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TWI474749B - 用於跨越無線網路中之基本服務組進行之無損封包轉移的技術 - Google Patents

用於跨越無線網路中之基本服務組進行之無損封包轉移的技術 Download PDF

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TWI474749B
TWI474749B TW96144528A TW96144528A TWI474749B TW I474749 B TWI474749 B TW I474749B TW 96144528 A TW96144528 A TW 96144528A TW 96144528 A TW96144528 A TW 96144528A TW I474749 B TWI474749 B TW I474749B
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TW96144528A
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TW200838326A (en
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Emily H Qi
Max Fudim
Christian Maciocco
Myron P Hattig
Boris Ginzburg
Original Assignee
Intel Corp
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Publication date
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Description

用於跨越無線網路中之基本服務組進行之無損封包轉移的技術 發明的技術領域
本發明係有關用於跨越無線網路中之基本服務組進行之無損封包轉移的技術。
 發明之技術背景
當一行動客戶機從一接取點(AP)轉移到另一個AP時，封包損失是已知的問題。藉由目前正研發的美國電機電子工程師協會(IEEE)802.11r(快速BSS轉移)標準，可以相當程度地縮短2個AP之間的轉移時間，但仍有空窗時間，即當發出訊號的802.11r結束其最後階段，封包仍會被引導到舊AP，進而造成封包損失問題。封包損失主要是因為一旦客戶機已移動到該新AP，舊AP中的經佇列封包等待要受到傳輸而造成的，且會在轉移程序中使封包受到錯誤引導(到該舊AP)。IEEE 802.11n裝置中引進聚集MSDU的動作將會使上述問題更加嚴重。
因此，便強烈地需要一種能跨越無線網路中之基本服務組進行的無損封包轉移技術。
 發明的概要說明
本發明揭露一種裝置，其包含：可運作以使無線通訊從一第一接取點(AP1)轉移到一第二接取點(AP2)的一無線站台(STA)；以及其中該無線站台在該無線通訊轉移之動作期間中使用一後轉移延伸對話期以及一後轉移延伸對話期活躍性區間。
圖式的簡要說明
在本發明的結論部份中特別地且確切地指出本發明的請求項目。然而，可參照下列圖式以及下列發明詳細說明而最清楚地了解本發明運作的組織與方法、目的、特徵以及優點，在圖式中：第1圖展示出根據本發明一實施例之BSS轉移過程中的封包損失狀況；以及第2圖展示出根據本發明一實施例之一種用於封包損失避免轉移的程序。
將可了解的是，僅針對簡要與清楚的目的而展示出圖式中的元件，且該等元件的大小未必與繪出的大小相同。例如，圖式中某些元件的大小可相對於其他元件而放大以便促進了解本發明的實施例。再者，適當的話，可重複圖式中的元件編號以指出對應或類似的元件。
 較佳實施例的說明
在下面詳細說明中，為了解說目的，將列出多種特定細節以便提供本發明的完整說明。然而，熟知技藝者將可了解的是，不需要該等特定細節亦能實現本發明。在其他事例中，並不詳細地說明已知方法、程序、部件與電路，以避免模糊本發明的焦點。
