无线基站搜索方法、无线基站搜索装置以及无线基站搜索程序

摘要

本发明利用主动扫描搜索无线基站以及无线信道，有效地选择可获得良好的通信质量的无线基站以及无线信道。在本发明中，设定无线信道的扫描顺序，通过与扫描顺序对应的指定的无线信道发送无线基站搜索的探索请求，当接收到了探索响应时，制作包含表示发送了该探索响应的无线基站的信息及其接收水平的连接候补AP列表，参照连接候补AP列表，从接收水平超过预定的阈值的无线基站中选择1个无线基站，通过指定的无线信道执行与所选择的1个无线基站的连接处理，当没有接收到探索响应时、或者当在连接候补AP列表中不存在接收水平超过阈值的无线基站时，直到针对设定了扫描顺序的所有无线信道的扫描结束为止，指定下一顺序的无线信道，并重复扫描。

说明书

技术领域

本发明涉及在可与无线LAN系统的多个无线基站连接的无线终端中从预先作为连接对象候补来登记有连接所需的信息的多个无线基站中搜索要连接的无线基站以及无线信道的无线基站搜索方法、无线基站搜索装置以及无线基站搜索程序。

背景技术

以往，在无线LAN系统的无线基站的搜索方法中，作为标准规定有被动扫描和主动扫描这两种(非专利文献1)。

在IEEE802.11标准的“11.1.3.1Passive scanning”中示出的被动扫描的无线终端接收无线基站所发送的信标(控制信号)，并基于其中所包含的连接信息来决定连接的无线基站。即，无线终端基于被包含在所接收的信标中的连接信息，选择与预先作为连接先候补来登记的无线基站的SSID(Service Set Identifier)一致的无线基站，并执行连接处理。当存在多个可利用的无线信道时，对各无线信道依次进行搜索。

在IEEE802.11标准的“11.1.3.2 Active scanning”中示出的主动扫描的无线终端对可利用的各个无线信道发送无线基站搜索的探索请求。探索请求被广播，其中设定有预先作为连接先候补来登记的无线基站的SSID或者广播SSID(SSID＝0)。无线终端在发送探索请求之后，启动定时器并监视响应，如果在该监视时间内没有收到探索响应，则搜索下一个无线信道。另一方面，接收到探索请求的无线基站如果设定在探索请求中的SSID与自身的SSID一致或者是广播SSID，则作为对该探索请求的响应而向探索请求的发送源发送探索响应。被包含在该探索响应中的连接信息与被包含在信标中的是相同的，无线终端根据该连接信息选择与预先作为连接先候补登记的无线基站的SSID一致的无线基站，并执行连接处理。

非专利文献1：IEEE802.11标准“11.1.3.1Passive scanning”、“11.1.3.2 Active scanning”。

发明内容

在无线LAN系统中，虽然作为无线基站的搜索方法而规定了上述两种方法，但是这些仅仅规定了无线基站的信息收集方法，并没有规定怎么利用所收集的连接信息。因此，即使存在多个可连接的无线基站或无线信道，也没有从中选择可获得良好的通信质量的无线基站或无线信道。

然而，从无线基站的搜索至无线连接的建立为止的时间越短越好。被动扫描由于只进行接收动作，因此具有消耗电力少的优点，但是在各无线信道中即使最短也无法避免信标间隔的扫描，因此存在搜索时间变长的缺点。另一方面，主动扫描由于需要收发动作，因此消耗电力大，但是由于无线终端能够能动地搜索无线基站，因此有利于缩短搜索时间。然而，为了选择通信质量最优的无线基站或无线信道，需要在所有可利用的无线信道进行主动扫描收集连接信息并对其进行比较，随着可利用信道的增加而出现搜索时间变长的问题。另外，还存在找到了可连接的无线基站和无线信道就马上进行连接的方法，但是无法保证该无线基站和无线信道的组合是最优的。

本发明提供了能够利用主动扫描搜索无线基站以及无线信道并且能够有效地选择可获得良好的通信质量的无线基站以及无线信道的无线基站搜索方法、无线基站搜索装置以及无线基站搜索程序。

