信道接入方法及装置与流程

文档序号:15626455发布日期:2018-10-09 23:06阅读:136来源:国知局

本发明涉及无线局域网技术领域,具体而言,涉及一种信道接入方法及装置。



背景技术:

随着wlan技术的快速发展,wlan接入点ap(accesspoint,ap)使用越来越多,布局也越来越密集,信道重叠也越来越严重。目前使用较为广泛的是自动信道选择(autochannelselection)技术,可以在一定程度上缓解由于信道重叠导致的wi-fi信号干扰问题。但是,在某些现实场景中,当前通用的自动信道选择技术无法精确选择到利用率最低的信道进行接入。

比如:场景1,参见图1所示,该区域中布局的2.4g频段ap有4个,其中ap1、ap2、ap3、ap4相互之间可以检测到。假如,ap1关联了sta(station,无线终端)1,在信道1上有wi-fi业务;ap2自动信道选择到了6信道,无sta关联,ap3自动信道选择到了11信道,无sta关联。ap4启动时会进行自动信道选择。ap4离ap2和ap3较近,离ap1较远,所以ap检测到ap1的信号较弱,在其它因素一致情况下,根据rssi这个因素计算得到信道1较为“干净”即利用率最低,所以ap4会选择到信道1上。假如此时sta2关联到了ap4上,那么在信道1上,同时有2个ap关联了sta,都有wi-fi业务时,相互之间会有干扰,体验差,而信道6和信道11却是空闲的,信道利用程度较差。

场景2,通过wi-fi信号扫描软件扫描到的某一区域中ap信号的情况,非常密集的2.4g频段ap分布。假如这些ap都是“空闲”的(即无sta关联),而且都配置为自动信道。在这个环境中重新开启一个ap,有sta进行关联并有wi-fi业务,此时发现新开启的ap不管选择哪个信道,干扰都非常严重,速率非常低,而造成干扰的正是这些“空闲”ap的管理帧和控制帧,导致该区域内信道资源的严重浪费。

综上所述,在某些现实场景中,针对当前通用的自动信道选择技术无法精确选择到利用率最低的信道进行接入的问题,尚未提出有效的解决方案。



技术实现要素:

本发明提供了一种信道接入方法及装置,以至少解决当前通用的自动信道选择技术无法精确选择到利用率最低信道进行接入的问题。

根据本发明的一个方面,提供了一种信道接入方法,包括:

第一接入点ap接收已接入可用信道的所有第二ap的特征信息;

根据接收到的上述特征信息选择利用率最低的信道进行接入,其中,上述第一ap为待接入上述可用信道的接入点。

进一步地,第一接入点ap接收已接入可用信道的所有第二ap的特征信息包括:

第一接入点ap接收已接入可用信道的所有第二ap发送的beacon帧,其中,上述beacon帧中已封装入上述第二ap的特征信息;

解析上述beacon帧,得到所有上述第二ap的特征信息。

进一步地,根据接收到的上述特征信息选择利用率最低的信道进行接入包括:

根据接收到的上述特征信息获取每个上述可用信道的信道使用情况信息;

比较所有上述可用信道的信道使用情况信息,选择利用率最低的信道进行接入。

进一步地,根据接收到的上述特征信息获取每个上述可用信道的信道使用情况信息包括:

对于每个上述可用信道,根据上述可用信道的类型,将接入当前类型的可用信道的所有上述第二ap发送的特征信息存储至链表中,其中,上述链表为以解析上述beacon帧而获取的bssid作为索引值而构建的;

将上述链表中的上述特征信息进行加权计算,得到上述可用信道的信道使用情况信息。

进一步地,上述特征信息包括以下至少之一:上述第二ap的工作信道信息、上述第二ap的关联无线终端数目信息、上述第二ap的实时流量信息、上述第二ap的使用优先级信息。

根据本发明的另一方面,提供了一种信道接入方法,包括:

第二接入点ap将自身的特征信息发送给第一ap,以使上述第一ap根据上述特征信息在可用信道中选择利用率最低的信道进行接入;其中,上述第一ap为待接入上述可用信道的接入点,上述第二ap为已接入上述可用信道的接入点。

进一步地,上述第二ap将自身的特征信息发送给第一ap包括:

上述第二ap将自身的特征信息封装至待发送给上述第一ap的beacon帧中;

将上述封装后的beacon帧发送给上述第一ap。

进一步地,以使上述第一ap根据上述特征信息选择利用率最低的信道进行接入包括:

