CN101547500A - 无线基站和通信控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无线基站和通信控制方法。根据本发明的一个方面的无线基站是多个基站中的一个，所述多个基站各自形成了无线区域并与所述无线区域内的移动台进行通信。无线基站包括：接收单元，被配置为从存在于无线区域内的移动台接收连接请求；信息获取器，被配置为获取用于指示移动台在过去连接到基站的连接历史的连接历史信息；条件存储器，被配置为存储用于允许与移动台连接的连接允许条件；判断单元，被配置为基于连接历史信息来判断连接允许条件是否被满足；以及报告单元，被配置为当满足所述连接允许条件时向所述移动台报告连接允许消息。

Description

无线基站和通信控制方法

技术领域

本发明涉及一种无线基站以及在该无线基站中执行的通信控制方法。

背景技术

在符合IEEE 802.11标准的无线局域网(LAN)***中，移动台通过对分配给构成一组的多个基站的标识符(SSID：服务集标识符)进行指定而连接到无线网络。将***如此设计，使得移动台从属于该SSID的多个基站中选择和确定该移动台最终连接到的基站。例如，通常采用JP-A 07-87011(公开)中所述的方案以及JP-A 09-261711(公开)中所述的方案，在JP-A07-87011所述的方案中，选择具有良好接收电场强度的基站，而在JP-A09-261711所述的方案中，使用用来获得物理位置的接口(GPS等)来选择物理上接近移动台的基站。

然而，如果无线传播质量在环境的影响下急剧地变化，那么使用无线传播质量(例如接收电场强度)的选择方案可能会错误地选择具有不良通信质量的基站。例如，尽管***管理员对特定的楼层进行了精细的现场勘验并安装了被认为具有良好通信质量的基站，但是如果在移动台试图连接到无线网络的瞬间出现了临时性的无线干扰，那么该移动台可能最终连接到安装在另一楼层上的具有不良通信质量的基站。

另一方面，使用获得物理位置的接口(GPS等)的选择方案允许连接到能够稳定地获得良好通信质量的基站而与无线传播质量的变化无关，但是这种方案具有增加引入新的接口的成本以及操作/维护该新的接口的成本的问题。

如上所述，当移动台通过指定SSID而连接到无线网络的时候，使用无线传播质量的传统方案具有错误地连接到不良通信质量的基站的问题。另一方面，基于物理位置选择基站的方案允许连接到合适的基站，但该方案具有增加了引入成本、操作成本和维护成本的问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种无线基站，所述无线基站是多个基站中的一个，所述多个基站各自形成了无线区域并与所述无线区域内的移动台进行通信，所述无线基站包括：

接收单元，所述接收单元被配置为从存在于所述无线区域内的移动台接收连接请求；

信息获取器，所述信息获取器被配置为获取用于指示所述移动台在过去连接到基站的连接历史的连接历史信息；

条件存储器，所述条件存储器被配置为存储用于允许与所述移动台连接的连接允许条件；

判断单元，所述判断单元被配置为基于所述连接历史信息来判断所述连接允许条件是否被满足；以及

报告单元，所述报告单元被配置为当满足所述连接允许条件时向所述移动台报告连接允许消息。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例的通信***的结构例子；

