CN101502160A - 无线客户端的智能网络获取 - Google Patents
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Abstract
在一个实施例中,一种用于帮助接入到无线网络的方法。无线客户端可操作以用于确定其当前位置,基于该位置来选择无线网络,并且利用与该位置相关联的网络信息来连接到该无线网络。
Description
技术领域
本公开总地涉及无线网络。
背景技术
随着来自各种背景和垂直产业的用户将无线LAN(WLAN)技术带到其家中、办公室中以及越来越多地带到公共场所中,市场上对这种技术的采用已经激增。这个转变点不仅突出了较早期***的局限性,而且也突出了WLAN技术目前在全球的人们的工作和生活方式中扮演的变化中的角色。实际上,WLAN正在迅速从便利网络变为对业务关键的网络。越来越多的用户依赖于WLAN来改善其通信和应用的及时性和生产率,并且在这个过程中需要从其网络获得更高的可见性、安全性、管理和性能。
某些无线网络协议假定无线客户端总是能够侦听网络信号。即使对于支持所谓的“休眠或节电”模式的协议来说也是如此,在这种模式中,无线客户端在其所度过的一部分时间中其电源是关断的或者被设置到很低的水平,然后“醒来”以侦听网络信号并使得网络保持知晓其存在。当无线客户端漫游时,无线客户端需要获取关于本地可用的接入点的知识,这可能是很耗时且能量效率很低的,尤其在未被设计为支持高效漫游的网络中更是如此。该问题由于以下事实而恶化:漫游和仅限特定区域(例如热点)中的有计划覆盖的组合使得给定位置处给定服务提供商的存在性是非常不可预测的。因此,无线客户端必须花费时间和能量来进行网络监视和获取。这导致了电池的损耗,从而导致了用户体验的劣化。
附图说明
图1示出了示例性无线局域网(WLAN)。
图2示出了用于实现无线客户端的示例性硬件。
图3示出了无线客户端处的示例性过程流。
图4示出了无线客户端处的另一个示例性过程流。
图5示出了无线客户端处的另一个示例性过程流。
具体实施方式
本发明的特定实施例帮助了对无线网络的接入。根据本发明的一个实现方式,诸如膝上型电脑、便携式VoIP电话等等之类的无线客户端可以确定其位置以及其他网络信息以便智能地、迅速地和/或高效地接入无线网络。在一种实现方式中,一旦启动或者预期到漫游事件,无线客户端则确定其当前位置并尝试与和所确定的位置相关联地存储在存储器中的一个或多个网络相连接,而不是花费为寻找可用无线网络而扫描覆盖区域所需的资源。如下文中更详细描述的,在一种实现方式中,无线客户端利用所确定的位置则可以搜索事件存储器以寻找匹配位置,该匹配位置具有关于一个或多个无线网络的一个或多个与之相关联的信息。在一种实现方式中,事件存储器还可以存储与过去的网络获取事件相关联的其他网络信息/连接属性信息。这种信息例如可以包括无线网络标识符(例如,802.11服务集标识符(SSID)或基本服务集标识符(BSSID))射频(RF)信道、位置、用户证书类型、服务提供商信息、时间戳信息等等。在选择了与该位置相关联的无线网络之后,无线客户端可以使用连接属性信息来迅速且高效地接入该无线网络。在一种实现方式中,在成功地与无线网络关联之后,无线客户端可以利用任何新的网络信息来更新事件存储器以便将来访问。
图1示出了示例性的无线局域网(WLAN)。在本发明的一个特定实现方式中,该***包括WLAN管理服务器20、位置服务器30、中央控制器42、局域网(LAN)30、路由器32、以及无线接入点50a、50b、50c和50d(统称为无线接入点50)。LAN 30是利用交换机(或者交换机阵列)和/或其他网络设备(例如网桥)来实现的。
