数据的WI-FI接入点协调传输的制作方法

数据的wi-fi接入点协调传输
1.优先权
2.本技术案主张2019年7月12日申请的具有相同标题且其全部内容以引用的方式并入本文中的序列号为16/510,596的共同拥有的、共同待决的美国专利申请案的优先权。
技术领域
3.本公开大体上涉及无线网络领域，并且具体来说，在一个示范性方面中，涉及用于无线局域网内的数据传输的接入点协调的设备及方法。各种所公开实施例在使用无线网络系统的客户端装置极少或根本不参与或极少感知到或根本感知不到的情况下增强无线网络系统。


背景技术：

4.无线联网技术使无线装置能够彼此传达数据。无线技术的一个常见应用是向在连接到因特网的无线网络的覆盖区域内的装置提供网络接入。一种此技术是wi-fi
tm
(ieee标准802.11)，其已成为消费类电子产品中的无线联网的事实标准。wi-fi使得多个互连接入点(ap，通常也称为“热点”)能够提供范围从小到本地咖啡馆或住宅区到整个公司及大学校园的覆盖区域。
5.在商业上，wi-fi在例如机场、酒店及餐厅等地点提供高价值服务。企业及/或促销活动通常提供因特网服务以吸引客户。相关领域的一般技术人员将容易了解，典型无线ap具有大约一百(100)英尺的有效连接范围，这取决于例如建筑物或其它结构(及其构造材料)及其它干扰发射器的存在与否等因素。典型的家庭wi-fi网络设置可包含与和后端通信的ap(及/或连接到ap的调制解调器)进行无线通信的用户的客户端装置，其中客户端装置必须在允许客户端装置检测来自ap的信号并与ap进行通信的特定范围内。通过将具有重叠覆盖的数个ap分组在一起，可形成大覆盖区域。
6.虽然单个wi-fi网络可具有多个ap，但客户端装置(例如，手机、膝上型计算机、平板计算机等)一次只能与一个ap关联。无线客户端装置通常通过一个ap连接到wi-fi网络，并仅使用那个ap继续与网络通信，直到其被迫断开连接并解除关联—举例来说，当接入点关闭时，或其信号变得太弱而无法工作时—并查找/关联不同接入点。此过程给客户端装置带来建立连接的负担，并迫使客户端装置在断开连接、搜索及重新连接到无线网络方面浪费时间。
7.另外，即使客户端装置可使用两个或更多个ap，所述客户端装置也将仅从其当前与之关联的ap接收及传输数据。此外，任何给定ap与客户端之间的通信是“半双工”的(即，在任何给定时间仅为单向的)。这些因素可能导致网络遭受超载或负载不平衡状况，其中那个网络的某些ap具有过多的业务(由于与那个特定ap相关联的客户端太多)，而其它可用ap未得到充分利用。
8.为此，需要改进方法及设备来协调到/来自多个ap的无线网络业务。理想情况下，此改进方法及设备还将利用ap及客户端装置的现存协议及硬件/固件/软件，以便于最小化
甚至消除对此类装置的任何修改的需要。


技术实现要素：

9.本公开尤其通过提供用于无线局域网内的数据传输的接入点协调的方法及设备来满足上述需求。
10.在第一方面中，公开一种经配置以在至少一个局域网内使用的接入点(ap)设备。在一个实施例中，ap设备包含：无线收发器，其经配置以利用无线局域网(wlan)空中接口协议；处理器设备，其与无线收发器数据通信；及存储设备，其与处理器设备进行数据通信并且具有非暂时性计算机可读存储媒体，所述存储媒体包括具有多个指令的至少一个计算机程序。
11.在一个变体中，多个指令经配置以当由处理器设备执行时，致使ap设备：接收从启用无线的客户端装置向ap设备发出的至少一个请求，所述至少一个请求与ap设备与启用无线的客户端设备之间的至少用户数据的互换相关；评估所接收的至少一个请求的至少一部分以确定ap设备服务于所述请求的至少足够性；并且至少部分基于所述评估，致使：(i)产生至少一个消息用于传输到与所述至少一个局域网相关联的无线设备，所述至少一个消息包括与所述ap设备与所述启用无线的客户端装置之间的关联相关的数据，且经配置以致使所述无线设备利用与所述关联相关的所述数据来实现基本上与所述ap设备与所述启用无线的客户端装置之间的所述至少用户数据的所述互换并行的所述无线设备与所述启用无线的客户端装置之间的所述至少用户数据的互换，及(ii)将至少一个消息传输到无线设备。
12.在一个实施方案中，多个指令进一步经配置以当由处理器设备执行时，致使ap设备维至少一个局域网内的ap设备的至少一部分的注册表或列表。ap设备从注册表或列表选择无线设备。无线设备从注册表或列表中的选择是例如至少基于与注册表或列表内的ap设备的至少部分中的每一者相关联的一或多个参数的算法评估，所述一或多个参数选自由以下各者组成的群组：(i)涉及与启用无线的客户端装置的关联的历史数据；及(ii)当前可用性状态。
13.在另一实施例中，无线设备包括商品wlan ap设备，并且ap设备的至少一个计算机程序包括在ap设备的制造之后被安置到ap设备上的固件。
14.在另一实施方案中，至少一个消息向无线设备的传输包括经由ap设备与无线设备之间的有线数据网络接口的传输。例如，有线数据网络接口可为为至少一个局域网内的ap设备及无线设备中的每一者指定网络地址的协议，并且传输包括到无线设备的网络地址的传输。
15.在另一实施方案中，与ap设备与启用无线的客户端装置之间的关联相关的数据包括至少bssid(基本服务集标识符)及万能钥匙数据。
16.在另一方面中，公开一种从两个或更多个无线接入点向客户端提供服务的方法。在一个实施例中，所述方法包含：将客户端装置与第一接入点相关联；向第二接入点提供关于关联的数据；及在第二接入点中利用所提供的数据从第一及第二接入点两者向客户端提供并发服务。在一个变体中，接入点及客户端都是wi-fi(ieee标准802.11)兼容的，并且接入点承担ap角色，而客户端承担sta角色。所提供的数据包含第一ap的万能钥匙及bssid(基
本服务集标识符)，借此使得第二ap能够在与客户端/sta的交互方面仿效或“克隆”第一ap的操作。
17.在所述方法的一个变体中，现有媒体接入/争用机制用于提供从参与的ap中的每一者到客户端的数据传输/从客户端到参与的ap中的每一者的数据传输。在另一变体中，至少参与的ap根据由控制器逻辑断言的规定机制(例如，tdma或其它方法)与客户端互换数据。
18.在另一方面，提供一种使用接入点协调系统管理无线局域网(wlan)的方法。在一个实施例中，所述方法包含：建立具有接入点控制器(ap控制器)及具有重叠覆盖的多个无线接入点(ap)的无线局域网，每一ap能够授予到wlan中的接入；建立从至少一个客户端装置到wlan的连接，所述连接通过与ap中的一者的关联进行；及使用ap协调系统来满足来自至少一个客户端装置的请求。在一个实施例中，wlan是wi-fi(即，ieee标准802.11)兼容网络。
19.在一个变体中，一种客户端装置创建与wlan中的第一ap的关联，而不创建与wlan中的任何其它ap的关联。在一个实施方案中，第一ap向一或多个其它ap传输客户端装置信息及其自身的标识信息。在一个此实施方案中，第一ap向ap控制器或其它中间过程传输信息，并且ap控制器在一或多个其它ap当中分布信息。
20.在另一实施例中，ap控制器关于连接到网络的客户端装置评估wlan内的ap。所述评估可包含确定ap相对于客户端装置的信号强度。在一个变体中，ap控制器为wlan中的每一客户端装置创建可行/可用ap的目录。在一个实施方案中，目录可根据ap关于客户端装置的信号强度及/或其它指标(例如客户端相对于已知ap位置的已知位置、客户端与给定ap的过去或历史关联或其它)来进行排序。在一个变体中，ap控制器周期性地关于客户端装置重新评估ap并更新目录。在另一变体中，ap控制器仅在由事件(例如发送到网络的客户端装置请求)提示时评估ap。
21.在一个实施例中，所述方法包含在第一ap处接收客户端装置请求，并使用网络ap(包含第一ap)中的两者或更多者来满足客户端请求，而不强制客户端装置与除第一ap以外的任何ap相关联。客户端装置请求可为下载或上传请求。在一个变体中，所述方法包含指示满足客户端请求的所有ap利用第一ap的标识信息。在一个变体中，标识信息是第一ap的bssid。
22.在又一实施例中，所述方法包含向ap控制器发送客户端装置请求信息及ap调度信息，使ap控制器处理客户端装置请求信息及ap调度信息，使ap控制器为客户端请求创建优化传输调度，以及向一或多个ap发送包含优化传输调度的指令。在一个实施例中，到一或多个ap中的每一者的指令是在特定时隙满足客户端请求的至少部分的指令。指令还含有与客户端装置相关联的ap的标识/地址信息。在一个实施方案中，满足客户端请求的至少部分包含以相关联ap的bssid向客户端装置传输数据。在另一实施方案中，满足客户端请求的至少部分包含接受从客户端装置发送到相关联ap的bssid的数据。
23.在一个实施例中，根据预定参数进行优化传输调度。所述参数可包含阈值时间、阈值信号强度、操作中使用的ap的数目等。