以使上述第一ap根据上述可用信道的类型,将接入当前可用信道类型的所有上述第二ap发送的特征信息存储至链表中,其中,上述链表为以解析上述beacon帧而获取的bssid作为索引值而构建的;

以使上述第一ap将上述链表中的上述特征信息进行加权计算,得到上述当前可用信道的信道使用情况信息;

以使上述第一ap比较所有上述可用信道的信道使用情况信息,选择利用率最低的信道进行接入。

进一步地,上述特征信息包括以下至少之一:上述第二ap的工作信道信息、上述第二ap的关联无线终端数目信息、上述第二ap的实时流量信息、上述第二ap的使用优先级信息。

根据本发明的另一方面,提供了一种信道接入装置,应用于第一接入点ap,其特征在于,包括:

接收模块,用于接收已接入可用信道的所有第二ap的特征信息;

选择模块,用于根据接收到的上述特征信息选择利用率最低的信道进行接入,其中,上述第一ap为待接入上述可用信道的接入点。

进一步地,上述接收模块包括:

接收单元,用于接收已接入可用信道的所有第二ap发送的beacon帧,其中,上述beacon帧中已封装入上述第二ap的特征信息;

解析单元,用于解析上述beacon帧,得到所有上述第二ap的特征信息。

进一步地,上述选择模块包括:

获取单元,用于根据接收到的上述特征信息获取每个上述可用信道的信道使用情况信息;

选择单元,用于比较所有上述可用信道的信道使用情况信息,选择利用率最低的信道进行接入。

进一步地,上述获取单元包括:

存储子单元,用于根据上述可用信道的类型,将接入当前可用信道类型的所有上述第二ap发送的特征信息存储至链表中,其中,上述链表为以解析上述beacon帧而获取的bssid作为索引值而构建的;

计算子单元,用于将上述链表中的上述特征信息进行加权计算,得到上述当前可用信道的信道使用情况信息。

根据本发明的另一方面,提供了一种信道接入装置,应用于第二接入点ap,其特征在于,包括:

发送模块,用于将自身的特征信息发送给第一ap,以使上述第一ap根据上述特征信息在可用信道中选择利用率最低的信道进行接入;其中,上述第一ap为待接入上述可用信道的接入点,上述第二ap为已接入上述可用信道的接入点。

通过本发明,第一接入点ap接收已接入可用信道的所有第二ap的特征信息;根据接收到的上述特征信息选择利用率最低的信道进行接入,其中,上述第一ap为待接入上述可用信道的接入点,解决了当前通用的自动信道选择技术无法精确选择利用率最低的信道进行接入的问题,对当前已被占用或者占用情况较为严重的信道进行退避,以达到充分利用有限信道资源的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1是无线局域网场景一;

图2是根据本发明实施例的信道接入方法的流程图;

图3是根据本发明示例的信道接入方法的流程图;

图4是根据本发明实施例的信道接入装置的结构框图;

图5是根据本发明实施例的信道接入装置接收模块42的结构框图;

图6是根据本发明实施例的信道接入装置选择模块44的结构框图;

图7是根据本发明实施例的信道接入装置获取单元442的结构框图;

图8是根据本发明另一实施例的信道接入装置的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例一:

在本实施例中提供了一种信道接入方法,图2是根据本发明实施例的信道接入方法的流程图,如图2所示,该流程包括如下步骤:

步骤s202,第一接入点ap接收已接入可用信道的所有第二ap的特征信息;

在该步骤中,第一接入点ap为待接入可用信道的接入点,其接收已接入可用信道的所有第二ap的特征信息包括:第一接入点ap接收已接入可用信道的所有第二ap发送的beacon帧,其中,上述beacon帧中已封装入上述第二ap的特征信息;解析上述beacon帧,得到所有上述第二ap的特征信息。

当前ap(第一ap)无sta关联时,设定定时器timera,定时进行自动信道系列操作;当前ap有sta关联时,不进行自动信道选择;当timera运行时,在ap的beacon帧信息中增加可以是字段acs这类的字段,该新增加字段中包括如下特征信息:当前ap的工作信道、当前ap关联sta数目(associatedstations)、ap一段时间的实时流量、ap使用优先级等,利用自动信道的定时器,定时将该字段信息(即特征信息)更新到beacon帧信息中;当timera运行时,ap扫描所有可用信道上的信号。

