无线接入点及其信道分配方法、计算机可读存储介质与流程

本申请涉及无线通信领域，特别是涉及一种无线接入点的信道分配方法，无线接入点及计算机可读存储介质。

背景技术：

随着无线通信技术的发展和便携式智能设备的广泛应用，人们对无线局域网的需求日益增长，对无线信道资源的需求也越来越大。

在多个用户使用竞争使用无线信道资源时，无线信道资源必须基于主信道进行调度，一旦主信道被占用，则其他空闲信道无法被调度，这样就存在信道资源碎片，出现信道利用率低的问题。

技术实现要素：

本申请提出一种无线接入点的信道分配方法，无线接入点及计算机可读存储介质，以解决现有技术中信道利用率低的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出一种无线接入点的信道分配方法，其中无线接入点位于具有多个信道的通信系统中，信道分配方法包括：无线接入点在多个信道中选择一个作为实际主信道，其他作为副信道；无线接入点构建虚拟无线接入点，以副信道作为虚拟无线接入点的虚拟主信道；无线接入点与通信系统中的站点设备进行握手通信，以确定多个信道的空闲情况；无线接入点根据空闲情况将实际主信道或虚拟主信道分配给站点设备，使得站点设备基于实际主信道与无线接入点进行数据传输，或基于虚拟主信道与虚拟无线接入点进行数据传输。

为解决上述技术问题，本申请提出一种无线接入点，其位于具有多个信道的通信系统中；无线接入点包括耦接存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法。

为解决上述技术问题，本申请提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法。

本申请无线接入点位于具有多个信道的通信系统中，其在进行信道分配时，首先选择一个作为实际主信道，其他作为副信道；然后构建虚拟无线接入点，所构建的虚拟接入点将副信道作为其虚拟主信道；在此过程通过构建虚拟无线接入点来将副信道作为虚拟主信道，因而在实际主信道被占用时，能够通过该虚拟主信道进行信道资源的配置，即能够将副信道利用起来，从而提高对信道的利用率。对于本申请的分配方案，在构建虚拟无线接入点后，与通信系统中的站点设备进行握手通信，以确定多个信道的空闲情况；然后根据空闲情况将实际主信道或虚拟主信道分配给站点设备，以实现站点设备与无线接入点或虚拟无线接入点的通信。通过本申请的信道分配方式，实现对信道更为高效的利用。

附图说明

图1是本申请无线接入点的信道分配方法一实施例的流程示意图；

图2是图1所示信道分配方法实施例中构建虚拟无线接入点的示意图；

图3是图1所示信道分配方法实施例中实际主信道空闲状态时的一种信道分配方式；

图4是图1所示信道分配方法实施例中实际主信道空闲状态时的另一种信道分配方式；

图5是图1所示信道分配方法实施例中实际主信道非空闲状态时的一种信道分配方式；

图6是图1所示信道分配方法实施例中实际主信道非空闲状态时的另一种信道分配方式；

图7是基于图6所示的信道分配方式，无线接入点与站点设备进行数据传输的示意图；

图8是本申请无线接入点一实施例的结构示意图。

具体实施方式

本申请通过对通信系统中无线接入点(accesspoint，ap)和站点设备(station，sta)之间数据传输的信道进行分配，实现了对通信系统中信道的利用率的提升，本申请中提出由无线接入点进行一系列的操作，以对站点设备进行信道分配。具体请参阅图1，图1是本申请无线接入点的信道分配方法一实施例的流程示意图。

以下从无线接入点的角度描述对通信系统中的多个信道进行分配的整个过程，本实施例信道分配方法包括以下步骤。

s101：无线接入点在多个信道中选择一个作为实际主信道，其他作为副信道。

本实施例无线接入点ap在通信系统中实现通信时，需要指定一个信道作为主信道，而其他信道作为副信道，以满足通信系统中基于主信道进行信道调度的要求。其中主信道作为数据传输信道，副信道作为备用的数据传输信道，且基于主信道进行信道调度表示在主信道被占用后，其他信道不能被调度使用。

由于本实施例中无线接入点会构建虚拟无线接入点(virtualaccesspoint，vap)，其对应有虚拟主信道，因而在本步骤中无线接入点所选择的主信道在本申请中统一称为实际主信道。