图2的方框图示意性地示出了图1中的基站和连接历史管理服务器的结构；

图3示出了移动台H1的连接历史信息的例子；

图4示出了移动台H2的连接历史信息的例子；

图5示出了设置在基站B中的连接允许条件的例子；

图6示出了移动台H1的更新的连接历史信息的例子；

图7是示出了基站的操作流程的流程图；

图8示出了楼层结构的例子；

图9示出了设置在图8中楼层结构的基站A中的连接允许条件的例子；

图10示出了设置在图8中楼层结构的基站B中的连接允许条件的例子；

图11示出了楼层结构的另一个例子；

图12示出了设置在图11中楼层结构的基站A中的连接允许条件的例子；

图13示出了设置在图11中楼层结构的基站B中的连接允许条件的例子；

图14示出了楼层结构的另一个例子；

图15示出了设置在图14中楼层结构的基站A中的连接允许条件的例子；

图16示出了设置在图14中楼层结构的基站B中的连接允许条件的例子；

图17示出了在图14的楼层结构中的移动台H的连接历史信息的例子；

图18示出了在图14的楼层结构中的移动台H的更新的连接历史信息的例子；

图19示出添加了符合IEEE 802.11e标准的访问类别的连接允许条件的例子；

图20示出了根据本发明实施例的通信***的另一个结构例子；以及

图21的方框图示意性地示出了图20中示出的基站和移动台的结构。

具体实施方式

现在参考附图，下面将介绍本发明的实施例。

图1示出了根据本发明实施例的通信***的结构例子。

在图1中，附图标记1表示网络，标记符A、B和C表示连接到网络1的基站(无线基站)。基站A、B和C各自形成无线区域。附图标记2、3和4表示无线链路。移动台H1是连接到无线链路2的移动台并且位于基站A的无线区域中。移动台H2是连接到无线链路4的移动台并且位于基站C的无线区域中。连接历史管理服务器M连接到网络1并对每个移动台连接到基站的历史进行管理。图1示出了一个例子，在该例子中，一个移动台连接到一个基站，但是多个移动台也可以连接到一个基站。

图2示出了根据该实施例的基站A和连接历史管理服务器M的结构例子。在此处，仅示出了基站A到C当中的基站A的结构，但是基站B和C也具有类似于基站A的结构。

如图2所示，基站A提供了连接允许条件数据库(条件存储器)11，该连接允许条件数据库11对允许连接到移动台的连接允许条件进行管理，并且连接历史管理服务器M提供了连接历史信息数据库12，该连接历史信息数据库12对与无线连接的移动台有关的连接历史信息进行管理。

基站A提供了连接请求接收单元(接收单元)13，该连接请求接收单元13接收来自移动台的连接请求；连接历史信息获取器(信息获取器)14，该连接历史信息获取器14从连接历史管理服务器M的连接历史信息数据库12中获取与已发出了由所述连接请求接收单元13接收的连接请求的移动台有关的连接历史信息；连接允许/拒绝判断单元(判断单元)15，该连接允许/拒绝判断单元15基于获取的连接历史信息是否满足由连接允许条件数据库11管理的连接允许条件而判断移动台的可连接性；连接历史信息更新器(信息更新器)16，该连接历史信息更新器16对与连接已经被允许的移动台有关的连接历史信息进行更新，并将该连接历史信息上传到连接历史管理服务器M的连接历史信息数据库12；以及连接允许报告单元17，该连接允许报告单元17向移动台报告连接的允许或连接的拒绝。

已经介绍了各个模块11、12、13、14、15、16和17被配置为硬件的例子，但是本发明不限于此，并且基站A或连接历史管理服务器M也可以被配置，从而提供如在计算机上执行的软件的功能。在这种情况下，软件(通信程序)存储在存储器(例如硬盘)中或记录介质(例如CD-ROM)中，并且该软件可以从该存储器或记录介质中读取并被执行。

假定将***的初始状态定义为：移动台H1第一次连接到基站A(该移动台H1在连接到基站A之前还没有连接到任何基站)并且移动台H2第一次连接到基站C。因此，图3和图4示出了在初始状态下由连接历史管理服务器M管理的移动台H1和移动台H2的连接历史信息。图3和图4中的连接历史信息被定义为包含连接时间和连接的基站的MAC地址的表格。然而，这仅仅示出了一个例子，并且还可以基于例如除了连接时间以外的连接次序以及基于基站的除了MAC地址以外的特定标识符来执行管理。此外，历史存储器容量最大达三个条目(三个基站)并且以降序次序来管理连接次序。

此外，作为***初始状态的例子，假定图5中的连接允许条件被设置在基站B的连接允许条件数据库11中。图5中的连接允许条件意味着：需要在紧挨着切换之前连接到基站A，但是不询问在此之前的连接历史。图5中的连接允许条件由两个条件组成，并且只要满足两个条件中的任一个条件，就允许连接。图中上行内的条件示出了移动台在紧接着切换之前连接到基站A并且该移动台在此前没有连接到任何基站，而图中下行内的条件示出了移动台在紧接着切换之前连接到基站A并且之前的任何连接都是可能的，也就是说，虽然该移动台需要已经连接到至少一个基站，但是并不去询问该移动台已经以何种连接次序连接到哪一个基站。

