一种在无线局域网中自适应配置速率的方法和装置与流程

本发明涉及数据通信领域，尤其是一种在无线局域网中自适应配置速率的方法和装置。

背景技术：

随着数字化教学资源建设的深入和校园网建设的进一步发展，基于学生电子书包(一种无线终端)应用的新教学研究正得到越来越多教育工作者的青睐。电子书包改变了传统的教学模式，无线网络是电子书包实现的基础设施，但同时电子书包的应用也给无线网络提出了更高的要求和更大的挑战，在一间可以容纳60-100人的教室内，每位学生手里都有一台电子书包，学生同时接入无线局域网络，与老师互动教学。在这么高密度用户的区域，传统无线解决方案必须部署多台无线接入点ap作为用户接入点，但部署多台ap有很多弊端，比如ap间的信号干扰、部署麻烦、维护复杂等。

首先，环境问题经常影响实际的使用体验，如配置在不好的信道，此信道干扰过强，直接导致所有的业务都无法开展，视频会卡顿、作业下发会延迟等。特别是在多间相邻教室都部署有电子书包场景时，短距离的信号干扰更为突出。

其次，现场部署的终端个数与类型无法方便收集，目前都需要现场的部署调试人员通过网络或者向供应商咨询各个终端的网卡属性，对终端进行人为的清点，给出总数和5g终端数。当终端型号不统一时，这个统计工作就比较繁琐，同时也不精确。两个数值直接影响到电子书包场景中关键的频段切换配置。

还有，无线的开放环境导致不同部署下总体的无线性能千差万别，针对多用户场景的限速配置就会很困难，不合理的限速配置会导致带宽浪费，或者部分终端的带宽会被少数几个终端完全强占。

最后，各种优化配置需要根据实际收集到的数据进行微调，命令较多，配置起来很容易遗漏，最终会导致应用出现问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种在无线局域网中自适应配置速率的方法，应用于包含两个网卡的无线接入点中，所述两个网卡中第一网卡对应的第一初始频段高于第二网卡对应的第二初始频段，包括以下步骤：

在所述第一初始频段释放与第一初始频段对应的无线信号，信号标识唯一，

接收sta根据所述无线信号反馈的关联信息，

根据所述关联信息确定接入所述第一初始频段的sta的第一数量，

根据所述sta的第一数量和所述无线局域网中sta的总数确定所述第一网卡和所述第二网卡分别对应的工作频段，

在第一时刻，根据接入所述第一网卡的sta的第二数量和根据所述第一网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第一网卡的传输速率，

在第二时刻，根据接入所述第二网卡的sta的第三数量和根据所述第二网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第二网卡的传输速率。

可选的，所述在第一时刻，根据接入所述第一网卡的sta的第二数量和根据所述第一网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第一网卡的传输速率的步骤具体包括：

在第一时刻，根据接入所述第一网卡的sta的第二数量、对所述第一网卡的干扰结果和根据所述第一网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第一网卡的传输速率。

可选的，所述在第二时刻，根据接入所述第二网卡的sta的第三数量和根据所述第二网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第二网卡的传输速率的步骤具体包括：

在第二时刻，根据接入所述第二网卡的sta的第三数量、对所述第二网卡的干扰结果和根据所述第二网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第二网卡的传输速率。

可选的，所述根据所述sta的第一数量和所述无线局域网中sta的总数确定所述第一网卡和所述第二网卡分别对应的工作频段的步骤之后还包括：

根据所述sta的第一数量确定终端类型，根据所述终端类型确定所述第一网卡和所述第二网卡各自分配的sta接入数量的最大值。

可选的，根据所述终端类型确定所述第一网卡和所述第二网卡各自分配的sta接入数量的最大值的步骤具体包括：

根据所述终端类型和所述第一网卡和所述第二网卡分别对应的干扰环境对应的分配策略确定所述第一网卡和所述第二网卡各自分配的sta接入数量的最大值。

本发明实施例的另一方面在于，提供一种在无线局域网中自适应配置速率的装置，包含两个网卡，所述两个网卡中第一网卡对应的第一初始频段高于第二网卡对应的第二初始频段：

所述第一网卡，用于在所述第一初始频段释放与第一初始频段对应的无线信号，信号标识唯一，

接收模块，用于接收sta根据所述无线信号反馈的关联信息，

第一数量确定模块，用于根据所述关联信息确定接入所述第一初始频段的sta的第一数量，

频段确定模块，用于根据所述sta的第一数量和所述无线局域网中sta的总数确定所述第一网卡和所述第二网卡分别对应的工作频段，

第一速率确定模块，用于在第一时刻，根据接入所述第一网卡的sta的第二数量和根据所述第一网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第一网卡的传输速率，

第二速率确定模块，用于在第二时刻，根据接入所述第二网卡的sta的第三数量和根据所述第二网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第二网卡的传输速率。

