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CN1505339A - 控制无线局域网系统的多个接入点负载平衡的装置及方法 - Google Patents

控制无线局域网系统的多个接入点负载平衡的装置及方法 Download PDF

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CN1505339A CNA200310117963A CN200310117963A CN1505339A CN 1505339 A CN1505339 A CN 1505339A CN A200310117963 A CNA200310117963 A CN A200310117963A CN 200310117963 A CN200310117963 A CN 200310117963A CN 1505339 A CN1505339 A CN 1505339A
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Abstract

在无线LAN系统中，用于控制无线局域网系统中的多个接入点的负载平衡的装置包括：具有无线局域网接口、并且接收无线局域网服务的多个无线局域网终端；多个接入点，用于向无线局域网终端提供无线局域网服务，周期性地发送负载状态信息，并且当接收到负载抑制信号时，对负载的增加进行抑制；以及管理系统，用于通过从接入点接收负载状态信息，比较性地评估每一个接入点的负载状态，并且当存在负载值大于阈值的接入点、并且在其负载值大于阈值的接入点周围的其他接入点处于空闲状态时，向其负载值大于阈值的接入点传送负载增加抑制信号。

Description

控制无线局域网系统的多个接入点负载平衡的装置及方法
本申请要求于2002年12月2日提交的韩国专利申请No.2002-76052的优先权，该公开在此被整体引入作为参考。
技术领域
本发明通常涉及无线局域网(LAN)系统中的多个接入点(multi-access points)，更具体地说，本发明涉及一种用于控制无线LAN系统中的多接入点的负载平衡的装置及方法，以便通过在接收到接入点的负载值之后，比较性地(comparatively)评估众多接入点的负载值，并且在负载集中的接入点拒绝终端接入、或者取消现有接入点，从而防止负载集中在特定的接入点上。
背景技术
通常，诸如个人计算机(PC)或者笔记本、个人数字助理(PAD)之类广泛使用的信息终端可以配置被称为LAN(局域网)的网络，以便相互共享信息。该LAN可以被划分为通过利用通信电缆直接连接信息终端构成的有线LAN、以及通过利用接入点按照无线通信方式配置的无线LAN。
通过利用RF(射频)或者光按照无线通信方式收发数据，无线LAN可以任意移动，以及易于扩展和维护。此外，无线LAN提供了作为有线处理器(wired processor)的IEEE(电气和电子工程师协会)802.3的10/100 BASE-T以太网接口功能，并且确保了作为无线处理器的IEEE 802.11的2.4GHz(千兆赫兹)频带中的2Mbps(兆比特每秒)的传输速率。
无线LAN系统配置的网络包括：无线LAN终端，即由无线LAN用户使用的信息终端；用于因特网接入的路由器或者集线器；用于提供因特网接入服务的认证服务器；以及位于无线LAN终端和集线器之间的接入点，用于通过向认证服务器发送因特网接入请求，中继对应的无线LAN终端的无线LAN通信。
此时，接入点是支持现有的有线LAN服务区和无线LAN服务区之间的交互工作的无线LAN接入设备，并且包括多于一个的以太网MAC(介质接入控制器)和无线LAN MAC。依据IEEE 802.11中的无线LAN MAC的定义，接入点通过认证和关联过程，以便管理自身的无线LAN服务区。
换句话说，当无线LAN终端请求因特网接入时，在从对应的无线LAN终端接收到因特网接入信息，即在无线LAN终端中预先设置的IP(因特网协议)、网关、以及DNS(域名服务器)信息之后，现有的接入点通过请求认证服务器的接入认证，执行无线LAN中继功能，以便访问因特网。
此时，通过输入自注册的(self registered)成员ID(标识符)和密码，无线LAN终端受到认证服务器的认证，以便接入因特网。如果认证服务器允许因特网接入，则对应的无线LAN终端通过经由接入点、集线器和路由器对因特网进行访问，从而对无线网络进行配置，并且收发因特网上的数据。如果认证服务器拒绝此因特网接入，则该因特网接入被禁止。
同时，为了执行漫游过程(此时，这表示执行了从一个接入点到另一接入点的通信连接切换)。当从一个接入点切换到另一接入点时，无线LAN终端执行在发送探测请求帧和接收探测请求帧之后，找出无线LAN终端可以注册的接入点的操作(扫描)。
通常的扫描包括两种类型的扫描，即处于默认状态下的主动模式扫描和被动模式扫描。首先，执行主动模式扫描，如果在BSS(基本服务集)内未找到接入点，则将扫描模式切换到被动模式扫描，以便执行被动模式扫描。如果仍然没有找到接入点，则重复主动模式扫描和被动模式扫描。
在上述的操作(扫描操作)中，应该对所有的信道进行扫描，以便找出可接入的接入点。当无线LAN终端基于扫描，向初始接入的接入点发送认证请求帧(请求无线LAN终端注册在接入点(IEEE802.11)中)，并且从接入点接收到对无线LAN终端进行认证的认证响应帧时，则执行漫游过程。
然而，依据上述的漫游系统，无线LAN终端离开当前的接入点，然后扫描所有可接入的接入点，并且在具有最大RSSI(接收信号结构指示符)的接入点中执行注册过程。
同时，依据无线LAN尝试接入接入点、并且使用RSSI保持在无线LAN中的接入的较早技术，存在的问题为在使用多个接入点时，负载集中在几个接入点上。
在具有多个接入点的无线LAN环境中，由于许多无线终端位于某接入点的范围内，因此，这些无线终端集中在该接入点。相反，会出现不平衡的情况，例如，某接入点不具有任何无线LAN终端。