步骤s204,根据接收到的上述特征信息选择利用率最低的信道进行接入,其中,上述第一ap为待接入上述可用信道的接入点。

在该步骤中,根据接收到的上述特征信息选择利用率最低的信道进行接入包括:根据接收到的上述特征信息获取每个上述可用信道的信道使用情况信息;比较所有上述可用信道的信道使用情况信息,选择利用率最低的信道进行接入。根据接收到的上述特征信息获取每个上述可用信道的信道使用情况信息包括:对于每个上述可用信道,根据上述可用信道的类型,将接入当前类型的可用信道的所有上述第二ap发送的特征信息存储至链表中,其中,上述链表为以解析上述beacon帧而获取的bssid(basicservicesetidentification,基本服务集身份标识信息)作为索引值而构建的;将上述链表中的上述特征信息进行加权计算,得到上述可用信道的信道使用情况信息。特征信息包括以下至少之一:上述第二ap的工作信道信息、上述第二ap的关联无线终端数目信息、上述第二ap的实时流量信息、上述第二ap的使用优先级信息。

第一ap对接收到的第二ap发送的beacon帧进行信息解析,把解析得到的bssid作为索引值,构建链表,将beacon帧中携带的如下特征信息存储到链表中:当前信道(channel)、信号强度(rssi)、当前ap关联sta数目(associatedstations)、ap一段时间的实时流量(networktraffic)、ap使用优先级(priority)等,将链表中的这些特征信息进行加权计算,得到上述可用信道的信道使用情况信息。

本发明实施例所使用的方法,第一接入点ap接收已接入可用信道的所有第二ap的特征信息;根据接收到的上述特征信息选择利用率最低的信道进行接入,其中,上述第一ap为待接入上述可用信道的接入点。解决了当前通用的自动信道选择技术无法精确选择利用率最低的信道进行接入的问题,对当前已被占用或者占用情况较为严重的信道进行退避,以达到充分利用有限信道资源的目的。

实施例二:

基于上述实施例的技术方案,以下结合一实施例对上述技术方案进行详细说明。

在本实施例中提供了一种信道接入的方法,图3是根据本发明示例的信道接入方法的流程图,如图3所示,该流程包括如下步骤:

s302:设定定时器启动时,当第一ap没有sta关联时;

s304:根据当前待接入的每个信道上的第二ap是否有sta关联来判断当前待接入信道是否空闲,如果当前有信道空闲,则转入s312选择当前空闲信道接入;

s306:如果当前有信道非空闲,扫描获取所有信道上的ap信息,包括但不限于:rssi、底噪、信道流量信息等;

s308:将扫描获取的信道信息,进行计算整理。

例如针对待接入信道n,扫描到已接入ap个数为m。ap{i}的对应的干扰值,通过对ap信号强度(rssi)、背景噪声(noise)、当前ap关联sta数目(associatedstations)、ap一段时间的实时流量(networktraffic)和ap使用优先级(priority)等因素进行加权计算得到。然后根据信道n所有ap{i}以及相邻信道上ap的干扰值,可通过公式权值a*rssi+权值b*底噪+权值c*信道流量+权值d*优先级,其中,权值a,b,c,d都有特定的取值范围。

s310:综合计算比较,得到一个干扰值最小的信道,即:相对比较“干净”的信道;

s312:待接入ap切换到此信道;

定时器到达时间后,进行下一次自动信道选择判断。

beacon信标是ieee802.11无线局域网的一种管理帧。beacon信标由ap周期性广播发送,它包含了该ap的一系列比较重要信息,并且beacon信标中相关信息可以定时更新。无线局域网中sta基于收到的beacon信标进行信息交互,而其它ap可以根据扫描周围的beacon信标信息解析进行一些功能的动态调整。本发明示例所使用的方法,定时扫描检测ap的beacon帧信息,利用这些信息进行综合计算,对当前已被占用或者占用情况较为严重的信道进行退避,以达到充分利用有限信道资源的目的。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到根据实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

实施例三、四还提供了一种信道接入装置,下述装置用于实现上述实施例及优选实施方式,已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的,术语“模块”可以实现预定功能的软件或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

实施例三:

在本示例中还提供了一种信道接入装置,图4是根据本发明实施例的信道接入装置的结构框图,如图4所示,该装置应用于第一接入点ap,包括:

接收模块42,用于接收已接入可用信道的所有第二ap的特征信息;