如图1所示,这些网络元件可操作地连接到网络52。网络52在一种实现方式中一般指的是包括一个或多个中间网络设备(例如,路由器,交换机等等)的计算机网络(例如LAN、WAN等等),所述中间网络设备使得可以经由无线接入点50在WLAN管理服务器20和无线客户端之间传输消息。当然,网络52可以包括多种网段、传输技术和组件,例如陆地WAN链路、卫星链路、光纤链路以及蜂窝链路。网络52还可以是校园LAN。LAN 30可以是LAN、利用以太网交换机(未示出)实现的LAN网段、或者具有多个与无线接入点50相连接的端口的交换机阵列。无线接入点50通常经由以太网链路连接到交换机端口;但是,也可以采用其他链路层连接协议或通信手段。图1示出了本发明可在其中工作的一种可能的网络环境;但是,其他实现方式也是可能的。例如,虽然WLAN管理服务器20被示为位于不同的LAN或LAN网段上,但它也可与无线接入点50位于同一位置。
无线接入点50可操作以与远程无线客户端设备60a、60b、60c和60d进行无线通信。在一种实现方式中,无线接入点50实现IEEE 802.11WLAN规范中规定的无线网络协议;当然,也可以使用其他无线网络协议。无线接入点50可以是自治的或者所谓的“胖型”无线接入点,或者是结合无线交换机(未示出)工作的轻量型无线接入点。此外,网络基础设施还可包括由San Jose,California的思科***公司提供的无线LAN解决方案引擎(WLSE)或者其他无线网络管理***。在一些实现方式中,网络基础设施还可包括一个或多个无线控制***(WCS)节点,这些节点可操作以管理一个或多个无线交换机和接入点。
图2示出了用于实现无线客户端的示例性硬件100。在一个实施例中,硬件***400包括如图所示与彼此耦合的处理器402和缓存存储器404。此外,硬件***400包括高性能输入/输出(I/O)总线406和标准I/O总线408。主机桥接器410将处理器402耦合到高性能I/O总线406,而I/O总线桥接器412将两个总线406和408与彼此耦合。硬件***400还包括耦合到总线406的无线网络接口424、***存储器414和视频存储器416。显示设备418进而耦合到视频存储器416。大容量存储装置420、键盘和点选设备422以及I/O端口426耦合到总线408。总地来说,这些元件意图表示一大类计算机硬件***,其中包括但不限于基于Santa Clara,California的英特尔公司制造的处理器以及任何其他适当的处理器的通用计算机***。
下面描述硬件***400的其余元件。具体而言,无线网络接口424提供硬件***400与诸如WLAN(即,IEEE 802.11)、WiMax(即,IEEE802.16)、蜂窝(例如,GSMA)等等之类的多种无线网络中的任何一种之间的通信。大容量存储装置420为用于执行在***控制器中实现的上述功能的数据和编程指令提供永久存储,而***存储器414(例如,DRAM)用于在被处理器402执行时为数据和编程指令提供临时存储。I/O端口426是提供额外的***设备之间的通信的一个或多个串行和/或并行通信端口,所述***设备可耦合到硬件***400。
硬件***400可包括多种***体系结构;并且硬件***400的各种组件可被重新布置。例如,缓存404可以与处理器402在同一芯片上。或者,缓存404和处理器402可以被封装在一起作为“处理器模块”,其中处理器402被称为“处理器核心”。另外,本发明的某些实现方式可能不需要或者不包括上述组件的全部。例如,被示为耦合到标准I/O总线408的***设备可耦合到高性能I/O总线406。此外,在一些实现方式中,可能只存在一个总线,其中硬件***400的组件都耦合到该单个总线。另外,硬件***400可包括额外的组件,例如额外的处理器、存储设备或存储器。
在一个实施例中,无线客户端方功能的操作被实现为由硬件***400运行的一系列软件例程。这些软件例程可以被包含在无线网络接口驱动程序中,其包括将被硬件***中的处理器(例如处理器402)执行的多个或一系列指令。最初,该系列指令被存储在存储设备(例如大容量存储装置420)上。但是,该系列指令可被存储在任何合适的存储介质上,例如盘、CD-ROM、ROM、EEPROM,等等。另外,该系列指令不一定要被存储在本地,而可以是经由网络/通信接口424从远程存储设备(例如网络上的服务器)接收的。这些指令被从存储设备(例如大容量存储装置420)拷贝到存储器414中,随后被处理器402访问和执行。在其他实施例中,本发明是用硬件或固件来实现的。