由此，无线LAN的无线LAN终端尝试接入较近的接入点。在接入点允许这些终端接入的情况下，如果接入点的信号强度满足在无线LAN终端中所确定的阈值，则虽然负载集中在该接入点，但是无线LAN终端可以通过具有较大负载的接入点，继续保持数据通信，即使其他的接入点处于空闲状态。结果，由多个接入点执行的无线LAN操作效率低下，并且具有集中负载的接入点会导致时延和误码的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种用于控制无线LAN系统中的多个接入点的负载平衡的装置及其方法，从而防止在使用多个接入点的无线LAN中数据流量负载的集中。
此外，本发明的另一目的是提出一种用于控制无线LAN系统中多个接入点的负载平衡的装置及其方法，从而通过防止数据流量负载集中在无线LAN中的特定接入点，降低无线LAN的整个误码率。
同时，本发明的另一目的是提出一种用于控制无线LAN系统中的负载平衡的装置及其方法，从而通过防止数据流量负载集中在无线LAN中的特定接入点，满足无线LAN终端的快速处理请求。
为了实现上述和其他目的，提出了一种用于控制无线局域网系统中的多个接入点的负载平衡的装置，该装置包括：具有无线局域网接口、并且接收无线局域网服务的许多无线局域网终端；许多接入点，用于向无线局域网终端提供无线局域网服务，周期性地发送负载状态信息，并且当接收到负载抑制信号时，对负载的增加进行抑制；以及管理系统，用于通过从接入点接收负载状态信息，比较性地评估每一个接入点的负载状态，并且当存在负载值大于阈值的接入点、并且在其负载值大于阈值的接入点周围的其他接入点处于空闲状态时，向其负载值大于阈值的接入点传送负载增加抑制信号。
另一方面，为了实现上述的目的，提出了一种用于控制包括许多无线局域网终端和许多接入点的无线局域网系统中的多个接入点的负载平衡的方法，该方法包括：第一步骤，周期性地监控接入点的负载状态；第二步骤，在当监控接入点的负载状态时，存在其负载值超过阈值的接入点，并且在该接入点周围存在空闲接入点的情况下，向其负载值超过阈值的接入点发送负载增加抑制信号；以及第三步骤，依据传送的负载增加抑制信号，抑制在对应的接入点中的负载增加。
附图说明
通过参考结合附图所考虑的以下详细描述，本发明的更完整意图和许多伴随的优点将变得更加明显，同时变得更加容易被理解，在附图中，相似的参考符号表示相同或者相似的元件，
图1是示出依据现有技术的无线LAN系统结构的图；
图2是示出依据现有技术，具有多个接入点的无线LAN系统的结构图；
图3是示出依据本发明的一个实施例，用于控制无线LAN系统中的多个接入点的负载平衡的装置的图；
图4是示出图3中的接入点的详细方框结构图；
图5是示出依据本发明的一个实施例，用于控制无线LAN系统中的多个接入点的负载平衡的方法的流程图；以及
图6示出包括具有用于执行本发明的方法的计算机可执行指令的计算机可读介质的计算机的实例。
具体实施方式
图1是示出依据现有技术的无线LAN系统的结构的图。
如图1所示，无线LAN系统配置的网络包括：无线LAN终端(11)，即由无线LAN用户使用的信息终端；用于因特网接入的路由器(12)和集线器(13)；用于提供因特网接入服务的认证服务器(14)；以及，位于无线LAN终端(11)和集线器(13)之间的接入点(15)，用于通过向认证服务器(14)发送因特网接入请求，中继对应的无线LAN终端(11)的无线LAN通信。
此时，接入点(15)是支持现有的有线LAN服务区和无线LAN服务区之间的交互工作的无线LAN接入设备，并且该接入点(15)包括多于一个的以太网MAC(介质接入控制)和无线LAN MAC。依据IEEE802.11中的无线LAN MAC的定义，接入点(15)通过认证和关联过程，以便管理自身的无线LAN服务区。
换句话说，当无线LAN终端(11)请求因特网接入时，现有的接入点(15)执行在从对应的无线LAN终端(11)接收到因特网接入信息，即在无线LAN终端(11)中预先设置的IP(因特网协议)、网关、以及DNS(域名服务器)信息之后，通过请求认证服务器(14)的接入认证，从而执行无线LAN中继功能，以便接入因特网。
此时，通过输入自注册的成员ID(标识符)和密码，无线LAN终端(11)受到认证服务器(14)的认证，以便接入因特网。如果认证服务器(14)允许该因特网接入，则对应的无线LAN终端(11)通过经由接入点(15)、集线器(13)和路由器(12)对因特网进行访问，从而对无线网络进行配置，并且收发因特网上的数据。如果认证服务器(14)拒绝此因特网接入，则该因特网接入被禁止。
同时，为了执行漫游过程(此时，这表示执行了从一个接入点到另一接入点的通信连接切换)。当从一个接入点切换到另一接入点时，无线LAN终端执行在发送探测请求帧和接收探测请求帧之后，找出无线LAN终端可以注册的接入点的操作(扫描)。
通常的扫描包括两种类型的扫描，即处于默认状态下的主动模式扫描和被动模式扫描。首先，执行主动模式扫描，如果接入点在BSS(基本服务集)内未找到接入点，则将扫描模式切换到被动模式扫描，以便执行被动模式扫描。如果仍然没有找到接入点，则重复主动模式扫描和被动模式扫描。
在上述的操作(扫描操作)中，应该对所有的信道进行扫描，以便找出可接入的接入点。当无线LAN终端基于扫描，向初始接入的接入点发送认证请求帧(请求无线LAN终端注册在接入点(IEEE 802.11)中)，并且从接入点接收到对无线LAN终端进行认证的认证响应帧时，则执行漫游过程。
然而，依据上述的漫游系统，无线LAN终端离开当前的接入点，然后扫描所有可接入的接入点，并且在具有最大RSSI(接收信号结构指示符)的接入点中执行注册过程。
同时，依据无线LAN尝试接入接入点、并且使用RSSI保持在无线LAN中的接入的较早技术，存在的问题为在使用多个接入点时，负载集中在几个接入点上。
图2是示出依据现有技术，具有多个接入点的无线LAN环境的图。
如图2所示，无线LAN终端(21a-21c)位于接入点(25a)的范围内，因此，这些无线终端(21a-21c)集中在该接入点(25a)上。相反，会出现不平衡的情况，例如，接入点(25b)不具有任何无线LAN终端。
