通信裝置的製作方法

2023-12-07 05:05:06 1

專利名稱：通信裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過漫遊(roaming)在用來中繼無線通信的接入點(access point)之間切換的通信裝置。
背景技術：
作為區域網(LAN)中使用的一組標準的IEEE 802.11定義了基站(接入 點(AP))和終端站(站(STA))之間的雙向(mutual)無線通信系統。AP 是具有物理管理範圍的母站。AP用來管理與該AP相連的多臺STA,由此來 控制AP和STA之間的通信。
由於AP發射的無線電波的範圍受到限制，為了不釋放STA,通常需要安 裝多臺AP,在上述情形下，他們的無線電波的範圍(在下文中被稱為"覆蓋 區域，，)會相互重疊。通過這種配置，從AP 1的覆蓋區域移動到AP 2的覆蓋 區域的、用來傳送數據的移動個人計算機(PC)通過漫遊，即從APl切換到 AP2,可保持在線(on-line)狀態。
各臺AP都分配有被稱為"業務組標識符(SSID)"的識別數據。STA使 用SSID來識別其已經連接上的無線通信網絡。一組AP可被分配相同的SSID。 例如，如果特定建築物的第三層(floor)上的網絡具有SSID "層3"，則對第 三層上安裝的所有AP都分配SSID "層3"。
如果如在上述示例中逐層地確定SSID,只要STA移動到該層內，就可通 過漫遊操作來保持在線狀態而不會產生問題。然而，由於對於兩層而言SSID 是不同的，因此當STA移動到另一層時不能執行漫遊操作。因此，當STA移 動到另一層時，在線狀態將會斷開。為了重新建立在線狀態，STA通過識別該 STA移動到的層的SSID來執行重新連接處理。上述情形是不期望的，因為在重新連接處理過程中是不能傳送數據的。
為了避免上述的不期望情形， 一種方法是對建築物中的所有AP分配單一
的SSID。即使當STA從一層移動到另一層時單一 SSID的使用使得保持在線 狀態成為可能。
下面將會描述一種漫遊的典型方法。為了周期性的掃描得到可連^^妻的AP， 在數據傳送過程中STA發送請求消息(在下文中被稱為"探測請求幀，，)。當 接收到探測請求幀時，各臺可連接的AP向STA返迴響應消息(在下文中被稱 為"探測響應幀")。基於#:測響應幀，STA確定一臺AP作為該STA通過漫 遊將會被切換到的目標AP (在下文中被稱為"下一個AP")。
在日本專利申請公開No. 2001-352569中公開的技術中，如果同時存在兩 臺或更多的可連接AP，選擇將會返回具有最強無線電波的探測響應幀的可連 接AP作為下一個AP。更特別的，STA確定從接收的探測響應幀提取到的SSID 是否相同。如果SSID是相同的，STA就使其自身連接到具有最強無線電波的 AP。例如，當STA當前與AP1相連時，如果STA確定從AP2接收到的無線 電波比從AP1接收到的無線電波更強，則STA從AP 1切換到AP2。另一方 面，如果STA確定從AP 1接收到的無線電波比從AP 2接收到的無線電波更 強，則STA保持和AP 1的連接。
然而，基於無線電波的強度選擇下一個AP會導致頻繁的切換，這會不利 地導致數據傳送時間方面的損失。
例如，假設建築物的每層都使用單一的SSID，並且STA被安裝在第三層 上的窗口處。STA可接收來自另一層的無線電波。通常，經由建築物外部而來 的無線電波的強度是不穩定的，這是由於諸如多徑、反射、以及相位調整 (phasing)等各種外部因素所造成的。如果STA僅比較無線電波的強度在AP 之間切換，則STA會在第三層上的AP和另一層上的AP之間頻繁地切換。盡 管與重新連接處理所需的停止周期相比較短，但是漫遊操作仍會停止數據傳送 一段時間。

發明內容
本發明的目的在於至少部分地解決現有技術中的問題。 根據本發明的一個方面，提供一種通信裝置，能夠連接到用來中繼無線通信的多個中繼裝置中的一個，所述通信裝置包括識別數據存儲單元，存儲用
來識別所述通信裝置當前正在連接的第 一 中繼裝置的第 一設備識別tt據，所述
第一設備識別數據對於所述第一中繼裝置是唯一的；發送單元，發送用來請求 可連接中繼裝置返迴響應消息的請求消息；接收單元，從可連接中繼裝置接收 響應消息，每個響應消息包括發送了請求消息的中繼裝置的單獨的設備識別數 據；確定單元，確定所接收到的請求消息是否包括與所述識別數據存儲單元中 存儲的第 一設備識別數據相匹配的單個的設備識別數據；以及連接請求單元， 如果所接收到的請求消息都不包括與所述識別數據存儲單元中存儲的第 一設 備識別數據相匹配的單個的設備識別數據，則所述連接請求單元從由任何所接 收到的響應消息中包含的第二設備識別數據識別出的中繼裝置當中請求第二 中繼裝置，以和所述通信裝置進行連接。
當聯繫所述附圖一起考慮時，通過閱讀如下的關於本發明的當前優選的實 施例的詳細說明，可以對本發明的上述和其它目的、特徵、優點以及技術上和 工業上的重要性獲得更佳的理解。


圖l是根據本發明第一實施例的通信系統的示意圖2是根據第一實施例建立連接的處理的時序圖3是用來說明探測請求幀的數據結構的示意圖4是用來說明探測響應幀的數據結構的示意圖5是STA移動到另一覆蓋區域的情形的示意圖6是逐層分配不同的SSID的第一管理系統的示意圖7是對建築物中所有的AP分配單一的SSID的第二管理系統的示意圖8是根據第一實施例的STA的方框圖9是用來說明在掃描結果存儲單元中存儲的第一列表的數據結構的示 意圖10是用來說明在掃描結果存儲單元中存儲的第二列表的數據結構的示 意圖11是才艮據第一實施例的漫遊處理的總體流程圖； 圖12是根據本發明第二實施例的STA的方框圖；圖13是才艮據第二實施例的漫遊處理的總體流程圖； 圖14是根據本發明第三實施例的STA的方框圖； 圖15是根據第三實施例的漫遊處理的總體流程圖； 圖16是^f艮據第三實施例的第五變形例的STA的方框圖；以及 圖17是#>據第五變形例的漫遊處理的總體流程圖。