本發明的實施例可用於多種不同的應用中。本發明的實施例可結合各種不同裝置與系統使用，例如發送器、接收器、收發器、發送器－接收器、無線通訊站台、無線通訊裝置、無線存取點(AP)、數據機、無線數據機、個人電腦(PC)、桌上型電腦、行動電腦、膝上型電腦、筆記型電腦、平板式電腦、伺服器電腦、手持式電腦、手持式裝置、個人數位助理(PDA)裝置、手持式(PDA)裝置、網路、無線網路、區域網路(LAN)、無線LAN(WLAN)、都會區域網路(MAN)、無線MAN(WMAN)、廣域網路(WAN)、無線WAN(WWAN)、根據現存IEEE 802.11、802.11a、802.11b、802.11e、802.11g、802.11h、802.11i、802.11n、802.16、802.16d、802.16e標準及/或上述標準之未來版本及/或衍生方案及/或上述標準的長期演化(LTE)方案而運作的裝置及/或網路、個人區域網路(PAN)、無線PAN(WPAN)、為上述WLAN及/或PAN及/或WPAN網路之部分的單元及/或裝置、單向及/或雙向通訊系統、蜂巢式無線電電話通訊系統、蜂巢式電話、無線電話、個人通訊系統(PCS)裝置、結合無線通訊裝置的PDA裝置、多輸入多輸出(MIMO)收發器或裝置、單輸入多輸出(SIMO)收發器或裝置、多輸入單輸出(MISO)收發器或裝置、多收發器鏈(MRC)收發器或裝置、具有〝智慧型天線〞技術或多天線技術的收發器或裝置等。本發明的實施例可結合一或多種類型的無線通訊信號及/或系統使用，例如射頻(RF)、紅外線(IR)、分頻多工(FDM)、正交分頻多工(OFDM)、分時多工(TDM)、分時多重接取(TDMA)、延伸TDMA(E－TDMA)、整合封包無線電服務技術(GPRS)、延伸GPRS、分碼多重進接(CDMA)、廣頻分碼多重進接(WCDMA)、CDMA 2000、多載波調變(MDM)、離散多重音調(DMT)、藍牙(RTM)、ZigBee(TM )等等。本發明的實施例可用於各種不同其它設備、裝置、系統及/或網路中。
儘管本發明的實施例不限於此，例如〝處理〞、〝電腦運算〞、〝計算〞、〝判定〞、" 建立" 、〝分析〞、〝檢查〞等用語係表示電腦、運算平台、運算系統、或者其它電子運算裝置的操作及/或程序，其把電腦之暫存器及/或記憶體中以物理量(例如，電子量)表示的資料操縱及/或轉換為該電腦之暫存器及/或記憶體或用以儲存指令以進行操作及/或程序之其他資訊儲存體中相似地以物理量表示的其他資料。
儘管本發明的實施例不限於此，本文中使用的〝多個〞與〝多種〞可包括例如〝多重〞或〝二或更多個〞。本文中使用的〝多個〞與〝多種〞可用來描述二或更多個部件、裝置、元件、單元、參數等。例如，〝多個站台〞可包括二或更多個站台。
如上所述，當一行動客戶機從一接取點(AP)轉移到另一個AP時，封包損失是一重要議題。藉由IEEE 802.11r(快速BSS轉移)技術，可相當程度地縮短AP之間的轉移時間，但仍有空窗時間，其中封包可能會損失。尤其地，在轉移階段，於目前AP中排隊等候的該等封包，或者在相同轉移期間中誤被引導至舊AP的該等封包將會損失。在使用802.11n A－MSDU效能的狀況下，此問題將變得更嚴重，進而增加轉移過程中的損失狀況。
如第1圖所示，封包損失可能會在BSS轉移過程中發生。在情景1，在105中，DS連接可無線地與無線站台(STA)135通訊的AP1與AP2，且在此情景中，封包損失係由經佇列封包117在AP1 115上造成。在情景2，在110中，DS再度地以STA 140連接AP1 125與AP2 130，且封包損失狀況可能由誤受引導封包127在AP1 140上造成。
本發明的一實施例提供一種網路/AP輔助方案，其允許STA能在再聯結到該新AP之後，接收來自舊AP的經佇列封包。所提的方案可在BSS轉移中達成零封包損失。此種封包損失避免方案可致能BSS轉移過程中之VoIP、視訊會議、以及視訊串流的無縫連結性。可容易在通訊平台、手持式裝置、或接取點中部署本發明的一實施例，以改善無線產品效能並且致能行動使用者的較豐富無線LAN經驗。
