轉(zhuǎn)入步驟B6；B4、將P更新為P′，并將設(shè)定的參數(shù)M遞增1；B5、判斷參數(shù)M是否等于設(shè)定閾值Mc，如果是則將發(fā)送該探測響應(yīng)消息的接入點(diǎn)確認(rèn)為所述臨近固定接入點(diǎn)，否則返回步驟B2；B6、將所述參數(shù)M置零后返回步驟B1。
所述探測響應(yīng)消息攜帶所述固定接入點(diǎn)的標(biāo)識信息，移動接入點(diǎn)根據(jù)該標(biāo)識信息確定不同固定接入點(diǎn)返回的探測響應(yīng)消息。
當(dāng)移動接入點(diǎn)同時收到多個固定接入點(diǎn)返回的探測響應(yīng)消息時，分別根據(jù)探測響應(yīng)消息的功率判斷是否正在接近，然后選擇其中接收功率在允許范圍內(nèi)最大的一個作為目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)。
所述步驟A3中，當(dāng)移動接入點(diǎn)確定所述目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)與所述初始臨近接入點(diǎn)返回的探測響應(yīng)消息的接收功率之間的差值大于設(shè)定的功率閾值時，再通知切換所述數(shù)據(jù)流。
所述的方法還包括，移動接入點(diǎn)和固定接入點(diǎn)建立無線鏈接時，進(jìn)行雙向身份認(rèn)證的步驟。
一種無線局域網(wǎng)，包括至少兩個分區(qū)域設(shè)置的固定接入點(diǎn)，該固定接入點(diǎn)通過二層交換設(shè)備連接骨干網(wǎng)，還包括在所述區(qū)域間運(yùn)行的移動接入點(diǎn)，與所述固定接入點(diǎn)建立無線鏈路并交互數(shù)據(jù)流。
所述移動接入點(diǎn)通過通信電纜或無線鏈路連接接收/發(fā)送數(shù)據(jù)的終端設(shè)備。
所述固定接入點(diǎn)沿線形區(qū)域設(shè)置，并且所述移動接入點(diǎn)和終端設(shè)備設(shè)置在沿所述線形區(qū)域運(yùn)行的裝置中。
所述無線局域網(wǎng)還包括連接所述固定接入點(diǎn)、并沿所述線形區(qū)域設(shè)置的泄漏電纜。
所述移動接入點(diǎn)的天線為對準(zhǔn)所述泄漏電纜的定向天線。
本發(fā)明的有益效果如下1、由于本發(fā)明在列車上安裝移動AP，作為中繼AP用于接收在線路沿途AP的無線信號并傳輸給列車上的終端設(shè)備，移動AP采用本發(fā)明所述切換方法在線路沿途的AP之間的混合覆蓋區(qū)進(jìn)行無縫切換，使得高速行駛的移動AP在不同的固定AP間切換，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性，避免了終端設(shè)備在沿線不同AP之間的頻繁切換所造成的影響，提高了數(shù)據(jù)流傳輸?shù)姆€(wěn)定性；2、由于本發(fā)明使用泄漏電纜作為接入點(diǎn)天線的延伸，可將無線信號均勻的覆蓋到以泄漏電纜為軸心的2～6m半徑的一個圓柱體范圍內(nèi)，避免了天線覆蓋信號不均勻的問題，提高了無線信號的覆蓋效果；3、并且，由于泄漏電纜不受線路沿線拐角的影響，有效減少了多徑效應(yīng)的發(fā)生，而且泄漏電纜有效的限制了射頻信號對環(huán)境的污染；4、本發(fā)明所述技術(shù)方案，可以在列車上的接入點(diǎn)使用高增益的定向天線對準(zhǔn)泄漏電纜進(jìn)行接收，大幅度提高了無線信號的接收質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明所述無線局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述切換方法中，移動接入點(diǎn)確定下一個建立連接的固定接入點(diǎn)的方法流程圖；圖3為本發(fā)明所述移動接入點(diǎn)在固定接入點(diǎn)之間進(jìn)行快速切換的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