具體實施例方式
下面將會參考附圖對本發明的示例性實施例做出更加詳細的說明。
如上所述，僅基於無線電波的強度之間的比較來確定AP之間的切換的現 有方法會導致由頻繁切換而引起的數據傳送時間方面的損失。此外，選擇具有 相同SSID (與STA相同)的AP作為下一個AP的現有方法會使其容易受到 電子欺騙(spoofing)的攻擊。假設發送強的無線電波的電子欺騙的AP從外 部更接近位於建築物的窗口附近的STA。在現有方法中，僅通過無線電波的強 度來確定下一個AP的STA會草率地切換到電子欺騙的AP,結果導致其數據 向外洩露。這是一個嚴重的安全問題。
為了解決上述問題，披露了 一種連接建立後在AP和STA之間交換ID並 且當由AP做出接入核對時保持連接的方法。然而，在上述方法中，必須在所 有的AP中都安裝用來管理STA的軟體。因此， 一些當前操作中的AP (特別 是,不再製造的或是對其不再維護的老型號的AP)就不再適合。
.與此相比較，根據本發明第一實施例的通信裝置發送探測請求幀,並且通 過作為對探測請求幀的響應而接收的探測響應幀對可連接的AP進行掃描。如 果在可連接的AP中包含當前的AP,則無論從當前AP接收到的無線電波的強 度是否為最強，通信裝置都會保持連接。如果在可連接的AP中不包含當前的 AP,則通信裝置通過漫遊切換到可連接的AP的其中之一。以上述方式，無需 AP採取任何措施即可實現STA和當前AP之間保持連接以及切換到另一 AP, 這使得安全等級或用戶友好性等級不會降低。
.下面參考圖1描述根據第一實施例的包括作為通信裝置的STA IO和作為 用來中繼無線通信的中繼裝置的多臺AP20 (20a、 20b)的通信系統的配置。 圖l是^^艮據第一實施例的通信系統的示意圖。
STA 10是符合IEEE 802.11的終端站。例如，STA 10是可攜式手提PC。隨後將會描述STA 10的配置。
AP20a和20b是符合IEEE 802.11的無線LAN的基站。覆蓋區域31是從 AP20a發射的無線電波所到達的範圍。覆蓋區域32是AP20b的範圍。AP 20a 和20b具有相同的配置，因此AP 20a和20b中的任意一個都可被稱為"AP 20"。
如圖1所示，STA 10處在AP 20a的覆蓋範圍31。因此，STA IO發送探 測請求幀到AP 20a並且從AP 20a接收探測響應幀，從而建立了與AP 20a的 連接。
參考圖2描述STA 10和AP 20之間建立連接的處理。圖2是才艮據第一實 施例的建立連接的處理的時序圖。
STA 10發送探測請求幀到AP 20 (步驟S201 )。當接收到探測請求幀時， AP 20將探測響應幀返回到STA 10作為響應(步驟S202 )。
圖3是用來說明^:測請求幀的數據結構的示意圖。作為正EE 802.11幀的 探測請求幀包括介質訪問控制(MAC)地址(包括源地址(src地址)和目標 地址(des地址))、基本業務組標識符(BSSID)、以及SSID。 MAC地址對於 每臺設備而言都是唯一的，因而可被用作識別AP20的數據。在src地址中設 定STA 10的MAC地址。在des地址中設定基於IEEE 802.11標準表示作為廣 播幀要被發送的探測請求幀的數據"FF: FF; FF; FF; FF; FF"。可選地， 如下所述，還可在des地址中設定AP的MAC地址。
如果發送其中SSID被指定而BSSID沒有被指定的探測請求幀，則具有作 為指定SSID的相同SSID的AP 20返回4果測響應幀。如果發送其中SSID和 BSSID都被指定的探測請求幀，則具有作為指定SSID的相同SSID和作為指 定BSSID的相同BSSID的AP20返回探測響應幀。
圖4是用來說明探測響應幀的數據結構的示意圖。作為正EE 802.11幀的 探測響應幀包括MAC地址(包括src地址和des地址)、BSSID、以及SSID。 在src地址中設定AP 20的MAC地址。在des地址中設定STA 10的MAC地 址。此外，探測響應幀還包括諸如可用信道、連接協議、以及國別等各種關於 AP20的數據。
再次參考圖2, STA 10和AP 20雙向傳送消息以實現認證(步驟S203和 步驟S204 )。如果AP 20和STA 10是經過認證的，則STA 10通過使用從探測響應幀提取的SSID試圖建立和AP 20的連接。更特別的，STA 10發送包含 SSID的關聯請求幀到AP20 (步驟S205 )。如果接收到的關聯請求幀允許連接 的建立，則AP20向STA10返回表示建立成功的關聯響應幀(步驟S206)。
以上述方式，建立了 STA IO和AP 20之間的連^妾，這實現了 STA 10和 AP20之間的數據傳輸(data transaction )。如果需要傳送的是加密後的數據， 在建立連4妻之後傳送關於加密認證的消息。之後，執行漫遊處理以保持連接。
下面描述在漫遊處理中關於可連接AP 20的掃描方式。通常，SSID被用 作掃描可連接AP20的查找鍵。通常，AP20的MAC地址被用作BSSID。換 句話說，BSSID對應於用來識別AP20的識別數據(設備識別數據)。值得注 意的是，在沒有使用AP 20的自組織(ad-hoc )模式下，BSSID不具有固定值。 由於對使用AP 20的基礎結構(infrastructure)模式應用根據第一實施例的漫 遊處理，因此MAC地址被用作BSSID。
存在兩種類型的掃描，即，主動掃描和被動掃描。在主動掃描中，STA10 發送探測請求幀，並且從來自AP20的作為對探測請求幀響應而接收的探測響 應幀獲取關於AP20的數據(在下文中稱為"AP信息")。在被動掃描中，無 需發送探測請求幀，STA 10接收從AP 20周期性發射的信標幀(beacon frame )， 並且從接收到的信標幀獲取AP信息。
