[发明专利]在无线网络中执行切换的方法

说明书

本申请是申请日为2003年11月10日、申请号为200310114762.6、发 明名称为“在无线网络中执行切换的方法”的发明专利申请的分案申请。

优先权

本申请要求于2002年11月8日向美国专利商标局提交的、发明名称为“A method for fast and secure wireless local area network handoffs”、被分配序列号 No.60/425,109的专利申请的优先权，其全部内容包含在此作为参考。

政府权利

本发明是在由国家标准和技术委员会(National Institute of Standards and Technology)授予的合同第60NANB1D0113号的政府支持下完成的。美国政府 理应享有本发明的权利。

技术领域

本发明涉及一种在快速和安全的无线网络中执行切换的方法，尤其涉及一 种用于最小化切换等待时间(handoff latencies)的方法。

背景技术

通常，局域网(LAN)是在300米或更小的距离内耦合到通信链路的个人终 端、主机和工作站的集合。LAN是一种允许在公司，即可以在个人终端之间 正确地传送电流或无线电波信号以共同地和有效地使用安装在公司的建筑物 内的设备的距离内的员工获知信息的高速通信网。对于LAN，已开始使用通 过通信链路直接发送电信号的有线网络。根据无线协议的发展，已经出现使 用无线电波发送信号的无线网络取代有线网络的趋势。基于这些无线网络的 LAN是被称为无线局域网(WLAN)。WLAN是以电子与电气工程师协会(IEEE) 的802.11协议为基础的。在最近几年中，基于IEEE802.11已得到了极大的发 展。据预测，由于具有便利的网络连接性优势，基于IEEE802.11的WLAN 在未来将会得到迅速发展。

关于媒体接入控制(MAC)层，IEEE802.11允许两种操作模式，即点对点传 输模式(hoc mode)和网络组织架构模式(infrastructure mode)。在点对点传输模 式中，两个或更多的无线站(STA)相互识别并建立对等通信(peer-to-peer communication)而没有任何现有的网络组织架构(infrastructure)。同时在网络组 织架构模式中，存在称为接入点(AP)的固定实体，其跨接与AP相关的STA 之间的所有数据。AP和与AP相关的STA形成在未经许可的射频(RF)频谱上 通信的基本服务组(Basic Service Set，BSS)。

图1是说明传统的支持网络组织架构模式的无线局域网(WLAN))的结构。

参考图1，多个接入点(AP))120a和120b通过分布式系统(DS))110连接。 采用有线网络实现DS110。在多个AP120a和AP120b之间形成通信路径。 多个AP120a和120b形成恒定服务区，并充当STA130a、130b、130c和130d 以及DS110之间的网桥。一个AP和与该AP相关的STA形成基本服务组。 换句话说，在逐个AP的基础上(AP-by-AP)形成唯一的BSS，并且基于逐个 BSS(BSS-by-BSS)提供服务。由AP120a和120b形成的多个BSS可以被扩展 成扩展服务组(Extended Service Set，ESS)。STA130a、130b、130c和130d必 须经过一个鉴权过程以通过STA130a、130b、130c和130d所属的AP120a 和120b来接入WLAN。换句话说，STA130a、130b、130c和130d被允许通 过鉴权过程来接入网络。在此提供所需的状态信息以便STA130a、130b、130c 和130d可以根据鉴权过程接入网络。状态信息包含用于发送数据至DS110 的加密信息(基于加密码)。

在根据图1所示的结构的WLAN中，无线站具有移动性，因此能从一个 BSS移动到另一个BSS。在这种情况下，就需要切换以便从一个BSS所接收 的业务可以由另一个BSS连续地提供给STA。在切换前STA具有到其的物理 层连通性(physical layer connectivity)的AP被称为“前AP(prior-AP)”，而在切 换后STA获得到其的物理层连通性的新AP被称为“后AP(post-AP)”。