可选的，所述第一速率确定模块具体用于：

在t时刻，根据接入所述第一网卡的sta的第二数量、对所述第一网卡的干扰结果和根据所述第一网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第一网卡的传输速率。

可选的，所述第二速率确定模块具体用于：

在t时刻，根据接入所述第二网卡的sta的第三数量、对所述第二网卡的干扰结果和根据所述第二网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第二网卡的传输速率。

可选的，所述装置还包括：

类型确定模块，用于根据所述sta的第一数量确定终端类型，

第二数量确定模块，用于根据所述终端类型确定所述第一网卡和所述第二网卡各自分配的sta接入数量的最大值。

可选的，所述第二数量确定模块具体用于：

根据所述终端类型和所述第一网卡和所述第二网卡分别对应的干扰环境对应的分配策略确定所述第一网卡和所述第二网卡各自分配的sta接入数量的最大值。

本发明实施例的有益效果在于：通过自适应配置极大的降低了部署的难度，带来了电子书包场景下应用体验的较大提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种方法流程图；

图2为本发明实施例的一种方法流程图；

图3为本发明实施例的一种装置结构图；

图4为本发明实施例的一种装置结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例开始运行前，可以进行信道选择，考虑到无线环境开放性导致了无线信道的复杂性，各种无线的干扰，如微波、蓝牙等都会影响无线的使用体验，为了排除这些影响，需要通过一定的手段选择出最优信道。比如，以固定的时间间隔，遍历所有工作信道，直接调用设备提供的接口，收集各个信道的信道利用率与信道底噪。通过信道利用率与信道底噪的数据对比，优先选择底噪较低的信道，确定这时该信道对应的底噪为n，信道利用率为u，如果所有信道的底噪差距仅在一个固定阈值，比如5％以内，选择信道利用率最小的信道，确定这时该信道对应的底噪为n，信道利用率为u。

本发明实施例提供一种在无线局域网中自适应配置速率的方法，应用于包含两个网卡的无线接入点中，所述两个网卡中第一网卡对应的第一初始频段高于第二网卡对应的第二初始频段，如图1所示，包括以下步骤：

s101，在所述第一初始频段释放与第一初始频段对应的无线信号，信号标识唯一，

s103，接收sta根据所述无线信号反馈的关联信息，

s105，根据所述关联信息确定接入所述第一初始频段的sta的第一数量，

s107，根据所述sta的第一数量和所述无线局域网中sta的总数确定所述第一网卡和所述第二网卡分别对应的工作频段，

s109，在第一时刻，根据接入所述第一网卡的sta的第二数量和根据所述第一网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第一网卡的传输速率，

s111，在第二时刻，根据接入所述第二网卡的sta的第三数量和根据所述第二网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第二网卡的传输速率。

可选的，第一初始频段为5g频段，第二初始频段为2.4g频段。

可选的，第一时刻的值可以与第二时刻的值相同或不同。

可选的，在步骤s103中，所有终端可以通过手动连接步骤s101中的信号标识的方式主动关联与第一初始频段对应的无线信号。

可选的，在步骤s105中，当第一初始频段为5g时，能够关联上该无线信号的都是支持5g的终端，剩余的终端为仅支持2.4g的终端，此时可以得到支持5g的终端个数，即第一数量。

可选的，在第一实施例基础上，本发明第二实施例中，所述步骤s109具体包括：

在第一时刻，根据接入所述第一网卡的sta的第二数量、对所述第一网卡的干扰结果和根据所述第一网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第一网卡的传输速率。

可选的，在第一实施例基础上，本发明第三实施例中，所述步骤s111具体包括：

在第二时刻，根据接入所述第二网卡的sta的第三数量、对所述第二网卡的干扰结果和根据所述第二网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第二网卡的传输速率。

可选的，本发明实施例中步骤s109和步骤s111的自适应限速，综合了终端个数、干扰结果、频段情况、历史性能数据，对不同场景下的限速进行自适应匹配，从达到最优的效果。自适应限速的具体过程可以为：

步骤一、在单流20m频宽、单终端无干扰场景下，确定极限性能为m1(如：55mbps)，不同的流数、频宽，极限性能不同；

步骤二、在单流20m频宽、最多c(如：64)个终端无干扰场景下，确定极限性能为m2(如：30mbps)，不同的流数、频宽，极限性能不同；

步骤三、无干扰场景下，确定信道利用率为u1(如：10％)，信道利用率越高(如：30％)说明环境越恶劣，无线总体的性能会越低，根据经验，信道利用率达到极限u2(如：80％)，电子书包应用的流量几乎为0；

步骤四、无干扰场景下，确定底噪为n1(如：-90db)，底噪越高(如：-70db)说明环境越恶劣，无线总体的性能会越低，根据经验，底噪达到极限n2(如：-50db)，电子书包应用的流量几乎为0；