由於STA 10以期望的定時發送探測請求幀並且AP 20返回作為對探測請 求幀響應的探測響應幀，因此可以以更短時間執4亍主動掃描。與此相比較，被 動掃描是從信標幀被動地獲取AP信息的方式。由於每IOO毫秒發射典型的信 標幀，因此在被動掃描中所需的掃描時間會更長。
信標幀中包含的信息基本上等同於探測響應幀中包含的信息。也就是說， 主動掃描與被動掃描之間的區別僅在於獲取AP信息所需的掃描時間。儘管如 下的說明是基於使用主動掃描的假設，但是使用被動掃描替代主動掃描也是允 許的。因此，在如下的說明中簡單地使用了術語"掃描"。
參考圖1至圖5描述當STA 10從覆蓋區域31移動到覆蓋區域32時的處理。
當在數據通信過程中STA10物理上離開當前的AP20時，無線電波的狀 態將會變得更差。因此，甚至在數據通信過程中STA 10也會周期性地掃描AP。這樣做的原因在於核對來自當前AP的無線電波的當前狀態，並且噹噹前AP 的無線電波狀態變得非常差時檢測是否存在可選擇作為下一個AP20的、具有 更佳無線電波狀態的AP20。
更特別地，如圖l所示，甚至當建立了和AP 20a的連接後的數據通信過 程中，STA10以任意的時間間隔發送探測請求幀。STA10隨後等待來自當前 AP 20,即AP 20a的淨罙測響應幀。
只要STA10處在AP20a的覆蓋區域31內，STA IO將會接收到來自AP20a 的探測響應幀。然而，由於無線電波的狀態差，因此還存在著STA 10不能接 收到探測響應幀的可能性。例如，當STA10正在從覆蓋區域31移動到覆蓋區 域32時，無線電波的強度將會降低。最後，STA 10將會不能接收到來自AP 20a
的^:測響應幀。
圖5是STA 10已經移動到覆蓋區域32的狀態的示意圖。STA IO向包括 AP20a在內的每個AP20發送探測請求幀作為廣播幀。因此，當STA10更加 靠近AP20b時，AP 20a和AP 20b都會向STA 10返回探測響應幀。
參考圖6和圖7描述兩個SSID管理系統。圖6是逐層分配不同的SSID 的第一管理系統的示意圖。如圖6所示，對在第四層上安裝的所有的AP,即 AP20a和20b,分配SSID "層4";並且對在第三層上安裝的所有的AP,即 AP 20c和20d,分配SSID "層3"。
圖7是建築物內部安裝的所有AP分配單一的SSID的第二管理系統的示 意圖。例如，如果唯一的公司佔據了整座建築物，對所有的AP分配表示公司 名的SSID。如圖7所示，對在第四層上安裝的AP20a和20b以及在第三層上 安裝的AP 20c和20d分配SSID "公司名"。
在第 一 實施例中既可應用第 一管理系統也可應用第二管理系統。
參考圖8詳細地描述STA 10的配置。圖8是根據第一實施例的STA 10 的方框圖。STA 10包括天線101、射頻(RF)單元102、基帶信號處理單元 110、以及協議控制單元120。
天線101用來發送/接收無線電波，從而實現STA10和諸如AP20等外部 設備之間的無線通信。RF單元102執行頻率轉換、功率放大等。
基帶信號處理單元IIO是利用基於正EE 802.11的正交頻分復用(OFDM)方案執行頻率調製/解調的控制單元。OFDM是作為多載波調製方法的、可有 效地利用頻帶的方案。將鄰近的載波的相位設置為彼此正交而部分的相位彼此 相互重疊的方式對載波進行調製。在作為無線LAN標準的IEEE 802,11a和 IEEE 802,llg中使用OFDM方案。基帶信號處理單元110包括執行解調處理 的解調單元111、以及執行調製處理的調製單元112。
協議控制單元120基於正EE 802.11協議控制向外部設備發送消息(幀) 和從外部設備接收消息(幀)。協議控制單元120包括ID存儲單元131、掃描 結果存儲單元132、掃描單元121、掃描結果確定單元122、下一個AP選擇單 元123、以及連接請求單元124。
ID存儲單元131在其中存儲當前AP 20的SSID和BSSID。如果STA 10 在圖2所示的時序的最後建立了和AP 20的連接，則STA IO在存儲單元131 中存儲所連接的AP20的SSID和BSSID。
掃描結果存儲單元132在其中存儲第一列表和第二列表，每個列表都包括 作為通過發送探測請求幀並接收探測響應幀而獲取的掃描結果的可連接的AP 20。圖9和圖IO是在掃描結果存儲單元132中存儲的第一列表和第二列表的 數據結構的示意圖。
圖9是包括具有與ID存儲單元131中存儲的SSID相同的SSID的AP20 的第一列表的示意圖。第一列表包括從其接收探測響應幀的AP20的名稱(AP 名)、對AP20分配的SSID、 AP20的唯一的BSSID、表示AP 20的MAC地 址的src地址、輸入信號強度、以及所支持的速率。
輸入信號強度是從AP20而來的信號的強度。所支持的速率是AP20所支 持的傳送速率。從探測響應幀獲取所支持的速率。此外，第一列表還包括從4採 測響應幀4是取的其他信息。
圖10是包括具有與ID存儲單元131中存儲的SSID和BSSID相同的SSID 和BSSID的AP 20的第二列表的示意圖。第二列表的數據結構與第一實施例 中的第一列表的數據結構相同。然而，第一列表和第二列表的數據結構也可以 不同。
再次參考圖8,掃描單元121對可連接的AP20執行掃描處理。掃描單元 121包括用來向包括AP 20的外部設備發送消息並且從包括AP 20的外部設備接收消息的發送/4妄收單元121a。
掃描單元121生成探測請求幀，並且發送/接收單元121a發送所生成的探 測請求幀。此外，掃描單元121還經由發送/接收單元121a從AP20接收探測 響應幀。掃描單元121從所接收的探測響應幀生成第一列表和第二列表，並且 將所生成的第一列表和所生成的第二列表保存在掃描結果存儲單元132中。
掃描單元121通過使用每個可用的信道掃描AP。如IEEE 802.11所規定 的，根據各國的律法由各國自行決定信道的可用頻帶。例如在日本，通過使用 2.4千兆赫茲(GHz)頻帶(更特別地，從2.412GHz至2.484GHz之間的頻帶) 內的14條信道中的一條信道或是5GHz頻帶(更特別地，從5.17GHz至5.32GHz 之間的頻帶)內的12條信道中的一條信道，可建立單一的無線LAN。因此, 掃描單元121掃描包括2.4GHz的12條信道和5GHz的14條信道在內的總共 26條信道。
