一种智能电视无线工作站的数据传输方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及无线通信领域，提供了一种智能电视无线工作站的数据传输方法，其特征在于,所述无线工作站包括一个无线网卡，其特征在于，所述方法包括以下步骤：所述无线网卡向周围所有可用信道发送无线探测请求帧，以便扫描无线接入点的位置;接收所述无线接入点向所述无线网卡发送的探测响应帧；根据所述探测响应帧的信号强度和传输质量确定所述无线接入点所在的位置；向所述位置方向发送数据，以便与所述无线接入点进行数据通信。本发明有效提高了无线数据的传输质量，提高了传输速率。
【专利说明】一种智能电视无线工作站的数据传输方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种智能电视无线工作站的数据传输方法和
装直。
【背景技术】
[0002]无线网络是计算机网络技术和无线通信技术相互结合的产物，利用无线网络技术，人们可以非常方便地以无线方式连接网络设备，随时、随地访问网络资源。无线局域网(Wireless Local Area Network, WLAN)技术使用户可以在本地范围内创建无线连接,用于所有不便于铺设线缆的场所或用于增强现有的有线局域网。目前，无线局域网产品所采用的技术标准主要有IEEE 802.11系列、IrDA (Infrared Data Association)和蓝牙等。IEEE 802.11无线网络自其问世以来，已得到广泛部署和应用，具有着良好的商业价值和广泛的应用前景。
[0003]目前影响无线网络设备的传输速率的主要因素是无线信号干扰，现有技术中的无线发射设备将无线电波辐射到360度的范围，当在一个小区内具有多个无线发射设备时，常常会发生同信道干扰和邻信道干扰。这种干扰往往会造成数据包丢包现象发生，降低了无线通信网络的性能，影响了无线传输速度，如何可以集中无线电波能量，增强信号质量，提高传输速率，一直是无线通信领域的热点问题。
【发明内容】
[0004]为了解决现有无线通信技术由于信号干扰造成的传输速率低的技术问题，本发明提供了一种智能电视无线工作站的数据传输方法，其特征在于，所述无线工作站包括一个无线网卡，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
所述无线网卡向周围所有可用信道发送无线探测请求帧，以便扫描无线接入点的位
置；
接收所述无线接入点向所述无线网卡发送的探测响应帧；
根据所述探测响应帧的信号强度和传输质量确定所述无线接入点所在的位置；
向所述位置方向发送数据，以便与所述无线接入点进行数据通信。
[0005]优选地，所述无线网卡向周围所有可用信道发送无线探测请求帧，以便扫描无线接入点的位置的步骤包括，
所述无线网卡的天线以固定角度为单位向一个方向旋转，360度扫描无线接入点的位置。
[0006]优选地，所述无线网卡的天线每次以固定角度旋转后，向该固定角度构成的扇形区域方向发送探测请求帧，以便扫描无线接入点的位置。
[0007]优选地，所述固定角度为30度。
[0008]优选地，所述无线网卡的天线每次旋转所述固定角度后，停顿预定时间后继续旋转。[0009]优选地，在所述无线网卡向周围所有可用信道发送无线探测请求帧，以便扫描无线接入点的位置的步骤之前，还包括，
所述无线工作站将以所述无线网卡为圆心的360度范围内的扫描区，以所述无线网卡天线的旋转角度单位为单位，预先划分成多个子区域；
所述接收所述无线接入点向所述无线网卡发送的探测响应帧的步骤包括，
以所述子区域为单位接收探测响应帧。
[0010]优选地，所述根据所述探测响应帧的信号强度和传输质量确定所述无线接入点的位置的步骤包括，将从所述子区域接收到的所有探测响应帧封装成一个探测响应包，根据每个探测响应包的信号强度确定所述无线接入点的位置。
[0011]优选地，所述根据所述探测响应帧的信号强度和传输质量确定所述无线接入点所在的位置的步骤包括:
将所返回的信号强度最大的探测响应包对应的子区域确定为无线接入点所在的位
置；
所述向所述位置方向发送数据，以便与所述无线接入点进行数据通信的步骤包括:
向该子区域发送数据，以便与所述无线接入点进行数据通信。
[0012]优选地，所述无线网卡的旋转方向是顺时针方向或逆时针方向。
[0013]本发明还提供了一种智能电视无线工作站的数据传输装置，其特征在于，所述无线工作站包括一个无线网卡，其特征在于，所述装置包括以下单元:
发送单元，用于所述无线网卡向周围所有可用信道发送无线探测请求帧，以便扫描无线接入点的位置；