由此，无线LAN的无线LAN终端尝试接入较近的接入点。在接入点允许这些终端接入的情况下，如果接入点的信号强度满足在无线LAN终端中所确定的阈值，则虽然负载集中在该接入点，但是无线LAN终端可以通过具有较大负载的接入点，继续保持数据通信，即使其他的接入点处于空闲状态。结果，由多个接入点执行的无线LAN操作效率低下，并且具有集中负载的接入点会导致时延和误码的问题。
下面将参考其中示出了本发明优选实施例的附图，对本发明进行更完整的描述。然而，本发明可以按照不同的形式来具体实现，而不应该局限于所阐明的实施例。提供这些实施例是为了使本发明的公开更彻底和完整，并且向本领域的技术人员完整地传达本发明的范围。在附图中，为了清楚，夸大了层和区域的厚度。还应该理解：当某层被称为位于另一层或者底层“之上”时，该层可以直接位于另一层或者底层之上，或者还可以存在插入层。而且，在这里描述和说明的每一个实施例还包括补充的教导型实施例。
以下将参考附图，详细描述在依据本发明优选实施例的用于控制无线LAN系统中的多个接入点的负载平衡的本发明的装置及其方法。
图3是示出依据本发明的一个实施例，用于控制无线LAN系统中的多个接入点的负载平衡的装置的图。
如图3所示，在无线LAN系统中的多个接入点的负载平衡控制系统包括：许多无线LAN终端(31a-31n)、路由器(32)、集线器(33)、管理系统(34)、以及许多接入点(35a、35b、35c)。
管理系统(34)管理接入点(35a、35b、35c)，给每一个接入点(35a、35b、35c)分配和改变信道，依据DHCP(动态主机配置协议)来分配IP，并且监控每一个接入点(35a、35b、35c)的工作状态。
同时，管理系统(34)通过识别与接入点(35a、35b、35c)连接的无线LAN终端(31a-31n)的当前状况，控制每一个接入点(35a、35b、35c)的分配信道。
而且，管理系统(34)通过管理接入点(35a、35b、35c)上的信息，执行数据路径切换，并且将数据存储在每一个接入点(35a、35b、35c)的位置上。
此外，管理系统(34)从接入点(35a、35b、35c)接收已接入的无线LAN终端(31a-31n)的数量、在接入后最近传送数据帧的无线LAN终端(31a-31n)的信息和数量、数据帧的数量、以及数据帧的长度。
然后，管理系统(34)依据与每一个接入点(35a、35b、35c)传输的各种负载相关的信息，比较性地评估每一个接入点(35a、35b、35c)的负载状态。如果指定的接入点(35a、35b、35c)的负载超过阈值，则管理系统进行控制，以便不在对应的接入点(35a、35b、35c)产生新的负载。
这样的控制操作由两个功能来实现。一个功能是当无线LAN终端(31-31n)请求允许接入时，发送认证失败响应消息，而不将新尝试接入的无线LAN终端(31a-31n)添加到BSS表中。
在这种情况下，管理系统(34)通过在处于空闲状态的邻近的可接入接入点(35a、35b、35c)上传输信息，可以促使无线LAN终端(31a-31n)接入处于空闲状态的可接入接入点(35a、35b、35c)。
同时，管理系统(34)通过向处于空闲状态的邻近的可接入接入点(35a、35b、35c)发送无线LAN终端的信息，可以使无线LAN终端尝试接入接入点(35a、35b、35c)，从而使尝试接入其负载值超过阈值的接入点(35a、35b、35c)的无线LAN终端，接入邻近的接入点(35a、35b、35c)。
另一控制功能如下所述。当虽然与接入点(35a、35b、35c)相连但不连续地产生数据流量的无线LAN终端(31a-31n)产生数据流量而负载值超过阈值时，BSS表删除产生新的数据流量的无线LAN终端(31a-31n)的网络节点地址，以便停止向无线LAN终端(31a-31n)提供数据服务。
此时，按照相同的方式，管理系统(34)可以通过在处于空闲状态中的邻近的可接入接入点(35a、35b、35c)上传输信息，可以促使无线LAN终端(31a-31n)接入处于空闲状态的可接入接入点(35a、35b、35c)。同时，管理系统(34)通过向处于空闲状态的邻近的可接入接入点(35a、35b、35c)发送与无线LAN终端相关的信息，可以使无线LAN终端接入接入点(35a、35b、35c)，从而可以使尝试接入其负载值超过阈值的接入点(35a、35b、35c)的无线LAN终端，接入邻近的接入点(35a、35b、35c)。
由此，为了便于管理系统(34)执行负载平衡，该管理系统(34)应该从整体上知道接入点(35a、35b、35c)的位置，以及在其负载值达到阈值的接入点(35a、35b、35c)周围应该存在处于空闲状态的接入点(35a、35b、35c)。如果不存在处于空闲状态的接入点(35a、35b、35c)，则在找出空闲接入点(35a、35b、35c)时将会产生相当大的负载。
另一方面，接入点(35a、35b、35c)是用于使无线LAN与有线LAN连接的网络互联设备，该接入点(35a、35b、35c)向有线LAN转发针对有线节点的监听(overheard)无线LAN网络数据，并且向无线LAN转发针对无线LAN终端(31a-31n)的有线LAN网络数据。此时，网络互联服务包括：从无线LAN终端(31a-31n)向有线LAN节点转发消息；以及，从有线LAN节点向无线LAN终端(31a-31n)转发消息。
接入点(35a、35b、35c)可以具有依据无线介质的有限的有效范围，这需要具有一定程度的重叠区域的许多设备，以便提供合适的覆盖区域，并且使该消息被重叠区域内的无线LAN终端(31c、31d、31k、31l、31m)重复接收、以及使从这样的无线LAN终端(31c、31d、31k、31l、31m)产生的消息在有线LAN上被重复接收。
为了使无线LAN终端(31a-31n)位于接入点(35a、35b、35c)的范围内，无线LAN终端(31a-31n)应该属于被称为接入点(35a、35b、35c)的BSA(基本服务区)的物理区域。如果无线LAN终端(31a-31n)位于指定接入点(35a、35b、35c)的基本服务区内，则无线LAN终端(31a-31n)可以接收由指定接入点(35a、35b、35c)发出的信号。