此外，在本实施例中，在无线接入点ap实现数据传输时，可将主信道与副信道进行信道绑定(channelbonding)，即在无线接入点ap实现数据传输时，同时使用主信道和副信道。通过这种方式能够扩大数据传输信道的带宽，例如，本实施例中信道的带宽均为20mhz，在未进行信道绑定时，无线接入点ap通过实际主信道进行数据传输，此时带宽为20mhz；在进行信道绑定后，无线接入点ap通过实际主信道和副信道进行数据传输，此时带宽可扩展为40mhz、80mhz或160mhz，甚至更大。

s102：无线接入点构建虚拟无线接入点，以副信道作为虚拟无线接入点的虚拟主信道。

在上述步骤s101中提到，本实施例通信系统中是基于主信道进行调度的，而无线接入点ap仅指定了一个信道作为实际主信道，当该实际主信道被占用时，其他副信道即使是空闲也不能使用，因而本步骤s102中构建虚拟无线接入点，将其他副信道作为该虚拟无线接入点的虚拟主信道，此时当副信道为空闲时，可将其作为虚拟主信道进行信道调度，即通过接入虚拟无线接入点实现数据传输。本实施例通过构建虚拟无线接入点的方式提高信道的利用率。

在本步骤中，构建虚拟无线接入点时，还可进行信道绑定，即将虚拟主信道和其邻近信道进行绑定，以作为虚拟无线接入点的数据传输信道。本实施例中邻近信道指的是与虚拟主信道的频率相邻的信道。

上述步骤s101、s102可结合图2进行理解，图2是图1所示信道分配方法实施例中构建虚拟无线接入点的示意图，其中，信道带宽均为20mhz。

对应步骤s101，实际主信道为无线接入点ap所选择的主信道，虚拟主信道1-7为无线接入点ap的副信道，其中，实际主信道可绑定副信道使用，因而无线接入点ap的带宽可以为8个信道的带宽，160mhz。

对应步骤s102，虚拟主信道1单独作为数据传输信道时，对应构建虚拟无线接入点vap11，其带宽为20mhz；虚拟主信道1和其邻近的虚拟主信道2绑定作为数据传输信道时，对应构建虚拟无线接入点vap12，其带宽为40mhz；虚拟主信道1和其邻近的虚拟主信道2-4绑定作为数据传输信道时，对应构建虚拟无线接入点vap13，其带宽为80mhz。

同理，对于其他虚拟主信道，可对应构建相应的虚拟无线接入点；具体对于虚拟主信道2-4，均可构建三个虚拟无线接入点vap；对于虚拟主信道5-6，均可构建二个虚拟无线接入点，例如对应虚拟主信道5，构建虚拟无线接入点vap51(20mhz)和虚拟无线接入点vap52(40mhz)；对应虚拟主信道7，则可构建一个虚拟无线接入点vap71(20mhz)。

通过以上方式所构建的虚拟无线接入点均有其单独的bssid、ssid、能力通告和默认密钥集，因而能够模拟无线接入点的mac层行为。

此外，图2中将距离实际主信道最远的虚拟主信道定义为虚拟主信道1，往实际主信道方向依次定义虚拟主信道2-7，其数字顺序对应优先级顺序，即在后续步骤中，优先从虚拟主信道1开始选择，具体如何优先选择，后续步骤中再详细说明。

并且，虚拟无线接入点构建完成后，虚拟无线接入点会在各自的信道上周期性广播beacon帧，在beacon帧中广播自己的bssid以及自己的带宽。

上述步骤s101，s102可以在无线接入点ap接入到通信系统中时进行，即无线接入点ap在最初接入到通信系统中时，就完成虚拟无线接入点的构建；后续通信过程中站点设备sta每次进行接入，且无线接入点ap每次在向站点设备sta进行信道分配时，均可基于最初构建的虚拟无线接入点实现分配，即不再重复虚拟无线接入点的构建步骤。

站点设备sta在进行接入时，会同时与所构建的虚拟无线接入点进行关联，即站点设备sta与虚拟无线接入点相互确定能够通过同类协议实现数据传输。具体的，站点设备sta接入到无线接入点ap或虚拟无线接入点，还需通过以下步骤实现。

s103：无线接入点与通信系统中的站点设备进行握手通信，以确定多个信道的空闲情况。

本步骤s103中，无线接入点ap首先与站点设备sta进行握手通信，从而确定每个信道的空闲情况。以在后续步骤中能够根据空闲情况来将信道分配给站点设备sta。

具体来说，本实施例实现握手通信采用的是rts/cts机制，无线接入点ap首先通过多个信道中的每一信道向站点设备发送同一种请求信号rts。

站点设备sta在接收到请求信号rts后，检测信道是否被占用，若被占用，则不在该被占用的信道发送回复信号cts；若未被占用，则在该未被占用的信道发送回复信号cts。