24.在另一实施例中，所述方法包含：使第一ap接收来自客户端装置的请求；确定第一ap不能在一或多个规定参数内满足所述请求；标识能够在规定参数内满足所述请求(的其
余部分)的第二ap；以及使用所述第一及所述第二ap的组合根据所述规定参数来满足所述请求。在一个实施例中，由ap控制器进行确定及标识。在另一实施例中，由第一ap进行确定及标识的至少部分。
25.在另一实施例中，所述方法包含从第一ap向第二ap传输帧保护万能钥匙，所述帧保护万能钥匙包含客户端装置标识数据、第一ap标识数据及其它数据。在一个变体中，第一ap标识数据是第一ap的bssid(或mac地址)，并且客户端装置标识数据是客户端装置的mac地址。其它数据可包含安全信息，例如，先前在第一ap与客户端装置之间建立的将允许第二ap模仿第一ap的任何数据/秘钥/加密协议。在实施方案中，所述方法包含从第一ap向第二ap传输调度信息。第一与第二ap之间的通信可为直接通信，或者通过ap控制器及/或另一网络实体(例如，路由器)进行/促进。
26.在另一方面中，提供一种在无线局域网内满足客户端装置请求的方法，其包含：从与第一接入点(ap)相关联的客户端装置接收客户端装置请求；处理客户端装置请求；以及使用一或多个ap满足客户端装置请求。在一个变体中，一或多个ap可包含或可不包含第一ap。在一个实施例中，在第一接入点的bssid下屏蔽满足客户端装置请求的ap，使得客户端装置不知晓其连接到除第一ap之外的任何ap。
27.在本公开的另一方面中，提供一种wlan系统。wlan系统包含接入点控制器(ap控制器)及具有重叠覆盖的多个无线接入点(ap)。在一个实施例中，ap控制器独立装置。在另一实施例中，ap控制器集成在网络实体(ap、路由器、调制解调器等)中的一或多者内。在一个实施方案中，ap控制器物理上位于本地场所处。替代地，ap控制器远程位于基础设施的头端或后端中。wlan系统经配置以提供到及来自系统内的客户端装置的传输的ap协调。
28.在本公开的另一方面中，提供一种ap控制器设备。在一个实施例中，控制器设备经配置用于在局域网内使用，并管理到启用无线的装置的无线业务，并且包含：处理器设备；以及存储设备，其与所述处理器设备进行数据通信且具有非暂时性计算机可读存储媒体，所述存储媒体包括具有存储在其上的多个指令的至少一个计算机程序。
29.在一个变体中，多个指令经配置以当由处理器设备执行时致使控制器设备进行以下操作：注册及评估位于局域网中的ap；接受客户端装置请求(直接来自客户端装置或通过ap)；接受/获得ap调度信息；接受/获得ap标识信息；根据预定参数及ap调度信息处理客户端装置请求；为客户端装置请求创建优化传输调度；并向ap传输ap指令。在实施例中，ap控制器包含后端网络接口及wlan网络接口，并且ap指令通过wlan网络接口传输。在实施例中，ap指令包含优化传输调度及ap标识信息。在一个实施例中，ap控制器独立装置。在另一实施例中，ap控制器集成在ap、路由器及/或调制解调器内。
30.在另一方面中，公开一种计算机可读设备。在一个实施例中，计算机可读设备包括存储媒体，所述存储媒体包括具有存储在其上的多个指令的至少一个计算机程序。在一个变体中，计算机可读设备是ap控制器的部分。
31.当根据本文提供的公开内容考虑时，这些及其它方面将变得明显。
附图说明
32.图1是说明对本公开的各种方面有用的示范性混合光纤同轴网络配置的功能框图。
33.图2a是根据本公开的对等启用接入点(ap)设备的一个实施例的功能框图。
34.图2b是根据本公开的网络启用接入点(ap)设备的一个实施例的功能框图。
35.图3a是根据本公开的本地无线接入点控制器设备的一个实施例的功能框图。
36.图3b是根据本公开的网络或集中式无线接入点控制器设备的一个实施例的功能框图。
37.图4a是对本公开的各种实施例有用的示范性ap协调架构的逻辑框图。
38.图4b是对本公开的各种实施例有用的另一示范性ap协调架构的逻辑框图。
39.图4c是对本公开的各种实施例有用的另一示范性ap协调架构的逻辑框图。
40.图5是展示ap覆盖区域的根据本公开的各种实施例的无线局域网(wlan)的一个示范性实施例的图形表示。
41.图6a是展示根据本公开的第一实施例的wlan内的各种实体之间的示范性消息及数据交换的梯形图。
42.图6b是展示根据本公开的第二实施例的wlan内的各种实体之间的示范性消息及数据交换的梯形图。
43.图6c是展示根据本公开的第三实施例的wlan内的各种实体之间的示范性消息及数据交换的梯形图。
44.图7a是根据本公开的使用wlan的多个ap服务于客户端装置的通用方法的示范性实施例的逻辑流程图。
45.图7b是根据本公开的使用wlan的多个ap服务于客户端装置的通用方法的另一示范性实施例的逻辑流程图。
46.图7c是根据本公开的使用wlan的多个ap服务于客户端装置的通用方法的另一示范性实施例的逻辑流程图。
47.图7d是根据本公开的使用wlan的多个ap服务于客户端装置的通用方法的另一示范性实施例的逻辑流程图。
48.图8是用于通过本公开的wlan的多个ap服务于客户端装置互换的方法的示范性实施例的逻辑流程图。
49.图8a是处理图8的方法的客户端装置互换的方法的示范性实施例的逻辑流程图。
50.图9a到9b是根据第一场景的针对三个wlan ap的示范性时间调度的图形表示。
51.图10a到10d是根据公开第二种场景的针对三个wlan ap的示范性时间调度的图形表示。
52.本文公开的所有图是copyright 2018-2020特许通信运营有限责任公司(charter communications operating，llc)。保留所有权利。
具体实施方式
53.现在参考图式，其中相似编号始终指代相似部分。
54.如本文所使用，术语“接入点”通常是指且不限于网络节点，其实现用户或客户端装置与网络内的另一实体(例如，wi-fi ap或充当群组所有者(go)的wi-fi直接启用装置)之间的通信。
55.如本文所使用，术语“应用程序”大体上是指且不限于实施某一功能性或主题的可
执行软件的单位。应用程序的主题跨许多学科及功能(例如按需内容管理、电子商务交易、经纪交易、家庭娱乐、计算器等)变化很大，并且一个应用程序可具有一个以上主题。可执行软件的单位通常在预定环境中运行；举例来说，所述单位可包含在javatv
tm
环境内运行的可下载的java xlet
tm
。
56.如本文所使用，术语“客户端装置”包含(但不限于)机顶盒(例如，dstb)、网关、调制解调器、个人计算机(pc)及微型计算机(无论是桌上型计算机、膝上型计算机还是其它)，以及移动装置，例如手持计算机、pda、个人媒体装置(pmd)、平板计算机、“平板手机”、智能手机及交通工具信息娱乐系统或类似系统。
57.如本文所使用，术语“计算机程序”或“软件”意指包含执行功能的任何序列或人类或机器可感知步骤。此程序可在几乎任何编程语言或环境中呈现，包含例如c/c 、fortran、cobol、pascal、汇编语言、标记语言(例如，html、sgml、xml、voxml)及类似者，以及面向对象的环境，例如公共对象请求代理架构(corba)、java
tm
(包含j2me、javabeans等)及类似者。
58.如本文所使用，术语“因特网(internet)”及“因特网(internet)”可互换地指代包含(但不限于)因特网的互联网络。
59.如本文所使用，术语“存储器”包含适于存储数字数据的任何类型的集成电路或其它存储装置，其包含(但不限于)rom.prom、eeprom、dram、sdram、ddr/2sdram、edo/fpms、rldram、sram、“快闪”存储器(例如，nand/nor)及psram。
60.如本文所使用，术语“微处理器”及“处理器”或“数字处理器”通常意在包含所有类型的数字处理装置，包含(但不限于)数字信号处理器(dsp)、精简指令集计算机(risc)、通用(cisc)处理器、微处理器、门阵列(例如，fpga)、pld、可重新配置的计算机结构(rcf)、阵列处理器、安全微处理器及专用集成电路(asic)。此类数字处理器可包含在单个单一ic裸片上，或跨多个组件分布。
61.如本文所使用，术语“mso”或“多系统运营商”是指有线、卫星或地面网络提供商，其具有通过所述媒体递送包含编程及数据的服务所需的基础设施。
62.如本文所使用，术语“网络”及“承载网络”通常指任何类型的电信或数据网络，包含(但不限于)混合光纤同轴电缆(hfc)网络、卫星网络、蜂窝或电信网络以及数据网络(包含man、wan、lan、wlan、因特网及内联网)。此类网络或其部分可利用任何一或多种不同拓扑(例如，环、总线、星形、环路等)，传输媒体(例如，有线/rf电缆、rf无线、毫米波、光学等)及/或通信或联网协议(例如，sonet、docsis、ieee标准802.3、atm、x.25、帧中继、3gpp、3gpp2、wap、sip、udp、ftp、rtp/rtcp、h.323等)。