同时，将与有线LAN物理连接的接入点(35a、35b、35c)连接到电源，并且在接入点(35a、35b、35c)中使用的发射机可以具有比无线LAN终端(31a-31n)中使用的发射机的电池输出更强的输出。
接入点(35a、35b、35c)按照规定时间间隔，以标志(beacon)的形式向每一个无线LAN终端(31a-31n)发送自身信息，以便识别其自身网络地址，并且每一个无线LAN终端(31a-31n)可以通过规定的数据传输或者接入点(35a、35b、35c)的标志，确定其是否处于接入点(35a、35b、35c)的基本服务区。
每一个接入点(35a、35b、35c)维护与接入点相连的所有无线LAN终端(31a-31n)的表，该表被称为BSS(基本服务集)表。
在成功地接收到来自无线LAN终端(31a-31n)的接入请求之后，接入点(35a、35b、35c)将无线LAN终端(31a-31n)的网络节点地址添加到自身的BSS表中。
当通过接入请求显示出无线LAN终端(31a-31n)先前接入到其他接入点(35a、35b、35c)时，接入点(35a、35b、35c)可以使先前的接入点(35a、35b、35c)能够通过有线LAN，传输取消关联数据分组。与此不同，当无线LAN终端(31a-31n)接入新的接入点(35a、35b、35c)时，新的接入点可以使无线LAN终端(31a-31n)向先前的接入点(35a、35b、35c)发送取消关联请求。
当接收到来自新的接入点(35a、35b、35c)的取消相关数据分组时，先前的接入点(35a、35b、35c)从先前的自身BSS表中删除无线LAN终端(31a-31n)的网络节点地址。
此外，当未能成功地将数据发送到无线LAN终端(31a-31n)时，接入点(35a、35b、35c)认为它自己针对无线LAN终端(31a-31n)的无线接入已被切断，并且将从自身的BSS表中删除无线LAN终端(31a-31n)。
此外，接入点(35a、35b、35c)检查每一个无线LAN终端(31a-31n)的定时数据流量，并且存储该数据流量(每一个无线LAN终端(31a-31n)的定时数据流量)，除此之外，还对BSS表进行管理。
此外，接入点(35a、35b、35c)向管理系统(34)报告周期性接入的无线LAN终端(31a-31n)的数量、在接入后最近发送数据帧的无线LAN终端(31a-31n)的数量、数据帧的数量、以及数据帧的长度。
同时，在响应关于周期性的负载状态的报告，接收到由于管理系统(34)的负载超过阈值造成的用于停止新产生负载的操作的控制信号的情况下，如果新的无线LAN终端(31a-31n)对接入点(35a、35b、35c)进行接入，则接入点(35a、35b、35c)在认证期间发送认证失败响应消息，从而可以使无线LAN终端(31a-31n)继续保持对先前的接入点(35a、35b、35c)的接入、或者与位于移动方向上的空闲接入点(35a、35b、35c)进行接入。
如果不连续地产生数据流量、并且依据管理系统(34)的控制信号保持接入的无线LAN终端(31a-31n)产生了新的数据流量，从BSS表中删除对应的无线LAN终端(31a-31n)，以便停止接入。
通过这样做，对应的接入点(35a、35b、35c)促使无线LAN终端(31a-31n)寻找新的处于空闲状态的邻近接入点(35a、35b、35c)，并且控制整个无线LAN系统的负载平衡。
同时，LAN终端(31a-31n)通过将预定的无线LAN卡安装在例如具有诸如PCMCIA(个人计算机存储卡国际协会)端口、以及USB(通用串行总线)端口、或者PCI(外围元件互连)插槽或者、EISA(扩展工业标准结构)插槽的笔记本、PC(个人计算机)、或者PDA的信息终端上，接收无线LAN服务。
例如，无线LAN终端(31a-31n)中的每一个无线LAN卡包括：RF(射频)单元，用于从接收RF信号的天线接收RF信号，并且将发送到接入点(35a、35b、35c)的数据作为高频信号即射频信号来发送；基带处理器，用于调制由RF单元发送到接入点(35a、35b、35c)的数据；以及MAC处理器，用于通过MAC(介质(或者媒体)接入协议)执行数据链路。该RF单元包括：放大器，用于对RF信号进行放大；RF/IF(射频到中频)转换器，该转换器与振荡器连接，并且执行RF信号和IF信号之间的信号转换；以及IF/BB(中频到基带)转换器，该IF/BB连接在RF/IF转换器和基带控制器之间，并且执行IF信号和BB(基带)信号之间的信号转换。
接收无线LAN服务的无线LAN终端(31a-31n)通过发送包括各种安全功能的无线信号，请求对接入点(35a、35b、35c)进行接入，所述各种安全功能表示了依据诸如IEEE 802.11的无线LAN标准的自身编码方法。
无线LAN终端(31a-31n)对监听的接入点(35a、35b、35c)进行跟踪，并且维护/保持在接入点表中的最近监听的接入点(35a、35b、35c)的信息。
当监听到来自接入点(35a、35b、35c)的数据分组时，无线LAN终端(31a-31n)通过向接入点(35a、35b、35c)发送接入请求，可以尝试对接入点(35a、35b、35c)进行接入。
如果未能成功地向指定的接入点(35a、35b、35c)发送接入请求，则无线LAN终端(31a-31n)尝试对接入表中的另一接入点进行接入。
如果无线LAN终端(31a-31n)监听到多于两个的接入点(35a、35b、35c)，或者在表中存在多于两个的接入点(35a、35b、35c)，则无线LAN终端(31a-31f)应该选择接入点(35a、35b、35c)的其中之一。
而且，在停止对接入点(35a、35b、35c)的接入的情况下，无线LAN终端(31a-31n)尝试对在接入点表中最近监听到的接入点(35a、35b、35c)进行接入。
同时，当尝试接入失败的无线LAN终端接收到与接入点(35a、35b、35c)邻近的空闲接入点(35a、35b、35c)上的信息时，无线LAN终端可以通过依据接收到的信息尝试对该空闲接入点(35a、35b、35c)进行接入，可以接入到该空闲接入点(35a、35b、35c)上。