选择模块44,与接收模块42相连,用于根据接收到的上述特征信息选择利用率最低的信道进行接入,其中,上述第一ap为待接入上述可用信道的接入点。

优选的,图5是根据本发明实施例的信道接入装置接收模块42的结构框图,如图5所示,接收模块42包括:接收单元422,用于接收已接入可用信道的所有第二ap发送的beacon帧,其中,上述beacon帧中已封装入上述第二ap的特征信息;解析单元424,与接收单元422相连,用于解析上述beacon帧,得到所有上述第二ap的特征信息。

优选的,图6是根据本发明实施例的信道接入装置选择模块44的结构框图,如图6所示,选择模块44包括:获取单元442,用于根据接收到的上述特征信息获取每个上述可用信道的信道使用情况信息;选择单元444,与获取单元442相连,用于比较所有上述可用信道的信道使用情况信息,选择利用率最低的信道进行接入。

优选的,图7是根据本发明实施例的信道接入装置获取单元442的结构框图,如图7所示,获取单元442包括:存储子单元4422,用于根据上述可用信道的类型,将接入当前可用信道类型的所有上述第二ap发送的特征信息存储至链表中,其中,上述链表为以解析上述beacon帧而获取的基本服务集身份标识信息bssid作为索引值而构建的;计算子单元4424,与存储子单元4422相连,用于将上述链表中的上述特征信息进行加权计算,得到上述当前可用信道的信道使用情况信息。

优选的,本示例还提供一种信道接入装置,该装置应用于第二接入点ap,包括:发送模块,用于将自身的特征信息发送给第一ap,以使上述第一ap根据上述特征信息在可用信道中选择利用率最低的信道进行接入;其中,上述第一ap为待接入上述可用信道的接入点,上述第二ap为已接入上述可用信道的接入点。

通过本装置,根据接收模块42与选择模块44的混合作用,实现定时扫描检测ap的beacon帧信息,利用这些信息进行综合计算,对当前已被占用或者占用情况较为严重的信道进行退避,以达到充分利用有限信道资源的目的。

实施例四:

在本示例中还提供了一种信道接入装置,图8是根据本发明另一实施例的信道接入装置的结构框图,如图8所示,该装置包括:

sta关联模块82,用来处理sta关联流程,上报sta上线和下线信息,并更新当前sta关联状态和ap关联sta个数。无线报文接收模块;

报文收发模块84,用来接收和发送ap所有的报文,包括管理,控制和数据报文,处理与sta之间的交互流程。解析并获取其它apbeacon帧中当前ap的工作信道(channel)、当前ap关联sta数目(associatedstations)、ap一段时间的实时流量(networktraffic)、ap使用优先级(priority)等信息,获取当前ap上行流量值;负责将发送给各个sta的数据报文,获取当前ap下行流量值;

定时器模块86,与报文收发模块84和sta关联模块82相连,负责定时功能,定时检测当前是否到达定时时间;

beacon组装发送模块88,与定时器模块86相连,负责beacon帧定时组装更新,定时根据获取到的信息,更新beacon帧中当前ap的工作信道(channel)、当前ap关联sta数目(associatedstations)、ap一段时间的实时流量(networktraffic)、ap使用优先级(priority)等信息;

自动信道选择模块80,与定时器模块86相连,该模块负责实施自动信道算法,完成信道选择整个过程,并进行最终信道切换。

以上具体功能实现并不完全限制于上述模块的划分,实施时可灵活调整。

本发明实施中,所有该区域中ap都要求用该自动信道方法。

当前ap无sta关联,根据beacon帧中获取到的周围其它ap的相关信息(包括当前ap的工作信道(channel)、当前ap关联sta数目(associatedstations)、ap一段时间的实时流量(networktraffic)、ap使用优先级(priority)等),进行自动信道选择。

判断当前每个信道是否“空闲”(根据该信道上ap是否有sta关联),如果当前有信道“空闲”,则选择该空闲信道;如果当前所有信道都非空闲,则根据原自动信道算法的一系列判断因素,增加每个信道上总的实时流量这个判断因素,根据每个判断因素加权计算,得到相对“空闲”信道,然后选择该信道。

通过本装置,根据sta关联模块82,报文收发模块84,定时器模块86,beacon组装发送模块88和自动信道选择模块80的综合作用,实现实现定时扫描检测ap的beacon帧信息,利用这些信息进行综合计算,对当前已被占用或者占用情况较为严重的信道进行退避,以达到充分利用有限信道资源的目的。

显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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