由于傳統(tǒng)WLAN的AP間鏈接一般用于固定點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，僅考慮移動終端在AP之間的漫游，對于在現(xiàn)行區(qū)域間快速移動的交通工具，例如列車來說，最快行駛速度可以達(dá)到120km/h，現(xiàn)有終端設(shè)備在接入點(diǎn)之間進(jìn)行切換的方式顯然無法滿足傳輸高質(zhì)量數(shù)據(jù)流的需要。
本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)線形區(qū)域沿途W(wǎng)LAN信號的良好覆蓋，以解決現(xiàn)有技術(shù)在線形區(qū)域覆蓋時出現(xiàn)的覆蓋效果差、多徑效應(yīng)明顯以及切換速度較慢的問題，以地鐵列車為例，本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如圖1所示，在列車上放置一個隨列車移動的移動AP，在鐵路沿線分區(qū)域設(shè)置多個固定AP，移動AP與鐵路沿線的固定AP進(jìn)行鏈接通信，由于相鄰兩個固定AP的覆蓋范圍有重疊，當(dāng)列車通過該段混合覆蓋區(qū)域時，移動AP在一定時間內(nèi)可以同時接收到相鄰兩個固定AP的無線信號，利用這一段時間，移動AP可以和下一個固定AP建立無線鏈接之后，再斷開與上一個固定AP之間的無線鏈接，實(shí)現(xiàn)無縫切換。
為解決多徑效應(yīng)和覆蓋不均的問題，本發(fā)明利用泄漏電纜作為基站天線的延伸，實(shí)現(xiàn)線性區(qū)域的WLAN信號覆蓋，泄漏電纜不像同軸電纜把所有絕大部分電磁信號屏蔽在電纜內(nèi)，而是以自身為軸心將電磁波均勻的泄放到電纜的周圍，實(shí)現(xiàn)長距離的無線覆蓋效果，主要應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)的隧道、鐵路和郊外公路的覆蓋。泄漏電纜作為基站天線的延伸，將無線信號均與分布到隧道、公路等線形區(qū)域內(nèi)，電纜兼做發(fā)送和接收兩個功能。可以選擇的泄漏電纜類型包括輻射型、耦合型或泄漏型，技術(shù)成熟而且成本較低。
為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明首先提供一種WLAN的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括
1、固定AP固定AP沿被覆蓋的線形區(qū)域分段設(shè)置為多個，每一個通過二層交換設(shè)備連接到骨干網(wǎng)，具體數(shù)量根據(jù)需要覆蓋的距離決定，圖中僅示意性標(biāo)注了相鄰的兩個固定AP(n)和AP(n+1)，考慮到AP發(fā)射功率的影響，一般按照小于300m的間隔設(shè)置，如果在隧道中應(yīng)用，實(shí)際間距需要控制在250m以內(nèi)。
2、移動AP一般情況下，沿被覆蓋的線形區(qū)域運(yùn)行的列車、地鐵列車或公共汽車等交通工具的長度不會超過300m，因此一般使用一個移動AP即可，由移動AP通過無線鏈接接收固定AP的信號，并覆蓋到移動的交通工具上。
通過上述WLAN網(wǎng)絡(luò)，交通工具上的接收設(shè)備或移動終端既可以通過通信電纜連接移動AP來接收無線信號，也可以直接通過無線鏈路連接移動AP設(shè)備。
在現(xiàn)有WLAN網(wǎng)絡(luò)中，接入點(diǎn)一般采用全向或定向天線進(jìn)行覆蓋，使覆蓋區(qū)域的信號功率分布不均勻，并且在隧道內(nèi)的多徑效應(yīng)非常明顯，本發(fā)明利用泄漏電纜代替天線將無線信號均勻的覆蓋帶線形區(qū)域，解決了上述問題。