此外，当接收到从空闲接入点(35a、35b、35c)接收的接入请求信号时，无线LAN终端可以通过发送接入响应信号，对空闲接入点(35a、35b、35c)进行接入。
下面将参考图3对应用到本发明的负载平衡控制系统的操作进行更全面的描述。
许多接入点(35a、35b、35c)保持针对许多无线LAN终端(31a-31n)的接入，并且位于最高位置的接入点(35a)保持针对4个终端(31a-31d)的接入。位于中间位置的接入点(35b)保持针对9个无线LAN终端(31e-31m)的接入，并且位于最低位置的接入点(35c)保持针对1个无线LAN终端(31n)的接入。
此时，假定表示为符号31b、并且位于最高接入点(35a)的BSS(基本服务集)中的无线LAN终端没有产生数据流量，并且表示为符号31f、31k、31l，并且位于中间接入点(35b)的BSS中的无线LAN终端也没有产生数据流量。
同时，假定表示为符号31c、并且位于最高接入点(35a)的基本服务集中的无线LAN终端从最高接入点(35a)移动到最低接入点(35c)的基本服务集区域。
在这种情况下，最高接入点(35a)具有当前接入到其上的4个无线LAN终端，并且具有3个产生数据流量的无线LAN终端，该接入点(35a)将诸如数据帧的数量和数据帧的长度的负载状态信息发送到管理系统(34)。
此外，中间接入点(35b)具有当前接入到其上的9个无线LAN终端，并且具有3个产生数据流量的无线LAN终端，该中间接入点(35b)将诸如数据帧的数量数据帧长度的负载状态信息发送到管理系统(34)。
最低接入点(35c)具有1个当前接入到其上的无线LAN终端，并且具有1个产生数据流量的无线LAN终端，该最低接入点(35c)将诸如数据帧的数量和数据帧的长度的负载状态信息发送到管理系统(34)。
然后，管理系统(34)观察中间接入点(35b)的负载状态。如果由于表示为符号31c的无线LAN终端移动、或者不连续地产生数据流量的无线LAN终端(31k、31l、31m)产生了数据流量，使位于中间位置的接入点(35b)的负载值大于规定值(regular value)，管理系统(34)向中间接入点(35b)发送用于消除负载产生因素的控制信号。此时，管理系统(34)应该首先确定中间接入点(35b)周围的接入点(35a、35c)是否处于空闲状态。如果处于空闲状态，则管理系统(34)向中间接入点(35b)发送用于消除负载产生因素的控制信号。
通过在对从最高接入点(35a)移动过来的表示为符号31c的无线LAN终端进行认证时发送认证失败消息、或者通过从BSS表中删除产生新的数据流量的表示为符号31k、31l、31m的无线LAN终端的网络节点地址，这样的控制信号可以停止该接入。
同时，当虽然发送了接入请求消息，但未能接入到新的中间接入点(35b)时，表示为符号31c的无线LAN终端保持对最高接入点(35a)的接入。
此外，表示为符号31k、31l、31m的无线LAN终端从接入点表中删除中间接入点(35b)，并且通过向接入点(35c)发送接入请求消息，尝试对先前接入过的最低接入点(35c)进行接入。
此时，管理系统(34)向尝试通过其负载大于阈值的中间接入点(35b)进行接入的表示为31c的无线LAN终端，提供关于最高接入点(35a)的信息，并且保持对最高接入点(35a)的接入。
同时，管理系统(34)通过具有负载的中间接入点(35b)，向产生新的流量的表示为符号31k、31l、31m的无线LAN终端发送关于最低空闲接入点(35c)的信息，并且尝试对最低接入点(35c)进行接入，从而可以接入到接入点(35c)。
此时，管理系统通过向处于空闲状态的最高接入点(35a)发送关于表示为符号31c的无线LAN终端的信息，可以保持接入，以及通过向最低接入点(35c)发送关于产生新的数据流量的、表示为符号31k、31l、31m的无线LAN终端的信息，可以尝试进行接入。
图4是示出图3中的接入点的详细方框结构图。
如图4所示，图3中的接入点包括：无线处理器(41)、无线LAN MAC处理器(42)、以太网处理器(43)、以太网MAC处理器(44)、存储器(45)、以及控制器(46)。
无线处理器(41)包括：放大器、振荡器、收发切换装置、RF/IF转换器、IF/BB转换器、基带处理器、以及调制解调器，该无线处理器用于收发针对无线LAN服务的无线信号。无线LAN MAC处理器(42)通过无线LAN MAC协议，控制无线LAN数据的输入/输出。
以太网处理器(43)直接收发针对有线LAN服务的以太网信号，并且以太网MAC处理器(44)通过以太网MAC协议，控制有线LAN数据的输入/输出。
存储器(45)由RAM(随机存取存储器)和闪速存储器组成，用于向管理系统报告：接入点的操作固件(firmware)；按照机器语言的方式显示由控制器(46)执行的操作的无线LAN操作程序；作为通过无线LAN终端或者网络输入/输出的数据的、或者在驱动无线LAN操作程序产生的无线LAN的操作信息；以及诸如通过接收无线LAN操作程序的调用在当前保持接入的无线LAN终端的数据、最近产生流量的无线LAN终端的数量、数据帧的数量、以及数据帧的长度的负载状态信息，并且存储在管理系统的控制下抑制新负载的产生的负载平衡控制程序。控制器(46)控制无线LAN操作，以便执行接入点的整个功能，并且控制所进行的接入、以及存储器(45)的输入/输出。
下面将参考图4，更全面地对本发明所应用的接入点的操作进行描述。
控制器(46)控制无线LAN操作，以便执行整个功能，并且特别地，控制器(46)驱动负载平衡控制程序，因而，控制器可以读取在存储器(45)中存储的诸如已接入的无线LAN终端的数量、最近产生流量的无线LAN终端的数量、数据帧的数量、以及数据帧的长度的负载状态信息，并且将读取的信息通过以太网处理器(44)和以太网处理器(43)，发送到管理系统。
而且，当通过以太网处理器(43)和以太网MAC处理器(44)从管理系统接收到用于抑制负载另外增加的控制信号时，控制器(46)通过经由无线LAN MAC处理器(42)和无线处理器(41)，在对无线LAN终端进行认证时发送认证失败消息，可以在接入步骤期间截接(intercept)该接入。