虽然图2出于说明目的示出了根据本发明一种实现方式的无线客户端的硬件体系结构,但是无线客户端也可实现在多种计算机***体系结构上,例如专用的手持式或便携式设备、个人数字助理(例如,支持WLAN数据+语音的集中设备)、膝上型计算机、手持式电话,等等。操作***管理并控制硬件***400的操作,包括去往和来自软件应用(未示出)的数据的输入和输出。操作***在用户与***上执行的软件应用之间提供界面,例如图形用户界面(GUI)。根据本发明的一个实施例,操作***是可从Redmond,Washington的微软公司获得的95/98/NT/XP操作***和/或CE(WinCE)操作***。但是,本发明也可结合其他操作***使用,例如可从Cupertino,California的苹果电脑公司获得的Apple Macintosh操作***、UNIX操作***、LINUX操作***、Symbian操作***,等等。
虽然本发明的实现方式使得使用IEEE 802.11协议的无线客户端能够进行功率效率很高的接入和漫游,但这种实现方式也可以应用到其他协议。
以下描述了一些过程,这些过程使得无线客户端能够基于无线客户端的当前位置来智能且高效地接入一个或多个无线网络,从而避免了完全扫描和完全扫描所需的花费资源,例如电池功率。
在一种实现方式中,一旦启动或者预期到漫游事件,无线客户端就执行以下过程,而不是自动执行对覆盖区域的完全扫描以寻找一个或多个可用的无线网络。如下文中更详细描述的,在一种实现方式中,无线客户端确定其位置,然后尝试接入在事件存储器中与该位置相关联的一个或多个无线网络。
图3示出了无线客户端处的示例性过程流。如图3所示,无线客户端60首先确定其当前位置(504)。在一个实施例中,当前位置可以通过若干种方式来确定,例如,通过轮询可操作地附接到无线客户端的全球定位***设备(如果可用的话),从信标帧信息(例如,来自射程内的无线接入点的802.11信标帧,该无线接入点在该信标帧的信息元素或其他字段中通告位置信息)中接收该位置,经由位置服务接收位置,等等。例如,在一个实施例中,位置服务可利用许多位置(例如,同一运营商或同一团体所服务的所有位置)共同的公知RF信道。无线客户端可以探测该公知信道以寻找位置服务。
在一个实施例中,无线客户端还可从用户接收当前位置。例如,无线客户端可以利用表单或其他交互式查询方法来查询用户,其中用户可以利用基于文本的输入、下拉菜单、定制字段等等来输入位置。在一个实施例中,无线客户端60可以根据信标帧信息(例如,BSSID、SSID等等)来智能地推断出位置。在一个实施例中,无线客户端还可操作以通过以下方式来确定当前位置:访问与相邻无线客户端基础设施相对应的一个或多个信标帧,并且将该一个或多个信标帧的一个或多个信息属性与包括含有相邻无线客户端基础设施信息的位置条目的数据存储相比较。例如,如果无线客户端接收到其SSID或BSSID对应于特定邻居的归属网络的信标,无线客户端则将得知它大体上在该归属网络的无线接入点附近。然后,无线客户端可以将探测限制为仅限该归属网络的BSSID。
在一个实施例中,通过上述方法中的一种或多种可提供一个或多个位置,并且可将所有位置存储在事件存储器中。事件存储器中的位置可利用唯一的名称、代码或其他标识符来标识。此外,在一种实现方式中,事件存储器可以是散列表,该散列表使用至少包括位置标识符的散列值作为关键字。无线客户端可以采用多种搜索算法和技术(例如,正则表达式搜索、散列函数,等等)来扫描事件存储器以寻找匹配位置。此外,在一种实现方式中,与事件存储器中的每个条目相关联的时间戳可用于过滤掉旧的信息,和/或对有限扫描列表中的无线客户端区分优先级(见下)。