其次，本發(fā)明提供一種移動AP在固定AP之間進(jìn)行切換的方法，以一段隧道為例，如果每間隔大約300m設(shè)置一個接入點(diǎn)AP，則兩個相鄰的隧道接入點(diǎn)、AP(n)和AP(n+1)之間有大約100m的混合覆蓋區(qū)，列車運(yùn)行方向仍如圖1所示，移動AP進(jìn)入固定AP(n)的覆蓋區(qū)域后，可以和固定AP(n)保持無線鏈接，數(shù)據(jù)流通過AP(n)同移動AP交互，列車進(jìn)入混合覆蓋區(qū)后，移動AP可以在與固定AP(n)保持無線鏈接的同時，建立和固定AP(n+1)之間的無線鏈接，再判斷固定AP(n)和AP(n+1)覆蓋信號功率的大小，當(dāng)固定AP(n)信號的功率小于AP(n+1)信號功率時，斷開移動AP同固定AP(n)之間的無線鏈接，實(shí)現(xiàn)了移動AP在斷開同固定AP(n)的無線鏈接之前，已經(jīng)建立了和固定AP(n+1)之間的無線鏈接。數(shù)據(jù)流通過AP(n+1)同移動AP交互，由于移動AP在斷開與固定AP(n)的無線鏈接時，已經(jīng)建立了與固定AP(n+1)的無線鏈接，數(shù)據(jù)流直接通過固定AP(n+1)同移動AP交互，一般AP間建立無線鏈接的時間為毫秒級，假設(shè)列車以120km/h(33m/s)的速度前行，則通過100m的覆蓋區(qū)域約需3秒，保證了移動AP同固定AP之間的數(shù)據(jù)流鏈接不中斷不丟包，實(shí)現(xiàn)了無縫切換。
下面詳細(xì)描述，請參閱2，當(dāng)移動AP收到終端的接入請求時，需要確定最接近的初始固定AP，例如AP(n)，并與該初始臨近固定接入點(diǎn)建立無線鏈路進(jìn)行交互數(shù)據(jù)流，如果列車處于運(yùn)行狀態(tài)，移動AP很快進(jìn)入AP(n)和相鄰AP(n+1)的混合覆蓋區(qū)，這時，移動AP需要確定出下一個即將進(jìn)入的覆蓋區(qū)的固定AP，即AP(n+1)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)流的切換，切換過程在數(shù)據(jù)流交互過程中會發(fā)生多次，因此確定下一個臨近固定AP的過程是循環(huán)進(jìn)行的。
確定下一個臨近固定AP的一種方法是當(dāng)移動AP收到終端的接入請求后，開始每間隔一定時間發(fā)送探測請求(Probe Request)消息，以探測最接近的目標(biāo)固定AP(n+1)，探測請求消息是一種廣播消息，其中攜帶移動AP的標(biāo)識信息，凡是收到探測請求消息的固定AP都會向移動AP返回的探測響應(yīng)(ProbeResponse)消息，每一個探測響應(yīng)消息中同樣攜帶有固定AP的標(biāo)識信息，移動AP每次接收到探測響應(yīng)消息時，檢測探測響應(yīng)消息的接收功率，根據(jù)探測響應(yīng)消息接收功率的變化確定最接近的固定接入點(diǎn)，具體分為以下兩種情況1、當(dāng)移動AP處于運(yùn)行狀態(tài)時，如果某一個固定AP返回的探測響應(yīng)消息的接收功率處于增長趨勢，則表明移動AP距離該固定AP越來越近，可以據(jù)此判定該固定AP即為下一個即將進(jìn)入的覆蓋區(qū)的目標(biāo)固定AP。
在移動AP的運(yùn)行過程中，如果同時收到運(yùn)行前方的多個固定AP返回的探測響應(yīng)消息，則將接收功率在接收允許范圍內(nèi)，比如-30dBm～94dBm之間最大的一個確定為目標(biāo)固定AP。
2、當(dāng)移動AP處于運(yùn)行間歇的靜止?fàn)顟B(tài)時，例如?？吭谡军c(diǎn)時，這時每一個固定AP返回的探測響應(yīng)消息的接收功率不變，仍可以將其中接收功率在允許范圍內(nèi)最大的，比如-30dBm～94dBm之間的一個確定為目標(biāo)固定AP。
當(dāng)前連接的固定AP同樣在返回探測響應(yīng)消息，但在這一流程中，移動AP不對當(dāng)前固定AP的探測響應(yīng)消息進(jìn)行功率檢測。
