CN1852202A - 负荷分散处理系统、无线访问装置和无线网络 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种负荷分散处理系统、无线访问装置和无线网络，用于削减相邻访问点间的电波干扰，使无线网络整体的网络使用率提高。所述负荷分散处理系统具备位置处理管理单元，管理各无线网络终端的存在位置信息；搜索单元，当各无线网络终端的连接状况满足规定条件时，搜索可与第1无线访问装置连接的一个或多个第1无线网络终端连接的其它第2无线访问装置；连接切换指示单元，对于搜索到的其它第2无线访问装置，就第1无线访问装置连接的各第1无线网络终端之外的第2无线网络终端而言，执行切换为与第3无线访问装置的连接的切换指示；和连接切换处理单元，对应于切换指示，执行将第2无线网络终端的连接切换为第3无线访问装置的处理。

Description

负荷分散处理系统、无线访问装置和无线网络

技术领域

本发明涉及一种负荷分散处理系统、无线访问装置和无线网络，例如适用于无线网络中、用于削减因与访问点连接的无线网络终端的数量增加而引起的相邻电波干扰的负荷分散处理系统、具有该负荷分散处理系统的访问点、和具有该访问点来构成的无线网络。

背景技术

通常，在无线网络环境下，当连接无线网络终端时，无线网络终端接收位于周边的一个或多个访问点分别送出的控制信号(例如信标信号)，并选择该控制信号的接收强度最强的控制信号，与该访问点连接。

这种无线网络终端与访问点的连接技术例如公开于专利文献1中。例如，在专利文献1中，记载了如下技术，即无线网络终端可执行接收电场强度的测定、接收电场强度为阈值以下时的再确立等，使用载波传感功能，设定在多个信道中使用的信道。

专利文献1：特开2003-249935号公报

但是，包含专利文献1记载的技术，在无线网络中，无线网络终端与访问点的连接对始终在无线网络终端侧具有决定权，在访问点侧没有决定权，决定连接对象的条件不仅主要是来自访问点的电波强度，若从无线网络的区域整体看，则认为有电波干扰产生的不稳的连接多。另外，现有技术未考虑避免电波干扰。

下面，参照图2来说明产生这种电波干扰后、电波的使用率下降的情况。

图2中，示出在具有5台访问点10-1～10-5来构成的无线网络的区域整体上、连接4台无线网络终端2-1～2-4时的网络构成。

另外，图2中，各访问点10-1～10-5之下的圆是各访问点10-1～10-5的电波到达范围，可与各访问点10-1～10-5通信。另外，在圆重叠的情况下，可与两个访问点通信。设全部的无线通信都考虑无线网络终端在移动时的连接容易性，由相同信道执行。并且，由于各访问点10-1～10-5不在相互的电波到达范围内，所以各访问点10-1～10-5之间不能无线通信。

图2中，2台无线网络终端2-1和2-2位于访问点10-2之下，但无线网络终端2-2与访问点10-3连接。

另外，2台无线网络终端2-2和2-3位于访问点10-3之下，两个终端2-2和2-3均与访问点10-3连接。

并且，2台无线网络终端2-3和2-4位于访问点10-4之下，但无线网络终端2-3与访问点10-3连接。

在这种连接状态下，首先，就访问点中的电波干扰引起的频带减少而言，以访问点10-2的情况为例进行说明。

访问点10-2虽然该占有地执行与无线网络终端2-1的无线通信，但由于访问点10-2也在无线网络终端2-2属下，所以若无线网络终端2-2与访问点10-3开始无线通信，则无线网络终端2-2送出的电波也会到达访问点10-2。图中的实线箭头表示电波的通信，图中的虚线箭头表示伴随电波通信的干扰电波的到达。

此时，在无线网络终端2-1与无线网络终端2-2同时进行通信的情况下，就访问点10-2而言，无线网络终端2-1与无线网络终端2-2各自送出的电波彼此碰撞，造成访问点10-2不能正常接收来自无线网络终端2-1的电波。

此时，由于访问点10-2不能正常接收来自无线网络终端2-1的电波，所以不向无线网络终端2-1返回数据接收应答，故无线网络终端2-1执行再次发送。即，若占有地执行访问点10-2与无线网络终端2-1的通信，则频带与无线网络终端2-2的通信量相对应地减少。

另外，访问点10-4也由于同样的理由而产生频带减少。

下面，说明无线网络终端中的电波干扰引起的频带减少。

例如，若考虑访问点10-3，则认为访问点10-3一看就不会产生电波的不稳。

但是，若访问点10-3向无线网络终端2-2送出电波的定时与相邻的访问点10-2向无线网络终端2-1送出电波的定时一致，则就无线网络终端2-2而言，访问点10-2和10-3送出的电波会产生不稳，从而导致不能正常接收来自访问点10-3的电波。因此，需要访问点10-3再次发送。