63.如本文所使用，术语“网络接口”是指与组件或网络的任何信号或数据接口，包含(但不限于)火线(例如，fw400、fw800等)、usb(例如，usb2)、以太网(例如，10/100、10/100/1000(千兆以太网)、10-gig-e等)、moca、coaxsys(例如，tvnet
tm
)、射频调谐器(例如，带内或oob、电缆调制解调器等)、wi-fi(802.11)、3gpp(lte/lte-a/5g nr)、wimax(802.16)、z-wave、pan(例如，802.15)、电力线载波(plc)或irda系列的组件或网络。
64.如本文所使用，术语“wi-fi”是指(但不限于)ieee标准802.11或相关标准的任何变体。
65.如本文所使用，术语“无线”意指任何无线信号、数据、通信或其它接口，包含(但不
限于)wi-fi、蓝牙、3g(3gpp/3gpp2)、hsdpa/hsupa、tdma、cdma(例如，is-95a、wcdma等)、fhss、dsss、gsm、pan/802.15、wimax(802.16)、802.20、z-wave、窄带/fdma、ofdm、pcs/dcs、lte/lte-a、5g nr、模拟蜂窝、cdpd、卫星系统、毫米波或微波系统、声学及红外(即，irda)。
66.概述
67.在wi-fi无线网络中，多个客户端装置(例如，“sta”装置)可连接到一个ap。然而，在给定的时间段内(例如，在一毫秒帧内)，ap只能向一个客户端装置发送数据或从一个客户端装置接收数据。此外，由于wi-fi通信是半双工通信，ap或客户端装置不能同时发送及接收数据。由于这些限制，即使假设相关接收器处存在足够高的信号强度，客户端装置通常也需要“后退(back off)”并等待发送请求或接收数据，且因此繁忙或高度拥塞的ap可能无法服务于所有客户端请求，包含具有足够带宽以按可靠方式维持qoe(体验质量)或qos(服务质量)要求。
68.在多ap系统中，如果第一ap由于例如拥塞而不能服务于客户端请求，那么相关客户端装置的范围内的另一ap可能能够提供更高级别的服务。然而，由于客户端装置在现有802.11协议下一次仅通过一个ap进行通信，因此客户端装置与第一ap解除关联、获得合适的第二ap以及与第二ap的随后关联都是必需。本公开通过允许与给定客户端装置通信或能够与给定客户端装置通信的多个接入点的逻辑聚合有利地克服此缺陷，而不强制客户端装置单独与多个接入点中的每一者解除关联/关联。
69.一方面，本公开利用以下事实：给定wi-fi网络内的接入点(ap)共享相同的网络名称或服务集标识符(ssid)；每一接入点具有其自身的唯一基本服务集标识符(bssid)，其基于其媒体接入控制(mac)地址，唯一基本服务集标识符(bssid)用作接入点的唯一标识符。给定网络中所有bssid的列表称为扩展基本服务集标识符(essid)。在一个实施例中，当客户端装置(例如，sta)连接到wi-fi网络时，其通过与属于所述网络的一个接入点(例如，具有唯一bssid1的ap1)相关联来进行所述连接。此后，客户端装置通过允许一或多个其它无线接入点(ap2、ap3等)在与同一客户端装置通信时“仿冒”或克隆ap1的bssid(bssid1)来通过这些其它ap发送及接收数据。换句话说，ap2可根据bssid1的凭证向客户端装置传输数据，使得客户端装置相信数据是源自ap1，而实际上其是经由ap2与客户端之间的单独空中接口物理地传输的。类似地，由客户端装置发送到ap1(到bssid1)的数据可由系统内的多个ap接收。以此方式，完全避免切换操作，并且客户端装置不需要为与第二(及甚至第三)接入点通信而与一个接入点解除关联以便实现所需的增加的数据吞吐量。
70.此外，在一些实施例中，客户端/sta可有利地是简单的商品类型装置；由于采用现有的媒体接入及争用解决机制，因此无需对客户端(以及因此普遍存在的商品客户端装置的安装基础)进行任何修改。示范性实施例中的客户端仅将来自多个ap的传输视为源自单个ap，并且当事实上多个参与的ap(假设所有所述ap都在客户端的无线范围内)接收到此类传输时，客户端同样将数据传输到“单个ap”。
71.在另一变体中，至少从ap侧用规定的媒体接入方案(例如，tdma时隙调度)替换前述现存的接入及争用解决机制，使得指示参与的ap中的每一者至少根据调度进行传输。在一个实施方案中，客户端有利地不需要知晓此调度或与之同步；其仅将来自多个参与的ap的传输视为仅以规定的序列或时序来自与其相关联的同一ap的传输。因而，客户端处的来
自多个信号的争用或干扰在很大程度上被避免。
72.服务提供商网络
73.图1说明可与本文描述的wlan利用设备及方法的特征一起使用的典型服务提供商网络配置。在本公开的一个实施例中，此服务提供商网络100用于提供从服务提供商的服务节点(例如hfc电缆或fttc/ftth分路器)到不同场所或场馆/住宅的主干及回程。举例来说，一或多个独立或嵌入式docsis电缆调制解调器(cm)112与各种wlan架构组件(例如，ap及控制器，如果使用)进行数据通信，如下文更详细地描述，以便于向所服务组件提供双向数据通信。
74.在某些实施例中，服务提供商网络100还有利地允许聚合及/或分析用户或账户特定数据(尤其包含与此类用户或账户相关联的特定ap或控制器装置)，作为根据本文描述的示范性递送模型向用户提供服务的部分。作为仅一个实例，装置特定的id(例如，bssid、mac地址或类似者)可与维护在例如网络头端107处的mso用户数据交叉相关，以便于尤其允许或至少促进(i)对mso网络的用户/装置认证；(ii)向特定用户能力、人口统计或装备位置提供服务的区域、场所或场馆的方面的相关，例如用于递送位置特定或有针对性的内容或广告；及(iii)确定订阅级别，且因此确定用户权限及对某些可适用的服务的使用权。此外，特定装置的装置简档可由mso维护，使得mso(或其自动代理过程)可针对无线或其它能力对装置进行建模。
75.图1的mso网络架构100对于与本公开的各种方面一致的分组化内容(例如，在分组或帧结构或协议内携载的编码数字内容)的递送特别有用。除点播及广播内容(例如，直播视频节目)之外，图1的系统还可经由因特网协议(ip)及tcp(即，通过wlan无线电承载)向最终用户(包含ap的106a到c的最终用户)提供因特网数据及ott(过顶)服务，尽管在数字通信领域中众所周知的类型的其它协议及传送机制可被替代。
76.图1的网络架构100通常包含经由光学环137与至少一个集线器117通信的一或多个头端107。分布集线器117能够经由调制解调器/网关装置(如适用)、经由插入式网络基础设施145向各种“客户端”设备(例如，ap 106a到c)提供内容。从对图1的检查将了解，各种wlan ap可各自可充当网络的“客户端”装置。举例来说，在一些安装中，给定ap的控制器104在物理上不同于其组成ap的106的位置或从其组成ap的106的位置移除，并且需要(例如，有线、无线、光学)phy承载来在控制器与其组成ap之间传达控制数据，以及ap到用于用户数据/平面功能的核心/主干的回程。在一个此类架构中，控制器104b(在使用的情况下)可进一步朝向mso分布网络的核心放置，而各种组成ap的被放置在边缘处。替代地，两个装置104a、106都可靠近边缘(并且例如，如图1所展示由边缘qam或rf载波140服务)。在两种情况下，mso基础设施可用于控制及来自每一装置的用户数据，并经由mso基础设施将其传达给其它组件，就像给定mso的两个地理上相异客户可经由其场所中的其相应docsis调制解调器传达数据一样。每一组件在网络内具有ip地址，且因而可由其它组件接入。
77.此外，如图1中的组合单元106b展示，给定控制器及其ap可根据需要共址(即，物理上及逻辑上集成)。此也可为“杂交的”，例如其中一个组成ap与控制器共址(并且潜在地物理集成)，而所述控制器的其余ap的在地理上及物理上分布，并且可或可不具有控制器逻辑。
78.因此，图1中展示不同ap/控制器场景用于说明与本公开一致的安装及操作的可能
多样性。这些包含：(i)具有至少一个商品ap 106c及至少一个远程(网络)控制ap 106a的安装；(ii)具有至少一个商品ap 106c及至少一个控制器启用的ap 106b的安装；及(iii)具有所有商品ap 106c及本地控制器104a的安装。
79.在图1的mso网络100中，各种内容源103、103a用于向内容服务器104、105及源服务器121提供内容。举例来说，可从本地、区域或网络内容库接收内容，如在标题为“用于通过带宽高效网络的分组化内容递送的设备及方法(apparatus and methods for packetized content delivery over abandwidth-efficient network)”的共同拥有的第8,997,136号美国专利中论述，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文中。替代地，可从线性模拟或数字馈送以及第三方内容源接收内容。因特网内容源103a(例如，网页服务器)向分组化内容源服务器121提供因特网内容。还可在源服务器121处接收其它ip内容，例如因特网协议语音(voip)及/或iptv内容。还可从用户及非用户装置(例如，pc或源自智能手机的用户制作的视频)接收内容。