上述方法同樣適用于移動AP確定最接近的初始固定AP，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明，如圖2所示，包括如下步驟S101、接收探測響應(yīng)消息并檢測探測響應(yīng)消息的接收功率，將檢測到的功率值記錄為參考功率P；S102、接收下一個由同一固定AP返回的探測響應(yīng)消息并檢測功率為P′；S103、比較P′是否大于等于參考功率P，如果是則執(zhí)行步驟S104，否則執(zhí)行步驟S106；S104、將P更新為P′，并將功率指數(shù)M遞增1；設(shè)定的功率指數(shù)是用于判斷探測響應(yīng)消息接收功率的變化情況，功率指數(shù)可以通過一個計數(shù)器設(shè)定，每當(dāng)檢測到探測響應(yīng)消息的功率比上一次高時，將計數(shù)器增加1，否則將計數(shù)器清零。
S105、判斷計數(shù)器的計數(shù)M是否等于設(shè)定的閾值Mc，例如5，如果是執(zhí)行步驟S106，否則返回步驟S102；設(shè)定閾值Mc的目的在于確保接收功率為持續(xù)增長狀態(tài)，當(dāng)M＝Mc時，確定距離固定AP(n+1)越來越近，則移動AP即將進(jìn)入固定AP(n+1)的覆蓋區(qū)，可以執(zhí)行步驟S2。
步驟S106，將M清零后返回步驟S101。
在上述步驟中，移動AP可能同時接收到不同固定AP返回的探測響應(yīng)消息，分別利用上述方法并行進(jìn)行判斷，然后，從其中選擇接收功率在允許范圍內(nèi)，比如-30dBm～94dBm之間最大的一個作為即將進(jìn)入的固定AP(n+1)。
在上述步驟中，即使移動AP處于運(yùn)行間歇的靜止?fàn)顟B(tài)，連續(xù)幾次檢測到的探測響應(yīng)消息的接收功率相同，功率指數(shù)M仍然可以增長到設(shè)定閾值，保證了處于靜止?fàn)顟B(tài)的移動AP檢測到最接近的下一個目標(biāo)固定AP。
如果?？课恢镁嚯x之前經(jīng)過的固定AP較近，可能會出現(xiàn)前一個AP、即AP(n)的信號優(yōu)于下一個AP、即AP(n+1)，這時列車AP很可能同前一個AP即AP(n)保持?jǐn)?shù)據(jù)流的連接；當(dāng)然如果AP(n+1)的信號質(zhì)量相比AP(n)滿足切換的條件，則會在列車AP靜止的時候完成AP和數(shù)據(jù)流的切換。在上述兩種情況下數(shù)據(jù)流都不會因切換而有中斷和丟包的情況發(fā)生。
通過上述方法，移動接入點(diǎn)不斷的確定出下一個目標(biāo)接入點(diǎn)，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)流的切換，具體切換方法如圖3所示，包括如下步驟S201、移動AP確定下一個正在接近的相鄰的目標(biāo)固定AP(n+1)，如果確定出目標(biāo)固定AP(n+1)則執(zhí)行步驟S202，否則循環(huán)步驟S201；S202、移動AP建立與目標(biāo)固定AP(n+1)之間的無線鏈接；移動AP向目標(biāo)固定AP(n+1)發(fā)送建立鏈接(Association)消息，建立與固定AP(n+1)之間的無線鏈路，建立鏈接消息中攜帶有目標(biāo)固定AP(n+1)的標(biāo)識信息和建立鏈路需要的配置參數(shù)信息，具體包括移動AP的地址信息以及諸如速率配置集、加密信息等基本配置信息。
S203、移動AP判斷目標(biāo)AP(n+1)和當(dāng)前AP(n)返回的探測響應(yīng)消息的接收功率的大小，當(dāng)目標(biāo)AP(n+1)的接收功率超出當(dāng)前AP(n)的接收功率一定功率閾值Pc時，則執(zhí)行步驟S204；否則執(zhí)行步驟S206，同時保持和固定AP(n)和固定AP(n+1)之間的無線鏈接并循環(huán)檢測。