接收单元，用于接收所述无线接入点向所述无线网卡发送的探测响应帧；
位置确定单元，用于根据所述探测响应帧的信号强度和传输质量确定所述无线接入点所在的位置；
通信单元，用于向所述位置方向发送数据，以便与所述无线接入点进行数据通信。
[0014]本发明通过判断无线探测响应帧的信号强度和传输质量，定位无线接入点的位置，实现了高精度的定位方法，尤其是，将扫描区划分成若干个子区域，可以使定位错误率低，定位速度快，减少了定位成本；同时，在确定了无线接入点的位置后，仅仅向其所在的特定区域发送数据，比之现有技术中无线信号发射设备360度广播无线信号，定向发送由于发送范围窄，无线发射能量增大，有效提高了无线数据的传输质量，提高了传输速率。
[0015]【专利附图】
【附图说明】
图1是实施例一的方法流程图；
图2是实施例二的装置架构图。
【具体实施方式】
[0016]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0017]IEEE 802.11标准定义了两种类型的设备:一种称为无线工作站(Station)，也可称为无线客户端，通常由可移动的计算设备，例如笔记本电脑、掌上型电脑、个人数字助理、WIFI (wireless fidelity)手机等,加上一块无线网卡构成；另一种称为无线接入点，也叫无线AP (Access Point)。无线AP是网络中负责数据接收和转发的设备，一般放置于固定位置并可以连接到有线局域网。
[0018]本发明实施例所描述的智能电视无线工作站的数据传输方法和装置可以采用下述软件及硬件实现:
硬件实现:
无线接入点AP (Access Point)以及智能电视中的无线工作站均配备:
1、CPU(Central Processing Unit): FreescaleMPC8272VRTIE/450M ；
2、miniPCI无线网卡接口。
[0019]3、无线网卡:美国UBIQUITI公司2.4GHz无线网卡，802.llb/g协议的miniPCI接口，设定的发射功率为17dBm，配有5dBi增益的全向天线。
[0020]软件实现:
1、无线工作站操作系统:linux-2.4.26 ；
2、无线网卡驱动程序:MADWiFi(Multimode Atheros Driver for WiFi)；
MADWiFi是一个Linux下的无线网卡驱动程序,基于Atheros系列无线网卡芯片设
计，MADWiFi使得无线网卡成为可以被Linux系统识别的一个普通的网络设备，可以用ifconfig等工具对其进行配置。
[0021]参照图1，示出了本发明一种智能电视无线工作站的数据传输方法，具体包括以下步骤:
S101、所述无线网卡向周围所有可用信道发送无线探测请求帧，以便扫描无线接入点的位置；
无线工作站定期触发扫描程序，触发扫描程序后，无线工作站的无线网卡在每个可用信道上广播发送探测请求(probe request)帧,接收到探测帧的AP向工作站发送探测响应(probe response)帧。无线网卡驱动程序会执行主动扫描过程，在各个信道分别发送请求帧，然后等待周围AP的回馈。
[0022]在上述的扫描程序中，可以使用iwlist scanning命令执行扫描过程。该命令描述如下:
(I)调用scan_restart函数,设置定时器,设置超时函数为scan_next。
[0023](2)scan_next函数首先检查当前的扫描信道是否已经是最后一个信道，如果是则扫描结束，将网卡信道恢复为扫描之前的信道；否则进行下一步。
[0024](3)调用change_channel函数,将网卡信道设置为当前的下一个信道。
[0025](4)调用 ieee802ll_send_probereq 函数，广播 Probe Request 中贞。
[0026](5)启动定时器，设置超时函数为scan_neXt。在超时之前的这段时间内，等待其他节点发回来的探测响应帧，然后将此节点记录在扫描结果中。到超时时间后，重新返回第
O I KZt /J/ O
[0027]该命令通过PROC(PiOcess)文件系统作为接口将探测结果提供给无线工作站上的应用程序。
[0028]为了增强无线探测信号能量，精确定位AP的位置，在本发明实施例中，无线网卡在无线网卡驱动程序的驱动下，其自带的全向天线可以以固定角度为单位向一个方向进行旋转，例如，可以以30度角、45度角或60度角为单位进行旋转，每次旋转一定角度后，无线网卡可以停顿一段时间后继续旋转，例如，可以停顿1ms，2ms等。旋转方向可以是顺时针，也可以是逆时针方向，以此来360度扫描周围的所有无线接入点的位置。并且，无线网卡在每次以固定角度旋转后，向该固定角度构成的扇形区域方向发送探测请求帧，以增强该方向的探测请求信号能量，从而更精确地测试每个区域的探测响应信号的强弱。
