TWI407806B - 無線網路系統及其無線閘道器與無線端末裝置 - Google Patents

Description

無線網路系統及其無線閘道器與無線端末裝置

本發明是有關於一種無線網路的負載平衡機制，且特別是有關於具有負載平衡機制的無線網路系統及其無線閘道器與無線端末裝置。

目前無線網路廣泛應用在各種環境中，在無線網路系統中，藉由無線閘道器(wireless AP)可允許多位使用者藉由無線端末裝置連接至無線閘道器來上網。目前習知的無線網路技術(例如：使用IEEE 802.11a/b/g/n標準的無線網路)，通常僅根據無線閘道器所發射的射頻訊號強度，由無線端末裝置自行決定要連線的無線閘道器。然而，此種建立連線的機制相當容易造成無線網路系統中無線閘道器的負載不平衡。

舉例說明，假設目前有兩台相鄰近的無線閘道器A、B同時存在同一區域中，而在某一時段有較多無線端末裝置靠近無線閘道器A。由於習知的連線建立機制是根據射頻訊號強度來選擇無線閘道器，又因為較多無線端末裝置靠近無線閘道器A，則較多無線端末裝置所接收到無線閘道器A的射頻訊號也會較無線閘道器B的射頻訊號強，以致於較多無線端末裝置會選擇連線至無線閘道器A，進而造成無線閘道器A的負載狀態過重。

若過多無線端末裝置同時連接至單一無線閘道器時，這些無線端末裝置的網路連線狀態容易變得不流暢，以致於操作這些無線端末裝置的使用者感受到網路連線狀況過慢或不穩定。由上述可知，有效平均分擔無線網路系統中無線閘道器的負載是當前的一個重要課題。

承上所述，本發明提供一種無線網路系統及其無線閘道器與無線端末裝置，以分散式的架構達成無線網路系統中的負載平衡機制。

從一觀點來看，本發明所提供的無線網路系統具有負載平衡機制，而此無線網路系統中的無線端末裝置不定期地獲得同區域中所有無線閘道器目前負載狀態，並自行維持所有無線閘道器之負載狀態的負載列表。如此一來，無線端末裝置可根據所有無線閘道器的負載狀態，來選取處於一較低負載狀態的一無線閘道器，並向此已選取無線閘道器傳送一連線請求信息。

從另一觀點來看，無線閘道器還可根據本身的負載狀態，判斷是否啟動負載平衡機制。已啟動負載平衡機制的多個無線閘道器可共同決定是否再接受一無線端末裝置的連線請求信息，並由一無線閘道器告知此無線端末裝置其連線請求信息可被接受。如此，此無線端末裝置可傳送一連線請求信息到具有較低負載狀態的一無線閘道器，以實現無線網路系統中的負載平衡。

根據本發明的一示範實施例，本發明提出一種無線網路系統。此無線網路系統包括至少一無線閘道器與至少一無線端末裝置。每一無線閘道器用以廣播包括此無線閘道器目前負載狀態內容的一信標。每一無線端末裝置用以接收同區域中所有無線閘道器的信標，並至少根據每一無線閘道器目前負載狀態內容中的處理器使用率，在一負載列表中排列所有無線閘道器的負載狀態。另外，當一無線端末裝置欲連線時，此無線端末裝置查詢此負載列表以選取處於一較低負載狀態的一無線閘道器，並向此已選取無線閘道器傳送一連線請求信息。

根據本發明的一示範實施例，本發明提出一種無線閘道器，適用於提供至少一無線端末裝置的無線網路連線服務。此無線閘道器包括一無線收發器模組、一記憶體模組與一處理器模組。無線收發器模組用以無線連接至同區域中至少一無線閘道器或至少一無線端末裝置。記憶體模組包括一通訊協定處理模組與一負載管理模組。通訊協定處理模組耦接至無線收發器模組，用以至少處理一無線端末裝置所發出的一連線請求信息。負載管理模組耦接至通訊協定處理模組，用以廣播一信標，而此信標包括無線閘道器目前的負載狀態內容，使得欲連線的一無線端末裝置可根據此負載狀態內容來判斷此無線閘道器的一負載狀態。處理器模組耦接至無線收發器模組與記憶體模組，用以執行通訊協定處理模組與負載管理模組，以及控制無線收發器模組與記憶體模組。