第一发明是一种无线基站搜索方法，所述方法是可与多个无线基站连接的无线终端通过主动扫描搜索要连接的无线基站以及无线信道的无线基站搜索方法，其特征在于所述无线基站搜索方法包括：第1步骤，其中，设定无线信道的扫描顺序；第2步骤，其中，通过与扫描顺序对应的指定的无线信道发送无线基站搜索的探索请求；第3步骤，其中，当接收到了针对探索请求的探索响应时，制作连接候补AP列表，其中连接候补AP列表包含表示发送了该探索响应的无线基站的信息及其接收水平；第4步骤，其中，参照连接候补AP列表，从接收水平超过预定的阈值的无线基站中选择1个无线基站；第5步骤，其中，通过指定的无线信道执行与在第4步骤中选择的1个无线基站的连接处理；以及第6步骤，其中，当在第3步骤中没有接收到探索响应时、或者当在第4步骤中在连接候补AP列表中不存在接收水平超过阈值的无线基站时，直到针对在第1步骤中设定了扫描顺序的所有无线信道的扫描结束为止，指定下一顺序的无线信道，并返回第2步骤。

另外，也可以在第5步骤之前具有第7步骤，在所述第7步骤中，针对在第4步骤中选择的无线基站通过指定的无线信道发送预定的分组信号，并且根据相对于发送数的响应信号的接收数计算出分组错误率，当该分组错误率小于等于预定的阈值时转入第5步骤，当该分组错误率超过预定的阈值时转入第6步骤。

另外，也可以在第5步骤之前具有第8步骤，在所述第8步骤中，通过指定无线信道进行预定时间的载波监听并测量表示该无线信道忙碌的忙碌时间率，当该忙碌时间率小于等于预定的阈值时转入第5步骤，当该忙碌时间率超过预定的阈值时转入第6步骤。

另外，也可以在第5步骤之前具有第9步骤，在所述第9步骤中，扫描与指定的无线信道邻近的无线信道，当发出了响应的无线基站的接收水平小于等于预定的阈值时转入第5步骤，当该接收水平超过预定的阈值时转入第6步骤。

另外，无线基站搜索方法还包括：第10步骤，其中，当在第4步骤中连接候补AP列表中不存在接收水平超过阈值的无线基站时，存储指定的无线信道和连接候补AP列表，并进入第6步骤；以及第11步骤，其中，当在第6步骤中针对所有无线信道的扫描已结束时，从在第10步骤中存储的连接候补AP列表的接收水平中选择最大接收水平的无线基站以及无线信道，并通过该无线信道执行与该无线基站的连接处理。并且，也可以在第11步骤之后存在第12步骤，在第12步骤中，进行在不低于预定的最小阈值的范围内降低在第4步骤中用于下一次扫描的接收水平的阈值的处理。

另外，在以上的无线基站搜索方法中，也可以在第1步骤中，作为预先扫描的无线信道来设定预定的优先信道，并对该优先信道设定扫描顺序，在第6步骤中，按照优先信道的扫描顺序指定下一个扫描的无线信道，并且当针对所有优先信道的扫描已结束时，从非优先信道中指定下一个扫描的无线信道。

另外，也可以从当前连接中的无线基站获取邻近的无线基站所利用的无线信道，并将该无线信道设定为下一次扫描中的第1步骤的优先信道。

另外，也可以保存过去连接过的无线基站以及无线信道的历史，并根据历史推测在当前连接中的无线基站之后要连接的无线基站的无线信道，并且将该无线信道设定为下一次扫描中的第1步骤的优先信道。

另外，也可以当从在第4步骤中接收水平超过预定的阈值的无线基站中选择了要连接的1个无线基站时、或者不存在接收水平超过预定的阈值的无线基站时，保存与没被选择的无线基站相关的连接候补AP列表，当当前连接中的无线基站的接收水平降低了时，从所保存的连接候补AP列表中将接收水平处于上位的无线信道设定为下一次扫描中的第1步骤的优先信道。

第二发明是一种无线基站搜索装置，所述装置是可与多个无线基站连接的无线终端通过主动扫描搜索要连接的无线基站以及无线信道的无线基站搜索装置，其特征在于所述无线基站搜索装置包括：信道设定部，其设定无线信道的扫描顺序；无线连接处理部，其通过与扫描顺序对应的指定的无线信道进行扫描，并制作连接候补AP列表，连接候补AP列表包括表示响应了该扫描的无线基站的信息及其接收水平；以及无线基站选择部，其参照连接候补AP列表，从接收水平预定的阈值的无线基站中选择1个无线基站，并指示无线连接处理部通过指定的无线信道对1个无线基站进行连接处理，当对扫描没有响应时、或者当在连接候补AP列表中不存在接收水平超过阈值的无线基站时，指示对下一个指定的无线信道进行扫描。