80.图1的网络架构100可进一步包含旧有多路复用器/加密器/调制器(mem；未展示)。在本上下文中，内容服务器104及分组化内容服务器121可经由lan耦合到头端交换装置122，例如802.3z千兆以太网(或“10g”)装置。对于经由mso基础设施(即，qam)的下游递送，视频及音频内容在头端107处被多路复用，并经由光学环137传输到边缘交换机装置138(其也可包括802.3z千兆以太网装置)。
81.在一个示范性内容递送范例中，基于mpeg的视频内容(例如，mpeg-2、h.264/avc)可通过相关物理传送(例如，相应ap 106的docsis信道及wlan承载)递送到基于用户ip的客户端装置；这就是mpeg-over-ip-over-mpeg。具体来说，可使用ip网络层协议来封装更高层mpeg或其它编码内容，所述ip网络层协议接着利用所属领域中众所周知的类型的mpeg分组/容器格式来通过rf信道或其它传送(例如经由多路复用传送流(mpts))来递送。在此分组模式中的递送可为单播、多播或广播。
82.图1的实施方案的例如电缆调制解调器112及相关联的ap 106及控制器104(在使用的情况下)的个别装置可经配置以监测意在用于其服务的客户端或用户场所/地址的ip分组的特定指派的rf信道(例如经由端口或套接字id/地址，或其它此机制)。与因特网服务相关联的ip分组由边缘交换机接收，并转发到电缆调制解调器终端系统(cmts)139。cmts检查分组，并将意在用于本地网络的分组转发到边缘交换机。其它分组在一个变体中被丢弃或路由到另一组件。
83.边缘交换机将从cmts接收的分组转发到qam调制器，qam调制器在一或多个物理(经qam调制的rf)信道上将分组传输到“客户端”wlan装置。ip分组通常在不同于用于广播视频及音频节目的“带内”rf信道的rf信道上传输，尽管这不是要求。
84.在一个实施方案中，图1中展示的cm 112各自服务于场所或场馆，例如用户场所、公寓楼会议中心或酒店结构(例如，宾馆)，其包含一或多个ap节点用于为2.4ghz ism频带内的wlan接入提供wlan服务(例如，802.11-2016兼容wi-fi)节点，或甚至e-utran毫微微蜂窝、cbrs(公民宽带无线电服务)节点或其它此类装置。
85.与前述递送机制并行(或代替前述递送机制)，mso主干131及其它网络组件可用于经由非mso网络向“客户端”wlan装置104、106递送分组化内容。举例来说，所谓的“ott”内容(无论是紧密耦合还是其它方式)可被摄取、存储在mso的网络基础设施内，并经由插入式服
务提供商网络(其可包含公用因特网)111递送到ap(例如，在本地咖啡店，经由通过调制解调器连接到咖啡店的服务提供商的wlan ap，其中用户的启用ip的最终用户装置108利用因特网浏览器或mso/第三方应用程序根据基于http的方法通过mso主干131将内容流式传输到第三方网络到服务提供商调制解调器113(或光学解调器)到ap，并经由ap无线接口到用户装置。
86.接入点架构
87.图2a说明根据本公开的一个示范性无线接入点106b。如所展示，示范性接入点装置包含：处理器子系统202、具有对等控制器逻辑205的存储器模块204、wlan网络接口206及回程接口208。
88.在一个示范性实施例中，处理器202可包含安装在一或多个衬底上的数字信号处理器、微处理器、现场可编程门阵列或多个处理组件中的一或多者。处理器子系统202还可包含内部高速缓存存储器(例如，l1/l2/l3或其它类型的高速缓存)。处理器子系统与存储器子系统304通信，后者包含存储器，所述存储器可例如包括sram、快闪及/或sdram组件，或甚至“3d”存储器阵列。存储器子系统可实施dma类型的硬件中的一或多者，以便促进所属领域中众所周知的数据存取。
89.处理器子系统202经配置以执行存储在存储器204中的至少一个计算机程序(例如，非暂时性计算机可读存储媒体)。计算机程序可包含多个计算机可读指令，其经配置以建立、监测及维护回程接入链路。如本文其它地方更详细地描述的，存储器可含有经配置以实施对等控制器功能的逻辑(例如，一或多个程序)205，包括根据公共bssid/万能钥匙聚合两个或更多个共址或靠近的ap。
90.在一个实施例中，wlan接口是802.11兼容的客户端(例如，sta)接口206(例如，wi-fi接口)，并且经配置以与一或多个无线装置互换一或多个数据。无线接入点的每一客户端装置具有在无线网络内唯一的地址(例如，ip地址)；所述地址可用于与对应装置通信。在更复杂的网络中，地址可在逻辑上划分为网络地址的范围等。
91.在无线接入点106b的一个实施方案中，回程接口208经配置以使得ap 106b能够：(i)向上游回程接入点及/或接入点控制器(例如在图3a或图3b中分别为ap控制器104a或104b)注册；及(ii)管理回程链路连接性以支持针对其无线客户端的网络连接性。在一个示范性实施例中，接入点的注册包含向由无线网络提供的接入点注册服务注册。在一个示范性实施例中，注册包含认证及授权到服务提供商的网络的接入点。在成功认证及授权后，接入点经启用/指示以为其无线客户端提供热点功能性。在一个变体中，接入点根据由服务提供商的网络提供的信息提供网络服务。举例来说，网络可为接入点指定ssid。在另一实例中，网络可指示接入点操作完全独立子网(具有唯一ssid)等。在一个实施例中，服务提供商的网络可通过接入点控制器向接入点提供指令。
92.在一个示范性实施例中，图2a的装置106b的客户端接口206及回程接口208包括一或多个无线无线电接口。在一些变体中，客户端接口与回程接口在物理上相异；在其它变体中，所述接口在逻辑上通过相同物理无线电接口执行(例如，时间及/或频率多路复用)。一般来说，无线电接口并入有滤波器、低噪声放大器(lna)、功率放大器(pa)及经配置以经由空中接口传输调制波形的天线组合件的组合件。如所展示，无线电/调制解调器子系统可经配置以支持mimo(多输入多输出)天线技术，其中多个天线用于传输及接收信令。通过mimo，
可使用相同时频资源并行传输多个独立数据流。为区分共享此相同时频资源的数据流，应用空分多路复用。相关领域的一般技术人员将容易了解，siso(单入单出)、simo(单入多出)及miso(多入单出)天线方案可被同等成功地替代。
93.在一个实施例中，图a的装置的回程接口208包括连接到回程网络的调制解调器、路由器、网关、ap控制器或其它服务节点的有线接口(例如，gbe、10g或类似)。虽然本公开主要涉及符合ieee 802.3的以太网实施方案，但鉴于本公开的内容，相关领域的一般技术人员将容易了解，本文描述的各种原理容易适用于任何有线接口，包含(但不限于)：火线(例如，fw400、fw800等)、usb(例如，usb2)、以太网(例如，10/100、10/100/1000(千兆以太网)、10-gig-e等)、moca、coaxsys(例如，tvnet
tm
)等。
94.在ap 106b的此实施例中，ap包含对等ap控制器逻辑205，其经配置以使得ap能够产生消息用于传输到给定服务区域或场所内的一或多个其它ap(所述消息包含数据)，以使得接收方ap能够实施传输ap的bssid及万能钥匙数据的“克隆”，使得接收方ap可实际上作为传输ap的他我(alter-egos)来起作用，并且与之同时关于每一被服务的客户端进行操作。
95.在一个示范性实施方案中，ap对等方之间的通信经由以太网(例如，gbe)或存在于ap之间的其它lan有线连接来实现，例如经由与两个ap进行数据通信的公共路由器或调制解调器。替代地，本公开考虑对等ap中的至少一者，当与其指定的对等“控制器”ap通信时，充当sta装置(其中对等控制器充当ap)，使得协调数据(例如，bssid及万能钥匙数据)可经由两个装置之间的无线信道(即，使用802.11空中接口信道)从控制器传输到接收方或“仆从(minion)”ap。在另一变体中，接收方sta各自经配置以充当ap及sta(即，用于服务于目标客户端的ap，以及用于与传输ap进行数据互换的sta，包含用bssid及万能钥匙数据产生的发消息)。此方法避免在聚合中起作用的两个(或更多个)ap之间的单独有线(例如，以太网)数据连接。
96.在又一其它实施例中，ap可装备有替代通信信道(例如蓝牙或ble，或另一pan接口，例如ieee标准802.15.4)。