在這一步驟中，需要同時檢測目標(biāo)AP(n+1)和當(dāng)前AP(n)返回的探測響應(yīng)消息的接收功率，為確保在進(jìn)入目標(biāo)AP(n+1)覆蓋區(qū)后才進(jìn)行切換，設(shè)定的目標(biāo)AP(n+1)大于當(dāng)前AP(n)的接收功率的功率閾值Pc，例如3dB，只有當(dāng)超出該功率閾值Pc再執(zhí)行數(shù)據(jù)流的切換。如檢測幾次之后，接收功率的差值仍達(dá)不到設(shè)定功率閾值，則確定出的目標(biāo)接入點(diǎn)可能發(fā)生錯誤，例如前述的列車?？繒r誤將之前經(jīng)過的上一個固定接入點(diǎn)確定為目標(biāo)接入點(diǎn)，這時返回進(jìn)行下一個目標(biāo)接入點(diǎn)的確定和接收功率的檢測。
S204、移動AP通知二層交換設(shè)備將數(shù)據(jù)流切換到與目標(biāo)固定AP(n+1)之間的無線鏈路上；移動AP向目標(biāo)固定AP(n+1)發(fā)送一個廣播包，該廣播包包括移動接入點(diǎn)的地址信息；目標(biāo)固定接入點(diǎn)AP(n+1)將所述廣播包轉(zhuǎn)發(fā)給二層交換設(shè)備；二層交換設(shè)備更新端口地址表，對應(yīng)綁定目標(biāo)固定接入點(diǎn)AP(n+1)所連接的二層交換設(shè)備端口號和移動AP的地址信息；然后二層交換設(shè)備根據(jù)更新后的端口地址表將所述數(shù)據(jù)流發(fā)送到目標(biāo)固定接入點(diǎn)AP(n+1)所連接的二層交換設(shè)備的端口上，移動AP通過和目標(biāo)固定AP(n+1)之間已經(jīng)建立好的無線鏈路交互數(shù)據(jù)流，完成一次切換。
S205、移動AP斷開與固定AP(n)之間的無線鏈路；這時，移動AP與固定AP(n)之間的無線鏈接已經(jīng)沒有作用了，移動AP向固定AP(n)發(fā)送取消鏈接(Disassociation)消息，拆除與固定AP(n)之間的無線鏈路，該取消鏈接消息中攜帶有當(dāng)前固定AP(n)的地址信息。
移動AP在每一次建立與固定AP之間的無線鏈路之前，還需要和固定AP之間進(jìn)行合法性認(rèn)證。
通過本發(fā)明所述系統(tǒng)和方法，利用終端接收設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了在乘坐地鐵或火車等交通工具期間收看電視節(jié)目、電視廣告、娛樂節(jié)目、列車站點(diǎn)信息，甚者即時收看奧運(yùn)會現(xiàn)場直播的功能。
本發(fā)明的有益效果如下1、由于本發(fā)明在列車上安裝移動AP，作為中繼AP用于接收在線路沿途AP的無線信號并傳輸給列車上的終端設(shè)備，移動AP采用本發(fā)明所述切換方法在線路沿途的AP之間的混合覆蓋區(qū)進(jìn)行無縫切換，使得高速行駛的移動AP在不同的固定AP間切換，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性，避免了終端設(shè)備在沿線不同AP之間的頻繁切換所造成的影響，提高了數(shù)據(jù)流傳輸?shù)姆€(wěn)定性，2、由于本發(fā)明使用泄漏電纜作為接入點(diǎn)天線的延伸，可將無線信號均勻的覆蓋到以泄漏電纜為軸心的2～6m半徑的一個圓柱體范圍內(nèi)，避免了天線覆蓋信號不均勻的問題，提高了無線信號的覆蓋效果；3、并且，由于泄漏電纜不受線路沿線拐角的影響，有效減少了多徑效應(yīng)的發(fā)生，而且泄漏電纜有效的限制了射頻信號對環(huán)境的污染；