根據本發明的一示範實施例，本發明提出一種無線端末裝置，適用於連線至一無線閘道器。此無線端末裝置包括一無線收發器模組、一記憶體模組與一處理器模組。無線收發器模組用以無線連接至同區域中的至少一無線閘道器。記憶體模組，包括一通訊協定處理模組與一連線管理模組。通訊協定處理模組耦接至無線收發器模組，用以向一無線閘道器發出一連線請求信息。連線管理模組耦接至通訊協定處理模組，用以維持同區域中多個無線閘道器之負載狀態的一負載列表，並至少根據每一無線閘道器的一處理器使用率在此負載列表中排列此些無線閘道器的負載狀態。處理器模組，耦接至無線收發器模組與記憶體模組，用以執行通訊協定處理模組與連線管理模組，以及控制無線收發器模組與記憶體模組。另外，當此無線端末裝置欲連線時，此無線端末裝置的連線管理模組查詢此負載列表以選取處於一較低負載狀態的一無線閘道器，並向此已選取無線閘道器傳送一連線請求信息。

基於上述，藉由本發明多個實施例所提出的無線網路系統、無線閘道器與無線端末裝置，可以減少無線端末裝置於建立連線時輪徇(poll)每一無線閘道器的時間，減少不必要的封包傳輸，進而降低頻寬的浪費，並且可以實現無線網路的負載平衡。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是根據本發明之一示範實施例所繪示一種無線閘道器與無線端末裝置建立連線的示意流程圖。請參照圖1，無線閘道器(wireless access point device)110接到一無線端末裝置(或稱為無線終端設備)120的一連線請求信息。此連線請求信息可以為例如：一探測請求(probe request，或作Probe Req)、一驗證(Authentication)與一聯結請求(association request，或作Assoc Req)。而無線閘道器110藉由依據回覆此連線請求信息所需的回應信息，例如：探測回應(probe response，或Probe Rsp)、一驗證與一聯結回應(association response，或作Assoc Rsp)。在上述連線的步驟完成後，無線閘道器110與無線端末裝置120之間即可以開始資料傳輸的動作。本發明則在上述之連線建立機制中進一步加上對無線閘道器110與無線端末裝置120的控制方法，以在無線網路系統中達成分散式的負載平衡機制。

圖2是根據本發明之一示範實施例所繪示一種無線網路系統20的示意圖。此無線網路系統20包括多個無線閘道器1101、1102、1103、1104、…、110m 散佈在同區域中，其中n 為正整數。另外，無線網路系統20還包括多個無線端末裝置(或無線終端裝置)1201、1202、1203、1204、1205、1206、1207、…、120n 分別散佈在上述多個無線閘道器1101、1102、1103、1104、…、110m 的鄰近區域。所述的無線端末裝置可以為例如：一桌上型電腦、一筆記型電腦、一智慧型手機、一個人數位助理裝置、一電視、一多媒體播放器或一行動通訊裝置。這些無線端末裝置1201~1207、…、120n 可分別向無線閘道器1101~1104、…、110m 的其中之一提出一連線請求，並於完成圖1所示的連線建立機制後，開始與所連線的無線閘道器進行資料傳輸。

請繼續參照圖2，在無線網路系統20中的每一無線閘道器(例如：無線閘道器1101~1104、…、110m )，都不定期地廣播一信標，而每一信標包括發射此信標之無線閘道器目前的一負載狀態內容。更進一步說明，每一無線閘道器於本身之負載狀態改變時廣播一信標，而此信標中的負載狀態內容包括發出此信標之無線閘道器目前的一處理器使用率、一網路使用率、已連線無線端末裝置的一總數目以及一負載平衡狀態。所述之負載平衡狀態是用以讓區域中的一或多個無線端末裝置得知此無線閘道器目前是否已啟動負載平衡機制。

舉例說明，假設無線閘道器1101原本已與無線端末裝置1201建立連線，此時已連線無線端末裝置的總數目為1且處理器使用率為5%。當尚未建立連線的一無線端末裝置120n 向無線閘道器1101發出一連線請求信息210，且無線閘道器1101根據圖1的連線建立機制依序回應此連線請求信息210(概略性代表上述之探測回應、驗證與聯結回應)後，無線閘道器1101的已連線無線端末裝置的總數目增加為2且處理器使用率可能對應地增加為8%。此時，無線閘道器1101會廣播一信標，使得同區域中的一或多個無線端末裝置可獲知此無線閘道器1101更新後的已連線無線端末裝置的總數目以及處理器使用率。