掃描結果確定單元122通過參考掃描結果存儲單元132中存儲的第二列表 確定是否可以保持與當前AP20的連接。如上所述，第二列表包括與ID存儲 單元131中存l諸的與當前AP20相比SSID相同並且BSSID也相同的AP20。 更特別地，掃描結果確定單元122通過第二列表中數據的存在來確定是否可以 保持和當前AP 20的連接。
當掃描結果確定單元122確定不能保持和當前AP 20的連接時，下一個 AP選擇單元123選擇下一個AP 20。例如，下一個AP選擇單元123通過參考 第一列表從可連接的AP中選擇具有最強輸入信號強度的AP 20作為下一個
連接請求單元i24向下一個AP選擇單元123選擇的下一個AP 20發送連 接請求，並且切換到下一個AP20。
儘管沒有示出，STA 10包括用來控制STA IO的中央處理單元(CPU)、 用作CPU的工作區的靜態隨機存取存儲器(SRAM)、以及用來在其中存儲 CPU運行的電腦程式的只讀存儲器(ROM)。
SRAM可被用作掃描結果存儲單元132和ID存儲單元131。可通過配置 使得CPU從ROM載入電腦程式，並且運行電腦程式，從而實現了掃描 單元121、掃描結果確定單元122、下一個AP選擇單元123、以及連接請求單元124。換句話i兌，既可以通過軟體電路又可以通過石更件電路來實現上述這些 單元。
下面描述根據第一實施例的STA10執行的漫遊處理。圖11是根據第一實 施例的漫遊處理的總體流程圖。
值得注意的是，如上所述，在開始漫遊處理之前，在ID存儲單元131中 存儲當前AP 20的SSID和BSSID。
掃描單元121掃描可連接的AP 20 (步驟S1101 )。更特別地，掃描單元 121識別當前AP20的SSID,生成包含所識別的SSID的4冢測請求幀，並且經 由發送/接收單元121a發送所生成的探測請求幀。之後，掃描單元121經由發 送/接收單元121a接收來自接收到探測請求幀的各臺AP的探測響應幀。
掃描單元121通過參考從探測請求幀提取的信息生成包括具有與當前AP 20的SSID相同的SSID的多個AP 20的第 一列表(步驟S1102 )。
掃描單元121通過參考從接收到的探測請求幀提取的信息生成包括具有 與當前AP 20的SSID和BSSID都相同的SSID和BSSID的多個AP 20的第二 列表(步驟S1103)。可以在步驟S1102之前執行步驟S1103的處理。可選地， 還可並行地執行步驟S1102和步驟S1103的上述處理。
掃描結果確定單元122確定在第二列表中是否存在關於當前AP20的信息 (步驟S1104)。在大多數情況下，在第二列表中存在關於當前AP20的信息。 然而，如果由於無線電波狀態差而導致STA 10沒有從當前AP 20接收到探測 響應幀，則在第二列表中不存在關於當前AP 20的信息。
如果在第二列表中存在關於當前AP20的信息(步驟S1104中的是)，則 協議控制單元120保持和當前AP20的連接(步驟S1105)。
如果在第二列表中不存在關於當前AP 20的信息(步驟S1104中的否)， 下一個AP選擇單元123確定在第一列表中是否存在任何的可連接AP 20 (步 驟S1106)。
如果不存在任何的可連接AP 20 (步驟S1106中的否)，因為沒有可選擇 作為下一個AP 20的AP 20,則協議控制單元120保持和當前AP 20的連接(步 驟S1105)。利用上述配置，甚至當出現掃描錯誤時，即當由於例如無線電波 幹擾造成來自當前AP20的探測響應幀不能被接收時，仍可保持連接。如果存在可連接AP 20 (步驟S1106中的是)，則連接請求單元124向可 連接AP20發送連接請求，從而切換到可連接AP20 (步驟S1107)。如果在第 一列表中存在兩個或更多的可連接AP20,則連接請求單元124切換到在例如 第一列表的可連接AP當中具有最強輸入信號強度的AP20。
以上述方式，根據第一實施例的通信裝置(STA)通過發送/接收預定的消 息來掃描可連接AP。因此，如果在可連接AP中包括當前AP,則無^r無線電 波強度如何，通信裝置都可以保持連接。如果在可連接AP中不包括當前AP, 則通信裝置切換到另 一個AP。
利用上述配置，與僅基於無線電波強度的比較來確定AP之間切換的現有 漫遊處理相比較，可降低由於漫遊所導致的數據傳送時間的損失。此外，無需 對AP和STA追加專屬的接口和專屬的控制幀，即可通過僅修改STA來實現 允許STA連接到目標AP的上述配置。進而，這還獲得了提高安全的效果。例 如，假設STA靠近發射強無線電波的具有電子欺騙的SSID的電子欺騙的AP。 由於在當前實施例中STA不會總是切換到具有與當前AP的無線電波強度相比 更強的無效電波強度的AP,可以理解的是可以提高無線通信安全。此外，由 於AP不需要軟體修改，甚至在使用老型號AP時仍可提高無線通信安全。
根據本發明第二實施例的通信裝置掃描AP兩次，其中在第一掃描中具有 指定的SSID並且在第二掃描中具有指定的SSID和指定的BSSID。通信裝置 基於第二掃描的結果確定是否可以保持和當前AP的連接。如果不能保持和當 前AP的連接，則通信裝置通過參考第一掃描的結果來選擇下一個AP。
圖12是根據第二實施例的STA1200的方框圖。STA1200包括天線101、 RF單元102、基帶信號處理單元IIO、以及協議控制單元1220。
除了 ID存儲單元1231中存儲的信息、掃描單元1221的功能、以及對協 議控制單元1220追加的信道選擇單元1225之外，才艮據第二實施例的STA 1200 的配置基本上與根據第一實施例的STA 10的配置相同。使用相同的附圖標記 識別了對應於圖8所示的第一實施例的相同部件，並且不再重複相同部件的說 明。
