基于WLAN网络上下行非对称无线链路状态下的接入、漫游优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于WLAN网络上下行非对称无线链路状态下的接入、漫游优化方法，在不更改AP与STA空口标准消息流程的基础上，通过在AP侧进行优化，完全解决了STA长时间处于死链接状态的问题，大大提升了在复杂WLAN组网环境下，STA的切换效率，以及STA数据业务的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于WLAN网络上下行非对称无线链路状态下的接入、漫游优化方法
本专利技术涉及一种接入、漫游优化方法，尤其涉及基于WLAN网络上下行非对称无线链路状态下的接入、漫游优化方法。
技术介绍
目前，在WLAN(WirelessLocalAreaNetwork)无线网络中，无线终端设备种类繁多，有手持设备、笔记本电脑、专业无线终端等等，通常上述无线终端设备的无线发射功率差别很大，具体的手持设备无线网卡发射功率一般不高于17dbm(50mw)，笔记本电脑的无线网卡发射功率一般不高于20dbm(100mw)，专业无线终端的无线网卡发射功率一般不低于23dbm(200mw)，由此可见无线终端之间的无线发射功率相差可以达到6db以上，即相差4倍以上。然而，这仅仅是考虑了无线终端固有发射能力的差别，当无线终端长时间使用后，无线性能退化，最大发射功率会进一步下降。而无线基站(尤其是室外基站)的发射功率一般不低于23dbm(200mw)，且性能退化较小。这样基站和终端的上下行无线链路的接收信号强度就会出现差别，最大会相差10db(即10倍)以上，这就是WLAN网络中无线链路上下行不对称的现象。另外，WLAN网络与一般公共无线网络(例如GSM网络)不同，终端在不同基站间切换的选择策略完全由终端来决定，而通过对多种不同类型终端的多次切换测试发现，普通终端的切换选择策略是选择下行链路信号强度(即终端接收到基站的信号强度)高的基站作为自己的下一个接入基站，而不考虑上行链路的信号强度(即基站收到终端的信号强度)。这样当上行链路信号强度远小于下行链路强度时，往往会出现无线终端上显示信号强度很好，但是无线链路数据传输的QOS却得不到保证，甚至完全不通，这就是所谓的死链接状态。此时即使有更合适的基站可供终端选择，终端也不会进行切换，导致无线通信效果完全无法达到规划的要求。针对上述问题，目前在WLAN布网中，为了避免终端长时间处于死链接状态，普遍采用的方法有两种：第一：在WLAN网络布网时，首先统计网络中将工作终端的最大发射功率情况，然后根据终端最大发射功率情况，对应下调基站的最大发射功率，从而与终端最大发射功率相匹配，保证无线链路上下行对称，最终避免终端进入死链接状态。第二：在WLAN网络布网时，选择专用终端，所选终端的最大发射功率与基站相匹配，保证无线链路上下行对称，最终避免终端进入死链接状态。以上两种方法，都可以在一定程度上解决终端进入死链接状态的问题，不过在实际布网过程中，仍存在具体实现的困难，具体如下：对于第一种方法，降低基站发射功率就减小了基站的有效覆盖范围，在覆盖相同区域的情况下，相当于增多了布网所需的基站数目，增加了布网成本；另外在一般情况下，终端数目众多，种类也是五花八门，很难真正准确统计终端的最大发射功率，因此基站也很难准确地与之匹配。对于第二种方法，所有终端使用专用终端，且要求与基站的最大发射功率匹配，考虑到终端数目远远超过基站，所需要增加的布网成本会大幅提高，尤其在某些开放区域布网，终端流动性较大，更无法统一使用专用终端。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术所存在的缺陷，提供一种基于WLAN网络上下行非对称无线链路状态下的接入、漫游优化方法，避免终端进入死链接状态，同时易实现、且布网成本较低。为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于WLAN网络上下行非对称无线链路状态下的接入、漫游优化方法,其特征在于，包括如下步骤：在AP侧设定最低接入信号强度的步骤；在AP侧设定最长数据空闲传输时间的步骤；当STA发起对AP的接入过程时，AP实时记录STA的上行链路信号强度；当判断是否接纳STA接入请求时，使用时间窗加权计算得到该STA的上行链路信号强度，当上行链路信号强度高于设定的最低接入信号强度时，AP同意接纳STA的接入请求，发送ASSOCIATION_RESPONSE到STA；如果上行链路信号强度低于设定的最低接入信号强度时，AP拒绝接纳STA的接入请求，发送ASSOCIATION_RESPONSE到STA，同时带上拒绝原因信元；在AP和STA处于连接状态时，AP实时记录STA的上行数据传输的链路信号强度，并使用时间窗加权计算得到该STA的上行链路信号强度，当该上行链路信号强度低于设定的最低接入信号强度时，AP向STA发送DEAUTH_REQUEST信令，同时带上拒绝原因信元，强制命令STA断开连接，重新开始接入选择流程；在AP和STA处于连接状态时，AP要实时记录STA的上行数据传输的链路信号强度，如果AP超过设定的最长数据空闲传输时间内没有收到STA的任何上行数据，AP向STA发送DEAUTH_REQUEST信令，同时带上拒绝原因信元，强制命令STA断开连接，重新开始接入选择流程。