假定上述的初始状态，通过举例介绍基站B的操作。

图7的流程图示出了基站B的操作流程。

首先考虑移动台H1试图连接到基站B的情况。

首先，移动台H1向基站B发送连接请求。基站B从该移动台H1接收连接请求(S21：“是”)并且查询连接历史管理服务器M(发送用于请求获取连接历史信息的消息)并且从而获取图3中示出的移动台H1的连接历史信息(S22)。

接着，基站B参考图5中的连接允许条件并且判断移动台H1的连接历史信息是否满足该连接允许条件(S23)。由于移动台H1在切换之前连接到基站A，该移动台H1满足连接允许条件，并因此判断连接是允许的(S23：“是”)

接着，基站B通过增加最新的条目(基站B)并将更新的连接历史信息上传到连接历史管理服务器M来对为移动台H1获取的连接历史信息进行更新(S24)。也就是说，基站B向连接历史管理服务器M发送更新请求消息，请求对移动台H1的连接历史信息进行更新，从而包括基站B作为最新的连接目的地。图6示出了更新的连接历史信息。

最后，向移动台H1报告连接允许(S25)。这样，建立了移动台H1与基站B之间的连接并且实现了切换。

接着，考虑移动台H2试图连接到基站B的情况。

首先，移动台H2向基站B发送连接请求。接着，基站B接收该连接请求(S21：“是”)，查询连接历史管理服务器M(发送用于请求获取连接历史信息的消息)，并从而获取图4中示出的移动台H2的连接历史信息(S22)。

接着，基站B参考图5中的连接允许条件并判断移动台H2的连接历史信息是否满足连接允许条件(S23)。由于移动台H2是在切换之前连接到基站C，因此移动台H2不满足连接允许条件，并由此判断该连接将被拒绝(S23：“否”)。在这种情况下，基站B不更新与移动台H2有关的连接历史信息并且向移动台H2报告“连接拒绝”(S26)。

这样可以实现不允许在移动台H2与基站B之间建立连接的切换控制。

下文中将更具体地示出了考虑到起居室的物理位置等的实施例。

图8示出了允许通过入口A进入起居室A以及通过入口B进入起居室B的楼层结构。基站安装在各个起居室和入口，并且假定不仅基站A的无线电波到达起居室A而且基站B的无线电波也能够通过作为障碍的墙壁到达起居室A。因此，当移动台H进入起居室A时，移动台H可以连接到基站A也可以连接到基站B，并且当移动台H连接到基站A时，移动台H获得良好的通信质量，而当移动台H连接到基站B时，通信质量保持在低水平。

这里，管理员将在连接历史信息中包含“基站C是紧接着切换之前的基站”设置为基站A的连接允许条件，并且将在连接历史信息中包含“基站D是紧接着切换之前的基站”设置为基站D的连接允许条件。图9示出了设置在基站A中的连接允许条件，图10示出了设置在基站B中的连接允许条件。另一方面，在基站C和基站D中没有设置连接允许条件。也就是说，假定无条件允许与基站C和基站D的连接。

假设移动台H通过入口A并进入起居室A的情况。当通过入口A时，移动台H试图连接到基站C。在基站C接收到连接请求之后，基站C从连接历史管理服务器M中获取移动台H的连接历史信息，将基站C作为最新的条目加入到连接历史信息中，并在加入之后将连接历史信息再次上传到连接历史管理服务器M。接着，移动台H进入起居室A。在这种情况下，移动台H的连接历史信息满足基站A的连接允许条件(见图9)，但是不满足基站B的连接允许条件(见图10)。这保证了移动台H仅可以连接到具有良好通信质量的基站A。

类似于图8，图11示出了允许通过入口A进入起居室A并允许通过入口B进入起居室B的楼层结构。与图8的区别在于：为了分布负载，在每个起居室中安装了多个基站。因此，需要允许起居室A中的移动台H在基站A1、A2和A3之间切换。

这里，管理员将在连接历史信息中包含与基站C连接的请求条件设置为基站A1、A2和A3的连接允许条件，并且将在连接历史信息中包含与基站D连接的请求条件设置为基站B1、B2和B3的连接允许条件。图12和图13示出了设置在基站A1到A3以及基站B1到B3中的连接允许条件的例子。