除了當前AP 20的SSID和BSSID之外，ID存儲單元1231還在其中存儲 有關於連接當前AP20的信道的信息。關於信道的信息還可被存儲在除ID存儲單元1231之外的存儲單元(未示出)當中。
掃描單元1221掃描可連接的AP兩次。更特別地，掃描單元1221利用指 定的SSID執行第一掃描。掃描單元1221利用指定的SSID和指定的BSSID 執行第二掃描。可以以任何次序執行第一掃描和第二掃描。
作為第一掃描的結果，獲取關於具有相同SSID的AP20的信息。具有相 同SSID的AP 20包括當前AP 20和可選擇作為下一個AP 20的其他AP。作 為第二掃描的結果，獲取關於具有相同SSID和相同BSSID的AP20的信息。 也就是說，在列表中僅保留當前AP 20 。
下面單獨地說明執行第一掃描和第二掃描的效果。如上所述，在第一掃描 中獲取關於具有相同SSID的所有AP20的信息。如果具有相同SSID的AP20 的數目很大並且信息量大於可利用的存儲容量，則存在由於缺少存儲空間造成 不能保存關於當前AP20的信息的可能性。典型的每條AP信息量的大小是從 大約100位元組到大約200位元組之間。因此，對於八條AP信息需要1千字節的 可利用存儲容量。
在第二實施例中，在第一掃描的列表中存在從頂部選擇的八臺可連接AP 20,並且在第二掃描的列表中存在當前AP20。利用上述配置，無需將存儲器 替換成具有更大容量的存儲器，即可確定當前AP 20是否可連接並且選擇下一 個AP20。也就是說，利用小存儲容量即可有效地獲取必要的AP信息。
掃描單元1221僅使用由信道選擇單元1225選擇作為和當前AP 20連接的 信道，即可執行第二掃描。
信道選擇單元1225選擇將要在由掃描單元1221執行的第二掃描中使用的 信道。更特別地，信道選擇單元1225選擇ID存儲單元1231中存儲的信道作 為在第二掃描中將要使用的信道。
由於利用指定的信道執行第二掃描，因此短時間就可獲取關於AP20的信 息，這實現了當不能保持當前AP時向下一個AP20的快速切換。下面利用示 例來說明上述配置的效果。
例如，日本法律限制了在5GHz頻帶信道上的特定行為。更特別地，由於 稱為"W53"的信道頻帶與天氣雷達的頻帶和空中交通雷達的頻帶重疊，因此 直到無線區域網(WLAN)管理局確認沒有發現任何雷達才可在W53信道上發射無線電波。這意味著直到在W53信道沒有發現任何AP 20才能執行主動 掃描。
如上所述，主動掃描實現了快速獲取AP信息。然而，如果不能執行主動 掃描，除了被動掃描之外沒有其他的選擇。STA不得不在被動掃描中等待信標 幀。通常，STA不得不等待幾個信標幀以防止漏掉對信標幀的接收。如果STA 被設定為接收以100毫秒(ms)間隔發射的四個信標幀，則所需的時間就是 每信道0.4秒(=100msx4)。由於在W53上可利用的信道有四個信道，因此 在被動掃描中的等待時間就是從大約1.5秒到大約2秒。
換句話說，如果在第二掃描中使用所有的信道，則需要大約2秒的掃描時 間。相反地，由於在第二實施例的第二掃描中僅使用指定的信道，因此僅需要 大約50ms的掃描時間。
下面說明根據第二實施例的STA1200執行的漫遊處理。圖13是根據第二 實施例的漫遊處理的總體流程圖。
掃描單元1221掃描具有相同SSID的可連接AP 20 (步驟S1301 )。更特 別的，掃描單元1221識別當前AP 20的SSID，生成包含識別出的SSID的探 測請求幀，並且利用發送/接收單元121a發送所生成的探測請求幀。之後，掃 描單元1221利用發送/接收單元121a從接收到探測請求幀的各臺AP接收探測 響應幀。值得注意的是掃描單元1221經由每條可利用的信道利用指定的SSID 執行掃描。
掃描單元1221通過參考從接收到的探測請求幀中提取的信息，生成包括 具有與當前AP20相同SSID的AP20的第一列表(步驟S1302)。
掃描單元1221掃描具有相同SSID和相同BSSID的可連接AP 20 (步驟 S1303 )。更特別地，掃描單元1221識別當前AP 20的SSID和BSSID,生成 包括所識別出的SSID和所識別出的BSSID的探測請求幀，並且經由發送/接 收單元121a發送所生成的探測請求幀。之後，掃描單元1221經由發送/接收 單元121a從接收了探測請求幀的AP接收探測響應幀。
掃描單元1221經由和當前AP 20連接的信道利用所識別出的SSID執行 第二掃描。更特別地，信道選擇單元1225從ID存儲單元1231獲取關於和當 前AP20連接的信道的數據。掃描單元1221經由利用信道選擇單元1225獲取的數據所識別出的信道執行第二掃描。
掃描單元1221通過參考從接收到的探測請求幀提取的信息，生成其中包 括具有與當前AP 20相同的SSID和相同BSSID的AP 20的第二列表(步驟 S1304)。
關於連接確定的處理，即步驟S1305至步驟S1308之間的處理，與第一 實施例中由STA10執行的步驟S1104至步驟S1107之間的處理相同，因此不 再重複相同的說明。
以上述方式，根據第二實施例的STA 1200利用指定的SSID執行第一掃 描並且利用指定的SSID和指定的BSSID執行第二掃描。STA 1200 #4居第二 掃描的結果確定是否可以保持和當前AP的連接。利用上述配置，無需將存儲 器替代為具有更大容量的存儲器即可有效地獲取必要的AP信息。
通常，作為廣播幀發送在掃描中使用的探測請求幀。在廣播幀中，根據 IEEE802.il標準定義將圖3所示的des地址設定為"FF: FF: FF: FF: FF: FF"。
在第二實施例中，為了確認當前AP 20是否為可連接的，STA 1200發送 包括在第二掃描中指定的BSSID的探測請求幀，從而僅從當前AP 20接收探 測響應幀。BSSID被用作識別當前AP 20的信息。