97.图2b说明本公开的ap的另一实施例，其中ap 106a包含客户端控制器逻辑215，其在ap 106a与之进行逻辑通信的单独的本地或基于云的控制器104a、104b内充当基于网络的“服务器”控制器逻辑的逻辑客户端。以此方式，客户端控制器逻辑215在操作期间充当“主”网络控制器104a、104b的“仆从”，包含在利用与一或多个客户端的多ap数据传输的周期期间如本文描述那样分配bssid及万能钥匙值。
98.此外，如下文更详细论述，虽然由ap使用的数据回程及接口208在本文描述的许多实施例中也用于客户端控制器逻辑215与网络控制器逻辑104a、104b之间的逻辑通信，但还可设想，单独物理信道可用于控制器实体之间的通信，这取决于它们在架构中的放置。当网络控制器逻辑不在相关ap的回程路径内时尤其如此。
99.图3a说明根据本公开的本地接入点(ap)控制器104a的一个示范性实施例。如所展示，ap控制器104a包含：处理器302、存储器模块304、对等控制器(pc)306、后端(例如，回程)网络接口310及wlan网络接口312。前述设备纯粹是说明性的，相关领域的一般技术人员鉴于本公开将容易了解，ap控制器可为独立装置，虚拟化及/或分布在其它网络实体内(例如，在路由器或调制解调器内)，或分布在wlan ap中的一或多者内。此外，在接入点以独立方式
操作而没有总体接入点网络的部署场景中(例如，消费者场所仅可具有单个ap等)，应容易地了解，单个ap可执行互补pc逻辑306。
100.在高层级处，图3a的示范性本地控制器104a利用其pc逻辑306来控制例如在用户的场所或企业或场馆处的给定wlan内的两个或更多个对等ap。控制器例如可为独立盒子，或者与例如为场所提供回程的docsis调制解调器或网络路由器集成。控制器与其经由网络接口312感知到的wlan内的对等ap通信，wlan网络接口312也可包含回程或其它功能性。
101.在一个示范性实施例中，处理器302可包含安装在一或多个衬底上的数字信号处理器、微处理器、现场可编程门阵列或多个处理组件中的一或多者。处理器302还可包括内部高速缓存存储器。处理子系统与存储器子系统304通信，后者包含存储器，所述存储器可例如包括sram、快闪及/或sdram组件。存储器子系统可实施dma类型硬件中的一或多者，以便于促进所属领域中众所周知的数据存取。示范性实施例的存储器子系统含有可由处理器子系统执行的计算机可执行指令。
102.处理设备302经配置以执行存储在存储器304(例如，非暂时性计算机可读存储媒体)中的至少一个计算机程序。计算机程序可包含多个计算机可读指令，其经配置以执行对等控制器(pc)306的互补逻辑功能。其它实施例可在专用硬件、逻辑及/或专用协处理器(未展示)内实施此功能性。例如，对等控制器(或其功能性的部分)可位于一或多个mso数据中心及/或其它“云”实体中(无论是在mso网络内部还是外部)。
103.在一个实施例中，本地ap控制器104a(包含pc 306)经配置以注册无线客户端装置108，注册无线ap并与无线ap通信，评估与客户端装置相关的ap，以及管理客户端装置与ap之间的wlan业务。举例来说，ap控制器104a可从试图通过第一ap发送/接收数据的客户端装置接收请求，并将所述请求分配到至少一个其它ap。本公开稍后将详细论述此过程。
104.在一个实施例中，互补pc 306进一步经配置以与核心网络的一或多个认证、授权及计费(aaa)服务器通信。aaa服务器经配置以尤其提供授权服务，并促进对网络用户的跟踪及/或控制，以用于智能地控制对计算机资源的存取、强制执行策略、审核用途以及提供针对服务收费所需的信息。在一些变体中，认证过程经配置以识别用户，通常是通过让用户键入有效用户名及有效密码然后授予接入。
105.在一个实施例中，后端网络接口310经配置以根据网络协议与其它联网装置互换一或多个网络地址分组。基于开放系统互连(osi)的网络路由协议的常见实例包含例如：因特网协议(ip)、网络间分组交换(ipx)及基于osi的网络技术(例如，异步传送模式(atm)、同步光学联网sonet)、同步数字分级体系(sdh)、帧中继等)。网络接口310在与例如图1的内容递送网络(cdn)的主干进行信号通信时操作。此接口可包含例如gbe(千兆以太网)或具有合适带宽能力的其它接口。
106.在所说明实施例中，利用wlan接口312与wlan ap进行通信，例如经由以太网或其它数据网络协议。还将了解，两个接口310、312可聚合在一起及/或与其它现有数据接口共享。
107.图3b说明根据本公开的网络(例如，核心或云)网络控制器104b的一个示范性实施例。如所展示，ap控制器104b包含：处理器312、存储器模块314、ap网络控制器(nc)316、头端或核心lan网络接口320及混合光纤同轴(hfc)设施接口322。前述设备纯粹是说明性的，相关领域的一般技术人员鉴于本公开将容易了解，网络ap控制器可为独立装置，虚拟化及/或
分布在其它核心网络实体内(例如，在路由器或调制解调器内)，或分布在wlan ap中的一或多者内。
108.在高层处，图3b的示范性网络控制器104b利用其nc逻辑316控制其控制下的例如在用户的场所或企业或场馆处的给定wlan内的两个或更多个ap。控制器可例如为独立盒子，或者取决于放置与例如cmts装置或其它网络组件集成。控制器与其经由hfc接口322感知到的wlan内的一或多个“受控”ap通信，hfc接口322也可包含内容分布或因特网服务或其它功能性。
109.在一个示范性实施例中，处理器312可包含安装在一或多个衬底上的数字信号处理器、微处理器、现场可编程门阵列或多个处理组件中的一或多者。处理器312还可包括内部高速缓存存储器。处理子系统与存储器子系统314通信，后者包含存储器，所述存储器可例如包括sram、快闪及/或sdram组件。存储器子系统可实施dma类型硬件中的一或多者，以便于促进所属领域中众所周知的数据存取。示范性实施例的存储器子系统含有可由处理器子系统执行的计算机可执行指令。
110.处理设备312经配置以执行存储在存储器314(例如，非暂时性计算机可读存储媒体)中的至少一个计算机程序。计算机程序可包含多个计算机可读指令，其经配置以执行网络控制器(nc)316的互补逻辑功能。其它实施例可在专用硬件、逻辑及/或专用协处理器(未展示)内实施此功能性。
111.在一个实施例中，网络ap控制器104b(包含nc 316)类似地经配置以注册无线客户端装置108，注册无线ap并与无线ap通信，评估与客户端装置相关的ap，以及管理客户端装置与ap之间的wlan业务。举例来说，ap控制器104b可从试图通过其控制的群组内的第一ap发送/接收数据的客户端装置接收与请求相关的数据，并将所述请求分配到至少一个其它ap。在一个实施例中，nc 316进一步经配置以与核心网络的一或多个认证、授权及计费(aaa)服务器通信。aaa服务器经配置以尤其提供授权服务，并促进对网络用户的跟踪及/或控制，以用于智能地控制对计算机资源的存取、强制执行策略、审核用途以及提供针对服务收费所需的信息。在一些变体中，认证过程经配置以识别用户，通常是通过让用户键入有效用户名及有效密码然而授予接入。
112.在一个实施例中，头端网络接口320经配置以根据网络协议与mso域内的其它联网装置(例如，经由mso lan或内联网)互换一或多个网络地址分组。基于开放系统互连(osi)的网络路由协议的常见实例包含例如：因特网协议(ip)、网络间分组交换(ipx)及基于osi的网络技术(例如，异步传送模式(atm)、同步光学联网(sonet)、同步数字分级体系(sdh)、帧中继等)。网络接口320在与mso lan进行信号通信时操作。此接口可包含例如gbe(千兆以太网)或具有合适带宽能力的其它接口。
113.在所说明实施例中利用hfc设施接口322与wlan ap进行通信，无论是经由hfc设施(例如，通过带内或oob信道上携载的分组化协议)还是经由另一通信承载。还将了解，两个接口320、322可聚合在一起及/或与其它现有数据接口共享，例如在控制器实体功能在另一组件内虚拟化的情况下，所述另一组件例如执行其它功能的mso网络服务器。
114.图4a展示根据本公开的ap协调系统400的第一示范性架构。在此架构中，ap控制器403能够执行ap的所有任务。也就是说，控制器逻辑403与ap(在此场景中为ap2)集成，且因此具有其自身的连接性范围以直接服务于客户端装置。如所展示，个别ap(ap1、ap2及ap3)
各自与公共网络id(ssid)相关联，并且各自维持其自身的唯一bssid值(分别为bssid1、bssid2及bssid3)，以用于如本文描述的“正常”或非串联操作；在串联操作期间，这些bssid值被合并成一个bssid(通常是具有控制器逻辑的ap(例如ap2)的bssid，但这不是要求)，使得客户端108在此串联操作期间将参与或聚合的ap中的每一者视为具有公共bssid(图4a中的bssidx)以及公共万能钥匙数据。
