专利名称：信号评定的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于网络通讯的通讯系统、一接入点及一接入路由器及一种网络通讯用方法。更具体而言，本发明涉及一种用于提高一包括无线电链路的网络之性能的通讯系统、一接入点及一接入路由器以及一种可达成此目的之方法。
背景技术：
在无线LAN(局域网)是由数个廉价且简单的基站装置组成的情况下，人们对轻量接入点(又称为接入点或AP，与一中央接入路由器或AR相连)概念愈来愈感兴趣，。AR用于负责将AP接收到的数据传送到更广的网络，且也可执行网络管理功能。因特网工程工作组(IETF)研究小组的成立证明了人们对上述感兴趣的程度，该小组正在拟定一LWAPP(轻量接入点协定)草案。
对于轻量接入点配置可以列举的优点之一为除了可降低单个接入点的复杂性之外，其还容许诸如接收包或消息的RSSI(接收信号强度指示)等MAC层信息被传送到中央AR及用来供作出网络管理决定，例如负荷平衡及切换决定。很明显，只有当了解包括信号品质在内的整个网络状态(例如RSSI)时，才能作出此类决定。
使用RSSI信息作为网络管理依据的一个问题是链接RSSI信息与一特定基站的能力。但是，就其本身而言这一点仍然不够，这是因为一基站可能依据不同的实际情况在不同的功率水平发送不同的帧，而且一基站的移动也可造成在不同的功率水平下所接收的帧也不同。另外，传输差错(例如碰撞)也可意味着某一AP能够成功接收一传输而另外一个AP却不能。上述皆表明，只有比较相同帧传输的RSSI指示，才能进行有意义的评定。
已经有人提出，一AP可以将RSSI测量信息与从一基站所接收到的数据帧一起发送。如果一个以上的AP接收到一传输，则原则上可对RSSI进行比较。
以上提出的解决方法的一个主要缺点是，就其本身而言，所接收到的数据帧未必包括可唯一识别此传输的充足信息。在一IEEE 802.11WLAN(无线局域网)中，发送机地址被编码于发送帧中，其与一包序列号及一标志一起共同用于指示一再传输。但是，如果对该帧进行一次以上的再传输，则不再可能在后来的传输帧之间进行区别。
以上提出的解决方法的第二个缺点是，沿网络上接入点与接入路由器之间传输的数据量需乘以接收传输帧或消息的接入点的数量，此会产生一较大的网络负荷。
发明内容
本发明的一主要目的是提供至少能够减轻上述问题的装置及方法。
在此方面，本发明的一特定目的是提供可提高一无线电网络中之性能的装置及方法。
在此方面，本发明的一特定目的是提供一种装置及方法，其可测量及比较来自无线电网络中之基站的单独消息的信号特征。
在此方面，本发明的一特定目的是提供一种装置及方法，其可从无线电性能角度决定在一基站与一接入点之间的通讯中使用哪一个接入点更佳。
在此方面，本发明的另一特定目的是提供一种装置及方法，其可在进行性能测量时减轻网络负荷。
在此方面，本发明的又一特定目的是提供一种装置及方法，其可在无线电数据网络中提供负荷平衡及切换的可能性。
根据本发明的第一方面，所有这些目的及其他目的皆通过一包括至少一第一及一第二接入点及一网络管理装置的通讯系统达成。该至少第一及第二接入点提供用于接收来自至少一第一基站的无线电信号；且该至少第一及第二接入点之一提供用于将通过来自该至少第一基站的无线电信号所接收的消息转发至该网络管理装置。每一该至少第一及第二接入点均包括无线电通讯性能元件，此元件提供用于针对每一接收自该至少第一基站的消息自所述无线电信号中抽提出性能数据。
本发明的特征在于，每一该第一及第二接入点均包括一消息标识元件，此元件提供用于针对每一接收自基站的消息产生一消息标识；且当该信息标识用于唯一识别一传输消息时，每一该至少第一及第二接入点皆提供用于发送无线电性能消息至网络管理装置，其中该无线电性能消息包括至少该消息标识及性能数据；而且该网络管理装置提供用于接收来自该至少第一及第二接入点的无线电性能消息。
