专利名称：一种WiFi天线阵列的智能控制方法
技术领域：
本发明涉及无线局域网通信领域，特别涉及一种在无线局域网中无线接入点设备的WiFi天线阵列的智能控制方法。
背景技术：
Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。同时也是一种无线联网的技术，以前通过网线连接电脑，而现在则是通过无线电波来连网；常见的就是一个无线路由器，那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用WIFI连接方式进行联网。一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台 AP，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源，架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网，也可不要AP，只需要每台电脑配备无线网卡。AP为AccessPoint简称，一般翻译为“无线访问接入点”，或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了 AP，就像一般有线网络的Hub —般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用，WiFi更显优势，有线宽带网络(ADSL、小区LAN等)到户后，连接到一个AP，然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享的方式上网。AP 一般都具有主机，由主机控制开关阵列里的开关，开关阵列与天线阵列的各个天线馈点相连。AP主机通过控制开关阵列的开关组合来控制天线阵列的波束形成方向，实现与不同的无线网卡的通信。如图I所示。随着个人移动通信和WiFi产品的迅速普及，2. 4G频段的频谱资源显得越来越宝贵。而且由于复杂的地形，障碍物对电磁波传输的影响，大量用户间的相互影响，电磁波会产生时延扩散、瑞利衰落、多径效应、共信道干扰等，使通信质量受到严重影响，并且单个WiFi产品的覆盖面积有限。
发明内容
为了改善上述问题，本发明提供一种WiFi天线阵列的智能控制方法，增强电磁波的抗扰能力，增加单个WiFi产品的覆盖面积，提升其无线电波的传输质量。本发明的技术方案是一种WiFi天线阵列的智能控制方法，在WiFi AP主机中进行如下控制步骤
步骤A、检测是否是发送广播信息，如果是发送广播信息，转向步骤B，否则转向步骤C ； 步骤B、控制开关阵列，使开关阵列的开关方式按照天线形成全向波束的开关设置状
态；
步骤C、控制开关阵列，使天线形成定向波束，并锁定在信号质量最好的定向波束所对应的开关阵列中的开关设置状态。进一步的，上述的WiFi天线阵列的智能控制方法中在步骤C中还包括以下步骤
步骤CO、AP与网卡建立连接；
步骤Cl、AP检测该网卡的MAC地址是否已经存储在AP的数据库里面，如果是，则转向步骤C2，否则转向步骤C3 ；
步骤C2、AP调用该MAC地址对应的数据链表里面的开关控制信息；
步骤C3、AP依次控制开关阵列，在每次控制完开关阵列，AP记录与网卡通信的信号质量，并进行比较，在完成依次控制开关阵列后，控制开关阵列处于最优信号质量对应的开关阵列控制，并记录最优信号质量对应的开关阵列控制信息到AP的数据库里面，建立数据链表。进一步的，上述的WiFi天线阵列的智能控制方法中衡量信号质量的指标包括AP与网卡通信的链接速率、误码率和信号强度。 进一步的，上述的WiFi天线阵列的智能控制方法中所述的步骤C3中，所述的数据链表中，包括MAC地址，和每个MAC地址信息下面，都有所有的开关阵列控制信息；每个开关阵列控制信息下面，都有链接速率、信号强度、误码率和被调用次数。进一步的，上述的WiFi天线阵列的智能控制方法中所述的数据链表中，开关阵列控制信息数量是设定的。进一步的,上述的WiFi天线阵列的智能控制方法中所述的步骤C2中包括以下分步骤
步骤C201、AP主机调用该MAC数据链表下面对应的开关阵列控制信息，以开关阵列被调用次数多少为依据，从最多开始，依次调用该开关阵列的其它控制信息；
步骤C202、AP采集该开关阵列控制信息下的链接速率、信号强度、误码率，并与其记录的历史数据比较，是否匹配；如果匹配，则转向步骤C203，否则，转向步骤C204;
步骤C203、AP与该网卡通信时，固定调用该组开关阵列控制信息，并把相应的调用次数加I ;
步骤C204、继续调用下一组开关阵列控制信息，以被调用次数为依据，从最多到第二多的顺序依次调用，转向步骤C202，当开关阵列控制信息调用完毕时，转向步骤C3。进一步的,上述的WiFi天线阵列的智能控制方法中所述的步骤C3中，还包括 C301、判定当前的开关阵列控制信息是否满员，如果是，则转向步骤C302，否则转向步