115.应注意，一般来说，存在用于wlan ap之间的通信的若干机制，包含协议或底层网络设备固有的机制。用于ap之间的通信的一种此机制是使用ieee标准802.3(例如，以太网)的ds(分布式系统)，例如经由通过插入式路由器或其它联网基础设施的在ap之间的rj-45/cat-5/6布缆。有利地，使用此机制，接收或“仆从”ap不需要实质性的固件或硬件修改，且因此商品/oem装置可通过本文描述的技术有效地重新调整用途用于根据例如公共bssid/万能钥匙进行“聚合”操作。
116.在一或多个实施例中，每一ap 106b、106c位于指定区域(例如，用于商业、公司、学术目的的建筑物、房间或广场，及/或适合于wi-fi接入的任何其它空间)内及/或服务于所述指定区域。每一ap经配置以在其覆盖或连接范围内提供无线网络覆盖。由ap提供的无线连接性的组合覆盖经配置以提供对所谓“开放”因特网或内联网的网络接入。更一般来说，相关领域的一般技术人员将容易了解，无线网络的组合覆盖向任何客户端装置提供非受控(但有限)的网络接入。在一些变体中，接入网络需要客户端装置键入有效凭证(例如，用户名及密码或全局唯一标识符(guid))。在另一变体中，此接入仅在提供有限服务时不需要授权或认证。
117.图4b说明在实践本公开的各种方面中有用的另一示范性ap协调系统架构420。在一个示范性实施例中，本地网络包含服务于所服务区域内的一或多个客户端装置408的一或多个ap 106b、106c。由服务提供商操作的至少一个ap控制器104a(其可位于现场或远程地在基础设施的头端或后端)与ap中的至少一些(例如，展示为具有本地控制器客户端逻辑403的ap)通信，以提供待分布到客户端装置408的信息。ap控制器104a与相关ap之间的通信可通过有线网络(例如，lan、回程基础设施)及/或通过无线网络(例如，由wi-fi连接服务的wlan)来实现。在网络的一或多个实施例中，由ap控制器104a提供的信息可取决于配置包含：(i)客户端装置地址/标识(例如，mac地址)，(ii)ap地址/标识(例如bssid)，(ii)客户端请求信息，(iii)安全秘钥或加密数据，(iv)ap调度信息，及/或(v)各种网络参数(带宽、服务质量等)。取决于ap的需要及需要以及由ap所采用的服务，无数类型的信息且实际上是任何类型的数字数据可经由示范性ap协调系统420传送到ap并由ap使用。在示范性实施例中，ap控制器104a收集与ap、客户端装置及在wi-fi网络内进行的客户端装置请求相关的信息。ap控制器可处理所收集信息，并指示ap根据由ap控制器提供的传输调度来满足客户端请求，如本文后面更详细地描述。
118.在系统420的一或多个示范性实施例中，ap与一个ssid(一个网络名称)相关联，并且每一ap具有其自身的唯一bssid，如图4a的系统400中。基于网络的ap控制器104a可指示(参与的)ap中的任一者在不同ap的bssid下聚合时与客户端装置408进行互换数据。在另一实施例中，ap中的至少一些可与多于一个ssid相关联，并且本公开的ap协调协议可在每一ssid内部应用。
119.在本公开的一个实施例中，所有wlan ap及客户端装置在一组规定信道上或内操
作。在另一实施例中，一些ap可使用多个信道操作。在此情况下，控制器104a的一个实施方案经配置以发出“改变信道”请求或命令，其可被发送到客户端装置或参与的ap。
120.图4c说明根据本公开的架构440的又一实施例。在本实施例中，网络控制器104b是基于“云”的；即，安置在例如mso核心网络内的远程位置(参见图1及图3b的论述)。在一个实施例中，参与的wlan ap及控制器104b之间的数据通信经由ap与核心之间的网络回程(即，用于回程ap的用户平面业务的网络回程)来实现，例如经由控制信道、oob信道或可用于此类目的的其它专用或共享承载，尽管也可使用其它通信信道。
121.尽管图4a到4c展示三个ap，但这仅仅是说明性的，并且在ap协调系统架构400、420内可使用不同数目个ap。
122.基于前述架构，本公开的各种实施例旨在使客户端装置108能够从多个ap发送及接收数据，即使在维持仅与一个ap的“关联”(即，经由串联或聚合操作)时也如此。具体地说，在一个实施例中，客户端装置108可通过与一个ap(例如，具有bssid1的ap1)相关联而最初连接到局域网，且此后通过那个网络的其它ap(例如，ap2及ap3以及ap1)发送及接收数据，而不与其它ap中的任一者相关联(即，不与其它ap协商单独的连接或会话)。处于此串联或聚合操作中的客户端装置没有意识到其连接到ap2及ap3，因为ap2及ap3使用ap1的标识(bssid1)以及ap1及客户端之间协商的加密来与客户端装置交互。以此方式，示范性实施例中的客户端装置有利地不需要超过其正常商品配置的额外软件(例如，应用软件或固件)，并且不知晓在wlan系统内发生的ap传输协调。
123.尽管如此，本公开考虑客户端装置(例如，智能手机、平板计算机、膝上型计算机)已安装或下载包括例如应用程序编程接口(api)的应用程序或“app”或固件更新，其允许客户端装置更积极地参与ap传输协调。也就是说，客户端装置、ap及/或ap控制器当中的公共协议或兼容api(由可从操作ap/控制器的服务提供商、已接入ap/控制器的用户的“主机”服务提供商(例如mso)等得到的应用程序启用)可允许在wi-fi网络内更有效地协调/调度数据传输。在一个此场景中，控制器104a或其代理可对客户端装置108进行api调用，以从客户端获得与状态(例如，wlan参数或链路状态、信号强度等)、能力及/或未决请求相关的各种类型的信息。相反，客户端装置应用程序或固件可对例如控制器或代理(例如，mso的联网服务器或另一实体)进行api调用以获得有用或所需数据，包含用于实现上文描述的聚合操作的数据。
124.在另一变体中，控制器104a可充当用于希望传输到ap及从ap传输的数据的导管；即，在ap的数据路径内是“线内(in line)”实体。通常，控制业务从ap路由到其控制器。取决于部署场景，用户业务可任选地通过控制器路由，或直接指向因特网。
125.图5说明具有相关联ap控制器104a、104b及接入点ap1 106b、106c、ap2 106b、106c及ap3 106b、106c的无线网络500的示范性实施例。在各种实施例中，每一ap具有有限的连接性范围或区域505-1/505-2/505-3，如由例如接收方客户端装置处的rssi确定。如所展示，一些客户端装置在一或多个ap的连接性范围内，但不在其它ap的连接性范围内。举例来说，一些客户端装置108-1/108-4在仅一个ap的范围内；其它客户端装置108-2/108-3在两个ap的范围内，并且可由一者或两者服务。ap控制器104a、104b知晓每一ap在其与客户端装置相关时的连接性范围，并且可相应地调度网络业务。举例来说，ap控制器可接收来自一个客户端装置108-2的请求，并指示ap1及ap2而不是ap3满足所述请求。
126.然而，将了解，在本公开的一些实施例中，用于参与串联/聚合操作的此ap选择可完全由客户端驱动。例如，在一种此方法中，图5中展示的ap中的每一者可开放以成为聚合的部分(无论是通过来自网络控制器104a、104b或甚至如图4a中的另一“对等”ap中的控制器逻辑的肯定指令，还是凭借每一ap自身的固件内的逻辑)，但客户端可能不在范围内，或者以其它方式与所述给定ap有充分连接性，且因此将不尝试与其关联(例如，从未接收或回复所传输探测请求)。因而，所述ap将永远不使用共享bssid(例如，bssidx)及万能钥匙数据与所述客户端形成关联，而是将与其范围内的其它ap形成关联。因此，客户端装置108实际上仅凭借其在wlan内相对于每一ap的物理位置来选择哪些ap参与聚合。
127.图6a到6c是说明图4a到4c的各种架构的实体之间的各种示范性通信流的梯形图。
128.在图6a的方法600中，ap1 106b的基于ap的控制器逻辑403首先经由探测请求602及响应604与客户端协商；在此场景中，ap2还接收探测请求并发出响应606。然后，客户端尝试经由请求608及响应610向ap1认证，并且同样地，随后经由请求612及响应614请求接入。此时，ap1向ap2传输消息616以引起串联或聚合操作。在一个变体中，ap1将bssid及万能钥匙数据传输到ap2，如所展示。一旦客户端与ap1相关联并且ap2已经实施ap1的bssid及万能钥匙数据，数据就在客户端108与ap1及ap2两者之间基于机率进行互换(即，使用存在于底层空中接口标准(此处为ieee标准802.11)内的固有接入/争用解决机制)。例如，如果ap1及ap2同时尝试使用同一载波同时与客户端互换数据，那么两个ap中的一者将检测到媒体被使用，并后退或采用另一种方法与客户端互换数据(例如，经由不同时隙)。