請繼續參照圖2，在無線網路系統20中的每一無線端末裝置(例如：無線端末裝置1201~1207、…、120n )，接收同區域中所有無線閘道器的一或多個信標，維持同區域中所有無線閘道器之負載狀態的一負載列表，並至少根據所有無線閘道器目前的一處理器(CPU)使用率，以在此負載列表中排列所有無線閘道器的負載狀態。舉例說明，無線端末裝置1201會蒐集無線閘道器1102~1104、…、110m 的負載狀態，並分別根據所獲得之所有無線閘道器的負載狀態內容，在一負載列表中對這些無線閘道器1102~1104、…、110m 的負載狀態進行排序。

更進一步說明，每一無線端末裝置還可依序根據所有無線閘道器目前的一處理器使用率、一網路使用率(bandwidth availability)以及已連線無線端末裝置的一總數目，在所述之負載列表中排列所有無線閘道器的負載狀態為一高負載狀態、一中負載狀態與一低負載狀態。所述的網路使用率可以為例如：IEEE 802.11b標準的11每秒百萬位元(Mbps)、IEEE 802.11g標準的54(Mbps)與IEEE 802.11n標準的450(Mbps)。

在本示範實施例中，當一無線端末裝置欲連線時，此無線端末裝置查詢一負載列表以選取處於一較低負載狀態的一無線閘道器，並向此已選取無線閘道器傳送一連線請求信息。舉例說明，當無線端末裝置120n 欲連線時，無線端末裝置120n 查詢目前維護的一負載列表，並經過比較後，先選取處理器使用率最小的無線閘道器。若是有超過一個無線閘道器具有最小處理器使用率，則無線端末裝置120n 進一步選取具有最小網路使用率的無線閘道器。假設仍有超過一個無線閘道器同時具有最小處理器使用率與最小網路使用率，則無線端末裝置120n 進一步選取具有已連線無線端末裝置的一總數目為最小的無線閘道器(例如：無線閘道器1104)。最後，無線端末裝置120n 會傳送一連線建立信息至此無線閘道器1104以建立連線。

在本示範實施例中，假設無線閘道器1101已經啟動負載平衡機制，且一無線端末裝置120n 向一無線閘道器1101發出一連線請求信息時，無線閘道器1101可以不回覆無線端末裝置120n 的連線請求信息(包括：探測請求、驗證與聯結請求)，或是回傳一停止聯結(Disassociation)信息至無線端末裝置120n ，其中此停止聯結的理由識別碼(reason code)為5，代表無線閘道器1101因為無法同時處理所有已聯結(associated)的無線端末裝置，而停止與無線端末裝置120n 的聯結。

在無線網路系統20中，每一無線閘道器還可以根據已連線無線端末裝置的總數目、處理器使用率以及網路使用率來判斷是否啟動本身的負載平衡機制。若一無線閘道器判斷本身之一已連線無線端末裝置的總數目大於預設連線個數門檻值M ，則此無線閘道器啟動所述之負載平衡機制。若一無線閘道器判斷本身之一處理器使用率大於第一處理器使用率門檻值，則此無線閘道器啟動所述之負載平衡機制。若一無線閘道器判斷本身之一網路使用率大於第一網路使用率門檻值，則此無線閘道器啟動所述之負載平衡機制。另外，當一無線閘道器啟動負載平衡機制時，此無線閘道器將所廣播之一信標中的負載平衡狀態調整為一已啟動負載平衡狀態。

在本示範實施例中，這些無線閘道器(例如：無線閘道器1101~1104、…、110n )可利用一無線閘道器間通訊協定(Inter Access Point Protocol，IAPP)來溝通，以確定是否所有無線閘道器皆啟動負載平衡機制。然而本發明並不限定於上述，無線閘道器之間還可以利用其他通訊協定來進行負載狀態的更新。另外，當所有無線閘道器都啟動負載平衡機制時，這些無線閘道器可利用一無線閘道器間通訊協定來協同地(collaboratively)判斷是否接受新加入之一無線端末裝置的一連線請求信息。

在本示範實施例中，當所有無線閘道器皆啟動負載平衡機制，且已確定接受新加入無線端末裝置的連線請求信息時，這些無線閘道器指定一無線閘道器廣播一信標讓新加入的該無線端末裝置得知所發出的該連線請求信息會被接受。此外，新加入的無線端末裝置進一步向已選取無線閘道器傳送一連線請求信息以建立連線，而此連線請求信息包括一識別信息的一探測請求封包，已選取無線閘道器藉由所述之識別信息可確認此連線請求信息應被接受。

