专利名称：无线网络配置方法
技术领域：
本发明涉及电信领域，更具体地说，涉及无线网络管理和配置。
背景技术：
根据先有技术，WLAN(无线局域网)网络的几种结构是周知的。其中一些结构使用单个接入点，利用例如和各种复杂技术如MIMO (多输入多输出)或OFDM(正交频分复用) 关联的增强发送功率，来覆盖某一空间如房屋或建筑物一层。因而，由于MIMO和OFDM技术， Wi-Fi (基于802. Iln标准)网络接入点在90m半径范围内达到100M比特/秒的实际比特率，HiperLAN2网络接入点在45米半径范围内达到50M比特/秒的比特率。这种基于单个接入点的结构的缺点在于对邻近区域产生高级干扰，且具有不能覆盖整个需要覆盖的空间的风险，尤其是在和接入点被物理障碍物隔开的情况下，如造成传输信号强烈衰减的墙壁。而且，使用增强发送功率引发了与长时间暴露于电磁辐射的风险相关的公共健康问题。其它无线局域网结构使用几个接入点，使用的发送功率小于单个接入点结构中使用的发送功率，这些接入点分散在待覆盖空间内，并且例如通过有线干线连在一起。然而， 这种结构的配置复杂。实际上，难以正确配置每个接入点的参数(如频道和发送功率)来确保以最小的干扰完全覆盖待覆盖空间。如果发送功率级太弱，则空间的某些区将不能被覆盖，如果发送功率太强，则不同接入点之间的干扰将太高。
发明内容
本发明的目的是克服先有技术这些缺点中的至少一个。更具体地说，本发明的目的尤其是优化包括至少一个接入点的无线网络的配置。本发明涉及一种配置包括至少一个接入点的第一无线网络的方法。该方法包括步骤根据包括至少两个节点的第二无线网络的至少一部分链路预算，来配置第一无线网络的至少一个接入点的至少一个参数，该节点位于确定的物理空间中，且第一和第二无线网络在物理上不同。根据某一特殊特征，第一无线网络使用第一物理信道，第二无线网络使用第二物理信道，且第一和第二物理信道不同。根据某一特殊特征，该方法包括确定物理空间的步骤，该确定步骤包括步骤存储一条代表物理空间中包括的基本区的信息，每一个基本区都包括第二网络的至少一个节
点ο有利地，确定物理空间的步骤也包括步骤存储一条代表基本区中的至少一个节点的位置的信息。根据另一特征，该方法包括接收第二网络的至少一部分链路预算的步骤。有利地，该方法包括确定第二网络至少一部分链路预算的步骤。根据某一特殊特征，从以下当中选择参数-至少一个空间参数，
-至少一个物理层参数，-物理层之上的层的至少一个参数，或者这些参数的任何组合。根据另一特征，配置步骤包括根据第二网络链路预算确定第一网络链路预算的步
马聚ο有利地，第二网络的链路预算取决于对由第二网络至少一个节点发送且被第二网络至少另一个节点接收的信号的接收功率测量，对该信号的至少两个不同发送信道频率执行测量，该至少两个发送信道频率属于同一频带。根据某一特殊特征，第二网络是网状网络。根据某一特殊特征，第一网络使用第一频带，第二网络使用不同于第一频带的第
二频带。有利地，第一频带和第二频带之差小于2倍频程。根据另一特征，第二网络节点在物理空间中的分布密度大于第一网络节点在物理空间中的分布密度。有利地，该方法包括请求获得第二网络至少一部分链路预算的步骤。
一旦参考附图阅读了以下说明，本发明将更好理解，且本发明的其它特殊特征和优点将显现出来，其中图1示出了根据本发明特殊实施例实施两个无线网络的无线系统，图2和图3分别图解示出了根据本发明特殊实施例的图1系统的第一网络接入点和第二网络节点，图4和图5示出了根据本发明特殊实施例的配置图1系统的第一无线网络的方法。
