用于选择无线网络连接装置的无线网络信道的系统和方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2011年8月12日、申请号为2011800536668、发明名称为"用于 选择无线网络连接装置的无线网络信道的系统和方法"的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及无线网络连接装置领域，尤其涉及用于配置无线网络连接装置以在相 互靠近的情况下工作的系统和方法。许多组织向它们的用户和/或一般公众提供无线网 络。通常，需要诸如无线接入点等的多个无线网络连接装置以在大的物理区域上向用户提 供有效的无线网络接入。例如，可能存在一起工作的大量无线接入点，以在一个以上建筑 物、校园或甚至地区和城市内提供无线网络接入。
【背景技术】
[0003] 通常，诸如无线接入点等的无线网络连接装置使用一个以上的RF信道进行通信。 随着无线接入点的物理密度增大，使用相同或重叠信道的多个无线网络连接装置之间的干 扰变得更加可能。作为来自其它无线网络装置及其它无线电干扰源这两者的信道干扰的结 果，用户的网络性能降低。
[0004] 用于缓解信道干扰的一种方法是向不同的或非重叠的信道分配邻近无线网络连 接装置。现有方法通常以集中式方式或分布式方式工作。集中式方法从大部分或所有无线 网络连接装置收集数据，并且利用无线网络的该完整视图来确定针对无线网络连接装置的 令人满意的信道分配。该方法的缺点是需要中央实体从所有网络连接装置收集数据、处理 网络数据、并确定信道分配。
[0005] 分布式信道分配方法依赖于无线网络连接装置为自身选择最佳信道或者在这些 装置之间协商信道分配。然而，前一方法导致整个网络上的非最佳的信道分配，而后一方法 需要在无线网络连接装置之间交换大量消息。另外，该方法为了收敛至稳定的信道分配可 能需要花费较长时间。此外，RF环境中小的变化可能导致连锁反应，从而导致整个无线网 络上的信道分配变化。
【附图说明】
[0006] 将参考【附图说明】本发明，其中：
[0007] 图1示出示例性无线网络信道分配；
[0008] 图2示出根据本发明实施例的用于向无线网络连接装置分配信道的方法；以及
[0009] 图3示出适于实现本发明实施例的全部或一部分的计算机系统。
【发明内容】
[0010] 本发明的实施例使用在无线网络连接装置之间需要交换的数据非常少的分布式 技术向无线网络连接装置分配信道。此外，本发明的实施例快速收敛至稳定的信道分配。在 实施例中，无线网络连接装置扫描可用信道，并且收集与信道和RF环境有关的数据。使用 该信息，各无线网络连接装置确定每一可用信道的成本值和其整个RF邻域的质量值。在实 施例中，各无线网络连接装置选择具有最佳成本值的信道作为要使用的候选信道。然后，使 用仲裁器解决选择了相同候选信道的无线网络连接装置之间的冲突。
[0011] 如果存在用作仲裁器的装置，则无线网络连接装置向仲裁器提交待批准的信道请 求。在本发明实施例中，如果两个以上的无线网络连接装置在大致相同的时间请求相同的 信道，则仲裁器将该信道分配给具有最差RF邻域质量的无线网络连接装置。如果无线网络 连接装置的信道请求被批准，则仲裁器通知无线网络连接装置。如果无线网络连接装置的 信道请求未获批准，则无线网络连接装置将重新扫描剩余可用信道以选择待批准的不同候 选信道。
[0012] 在实施例中，如果没有仲裁器装置，则无线网络连接装置将使用其期望的候选信 道来监听其它网络连接装置。在本发明实施例中，如果存在使用相同的期望候选信道的其 它网络连接装置，则冲突的无线网络连接装置交换RF邻域质量信息。使用该信息，无线网 络连接装置将向具有最差RF邻域质量的无线网络连接装置让出信道。
【具体实施方式】
[0013] 图1示出无线网络100及其信道分配的例子。无线网络100包括能够向诸如台 式、便携式和服务器计算机系统等的客户端装置、平板计算机系统、智能手机或其它手持装 置以及/或者能够使用无线网络连接进行通信的其它装置提供无线网络连接的多个无线 接入点和/或其它网络连接装置105。
[0014] 示例性无线网络 100 包括无线接入点 105a、105b、105c、105d、105e、105f、105g、 105h、105i、105j、105k、1051、105m、105η、105〇、105p和 105q。然而，本发明的实施例可应用 于包括任意数量的无线接入点和/或其它无线网络连接装置105的无线网络中。在示例性 无线网络100中，无线接入点105可以使用本技术领域已知的任意无线网络连接技术和协 议，包括IEEE802. 11无线网络连接标准家族、Zigbee和802. 15. 4无线网络连接标准、使用 CDMA、GSM、WiMAX、LTE的毫微微蜂窝网络连接、以及/或者其它蜂窝网络连接标准中的一个 或多个。
[0015] 尽管为了清晰而从图1中省略，但是无线网络连接装置105可以经由有线或无线 网络连接与一个以上的局域网或广域网连接。局域网和/或广域网可以包括诸如网络集线 器、网络交换机、网络路由器、多功能网关、以及软件和/或硬件防火墙等的网络装置。在实 施例中，无线网络100还可以包括用于控制无线接入点105的配置的一个以上的无线接入 点管理器。无线接入点管理器可以方便网络策略的部署、软件和固件升级、以及无线接入点 105的配置，并且可以监视客户端经由无线接入点的网络使用情况。
[0016] 示例性无线网络100包括三个不同的无线信道。在图1中通过不同的阴影表示各 信道。如图1所示，将信道分配给无线接入点105以使得使用相同信道的不同无线接入点之 间的距离最大化，从而最小化无线电干扰。尽管示例性无线网络100使用三个不同的无线 信道，但是本发明的实施例根据包括该无线网络连接技术中可用信道的总数、不受该无线 网络控制的其它装置所使用的信道、以及与一个以上的可用信道的环境RF干扰等的因素， 可以使用任意数量的信道。例如，IEEE802.llb/g标准具有总共14个可用信道，然而，在 美国通常仅可使用这些信道中的11个。另外，这些标准的相邻信道重叠，因而通常仅存在 3或4个非重叠可用信道。
[0017] 如上所述，本发明的实施例使用分布式技术来确定在具有多个无线接入点或其它 无线网络连接装置的无线网络中的信道分配。图2示出用于根据本发明实施例的向无线网 络连接装置分配信道的方法200。在本发明的实施例中，诸如无线接入点等的无线网络连接 装置在它们各自的初始化期间，各自相互独立进行方法200的单独实例。
[0018] 在步骤205,无线网络连接装置扫描所有可用无线网络信道以识别任意邻近无线 接入点并且收集与各无线网络信道有关的数据。本发明的实施例可以顺次或随机扫描可用 信道。在实施例中，步骤205判断各信道是否正被使用，并且如果正在使用，则判断使用给 定信道的所检测到的无线接入点的数量。步骤205的实施例还可以测量各信道的定量属 性，其包括用户负载、RF干扰、发送、接收和/或总信道利用率、噪底、PHY错误率、TX或RX 丢帧率、TX/RX比特率使用和/或成功分布、各信道的CRC错误率，并且/或者如果任意所 检测到的邻近无线接入点使用该信道，则还可以测量使用给定信道的各邻近无线接入点的 接收信号强度指示（RSSI)或信噪比。步骤205的实施例还可以判断各信道的定性属性，其 包括该信道是否与任何正使用的其它信道重叠、该信道是否使用动态频率选择（DFS)、和/ 或该信道正用于室内还是室外。
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