无线基站选择部也可以被构成为：当连接候补AP列表中不存在接收水平超过阈值的无线基站时存储该无线信道和连接候补AP列表，当针对所有无线信道的扫描已结束时从连接候补AP列表的接收水平中选择最大接收水平的无线基站以及无线信道，指示无线连接处理部通过所选择的无线信道与所选择的无线基站进行连接处理。并且，无线基站选择部也可以被构成为进行在不低于预定的最小阈值的范围内降低在下一次扫描中使用的接收水平的阈值的处理。

信道设定部也可以被构成为作为预先扫描的无线信道而设定预定的优先信道，对该优先信道设定扫描顺序，并且当对所有优先信道的扫描已结束时，从非优先信道中指定下一个扫描的无线信道。

第三发明是一种无线基站搜索程序，所述程序是可与多个无线基站连接的无线终端通过主动扫描搜索要连接的无线基站以及无线信道的无线基站搜索程序，其特征在于所述无线基站搜索程序包括：设定无线信道的扫描顺序的步骤；通过与扫描顺序对应的指定的无线信道进行扫描，并且制作包括表示响应了扫描的无线基站的信息及其接收水平的连接候补AP列表的步骤；以及参照连接候补AP列表，从接收水平预定的阈值的无线基站中选择1个无线基站，并指示无线连接处理部通过指定的无线信道对1个无线基站进行连接处理，当对扫描没有响应时、或者当在连接候补AP列表中不存在接收水平超过阈值的无线基站时，指示对下一个指定的无线信道进行扫描的步骤。

本发明能够对规定的无线信道或限定的优先信道设定扫描顺序，并且当在所扫描的无线信道中找到了接收水平超过阈值的无线基站时，对该无线基站执行连接处理，并中止之后的扫描。

由此，能够与通过一定的接收水平可获得充分的通信质量的无线信道以及无线基站连接。另外，以容易连接的扫描顺序、并且在找到了接收水平超过阈值的AP的时间点上中止扫描，由此与对全部无线信道随机扫描的现有方法相比能够缩短连接时间。

附图说明

图1是示出本发明的包含AP搜索装置的无线终端的实施方式；

图2是示出本发明的AP搜索方法的第1实施方式的流程图；

图3是示出本发明的AP搜索方法的第2实施方式的流程图；

图4是示出分组错误率的测量示例的图；

图5是示出本发明的AP搜索方法的第3实施方式的流程图；

图6是示出本发明的AP搜索方法的第4实施方式的流程图；

图7是示出本发明的AP搜索方法的第5实施方式的流程图；

图8是示出本发明的AP搜索方法的第6实施方式的流程图。

具体实施方式

(AP搜索装置的实施方式)

图1示出本发明的包含AP搜索装置的无线终端的实施方式。在这里，将无线基站简略地记为AP。

在图中，包含AP搜索装置的无线终端在包含切换(hand over)时在内的AP连接时进行主动扫描，通过预定的无线信道与AP1、AP2、AP3中的预定的AP连接，并且经由连接的AP与网络连接。在无线终端中，与AP搜索装置相关的是无线连接处理部11、连接候补AP列表12、信道设定部13以及AP选择部14。

信道设定部13按照以下说明的顺序指定进行主动扫描的无线信道，并通知无线连接处理部11。无线连接处理部11在与AP之间的无线区间收发无线分组，并通过根据信道设定部13的指示所指定的无线信道执行主动扫描，当接收到针对所发送的探索请求的探索响应时，将用于确定发送了探索响应的AP的识别信息(例如，BSSID(Basic Service Set Identifier，基本服务集标识符))及其接收水平输出到连接候补AP列表12。连接候补AP列表12将来自无线连接处理部11的、通过指定的无线信道中的主动扫描发送了探索响应的AP的识别信息及其接收水平作为列表来保存。AP选择部14从连接候补AP列表12中选择符合以下说明的条件的AP，并且指示无线连接处理部11执行针对该AP的连接处理。无线连接处理部11通过主动扫描的无线信道针对AP选择部14所选择的AP执行连接处理。对于图中的其他的连接关系，在以下各实施方式中进行说明。

(AP搜索方法的第1实施方式)

图2示出本发明的AP搜索方法的第1实施方式。以下，参照图1所示的无线终端的构成示例来进行说明。

在图中，信道设定部13作为要扫描的无线信道而在规定的所有无线信道中设定预定的优先信道，并对该优先信道设定扫描顺序(S1)。另外，本处理包含针对规定的所有无线信道设定扫描顺序的情况。无线连接处理部11通过与信道设定部13指示的扫描顺序对应的指定的无线信道发送AP搜索的探索请求(S2)。然后，等待从接收了该探索请求的AP发送的探索响应。在这里，当接收到了针对指定的无线信道的探索请求的探索响应时，根据表示发送了该探索响应的AP的信息及其接收水平制作连接候补AP列表12(S3)。

