[發(fā)明專利]一種多無線模塊快速切換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810071237.3
• 申請(qǐng)日: 2008-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN101610553A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣新華;鄒復(fù)民;王桐森;林漳希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建工程學(xué)院
• 主分類號(hào): H04W36/00
• 分類號(hào): H04W36/00;H04B7/26
• 代理公司: 廈門市新華專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 翁素華

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明是關(guān)于一種無線網(wǎng)絡(luò)中交通干線無線寬帶的接入方法，特別是指一種多無線模塊快速切換方法。

【背景技術(shù)】

快速切換是交通干線無線寬帶接入遇到的關(guān)鍵技術(shù)難題之一。傳統(tǒng)WiFi(Wireless?Fidelity，無線保真)的AP(Access?Point，無線接入點(diǎn))間切換時(shí)間在1～2s以內(nèi)，無法滿足交通干線的快速移動(dòng)應(yīng)用。在高速公路，汽車的最快行駛速度達(dá)到120km/h，而我國現(xiàn)在的高速鐵路已經(jīng)達(dá)到200公里/小時(shí)以上，也就是接近40m/s。由于WiFi的覆蓋距離有限，即使采用定向天線沿道路進(jìn)行定向覆蓋，為保證較好的接入效果，其覆蓋距離一般均在1公里內(nèi)。以普通AP的切換速度，快速行駛的車輛從進(jìn)入AP覆蓋區(qū)域到離開，其駐留時(shí)間不到25s，而信號(hào)質(zhì)量較好的時(shí)間還不到20s，嚴(yán)重影響信息的傳輸，特別是對(duì)于流媒體的傳輸。

根據(jù)802.11協(xié)議定義的站點(diǎn)主動(dòng)切換方法，在同一個(gè)擴(kuò)展服務(wù)集(ESS，Extended?Service?Set)中，當(dāng)STA(Station，無線站點(diǎn))失去當(dāng)前連接后，STA將執(zhí)行AP掃描過程并根據(jù)空口信號(hào)質(zhì)量，選擇其中信號(hào)最強(qiáng)的AP作為切換目標(biāo)接入。802.11s定義了支持快速的AP間切換方法IAPP(Inter-Access?Point?Protocol，接入點(diǎn)互操作協(xié)議)，IAPP方法在當(dāng)前連接完全中斷前就可以切換到一個(gè)信號(hào)質(zhì)量更優(yōu)的目標(biāo)AP，其切換性能相對(duì)站點(diǎn)主動(dòng)切換方法有了顯著提高。

采用802.11的站點(diǎn)主動(dòng)切換方法，除了數(shù)百毫秒的切換延時(shí)之外，還具有以下3個(gè)方面的缺陷：1)所有AP必需歸屬于同一個(gè)ESS，即配置為相同的ESSID(ESS標(biāo)識(shí)號(hào))；而只要配置為相同的ESSID，該AP則成為STA的接入目標(biāo)；2)在執(zhí)行AP切換前，其傳輸性能已經(jīng)急劇惡化；3)在執(zhí)行AP切換后，其傳輸性能的優(yōu)化也是一個(gè)緩慢的過程。

而對(duì)于IAPP方法，由于STA僅有一個(gè)無線模塊，它具有如下2個(gè)方面的缺陷：1)后臺(tái)掃描進(jìn)程將使前臺(tái)無線傳輸過程中斷數(shù)百毫秒；2)在執(zhí)行AP切換后，其傳輸性能的優(yōu)化仍然是一個(gè)緩慢的過程。

對(duì)于車載通信網(wǎng)關(guān)，由于其車-地?zé)o線傳輸鏈路需要承載整個(gè)車載網(wǎng)絡(luò)對(duì)外通信的數(shù)據(jù)流，前臺(tái)無線傳輸通常沒有空閑時(shí)間留給后臺(tái)掃描進(jìn)程進(jìn)行鄰近AP掃描。沒有后臺(tái)掃描就沒法找到新的目標(biāo)AP。顯然，后臺(tái)掃描是IAPP切換方法的關(guān)鍵，而如果強(qiáng)制進(jìn)行后臺(tái)掃描，則每次均將使前臺(tái)無線傳輸中斷數(shù)百毫秒。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述IAPP方法的兩個(gè)關(guān)鍵缺陷，提供一種支持AP間無縫切換的多無線模塊快速切換方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：一種多無線模塊快速切換方法，包括如下步驟：

1)首先采用主無線模塊以及從無線模塊，由獨(dú)立的主無線模塊負(fù)責(zé)前臺(tái)無線傳輸任務(wù)，同時(shí)由獨(dú)立的從無線模塊負(fù)責(zé)后臺(tái)掃描任務(wù)，實(shí)現(xiàn)前臺(tái)無線傳輸和后臺(tái)掃描的并發(fā)工作；

2)當(dāng)從無線模塊尋找到新的信號(hào)質(zhì)量更優(yōu)的目標(biāo)無線接入點(diǎn)時(shí)，則切換到目標(biāo)無線接入點(diǎn)，形成從鏈路，即從無線模塊與目標(biāo)無線接入點(diǎn)構(gòu)成的鏈路；

3)從鏈路的傳輸性能逐步得到優(yōu)化；

4)當(dāng)從鏈路的傳輸性能優(yōu)于主鏈路時(shí)，切換兩條鏈路的主從角色，即將原從鏈路切換為主鏈路，將原主鏈路切換為從鏈路；

5)依據(jù)切換過的鏈路更新二層路由；

6)返回步驟1)，循環(huán)執(zhí)行上述進(jìn)程。

該發(fā)明可進(jìn)一步具體為：

所述步驟1)進(jìn)一步包括：

主無線模塊以及從無線模塊分別驅(qū)動(dòng)為1號(hào)網(wǎng)絡(luò)接口(例如標(biāo)志符為wlan0)和2號(hào)網(wǎng)絡(luò)接口(例如標(biāo)志符為wlan1)，然后采用綁定模塊bonding，以主從模式(Acitve-Backup)將1號(hào)網(wǎng)絡(luò)接口和2號(hào)網(wǎng)絡(luò)接口捆綁在一起并虛擬為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口(例如標(biāo)志符為bond0)；

1號(hào)網(wǎng)絡(luò)接口與當(dāng)前無線接入點(diǎn)保持正常的數(shù)據(jù)通信，同時(shí)由主鏈路監(jiān)測(cè)子程序報(bào)告當(dāng)前無線接入點(diǎn)的各種信息，2號(hào)網(wǎng)絡(luò)接口則周期性掃描周圍的無線接入點(diǎn)，同時(shí)由從鏈路監(jiān)測(cè)子程序報(bào)告目標(biāo)無線接入點(diǎn)的各種信息。

所述步驟2)進(jìn)一步包括：2號(hào)網(wǎng)絡(luò)接口周期性掃描周圍的無線接入點(diǎn)以更新候選無線接入點(diǎn)列表，并選取最優(yōu)無線接入點(diǎn)作為目標(biāo)無線接入點(diǎn)接入，形成從鏈路。

所述主鏈路監(jiān)測(cè)子程序包括依次進(jìn)行的下述步驟：

獲取主鏈路狀態(tài)，包括當(dāng)前無線接入點(diǎn)的各種信息；

判斷當(dāng)前主鏈路有無正常連接？若無連接，則重新連主鏈路，然后重新獲取主鏈路狀態(tài)，若正常連接，進(jìn)入下一步；