[0029]S102、接收所有无线接入点向所述无线网卡发送的探测响应帧；
无线网卡发送探测请求帧后，可以接收到各个方向反馈的探测响应信号。只是不同方向反馈的探测响应信号的强度不同，传输质量不同。无线接入点所在位置的方向返回的信号最强，传输质量最好，离该位置越远信号越弱，传输质量越差。可以以每个接入点为单位，接收探测响应信号，将信号的强度，质量以及发出信号的点的位置等信息记录到扫描结果中，也可以以区域为单位，接收探测响应信号，并将从该区域获取的所有扫描数据封装在一个数据包中。
[0030]为了精确地定位无线接入点的位置，无线工作站可以预先将以无线网卡为圆心360度范围内的区域作为扫描区，将该扫描区划分成若干个子区域，以这些子区域为单位接收探测响应帧。可以将扫描区划分成4个，6个或12个等等。
[0031]当然，为了使发射信号和响应信号能量集中，发射探测请求信号的区域可以与接收探测响应信号的区域相匹配，因此，扫描区域的划分可以以无线网卡的旋转角度单位为单位，例如，如果无线网卡的天线以30度为单位进行旋转，则可以将扫描区划分成12个；如果无线网卡的天线以45度为单位进行旋转，则可以将扫描区划分成8个。
[0032]S103、根据所述探测响应帧的信号强度和传输质量确定所述无线接入点所在的位置；
当探测周期结束时，无线工作站根据接收到的探测响应报告获得无线AP响应信号强度值。该扫描报告中记录了探测过程中发现的所有基本服务集BSS(Basic Service Set)及相关参数，如 MAC (Media Access Control)地址、BSSID、BSS 类型、RSSI (ReceivedSignal Strength Indicator)和工作模式等,无线工作站根据探测报告,选出信号强度最大的地址，将其定位为AP所在的位置。
[0033]如果是以区域为单元进行探测响应包的接收，则根据从该区域获取的包含该区域所有扫描数据的数据包来确定无线接入点的位置。找到信号强度最强，质量最好的探测响应包，确定该响应包对应的子区域，将该子区域确定为无线接入点所在的区域。
[0034]S104、向所述位置方向发送数据，以便与所述无线接入点进行数据通信。
[0035]确定了 AP位置后，如果无线工作站还没有与该AP建立连接，无线工作站会向该AP发送建立连接的请求，AP若同意无线工作站的连接请求，向无线工作站发送关联响应，无线工作站就能够获得该AP所在BSS的完全访问权。就可以与该AP进行数据通信。
[0036]在以区域为单元的定位方式中，如果确定了 AP所在的区域，则无线工作站将调用无线网卡驱动程序，将无线网卡的天线调整为朝向该子区域的方向，然后定向地向该子区域发送数据，与该区域的AP建立连接并进行数据通信。这样可以增强无线发射信号的能量，同时也不会干扰其他的无线通信设备。
[0037]本发明实施例通过探测响应帧的信号强度和传输质量，确定AP的位置，由于无线网卡可以将探测信号向一个方向发送，因此，增强了探测信号的质量，提高了定位的速度和精确性；在确定AP位置后，同样仅仅向一个方向或位置发送通信数据，避免了多个无线发送设备之间的信号干扰，提高了无线传输速率。
[0038]实施例二
参见图2，本发明还提供了与实施例一的方法对应的智能电视无线工作站的数据传输装置，其特征在于，所述无线工作站包括一个无线网卡，其特征在于，所述装置包括以下单元:
发送单元201，用于所述无线网卡向周围所有可用信道发送无线探测请求帧，以便扫描无线接入点的位置；
接收单元202，用于接收所述无线接入点向所述无线网卡发送的探测响应帧；
位置确定单元203，用于根据所述探测响应帧的信号强度和传输质量确定所述无线接入点所在的位置；
通信单元204，用于向所述位置方向发送数据，以便与所述无线接入点进行数据通信。
[0039]本发明实施例的传输装置，通过定向发送探测数据来定位AP位置，并且找到AP后，定向发送通信数据来进行数据传输，比之360度广播无线信号，可以减小无线发射功率，节约了能源，降低了能耗；同时，定向的数据发送也避免了与其他无线信号之间干扰，提高了传输速率。