然而，當接收到廣播幀時，某些AP 20無論BSSID如何都會返回探測響 應幀。換句話說，儘管指定了 BSSID，STA可以從具有第二掃描中的不同BSSID 的AP 20接收4笨測響應幀。
在第二實施例的第一變形例中，在第二掃描中指定了 MAC地址而非 BSSID。換句話說，通過發送包括在des地址中設定的當前AP 20的MAC地 址的探測請求幀，執行第二掃描。這種探測請求幀起到當前AP20所專屬的掃 描請求的作用。當接收到探測請求幀時，當前AP20返回探測響應幀。如杲當 前AP 20不能接收到探測請求幀，STA就接收不到響應。即使除當前AP 20 之外的AP20接收到探測請求幀，由於探測請求幀不是廣播幀並且探測請求幀 的目的地是除自身之外的其他AP20,也不會有任何AP20返迴響應。根據第 一變形例的漫遊處理與圖13所示的根據第二實施例的漫遊處理相同。
根據第一變形例，由於設定了des地址，只有目標AP20，即當前AP20返回糹笨測響應幀。
在第二實施例的第二變形例中，指定BSSID和MAC地址兩者。包括指 定的BSSID和des地址中設定的MAC地址的探測請求幀的使用進一步確保了 來自當前AP20的響應。
根據本發明第三實施例的通信裝置檢測從AP接收到的無線電波強度，並 且當從當前AP接收到的無線電波強度比閾值更低時，通信裝置從當前AP切 換到另一 AP。
圖14是根據第三實施例的STA1400的方框圖。STA1400包括天線101、 RF單元102、基帶信號處理單元1410、以及協議控制單元1420。
除了對基帶信號處理單元1410追加的無線電波強度檢測單元1413、對協 議控制單元1420追加的計算單元1426、掃描單元1421的功能、以及掃描結 果確定單元1422的功能之夕卜，根據第三實施例的STA 1400的配置與根據第二 實施例的STA1200的配置基本上相同。使用了相同的附圖標記來表示與圖12 所示的第二實施例中對應的那些部件，並且不再重複相同的說明。
與根據第二實施例的掃描單元1221不同的是，掃描單元1421執行第二掃 描若干次。
無線電波強度4全測單元1413檢測從AP 20接收到的無線電波的強度。無 線電波強度檢測的那樣1413可通過接收到的信號強度指示(RSSI)的模擬至 數字(AD)轉換後的值表示無線電波的強度。
計算單元1426計算在每次第二掃描中由無線電波強度檢測單元1413檢測 到的各個無線電波的強度的平均值。這提高了影響關於AP之間切換的確定的 第二掃描的可靠性和性能。STA被配置為以第二實施例相同的方式^f又執行第二 掃描一次，而排除計算單元1426。
掃描結果確定單元1422確定是否可以保持和當前AP 20的連接。此外， 即使可以保持和當前AP20的連接，如果當前AP20的無線電波的強度比閾值 更低，則掃描結果確定單元1422確定將要進行從當前AP20到另一AP20的 切換。
將會說明根據第三實施例的STA1400執行的漫遊處理。圖15是根據第三 實施例的漫遊處理的總體流程圖。關於生成列表並且基於列表做出確定等處理，即從步驟S1501到步驟 S1505之間的處理與在第二實施例中由STA 1200執行的從步驟S1301到步驟 S1305之間的處理基本上相同，因此不再重複相同的說明。
值得注意的是，在第三實施例中，執行第二掃描(步驟S1503 )若干次。 在各次第二掃描中都^r測無線電波的強度。計算單元1426計算無線電波的強 度的平均值(在圖15中未示出)。
如果確定在第二列表中存在關於當前AP20的信息(步驟S1505中的是)， 則掃描結果確定單元1422確定從當前AP 20接收到的無線電波的平均強度是 否大於閾值(步驟S1506)。如果無線電波的平均強度大於閾值(步驟S1506 中的是)，則協議控制單元1420保持和當前AP20的連接(步驟S1507)。
另一方面，如果無線電波的平均強度不大於閾值(步驟S1506中的否)， 則下一個AP選擇單元123確定在第一列表中是否存在可連接AP 20 (步驟 S1508 )。
如果在第一列表中不存在任何可連接AP 20 (步驟S1508中的否)，由於 沒有任何可選擇AP作為下一個AP 20，則協議控制單元1420保持和當前AP 20 的連接(步驟S1507)。
.如果在第一列表中存在可連接AP 20 (步驟S1508中的是)，連接請求單 元124向可連接AP 20發送連接請求，並且切換到可連接AP 20(步驟S1509 )。
在第三實施例中，如果從當前AP 20接收到的無線電波的強度小於閾值， 則STA 1400確定當前AP 20遠離STA 1400 (實際上，是STA 1400離開當前 AP20),並且主動地試圖切換到另一 AP20。上述配置實現了更加穩定的數據 通信0
在第三實施例中，使用無線電波的強度來確定漫遊處理。在第三實施例的 第三變形例中，使用了信噪比(S/N比率)而不是無線電波的強度。S/N比率 是無線電波的強度和噪聲等級(噪聲的強度)之間的比率。例如，根據第三變 形例的STA包括代替無線電波強度檢測單元1413的檢測S/N比率的S/N比率
檢測單元。更特別地，S/N比率檢測單元檢測在沒有接收到任何無線電波的無 信號狀態下測量到的RSSI的AD轉換後的值作為噪聲等級。計算單元1426 計算無線電波的強度和噪聲的等級之間的比率作為S/N比率。這實現了和第三實施例相同的方式執行第二掃描若千次，並且通過計算單元1426計算出S/N 比率的平均值。
在第三實施例的第四變形例中，使用諸如誤差矢量幅度(EVM)等接收 到信號的質量的指示代替無線電波的強度或S/N比率。例如，根據第四變形例 的STA包括代替無線電波強度檢測單元1413的用來4企測EVM的質量指示始， 測單元。EVM是表示實際接收到的信號與I-Q平面上的理想點之間的差值。 基於EVM的值可確定出信號的質量。參見正EE 802.11標準的17.3.10中的 EVM的詳細描述。
允許執行第二掃描若干次，計算EVM的平均值，並且比較平均值與閾值。 可選地，還允許執行第二掃描一次，並且比較EVM與閾值。