步骤五、获取在本发明实施例开始运行前，信道选择过程中确定的目前的信道利用率为u，底噪为n；其中，u值和n值体现干扰结果；

步骤六、确定第一时刻或者第二时刻的关联终端数为c；小c为网卡在应用时实际关联的终端个数。

步骤七、根据如下公式进行限速自适应，分别计算出网卡1和网卡2的限制速度：

限速值

＝[m2+(m1-m2)*(1-(c-c)/64)]*[1-(u-u1)/(u2-u1)]*[1-(n-n1)/(n2-n1)]/c

可选的，上述公式中，m1、m2、u1、u2、n1、n2为历史性能数据，可以为实验室的测量值。可以由步骤s107中的频段选择结果来确定对应的历史性能数据。

可选的，在第一实施例基础上，本发明第四实施例中，如图2所示，所述步骤s107之后还包括：

s1071，根据所述sta的第一数量确定终端类型，

s1073，根据所述终端类型确定所述第一网卡和所述第二网卡各自分配的sta接入数量的最大值。

可选的，在第一实施例基础上，本发明第五实施例中，所述步骤s1073具体包括：

根据所述终端类型和所述第一网卡和所述第二网卡分别对应的干扰环境对应的分配策略确定所述第一网卡和所述第二网卡各自分配的sta接入数量的最大值。

可选的，在步骤s107中，根据所述sta的第一数量和所述无线局域网中sta的总数确定所述第一网卡和所述第二网卡分别对应的工作频段的结果可以有以下几种：

第一，若根据所述sta的第一数量和所述无线局域网中sta的总数确定接入终端sta都是仅支持2.4g的终端，则，

确定所述第一网卡和所述第二网卡分别对应的工作频段，即将两个网卡上的射频口都切换成802.11b模式，都放出2.4g信号；且两个网卡上的射频口的功率降低到20％；

其中，在步骤s1071中，如果第一数量为0，则确定所述sta的终端类型为纯2.4g类型的终端。

在步骤s1073中，当终端类型为纯2.4g类型时，第一网卡和所述第二网卡分别对应的干扰环境对应的分配策略为：

如果网卡处于无干扰或者同干扰环境，则将每个网卡上的可接入终端数量确定为所有终端sta总数的平均数；否则，如果网卡处于有干扰的环境，则干扰少的网卡对应的信道可以根据干扰强度比例分配终端，保证干扰少的网卡多接入终端。

分配策略确定后，根据所述终端类型和所述第一网卡(网卡1)与所述第二网卡(网卡2)分别对应的干扰环境对应的分配策略确定所述第一网卡和所述第二网卡各自分配的sta接入数量的最大值，一般的，当确认出第一网卡上可接入的sta的数量最大值后，可用终端总数减去该最大值即为第二网卡上可接入的sta的数量最大值。

另外，在本发明的一个实施例a中，如果网卡处于无干扰环境，则每个网卡上的可接入终端数量也可以按照如下方法计算：

步骤一、无干扰环境，确定信道利用率为u；

步骤二、确定终端总数为c；

信道利用率越高表明干扰越严重，关联的用户数应该越少，以保证用户的业务体验

步骤三、确定无线接入点ap上网卡1的信道利用率为u1，网卡2的信道利用率为u2；

步骤四、网卡1的可接入终端数量可以为：[1-((u1-u)/((u1-u)+(u2-u)))]*c，扣除网卡1的可接入终端数量，终端总数c中剩余的数量即为网卡2的可接入终端数量。

其中，在确定网卡处于无干扰或者同干扰环境时，干扰值可以根据上述信道选择过程中信道扫描得到的值进行判断，比如ap上2个2.4g网卡在其当前工作信道上的信道利用率都为20％、信道底噪都为-85db，则认为干扰相同，即同干扰。如果信道利用率为10％，信道底噪为-90db，则认为是无干扰。

第二，若根据所述sta的第一数量和所述无线局域网中sta的总数确定接入终端sta都是仅支持5g的终端，则，

确定所述第一网卡和所述第二网卡分别对应的工作频段，即将两个网卡上的射频口都切换成802.11a模式，都放出5g信号；两个网卡上的射频口的功率降低到20％；

其中，在步骤s1071中，如果第一数量为终端的总数，则确定所述sta的终端类型为纯5g类型的终端。

在步骤s1073中，当终端类型为纯5g类型时，第一网卡和所述第二网卡分别对应的干扰环境对应的分配策略为：

如果网卡处于无干扰或者同干扰环境，则将频宽设置成一个常数，比如40m，将每个网卡上的可接入终端数量确定为所有终端sta总数的平均数；否则，如果网卡处于有干扰的环境，则干扰少的网卡对应的信道可以根据干扰强度比例分配终端，保证干扰少的网卡多接入终端。