具体实施例方式图1示出了实施两个无线网络的无线通信系统1。第一网络包括两个接入点 APl 1001和AP21002，覆盖例如和建筑物一层或房屋对应的空间，用外墙10定界，即覆盖房间组10001-10006。接入点AP11001位于房间10001的第8区10001b,且接入点AP21002 位于和房间10003对应的第3区。第二网络包括8个节点101、102、103、104、105、106、107 和108，分布在例如和建筑物一层或房屋对应的空间内。该空间被隔断墙10所包围，且包括通过墙壁 11、12、13 和 14 分界的房间 10001、10002、10003、10004、10005 和 10006，且墙壁11、12、13和14的每一个都包括一个或两个开口，以使人能从一个房间走到另一个房间。房间10002、10003、10004和10005的每一个都包括一个节点，分别标记为102,103, 104和105。最大的两个房间10001和10006的每一个都包括两个节点，分别标记为101、 108和106、107。每个包含唯一节点的房间都形成一个区(称为第2区、第3区、第4区和第5区)，且每个包含两个节点的房间都形成两个区，每个区都包括唯一节点。因而，包括节点NllOl和N8108的房间10001形成通过虚线分界的两个区，分别为第1区和第8区(分别标记为10001a和10001b)，每个区都包括一个节点，分别为NllOl和N8108。包括节点N6106和N7107的房间10006形成通过虚线分界的两个区，分别为第6区和第7区(分别标记为10006a和10006b)，每个区都包括一个节点，分别为N6106和N7107。在说明书其余部分，包括节点W至N8的网络被称为第二网络，该第二网络有利地形成了例如使用基于IEEE 802. 15. 4标准的协议“Zigbee”的网状网络。节点Nl至N8利用属于2. 4GHz频带的一种或几种信道频率交换数据。在说明书其余部分，包括接入点APl和AP2的网络被称为第一网络，该第一网络有利地形成了 Wi-Fi 网络，并且使用属于5GHz频带的一种或几种信道频率。有利地，第一无线网络在物理上不同于第二无线网络。一般，用网络所包括的接入点或节点、所用的频带、所实施的标准、活动期，来表征网络。第一和第二网络的不同之处在于， 例如网络所包括的接入点(或节点)不同，以及/或者使用不同的频带，以及/或者实施不同的标准(例如分别为Wi-Fi 和Zigbee)，以及/或者活动期(即数据发送/接收周期) 随网络而不同。根据一种变型，从硬件角度考虑，第一网络的接入点AP1、AP2不同于第二网络的节点101至108。根据一种变型，从软件角度考虑，接入点AP1、AP2不同于节点101至 108。根据一种变型，第二网络形成Wi-Fi网络，例如使用属于2. 4GHz频带的一种或几种信道频率。有利地，第一网络和第二网络使用不同的频带，例如第一网络使用5GHz频带， 而第二网络使用2. 4GHz频带，或者相反。第一网络和第二网络所使用的频带间隔小于例如 2倍频程，有利地小于1倍频程或小于0. 5倍频程。根据另一种变型，第二网络形成使用基于IEEE 802. 15. 1标准的“蓝牙”协议的网状网络，并使用属于2. 4GHz频带的一种或几种频率。根据另一种变型，第一无线网络使用第一物理信道，而第二无线网络使用不同于第一物理信道的第二物理信道。一般，用载波频带、频带宽度和时隙分配方案，来表征物理信道。在CDMA(码分多路存取)存取的特殊情况下，也用扩展码来表征物理信道。有利地，系统1的节点101至108和接入点1001、1002是固定设备。节点101至 108至少之一形成一种覆盖“picocell”即微小区的系统，如建筑物或超市内部，即具有数十米(例如小于50m)范围的区域。接入点1001、1002至少之一也形成覆盖“picocell”的系统。根据另一种变型，节点101至108至少之一形成一种被设计成覆盖“femtocell”(微微小区)的系统，“femtocell”小于picocell，如房屋或建筑物的某些房间、建筑物的一层、 平台，即具有几米(例如小于10m)范围的区域。接入点1001、1002至少之一也形成覆盖 “picocell” 的系统。根据一种变型，所有节点101至108都是SISO (单输入单输出)型的，且只有一个天线。同样，所有接入点1001、1002都是SISO型的。根据另一变型，所有节点101至108都是MIMO (多输入多输出)型的，且具有几个用于发送MMO信号的天线。