同时，控制器(46)从存储器(45)中接收在已接入的无线LAN终端中当前不发送数据流量的无线LAN终端的网络节点地址，并且从BSS表中删除接收到的这些无线LAN终端的网络节点地址。因此，当没有产生数据流量的无线LAN终端产生新的数据流量时，控制器进行控制，以便停止接入。
另一方面，控制器(46)通过以太网处理器(43)和以太网MAC处理器(44)，从管理系统接收关于空闲接入点的信息，并且通过向接入被拒绝的无线LAN终端发送该信息，可以促使接入被拒绝的无线LAN终端对邻近的空闲接入点进行接入。
同时，当通过以太网处理器(43)和以太网MAC处理器(44)从管理系统接收到关于尝试对具有较大负载的其他接入点进行接入的无线LAN终端的信息时，空闲接入点的控制器(46)向对应的无线LAN终端发送接入请求消息，并且通过尝试接入来保持接入。
图5是示出依据本发明的一个实施例，用于控制无线LAN系统中的多个接入点的负载平衡的方法的流程图。
如图5所示，在依据本发明的一个实施例的无线LAN系统中，用于控制多个接入点的负载平衡的方法包括由管理系统来监控许多接入点的负载状态的步骤(S110)。当由管理系统对负载状态进行监控时，管理系统从多个接入点周期性地接收负载状态信息，并且连续地监控接收到的负载状态信息。如果定时变化值大于规定值，则管理系统通过在需要时进行请求来接收负载状态信息，并且依据接收到的负载状态信息，监控接入点的负载状态。此时，虽然多个接入点响应来自管理系统的发送负载状态信息的请求而报告负载状态，但是，还可以是多个接入点周期性地向管理系统发送负载状态信息。
接下来，监控多个接入点的负载状态的管理系统依据从多个接入点接收到的负载状态信息，确定每一个接入点的负载状态，并且确定是否存在其负载值超过阈值的接入点(S112)。
在确定是否存在其负载值超过阈值的接入点之后，如果不存在其负载值超过阈值的接入点，则管理系统从步骤“S110”开始重复。如果存在其负载值超过阈值的接入点，则管理系统确定附近是否存在空闲接入点(S114)。
在确定附近是否存在空闲接入点之后，如果附近不存在空闲接入点，则管理系统从步骤“S110”开始重复。如果附近存在空闲接入点，则管理系统向其负载值超过阈值的接入点，传送用于抑制负载增加的控制信号(S116)。
从管理系统接收用于抑制负载的增加的控制信号的接入点向新尝试接入的无线LAN终端发送认证响应失败消息，或者由BSS表删除已接入的无线LAN终端中产生新的数据流量的无线LAN终端的网络节点地址，以便停止无线LAN终端的接入(S118)。
接下来，管理系统通过其负载值超过阈值的接入点来发送关于处于空闲状态的邻近接入点的信息，可以促使尝试接入的无线LAN终端尝试该接入。
同时，管理系统向邻近的接入点发送关于该无线LAN终端的信息，以便其负载超过阈值的接入点周围的空闲接入点可以尝试对无线LAN终端进行接入，并且通过尝试与无线LAN终端进行接入，可以使接收到关于该无线LAN终端信息的邻近空闲接入点能够保持接入。
此外，虽然以上所述的无线LAN终端和空闲接入点之间的接入尝试操作使用了先前的接入方法，但是当在邻近的空闲接入点和其接入由于产生了新的流量而被停止、同时不连续地传输数据流量的无线LAN终端之间尝试接入时，可以使用相同的方式进行操作。
本发明可以被实现为计算机可读介质中的计算机可执行指令。计算机可读介质包括其中存储或者包括计算机可读数据的所有可能种类的介质，或者可以包括计算机或者处理单元可读取的所有类型的数据。计算机可读介质包括但不限于诸如以下存储介质：磁存储介质(例如ROM、软盘、硬盘等)、光读取介质(例如，CD-ROM(紧致型只读存储器)、DVD(数字通用光盘)、可重写类型的光盘等)、混合磁光盘、有机盘、系统存储器(只读存储器、随机存取存储器)、诸如闪速存储器的非易失性存储器或者其他任何类型的易失性或者非易失性存储器、其他半导体介质、电介质、电磁介质、红外、以及诸如载波(例如通过因特网或者另一计算机发送)的其他通信介质。通信介质通常具体实现计算机可读指令、数据结构、程序模块、或者在诸如载波或包括任何信息传送介质的其他可传输机制的调制信号中的其他数据。诸如通信介质的计算机可读介质可以包括诸如射频、红外线微波的无线介质、以及诸如有线网络的有线介质。同时，计算机可读介质可以存储并且执行通过网络分配在所连接的计算机中的计算机可读代码。计算机可读介质还包括位于处理系统中、或者分配在位于该处理系统本地或者远端的多个处理系统中的协同工作或者相互连接的计算机可读介质。本发明可以包括其上存储有包含表示本发明的技术的数据的、多个字段的数据结构的计算机可读介质。
在图6中示出了可以读取其中包括本发明的计算机可执行指令的计算机可读介质的计算机的实例，但是本发明不局限于该计算机的实例。计算机60包括用于控制计算机60的处理器62。处理器62使用包括特定的计算机可读记录介质的系统存储器64和计算机可读存储装置66。系统总线使处理器62与网络接口68、调制解调器72、或者用于与其他计算机或者诸如因特网的网络连接的其他接口进行连接。系统总线还可以包括输入和输出接口70，用于与各种其他设备进行连接。
显然，本领域的技术人员应该理解：可以对上述的实例进行改变和修改。因此前述的详细描述只是说明性的，而非限定性的。应该理解：本发明的精神和范围由所附权利要求及其等价物来限定。
依据上述的本发明，可以防止在使用多个接入点的无线LAN系统中流量的集中。
同时，依据本发明，可以防止数据流量负载的集中，从而降低系统的整个误码率。
此外，依据本发明，可以防止数据流量负载的集中，从而满足无线LAN终端的快速处理要求。

Claims (29)

1.一种用于控制无线局域网系统中的多个接入点的负载平衡的装置，该装置包括：
具有无线局域网接口、并且接收无线局域网服务的多个无线局域网终端；
多个接入点，用于向无线局域网终端提供无线局域网服务，周期性地发送负载状态信息，并且当接收到负载抑制信号时，对负载的增加进行抑制；以及