在無線網路系統20中，多個無線閘道器還可以選擇協同處理尚未建立連線的一無線端末裝置的連線請求。當同區域中所有無線閘道器(例如：無線閘道器1101~1104、…、110m )皆啟動上述之負載平衡機制時，此些無線閘道器利用一無線閘道器間通訊協定來溝通各自的負載狀態，並判斷是否接受尚未連線之一無線端末裝置的一連線請求信息。

當所有無線閘道器皆啟動所述之負載平衡機制時，且已由所有無線閘道器協同判斷可以接受尚未連線(新加入)之無線端末裝置的連線請求信息，則此些無線閘道器可以依序根據每一無線閘道器目前的一處理器使用率、一網路使用率以及已連線無線端末裝置的一總數目，來決定接受此連線請求的一無線閘道器。舉例說明，無線閘道器1101~1104、…、110m 可以依序搜尋各自負載列表，以共同決定具有較低處理器使用率、較低網路使用率以及較少已連線無線端末裝置的一無線閘道器(例如：無線閘道器1103)，並通知此無線閘道器接受目前尚未連線之無線端末裝置(例如：無線閘道器120n )的連線請求信息。介紹完無線網路系統20之後，以下將以圖3A與圖3B進一步介紹無線閘道器與無線端末裝置的功能方塊圖。

圖3A是根據本發明之一示範實施例所繪示一種無線閘道器30的功能方塊圖。無線閘道器30代表在圖2中無線網路系統20中的無線閘道器1101~1104、…、110m 。請同時參照圖2與圖3A，無線閘道器30包括一處理器模組310、一無線收發器(wireless transceiver)模組320與一記憶體模組330。無線收發器模組320用以無線連接至同區域中至少一無線閘道器或至少一無線端末裝置，且包括至少一天線單元(未繪示)。處理器模組310可以包括一或多個中央處理器單元。

請參照圖3A，記憶體模組330包括一負載管理模組331與一通訊協定處理模組332。通訊協定處理模組332耦接至無線收發器模組320，用以至少處理一無線端末裝置所發出的一連線請求信息。負載管理模組331耦接至通訊協定處理模組332，用以廣播一信標，而此信標包括此無線閘道器目前的一負載狀態內容，使得欲連線的一無線端末裝置根據此負載狀態內容來判斷此無線閘道器的一負載狀態。所述之記憶體模組330還可以包括操作系統軟體、韌體模組、驅動程式軟體或其他應用程式，並由處理器模組310執行這些軟體或韌體，但這些軟體或韌體並非本發明的重點，故在此不詳述其細節。

請同時參照圖2與圖3A，處理器模組310耦接至無線收發器模組320與記憶體模組330，用以執行負載管理模組331與通訊協定處理模組332，以及控制無線收發器模組320與記憶體模組330。另外，當一無線端末裝置向此無線閘道器30發出一連線請求信息時，負載管理模組331根據處理器模組330的一處理器使用率選擇接受或處理此連線請求信息，或拒絕此連線請求信息。

在本示範實施例中，負載管理模組331還可以分別根據已連線無線端末裝置的總數目、處理器使用率以及網路使用率來判斷是否啟動負載平衡機制，此部份細節請參照上述之無線閘道器判斷啟動負載平衡機制的相關敘述。然而，本發明並不限定於上述，在其他實施例中，上述之負載管理模組331與通訊協定處理模組332可以用硬體單元來替換，而處理器模組310控制與協調此些負載管理模組(未繪示)與通訊協定處理模組(未繪示)。

圖3B是根據本發明之一示範實施例所繪示一種無線端末裝置35的功能方塊圖。無線端末裝置35代表在圖2中無線網路系統20中的無線端末裝置1201~1207、…、120n 。請同時參照圖2與參照圖3B，無線端末裝置35包括一處理器模組350、一無線收發器模組360與一記憶體模組370。無線收發器模組360用以無線連接至同區域中至少一無線閘道器，且包括至少一天線單元(未繪示)。

在本示範實施例中，記憶體模組370包括一連線管理模組371與一通訊協定處理模組372。通訊協定處理模組372耦接至無線收發器模組360，用以向至少一無線閘道器提出一連線請求信息。連線管理模組317耦接至通訊協定處理模組372，用以維持同區域中多個無線閘道器之負載狀態的一負載列表，並至少根據每一無線閘道器的一處理器使用率在此負載列表中排列此些無線閘道器的負載狀態。當此無線端末裝置35欲連線時，連線管理模組371還查詢此負載列表以選取處於一較低負載狀態的一無線閘道器，並向此已選取無線閘道器傳送一連線請求信息。