同样，所有接入点1001、1002都是MIMO型的。根据另一种变型，系统的节点101至108中的某些节点(对应地，接入点1001、 1002中的某些接入点)是MIMO型的，其它节点是SISO型的。有利地，第二网络的节点在物理空间上的分布密度(即物理空间上分布的节点数)大于第一网络的接入点的分布密度(即物理空间上分布的接入点数量)，例如第二网络的节点密度比第一网络的接入点密度大2、3、4或5倍。有利地，接入点1001、1002通过有线连接方式连接在一起，如MoCA (同轴电缆多媒
5体联盟)、以太网、PLC (电力线通信)、POF (塑料光纤)或ITUG. hn (对应于下一代ITU (国际电信同盟)家庭网络技术标准)式的有线连接。图2图解示出了例如和图1的接入点1001、1002对应的接入点2的硬件实施例。接入点2包括以下通过地址和数据总线M互连的部件，总线M也传输时钟信号-微处理器21(或CPU (中央处理器))，-R0M(只读存储器)型非易失性存储器22，-随机存取存储器或RAM23，-无线电接口26，-适于发送数据(例如广播服务、或点对多点或点对点发送)、并且尤其执行编码器和/或OFDM调制器功能的接口 27，-MIMI (人机接口)28，或者对于特定应用，适于向用户显示信息以及/或者输入数据或参数(例如设置子载波和待发送数据的参数)。注意，存储器22和23的描述中所用的词汇“寄存器”在所述每一存储器中都指定低容量存储区(某些二进制数据)和大容量存储区(使得整个程序能够被存储，或者代表接收数据或待广播数据的数据的全部或一部分能够被存储)。存储器ROM 22尤其包括- “prog，，程序 220，以及-物理层参数221。将在后面描述的用于实施本发明专用方法步骤的算法，被存储在和实施这些步骤的接入点2关联的ROM存储器22中。当加电时，微处理器21加载并运行这些算法的指令。
随机存取存储器23尤其包括-位于寄存器230中、负责接通接入点2的微处理器21的操作程序，-发送参数231(例如关于调制、编码、ΜΙΜΟ、帧再现的参数)，-接收参数232(例如关于调制、编码、ΜΙΜΟ、帧再现的参数)，-输入数据233，-用于数据发送的编码数据234，-物理信道参数235(例如由接入点2来分配确定的频率、确定的频率带宽、确定的时隙、确定的码以及/或者在发送数据时确定的子载波间隔)。无线电接口沈适于，如果必要，通过图1未示出的系统1的一个或几个移动终端接收信号。图3图解示出了例如和图1的节点101至108对应的节点3的硬件实施例。节点3包括以下通过地址和数据总线34互连的部件，总线34也传输时钟信号-微处理器31(或CPU)，-ROM型非易失性存储器32，-RAM随机存取存储器33，-无线电接口36，-适于发送数据(例如广播服务、或点对多点或点对点发送)并尤其执行编码器功能的接口 37，-MIMI (人机接口)28，或者对于特定应用，适于向用户显示信息以及/或者输入数据或参数。注意，存储器32和33的描述中所用的词汇“寄存器”在所述每一存储器中都指定低容量存储区(某些二进制数据)和大容量存储区(使得整个程序能够被存储，或者代表接收数据或待广播数据的数据的全部或一部分能够被存储)。存储器32尤其包括- “prog，，程序 320，以及-物理层参数321。将在后面描述的用于实施本发明专用方法步骤的算法，被存储在和实施这些步骤的节点2关联的ROM存储器32中。当加电时，微处理器31加载并运行这些算法的指令。随机存取存储器33尤其包括-位于寄存器330中、负责接通节点3的微处理器31的操作程序，-发送参数331(例如关于调制、编码、ΜΙΜΟ、帧再现的参数)，-接收参数332(例如关于调制、编码、ΜΙΜΟ、帧再现的参数)，-输入数据333，-用于数据发送的编码数据334，-代表物理分区识别符的数据335，每个物理分区都对应于如图1所示的包含节点的第1至第8区，以及-对于另一节点发送的信号的接收质量参数336(例如接收信号功率电平、SNR(信噪比))。无线电接口 36适于接收，如果必要，通过系统1的一个或几个节点101至108发