管理系统，用于通过从接入点接收负载状态信息，比较性地评估每一个接入点的负载状态，并且当存在负载值大于阈值的接入点、并且在其负载值大于阈值的接入点周围的其他接入点处于空闲状态时，向其负载值大于阈值的接入点传送负载增加抑制信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：从无线局域网接入点传送到管理系统的负载状态信息包括：已接入的无线局域网终端的数量、最近产生数据流量的无线局域网终端的数量、数据帧的数量、以及数据帧的长度。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：无线局域网接入点执行的负载增加抑制操作依据尝试接入的无线局域网终端的认证请求，传输认证失败消息。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：当不连续地产生数据流量、并且保持接入的无线局域网终端产生新的数据流量时，在无线局域网接入点执行的负载增加抑制操作从基本服务集表中删除无线局域网终端的网络节点地址，并且截接该无线局域网终端的接入。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：当依据无线局域网终端的认证请求发送认证失败消息时，管理系统向其负载值超过阈值的接入点发送关于处于空闲状态的其他邻近接入点的信息，该接入点将关于空闲状态的其他邻近的接入点的信息发送到无线局域网终端，并且无线局域网终端从该接入点接收关于处于空闲状态的其他邻近接入点的信息，并且尝试对处于空闲状态的其他接入点进行接入。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：当依据无线局域网终端的认证请求发送认证失败消息时，管理系统向其负载值超过阈值的接入点发送关于处于空闲状态的其他邻近接入点的信息，该接入点向无线局域网终端发送关于处于空闲状态的其他邻近接入点的信息，并且无线局域网终端从该接入点接收关于处于空闲状态的其他邻近接入点的信息，并且尝试对处于空闲状态的其他接入点进行接入。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：当依据无线局域网终端的认证请求发送认证失败消息时，管理系统向其他的空闲接入点发送关于尝试接入的无线局域网终端的信息，并且该接入点尝试对该无线局域网终端进行接入。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：当依据无线局域网终端的认证请求发送认证失败消息时，管理系统向其他的空闲接入点发送关于尝试接入的无线局域网终端的信息，并且该接入点尝试对该无线局域网终端进行接入。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：当通过删除无线局域网终端的网络节点地址截接该无线局域网终端的接入时，管理系统向其负载值超过阈值的接入点发送关于处于空闲状态的其他邻近接入点的信息，该接入点向无线局域网终端发送关于处于空闲状态的其他邻近接入点的信息，并且无线局域网终端从该接入点接收关于处于空闲状态的其他邻近接入点的信息，并且尝试对处于空闲状态的其他接入点进行接入。
10.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：当通过删除无线局域网终端的网络节点地址截接该无线局域网终端的接入时，管理系统向其负载值超过阈值的接入点发送关于处于空闲状态的其他邻近接入点的信息，该接入点向无线局域网终端发送关于处于空闲状态的其他邻近接入点的信息，并且无线局域网终端从该接入点接收关于处于空闲状态的其他邻近接入点的信息，并且尝试对处于空闲状态的其他接入点进行接入。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：当通过删除无线局域网终端的网络节点地址截接无线局域网终端的接入时，管理系统向其他的空闲接入点发送关于尝试接入的无线局域网终端的信息，并且该接入点尝试对该无线局域网终端进行接入。
12.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：当通过删除无线局域网终端的网络节点地址截接该无线局域网终端的接入时，管理系统向其他的空闲接入点发送关于尝试接入的无线局域网终端的信息，并且该接入点尝试对该无线局域网终端进行接入。
13.一种用于控制包括多个无线局域网终端和多个接入点的无线局域网系统中的多个接入点的负载平衡的方法，该方法包括：
周期性地监控接入点的负载状态；
在当监控接入点的负载状态时，存在其负载值超过阈值的接入点，并且在该接入点周围存在空闲接入点的情况下，向其负载值超过阈值的接入点发送负载增加抑制信号；以及
依据传送的负载增加抑制信号，抑制在对应的接入点中的负载增加。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：负载状态信息包括：已接入的无线局域网终端的数量、最近产生数据流量的无线局域网终端的数量、数据帧的数量、以及数据帧的长度。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：周期性地监控接入点的负载状态的步骤包括以下子步骤：
从接入点周期性地接收负载状态信息；
通过使用从接入点周期性地接收到的负载状态信息，检测负载值的定时变化值；
当检测到的负载值的定时变化值大于预定的值时，向其定时变化值大于预定值的接入点发送请求传送负载状态信息的信号；
当接收到请求传送负载状态信息的信号时，该接入点产生包括负载状态信息的负载状态信息消息；以及
依据从接入点产生的负载状态信息消息，监控接入点的负载状态。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：传送负载增加抑制信号的步骤包括以下子步骤：
依据从多个接入点接收到的负载状态信息，确定是否存在其负载值超过阈值的接入点；
当确定不存在其负载值超过阈值接入点时，重复周期性地监控接入点的负载状态的步骤；
当确定存在其负载值超过阈值的接入点时，确定附近是否存在空闲接入点；