本發明的一實施例可致能AP之間的無縫與無損轉移，且對如超行動PC(UMPC)、手持式裝置等未來裝置類型特別地重要，因為它提供了下列優點：1.它界定一後轉移對話期活躍性區間以在STA再聯結到一新AP之後，延伸AP與STA的聯結對話期活躍性以及對話期金鑰活躍性。
2.它避免產生二個聯結對話期，其會造成封包轉送動作的困擾。舊對話期僅被視為舊AP以及STA之間的一延伸對話期。在網路交換器或AP控制器端，僅會記錄下該新聯結對話期。
3.它界定一種協商方案，以允許AP與STA能使後轉移對話期活躍性以及活躍性區間同步化。
4.它界定一連串的轉移操作，其藉著使用現存的省電模式操作來產生無損封包轉移。
本發明的某些實施例提供一種後轉移延伸對話期以及一種後轉移延伸對話期活躍性區間(PostTransitionSessionAlivenessInterval)。在站台(STA)轉移到新AP之後，STA與舊AP應該使該舊對話期保持為活躍的，使成對暫時金鑰(PTK)以及群組暫時金鑰(GTK)保持為活躍經歷該後轉移延伸對話期活躍性區間的期間。在後轉移延伸對話期中，STA可返回到該舊AP且復原所有的殘餘封包。該後轉移對話期活躍性區間的長度可為2位元組，且可在(再)聯結程序中於AP與STA之間協商。數值0表示AP與STA並不支援此特徵。
本發明的某些實施例提供用於封包損失避免轉移操作的下列程序：－假設該STA係聯結至AP1。當該STA決定要漫遊至一新AP(例如AP2)時，該STA對AP1發送省電模式指示，因此AP1將為該STA緩衝任何進入資料。
－該STA與該新AP(AP2)進行再聯結程序與金鑰推衍，即802.11r進入標準程序。
－當該STA接收來自AP2的再聯結響應，該STA立即地對該新AP(AP2)發送一省電模式指示。因此AP2將為該STA緩衝任何進入資料。
－該STA切換到該舊AP(AP1)並且檢查是否有任何資料受到緩衝。若是，該STA將向AP1輪詢該受緩衝資料。
-一旦該STA清除該資料，該STA將切換到該新AP並指出其〝動作中〞，且向該新AP輪詢該受緩衝封包。
-AP1現在可清除該聯結狀態或根據超時狀況使該狀態終止。
現在請參照第2圖，大致上展示為200，第2圖展示出根據本發明一實施例之一種用於封包損失避免轉移的程序。行動客戶機205可對發送AP1 210一個(再)聯結請求(步驟255)，其包括建議後轉移對話期活躍性區間。AP1 210可利用一(再)聯結響應來回覆(步驟260)，其包括確認後轉移對話期活躍性區間。當STA決定要漫遊到一新AP(步驟220)，它可發送指令(步驟265)以設定省電模式。響應於設定為省電模式的指令(步驟265)，AP1儲存STA的封包(步驟225)。步驟230說明行動客戶機205與AP2 215之間的再聯結程序與金鑰推衍通訊。在步驟270中，行動客戶機205發送省電模式指令給AP2。該STA切換回到該舊AP以接收經佇列封包(步驟235)，如果有的話，且對AP1設定活動模式指令(步驟275)。在步驟240中，該後轉移延伸對話期將發生，且AP1輪詢殘餘封包(步驟280)。步驟245表示出該活動模式係由行動客戶機205對AP2設定。
例如，可利用儲存有指令或指令組的機器可讀媒體或物品來實行本發明的某些實施例，該等指令或指令組在由一機器執行時，例如第2圖之裝置與系統、與AP1 210以及AP2 215通訊之行動客戶機或無線站台(STA)205、處理器(未展示)、或其他適當機器，可使該機器根據該等實施例來進行一種方法及/或運作。例如，該機器包括任何適當處理平臺、電腦運算平臺、電腦運算裝置、處理裝置、電腦運算系統、處理系統、電腦、處理器等，並且可利用硬體及/或軟體的任何適當組合來實行。例如，機器可讀媒體或物品可包括任何適當類型的記憶體單元、記憶體裝置、記憶體物品、記憶體媒體、儲存裝置、儲存物品、儲存媒體及/或儲存單元，例如記憶體、可移除或不可移除媒體、可抹除或不可抹除媒體、可寫入或可複寫媒體、數位或類比媒體、硬碟、軟碟、唯讀光碟記憶體(CD－ROM)、可燒錄光碟(CD－R)、可複寫光碟(CD－RW)、光碟、磁性媒體、各種不同類型的數位多用途碟片(DVD)、磁帶、卡匣等。該等指令可包括任何適當類型的程式碼，例如來源碼、彙編碼、解譯碼、可執行碼、靜態碼、動態碼等，且可利用任何適當的高階、低階、物件導向、視覺、彙編及/或解譯程式化語言來實行該等指令，例如C、C＋＋、Java、BASIC、Pascal、Fortran、Cobol組合語言、機器碼等等。