處理器模組350耦接至無線收發器模組360與記憶體模組370，用以執行連線管理模組371與通訊協定處理模組372，以及控制無線收發器模組360與記憶體模組370。處理器模組350可以包括一或多個中央處理器單元。

在本示範實施例中，連線管理模組371接收同區域中多個無線閘道器的一或多個信標，從此些信標中獲得每一無線閘道器的一負載狀態內容，並利用此些負載狀態內容以維持同區域中此些無線閘道器之負載狀態的一負載列表。連線管理模組371還可根據每一無線閘道器目前的一處理器使用率、一網路使用率以及已連線無線端末裝置的一總數目，在此負載列表中分別排列此些無線閘道器為一高負載狀態、一中負載狀態與一低負載狀態。

進一步說明，在本示範實施例中，在無線端末裝置35的負載列表中，當一無線閘道器的已連線無線端末裝置的總數目小於等於一預設連線個數門檻值M ，處理器使用率小於等於一第一處理器使用率門檻值(例如：30%)，以及網路使用率小於等於一第一網路使用率門檻值(例如：30%)時，無線端末裝置35的連線管理模組371判定此無線閘道器為一低負載狀態。上述判斷條件為一無線閘道器歸類為低負載族群的條件，而所述之預設連線個數門檻值M 為一正整數。

在本示範實施例中，在一無線端末裝置35的負載列表中，當一無線閘道器的已連線無線端末裝置的總數目小於等於一預設連線個數門檻值M ，處理器使用率小於等於一第二處理器使用率門檻值(例如：60%)，以及網路使用率小於等於一第二網路使用率門檻值(例如：60%)時，無線端末裝置35的連線管理模組371判定此無線閘道器為一中負載狀態。上述判斷條件為一無線閘道器歸類為中負載族群的條件。

在本示範實施例中，在一無線端末裝置35的負載列表中，當一無線閘道器的已連線無線端末裝置的總數目大於一預設連線個數門檻值，或處理器使用率大於一第二處理器使用率門檻值，或網路使用率大於一第二網路使用率門檻值時，無線端末裝置35的連線管理模組371判定此無線閘道器為一高負載狀態。上述判斷條件為一無線閘道器歸類為高負載族群的條件。介紹完無線閘道器與無線端末裝置的細部功能構件之後，以下將以圖4至圖6進一步介紹無線網路負載平衡方法的細部流程。

圖4是根據本發明之另一示範實施例所繪示一無線網路負載平衡方法400的流程圖。請同時參照圖2、圖3A、圖3B與圖4，此方法400由步驟S402開始，每一無線閘道器的負載管理模組，藉由無線收發器模組廣播一信標，而此信標包括此無線閘道器目前的一負載狀態內容(步驟S402)。每一無線端末裝置的連線管理模組，接收同區域中所有無線閘道器的一或多個信標，並獲得所有無線閘道器的負載狀態內容(步驟S404)。

每一無線端末裝置的連線管理模組，分別根據所有無線閘道器目前的一處理器使用率、一網路使用率、已連線無線端末裝置的一總數目，在一負載列表中排列所有無線閘道器的負載狀態(步驟S406)。每一無線端末裝置欲連線時，藉由其連線管理模組查詢其負載列表，以選取處於較低負載狀態的一無線閘道器，並向此已選取無線閘道器傳送一連線請求信息，以與此無線閘道器建立連線(步驟S408)，此方法400到此結束。

圖5是根據本發明之一示範實施例所繪示一種判斷啟動負載平衡機制方法500的流程圖。此方法500開始於步驟S502。一無線閘道器的負載管理模組確認目前已連線的無線端末裝置是否大於預設連線個數門檻值(步驟S502)。若是，則在步驟S502之後進行步驟S508。若否，則在步驟S502後，進行步驟S504。

接著，此無線閘道器的負載管理模組確認目前網路使用率是否大於預設網路使用率門檻值(步驟S504)。若是，則在步驟S504之後，進行步驟S508。若否，則在步驟S504之後，進行步驟S506。

接著，此無線閘道器的負載管理模組確認目前處理器使用率是否大於預設處理器使用率門檻值(步驟S506)。若是，則在步驟S506之後，進行步驟S508。若否，則在步驟S506之後，進行步驟S510。在步驟S508中，此無線閘道器的負載管理模組選擇啟動負載平衡機制。相反地，在步驟S510中，此無線閘道器的負載管理模組選擇不啟動負載平衡機制。在步驟S508與步驟S510之後，此方法500到此結束。

