信道分配方法、信道分配装置及无线局域网系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线网络技术领域，尤其涉及一种信道分配方法、信道分配装置及无线局域网系统。
【背景技术】
[0002]随着无线通信技术的飞速发展，无线局域网(英文:wireless local areanetwork，缩写:WLAN)，已经广泛应用在家庭、办公室、公共场所等。通常的WLAN架构包括:WLAN控制器、无线接入点(英文:access point,缩写:AP)、非AP站点(英文:stat1n,缩写:STA)。AP是提供无线接入的设备，该WLAN控制器通常用于管理和控制AP，为AP提供业务配置。该WLAN控制器可以是遵循请求注解(英文:Request for Comments,缩写:RFC)5417的接入控制器(英文=Access Controller，缩写:AC)。该非AP STA为不是AP的STA，可以通过AP和AC接入互联网。
[0003]通常的WLAN主要使用2.4吉赫兹(英文:gigahertz,符号:GHz)波段(英文:band)和5GHz无线频谱。其中，2.4GHz无线频谱被划分为14个信道(英文:channel )，每个信道的带宽(英文:bandwidth)为20兆赫兹(英文:megahertz,符号:MHz),若两个信道的基准频率之差小于或等于20MHz，则该两个信道重叠，该两个信道为重叠信道，反之，该两个信道为非重叠信道。若一个AP对另一个AP的干扰强度高于设定的门限，则该两个AP为相邻AP。若两个相邻AP使用相同信道或重叠信道，则该两个AP可能相互干扰，造成WLAN性能下降。因此，相邻AP之间常使用非重叠信道，例如信道1、信道6和信道11。但是，在部署了大量AP的WLAN中，各个AP之间仍可能相互干扰。
[0004]在基于电气电子工程师学会(英文！Instituteof Electrical and ElectronicsEngineers，缩写:IEEE) 802.1ln标准的网络系统中，WLAN中的每个信道的带宽可以为20MHz和40MHz，在IEEE802.1lac标准的网络系统中，WLAN中的每个信道的带宽可以为20MHz、40MHz、80MHz 和 160MHz 中的任意一个。其中，40MHz、80MHz 和 160MHz 是由多个连续的带宽为20MHz的信道组成的信道，这种由多个连续的带宽为20MHz的信道组成的信道可以称为高带宽信道。组成高带宽信道的多个连续的20MHz的信道包括主信道(英文:primary channel)和次信道(英文:secondary channel),主信道是高带宽信道中的任意一个带宽为20MHz的信道，次信道是高带宽信道中除了主信道之外的所有带宽为20MHz的信道。通常，如果网络设备的高带宽信道中的主信道受到干扰而不可用，则该高带宽信道不能收发数据；如果该高带宽信道中的一个次信道受到干扰不可用，则所有次信道都不可用，但如果主信道可用，则可以降低该高带宽信道的带宽，只在主信道上收发数据。例如，如果高带宽信道的主信道和次信道的带宽都是20MHz，在次信道不可用时，该高带宽信道仅能在20MHz的主信道上收发数据。
[0005]为了提高网络系统的吞吐量，可以将带宽为80MHz或带宽为160MHz的高带宽信道中的20MHz主信道和20MHz次信道扩展为带宽为40MHz的扩展主信道和带宽为40MHz的扩展次信道。其中，带宽为40MHz的扩展主信道中可以包括一个带宽为20MHz的主信道和一个带宽为20MHz的次信道，带宽为40MHz的扩展次信道中可以包括两个带宽为20MHz的次信道。这种情况下，如果40MHz的扩展次信道中的某个带宽为20MHz的次信道不可用，则该40MHz的扩展次信道不可用，但该高带宽信道还有40MHz的扩展主信道可用。因此，在IEEE802.1lac标准的网络系统中，网络设备的高带宽信道可以动态调整带宽，以及扩展主信道和次信道。
[0006]但是，在IEEE802.1lac标准的网络系统中，AP使用高带宽信道，使得可用的工作信道减少，提高了重叠信道的可能性，加剧干扰。
【发明内容】
[0007]抟术问是页
[0008]有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何在支持高带宽信道的网络系统中，降低网络设备之间的干扰。
[0009]解决方案
[0010]为了解决上述技术问题，在第一方面，本发明提供了一种信道分配方法，包括:
[0011]确定多个候选信道配置，所述多个候选信道配置中的任意一个候选信道配置包括每个待分配信道的接入点AP的候选工作信道；
[0012]根据所述每个待分配信道的AP的邻居参数，计算在所述多个候选信道配置中的每一个候选信道配置下的干扰强度分布，在所述多个候选信道配置中的任意一个候选信道配置下的所述干扰强度分布包括所述每个待分配信道的AP工作在所述候选工作信道的干扰强度；
[0013]根据在所述多个候选信道配置中的每一个候选信道配置下的干扰强度分布，从所述多个候选信道配置中选取系统干扰最小的干扰强度分布对应的候选信道配置作为实际信道配置，或，从所述多个候选信道配置中选取系统最稳定的干扰强度分布对应的候选信道配置作为实际信道配置；