AP选择部14参照连接候补AP列表12，从接收水平超过预定的阈值的AP中选择要连接的1个AP，并通知给无线连接处理部11(S4)。在这里，利用作为AP固有的识别信息的BSSID来选择唯一的AP。无线连接处理部11针对AP选择部14所通知的1个AP通过所扫描的无线信道执行连接处理(S5)。

当在步骤S3中通过指定的无线信道的扫描没有接收到探索响应时、或者当在步骤S4中在连接候补AP列表12中不存在接收水平超过阈值的AP时，直到针对在步骤S1中设定了扫描顺序的所有的优先信道的扫描结束为止，指定下一个顺序的优先信道(S6、S7)，返回步骤S2的扫描。另外，当即便针对所有优先信道的扫描已结束也没有找到接收水平超过阈值的AP时，以包含非优先信道的所有无线信道为对象执行同样的处理(S8、S9)。

如上所述，在本实施方式中，对规定的无线信道或限定的优先信道设定扫描顺序，并且在所扫描的无线信道中找到了接收水平超过阈值的AP时，对该AP执行连接处理，并中止之后的扫描。通过设定该扫描顺序，例如可以对对于无线系统整体来说利用频率低的无线信道优先进行扫描、或者对对于自身来说利用频率高的无线信道优先进行扫描，从而能够缩短连接时间。另外，由于若超过一定的接收水平则通信质量差别不大，因此与对所有无线信道进行扫描以选择接收水平最大的AP的情况相比，在找到了接收水平超过阈值的AP的时间点上中止扫描，从而能够缩短连接时间。

然而，在以往的无线LAN系统中，指定作为网络ID的SSID以进行无线连接。但是，在该方法中，可能存在具有相同的SSID的多个AP，即使通过主动扫描确定了应当连接的AP，也不一定能与该AP连接。在本实施方式中，在步骤S4中，指定作为AP固有的识别信息的BSSID，在步骤S5中作为连接处理对象的AP而利用BSSID执行连接处理，由此解决以往的课题。

(AP搜索方法的第2实施方式)

图3表示本发明的AP搜索方法的第2实施方式。

本实施方式的特征在于：在图2所示的第1实施方式的处理顺序中在步骤S5之前通过所扫描的无线信道针对在步骤S4选择的AP发送预定的分组信号，并且根据相对于该发送数的响应信号的接收数来测量分组错误率(S11)。图4表示分组错误率的测量示例。在这里，示出了发送控制分组1～8并接收到了其中两个ACK分组的情况，计算出分组错误率为0.75。接下来，如果在所扫描的无线信道中测量的分组错误率小于等于预定的阈值，则转入步骤S5，如果分组错误率超过预定的阈值，则转入步骤S6(S12)。

通常，即便所扫描的无线信道的接收水平高，但是在利用相同的无线信道的其他无线系统或电子仪器等的噪声大的情况下，无法确保充分的通信质量。本实施方式实际测量所扫描的无线信道中的分组错误率，若分组错误率小于等于预定的阈值则执行连接处理，由此能够确保良好的通信质量。

(AP搜索方法的第3实施方式)

图5示出本发明的AP搜索方法的第3实施方式。

本实施方式的特征在于：在图2所示的第1实施方式的处理顺序中，在步骤S5之前通过所扫描的无线信道进行预定时间的载波监听(carrier sense)，并测量表示该无线信道忙碌的忙碌时间率(S13)。忙碌时间率是忙碌(无线信道处于使用中)和空闲(无线信道未使用)的时间比率。接下来，如果在所扫描的无线信道中测量的忙碌时间率小于等于预定的阈值，则转入步骤S5，如果忙碌时间率超过预定的阈值，则转入步骤S6(S14)。

通常，即便所扫描的无线信道的接收水平高，但是如果该无线信道的忙碌时间率高，则无法确保充分的通信质量。本实施方式实际测量所扫描的无线信道中的忙碌时间率，若忙碌时间率小于等于预定的阈值则执行连接处理，从而能够确保良好的通信质量。

(AP搜索方法的第4实施方式)

图6示出本发明的AP搜索方法的第4实施方式。

本实施方式的特征在于：在图2所示的第1实施方式的处理顺序中，在步骤S5之前扫描与所扫描的无线信道邻近的无线信道(前后1～2信道)(S15)。接下来，检测出发出响应的无线基站的接收水平，如果接收水平小于等于预定的阈值，则转入步骤S5，如果接收水平超过预定的阈值，则转入步骤S6(S16)。