根据本发明的第二方面，所有上述目的及其他目的皆通过一种网络通讯方法达成，且该网络包括至少一第一及一第二接入点、至少一第一基站及一网络管理装置。该方法的特征在于以下步骤于该至少第一及第二接入点处接收来自该至少第一基站的无线电信号；对该至少第一及第二接入点之一接收自该至少第一基站的消息进行转发；针对每一该至少第一及第二接入点接收自该至少第一基站的消息从该无线电信号中抽提出性能数据；在每一该至少第一及第二接入点处针对每一接收自该基站的消息产生一消息标识，且该消息标识可唯一识别一传送信息；从每一该至少第一及第二接入点处发送无线电性能消息至该网络管理装置，所述消息包括至少该消息标识及性能数据；及在接入路由器处接收来自该至少第一及第二接入点的无线电性能消息。
根据本发明的第三方面，所有上述目的及其他目的皆通过一网络中的一接入点达成，其中该网络包括至少一第一基站及一网络管理装置，且该接入点提供用于接收来自该基站的消息，如果该接入点与该基站相关联，则该接入点可转发消息；该接入点包括无线电通讯性能元件，此元件提供用于从接收自该至少第一基站的无线电消息中抽提性能数据。根据本发明的第三方面，本发明的特征在于该接入点包括一消息标识元件，此元件提供用于针对每一接收自该基站的消息产生一消息标识且该消息标识可唯一识别一传输消息；且该接入点提供用于传送无线电性能消息至该网络管理装置，且所述消息包括至少该消息标识及性能数据。
根据本发明的第四方面，所有上述目的及其他目的皆通过一网络中的一网络管理装置达成，其中该网络包括至少一第一及一第二接入点及一基站。根据此第四方面，本发明的特征在于该网络管理装置提供用地接收来自每一该至少第一及第二接入点的性能消息，其中每一消息均包括至少无线电性能数据及一可唯一识别此消息的一消息标识；且其中此网络管理装置提供用于对来自每一接入点且具有相同消息标识的无线电性能数据进行比较以识别具有最佳无线电特性的接入点。
根据本发明的又一方面，该网络管理装置为一接入路由器，且提供用于将接收自一基站并通过一接入点转发的消息进一步转发至另一网络。
通过为每一消息或帧传输提供一唯一标识并确定接收消息的每一接入点的无线电信号性能且随后将性能数据随同消息标识信息一并发送至一接入路由器，可以得出关于每一接入点与发送传输的具体基站之间的特定无线电通讯环境的结论。这些结论可随后通过多种不同方式应用。
根据本发明的再一方面，接入点提供用于在当接入点将消息从基站转发至接入路由器时将无线电性能消息包括于接收自基站的消息之内。
如果发送基站与一特定接入点相关联，则从性能角度考虑，将性能数据及消息标识包括于从基站转发至接入路由器的普通消息中是有益的。但是，如果接入点与基站不相关联，则较佳不应将接收自该基站的完整消息转发到该接入路由器，这是由于其将包括通过另一接入点转发至该接入路由器的许多数据。因此，从性能方面考虑，发送只包括性能数据、消息标识、及可能时的基站标识至该接入路由器是有益的。
根据本发明的又一方面，该无线电性能消息包括一基站标识，且该接入路由器提供用于比较来自两个具有相同消息标识及基站标识但接收自不同接入点的消息的性能数据，以确定在与所识别基站处于通讯中的接入点中哪一个具有最佳无线电特性。
通过对不同接入点所接收的相同消息中的性能数据进行比较，便可从无线电特性角度确定哪一个接入点最佳。此信息可用于例如切换或负荷平衡之目的。
根据本发明的再一方面，该接入路由器提供用于存储及处理性能数据，以提供与每一基站的无线电环境相关的统计。