[0014]所述将被选取的候选信道配置作为实际信道配置包括，将所述被选取的候选信道配置中的每个待分配信道的AP的候选工作信道作为每个所述待分配信道的AP的实际工作信道。
[0015]结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述确定多个候选信道配置之前，包括:
[0016]向所述每个待分配信道的AP发送开始邻居探测的请求；
[0017]接收所述每个待分配信道的AP发送的邻居参数，所述邻居参数包括所述每个待分配信道的AP在各个工作信道下的干扰源标识和所述干扰源标识对应的干扰强度，所述干扰强度是每个所述待分配信道的AP从所述干扰源标识对应的干扰源接收到的信号的信号强度。
[0018]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，向所述每个待分配信道的AP发送开始邻居探测的请求之后，包括:
[0019]所述每个待分配信道的AP接收到所述开始邻居探测的请求，所述每个待分配信道的AP以邻居探测周期为周期，将自身的信道从一般工作信道切换到邻居探测信道集中的各个信道，所述一般工作信道是所述每个待分配信道的AP接收到所述开始邻居探测的请求时工作的信道；
[0020]在所述每个待分配信道的AP工作在邻居探测信道的情况下，所述每个待分配信道的AP在所述邻居探测信道上广播邻居探测请求，所述邻居探测信道是所述邻居探测信道集中的任意一个信道；
[0021]如果所述每个待分配信道的AP在所述一般工作信道或所述邻居探测信道上接收到邻居探测请求，则所述每个待分配信道的AP根据所述邻居探测请求获取所述邻居参数；或，如果所述每个待分配信道的AP在所述一般工作信道或所述邻居探测信道上接收到无线局域网消息，则所述每个待分配信道的AP根据所述无线局域网消息获取所述邻居参数；或，如果所述每个待分配信道的AP在所述一般工作信道或所述邻居探测信道上侦听到非无线局域网协议的射频信号，则所述每个待分配信道的AP根据所述射频信号记录所述邻居参数。
[0022]结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式和第一方面的第二种可能的实现方式中的任意一个，在第一方面的第三种可能的实现方式中，根据所述每个待分配信道的AP的邻居参数，计算在所述多个候选信道配置中的每一个候选信道配置下的干扰强度分布，包括:
[0023]获取在所述多个候选信道配置中的任意一个候选信道配置下，所述每个待分配信道的AP工作在自身的候选工作信道的干扰强度，在所述多个候选信道配置中的任意一个候选信道配置下，所述每个待分配信道的AP的干扰强度构成了在所述多个候选信道配置中的任意一个候选信道配置下的所述干扰强度分布；
[0024]其中，获取所述每个待分配信道的AP工作在自身的候选工作信道的干扰强度包括，根据所述每个待分配信道的AP自身的邻居参数，获取所述每个待分配信道的AP在自身的候选工作信道上自身的干扰源对自身的干扰强度总和，以作为所述每个待分配信道的AP工作在自身的候选工作信道的干扰强度。
[0025]结合第一方面以及第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第三种可能的实现方式中的任意一个，在第一方面的第四种可能的实现方式中，从所述多个候选信道配置中选取系统干扰最小的干扰强度分布对应的候选信道配置作为实际信道配置，包括:
[0026]根据所述干扰强度分布，计算所述多个候选信道配置下的所有待分配信道的AP的干扰强度总和；
[0027]比较所述多个候选信道配置下的所有待分配信道的AP的干扰强度总和；
[0028]从所述多个候选信道配置中选取所述所有待分配信道的AP的干扰强度总和最小的候选信道配置，作为所述实际信道配置。
[0029]结合第一方面以及第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第三种可能的实现方式中的任意一个，在第一方面的第五种可能的实现方式中，从所述多个候选信道配置中选取系统最稳定的干扰强度分布对应的候选信道配置作为实际信道配置，包括:
[0030]根据所述干扰强度分布，计算所述多个候选信道配置下的所述每个待分配信道的AP的干扰强度分布均方差；
[0031]比较所述多个候选信道配置下的所述每个待分配信道的AP的干扰强度分布均方差;
[0032]从所述多个候选信道配置中选取所述每个待分配信道的AP的干扰强度分布均方差最小的候选信道配置，作为所述实际信道配置。
[0033]结合第一方面以及第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第五种可能的实现方式中的任意一个，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述将被选取的候选信道配置作为实际信道配置之后，包括:
[0034]在所述实际工作信道相同的待分配信道的AP的数量小于或等于所述实际工作信道中子信道的数量的情况下，从所述实际工作信道的子信道中选取互不相同的子信道作为每个所述实际工作信道相同的待分配信道的AP的主信道；并且