[0040]对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域的技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为根据本发明，某些步骤可以采用其他顺去或同时执行；其次，本领域技术人员也应该知悉，上述方法实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
[0041]对于前述的各装置实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的单元组合，但是本领域的技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的单元组合的限制，因为根据本发明，某些单元可以采用其他单元执行；其次，本领域技术人员也应该知悉，上述装置实施例均属于优选实施例，所涉及的单元并不一定是本发明所必须的。
[0042]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0043]以上对本发明所提供的一种智能电视无线工作站的数据传输方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种智能电视无线工作站的数据传输方法，其特征在于，所述无线工作站包括一个无线网卡，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 所述无线网卡向周围所有可用信道发送无线探测请求帧，以便扫描无线接入点的位置； 接收所述无线接入点向所述无线网卡发送的探测响应帧； 根据所述探测响应帧的信号强度和传输质量确定所述无线接入点所在的位置； 向所述位置方向发送数据，以便与所述无线接入点进行数据通信。
2.根据权利要求1所述的智能电视无线工作站的数据传输方法，其特征在于，所述无线网卡向周围所有可用信道发送无线探测请求帧，以便扫描无线接入点的位置的步骤包括， 所述无线网卡的天线以固定角度为单位向一个方向旋转，360度扫描无线接入点的位置。
3.根据权利要求2所述的智能电视无线工作站的数据传输方法，其特征在于，所述无线网卡的天线每次以固定角度旋转后，向该固定角度构成的扇形区域方向发送探测请求帧，以便扫描无线接入点的位置。
4.根据权利要求2或3所述的智能电视无线工作站的数据传输方法，其特征在于，所述固定角度为30度。
5.根据权利要求2或3所述的智能电视无线工作站的数据传输方法，其特征在于，所述无线网卡的天线每次旋转所述固定角度`后，停顿预定时间后继续旋转。
6.根据权利要求2或3所述的智能电视无线工作站的数据传输方法，其特征在于， 在所述无线网卡向周围所有可用信道发送无线探测请求帧，以便扫描无线接入点的位置的步骤之前，还包括， 所述无线工作站将以所述无线网卡为圆心的360度范围内的扫描区，以所述无线网卡天线的旋转角度单位为单位，预先划分成多个子区域； 所述接收所述无线接入点向所述无线网卡发送的探测响应帧的步骤包括， 以所述子区域为单位接收探测响应帧。
7.根据权利要求6所述的智能电视无线工作站的数据传输方法，其特征在于，所述根据所述探测响应帧的信号强度和传输质量确定所述无线接入点的位置的步骤包括，将从所述子区域接收到的所有探测响应帧封装成一个探测响应包，根据每个探测响应包的信号强度确定所述无线接入点的位置。
8.根据权利要求7所述的智能电视无线工作站的数据传输方法，其特征在于， 所述根据所述探测响应帧的信号强度和传输质量确定所述无线接入点所在的位置的步骤包括: 将所返回的信号强度最大的探测响应包对应的子区域确定为无线接入点所在的位置； 所述向所述位置方向发送数据，以便与所述无线接入点进行数据通信的步骤包括: 向该子区域发送数据，以便与所述无线接入点进行数据通信。
9.根据权利要求2或3所述的智能电视无线工作站的数据传输方法，其特征在于，所述无线网卡的旋转方向是顺时针方向或逆时针方向。
10.一种智能电视无线工作站的数据传输装置，其特征在于，所述无线工作站包括一个无线网卡，其特征在于，所述装置包括以下单元: 发送单元，用于所述无线网卡向周围所有可用信道发送无线探测请求帧，以便扫描无线接入点的位置； 接收单元，用于接收所述无线接入点向所述无线网卡发送的探测响应帧； 位置确定单元，用于根据所述探测响应帧的信号强度和传输质量确定所述无线接入点所在的位置； 通信单元，用于向所述位置方向发 送数据，以便与所述无线接入点进行数据通信。
【文档编号】H04W64/00GK103716855SQ201310749378
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】张国良, 李强 申请人:乐视致新电子科技（天津）有限公司