通过提供及分析无线电环境统计，可检测出无线电网络中的不良状态并找到可能的补救方法。例如，可注意到某一地域缺乏覆盖，需要设置额外接入点。
根据本发明的又一方面，该消息标识元件是一位于LAN内部的全局同步时钟且该消息标识是一时标。
根据本发明的再一方面，该接入路由器包括向一选定接入点发送控制消息的元件；且该接入路由器提供用于向与该基站相关联的接入点发送第一控制消息，如果该接入点不具有最佳无线电特性，则指示该接入点应与该基站断开联系；且该接入路由器提供用于向具有最佳无线电特性的接入点发送第二控制消息，如果该接入点尚未与该基站相关联，则指示此接入点应与此基站相关联。
因此，切换便可达成。
根据本发明的又一方面，该无线电性能数据是任何选自性能数据群组的数据，其中此性能数据群组包括RSSI、接收天线、静音水平等。
根据本发明的再一方面，该通讯系统为一IEEE 802.11通讯系统。
根据本发明的一方面且用其他语言来表述，本发明是一种方法，通过此方法可将每一帧传输或消息唯一识别至该接入路由器，以容许比较不同接入点处一给定信息的RSSI。根据本发明另一方面，本发明基于对接入点处同步计时器的维护，由此为每一接收到的消息提供一时标，此时识将随同其他信息一起被发送至该接入路由器，并与其他信息一起将此消息唯一识别至该接入路由器。倘若为IEEE 802.11WLAN，仅需的其他信息为发送基站的MAC地址。
根据本发明的又一方面，只有与发送基站相关联的AP才会转发完整消息。其他接入点仅转发帧的必需识别信息及RSSI信息。
本发明的一个优点在于其容许在所有接收一给定消息的接入点之间精确比较一单独帧传输或消息的接收信号强度或其他接收特性，且不会增加不必要的网络负荷。
本发明可应用于任何基于包的网络中，其中一单独包的传输可被多个接收器接收，且需要对每一不同接收器所接收的此传输之特性进行比较。
本发明的其他特征及优点可通过下文对本发明实施例的详细说明而易于了解。
通过下文对本发明实施例及附图1-4的详细说明，可对本发明有更全面的了解，其中所给出的实施例及附图仅为阐释目的，而非对本发明的限制。
图1为一本发明较佳实施例的示意图。
图2至4为本发明较佳实施例的示意流程图。
具体实施例方式
在下文说明中，为了解释而非限制本发明之目的，本文列出了具体细节内容，例如特定技术及应用，以供透彻领悟本发明。但是，熟习此项技术者应了解，本发明亦可以脱离该些具体细节内容的其他实施例形式来实施。在其他情况下，省略了对熟知方法及装置的详细阐述，以免不必要的细节描述会掩蔽对本发明之阐述。
图1示出本发明的简化示意性实施例，其包括一LWAP(轻量接入点)系统，且由第一接入点101、第二接入点102、及第三接入点103组成，通过本发明第三方面的一有线网络104连接至根据本发明第四方面的一接入路由器105。三个无线基站通过该网络进行通讯一第一基站106，其位于第一接入点101与第二接入点102范围之内；一第二基站107，其仅位于第一接入点101范围之内；及一第三基站108，其位于第二接入点102及第三接入点103范围之内。
第一无线基站106可与第一接入点101或第二接入点102进行通讯。但是，由于存在只能与第一接入点101进行通讯的第二基站107，这就意味着第一接入点101将承受更大的网络负荷。在此情况下，期望使该第一无线基站仅与第二接入点进行通讯，例如，如下文所述使第一接入点101拒绝其与基站关联。在此情况下，需对第三基站108作出同样的决定。
现在结合图2至4对图1所示的通讯系统100、接入点101至103、及接入路由器105的作业进行阐述。