另外，就无线网络终端2-3与访问点10-3和10-4的关系而言，由于同样的理由，需要访问点10-3再次发送。

即，在访问点10-3属下，频带减少了对应于位于与相邻的访问点10-2和10-4属下的重复范围中的无线网络终端数量相对应的通信量那么多。

如上所述，若就无线网络的区域整体考虑，则可知频带与重叠(电波干扰)部分相对应地减少。

发明内容

因此，本发明提供一种负荷分散处理系统、无线访问装置和无线网络，当满足无线网络终端的通信量数增加至规定数等规定条件时，削减因与相邻访问点的连接引起的电波干扰，使无线网络整体的网络使用率提高。

为了解决上述问题，第1发明的负荷分散处理系统用于分散构成无线网络的多个无线访问装置的连接负荷，其特征在于：具备(1)位置信息管理单元，根据对到达上述各无线访问装置的、来自一个或多个无线网络终端的发送信号的接收，管理上述各无线网络终端的存在位置信息；(2)搜索单元，根据上述各无线网络终端的存在位置信息，在上述各无线网络终端的连接状态满足规定条件时，搜索可与第1无线访问装置所连接的一个或多个第1无线网络终端相连接的其它第2无线访问装置；(3)连接切换指示单元，就上述第1无线访问装置所连接的上述各第1无线网络终端之外的第2无线网络终端而言，向上述搜索单元搜索到的上述其它第2无线访问装置发出切换到与第3无线访问装置的连接的切换指示；和(4)连接切换处理单元，应答来自上述连接切换指示单元的切换指示，执行将上述第2无线网络终端的连接从上述第2无线访问装置切换到上述第3无线访问装置的处理。

另外，第2发明的无线访问装置的特征在于：构成无线网络的多个无线访问装置每个具备(1)用于与其它无线访问装置发送接收信息的通信部件、和(2)用于分散本无线访问装置的连接负荷的负荷分散处理部件，其中所述负荷分散处理部件对应于第1发明的负荷分散处理系统。

另外，第3发明的具有多个无线访问装置来构成的无线网络的特征在于：各无线访问装置对应于第2发明的无线访问装置。

根据本发明的负荷分散处理系统、无线访问装置和无线网络，可削减与相邻的访问点的连接引起的电波干扰，使无线网络整体的网络使用率提高。

附图说明

图1是表示本实施方式的访问点内部功能的功能框图。

图2是表示无线网络的整体构成的构成图。

图3是表示本实施方式的访问点内部构成的构成图。

图4是体系地说明本实施方式的负荷分散处理的说明图。

图5是表示本实施方式的访问点的操作的流程图。

图6是体系地说明本实施方式的负荷分散处理的说明图。

图7是表示本实施方式的访问点的操作的流程图。

图8是体系地说明本实施方式的负荷分散处理的说明图。

图9是表示本实施方式的访问点的操作的流程图。

图10是体系地说明本实施方式的负荷分散处理的说明图。

图11是表示本实施方式的访问点的操作的流程图。

图12是体系地说明本实施方式的负荷分散处理的说明图。

图13是表示本实施方式的访问点的操作的流程图。

图14是体系地说明本实施方式的负荷分散处理的说明图。

图15是体系地说明本实施方式的负荷分散处理的说明图。

图16是说明本实施方式的移交处理的步骤的说明图。

图17是体系地说明本实施方式的负荷分散处理的说明图。

符号说明

1…无线网络、2(2-1～2-4)…无线网络终端(STA01～STA04)、10(10-1～10-5)…访问点(AP01～AP05)、101…OS、102…无线网络驱动部、103…有线网络驱动部、105…终端记录处理部、106…频带使用率计算处理部、107…属下终端表、108…相邻电波监视表、109…负荷分散委托处理部、110…负荷分散处理部

具体实施方式

(A)实施方式

下面，参照附图来说明本发明的负荷分散处理系统、无线访问装置和无线网络的实施方式。

(A-1)实施方式的构成

本实施方式的无线网络的整体构成对应于图2所示的构成。即，本实施方式的无线网络1具有可连接于网络3上的多个(在本实施方式中为5台)访问点10-1～10-5、和多个(在本实施方式中为4台)无线网络终端2-1～2-4。