圖6是根據本發明之另一示範實施例所繪示另一種無線網路負載平衡方法600的流程圖。此方法600與無線閘道器負載平衡方法400的不同處在於，在同區域中的所有無線閘道器皆啟動平衡機制時，這些無線閘道器可以合作地或協同地判斷是否要再接受尚未連線之一無線端末裝置的連線請求信息。請同時參照圖2、圖3A、圖3B與圖6，此方法600於步驟S602開始，一無線閘道器的負載管理模組，接收新加入之一無線端末裝置藉由其連線管理模組傳送的一連線請求信息(步驟S602)。在步驟S604中，此無線閘道器的負載管理模組，藉由一無線閘道器間通訊協定與同區域中的其他無線閘道器溝通，以確認或判斷同區域中所有無線閘道器是否都啟動負載平衡機制。若是，則在步驟S604之後，進行步驟S606。相反地，若否，則在步驟S604之後，進行步驟S608。

在步驟S606中，所有無線閘道器共同地或協同地決定是否可以接受新加入之無線端末裝置的此連線請求信息。接著，在步驟S610中，接到此連線請求之無線閘道器的負載管理模組，藉由通訊協定處理模組拒絕此連線請求信息。另外，在步驟S608中，此新加入之無線端末裝置的連線管理模組選取要建立連線的無線閘道器，而已選取的無線閘道器接受其連線請求信息。在步驟S608與S610之後，此方法600到此結束。

綜上所述，本發明的多個實施例提出無線網路系統及其無線閘道器與無線端末裝置。無線網路系統具有負載平衡機制，可平均分配無線端末裝置的連線至同區域中的無線閘道器，以最佳化無線網路的連線。無線端末裝置接收無線閘道器廣播的負載狀態內容，以維持同區域中所有無線閘道器之負載狀態的負載列表，並根據每一無線閘道器的負載狀態選擇處於較低負載狀態的無線閘道器來建立連線，以達成無線網路系統中的負載平衡。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110．．．虛擬私有網路系統

120．．．用戶端裝置

1101~1104、…、110m ．．．無線閘道器

1201~1207、…、120n ．．．無線端末裝置

20．．．無線網路系統

210．．．連線請求信息

220．．．連線回應信息

30．．．無線閘道器

310、350．．．處理器模組

320、360．．．無線收發器模組

330、370．．．記憶體模組

331．．．負載管理模組

332、372．．．無線通訊協定處理模組

35．．．無線端末裝置

372．．．連線管理模組

400、600．．．無線網路負載平衡方法

500．．．判斷啟動負載平衡機制方法

S402~S408、S502~S510、S602~S610．．．步驟

圖1是根據本發明之一示範實施例所繪示一種無線閘道器與無線端末裝置建立連線的示意流程圖。

圖2是根據本發明之一示範實施例所繪示一種無線網路系統的示意圖。

圖3A是根據本發明之一示範實施例所繪示一種無線閘道器的功能方塊圖。

圖3B是根據本發明之一示範實施例所繪示一種無線端末裝置的功能方塊圖。

圖4是根據本發明之另一示範實施例所繪示一無線網路負載平衡方法的流程圖。

圖5是根據本發明之一示範實施例所繪示一種判斷啟動負載平衡機制方法的流程圖。

圖6是根據本發明之另一示範實施例所繪示另一種無線網路負載平衡方法的流程圖。

20．．．無線網路系統

1101~1104、…、110m ．．．無線閘道器

1201~1207、…、120n ．．．無線端末裝置

210．．．連線請求信息

220．．．連線回應信息

Claims (18)