图2为本发明一较佳实施例的接入点作业示意流程图。基站106发送一消息。在步骤201中，第一接入点101通过基站106接收此传输，如同第二接入点102一样。在步骤202中，每一该第一及第二接入点均对传送该消息的无线电信号的RSSI值进行计算。第一接入点101计算的RSSI值当然会与第二接入点计算的RSSI值有所不同，这是由于例如无线电环境及从第一基站至相应接入点之间的距离造成的。
然后，在步骤203中，该第一及第二接入点通过设置于每一接入点的全局同步时钟确定一接收时间。尽管每一接入点接收到消息的接收时间可稍微不同，但其差别非常小，因此在接入路由器105处可通过对接收时间的比较而唯一识别此消息。
在其中可传送一帧的相同副本的情况(例如IEEE 802.11)下，需要使用附加技术来唯一识别帧。一种适合的方法是在每一接入点的接收帧上施加一时标。随后，该些时标在可接入路由器处相互关联，由此可唯一识别每一传输。可产生该些时标的时钟功能需要在接入路由器与AP之间达成全局同步化。但是，由于所需要的精确度为一最小长度帧的持续时间，所以该同步化并不难达到。一种熟识的适宜算法是对于每一AP设置一自由运行时钟；并对于接入路由器定期通过网络发送一广播消息，每一AP将对此广播消息作出响应，且其本地时钟的值等于其收到此广播消息的时间。
由于第一接入点101与第一基站106不相关联，所以对于第一接入点101来讲，检验204为否定。因此，第一接入点产生一性能数据消息，其中包括RSSI值、作为时标的接收时间及MAC地址，以唯一识别第一基站并在步骤205及206中将此消息发送至接入路由器105。
对于那些能够接收到传输但此传输却并非特别发送至其处的AP，例如一IEEE 802.11 WLAN，对于那些与发送基站没有关联的AP而言，传送整个接收到的帧未必有益。在此种情况下，整个网络的负荷可通过下列方法进行减少从接收帧中抽提出必须的识别信息，尽量对其进行压缩并随后发送此识别信息及该帧的感兴趣参数(例如RSSI)。
第二接入点102与第一基站106相关联，因此其将对接收自第一基站106的消息加入性能数据及时标，并在步骤207及206中转发该复合消息至接入路由器105。第一基站106的MAC地址已包括于该消息中。
在图3之步骤301中，接入路由器105接收来自第一及第二接入点的性能数据。
在步骤302中，接入路由器检查当前关联的接入点(即接入点102)是否具有最佳无线电性能。如果有，则其将采取常规措施而非特别措施。假设第一接入点的无线电性能优于第二接入点的无线电性能，则到达步骤303。在此情况下，应注意到“更佳的无线电性能”可包括不同RSSI值与阈值的比较以及RSSI值之间的比较，而且要求此“更佳值”应优于采取措施之前的一具体值。
在步骤303中可找到具有最佳无线电性能的接入点，在此实例中，最佳无线电性能等同于最佳RSSI值。由此发现第一接入点具有最佳RSSI值。然后，在步骤304中，接入路由器105向第二接入点102发送一消息，指令第二接入点断开与第一基站106的关联。该接入路由器将继续向第一接入点101发送进一步消息，指令其与第一基站106相关联。根据传统技术，此信号当然可包括任何必需的确认消息。通过此方式即可达成第二接入点102与第一接入点101之间的切换。
另外，也可应用其他控制参数来决定接入点与基站的关联，如下文所述的负荷状况。
图4为本发明一较佳实施例的示意流程图。在步骤401中，图1中的接入路由器105接收到来自第二接入点102及第三接入点103的一关联请求。假设在此例中第一基站106与第二接入点102相关联，接入路由器在步骤402中会了解第二及第三接入点具有相似的无线电性能特征，且第二接入点已经与第一基站106相关联。因此，从网络负荷角度来讲，使第三基站108与第三接入点103相关联是有益的。因此，在步骤403中，此接入路由器发送“拒绝关联”消息至第二接入点102；且在步骤404中，其发送“容许关联”消息至第三接入点103。