在本發明的一實施例中，該機器可存取媒體提供指令，該等指令受存取時可使該機器進行下列操作，包括：由無線站台(STA)使用一後轉移延伸對話期以及一後轉移延伸對話期活躍性區間使無線通訊從一第一接取點(AP1)轉移到一第二接取點(AP2)。在本發明的一實施例中，該機器可存取媒體可另包含使該機器另進行下列操作的指令：允許該STA與AP1使一舊對話期保持為活躍經歷該後轉移延伸對話期活躍性區間，且在該後轉移延伸對話期中，由該STA返回到該AP1且復原所有殘餘封包；該等指令可使該機器另進行下列操作：使該後轉移對話期活躍性區間的長度為2位元組。
再者，在本發明的一實施例中，該機器可存取媒體可另包含使該機器另進行下列操作的指令：當該STA決定要漫遊到AP2時，對AP1發送一省電模式指示，因此AP1將為該STA緩衝任何進入資料，且隨後，該STA將與AP2進行再聯結程序以及金鑰推衍，且該機器可存取媒體亦可包含使該機器另進行下列操作的指令：當該STA接收到來自AP2的一再聯結響應時，使該STA立即地對AP2發送一省電模式指示，因此AP2將為該STA緩衝任何進入資料，且使該STA切換到AP1並且檢查是否有任何資料受到緩衝，且若是，使該STA向AP1輪詢該受緩衝資料。
同樣地，在本發明的一實施例中，該機器可存取媒體可另包含使該機器另進行下列操作的指令：一旦該STA清除該資料，便切換到該新AP且表示其〝動作中〞，並且向AP2輪詢該受緩衝封包，且由AP1後續地清除該聯結狀態，或者根據超時狀況使該狀態終止。
可利用適於特定應用程式或者根據特定設計需求的軟體、硬體、或軟體及/或硬體的任何組合來實行本發明的實施例。本發明的實施例可包括完整地或部分地彼此分離或者結合在一起的單元以及子單元，並且可利用習知技藝中的多功能或一般處理器或控制器或裝置來實行。本發明的某些實施例包括用以暫時或長期儲存資料以便促進特定實施例之操作的緩衝器、暫存器、堆疊、儲存單元及/或記憶體單元。
本發明的另一個實施例提供一種系統，其包含一無線站台(STA)；可運作以與該無線站台通訊的一第一接取點(AP1)；可運作以與該無線站台通訊的一第二接取點(AP2)；以及其中該STA係適於利用一後轉移延伸對話期以及一後轉移延伸對話期活躍性區間使無線通訊從該第一接取點(AP1)轉移到該第二接取點(AP2)，以允許該STA與該AP1能使一舊對話期保持活躍歷經該後轉移延伸對話期活躍性區間之期間，且在該後轉移延伸對話期中，該STA可返回到該AP1並且復原所有殘餘封包。
儘管已在本文中說明該等實施例的某些特徵，對熟知技藝者來說，可有多種不同的修改方案、替代方案、變化方式以及等效方式。因此，應該要瞭解的是，下列的申請專利範圍意圖包含屬於該等實施例之真實精神內的所有該等修改方案與變化方式。
100．．．封包損失狀況
105．．．情景1
110．．．情景2
115．．．接取點(AP1)
117．．．經佇列封包
120．．．接取點(AP2)
125．．．接取點(AP1)
127．．．誤受引導封包
130．．．接取點(AP2)
135．．．無線站台(STA)
140．．．無線站台(STA)
200．．．程序
205．．．行動客戶機
210．．．接取點(AP1)
215．．．接取點(AP2)
220~280．．．步驟
第1圖展示出根據本發明一實施例之BSS轉移過程中的封包損失狀況；以及第2圖展示出根據本發明一實施例之一種用於封包損失避免轉移的程序。
200．．．程序
205．．．行動客戶機
210．．．接取點(AP1)
215．．．接取點(AP2)
220．．．STA決定要漫遊到一新AP
225．．．AP1儲存STA的封包
230．．．再聯結程序與金鑰推衍
235．．．該STA切換回該舊AP以接收經佇列封包，若有的話