接下来,无线客户端60判定它是否已识别了当前位置(506)。如果当前位置不可用,无线客户端60则可以执行正常过程(例如,进入标准的完全扫描模式)以定位并连接到可用无线网络(508)。如果当前位置可用,无线客户端60则扫描/搜索事件存储器以寻找匹配位置(510)。在一个实施例中,无线客户端60可以利用智能算法来在事件存储器中找到适当的匹配位置。在一个实施例中,事件存储器可以是存储各种网络信息的缓存,在一种实现方式中这些网络信息可以按位置来索引。这种网络信息例如可以包括对应于与每个位置相关联的一个或多个网络的标识符。对于每个无线网络,事件存储器还可包括其他网络信息/连接属性信息,这些信息例如可以包括网络标识符或名称信息(例如,网络ID)、SSID、BSSID、RF信道、证书类型,等等。该网络信息可以被重复使用,以便迅速且高效地接入到给定的无线网络。例如,利用关于其当前位置的知识,无线客户端60可以扫描事件存储器以识别针对哪个网络标识符进行扫描/探测,以及在哪个RF信道上进行扫描/探测。如果当前位置不匹配事件存储器中的任何条目,无线客户端60则进入标准完全扫描模式(508)。
如果无线客户端60在事件存储器中找到一个或多个匹配位置,无线客户端60则进入有限扫描模式(下文描述)(512)。在一种实现方式中,假定存在一个或多个匹配,那么对照当前位置对事件存储器的搜索将会得出标识一个或多个无线网络的有限扫描列表。在有限扫描模式中,无线客户端60利用事件存储器中的信息(例如,RF信道、SSID、BSSID等等)来扫描和/或探测RF覆盖区域,以识别该位置中的一个或多个可用网络。例如,无线客户端可以利用存储在事件存储器中的网络地址和RF信道信息来发送定向探测请求。如果无线客户端在有限扫描/探测期间识别出可用网络(514),它则从识别出的网络中选择无线网络并尝试与所选择的无线网络建立无线连接(例如,利用802.11关联请求)。如果没有识别出任何网络,无线客户端60则进入标准完全扫描模式(508),其中无线客户端60可扫描所有可用信道以定位一个或多个可用网络和/或服务提供商。
如上所述,如果无线客户端60在事件存储器中找到该位置,无线客户端60则利用存储在事件存储器中的可用接入参数(例如,RF信道、SSID等等)来连接到所识别出的网络之一(516)。注意,只需要存储有限量的信息,因为一些信息可以通过接收信标来重新获得。例如,如果在事件存储器中存储了BSSID,则可通过接收来自具有该BSSID的无线接入点的信标来确定SSID。在一个实施例中,如果有不止一个与该位置相关联的网络可用,无线客户端60则编制与该位置相关联的网络的列表。在一个实施例中,无线客户端60可以自动地选择最优网络来进行连接。在一个实施例中,无线客户端60可以将该网络列表呈现给用户以便用户可选择网络。这在下述情况下是有用的:用户拥有不止一组安全证书,这些安全证书允许用户访问若干个不同的服务提供商的网络。在此情况下,客户端策略或者用户都可判定哪个网络是优选地并且尝试加入该网络。
以下结合图4进行的说明描述了可用于实现图3的有限扫描模式(512)的一个过程。图4示出了在有限扫描模式期间无线客户端60处的另一个示例性过程流。如图4所示,在无线客户端60进入有限扫描模式后,无线客户端60从由于搜索事件存储器而生成的有限扫描列表中选择第一无线网络(604)。在一种实现方式中,对于每个识别出的无线网络,有限扫描列表可提供在寻找新网络连接时要搜索的RF信道的区分了优先级的列表。在一个实施例中,对于给定位置,事件存储器包括一个或多个条目。每个条目可包括相关联的网络和其他网络信息,如上所述。接下来,无线客户端60利用从事件存储器取得的连接参数(例如,SSID、BSSID,等等)来探测所识别/选择的网络(606)。在一种实现方式中,无线客户端可以利用存储在事件存储器中的信息来发送定向探测请求。在另一种实现方式中,无线客户端可以简单地切换到事件存储器中标识出的RF信道并且被动地扫描事件存储器中标识出的网络。接下来,无线客户端60判定是否找到了所选择的网络(608)。如果找到,有限扫描模式过程则返回与所识别的网络相对应的网络信息(610)。无线客户端60随后可以利用所识别的无线网络来连接到网络。