由此即可达到网络负荷平衡。
在一IEEE 802.11网络中，当时标的精确度至少为一最小长度传输帧的时间时，则所需的附加识别数据仅为802.11传输的MAC地址。
应了解，本发明可以多种方式加以改变，且该些改变不应被认为是对本发明范围的背离。熟习此项技术者可了解的所有改变皆欲包含于随附权利要求书的范围之内。
权利要求
1.一种通讯系统，其包括至少一第一及一第二接入点及一网络管理装置，所述至少第一及第二接入点提供用于自至少一第一基站接收无线电信号，且所述至少第一及第二接入点提供用于将通过来自所述至少第一基站的所述无线电信号接收的消息转发出去；每一所速至少第一及第二接入点皆包括无线电通讯性能元件，此元件提供用于针对每一接收自所述至少第一基站的消息从所述无线电信号中抽提性能数据；所述通讯系统的特征在于每一所述至少第一及第二接入点皆包含一消息标识元件，此元件提供用于针对每一接收自所述基站的消息产生一消息标识，且其中所述消息标识能够唯一识别一传送消息；每一所述至少第一及第二接入点提供用于将无线电性能消息发送至所述网络管理装置，此消息包含至少所述消息标识及所述性能数据；以及所述网络管理装置用于接收来自所述至少第一及第二接入点的所述无线电性能消息。
2.如权利要求1的通讯系统，其中所述网络装置是一接入路由器，以及所述接入路由器用于进一步将接收自一基站并通过一接入点转发的消息转发至另一网络。
3.如权利要求2的通讯系统，其中所述接入点用于在所述接入点将接收自所述基站的消息转发至所述接入路由器时将所述无线电性能消息包括于接收自所述基站的消息中。
4.如权利要求1的通讯系统，其中所述无线电性能消息包括一基站标识，以及所述网络管理装置用于比较所述来自两个具有相同消息标识及基站标识但接收自不同接入点的消息的性能数据，以确定所述接入点中哪一个具有最佳无线电特性。
5.如权利要求1的通讯系统，其中所述网络管理装置用于存储及处理所述性能数据，以提供与每一基站的无线电环境相关的统计。
6.如权利要求1的通讯系统，其中所述消息标识元件在所述网络中是一全局同步时钟且所述消息标识是一时标。
7.如权利要求4的通讯系统，其中所述网络管理装置包括用于将控制消息发送至一选定接入点的元件；所述网络管理装置用于将一第一控制消息发送至与所述基站相关联的接入点，如果此接入点不具有最佳元线电特性，则指示此接入点应断开与所述基站的关联；以及所述网络管理装置提供用于将一第二控制消息发送至具有最佳无线电特性的接入点，如果此接入点未与所述基站相关联，则指示此接入点应与所述基站相关联。
8.如权利要求1的通讯系统，其中所述无线电性能数据是任何选自包含RSSI、接收天线及静音水平的性能数据之群组的性能数据。
9.如权利要求1的通讯系统，其中所述通讯系统是一IEEE 802.11通讯系统。
10.一种网络通讯方法，其中所述网络包括至少一第一及一第二接入点、至少一第一基站及一网络管理装置；该方法之特征在于以下步骤在所述第一及第二接入点处自所述至少第一基站接收无线电信号；将通过所述至少第一及第二接入点之一接收自所述至少第一基站的消息转发出去；针对通过每一所述至少第一及第二接入点接收自所述至少第一基站的消息从所述无线电信号抽提性能数据；在每一所述至少第一及第二接入点中针对每一接收自所述基站的消息产生一消息标识，且其中所述消息标识能够唯一识别一传送消息；自每一所述至少第一及第二接入点将无线电性能数据发送至所述网络管理装置，所述消息包括至少所述消息标识及所述性能数据；以及在所述网络管理装置处接收来自所述至少第一及第二接入点的所述无线电性能消息。