240．．．後轉移延伸對話期產生
245．．．設定活動模式
250．．．發送資料封包
255．．．發送(再)聯結請求(包括建議後轉移對話期活躍性區間)
260．．．發送(再)聯結響應(包括確認後轉移對話期活躍性區間)
265．．．設定省電模式
270．．．設定省電模式
275．．．設定活動模式
280．．．向AP1輪詢殘餘封包

Claims (12)

  1. 一種用於無損封包轉移之裝置，其包含：於支援MAC服務資料單元(MSDU)聚合之一IEEE 802.11n-適用的無線網路中用以使無線通訊從一第一接取點(AP1)轉移到一第二接取點(AP2)的一無線站台(STA)；以及其中該STA在一聯結/再聯結程序中與該AP1協商一後轉移延伸對話期以及一後轉移延伸對話期活躍性區間，該後轉移延伸對話期活躍性區間係在該STA與該AP2連接之後該STA與該AP1使一舊對話期保持為活躍之一區間；其中當該STA漫遊到該AP2時，該STA對該AP1發送一省電模式指示，並且在發送該省電模式指示之後，該STA與該AP2進行該再聯結程序以及一金鑰推衍；其中在該無線通訊轉移之動作期間，當該STA接收到來自該AP2的一再聯結響應時，該STA對該AP2發送一省電模式指示，切換到該AP1，並且在發送該省電模式指示之後，該STA產生該後轉移延伸對話期，該後轉移延伸對話期係在該後轉移延伸對話期活躍性區間在該STA與該AP1之間的一對話期；以及其中該STA檢查以判定是否有任何資料受到緩衝，且若資料係受緩衝時，該STA在該後轉移延伸對話期期間輪詢來自該AP1的受緩衝資料。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該後轉移延伸對話期與該後轉移延伸對話期活躍性區間允許該STA與該AP1使一舊對話期保持為活躍歷經該後轉移延伸對話期活躍性區間的期間，且在該後轉移延伸對話期中，該STA可返回到該AP1並且復原所有的殘餘封包。
  3. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該後轉移對話期活躍性區間的長度為2位元組，且該後轉移對話期活躍性區間係在一聯結或再聯結程序中於該AP1與該STA之間協商達成。
  4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中一旦該STA清除該資料，該STA將切換到該新AP並指出其〝動作中〞，且向該AP2輪詢獲得該受緩衝封包，且後續地該AP1將清除該聯結狀態，或者根據超時狀況使該狀態終止。
  5. 一種用於無損封包轉移之方法，其包含下列步驟：於支援MAC服務資料單元(MSDU)聚合之一IEEE 802.11n-適用的無線網路中將一無線站台(STA)之無線通訊從一第一接取點(AP1)轉移到一第二接取點(AP2)，其中該無線通訊之轉移步驟包含：該STA在一聯結/再聯結程序中與該AP1協商一後轉移延伸對話期活躍性區間，該後轉移延伸對話期活躍性區間係在該STA與該AP2連接之後該STA與該AP1使一舊對話期保持為活躍之一區間；當該STA漫遊到該AP2時，該STA對該AP1發送 一省電模式指示，並且在發送該省電模式指示之後與該AP2進行該再聯結程序以及一金鑰推衍；在該無線通訊轉移之動作期間，當該STA接收到來自該AP2的一再聯結響應時，該STA對該AP2發送一省電模式指示，並且切換到該AP1以及在發送該省電模式指示之後產生該後轉移延伸對話期，該後轉移延伸對話期係在該後轉移延伸對話期活躍性區間在該STA與該AP1之間的一對話期；以及該STA檢查是否有任何資料受到緩衝，以及如果有的話，該STA在該後轉移延伸對話期期間輪詢來自該AP1的受緩衝資料。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其另包含允許該STA與該AP1使一舊對話期保持為活躍歷經該後轉移延伸對話期活躍性區間的期間，且在該後轉移延伸對話期中，該STA返回到該AP1並且復原所有的殘餘封包。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該後轉移對話期活躍性區間的長度為2位元組，且該後轉移對話期活躍性區間係在一聯結或再聯結程序中於該AP1與該STA之間協商達成。