所述拒绝信元为STATUS_OTHER=12。所述拒绝信元为IEEE80211_REASON_UNSPECIFIED=1。所述拒绝信元为IEEE80211_REASON_AUTH_EXPIRE=2。所述拒绝信元为IEEE80211_REASON_AUTH_LEAVE=3。所述拒绝信元为IEEE80211_REASON_ASSOC_EXPIRE=4。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：由于本专利技术在不更改AP与STA空口标准消息流程的基础上，通过在AP侧进行优化，完全解决了STA长时间处于死链接状态的问题，大大提升了在复杂WLAN组网环境下，STA的切换效率，以及STA数据业务的稳定性。附图说明图1为802.11标准协议中的终端接入或漫游流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。在详细说明本专利技术的具体实施方式之前，首先对802.11标准协议中的终端接入或漫游流程进行说明，具体参见图1所示；第一步：终端STA发起proberequest广播流程，探测周围区域的AP信息；第二步：AP收到STA的探测请求后，应答proberesponse，同时携带上AP能力信息；第三步：STA收集的所有应答AP的信息，根据下行信号强度选择出最优的AP，向所选AP发起鉴权请求AUTH_SHARED_REQUEST，具体的以shared鉴权为例；第四步：AP收到STA的鉴权请求后，对STA发起challenge，即携带128字节的明文，等待STA加密；第五步：STA收到AP的challenge请求，对消息中携带的明文进行加密，并将加密后的信息通过AUTH_SHARED_RESPONSE消息应答给AP；第六步：AP收到STA的鉴权应答，对消息中携带的加密信息解密，如果解密得到的明文与AP在challenge中带去的明文一致，认为STA通过鉴权，发送AUTH_SHARED_PASS给STA，通知STA鉴权成功；第七步：STA鉴权成功后，发起建立连接请求ASSOCIATION_REQUEST到AP；第八步：AP收到请求后，如果认为可以接纳该连接(一般以可分配资源是否充足来判断)，则发送ASSOCIATION_RESPONSE到STA，通知STA接受连接建立请求；第九步：STA收到连接建立应答，整个接入或漫游流程结束，STA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于WLAN网络上下行非对称无线链路状态下的接入、漫游优化方法,其特征在于，包括如下步骤：在AP侧设定最低接入信号强度的步骤；在AP侧设定最长数据空闲传输时间的步骤；当STA侧发起对AP的接入过程时，AP侧实时记录STA的上行链路信号强度；当判断是否接纳STA接入请求时，使用时间窗加权计算得到该STA的上行链路信号强度，当上行链路信号强度高于设定的最低接入信号强度时，AP同意接纳STA的接入请求，并发送ASSOCIATION_RESPONSE到STA；如果上行链路信号强度低于设定的最低接入信号强度时，AP拒绝接纳STA的接入请求，发送ASSOCIATION_RESPONSE到STA，同时带上拒绝原因信元；在AP和STA处于连接状态时，AP实时记录STA的上行数据传输的链路信号强度，并使用时间窗加权计算得到该STA的上行链路信号强度，当该上行链路信号强度低于设定的最低接入信号强度时，AP向STA发送DEAUTH_REQUEST信令，同时带上拒绝原因信元，强制命令STA断开连接，重新开始接入选择流程；在AP和STA处于连接状态时，AP要实时记录STA的上行数据传输的链路信号强度，如果AP超过设定的最长数据空闲传输时间内没有收到STA的任何上行数据，AP向STA发送DEAUTH_REQUEST信令，同时带上拒绝原因信元，强制命令STA断开连接，重新开始接入选择流程。...

【技术特征摘要】
1.一种基于WLAN网络上下行非对称无线链路状态下的接入、漫游优化方法,其特征在于，包括如下步骤：在AP侧设定最低接入信号强度的步骤；在AP侧设定最长数据空闲传输时间的步骤；当STA侧发起对AP的接入过程时，AP侧实时记录STA的上行链路信号强度；当判断是否接纳STA接入请求时，使用时间窗加权计算得到该STA的上行链路信号强度，当上行链路信号强度高于设定的最低接入信号强度时，AP同意接纳STA的接入请求，并发送ASSOCIATION_RESPONSE到STA；如果上行链路信号强度低于设定的最低接入信号强度时，AP拒绝接纳STA的接入请求，发送ASSOCIATION_RESPONSE到STA，同时带上拒绝原因信元；在AP和STA处于连接状态时，AP实时记录STA的上行数据传输的链路信号强度，并使用时间窗加权计算得到该STA的上行链路信号强度，当该上行链路信号强度低于设定的最低接入信号强度时，AP向STA发送DEAUTH_REQUEST信令，同时带上拒绝原因信元，强制命令STA断开连接，重新开始接入选择流程；...

【专利技术属性】
技术研发人员：催利明，刘寺意，
申请(专利权)人：常州和仕达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32