骤 C303 ；
C302、删除记录里面最差的一组控制信息数据，最差的一组控制信息数据是以被调用次数为依据的，更新为此次的控制信息数据；
C303、增加一组的新的开关阵列控制信息数据。本发明的WiFi天线阵列的智能控制方法，增强电磁波的抗扰能力，增加单个WiFi产品的覆盖面积，提升其无线电波的传输质量。
图I :AP与网卡连接框图。图2 :本发明AP发包及开关阵列控制步骤流程图。图3 :本发明中开关阵列控制信息的优选流程图。
图4 :本发明中AP记录网卡信息的数据链表框图。图5 :本发明中开关阵列控制信息的调用。
具体实施例方式实施例1，如图2所示，本实施例是一种WiFi天线阵列的智能控制方法，在WiFiAP主机中进行如下控制步骤
步骤A、检测是否是发送广播信息，如果是发送广播信息，转向步骤B，否则转向步骤C ；步骤B、控制开关阵列，使开关阵列的开关方式按照天线形成全向波束的开关设置状态；在AP对开关阵列控制时。步骤C、控制开关阵列，使天线形成定向波束，并锁定在信号质量最好的定向波束所对应的开关阵列中的开关设置状态。这里步骤C是关键，如衅3所示，包括以下步骤
步骤CO、AP与网卡建立连接；
步骤Cl、AP检测该网卡的MAC地址是否已经存储在AP的数据库里面，如果是，则转向步骤C2，否则转向步骤C3 ；
步骤C2、AP调用该MAC地址对应的数据链表里面的开关控制信息；
步骤C201、AP主机调用该MAC数据链表下面对应的开关阵列控制信息，以开关阵列被调用次数多少为依据，从最多开始，依次调用该开关阵列的其它控制信息；如图4所示步骤C202、AP采集该开关阵列控制信息下的链接速率、信号强度、误码率，并与其记录的历史数据比较，是否匹配；如果匹配，则转向步骤C203，否则，转向步骤C204;
步骤C203、AP与该网卡通信时，固定调用该组开关阵列控制信息，并把相应的调用次数加I ;
步骤C204、继续调用下一组开关阵列控制信息，以被调用次数为依据，从最多到第二多的顺序依次调用，转向步骤C202，当开关阵列控制信息调用完毕时，转向步骤C3。步骤C3、AP依次控制开关阵列，在每次控制完开关阵列，AP记录与网卡通信的信号质量，并进行比较，在完成依次控制开关阵列后，控制开关阵列处于最优信号质量对应的开关阵列控制，并记录最优信号质量对应的开关阵列控制信息到AP的数据库里面，建立数据链表。WiFi天线阵列的智能控制方法中所述的步骤C3中，所述的数据链表中，包括MAC地址，和每个MAC地址信息下面，都有所有的开关阵列控制信息；每个开关阵列控制信息下面，都有链接速率、信号强度、误码率和被调用次数。如图4所示。C301、判定当前的开关阵列控制信息是否满员，如果是，则转向步骤C302，否则转向步骤C303 ；
C302、删除记录里面最差的一组控制信息数据，最差的一组控制信息数据是以被调用次数为依据的，更新为此次的控制信息数据；
C303、增加一组的新的开关阵列控制信息数据。如图5所示。具体的本实施例的智能控制过程如图2所示，AP启动以后，发广播包时，AP控制开关阵列，使天线阵形成全向波束。发数据包时，AP控制开关阵列，使天线形成定向波束。当不是广播包时，AP与网卡建立连接以后，AP检测该网卡的MAC地址是否已经存储在AP的数据库里面；如果是，表示AP与网卡曾经通信过，已存储其历史数据，这时，AP调用该MAC地址对应的数据链表里面的开关控制信息；如果否，表示AP未曾与该网卡通信过，则AP依次控制开关阵列；在每次控制完开关阵列，AP都会记录与网卡通信的链接速率、误码率和信号强度，并进行比较；AP记录最优的开关阵列控制信息，及其对应的链接速率、误码率和信号强度，建立链表，记录到AP的数据库里面。如图3所示。AP存储网卡的数据链表信息如图4所示；链表信息包括，MAC地址1，MAC地址2，…，MAC地址N ;每个MAC地址信息下面,都有N个开关阵列控制信息,本实施例中N =
8;每个开关阵列控制信息下面，都有链接速率、信号强度、误码率和被调用次数。调用次数我多少是衡量该开关阵列控制信息好坏的标准，调用多表示好。AP与网卡建立连接以后，如果检测到AP的数据库里面保存了该网卡的MAC地址信息，则AP调用该MAC数据链表下面对应的开关阵列控制信息，以开关阵列被调用次数多少为依据，从最优开始，依次调用该开关阵列的控制信息；AP采集该开关阵列控制信息下的链接速率、信号强度、误码率，并与其记录的历史数据比较，是否匹配；如果匹配，则AP与该 网卡通信时，固定调用该组开关阵列控制信息，并把相应的调用次数加I ;每隔一段时间，AP会把实时采集到的信号质量信息，包括链接速率、信号强度、误码率，与链表里面的历史记录对比，目的是看与AP通信的网卡是否变换了方位。