图12对应于图9中的连接允许条件，其中删除了限制，即在紧接着切换之前与基站C连接。也就是说，这与以下列方式改变的图9中的连接允许条件相对应：与基站C连接仅需要包含在连接历史信息之中，而不是一定要在紧接着切换之前与基站C连接。

图13对应于图10中的连接允许条件，其中删除了限制，即在紧接着切换之前与基站D连接。也就是说，这与以下列方式改变的图10中的连接允许条件相对应：与基站D连接仅需要包含在连接历史信息之中，而不是一定要在紧接着切换之前与基站D连接。

另一方面，在基站C和基站D中没有设置连接允许条件。也就是说，假定无条件允许与基站C和基站D的连接。

假设移动台H通过入口A并进入起居室A的情况。当通过入口A时，移动台H试图连接到基站C。在接收到连接请求之后，基站C从连接历史管理服务器M中获取移动台H的连接历史信息，将基站C作为最新条目加入到连接历史信息中，在加入之后将连接历史信息再次上传到连接历史管理服务器M。接着，移动台H进入起居室A。在这种情况下，移动台H的连接历史信息满足基站A1、A2和A3的连接允许条件，但不满足基站B1、B2和B3的连接允许条件。这保证了移动台H仅能连接到具有良好通信质量的A1、A2和A3。

图14是允许通过各自的入口进入两个起居室的楼层结构。应注意的是，根据图12和图13中示出的连接允许条件，当移动台H从起居室B移动到起居室A时，移动台H可能会错误地连接到其它起居室中的基站(B1到B3)。

这里，管理员在图12所示的基站A1、A2和A3中的连接允许条件中另外增加了允许连接的条件和不允许连接的条件，所述允许连接的条件是当连接历史信息中包含“基站D→基站C”的连接次序时，允许连接；所述不允许连接的条件是当连接历史信息中包含“基站C→基站D”的连接次序时，不允许连接。此外，该管理员在图13所示的基站B1、B2和B3的连接允许条件中另外增加了允许连接的条件和不允许连接的条件，所述允许连接的条件是当连接历史信息中包含基站C→基站D”的连接次序时，允许连接；所述不允许连接的条件是当连接历史信息中包含“基站D→基站C”的连接次序时，不允许连接。图15示出了在基站A1、A2和A3中设置的连接允许条件，图16示出了在基站B1、B2和B3中设置的连接允许条件。

这里，在图15和图16中，“通过”表示当符合条件时，允许连接；“否决”表示当符合条件时，不允许连接。当“通过”和“否决”条件都不满足时，在上述例子中不允许连接。对于满足“通过”条件的一些情况，“否决”例外地拒绝连接。例如，图15中的“否决：任何条件→基站C(MAC地址)→基站D(MAC地址)”以及“否决：任何条件→基站C(MAC地址)→基站D(MAC地址)→任何条件”都对应于“通过：任何条件→基站C(MAC地址)→任何条件”的子集，但是“否决”例外地拒绝在这些情况下进行连接。另一方面，在基站C和基站D中没有设置连接允许条件。也就是说，假定无条件允许与基站C和基站D的连接。

假设移动台H通过入口A并直接地进入起居室A的情况。当通过入口A时，移动台H试图连接到基站C。在接收到连接请求之后，基站C从连接历史管理服务器M中获取移动台H的连接历史信息，将基站C作为最新条目加入到连接历史信息中，并且在加入之后将连接历史信息上传到连接历史管理服务器M。图17示出了移动台H的连接历史信息的例子。

接着，移动台H进入起居室A。在这种情况下，移动台H的连接历史信息满足基站A1、A2和A3的连接允许条件，但不满足基站B1、B2和B3的连接允许条件。因此，移动台H可以可靠地仅连接到具有良好通信质量的A1、A2和A3。

假设移动台H从起居室B移动到起居室A的情况。当通过入口B时，移动台H试图连接到基站D。已接收到连接请求的基站D从连接历史管理服务器M中获取移动台H的连接历史信息，将基站D作为最新条目加入到连接历史信息中，并且在加入之后将连接历史信息上传到连接历史管理服务器M。接着，当通过入口A时，移动台H试图连接到基站C。已接收到连接请求的基站C从连接历史管理服务器M中获取移动台H的连接历史信息，将基站C作为最新条目加入到连接历史信息中，并且在加入之后将连接历史信息上传到连接历史管理服务器M。图18示出了这种情况下的基站H的连接历史信息的例子。