11.如权利要求10的方法，其中所述网络管理装置是一接入路由器，以及将在所述接入路由器处通过一接入点接收自一基站的消息转发至另一网络。
12.如权利要求10的方法，其包括以下步骤在所述基站与所述接入点相关联且所述接入点将来自所述基站的消息转发至所述接入路由器时，将所述无线电性能消息包括于接收自所述基站的消息中。
13.如权利要求10的方法，其中所述无线电性能数据包括一基站标识，且此方法包括以下步骤比较所述来自两个具有相同消息标识及基站标识但接收自不同接入点的消息的性能数据。
14.如权利要求10的方法，其包括下述步骤存储及处理所述性能数据，以提供与每一基站的无线电环境相关的统计。
15.如权利要求10的方法，其中所述消息标识元件是一全局同步时钟且所述消息标识是一时标。
16.如权利要求13的方法，其中所述网络管理装置包括用于将控制消息发送至一选定接入点的元件；且该方法包括以下步骤通过所述比较确定所述接入点中哪一个具有最佳无线电性能；确定所述接入点中哪一个当前正与所述基站相关联；将一控制消息发送至当前与所述基站相关联的接入点，如果此接入点不具有最佳无线电性能，则指示此接入点应断开与所述基站的关联；且将一控制消息发送至具有最佳无线电性能的接入点，如果此接入点当前未与所述基站相关联，则指示此接入点应与所述基站相关联。
17.如权利要求10的方法，其中所述无线电性能数据是任何选自包含RSSI、接收天线及静音水平等的性能数据之群组的性能数据。
18.如权利要求10的方法，其中所述网络是一IEEE 802.11网络。
19.一种网络接入点，其中所述网络包括至少一第一基站及一网络管理装置，所述接入点用于接收来自所述基站的消息，且如果此接入点与所述基站相关联，则转发所述消息；且所述接入点包括无线电通讯性能元件，此元件用于从接收自所述至少第一基站的所述无线电消息中抽提性能数据；所述网络的特征在于所述接入点包括一消息标识元件，此元件用于针对每一接收自所述基站的消息产生一消息标识，且其中所述消息标识能够唯一识别一传送消息；以及所述接入点用于将无线电性能消息发送至所述网络管理装置，此消息包含至少所述消息标识及所述性能数据。
20.一种用于网络中的网络管理装置，其中所述网络包括至少一第一及一第二接入点及一基站；所述装置的特征在于所述网络管理装置用于接收来自每一所述至少第一及第二接入点的所述无线电性能消息，其中每一消息包括至少无线电性能数据及一能够唯一识别所述消息的消息标识；以及其中所述网络管理装置用于比较来自各接入点且具有相同消息标识的无线电性能数据，以确定具有最佳无线电特性的接入点。
全文摘要
本发明涉及一通讯系统，其包括至少一第一及一第二接入点、及一网络管理装置，该至少第一及第二接入点用来接收来自至少一第一基站的无线电信号；且该至少第一及第二接入点之一将通过来自该至少第一基站的无线电信号接收的消息转发至该网络管理装置。每一该至少第一及第二接入点均包括无线电通讯性能元件，其提供用于针对每一接收自该至少第一基站的消息自所述无线电信号中抽提出性能数据。本发明的特征是每一该至少第一及第二接入点均包括一消息标识元件，其提供用于针对每一自基站接收的消息产生一消息标识；且当使用该消息标识对一传输消息进行唯一识别时，每一该至少第一及第二接入点皆提供用于发送无线电性能消息至网络管理装置，且该无线电性能消息包括至少该消息标识及性能数据；而且该网络管理装置提供用于接收来自该至少第一及第二接入点的无线电性能消息。
文档编号H04W36/12GK1630422SQ20041010030
公开日2005年6月22日 申请日期2004年12月9日 优先权日2003年12月19日
发明者M·刘易斯 申请人:因芬尼昂技术股份公司