4、本發(fā)明所述技術(shù)方案，可以在列車上的接入點(diǎn)使用高增益的定向天線對準(zhǔn)泄漏電纜進(jìn)行接收，大幅度提高了無線信號的接收質(zhì)量。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種移動接入點(diǎn)在固定接入點(diǎn)之間進(jìn)行切換的方法，應(yīng)用于無線局域網(wǎng)，所述無線局域網(wǎng)包括至少兩個通過二層交換設(shè)備連接骨干網(wǎng)的固定接入點(diǎn)，以及在所述固定接入點(diǎn)之間運(yùn)行的移動接入點(diǎn)，所述切換方法包括如下步驟A1、移動接入點(diǎn)確定初始臨近固定接入點(diǎn)并與該初始臨近固定接入點(diǎn)建立無線鏈路進(jìn)行交互數(shù)據(jù)流；A2、移動接入點(diǎn)確定下一個接近的目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)，并與該目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)建立無線鏈路；A3、移動接入點(diǎn)通知二層交換設(shè)備將所述數(shù)據(jù)流切換到與所述目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)之間的無線鏈路上，并斷開與所述初始臨近固定接入點(diǎn)之間的無線鏈路；A4、移動接入點(diǎn)將所述目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)重新作為初始臨近固定接入點(diǎn)后返回步驟A2。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)流的切換包括如下步驟移動接入點(diǎn)向目標(biāo)臨近接入點(diǎn)發(fā)送廣播包，該廣播包包括移動接入點(diǎn)的地址信息；目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)將所述廣播包轉(zhuǎn)發(fā)給二層交換設(shè)備；二層交換設(shè)備更新端口地址表，對應(yīng)綁定目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)所連接的二層交換設(shè)備端口號和移動接入點(diǎn)的地址信息；以及二層交換設(shè)備根據(jù)更新后的端口地址表將所述數(shù)據(jù)流發(fā)送到目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)所連接的二層交換設(shè)備的端口上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，移動接入點(diǎn)向固定接入點(diǎn)發(fā)送探測請求消息并根據(jù)返回的探測響應(yīng)消息的接收功率確定所述臨近固定接入點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)探測響應(yīng)消息的接收功率確定所述臨近固定接入點(diǎn)的方法包括如下步驟B1、檢測探測響應(yīng)消息的接收功率，將檢測的功率值設(shè)置為參考功率P；B2、檢測下一個由同一固定接入點(diǎn)的返回的探測響應(yīng)消息的接收功率，將檢測的功率值記錄為P′；B3、判斷P′是否大于等于P，如果是則執(zhí)行步驟B4；否則轉(zhuǎn)入步驟B6；B4、將P更新為P′，并將設(shè)定的參數(shù)M遞增1；B5、判斷參數(shù)M是否等于設(shè)定閾值Mc，如果是則將發(fā)送該探測響應(yīng)消息的固定接入點(diǎn)確認(rèn)為所述臨近固定接入點(diǎn)，否則返回步驟B2；B6、將所述參數(shù)M置零后返回步驟B1。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述探測響應(yīng)消息攜帶所述固定接入點(diǎn)的標(biāo)識信息，移動接入點(diǎn)根據(jù)該標(biāo)識信息確定不同固定接入點(diǎn)返回的探測響應(yīng)消息。