129.在图6b的方法620中，采取类似探测/响应动作622、624、626，认证/响应628、630及接入请求/响应632、634也是如此，但在此变体中，时隙(ts)协调数据也经由消息636从ap1的控制器逻辑传输，且随后ap1及ap2利用其指定的时隙分别与客户端互换数据638、640。将了解，尽管在此实例中展示时隙或时间偏移，但是可采用用于争用解决(即，区分一个ap与另一ap)的其它机制，例如使用不同载波。
130.在图6c的方法650中，采取类似探测/响应动作656、658、660，认证/响应662、664及接入请求/响应666、668也是如此，但在此变体中，ap2实际上是不具有实质性控制器逻辑的商品装置，而ap1包含与网络控制器104a、104b逻辑通信的客户端控制器逻辑。ap经配置以：(i)根据相应消息652、654向控制器报告其bssid值；(ii)报告根据消息670形成的任何关联；及(iii)根据响应消息674从控制器接收/服务请求672，例如用于从所报告的与客户端108的关联产生的ap1万能钥匙数据。根据从控制器发送到ap2的指令消息676，ap2采用ap1的bssid及万能钥匙，且两个ap如先前描述那样串联/聚合地操作以互换数据678。将进一了理解，尽管例如上文关于图6a描述的现有争用解决机制可与图6c的架构一起使用，用于争用解决(即，区分一个ap与另一ap，例如使用不同的载波)的时隙(ts)协调或其它机制也可如此，如关于图6b论述。
131.示范性方法
132.现在关于图7a到7d及8到8a描述根据本公开的用于操作及控制无线网络的各种方法及其实施例。在图7a到7d的各种实施例中，ap控制器逻辑(i)如本文先前描述那样集成在ap1内(图7a)，或者(ii)ap控制器104a、104b可为单独实体(例如nc；参见图3b)，或者集成在网络中的其它ap中(如图7c)。在另一配置中，ap控制器已经具有ap1标识数据(例如，凭借ap与控制器之间的先前通信)。
133.图7a是根据本公开的使用wlan的多个直接通信ap服务于客户端装置的通用方法700的示范性实施例的逻辑流程图。
134.在步骤702处，具有无线能力的客户端装置通过与wlan的接入点(例如，ap1)建立关联来加入wlan。在一个实施例中，ap1与认证服务器通信(例如，通过回程接口)以确定客户端装置是否具有用以连接到wlan的适当凭证。在一个变体中，认证服务器与ap1集成。
135.在步骤704处，ap1将客户端关联信息发送到ap2及任何其它参与的ap)。客户端关联信息可包含例如ap1地址/标识、客户端装置地址/标识、ap1与客户端装置之间的估计信号强度，以及与ap1与客户端装置之间的关联相关的任何其它数据(例如，bssid及万能钥匙数据)。
136.在步骤706处，参与的ap(ap1、ap2
…
apn)都根据现有的ieee标准802.11协议(例如，使用现有争用解决机制)与客户端装置108互换数据。
137.图7b是根据本公开的使用wlan的多个ap服务于客户端装置的通用方法710的另一示范性实施例的逻辑流程图。在步骤712处，具有无线能力的客户端装置通过与wlan的接入点(例如，ap1)建立关联来加入wlan。在一个实施例中，ap1与认证服务器通信(例如，通过回程接口)以确定客户端装置是否具有用以连接到wlan的适当凭证。在一个变体中，认证服务器与ap1集成。
138.在步骤714处，ap1将客户端关联信息发送到ap2及任何其它参与的ap)。客户端关联信息可包含例如ap1地址/标识、客户端装置地址/标识、ap1与客户端装置之间的估计信号强度，以及与ap1与客户端装置之间的关联相关的任何其它数据(例如，bssid及万能钥匙数据)。tdma或其它经指派争用解决机制数据(例如，时隙指派或其它此数据)也被发送到参与的ap，使它/它们可利用与ap1的适当协调。
139.在步骤716处，参与的ap(ap1、ap2
…
apn)都根据现有的ieee标准802.11协议与客户端装置108互换数据，但是使用指定(例如，预定)争用避免或媒体接入协议，例如时隙化tdma或类似者，如下面关于图9a到10d更详细地描述。
140.图7c是根据本公开的使用wlan的多个ap及控制器服务于客户端装置的通用方法720的另一示范性实施例的逻辑流程图。
141.在步骤722处，具有无线能力的客户端装置通过与wlan的接入点(例如，ap1)建立关联来加入wlan。在一个实施例中，ap1与认证服务器通信(例如，通过回程接口)以确定客户端装置是否具有用以连接到wlan的适当凭证。在一个变体中，认证服务器与控制器104a、104b集成。
142.在步骤724处，ap1向指定ap控制器发送客户端关联信息。如在先前实施例中，客户端关联信息可包含例如ap1地址/标识、客户端装置地址/标识、ap1与客户端装置之间的估计信号强度，以及与ap1与客户端装置之间的关联相关的任何其它数据(例如，bssid及万能钥匙数据)。
143.在步骤726处，ap控制器关于新添加的客户端装置评估网络ap的所有或规定的子集。此(任选)评估在本质上可为主动的；例如，其可调用对被评估的每一ap的查询以返回数据，例如所测量rssi、活动关联、上电/断电状态等，或者在本质上可为被动的；例如经由相对于目标ap测量或获得的数据，例如其当前在其回程上利用的带宽、错误报告或先前报送给控制器或其它mso实体的日志、关于其地理位置的数据。在一个实施例中，ap控制器指示
网络内的每一ap衡量其信号强度及与客户端装置的通信能力。ap控制器可创建可与客户端装置进行可行通信的活动网络ap的目录或列表。可用ap的目录可根据例如到客户端装置的信号强度、根据一些其它参数或根据包含信号强度的参数的组合来进行排序。替代地，可用ap的目录可取消排序。可由ap控制器周期性地重复评估步骤，以便保持目录或列表为最新。替代地，可在某些提示下执行评估步骤—例如当ap控制器接收到来自客户端装置或客户端已与之形成关联的ap的请求时。
144.在步骤728处，ap控制器例如基于步骤726的评估(如果执行)选择一或多个辅助ap来经由串联/聚合操作选择服务于客户端。否则，控制器可利用针对ap使用的预先存在的列表或优先级顺序，或者基于哪些ap被确定为在线/通电或与客户端通信(例如，在范围内)(例如经由探测响应)动态地确定列表。
145.在步骤730处，ap控制器向辅助ap传输关联数据以启用数据互换。
146.在步骤732，ap1及ap2到apn使用现有媒体接入/争用机制与客户端装置互换数据。
147.图7d是根据本公开的使用wlan的多个ap服务于客户端装置的通用方法的另一示范性实施例的逻辑流程图。
148.在步骤742处，具有无线能力的客户端装置通过与wlan的接入点(例如，ap1)建立关联来加入wlan。在一个实施例中，ap1与认证服务器通信(例如，通过回程接口)以确定客户端装置是否具有用以连接到wlan的适当凭证。在一个变体中，认证服务器与控制器104a、104b集成。
149.在步骤744处，ap1向指定ap控制器发送客户端关联信息。如在先前实施例中，客户端关联信息可包含例如ap1地址/标识、客户端装置地址/标识、ap1与客户端装置之间的估计信号强度，以及与ap1与客户端装置之间的关联相关的任何其它数据(例如，bssid及万能钥匙数据)。
150.在步骤746处，ap控制器关于新添加的客户端装置评估网络ap的所有或规定的子集。此(任选)评估在本质上可为主动的；例如，其可调用对被评估的每一ap的查询以返回数据，例如所测量rssi、活动关联、上电/断电状态等，或者在本质上可为被动的；例如经由相对于目标ap测量或获得的数据，例如其当前在其回程上利用的带宽、错误报告或先前报送给控制器或其它mso实体的日志、关于其地理位置的数据。如在先前实施例中，ap控制器可指示网络内的每一ap衡量其信号强度及与客户端装置的通信能力。ap控制器可创建可与客户端装置进行可行通信的活动网络ap的目录或列表。可用ap的目录可根据例如到客户端装置的信号强度、根据一些其它参数或根据包含信号强度的参数的组合来进行排序。替代地，可用ap的目录或列表可取消排序。可由ap控制器周期性地重复评估步骤，以便保持目录或列表为最新。替代地，可在某些提示下执行评估步骤—例如当ap控制器接收到来自客户端装置或客户端已与之形成关联的ap的请求时。
151.在步骤748处，ap控制器例如基于步骤746的评估(如果执行)选择一或多个辅助ap来经由串联/聚合操作服务于客户端。否则，控制器可利用针对ap使用的预先存在的列表或优先级顺序，或者基于哪些ap被确定为在线/通电或与客户端通信(例如，在范围内)(例如经由探测响应)动态地确定列表。
152.在步骤750处，ap控制器向辅助ap传输关联数据以启用数据互换。
153.在步骤752，ap1及ap2到apn使用经指派媒体接入/争用机制(例如tdma)与客户端
装置互换数据。