[0035]在所述实际工作信道相同的待分配信道的AP的数量大于所述实际工作信道中子信道的数量的情况下，根据所述每个实际工作信道相同的待分配信道的AP的邻居参数，计算在所述实际工作信道的子信道中的每一个子信道下的干扰强度分布，在所述实际工作信道的子信道中的任意一个子信道下的所述干扰强度分布包括所述每个实际工作信道相同的待分配信道的AP工作在所述子信道的干扰强度，并根据在所述实际工作信道的子信道中的每一个子信道下的干扰强度分布，从所述实际工作信道的子信道中选取系统干扰最小的干扰强度分布对应的子信道作为每个所述实际工作信道相同的待分配信道的AP的主信道，或，从所述实际工作信道的子信道中选取系统最稳定的干扰强度分布对应的子信道作为每个所述实际工作信道相同的待分配信道的AP的主信道。
[0036]在第二方面，本发明提供了一种信道分配装置，包括:确定模块，用于确定多个候选信道配置，所述多个候选信道配置中的任意一个候选信道配置包括每个待分配信道的接入点AP的候选工作信道；
[0037]计算模块，与所述确定模块连接，用于根据所述每个待分配信道的AP的邻居参数，计算在所述确定模块确定的所述多个候选信道配置中的每一个候选信道配置下的干扰强度分布，在所述多个候选信道配置中的任意一个候选信道配置下的所述干扰强度分布包括所述每个待分配信道的AP工作在所述候选工作信道的干扰强度；
[0038]选取模块，与所述计算模块连接，用于根据所述计算模块计算出的在所述多个候选信道配置中的每一个候选信道配置下的干扰强度分布，从所述多个候选信道配置中选取系统干扰最小的干扰强度分布对应的候选信道配置作为实际信道配置，或，从所述多个候选信道配置中选取系统最稳定的干扰强度分布对应的候选信道配置作为实际信道配置；
[0039]所述选取模块具体用于，将所述被选取的候选信道配置中的每个待分配信道的AP的候选工作信道作为每个所述待分配信道的AP的实际工作信道。
[0040]结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述信道分配装置还包括发送模块和接收模块；
[0041]所述发送模块用于向所述每个待分配信道的AP发送开始邻居探测的请求；
[0042]所述接收模块用于接收所述每个待分配信道的AP发送的邻居参数，所述邻居参数包括所述每个待分配信道的AP在各个工作信道下的干扰源标识和所述干扰源标识对应的干扰强度，所述干扰强度是每个所述待分配信道的AP从所述干扰源标识对应的干扰源接收到的信号的信号强度。
[0043]结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述计算模块还用于，
[0044]获取在所述多个候选信道配置中的任意一个候选信道配置下，所述每个待分配信道的AP工作在自身的候选工作信道的干扰强度，在所述多个候选信道配置中的任意一个候选信道配置下，所述每个待分配信道的AP的干扰强度构成了在所述多个候选信道配置中的任意一个候选信道配置下的所述干扰强度分布；
[0045]其中，获取所述每个待分配信道的AP工作在自身的候选工作信道的干扰强度包括，根据所述每个待分配信道的AP自身的邻居参数，获取所述每个待分配信道的AP在自身的候选工作信道上自身的干扰源对自身的干扰强度总和，以作为所述每个待分配信道的AP工作在自身的候选工作信道的干扰强度。
[0046]结合第二方面，第二方面的第一种可能的实现方式和第二方面的第二种可能的实现方式中的任意一个，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述计算模块还用于根据所述干扰强度分布，计算所述多个候选信道配置下的所有待分配信道的AP的干扰强度总和；
[0047]所述选取模块还用于比较所述计算模块计算出的所述多个候选信道配置下的所有待分配信道的AP的干扰强度总和；并从所述多个候选信道配置中选取所述所有待分配信道的AP的干扰强度总和最小的候选信道配置，作为所述实际信道配置。
[0048]结合第二方面，第二方面的第一种可能的实现方式和第二方面的第二种可能的实现方式中的任意一个，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述计算模块还用于根据所述干扰强度分布，计算所述多个候选信道配置下的所述每个待分配信道的AP的干扰强度分布均方差；
[0049]所述选取模块还用于比较所述计算模块计算出的所述多个候选信道配置下的所述每个待分配信道的AP的干扰强度分布均方差；并从所述多个候选信道配置中选取所述每个待分配信道的AP的干扰强度分布均方差最小的候选信道配置，作为所述实际信道配置。
[0050]结合第二方面以及第二方面的第一种可能的实现方式至第二方面的第四种可能的实现方式中的任意一个，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述信道分配装置还包括判断模块；
[0051]所述判断模块与所述选取模块和所述计算模块连接，用于判断所述实际工作信道相同的待分配信道的AP的数量是否小于或等于所述实际工作信道中子信道的数量；
[0052]所述选取模块还用于在所述判断模块判定所述实际工作信道相同的待分配信道的AP的数量小于或等于所述实际工作信道中子信道的数量的情况下，从所述实际工作信道的子信道中选取互不相同的子信道作为每个所述实际工作信道相同的待分配信道的AP的主