当确定附近不存在空闲接入点时，重复周期性地监控接入点的负载状态的步骤；以及
当确定附近存在空闲接入点时，向其负载值超过阈值的接入点传送负载增加抑制信号。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：用于抑制对应的接入点中的负载增加的步骤包括以下子步骤：依据用于抑制负载增加的控制信号，向正在尝试接入的无线局域网终端发送认证响应失败消息。
18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：用于抑制对应接入点中的负载增加的步骤包括以下子步骤：当不连续地产生数据流量、并且依据用于抑制负载增加的控制信号保持接入的无线局域网终端，产生了数据流量时，从基本服务集表从删除所述的无线局域网终端的网络节点地址，并且截接该使无线局域网终端的接入。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：用于向尝试接入的局域网终端传送认证失败响应消息的步骤包括以下子步骤：
向其负载值超过阈值的接入点传送关于邻近的空闲接入点的信息；
由所述接入点向无线局域网终端发送关于邻近空闲接入点的信息；以及
尝试接入邻近的空闲接入点，并且由无线局域网终端对接入进行设置。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：用于向尝试接入的局域网终端传送认证失败响应消息的步骤包括以下子步骤：
向邻近的空闲接入点发送关于尝试接入的无线局域网终端的信息；以及
尝试对所述的无线局域网终端进行接入，并且由空闲接入点对该接入进行设置。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：截接该无线局域网终端的接入的步骤包括以下子步骤：
向其负载值超过阈值的接入点传送关于邻近空闲接入点的信息；
由所述接入点向无线局域网终端发送关于邻近空闲接入点的信息；以及
尝试接入邻近的空闲接入点，并且由无线局域网终端对接入进行设置。
22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：截接该无线局域网终端的接入的步骤包括以下子步骤：
向其负载值超过阈值的接入点周围的空闲接入点传送关于产生数据流量的无线局域网终端的信息；以及
尝试对所述的无线局域网终端进行接入，并且由所述的空闲接入点对该接入进行设置。
23.一种装置，包括：
具有无线网络接口、并且接收无线网络服务的多个无线网络终端；
多个接入点，用于向无线网络终端提供无线网络服务，周期性地发送负载状态信息，并且当接收到负载抑制信号时，对负载的增加进行抑制；
第一单元，用于通过从接入点接收负载状态信息，比较性地评估每一个接入点的负载状态，并且当存在负载值大于阈值的接入点、并且在其负载值大于阈值的接入点周围的其他接入点处于空闲状态时，向其负载值大于阈值的接入点传送负载增加抑制信号。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于：从无线网络接入点传送到第一单元的负载状态信息包括：已接入的无线网络终端的数量、最近产生数据流量的无线网络终端的数量、数据帧的数量、以及数据帧的长度。
25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于：无线网络接入点执行的负载增加抑制操作依据尝试接入的无线网络终端的认证请求，传输认证失败消息。
26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于：当不连续地产生数据流量、并且保持接入的无线网络终端产生数据流量时，无线网络接入点执行的负载增加抑制操作从基本服务集表中删除无线网络终端的网络节点地址，并且截接该无线网络终端的接入。
27.一种具有用于执行对包括多个无线局域网终端和多个接入点的无线局域网系统中的、多个接入点的负载平衡进行控制的方法的计算机可执行指令的计算机可读介质，该方法包括：
周期性地监控接入点的负载状态；
在当监控接入点的负载状态时，存在其负载值超过阈值的接入点，并且在该接入点周围存在空闲接入点的情况下，向其负载值超过阈值的接入点发送负载增加抑制信号；以及
依据传送的负载增加抑制信号，抑制在对应的接入点中的负载增加。
28.根据权利要求27所述的具有用于执行其中所述的方法的计算机可执行指令的计算机可读介质，其特征在于：负载状态信息包括：已接入的无线局域网终端的数量、在特定时间上产生数据流量的无线局域网终端的数量、数据帧的数量、以及数据帧的长度。
29.一种其上存储有数据结构的计算机可读介质，包括：
包括数据的第一字段，该第一字段中包括的数据表示：周期性地监控接入点的负载状态；
包括数据的第二字段，该第二字段中包括的数据表示：在当监控接入点的负载状态时，存在其负载值超过阈值的接入点，并且在该接入点周围存在空闲接入点的情况下，向其负载值超过阈值的接入点发送负载增加抑制信号，
其中，用于发送负载增加抑制信号的第二字段包括以下子字段：
包括数据的第一子字段，第一子字段中包括的数据表示：依据从多个接入点接收到的负载状态信息，确定是否存在其负载值超过阈值的接入点；
包括数据的第二子字段，第二子字段中包括的数据表示：当确定不存在其负载值超过阈值接入点时，重复周期性地监控接入点的负载状态的第一字段；
包括数据的第三子字段，第三子字段中包括的数据表示：当确定存在其负载值超过阈值的接入点时，确定附近是否存在空闲接入点；
包括数据的第四子字段，第四子字段中包括的数据表示：当确定附近不存在空闲接入点时，重复周期性地监控接入点的负载状态的第一字段；以及
包括数据的第三字段，第三字段中包括的数据表示：当确定附近存在空闲接入点时，向其负载值超过阈值的接入点传送负载增加抑制信号；
包括数据的第四字段，第四字段中包括的数据表示：依据传送的负载增加抑制信号，抑制对应的接入点中的负载的增加。
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