分配策略确定后，根据所述终端类型和所述第一网卡(网卡1)和所述第二网卡(网卡2)分别对应的干扰环境对应的分配策略确定所述第一网卡和所述第二网卡各自分配的sta接入数量的最大值，一般的，当确认出第一网卡上可接入的sta的数量最大值后，可用终端总数减去该最大值即为第二网卡上可接入的sta的数量最大值。

另外，如果网卡处于无干扰环境，则每个网卡上的可接入终端数量也可以按照上述本发明实施例a中记载的方法计算，这里不再赘述。

第三，若2.4g的终端数量超过一半，则使用双网卡都为2.4g的部署方式，

其中，在步骤s1071中，如果第一数量小于终端的总数的一半，则说明2.4g的终端数量超过一半，则确定所述sta的终端类型为2.4g和5g混合的第一类型。

在步骤s1073中，当终端类型为2.4g和5g混合的第一类型时，第一网卡和所述第二网卡分别对应的干扰环境对应的分配策略为：

如果网卡处于无干扰环境，则将每个网卡上的可接入终端数量确定为所有终端sta总数的平均数；否则，如果网卡处于有干扰的环境，则干扰少的网卡对应的信道可以根据干扰强度比例分配终端，保证干扰少的网卡多接入终端。

另外，如果网卡处于无干扰环境，则每个网卡上的可接入终端数量也可以按照上述本发明实施例a中记载的方法计算，这里不再赘述。

第四，若2.4g的终端数量少于/等于终端总数的一半，则使用双网卡分别为2.4g和5g的部署方式，

其中，在步骤s1071中，如果第一数量大于等于终端的总数的一半，则说明2.4g的终端数量少于/等于终端总数的一半，则确定所述sta的终端类型为2.4g和5g混合的第二类型。

在步骤s1073中，当终端类型为2.4g和5g混合的第二类型时，第一网卡和所述第二网卡分别对应的干扰环境对应的分配策略为：如果网卡处于无干扰环境，则将每个网卡上的可接入终端数量确定为所有终端sta总数的平均数。

另外，如果网卡处于无干扰环境，则每个网卡上的可接入终端数量也可以按照上述本发明实施例a中记载的方法计算，这里不再赘述。

本发明的第六实施例提供一种在无线局域网中自适应配置速率的装置，包含两个网卡，所述两个网卡中第一网卡对应的第一初始频段高于第二网卡对应的第二初始频段，如图3所示：

所述第一网卡201，用于在所述第一初始频段释放与第一初始频段对应的无线信号，信号标识唯一，

接收模块203，用于接收sta根据所述无线信号反馈的关联信息，

第一数量确定模块205，用于根据所述关联信息确定接入所述第一初始频段的sta的第一数量，

频段确定模块207，用于根据所述sta的第一数量和所述无线局域网中sta的总数确定所述第一网卡和所述第二网卡分别对应的工作频段，

第一速率确定模块209，用于在第一时刻，根据接入所述第一网卡的sta的第二数量和根据所述第一网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第一网卡的传输速率，

第二速率确定模块211，用于在第二时刻，根据接入所述第二网卡的sta的第三数量和根据所述第二网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第二网卡的传输速率。

可选的，在本发明第六实施例的基础上，本发明第七实施例中，所述第一速率确定模块209具体用于：

在第一时刻，根据接入所述第一网卡的sta的第二数量、对所述第一网卡的干扰结果和根据所述第一网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第一网卡的传输速率。

可选的，在本发明第六实施例的基础上，本发明第八实施例中，所述第二速率确定模块211具体用于：

在第二时刻，根据接入所述第二网卡的sta的第三数量、对所述第二网卡的干扰结果和根据所述第二网卡对应的工作频段确定的历史性能数据确定所述第二网卡的传输速率。

可选的，在本发明第六实施例的基础上，本发明第九实施例如图4所示，所述装置还包括：

类型确定模块213，用于根据所述sta的第一数量确定终端类型，

第二数量确定模块215，用于根据所述终端类型确定所述第一网卡和所述第二网卡各自分配的sta接入数量的最大值。

可选的，所述第二数量确定模块215具体用于：

根据所述sta的第一数量确定终端类型，根据所述终端类型和所述第一网卡和所述第二网卡分别对应的干扰环境对应的分配策略确定所述第一网卡和所述第二网卡各自分配的sta接入数量的最大值。

本领域技术人员可以理解，在方法实施例中采用的计算方法、计算公式等有助于理解的技术细节也可以相应的应用在本发明装置实施例中，这里不再赘述。

本发明实施例的有益效果在于：通过自适应配置极大的降低了部署的难度，带来了电子书包场景下应用体验的较大提升。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。