送的信号。图4示出了一种根据本发明特别有利非限制性实施例的、配置系统1的无线网络的方法。在初始化步骤40，更新节点101至108的各参数。尤其是，如有必要，以任何方式 (例如在收到通过图1未示出的服务器、或通过操作者命令发送的初始化消息后)，初始化和待发送信号及对应子载波对应的参数。然后，在步骤41，如使用5GHz频带的Wi-Fi网络，配置第一网络的至少一个接入点的一个或几个参数。待配置参数属于以下参数组-空间参数，即例如接入点在物理空间上以及/或者在物理分区上的位置，为覆盖物理空间所需安装的接入点数量，一个或几个天线的方向，-物理层参数，即例如发送信道频率，发送信道带宽，发送功率，以及-按照OSI(开放系统互连)模型在物理层以上的层的参数，即，例如为了以 CDMA(码分多路存取)通信协议的TDMA(时分多路存取)扩展码发送信号而分配的时间间隔。根据一种变型，参数组只包括以上所列参数中的一个、两个或三个参数。根据另一种变型，待配置的第一参数是以上定义的参数组中的至少两个参数的组合，例如空间参数和物理层参数的组合。根据为第二网络建立的链路预算，来确定要应用于第一网络接入点的参数的参数选择。第二网络的链路预算说明第二网络某一节点和第二网络另一节点之间的链路质量。因而，第二网络的总链路预算将一组代表每对节点发送器/节点接收器链路质量的值集中起来，并且用NXN阵列的形式来表示，其中N是第二网络的节点数。因而，每个节点都发送代表信号发送器节点标识符的信号。收到所发送信号的节点有利地估计所收到信号的 RSSI (接收信号强度指示器)，并解码信号，以提取信号发送器节点的标识符。一条代表与估计的RSSI关联的发送器节点标识符的信息被存储在每个已估计了 RSSI的节点中，并且该信息被发送给第二网络的控制器，以集中所有的发送器标识符/估计的接收信号RSSI 对。每一对发送器节点/接收器节点的估计的RSSI都是每一对发送器节点/接收器节点的链路质量的指示器。根据一种变型，代表发送器节点和接收器节点之间链路质量的另一指示器是 BER(位错误率)或FER(帧错误率)。以和对于RSSI相同的方式，根据本领域技术人员周知的任何方法，从节点收到的信号估计BER或FER，该信号是第二网络另一节点发送的。第二网络的每个节点都发送代表其标识符的信号，并且收到该信号的节点估计BER或FER。控制器集中该信息，并建立代表第二网络链路预算的阵列。因为第一网络的接入点要覆盖的物理空间的每个区都包含第二网络的一个节点， 所以所确定的第二网络第i节点和第j节点之间的链路预算对应于物理空间第i区和第j 区之间所确定的链路预算。根据本领域技术人员周知的任何方法，例如通过计算或通过表或通过经验确定的模型，根据代表第二网络节点和第一网络接入点的参数，将第二网络的链路预算转换成第一网络的链路预算。代表性参数例如有天线增益、发送功率、信道频率等。有利地，利用测试和误差算法来选择为第一网络的至少一个接入点胡参数或配置的参数，该测试和误差算法使能获得最优接入点的参数，该最优接入点最佳地覆盖要覆盖的物理空间，同时例如限制接入点和该物理空间外部之间的干扰。根据一种变型，只确定和第二网络的一些节点对应的链路预算的一部分。有利地，通过第一网络的用户确定要覆盖的物理空间。图5示出了一种根据本发明特别有利非限制性实施例的、配置系统1的无线网络的方法。在初始化步骤50，更新节点101至108的各参数。尤其是，如有必要，以任何方式 (例如在收到通过系统1未示出的服务器、或通过操作者命令发送的初始化消息后)，初始化和待发送信号及对应子载波对应的参数。然后，在步骤51，确定和第一网络如Wi-Fi网络的接入点的期望覆盖区对应的物理空间。期望覆盖区对应于无线网络用户希望看到的被接入点所覆盖的空间，如建筑物一层或房屋。有利地分几步定义物理空间。首先，将物理空间分成一个或几个物理分区。物理空间的分区响应于几个约束。