如果未找到网络ID,无线客户端60则判定在有限扫描列表中是否存在其他网络(612),其中,如果有更多网络可用,无线客户端60则可以从有限扫描列表中选择另一个网络(604)。如果在有限扫描列表中没有其他网络,有限扫描模式过程则向用户返回空网络ID(614)。在一个实施例中,如果在有限扫描列表中没有找到其他网络(612),无线客户端60则可以可选地在所有可用信道(而不只是存储在事件存储器中的特定RF信道)上探测有限扫描列表中识别出的网络。如果无线客户端60找到网络,有限扫描模式过程则返回一个或多个识别出的网络。
在上述实现方式中,有限扫描模式过程返回它找到的第一无线网络。在另一个实施例中,在有限扫描模式中,无线客户端60可以探测有限扫描列表中的所有网络,并且返回所有找到的网络的网络信息。在一个实施例中,对无线客户端与之建立连接的网络的选择可以基于策略或者基于用户选择。
如下所述,无线客户端在成功地与无线网络关联时将连接参数信息记录在事件存储器中以供将来使用。在成功地选择无线网络并与无线网络关联之后,无线客户端可以利用新的网络信息/连接属性信息(例如,RF信道、位置、证书、时间戳信息,等等)来更新事件存储器。
图5示出了在与无线网络建立连接之后无线客户端60处的另一示例性过程流。如图5所示,在无线客户端60(在经过完全扫描或有限扫描后)选择网络之后,无线客户端尝试与所选择的网络相关联。如果关联/连接成功(704),无线客户端60则利用任何连接指纹/网络信息来更新其事件存储器,所述连接指纹/网络信息例如可包括当前位置、网络标识符、服务提供商信息、SSID、BSSID、当前RF信道和其他接入/连接参数信息、时间、星期几、等等(706)。在一种实现方式中,当前位置如上所述可通过以下方式来确定:轮询位置传感器(例如,GPS)、直接查询用户、从信标帧中通告的信息获得位置信息、和/或通过查询无线网络中的位置服务器20来获得该信息。无线客户端60如上所述可将新存储的网络信息用于将来连接到网络。
已经参考特定实施例说明了本发明。例如,虽然本发明的实施例已被描述为结合IEEE802.11网络工作,但是本发明也可结合任何合适的无线网络环境工作。其他实施例对于本领域的普通技术人员是显而易见的。因此除了权利要求所指示的之外,不希望本发明受其他限制。
Claims (33)
1.一种编码在一种或多种有形介质中以便执行的逻辑,该逻辑在被执行时可操作以用于:
确定无线客户端的当前位置;
访问事件存储器,该事件存储器将无线网络接入信息与相应位置相关联地进行存储;以及
利用所述事件存储器中与所述当前位置相关联的网络接入信息来探测一个或多个无线网络。
2.如权利要求1所述的逻辑,其中,所述逻辑还可操作以用于连接到在所述探测期间识别出的无线网络。
3.如权利要求1所述的逻辑,其中,所述逻辑还可操作以用于通过执行以下各项中的一个或多个来确定所述当前位置:访问一个或多个位置传感器、从信标帧信息中接收所述位置、经由位置服务接收所述位置、从用户接收所述当前位置、以及从一个或多个检测到的属性推断所述位置。
4.如权利要求1所述的逻辑,其中,所述逻辑还可操作以用于基于所述当前位置扫描所述事件存储器以寻找一个或多个匹配位置。
5.如权利要求1所述的逻辑,其中,所述无线网络接入信息包括以下各项中的一个或多个:标识符信息、服务提供商信息、服务集标识符、基本服务集标识符、一个或多个射频信道、证书类型,等等。
6.如权利要求1所述的逻辑,其中,所述逻辑还可操作以用于从所述事件存储器中取得所选网络的网络标识。
7.如权利要求1所述的逻辑,其中,所述逻辑还可操作以用于在成功地与无线网络关联之后更新所述事件存储器。
8.如权利要求7所述的逻辑,其中,所述事件存储器对于给定无线网络存储以下各项中的一个或多个:无线网络标识符和当前RF信道。
9.如权利要求8所述的逻辑,其中,所述逻辑还可操作以用于生成有限扫描列表。
10.如权利要求9所述的逻辑,其中,所述逻辑还可操作以用于利用所述事件存储器中的相应RF信道来探测所述有限扫描列表中标识的网络。
11.如权利要求1所述的逻辑,其中,所述逻辑还可操作以用于通过以下操作来确定所述当前位置:访问与相邻无线客户端基础设施相对应的一个或多个信标帧,并且将所述一个或多个信标帧的一个或多个信息属性与包括含有相邻无线客户端基础设施信息的位置条目的数据存储相比较。