接着，移动台H进入起居室A。在这种情况下，由于移动台H的连接历史信息满足图15中的连接允许条件，因此允许移动台H连接到基站A1、A2和A3。另一方面，虽然移动台H的连接历史信息匹配图16中的连接允许条件中的“通过：任何条件→基站D(MAC地址)→任何条件”，但是因为条件“拒绝：任何条件→基站D(MAC地址)→基站C(MAC地址)”，因此拒绝移动台H连接到基站B1、B2和B3。因此，移动台H可以可靠地仅连接到具有良好质量的基站A1、A2和A3。

在该实施例中，连接到网络1的连接历史管理服务器M对移动台的连接历史进行管理，但是移动台自身也可以管理连接历史信息，从而取代安装所述连接历史管理服务器M。图20示出了这种情况下通信***的结构例子。此外，图21示出了图20中的通信***的基站和移动台的结构例子。

如图21所示，移动台H提供了连接历史信息数据库12，该连接历史信息数据库12对与过去连接到基站有关的连接历史信息进行管理。

基站的连接请求接收单元13接收来自移动台H的连接请求，连接历史信息获取器14从已发出连接请求的移动台H(移动台H的连接历史信息数据库12)中获取移动台H的连接历史信息。当连接允许/拒绝判断单元15允许连接时，连接历史信息更新器16通过添加允许连接的基站来更新连接历史信息，并将更新后的连接历史信息上传到移动台H的连接历史信息数据库12。也就是说，基站B向移动台H发送更新请求消息以请求对连接历史信息进行更新，从而包括作为最新连接目的地的基站B。

目前为止描述的本发明的实施例不限于上述内容，而是能够以各种方式对本发明的实施例进行修改和扩展。下面将示出关于它们的一些例子：

(1)基站可以具有监视单元，该监视单元对该基站保持的连接允许条件中包括的多个基站进行“死活”监视。例如，可以定期地发送ICMP(因特网控制消息协议)回应请求(一种互联网协议)并确认是否存在任何响应，从而推断该基站的运行状况。结果，如果基站没有运行，则可以从连接允许条件中删除包括该基站的条目(即，条件)，因而可以提高***的抗干扰能力。例如，当在基站A1中设置图15中的连接允许条件时，如果“死活监视检测到基站D没有运行，则可以删除包括基站D的五个条目(即，五个条件)。

(2)移动台可以在发送连接请求之前预先确认是否可连接到切换目的地基站。例如，可能使用在IEEE 802.11标准管理帧中保留的子类型来独立地执行确认消息的传送。预先获知可连接性可以避免对不允许连接的基站进行白费的连接尝试。

(3)根据连接允许条件中的匹配条目(即，匹配条件)，基站不但可以判断可连接性而且可以控制通信的优先级(业务优先级控制)。例如，IEEE802.11e标准的访问类别可以与连接允许条件中的条目(条件)相关联，并且可以将匹配于一个条件的移动台分在对应于该一个条件的访问类别下。图19示出了IEEE 802.11e的访问类别与图15中的连接允许条件进一步相关联的例子。该图中的“AC_BK”是背景业务(background traffic)的访问类别，“AC_BE”是具有比“AC_BK”高的优先级的尽力传输数据的访问类别。因此，在图14的楼层结构图中，从起居室B移动到起居室A的移动台可以进行比通过入口A直接移动到起居室A的移动台更高优先权的通信。基站还可以提供业务控制单元，该业务控制单元根据设置在允许连接的条件中的优先级(访问类别)来对移动台进行业务优先级控制。关于与优先级的关联，优先级不仅可以与IEEE 802.11e标准相关联，还可以与IEEE802.1p、IP网络上的DiffServ(差分服务)、ToS(服务类型)等相关联。

作为使用与业务控制优先级(例如，访问类别)相关联的连接允许条件来判断连接允许或拒绝的替代，还可以仅使用连接允许条件来进行业务优先级控制。例如，可以无条件地允许与移动台的连接并基于与优先级关联的连接允许条件来执行业务优先级控制。