在第三實施例的第五變形例中，當確定從當前AP接收到的無線電波的強 度小於閾值時，根據第五變形例的STA 1600切換到具有比閾值更大的無線電 波強度的AP。圖16是STA1600的方框圖。STA 1600包括天線101、 RF單元 102、基帶信號處理單元1410、以及協議控制單元1620。
除了協議控制單元1620的下一個AP選擇單元1623的功能之外，根據第 五變形例的STA 1600的配置基本上與根據第三實施例的STA 1400的配置相 同。使用了相同的附圖標記來表示與圖14所示的第三實施例中對應的那些部 件，並且不再重複相同的說明。
下一個AP選擇單元1623從第一列表的AP 20當中選擇具有比閾值更大 的無線電波強度的AP20作為下一個AP20。
下面說明根據第五變形例的STA1600執行的漫遊處理。圖17是根據第五 變形例的漫遊處理的總體流程圖。
除了步驟S1608中的下一個AP確定處理不同於圖15所示的步驟S1508 中的下一個AP確定處理之外，根據第五變形例的漫遊處理基本上與圖15所 示的根據第三實施例的漫遊處理相同。不再重複關於相同處理的說明。
下一個AP選擇單元1623確定在第一列表中是否存在具有比閾值更大的 無線電波強度的AP20 (步驟S1608)。
以上述方式，在第五變形例中，使用從在第一掃描中檢測到的作為下一個 AP的可選擇的AP接收的無線電波的強度來確定下一個AP。更特別地，如果根據第二掃描的結果確定不能保持和當前ap的連接，僅當從作為下一個ap 選擇的ap接收到的無線電波強度等於或大於閾值時，sta才切換到下一個 ap。如果從作為下一個ap選擇的ap接收到的無線電波強度小於閾值，則 sta不會切換到ap。上述配置實現了更加穩定的數據通信。
允許比較s/n比率或諸如evm等表示接收到的信號質量的指示和閾值來 確定下一個ap，而不是比較無線電波的強度和閾^i。此外，還允許與第二實 施例的第一變形例和第二變形例相同的方式，使用mac地址來代替bssid 或mac地址和bssid兩者。
下面說明根據第一至第三實施例中任一個的通信裝置的硬體配置。
根據第一至第三實施例及其變形例中任一個的通信裝置具有作為典型的 計算機的硬體配置。通信裝置包括諸如cpu的控制設備、諸如rom和ram 的存儲設備、硬碟驅動器(hdd)、諸如緊湊式磁碟驅動器(cd驅動器)的 外部存儲設備、顯示設備、以及諸如鍵盤或滑鼠的輸入設備。
可在通信裝置可讀取的記錄介質中，以通信裝置可安裝並且可執行的文件 形式存儲由通信裝置執行的通信程序，通信裝置可讀取的記錄介質諸如緊湊式 只讀磁碟存儲器(cd-rom )、軟磁碟(fd)、緊湊式可記錄磁碟(cd-r)、 以及lt字通用^茲盤(dvd)。
另 一方面，經由諸如網際網路等網絡在與通信裝置相連的另 一 臺計算機上可 存儲通信程序，並且經由網絡將其下載到通信裝置。經由諸如網際網路等網絡傳 遞或是分發通信程序。
例如，以預先存儲到諸如rom等記錄介質的狀態來傳遞或是分發通信程序。
例如，通信程序可以由實現通信裝置的單元的;t莫塊組成，諸如作為軟體的 掃描單元、掃描結果確定單元、下一個ap選擇單元、以及連接請求單元。當 cpu (處理器)從記錄介質讀取通信程序並且執行通信程序時，可在主存儲器 中載入並且產生上述模塊，從而實現了通信裝置的各單元。
才艮據本發明的方面，可降低由於漫遊所導致的數據傳^"時間的損失。 此外，與僅利用指定的網絡識別數據執行掃描所需的存儲容量相比較，可 降低所需的存儲容量。進而，還可實現穩定的數據通信。
儘管已經參考特定實施例清楚地並且完整地說明了本發明，但是所附的權 利要求並非局限於此，而是包括落入這裡給出的基本教示範圍內的、本領域技 術人員可以想到的所有修改和可選構造。
權利要求
1.一種通信裝置，能夠連接到用來中繼無線通信的多個中繼裝置中的一個，所述通信裝置包括識別數據存儲單元，存儲用來識別所述通信裝置當前正在連接的第一中繼裝置的第一設備識別數據，所述第一設備識別數據對於所述第一中繼裝置是唯一的；發送單元，發送用來請求可連接中繼裝置返迴響應消息的請求消息；接收單元，從可連接中繼裝置接收響應消息，每個響應消息包括發送了請求消息的中繼裝置的單獨的設備識別數據；確定單元，確定所接收到的請求消息是否包括與所述識別數據存儲單元中存儲的第一設備識別數據相匹配的單獨的設備識別數據；以及連接請求單元，如果所接收到的請求消息都不包括與所述識別數據存儲單元中存儲的第一設備識別數據相匹配的單獨的設備識別數據，則所述連接請求單元請求由任何所接收到的響應消息中包含的第二設備識別數據識別出的中繼裝置當中的第二中繼裝置進行和所述通信裝置的連接。
2. 根據權利要求1所述的通信裝置，其中，利用可識別無線網絡的網絡識別數據來分配中繼裝置，所述識別數據存儲單元存儲有第 一 中繼裝置的第 一設備識別數據和對第 一中繼裝置分配的第 一 網絡識別數據，所述發送單元發送包括所述識別數據存儲單元中存儲的第 一 網絡識別數 據的請求消息，並且如果利用第一網絡識別數據分配的中繼裝置接收到請求消息，則所述接收 單元從每個中繼裝置接收響應消息。
3. 根據權利要求2所述的通信裝置，其中， 所述網絡識別數據是通過IEEE 801.11定義的業務組標識符。
4. 根據權利要求2所述的通信裝置，其中，所述發送單元發送包括所述識別數據存儲單元中存儲的第 一 網絡識別數 據和第 一設備識別數據兩者的請求消息，如果利用第 一 網絡識別數據分配的中繼裝置接收到包括第 一 網絡識別數 據和第 一設備識別數據的請求消息，則所述接收單元從中繼裝置接收響應消 息，所述確定單元確定通過響應包括第 一 網絡識別數據和第 一設備識別數據 的請求消息而接收的響應消息是否包括與所述識別數據存儲單元中存儲的第 一設備識別數據相匹配的單獨的設備識別數據，並且如果通過響應包括第一網絡識別數據和第一設備識別數據的請求消息而 接收的響應消息都不包括與所述識別數據存儲單元中存儲的第 一設備識別數 據相匹配的單獨的設備識別數據，則所述連接請求單元請求由任何所接收到的 響應消息中包含的第二設備識別數據所識別出的第二中繼裝置進行和所迷通 信裝置的連接。