12.一种方法,包括:
确定无线客户端的当前位置;
访问事件存储器,该事件存储器将无线网络接入信息与相应位置相关联地进行存储;以及
利用所述事件存储器中与所述当前位置相关联的网络接入信息来探测一个或多个无线网络。
13.如权利要求12所述的方法,还包括连接到在所述探测期间识别出的无线网络。
14.如权利要求12所述的方法,还包括通过执行以下各项中的一个或多个来确定所述当前位置:访问一个或多个位置传感器、从信标帧信息中接收所述位置、经由位置服务接收所述位置、从用户接收所述当前位置、以及从一个或多个检测到的属性推断所述位置。
15.如权利要求12所述的方法,还包括基于所述当前位置扫描所述事件存储器以寻找一个或多个匹配位置。
16.如权利要求12所述的方法,其中,所述无线网络接入信息包括以下各项中的一个或多个:标识符信息、服务提供商信息、服务集标识符、基本服务集标识符、一个或多个射频信道、证书类型,等等。
17.如权利要求12所述的方法,还包括从所述事件存储器中取得所选网络的网络标识。
18.如权利要求12所述的方法,还包括在成功地与无线网络关联之后更新所述事件存储器。
19.如权利要求18所述的方法,其中,所述事件存储器对于给定无线网络存储以下各项中的一个或多个:无线网络标识符和当前RF信道。
20.如权利要求19所述的方法,还包括生成有限扫描列表。
21.如权利要求20所述的方法,还包括利用所述事件存储器中的相应RF信道来探测所述有限扫描列表中标识的网络。
22.如权利要求12所述的方法,还包括通过以下操作来确定所述当前位置:访问与相邻无线客户端基础设施相对应的一个或多个信标帧,并且将所述一个或多个信标帧的一个或多个信息属性与包括含有相邻无线客户端基础设施信息的位置条目的数据存储相比较。
23.一种***,包括:
可操作以用于与无线客户端通信的无线网络基础设施节点;以及
无线客户端,该无线客户端可操作以用于:
确定无线客户端的位置;
基于所述位置来选择无线网络;以及
利用与所述位置相关联的网络信息来连接到所述无线网络。
24.如权利要求23所述的***,其中,所述无线客户端还可操作以用于连接到在所述探测期间识别出的无线网络。
25.如权利要求23所述的***,其中,所述无线客户端还可操作以用于通过执行以下各项中的一个或多个来确定所述当前位置:访问一个或多个位置传感器、从信标帧信息中接收所述位置、经由位置服务接收所述位置、从用户接收所述当前位置、以及从一个或多个检测到的属性推断所述位置。
26.如权利要求23所述的***,其中,所述无线客户端还可操作以用于基于所述当前位置扫描所述事件存储器以寻找一个或多个匹配位置。
27.如权利要求23所述的***,其中,所述无线网络接入信息包括以下各项中的一个或多个:标识符信息、服务提供商信息、服务集标识符、基本服务集标识符、一个或多个射频信道、证书类型,等等。
28.如权利要求23所述的***,其中,所述无线客户端还可操作以用于从所述事件存储器中取得所选网络的网络标识。
29.如权利要求23所述的***,其中,所述无线客户端还可操作以用于在成功地与无线网络关联之后更新所述事件存储器。
30.如权利要求29所述的***,其中,所述事件存储器对于给定无线网络存储以下各项中的一个或多个:无线网络标识符和当前RF信道。
31.如权利要求30所述的***,其中,所述无线客户端还可操作以用于生成有限扫描列表。
32.如权利要求31所述的***,其中,所述无线客户端还可操作以用于利用所述事件存储器中的相应RF信道来探测所述有限扫描列表中标识的网络。
33.如权利要求23所述的***,其中,所述无线客户端还可操作以用于通过以下操作来确定所述当前位置:访问与相邻无线客户端基础设施相对应的一个或多个信标帧,并且将所述一个或多个信标帧的一个或多个信息属性与包括含有相邻无线客户端基础设施信息的位置条目的数据存储相比较。
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