1. 一種無線網路系統，包括：至少一無線閘道器，每一無線閘道器用以廣播一信標，該信標包括該無線閘道器目前的一負載狀態內容；至少一無線端末裝置，每一無線端末裝置用以接收同區域中所有無線閘道器的一或多個信標，並至少根據每一無線閘道器之該負載狀態內容中的一處理器使用率，在該負載列表中排列所有無線閘道器的負載狀態；以及其中，當一無線端末裝置欲連線時，該無線端末裝置查詢該負載列表以選取處於一較低負載狀態的一無線閘道器，並向該已選取無線閘道器傳送一連線請求信息。
2. 如申請專利範圍第1項所述的無線網路系統，更包括以下特徵：每一無線閘道器於本身之負載狀態改變時，廣播該信標，其中該負載狀態內容包括該無線閘道器目前的該處理器使用率、一網路使用率、已連線無線端末裝置的一總數目以及一負載平衡狀態。
3. 如申請專利範圍第2項所述的無線網路系統，更包括以下特徵：每一無線端末裝置維持所有無線閘道器之負載狀態的該負載列表；以及每一無線端末裝置更依序根據所有無線閘道器目前之一處理器使用率、一網路使用率以及已連線無線端末裝置的一總數目，在該負載列表中排列所有無線閘道器的負載狀態為一高負載狀態、一中負載狀態與一低負載狀態。
4. 如申請專利範圍第3項所述的無線網路系統更包括以下特徵：該低負載狀態為一無線閘道器的已連線無線端末裝置的總數目小於等於一預設連線個數門檻值，該處理器使用率小於等於一第一處理器使用率門檻值，以及該網路使用率小於等於一第一網路使用率門檻值；該中負載狀態為一無線閘道器的已連線無線端末裝置的總數目小於等於一預設連線個數門檻值，該處理器使用率小於等於一第二處理器使用率門檻值，以及該網路使用率小於等於一第二網路使用率門檻值；以及該高負載狀態為一無線閘道器的已連線無線端末裝置的總數目大於一預設連線個數門檻值，或該處理器使用率大於一第二處理器使用率門檻值，或該網路使用率大於一第二網路使用率門檻值。
5. 如申請專利範圍第1項所述的無線網路系統無線網路系統更包括以下特徵：該連線請求信息包括一探測請求封包、一驗證請求封包或一聯結請求封包。
6. 如申請專利範圍第1項所述的無線網路系統無線網路系統更包括以下特徵：若一無線閘道器判斷本身之一已連線無線端末裝置的總數目大於一預設連線個數門檻值，則該無線閘道器啟動一負載平衡機制；若一無線閘道器判斷本身之一處理器使用率大於一第一處理器使用率門檻值，則該無線閘道器啟動該負載平衡機制；以及若一無線閘道器判斷本身之一網路使用率大於一第一網路使用率門檻值，則該無線閘道器啟動該負載平衡機制。
7. 如申請專利範圍第6項所述的無線網路系統更包括以下特徵：當一無線閘道器啟動該負載平衡機制時，該無線閘道器將所廣播之一信標中的一負載平衡狀態調整為一已啟動負載平衡狀態；當所有無線閘道器皆啟動該負載平衡機制時，該些無線閘道器利用一無線閘道器間通訊協定來溝通各自的負載狀態，並協同地(collaboratively)判斷是否接受新加入之一無線端末裝置的一連線請求信息；以及當所有無線閘道器皆啟動該負載平衡機制，且已確定接受該新加入無線端末裝置的該連線請求信息時，指定一無線閘道器廣播一信標讓新加入的該無線端末裝置得知所發出的該連線請求信息會被接受，而新加入的該無線端末裝置向該已選取無線閘道器傳送該連線請求信息，其中該連線請求信息包括一識別信息的一探測請求封包。
8. 一種無線閘道器，適用於提供至少一無線端末裝置的無線網路連線服務，該無線閘道器包括：一無線收發器模組，用以無線連接至同區域中至少一無線閘道器或至少一無線端末裝置；一記憶體模組，包括：一通訊協定處理模組，耦接至該無線收發器模組，用以至少處理一無線端末裝置所發出的一連線請求信息；以及一負載管理模組，耦接至該通訊協定處理模組，用以廣播一信標，該信標包括該無線閘道器目前的一負載狀態內容，使得欲連線的一無線端末裝置根據該負載狀態內容來判斷該無線閘道器的一負載狀態；以及一處理器模組，耦接至該無線收發器模組與該記憶體模組，用以執行該通訊協定處理模組與該負載管理模組，以及控制該無線收發器模組與該記憶體模組。
9. 如申請專利範圍第8項所述的無線閘道器，其中該負載管理模組確認該無線閘道器的該負載狀態改變時，該負載管理模組廣播該信標，其中該負載狀態內容包括該無線閘道器目前的一處理器使用率、一網路使用率、已連線無線端末裝置的一總數目以及一負載平衡狀態。