每个分区都包含第二网络如“Zigbee”型网状网络的节点。 而且，对于物理分区定义，要考虑在第二网络的节点所发送的信号的传播路径上出现的物理障碍物例如内墙、外墙、天花板、地面等。关于建筑物或房屋的房间，包含第二网络节点的较小尺寸房间(例如5mX5m)定义了物理分区。包含第二网络几个节点的更大尺寸房间(例如IOmXlOm)则包含和节点数一样多的物理分区。如果第一网络接入点的覆盖区必须延伸到分区墙壁或外墙所定义的内部空间的外部，则第一网络用户希望看到的被第一网络接入点覆盖的外部空间也分成几个物理分区，该每个物理分区都包含第二网络的节点。有利地，对于外部物理分区的定义，也有利地考虑在第二网络节点所发送的信号的传播路径上出现的物理障碍物。一旦定义了物理空间的物理分区，就为每个物理分区分配标识符 (例如递增编号)。有利地，按物理空间平面模式，即按照例如代表物理空间长度和宽度的 χ和y两个轴，指定每个物理分区中的节点几何位置。根据一种变型，物理空间中的节点位置考虑下一个分量用物理分区高度表示的Z轴，从而用三维模式来表示物理空间。根据一种变型，用近似准则来定义物理分区中的节点位置，例如右上或左上角，右下或左下角，分区中心，顶壁或底壁中间，在集成Z分量的三维模式下的一半高度处，平面模式下右壁或左壁中间、且靠近地面。根据另一种变型，用节点在分区中的准确坐标，来精确定义物理分区中的节点位置。有利地，将代表物理空间定义的所有或某些信息，即和物理空间分区相关的信息以及/或者和分区中的节点几何位置相关的信息，记录在第二网络管理设备的存储器中。 根据一种变型，将代表物理空间定义的信息记录在第一网络管理设备的存储器中，或者直接记录在第一网络的一个接入点中，如主接入点中。然后，在步骤52，第二网络如“Zigbee”型网状网络的部件，如第二网络控制器或第二网络的一个或多个节点，接收关于获得第二网络的部分或全部链路预算的请求。有利地，该请求由第一网络的部件如第一网络的控制器或接入点发送。根据一种变型，该请求由负责实施或管理第一网络的个体发送。根据另一种变型，该请求由第二网络的控制器发往第二网络的一个或几个节点。有利地，在物理空间中对第一网络的接入点进行安装和参数配置之前，发送关于获得第二网络的全部或部分链路预算的请求。根据一种变型，每天定期或每小时发送请求。根据另一种变型，在对第二网络节点的一个或几个参数作出任何修改后发送请求，例如添加或禁止一个或几个节点、修改至少一个节点的发送信道频率、移动一个或几个节点从而改变物理空间定义，等等。在步骤53，第二网络的控制器接收第二网络的部分或全部链路预算。有利地，由属于第一网络的设备，如控制器或接入点，来接收第二网络的全部或部分链路预算。根据一种变型，由第二网络的节点之一如主节点，来接收链路预算。在步骤M，确定第二网络的部分或全部链路预算。为此，通过有线或无线链路连接到第二网络的第二网络控制器初始化第二网络的参数，如第二网络的信道频率。然后，组成第二网络的每个节点都将它自己的驱动发往组成第二网络的其它所有节点，每个节点的驱动都包括节点标识符。收到这样发送的驱动程序的每个节点都解码驱动程序，并将收到的驱动程序中所包括的标识符记录在存储器中或表中。对于收到的每个驱动程序，节点都估计包含了所考虑驱动程序的接收信号的RSSI，并将该RSSI记录在存储器或表中，以构建标识符和已估计了 RSSI接收功率的信号的发送器节点之间的链接。从而，第二网络的每个节点都为包含了另一节点所发送驱动程序的每个接收信号，存储该驱动程序的发送器节点的标识符，并且相对于代表该驱动程序标识符的信息，存储包含了所述驱动程序的接收信号的估计RSSI值。一旦所有节点都执行了 RSSI测量，则每个节点都向控制器发送和发送器节点标识符关联的测量RSSI值，以及执行这些测量的节点的标识符。从而，控制器把通过和节点发送器/节点接收器对的标识符关联的第二网络节点组执行的所有RSSI测量都集中起来。于是，获得包含了估计RSSI值的NXN阵列，其中N为节点数，或者图1系统中的 8X8阵列，在图1中第二网络包括8个节点。从而，对于包括N个节点的网络，得到以下阵