如上所述，本发明的实施例基于与移动台和基站的连接历史来执行与切换目的地的连接控制，并因而允许移动台可靠地连接到合适的基站，同时使得引入成本、操作成本或维护成本最小化。

Claims (12)

1、一种无线基站，所述无线基站是多个基站中的一个，所述多个基站各自形成了无线区域并且与所述无线区域内的移动台进行通信，所述无线基站包括：

接收单元，所述接收单元被配置为从存在于所述无线区域内的移动台接收连接请求；

信息获取器，所述信息获取器被配置为获取用于指示所述移动台在过去连接到基站的连接历史的连接历史信息；

条件存储器，所述条件存储器被配置为存储用于允许与所述移动台连接的连接允许条件；

判断单元，所述判断单元被配置为基于所述连接历史信息来判断所述连接允许条件是否被满足；以及

报告单元，所述报告单元被配置为当所述连接允许条件被满足时向所述移动台报告连接允许消息。

2、如权利要求1所述的无线基站，其中，所述连接允许条件定义：所述移动台最近连接的基站是特定的基站。

3、如权利要求1所述的无线基站，其中，所述连接允许条件定义：所述移动台在过去连接到特定的基站。

4、如权利要求1所述的无线基站，其中，所述连接允许条件定义：所述移动台在过去以预定的次序连接到特定的多个基站。

5、如权利要求1所述的无线基站，其中，所述连接允许条件定义：所述移动台在过去没有连接到特定的基站。

6、如权利要求1所述的无线基站，其中，所述连接允许条件定义：所述移动台在过去没有以预定的次序连接到特定的多个基站。

7、如权利要求1所述的无线基站，还包括监视单元，所述监视单元被配置为对在所述连接允许条件中描述的基站的运行或停止进行监视，

其中，所述连接允许条件包括多个条件，

所述判断单元判断是否满足所述多个条件中的至少一个条件，

当满足所述多个条件中的至少一个条件时，所述报告单元向所述移动台报告所述连接允许消息，以及

当检测到不运行的基站时，所述监视单元从所述连接允许条件中删除包括所检测的基站的条件。

8、如权利要求1所述的无线基站，其中，当所述连接允许条件未被满足时，所述报告单元向所述移动台报告连接拒绝消息。

9、如权利要求1所述的无线基站，还包括业务优先级控制单元，

其中，所述连接允许条件包括多个条件，为所述多个条件中的每一个条件设置不同的优先级，

所述判断单元判断是否满足所述多个条件中的至少一个条件，

当满足所述多个条件中的至少一个条件时，所述报告单元向所述移动台报告所述连接允许消息，以及

所述业务优先级控制单元根据为所满足的条件设置的所述优先级来对所述移动台进行业务优先级控制。

10、如权利要求1所述的无线基站，还包括信息更新器，

其中所述信息获取器经由网络向预定的服务器发送消息以请求获取所述连接历史信息，并由此从所述预定的服务器获取所述移动台的所述连接历史信息，以及

当满足所述连接允许条件时，所述信息更新器向所述预定的服务器发送更新请求消息以请求对所述连接历史信息进行更新，从而显示出所述无线基站是最近连接的基站。

11、如权利要求1所述的无线基站，还包括信息更新器，

其中所述信息获取器向所述移动台发送消息以请求获取所述连接历史信息，并由此从所述移动台获取所述连接历史信息，以及

当满足所述连接允许条件时，所述信息更新器向所述移动台发送更新请求消息以请求对所述连接历史信息进行更新，从而显示出所述无线基站是最近连接的基站。

12、一种在无线基站中执行的通信方法，所述无线基站是多个基站中的一个，所述多个基站各自形成了无线区域并与所述无线区域内的移动台进行通信，所述通信方法包括：

从存在于所述无线区域内的移动台接收连接请求；

获取用于指示所述移动台在过去连接到基站的连接历史的连接历史信息；

从用于存储连接允许条件的条件存储器读出允许与所述移动台连接的所述连接允许条件；

基于所述连接历史信息来判断所述连接允许条件是否被满足；以及

当所述连接允许条件被满足时，向所述移动台报告连接允许消息。

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