5. 根據權利要求4所述的通信裝置，其中，所述設備識別數據是通過IEEE 80U1定義的基本業務組識別符。
6. 根據權利要求4所述的通信裝置，其中，所述識別數據存儲單元存儲有表示信道的信道數據，經由所述信道將數據 無線發送到第一中繼裝置或是從第一中繼裝置無線發送出數據，並且所述發送單元經由無線通信中可以利用的每條信道發送包括第一網絡識 別數據但是不包括設備識別數據的請求消息，並且經由通過識別數據存儲單元 中存儲的信道數據識別出的信道發送包括第一網絡識別數據和第一設備識別 數據的請求消息。
7. 根據權利要求1所述的通信裝置，進一步包括無線電波強度檢測單 元，用來檢測接收響應消息的無線電波的強度，其中，如果在小於第一閾值的強度下接收到包括與識別數據存儲單元中存儲的 第 一設備識別數據相匹配的單獨的設備識別數據的響應消息，則所述連接請求 單元請求由任何所接收到的響應消息中包含的第二設備識別數據識別出的第 二中繼裝置進^f亍和所述通信裝置的連接。
8. 根據權利要求7所述的通信裝置，其中，所述發送單元多次發送包括第一網絡識別數據和第一設備識別數據的請 求消息，並且所述接收單元每次響應於已經被發送多次的請求消息來接收響應消息， 所述通信裝置進一步包括計算單元，所述計算單元用於計算用來接收包括相同的單獨的設備識別數據的響應消息的無線電波的強度的平均值，其中，如果接收到包括與識別數據存儲單元中存儲的第 一設備識別數據相匹配的單獨的設備識別數據的響應消息的無線電波強度的平均值小於第一閾值，則所述連接請求單元請求由任何所接收到的響應消息中包含的第二設備識別數椐識別出的第二中繼裝置進行和所述通信裝置的連接。
9. 根據權利要求7所述的通信裝置，其中，如果所接收到的響應消息都不包括與所述識別數據存儲單元中存儲的第 一設備識別數據相匹配的單獨的設備識別數據，則所述連接請求單元從所接收 到的響應消息中選擇在大於第一閾值的強度下接收到的響應消息，並且請求由 所選擇的響應消息中存儲的單獨的設備識別數據識別出的中繼裝置進行和所 述通信裝置的連接。
10. 根據權利要求1所述的通信裝置，進一步包括強度/噪聲檢測單元，檢測用來接收響應消息的無線電波的強度和噪聲的 強度；以及計算單元，用來計算可表示無線電波的強度與噪聲的強度之間比率的信噪 比，其中，如果從接收到包括與識別數據存儲單元中存儲的第一設備識別數據相匹 配的單獨的設備識別數據的響應消息的無線電波強度計算出的信噪比小於第 二閾值，則所述連接請求單元請求通過任何所接收到的響應消息中包含的第二 設備識別數據識別出的第二中繼裝置進行和所述通信裝置的連接。
11. 根據權利要求IO所述的通信裝置，其中，所述發送單元多次發送包括第 一 網絡識別數據和第 一設備識別數據的請 求消息，並且所述接收單元每次響應於已經被發送多次的請求消息來接收響應消息， 所述計算單元計算接收到包括相同的單獨的設備識別數據的響應消息的信噪比的平均值，其中，如果接收到包括與識別數據存儲單元中存儲的第 一設備識別數據相匹配的專屬的設備識別數據的響應消息的信噪比的平均值小於第二閾值，則所述連接請求單元請求由任何所接收到的響應消息中包含的第二設備識別數據識別 出的第二中繼裝置進行和所述通信裝置的連接。
12. 根據權利要求IO所述的通信裝置，其中，如果所接收到的響應消息都不包括與所述識別數據存儲單元中存儲的第 一設備識別數據相匹配的單獨的設備識別數據，則所述連接請求單元^v所接收 到的響應消息中選擇計算出的信噪比大於第二閾值的響應消息，並且請求由所 選擇的響應消息中存儲的單獨的設備識別數據識別出的中繼裝置進^f亍和所述 通信裝置的連接。
13. 根據權利要求1所述的通信裝置，進一步包括質量檢測單元，檢測 用來接收響應消息的無線電波的信號質量，其中，如果以小於第三閾值的信號質量接收到包括與識別數據存儲單元中存4諸 的第 一設備識別數據相匹配的單獨的設備識別數據的響應消息，則所述連接"i青 求單元請求由任何所接收到的響應消息中包含的第二設備識別數據識別出的 第二中繼裝置進^f亍和所述通信裝置的連接。
14. 根據權利要求13所述的通信裝置，其中，所述發送單元多次發送包括第一網絡識別數據和第一設備識別數據的請 求消息，並且所述接收單元每次響應於已經被發送多次的請求消息來接收響應消息， 所述通信裝置進一步包括計算單元，計算接收到包括相同的單獨的設備 識別數據的響應消息的無線電波的信號質量的平均值，.其中，如果接收到包括與識別數據存儲單元中存儲的第 一設備識別數據相匹配 的單獨的設備識別數據的響應消息的無線電波的信號質量的平均值小於第三 閾值，則所述連接請求單元請求由任何所接收到的響應消息中包含的第二設備 識別數據識別出的第二中繼裝置進行和所述通信裝置的連接。
15. 才艮據權利要求13所述的通信裝置，其中，如果所接收到的響應消息都不包括與所述識別數據存儲單元中存儲的第 一設備識別數據相匹配的單獨的設備識別數據，則所述連接請求單元從所接收 到的響應消息中選擇計算出的信號質量大於第三闊值的響應消息，並且請求由 所選擇的響應消息中存儲的單獨的設備識別數據識別出的中繼裝置進行和所 述通信裝置的連接。
全文摘要
一種通信裝置，向可連接的中繼裝置發送請求消息，並且接收來自中繼裝置的響應消息。該通信裝置確定所接收到的請求消息是否包括當前連接的中繼裝置的設備識別數據。如果所接收到的響應消息都不包括當前連接的中繼裝置的設備識別數據，則通信裝置請求基於任何接收到的響應消息中包含的設備識別數據所識別出的另一中繼裝置進行和該通信裝置的連接。
文檔編號H04W36/00GK101626609SQ200910158480
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月8日 優先權日2008年7月10日
發明者黑田勝 申請人:株式會社理光