例如，在2.4GHz带宽的无线LAN中，无线电波波及邻接信道以及第二个邻接的信道，即便所扫描的无线信道接收水平高，但是在邻近信道被利用的环境下，也无法确保充分的通信质量。本实施方式扫描所扫描的无线信道的邻近的无线信道，若其接收水平小于等于阈值则执行连接处理，从而能够确保良好的通信质量。

另外，在如上所示的第2～第4实施方式中，当所扫描的无线信道的AP中的接收水平超过阈值并且将该无线信道和AP作为连接对象时，用于确保良好的通信质量的这些处理顺序可以任意组合使用。

(AP搜索方法的第5实施方式)

图7示出本发明的AP搜索方法的第5实施方式。本实施方式适用于图2所示的第1实施方式，也同样适用于第2～第4实施方式。

本实施方式的特征在于：当在步骤S4中连接候补AP列表中不存在接收水平超过阈值的AP时，将所扫描的无线信道和连接候补AP列表进行存储，然后转入步骤S6(S21)。另外，当即便在步骤S6、S8中结束了针对所有优先信道以及所有无线信道的扫描也没有找到接收水平超过阈值的无线信道时，从在步骤S21中所存储的连接候补AP列表的接收水平中选择最大接收水平的AP以及无线信道，并通过该无线信道与该AP执行连接处(S22)。

另外，对于在第2～第4实施方式中没能满足各自的条件的无线信道，也同样可以当即便在步骤S6、S8中结束了针对所有优先信道以及所有无线信道的扫描也没有找到满足该条件的无线信道时，选择次好的AP以及无线信道，并通过该无线信道执行与该无线基站的连接处理。

(AP搜索方法的第6实施方式)

图8示出本发明的AP搜索方法的第6实施方式。本实施方式适用于图2所示的第1实施方式以及图7所示的第5实施方式。

当不满足第1实施方式中的接收水平条件并且即便在步骤S6、S8中结束了针对所有优先信道以及所有无线信道的扫描也没有找到满足该条件的无线信道时，存在以下的可能性：若在此次扫描中采用第5实施方式的方法则能够找到执行连接处理的无线信道以及AP，但是在下一次扫描中就会重复相同的操作。

在本实施方式中，在步骤S22之后，进行以下处理：在不小于预定的最小阈值Smin的范围内降低在步骤S4中用于下一次扫描的接收水平的阈值S(S23、S24、S25)。由此，在下一次扫描中，容易确定满足接收水平条件以执行连接处理的无线信道以及AP，能够实现有效的主动扫描。另外，优选的是，当在一定时间内没有利用无线终端时，将接收水平的阈值复位成初始值。

(AP搜索方法的第7实施方式)

说明在以上说明的实施方式的步骤S1中从规定的所有无线信道中作为要扫描的无线信道设定预定的优先信道的方法。

第1方法是：利用IEEE802.11k标准，从当前连接中的AP获取邻近的AP所利用的无线信道，将该无线信道设定为下一次扫描中的优先信道。

第2方法是：保存过去所连接的AP以及无线信道的历史，根据该历史推测在当前连接中的AP之后要连接的AP的无线信道，并将该无线信道设定为下一次扫描中的优先信道。该过去的AP连接历史被保存在图1所示的信道设定部13中并被运用。

例如，当作为前天的连接顺序而存在AP1和无线信道#3、AP5和无线信道#11、AP2和无线信道#7这样的历史时，若当前连接中的是AP1和无线信道#3，则将根据前天的历史而被预测为与下一个要连接的AP5、AP2对应的无线信道#11、#7设定为优先信道。

第3方法是：在步骤S4参照连接候补AP列表12，当从接收水平超过预定的阈值的AP中选择了要连接的1个AP时、或者当不存在接收水平超过预定的阈值的AP时，保存与没有被选择的AP相关的连接候补AP列表。然后，当当前连接中的AP的接收水平降低了时，从所保存的连接候补AP列表中将接收水平处于上位的无线信道设定为下一次扫描中的优先信道。图1所示的信道设定部13获取连接候补AP列表12和AP选择部14所选择的AP信息来制作并保存该没被选择的连接候补AP列表。

例如，当当前连接中的无线信道中的AP接收水平降低且进行通过切换的主动扫描时，无线终端可能向上一次因接收水平低而没被选择的AP的方向移动。因此，从上一次的没被选择的连接候补AP列表中将接收水平处于上位的无线信道设定为优先信道。

以上说明的构成AP搜索的控制处理的各步骤可以作为程序预先存储在ROM等中，并使作为计算机的CPU读取该程序并执行。