另外，由相同信道共面配置本实施方式的无线网络1的多个访问点10-1～10-5。

访问点10-1～10-5以规定周期送出控制信号(例如信标信号)，与位于电波到达范围内的无线网络终端2-1～2-4发送接收信息，执行无线通信。

另外，访问点10-1～10-5记录管理在接收到来的电波后与本装置进行无线通信的无线网络终端2-1～2-4、和不与本装置进行无线通信、但位于电波到达范围内的无线网络终端2-1～2-4。

并且，访问点10-1～10-5在满足规定条件时，通过网络3来发送接收信息，对应于其它访问点10-1～10-5中关于无线网络终端2-1～2-4的管理状况，执行移交处理。

图3是表示各访问点10-1～10-5的硬件构成的构成图。如图3所示，访问点10(10-1～10-5)至少具备控制部11、存储部12、无线通信部13、网络侧通信部14。

控制部11例如对应于CPU，执行访问点1的控制。另外，存储部12例如对应于ROM、RAM(包含EEPROM等非易失性的可改写存储器)等。例如，CPU使用存储在ROM中的固定数据或存储在RAM中的暂时数据，以RAM为工作存储器，执行存储在ROM中的处理程序，从而实现访问点1的各种功能。

无线通信部3与未图示的天线部连接，在控制部11的控制下，根据规定的通信方式，与电波到达范围内的无线网络终端2-1～2-4进行无线通信。另外，无线通信部13捕捉到来的电波，将包含于该电波中的信息提供给控制部11。

网络侧通信部14连接于网络3上，在控制部11的控制下，与其它的访问点10-1～10-5通信。

图1是表示访问点10-1～10-5的内部功能的软件构成图。

如图1所示，访问点10-1～10-5至少具有操作系统(OS)101、无线网络驱动部102、有线网络驱动部103、无线数据处理部104、属下终端表107、相邻电波监视表108、负荷分散委托处理部109、负荷分散处理部110。另外，无线数据处理部104具有终端记录处理部105、频带使用率计算处理部106。

操作系统(OS)101以软件的方式控制访问点10执行的功能。

无线网络驱动部102根据包含于接收到的接收信号头部中的发送目标地址和发送源地址，判断该接收信号是来自所连接的无线网络终端2的接收信号、还是来自未连接但位于属下的无线网络终端2的接收信号，并将接收数据提供给无线数据处理部104中的终端记录处理部105和频带使用率计算处理部106。另外，无线网络驱动部102根据发送数据来生成具有规定的帧结构的发送信号并发送。

终端记录处理部105从无线网络驱动部102接收并获取接收数据，从无线网络驱动部102取得与本访问点10连接的无线网络终端2的列表，并将该无线网络终端2记录在属下终端表107中。

另外，终端记录处理部105根据无线网络驱动部102接收到的数据中的本访问点10对象之外的数据(发送源地址和发送目标地址)，得知位于边界线上(电波到达范围的重复范围)的与无线网络终端2相邻的访问点10，并将这些与无线网络终端2相邻的访问点10的地址记录在相邻电波监视表108中。

频带使用率计算处理部106计算无线网络1的频带使用率，在频带使用率超过某个阈值的情况下，委托负荷分散委托处理部109进行负荷分散。

负荷分散委托处理部109若从频带使用率计算处理部106接收负荷分散委托，则通过网络3，委托其它访问点10-1～10-5进行负荷分散。

负荷分散处理部110在通过网络3从其它访问点10-1～10-5接收负荷分散委托时，对位于属下的无线网络终端2执行移交处理。负荷分散处理部110通过执行移交处理，可避免相邻访问点10中的无线通信引起的电波干扰，所以可提高网络的使用率。

网络3是按照规定的通信方式，在各访问点10-1～10-5间发送接收信息用的通信网。另外，网络3也可以是专用网、公众网之一，而且网络拓扑结构也可以是网格状、总线状、环状、星状及其组合之一的方式。另外，如果可在各访问点10-1～10-5之间通信，虽然不特别限定适用于网络3的通信方式，但例如可适用TCP/IP等。

另外，在本实施方式中，假设将有线网络作为网络3来进行说明，但只要可在各访问点10-1～10-5之间进行信息通信，则也可以全部或局部为无线网络。

无线网络终端2-1～2-4对应于例如个人电脑、便携电话机(包含便携IP电话机)、便携信息通信终端(例如PDA)、PHS终端等。

(A-2)实施方式的动作

下面，参照图4-图17来说明依据本实施方式的构成无线网络1的访问点10的负荷分散处理的动作。

下面，例如以访问点10-3为起点进行说明，另外，将访问点10-1～10-5分别表示为AP-01～AP05，将无线网络终端2-1～2-4分别表示为STA01-STA04。