10. 如申請專利範圍第9項所述的無線閘道器更包括以下特徵：該連線請求信息包括一探測請求封包、一驗證請求封包或一聯結請求封包；當該負載管理模組確認該無線閘道器之一已連線無線端末裝置的一總數目大於一預設連線個數門檻值時，該負載管理模組啟動一負載平衡機制；當該負載管理模組確認該無線閘道器之一處理器使用率大於一第一處理器使用率門檻值時，該負載管理模組啟動一負載平衡機制；以及當該負載管理模組確認該無線閘道器之一網路使用率大於一第一網路使用率門檻值時，該負載管理模組啟動該負載平衡機制。
11. 如申請專利範圍第10項所述的無線閘道器更包括以下特徵：當該負載管理模組啟動該負載平衡機制時，該負載管理模組將廣播之一信標中該負載平衡狀態調整為一已啟動負載平衡狀態；當同區域中所有無線閘道器皆啟動該負載平衡機制時，該負載管理模組利用一無線閘道器間通訊協定與同區域中其他無線閘道器溝通各自的負載狀態，並協同地(collaboratively)判斷是否接受新加入之一無線端末裝置的一連線請求信息；以及當所有無線閘道器皆啟動該負載平衡機制，該負載管理模組通知該通訊協定處理模組廣播一信標，使得新加入的該無線端末裝置得知所發出的該連線請求信息會被接受。
12. 一種無線端末裝置，適用於連線至一無線閘道器，該無線端末裝置包括：一無線收發器模組，用以無線連接至同區域中至少一無線閘道器；一記憶體模組，包括：一通訊協定處理模組，耦接至該無線收發器模組，用以向一無線閘道器發出一連線請求信息；以及一連線管理模組，耦接至該通訊協定處理模組，用以維持同區域中多個無線閘道器之負載狀態的一負載列表，並至少根據每一無線閘道器的一處理器使用率在該負載列表中排列該些無線閘道器的負載狀態；一處理器模組，耦接至該無線收發器模組與該記憶體模組，用以執行該通訊協定處理模組與該連線管理模組，以及控制該無線收發器模組與該記憶體模組；以及其中，當該無線端末裝置欲連線時，該連線管理模組查詢該負載列表以選取處於一較低負載狀態的一無線閘道器，並向該已選取無線閘道器傳送一連線請求信息。
13. 如申請專利範圍第12項所述的無線端末裝置，其中該連線管理模組接收同區域中多個無線閘道器的一或多個信標，從該些信標中獲得每一無線閘道器的一負載狀態內容，並利用該些負載狀態內容以維持同區域中該些無線閘道器之負載狀態的一負載列表。
14. 如申請專利範圍第12項所述的無線端末裝置更包括以下特徵：該負載狀態內容包括一無線閘道器目前的一處理器使用率、一網路使用率、已連線無線端末裝置的一總數目以及一負載平衡狀態。
15. 如申請專利範圍第14項所述的無線端末裝置更包括以下特徵：該連線管理模組根據每一無線閘道器目前的一處理器使用率、一網路使用率以及已連線無線端末裝置的一總數目，在該負載列表中分別排列該些無線閘道器為一高負載狀態、一中負載狀態與一低負載狀態。
16. 如申請專利範圍第15項所述的無線端末裝置更包括以下特徵：當一無線閘道器的已連線無線端末裝置的總數目小於等於一預設連線個數門檻值，該處理器使用率小於等於一第一處理器使用率門檻值，以及該網路使用率小於等於一第一網路使用率門檻值時，該連線管理模組判斷該無線閘道器為該低負載狀態；當一無線閘道器的已連線無線端末裝置的總數目小於等於該預設連線個數門檻值，該處理器使用率小於等於一第二處理器使用率門檻值，以及該網路使用率小於等於一第二網路使用率門檻值時，該連線管理模組判斷該無線閘道器為該中負載狀態；以及當一無線閘道器的已連線無線端末裝置的總數目大於該預設連線個數門檻值，或該處理器使用率大於該第二處理器使用率門檻值，或該網路使用率大於該第二網路使用率門檻值，該連線管理模組判斷該無線閘道器為該高負載狀態。
17. 如申請專利範圍第12項所述的無線端末裝置，其中該連線請求信息包括一探測請求封包、一驗證請求封包或一聯結請求封包。
18. 如申請專利範圍第17項所述的無線端末裝置，其中當所有無線閘道器皆啟動一負載平衡機制，且已確定接受該無線端末裝置的該連線請求信息時，該無線端末裝置包括以下特徵：該連線管理模組接收一無線閘道器所廣播的一信標以獲知所發出的該連線請求信息會被接受；以及該連線管理模組向該已選取無線閘道器傳送該連線請求信息，其中該連線請求信息包括一識別信息的一探測請求封包。