  8. 如申請專利範圍第5項之方法，其另包含一旦該STA清除該資料，便切換到該新AP並指出其〝動作中〞，且向該AP2輪詢獲得該受緩衝封包，且後續地由該AP1清除該聯結狀態，或者根據超時狀況使該狀態終止。
  9. 一種提供指令的非暫時性之機器可存取媒體，該等指令受存取時將使一機器進行下列操作：於支援MAC服務資料單元(MSDU)聚合之一IEEE 802.11n-適用的無線網路中將一無線站台(STA)之無線通訊從一第一接取點(AP1)轉移到一第二接取點(AP2)，其中該無線通訊之轉移步驟包含：該STA在一聯結/再聯結程序中與該AP1協商一後轉移延伸對話期活躍性區間，該後轉移延伸對話期活躍性區間係在該STA與該AP2連接之後該STA與該AP1使一舊對話期保持為活躍之一區間；當該STA漫遊到該AP2時，該STA對該AP1發送一省電模式指示，並且在發送該省電模式指示之後與該AP2進行該再聯結程序以及一金鑰推衍；在該無線通訊轉移之動作期間，當該STA接收到來自該AP2的一再聯結響應時，該STA對該AP2發送一省電模式指示，並且切換到該AP1以及在發送該省電模式指示之後產生該後轉移延伸對話期，該後轉移延伸對話期係在該後轉移延伸對話期活躍性區間在該STA與該AP1之間的一對話期；以及該STA檢查是否有任何資料受到緩衝，以及如果有的話，該STA在該後轉移延伸對話期期間輪詢來自該AP1的受緩衝資料。
  10. 如申請專利範圍第9項之機器可存取媒體，其中使該機 器進行該等操作的該等指令另使下列操作進行：允許該STA與該AP1使一舊對話期保持為活躍歷經該後轉移延伸對話期活躍性區間的期間，且在該後轉移延伸對話期中，該STA返回到該AP1並且復原所有的殘餘封包。
  11. 如申請專利範圍第10項之機器可存取媒體，其中使該機器進行該等操作的該等指令另使下列操作進行：使該後轉移對話期活躍性區間的長度為2位元組。
  12. 如申請專利範圍第9項之機器可存取媒體，其中使該機器進行該等操作的該等指令另使下列操作進行：一旦該STA清除該資料，便切換到該新AP並指出其〝動作中〞，且向該AP2輪詢獲得該受緩衝封包，且後續地由該AP1清除該聯結狀態，或者根據超時狀況使該狀態終止。
TW96144528A 2006-12-28 2007-11-23 用於跨越無線網路中之基本服務組進行之無損封包轉移的技術 TWI474749B (zh)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/648,338 US20080159204A1 (en) 2006-12-28 2006-12-28 Techniques for lossless packet transition across basic service sets in wireless networks

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TW200838326A TW200838326A (en) 2008-09-16
TWI474749B true TWI474749B (zh) 2015-02-21

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ID=39583839

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Application Number Title Priority Date Filing Date
TW96144528A TWI474749B (zh) 2006-12-28 2007-11-23 用於跨越無線網路中之基本服務組進行之無損封包轉移的技術

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