首先，参照图4和图5来说明AP03的起点操作。AP03以规定周期送出控制信号(例如信标信号)，与位于电波到达范围内的无线网络终端2进行无线通信。图4中，AP03与位于属下的STA02和STA03进行无线通信。

在AP03中，频带使用率计算处理部106计算无线网络1的频带使用率(S1)。若频带使用率计算处理部106计算出的频带使用率超过了阈值(S2)，则频带使用率计算处理部106将委托进行负荷分散处理的意思提供给负荷分散委托处理部109(S3)。

此时，频带使用率计算处理部106从属下终端表107中取出执行无线通信的无线网络终端2的地址，并将该无线网络终端2的地址提供给负荷分散委托处理部109。另外，从属下终端表107中取出的无线网络终端2的地址可以是任一地址。

例如，图4中，AP03的频带使用率计算处理部106从属下终端表107中取出STA02的地址，将STA02的地址提供给负荷分散委托处理部109。

若向负荷分散委托处理部109提出了负荷分散处理的委托，则负荷分散委托处理部109将委托负荷分散处理的意思和无线网络终端2的地址提供给有线网络驱动部103。之后，有线网络驱动部103生成包含接收到的无线网络终端2的地址的负荷分散处理委托消息(S4)，利用广播，通过网络3发送该负荷分散处理委托消息(S5)。

接着，参照图6和图7来进行说明。若向AP03之外的AP提供了负荷分散处理委托消息(S11)，则在各AP中，有线网络驱动部103取出包含于负荷分散处理委托消息中的无线网络终端2的地址(S12)，将该无线网络终端2的地址提供给负荷分散委托处理部109。

负荷分散委托处理部109确认接收到的无线网络终端2的地址是否被记录在相邻电波监视表108中(S13)。之后，在无线网络终端2的地址被记录在相邻电波监视表108中的情况下，向进行负荷分散处理委托的AP03发送应答消息(S14)。

例如，图6中，STA02的地址被记录在相邻电波监视表108中的仅为AP02，所以AP02向AP03返回应答消息。

接着，参照图8和图9来进行说明。在向AP03返送了应答消息后，负荷分散委托处理部109取出登录于属下终端表107中的全部无线网络终端2的地址(S21)。

之后，负荷分散委托处理部109生成消息，该消息包含这些取出的无线网络终端2的地址，并针对这些无线网络终端2之外的无线网络终端2委托移交处理(S22)，将该生成的消息发送给AP02(S23)。

例如，图8中，AP03由于在属下终端表107中登录了STA02和STA03的地址，所以取出STA02和03的地址，向AP02进行委托以针对STA02和03以外的STA执行移交处理。

下面，参照图10和图11来进行说明。AP02在接收到移交处理委托的消息(S31)后，取出包含于该消息中的、AP03属下也具有的无线网络终端2的地址(S32)。

在从消息中取出AP03属下的无线网络终端2的地址后，AP02的负荷分散委托处理部109参照属下终端表107，搜索未包含于该消息中的无线网络终端2的地址(S33)。

然后，向其它访问点10询问是否还有接收到来自搜索到的无线网络终端2的电波的访问点10以外的访问点(S34和S35)。

例如，在图10中，AP02从消息中取出STA02和03的地址，并搜索出STA01作为此外的STA、即移交处理的对象。之后，关于STA01，询问其它访问点10是否接收到电波。可通过使用例如网络3进行广播发送来实现该消息的发送。

下面，参照图12-图15来进行说明。就AP02以外的各AP而言，在接收到AP02发送的询问消息(S41)后，从消息中取出包含于该消息中的、成为移交处理对象的无线网络终端2的地址。

之后，负荷分散委托处理部109判断作为移交处理对象的无线网络终端2的地址是否被记录在相邻电波监视器108中(S42)。

在记录移交处理对象的无线网络终端2的地址的情况下，生成针对来自AP02的询问消息的应答消息，并返送给AP02(S43和S44)。

例如，在图12中，在提供了来自AP02的询问消息后，AP01的负荷分散委托处理部109参照相邻电波监视表108，判断出接收到来自STA01的电波，并向AP02返回应答消息。

此时，如图14所示，AP02的负荷分散委托处理部109向可发送应答消息的AP01委托关于STA01的移交处理(S45)。

之后，在关于STA01的移交处理结束后，从AP01向AP02提供已经完成了关于STA01的移交处理的消息(S46)。由此，由于STA01可与AP01连接，所以可避免AP03中的电波干扰。