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，當(dāng)移動接入點(diǎn)同時收到多個固定接入點(diǎn)返回的探測響應(yīng)消息時，分別根據(jù)探測響應(yīng)消息的接收功率判斷是否正在接近，然后選擇其中接收功率在允許范圍內(nèi)最大的一個作為目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟A3中，當(dāng)移動接入點(diǎn)確定所述目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)與所述初始臨近接入點(diǎn)返回的探測響應(yīng)消息的接收功率之間的差值大于設(shè)定的功率閾值時，再通知切換所述數(shù)據(jù)流。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括移動接入點(diǎn)和固定接入點(diǎn)建立無線鏈接時，進(jìn)行雙向身份認(rèn)證的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，移動接入點(diǎn)通過向固定接入點(diǎn)發(fā)送建立連接消息建立無線鏈路；或通過向固定接入點(diǎn)發(fā)送取消連接消息斷開無線鏈路。
10.一種無線局域網(wǎng)，包括至少兩個分區(qū)域設(shè)置的固定接入點(diǎn)，該固定接入點(diǎn)通過二層交換設(shè)備連接骨干網(wǎng)，其特征在于，所述無線局域網(wǎng)還包括在所述區(qū)域間運(yùn)行的移動接入點(diǎn)，與所述固定接入點(diǎn)建立無線鏈路并交互數(shù)據(jù)流。
11.如權(quán)利要求10所述的無線局域網(wǎng)，其特征在于，所述移動接入點(diǎn)通過通信電纜或無線鏈路連接接收/發(fā)送數(shù)據(jù)的終端設(shè)備。
12.如權(quán)利要求11所述的無線局域網(wǎng)，其特征在于，所述固定接入點(diǎn)沿線形區(qū)域設(shè)置，并且所述移動接入點(diǎn)和終端設(shè)備設(shè)置在沿所述線形區(qū)域運(yùn)行的裝置中。
13.如權(quán)利要求10～13任意之一所述的無線局域網(wǎng)，其特征在于，所述無線局域網(wǎng)還包括連接所述固定接入點(diǎn)、并沿所述線形區(qū)域設(shè)置的泄漏電纜。
14.如權(quán)利要求13所述的無線局域網(wǎng)，其特征在于，所述移動接入點(diǎn)的天線為對準(zhǔn)所述泄漏電纜的定向天線。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線局域網(wǎng)，特別涉及一種用于覆蓋高速運(yùn)行移動終端的無線局域網(wǎng)及其接入點(diǎn)切換方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)無線局域網(wǎng)覆蓋高速運(yùn)動的接收終端時出現(xiàn)的覆蓋效果差、多徑效應(yīng)明顯以及切換速度較慢的問題。所述切換方法包括A1、移動接入點(diǎn)確定初始臨近固定接入點(diǎn)并建立無線鏈路進(jìn)行交互數(shù)據(jù)流；A2、移動接入點(diǎn)確定下一個接近的目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)，并建立無線鏈路；A3、移動接入點(diǎn)通知二層交換設(shè)備將所述數(shù)據(jù)流切換到與所述目標(biāo)臨近固定接入點(diǎn)之間的無線鏈路上，并斷開與所述初始臨近固定接入點(diǎn)之間的無線鏈路；所述局域網(wǎng)包括至少兩個分區(qū)域設(shè)置的固定接入點(diǎn)，在所述區(qū)域間運(yùn)行的移動接入點(diǎn)，與所述固定接入點(diǎn)建立無線鏈路并交互數(shù)據(jù)流。
文檔編號H04L12/28GK1852190SQ200510092509
公開日2006年10月25日 申請日期2005年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月15日
發(fā)明者梁斌, 劉昱 申請人:華為技術(shù)有限公司