154.图8说明在wlan内满足客户端装置请求的示范性方法800。此方法利用所联系ap内的逻辑来确定需要额外ap来服务于客户端数据互换。在步骤802处，与wlan的接入点(例如，ap1)相关联的客户端装置向接入点发送网络请求。所述请求可为下载请求或上传请求(例如，指定针对上传的估计持续时间的rts帧)。请求可为视频通话、语音通话、视频/游戏流、文件传送等的部分。在步骤804处，ap1中的对等方或控制器逻辑评估所述请求以根据一或多个参数确定其是否能够满足所述请求。所述参数可包括例如用于完成请求的阈值时间t
th
、ap1的当前状态、ap1处针对其它客户端的当前未决请求、待互换的数据的大小或任何数目个其它因素。所述参数还可包含与请求相关联的服务质量参数或要求，包含吞吐量、传输延迟、优先级及保护。举例来说，ap1可确定请求应在接收请求的时间t
th
内完成，并且ap1在t
th
内没有足够可用带宽或其它资源来完成整个请求(例如，在指派tdma接入方案的变体中的可用tdma时隙；参见例如图7b及7d)。在另一变体中，ap1可确定客户端请求需要ap1无法满足的开始时间。
155.在ap1根据指定参数确定其能够满足客户端装置请求的情况下，ap1可满足客户端请求(并且可跳过方法800的步骤806到812)。注意，在一种替代配置中，步骤804可被跳过，使得在接收到客户端装置请求之后，ap1根据步骤806立即将客户端请求信息传递到ap控制器，而不执行其自身的评估/确定过程。
156.在步骤806处，ap1向ap控制器过程发送客户端请求信息。注意，此控制器过程可共置于ap内(参见图2a)，或替代地可为基于网络的控制器(nc)104b。客户端请求信息可包含例如请求本身、客户端装置标识(例如，mac、经指派装置名称、网络地址)、ap1标识、ap1调度、任何必要的安全信息及/或用于请求的参数。ap1调度(如果使用)可包含时隙数据(例如，如果应用tdma接入方案)、跨预定时间(例如，n ms)的ap1的空闲/占用时间段信息；例如，对应于当前识别的cts或其它“自由周期”。
157.在步骤808处，ap控制器处理客户端请求信息，并基于客户端请求信息，并产生响应。此响应可包含指派例如在由控制器维护的上文提及的目录或列表内的一或多个其它ap(或从ap1传输到控制器，例如在目标wlan内的其它ap)，以及任选地指派媒体接入调度或方案(例如，tdma时隙)。例如，在一个变体中，控制器为请求创建优化传输调度。在一个实施例中，传输调度包含指派给一或多个网络ap的经调度下载及/或上传时隙(注意，并非所有ap都需要使用经指派调度，但与基于争用的管理相比，这通常是最有效的)。类似地，所指派的一或多个ap可包含或可不包含ap1。关于图8b更详细地描述此过程的一个示范性实施方案。
158.在图8a的步骤810处，ap控制器基于所产生响应(例如，bssid/万能钥匙数据、优化传输调度(如果使用)等)向一或多个网络ap发送指令。举例来说，经指派或聚合ap可接收在时隙1到3期间将下载的部分传输到客户端装置的指令，另一ap可接收在时隙4-5期间将下载的另一部分传输到客户端装置的指令，并且第三ap可接收在预期来自客户端装置的传输时保持时隙6到8开放的指令。
159.在步骤812处，ap根据所接收指令—以ap1的身份，并使用所提供传输调度(如果利用)来满足客户端装置请求。
160.图8b说明处理客户端装置请求的步骤808(在图8a中)的方法的示范性实施方案。在所述方法的步骤808-1处，ap控制器获得或创建可与客户端装置进行可行通信(如先前描
述)的可用ap的目录或列表；例如，位于目标wlan内且已上电或以其它方式可由客户端接入的那些ap。因而，控制器还可使用装置间协议“ping”每一列出的ap，或者接入/调用驻留在ap上的api，以验证其状态/连接性。例如，此api可返回上电/断电状态、最近探测请求/响应、最近关联数据、rssi或其它信号强度数据等。
161.在步骤808-2处，ap控制器获得数据，所述数据可任选地包含针对目录或列表中每一个ap的调度(即，空闲/占用时隙数据)。参见例如下面的图9a或10a。如上所述，此所获得数据还可包含使控制器能够进行“智能”选择的数据(例如，仅选择符合以下条件的ap：(i)在同一ssid/wlan；(ii)当前已上电；(iii)当前与目标客户端通信(例如，经由探测/响应互换)；(iv)先前已成功与客户端关联(例如，凭证有效且未过期)，及/或(v)经配置以在未经客户端或网络管理器同意的情况下与客户端“自动关联”(借此为客户端提供更无缝的用户体验)。
162.在步骤808-3处，ap控制器在所选ap当中分布服务于客户端请求所必需的数据，其可任选地包含针对客户端请求的优化传输调度。优化传输调度可包含来自可用ap的目录的ap中的全部或一些。在一个实施方案中，优化传输调度可具有ap1且不具有其它ap。在另一实施方案中，优化传输调度可包含ap1及来自目录的一或多个其它ap。在第三实施方案中，优化传输调度可具有来自目录的一或多个ap，不包括ap1。
163.各种机器学习(ml)或人工智能(ai)或其它算法可应用于分析、选择及“分布”客户端请求。举例来说，ap控制器(或指定的分析代理过程，例如头端分析服务器)可优先(除上述“智能”选择准则外)：(i)使用更少ap，(ii)仅在客户端装置的阈值信号强度内使用ap，(iii)在更短时间内满足请求，(iv)将一些ap仅用于下载或仅用于上传请求，或(v)上述参数中的任一者的某种组合。参见例如下面的图9b及10b到10d。
164.图9a到9b说明根据本公开的特征的一些实例时间调度。图9a展示三个网络ap(ap1、ap2、ap3)的实例时隙调度。在此实例中，三个ap已被标识为可与客户端装置进行可行通信的ap。ap控制器从三个ap获得针对时间t
th
的时间调度。以上关于步骤808-2(图8b)描述此过程。“忙”时隙可包含已经指派到其它传输(用于在信道上发送或接收数据)或保留用于不传输数据的时隙。
165.图9b展示针对客户端装置请求的一个可能优化传输调度。ap控制器创建具有例如以下有序优先级的传输调度：(i)在阈值时间t
th
内完成传输请求，及(ii)将请求的最大部分首先放置在ap1、其次放置在ap2上，再次放置在ap3上。注意，传输调度仅仅是说明性的，并且可按照本公开创建使用不同优先级的其它传输调度。
166.在另一说明性实例中，图10a到10b展示三个网络ap的不同传输调度。图10a展示初始ap1/ap2/ap3调度，其中三个网络ap在阈值时间t
th
内完全空闲。取决于分布算法，ap控制器可将整个客户端请求调度到ap1(图10b)，将客户端请求调度到ap2(图10c)，或其可选择在ap1、ap2及ap3当中分布客户端请求(图10d)。取决于由ap控制器使用的参数及算法，任何数目个其它分布是可行的。
167.应了解，虽然本公开的方法及设备的示范性实施例主要就不具有用于实施本公开的各种方面的专用逻辑或应用程序的“商品”客户端(例如，sta)(即，其实际上是“现成的”wi-fi兼容装置)进行描写，但出于普遍性及易于采用的目的，还可在不同程度上修改此类客户端/sta(例如，经由固件及/或可操作以在客户端上运行的应用程序软件)以便实施本
文描述的各种功能。举例来说，本公开考虑，mso可向用户提供下载应用程序或将固件升级安装到其智能手机或移动装置或pc的能力，这将实现或进一步增强客户端/sta“同时”与多个ap关联的能力(例如，使用wi-fi标准中指定的现有媒体接入机制，或根据规定的媒体接入调度，或其它)。
168.额外考虑
169.在这些实施方案的某些元素可使用已知组件部分或完全实施的情况下，仅描述此类已知组件中的对于理解本公开所必需的那些部分，并且省略对此类已知组件的其它部分的详细描述以免混淆本公开。在本说明书中，展示单一组件的实施方案不应被认为是限制性的；相反，除非本文另有明确说明，否则本公开希望涵盖包含多个相同组件的其它实施方案，反之亦然。此外，本公开涵盖本文通过说明方式提及的组件的当前及未来已知等效物。
170.应认识到，虽然技术的某些方面是根据方法的特定步骤序列来描述的，但这些描述仅仅是说明本公开更广泛方法，并且可根据特定应用的需要进行修改。在某些情况下，某些步骤可能变得不必要或任选。另外，某些步骤或功能性可被添加到所公开实施例，或两个或更多个步骤的执行顺序可变更。所有此类变化被认为涵盖在本文公开及主张的公开内容内。
171.尽管上文详细描述已经展示、描述并指出应用于各种实施方案的本公开的新颖特征，但将理解，在不脱离本公开的情况下可由所属领域的技术人员对所说明的装置或过程的形式及细节进行各种省略、替换及改变。前述描述是目前考虑的实行本公开的原理的最佳模式。此描述绝不意在是限制性的，而应被认为是对技术的一般原理的说明。本公开的范围应参考权利要求书来确定。
172.将进一步了解，尽管本文所描述的各种方法及设备的某些步骤及方面可由人类来执行，但所公开方面以及个别方法及设备通常是计算机化/计算机实施的。出于各种原因，计算机化设备及方法对于完全实施这些方面是必需的，所述原因包含(但不限于)商业可行性、实用性及甚至可行性(即，某些步骤/过程根本无法由人类以任何可行方式执行)。