如果网卡变换了方位，那么AP采集到的信号质量信号会和以前的历史记录相差较大，这时候，AP要重新调整开关阵列控制。如果AP上次调用的开关控制信息不满足要求，那么继续调用下一组开关阵列控制信息。这个控制信息数量是有限制的，比如本实施例中是8组。如果控制信息没有调用完，那么以被调用次数为依据，从优到次优，依次调用。如果控制信息调用完毕都没有满足要求，那么执行的步骤C03，判定当前的开关阵列控制信息是否满员，即是否到达组数限制要求，比如8组。网卡不同的方位可对应不同的波束形成方向，从而对应不同的开关组合，开关组合调用次数，是衡量该网卡所在对应方位的交数，交数越多表示网卡常放在该方位，一般说来，网卡所在的方位，根据细分可以有很多方位，但系统里内存和开关阵列本身的开关数也有限，因此，在存储器中设定了组数限制，我们在三实施例中，限制级数为8。如果超过8 了，则删除记录里面最差的一组控制信息数据(以被调用次数为依据)，更新为此次的控制信息数据。如果否，则增加一组的新的开关阵列控制信息数据，如图5所示。
权利要求
1.一种WiFi天线阵列的智能控制方法，其特征在于在WiFi AP主机中进行如下控制步骤 步骤A、检测是否是发送广播信息，如果是发送广播信息，转向步骤B，否则转向步骤C ； 步骤B、控制开关阵列，使开关阵列的开关方式按照天线形成全向波束的开关设置状态； 步骤C、控制开关阵列，使天线形成定向波束，并锁定在信号质量最好的定向波束所对应的开关阵列中的开关设置状态。
2.根据权利要求I所述的WiFi天线阵列的智能控制方法，其特征在于在步骤C中还包括以下步骤 步骤CO、AP与网卡建立连接； 步骤Cl、AP检测该网卡的MAC地址是否已经存储在AP的数据库里面，如果是，则转向步骤C2，否则转向步骤C3 ； 步骤C2、AP调用该MAC地址对应的数据链表里面的开关控制信息； 步骤C3、AP依次控制开关阵列，在每次控制完开关阵列，AP记录与网卡通信的信号质量，并进行比较，在完成依次控制开关阵列后，控制开关阵列处于最优信号质量对应的开关阵列控制，并记录最优信号质量对应的开关阵列控制信息到AP的数据库里面，建立数据链表。
3.根据权利要求2所述的WiFi天线阵列的智能控制方法，其特征在于衡量信号质量的指标包括AP与网卡通信的链接速率、误码率和信号强度。
4.根据权利要求2所述的WiFi天线阵列的智能控制方法，其特征在于所述的步骤C3中，所述的数据链表中，包括MAC地址，和每个MAC地址信息下面，都有所有的开关阵列控制信息；每个开关阵列控制信息下面，都有链接速率、信号强度、误码率和被调用次数。
5.根据权利要求4所述的WiFi天线阵列的智能控制方法，其特征在于所述的数据链表中，开关阵列控制信息数量是设定的。
6.根据权利要求2所述的WiFi天线阵列的智能控制方法，其特征在于所述的步骤C2中包括以下分步骤 步骤C201、AP主机调用该MAC数据链表下面对应的开关阵列控制信息，以开关阵列被调用次数多少为依据，从最多开始，依次调用该开关阵列的其它控制信息； 步骤C202、AP采集该开关阵列控制信息下的链接速率、信号强度、误码率，并与其记录的历史数据比较，是否匹配；如果匹配，则转向步骤C203，否则，转向步骤C204; 步骤C203、AP与该网卡通信时，固定调用该组开关阵列控制信息，并把相应的调用次数加I ; 步骤C204、继续调用下一组开关阵列控制信息，以被调用次数为依据，从最多到第二多的顺序依次调用，转向步骤C202，当开关阵列控制信息调用完毕时，转向步骤C3。
7.根据权利要求2所述的WiFi天线阵列的智能控制方法，其特征在于所述的步骤C3中，还包括 C301、判定当前的开关阵列控制信息是否满员，如果是，则转向步骤C302，否则转向步骤 C303 ； C302、删除记录里面最差的一组控制信息数据，最差的一组控制信息数据是以被调用次数为依据的，更新为此次的控制信息数据； C303、增加一组的新的开关阵列控制信息数据。
全文摘要
本发明提供了一种WiFi天线阵列的智能控制方法，在WiFi AP中检测是否是发送广播信息，如果是发送广播信息，控制开关阵列，使开关阵列的开关方式按照天线形成全向波束的开关设置状态；否则控制开关阵列，使天线形成定向波束，并锁定在信号质量最好的定向波束所对应的开关阵列中的开关设置状态。本发明的WiFi天线阵列的智能控制方法，增强电磁波的抗扰能力，增加单个WiFi产品的覆盖面积，提升其无线电波的传输质量。
文档编号H04W16/28GK102665228SQ201210121019
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者丘春辉, 刘德银, 曹华昌, 黄洪波 申请人:深圳市共进电子股份有限公司