权利要求
1.一种配置包括至少一个接入点的第一无线网络的方法，其特征在于，所述方法包括步骤根据包括至少两个节点的第二无线网络的至少一部分链路预算，来配置所述第一无线网络的所述至少一个接入点的至少一个参数，所述节点位于确定的物理空间中，所述第一和第二无线网络在物理上不同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一无线网络使用第一物理信道，所述第二无线网络使用第二物理信道，所述第一和第二物理信道不同。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括确定所述物理空间的步骤， 所述确定步骤包括步骤存储一条代表所述物理空间中包括的基本区的信息，每一个所述基本区都包括所述第二网络的至少一个节点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述物理空间的步骤也包括步骤存储一条代表基本区中的至少一个节点的位置的信息。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述方法包括接收所述第二网络的至少一部分链路预算的步骤。
6.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述方法包括确定所述第二网络至少一部分链路预算的步骤。
7.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，从以下当中选择所述参数-至少一个空间参数，-至少一个物理层参数，-物理层之上的层的至少一个参数，或者这些参数的任何组合。
8.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述配置步骤包括步骤根据所述第二网络的所述链路预算，来确定所述第一网络的链路预算。
9.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述第二网络的所述链路预算取决于对由所述第二网络至少一个节点发送且被所述第二网络至少另一个节点接收的信号的接收功率测量，对所述信号的至少两个不同发送信道频率执行所述测量，所述至少两个发送信道频率属于同一频带。。
10.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述第二网络是网状网络。
11.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述第一网络使用第一频带，所述第二网络使用不同于所述第一频带的第二频带。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一频带和所述第二频带之差小于2倍频程。
13.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述第二网络的节点在所述物理空间中的分布密度大于所述第一网络的节点在所述物理空间中的分布密度。
14.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括请求获得所述第二网络的所述至少一部分链路预算的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种配置包括至少一个接入点的第一无线网络的方法。为了优化第一无线网络的配置，该方法包括步骤根据包括至少两个节点的第二无线网络的至少一部分链路预算，来配置第一无线网络的至少一个接入点的至少一个参数，该节点位于确定的物理空间中。
文档编号H04W88/08GK102342175SQ201080010541
公开日2012年2月1日 申请日期2010年3月2日 优先权日2009年3月5日
发明者F.巴隆, G.斯特劳布, P.方丹, R.多尔 申请人:汤姆森特许公司