这里，可以考虑各种关于STA01的移交处理的方法，但可使用如下的移交处理。图16是表示移交处理的步骤的流程图。

图16中，AP01通过从AP02接收STA01的移交请求(S51)，得知AP01想移交STA01，并判断自己能否作为移交目标而进行接受(S52)。在该判断中可以利用从STA接收到的帧的接收信号强度等，例如AP02通过在移交请求时传送接收信号强度等信息，AP02与自己的接收信号强度等进行比较，可判断是否能接受移交。

判断出接受移交的AP02向AP01通知移交的接受(S53)。在该时刻存在从STA01发送的Data帧的情况下，由AP02来接收帧。在移交过程中，在该时刻在BSSID管理表中登录了STA01的AP02必须承担Data帧的发送接收。

接收到移交接受通知的AP02向AP01通知STA01(无线终端装置)的地址、分配的BSSID(Basic Service Set ID)值、从AP发送给STA的Beacon的发送间隔信息等(S54)。之后，AP01将所通知的地址、分配的BSSID值、Beacon的发送间隔信息等登录在自己具有的管理表中(S55)，并向AP02通知完成移交(S56)。

被通知完成了移交的AP02从自己具有的管理表中删除该STA01的信息。但是，此时的AP02不能从BSSIC分配许可表中去除BSSID的检验。这是因为STA01仅移交到其它的BSS网络，但不意味着脱离了ESS网络，所以不能向其它STA分配相同的BSSID或SA(AP的地址)。

由此，所有的移交步骤结束，从下一Data帧开始，AP01承办发送接收的处理。然后，AP02结束发送附带有接于AP01之后的BSSID、以AP1为发送源的SA(Source Address)的Beacon帧，AP01根据新获得的Beacon帧信息，开始对移交的终端发送该Beacon帧。

另外，上述说明了AP03，但就其它的访问点10而言，同样也可避免相邻访问点间的电波干扰，可取得图17所示的连接方式。

(A-3)实施方式的效果

如上所述，根据本实施方式，通过在管理各访问点10连接的无线网络终端2的同时，还管理可接收电波的其它无线网络终端2，并当满足规定条件时，通过网络3，将造成相邻访问点间的电波干扰的连接切换为其它连接，从而可将相邻访问点间的电波干扰限制到最小，可使无线网络1整体的使用率提高。

(B)其它实施方式

在上述实施方式中，说明各访问点10具备访问点10的属下终端表107、相邻电波监视表108、负荷分散委托处理部109等，但也可将这些构成要素分散配置在网络3上。

Claims (7)

1、一种负荷分散处理系统，用于分散构成无线网络的多个无线访问装置的连接负荷，其特征在于，包括：

位置信息管理单元，根据对到达上述各无线访问装置的、来自一个或多个无线网络终端的发送信号的接收，管理上述各无线网络终端的存在位置信息；

搜索单元，根据上述各无线网络终端的存在位置信息，在上述各无线网络终端的连接状态满足规定条件时，搜索可与第1无线访问装置所连接的一个或多个第1无线网络终端相连接的其它第2无线访问装置；

连接切换指示单元，就上述第1无线访问装置所连接的上述各第1无线网络终端之外的第2无线网络终端而言，向上述搜索单元搜索到的上述其它第2无线访问装置发出切换到与第3无线访问装置的连接的切换指示；和

连接切换处理单元，应答来自上述连接切换指示单元的切换指示，执行将上述第2无线网络终端的连接从上述第2无线访问装置切换到上述第3无线访问装置的处理。

2、根据权利要求1所述的负荷分散处理系统，其特征在于：

上述位置信息管理单元被分别装载于上述各无线访问装置中。

3、根据权利要求1或2所述的负荷分散处理系统，其特征在于：

上述搜索单元至少被装载于构成上述无线网络的上述第1无线访问装置中。

4、根据权利要求1-3之一所述的负荷分散处理系统，其特征在于：

上述连接切换指示单元被至少装载于构成上述无线网络的上述第2无线访问装置中。

5、根据权利要求1-4之一所述的负荷分散处理系统，其特征在于：

上述连接切换处理单元至少被装载于构成上述无线网络的上述第3无线访问装置中。

6、一种无线访问装置，其特征在于：构成无线网络的多个无线访问装置中的每一个无线访问装置包括用于与其它无线访问装置发送接收信息的通信单元和用于分散本无线访问装置的连接负荷的负荷分散处理单元，

其中，上述负荷分散处理单元对应于如权利要求1所述的负荷分散处理系统。

7、一种由多个无线访问装置构成的无线网络，其特征在于：

上述各无线访问装置对应于如权利要求6所述的无线访问装置。

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