无线接入点ap接收站点设备sta发送的回复信号，即可根据该回复信号判断出对应信道是否被占用，即对应信道的空闲情况。如上所述，回复信号cts由站点设备sta在接收到请求信号rts后通过空闲状态的信道发出。

s104：无线接入点根据空闲情况将实际主信道或虚拟主信道分配给站点设备，使得站点设备基于实际主信道与无线接入点进行数据传输，或者基于虚拟主信道与虚拟无线接入点进行数据传输。

无线接入点ap在获知信道的空闲情况后，即可根据空闲情况将实际主信道或虚拟主信道分配给站点设备sta。具体来说，若实际主信道为空闲状态，则将实际主信道分配给站点设备sta；若实际主信道为非空闲状态，则将处于空闲状态的虚拟主信道分配给站点设备sta。

下面基于信道的多种空闲情况，对信道的分配方式进行详细描述。

一、实际主信道为空闲状态。

实际主信道为空闲状态，其他副信道也均为空闲状态，此时无线接入点ap首先会将实际主信道分配给站点设备sta，此外还会根据数据传输的需求将与实际主信道绑定的信道分配给站点设备sta，以提高数据传输信道的带宽。其中，无线接入点ap将实际主信道分配给站点设备sta，即无线接入点ap首先占用实际主信道，为站点设备sta预留实际主信道，若预留成功，则表示将实际主信道分配给了站点设备sta；若预留失败，则认为实际主信道为非空闲状态。

具体可请参阅图3和图4，图3是图1所示信道分配方法实施例中实际主信道空闲状态时的一种信道分配方式，图4是图1所示信道分配方法实施例中实际主信道空闲状态时的另一种信道分配方式。

图3和图4中，实际主信道和虚拟主信道1-7均为空闲状态，无线接入点ap将实际主信道分配给站点设备sta，并且图3中选择全部的虚拟主信道7-1与实际主信道绑定共同分配给站点设备sta进行数据传输，图4中则选择部分虚拟主信道7-5与实际主信道绑定共同分配给站点设备sta进行数据传输，其中虚拟主信道7-5与实际主信道的频率相邻。

二、实际主信道为非空闲状态。

实际主信道为非空闲状态，其他副信道可能有部分或全部属于空闲状态，即可能有部分或全部的虚拟主信道处于空闲状态。

该情况下，无线接入点ap可优先将距离实际主信道最远的处于空闲状态的虚拟主信道分配给站点设备sta，并根据数据传输的需求，将与该虚拟主信道绑定的信道分配给站点设备sta，此时与该虚拟主信道绑定的信道也应处于空闲状态。这里的优先分配对应步骤s102中所提到的优先级。

无线接入点ap也可将处于空闲状态的第一虚拟主信道和第二虚拟主信道分配给站点设备sta，使得站点设备sta基于第一虚拟主信道与第一虚拟无线接入点进行上行数据传输，且基于第二虚拟主信道与第二虚拟无线接入点进行下行数据传输。

具体可请参阅图5、图6，图5是图1所示信道分配方法实施例中实际主信道非空闲状态时的一种信道分配方式，图6是图1所示信道分配方法实施例中实际主信道非空闲状态时的另一种信道分配方式。

图5中实际主信道为非空闲状态，且仅有虚拟主信道1-4处于空闲状态，因此优先将距离实际主信道最远的虚拟主信道1分配给站点设备sta，然后根据数据传输的需求，将与虚拟主信道1绑定的虚拟主信道2-4也分配给站点设备sta，使站点设备sta与虚拟无线接入点vap13进行数据传输。在图5中，虚拟无线接入点vap13内部可实现频分(frequencydivision，fd)，即可实现上下行数据在不同频率的同时传输。

图6中实际主信道为非空闲状态，且仅有虚拟主信道1和虚拟主信道4处于空闲状态，其中将虚拟主信道1和虚拟主信道4均分配给站点设备sta，使站点设备sta与虚拟无线接入点vap11进行上行数据传输，与虚拟无线接入点vap41进行下行数据传输。图6中通过两个虚拟无线接入点实现频分，即通过不同的虚拟无线接入点同时进行上下行数据的传输。

上述步骤中无线接入点ap在进行信道分配时，首先需选择要分配的信道，然后将所选信道告知站点设备sta。

若未通知站点设备sta，则由站点设备sta对空闲的虚拟主信道依次盲解无线接入点ap在该信道上发出的选择信号he-sig-a，依次所依据的是步骤s102中所提到的优先级次序。无线接入点ap在根据空闲情况选择实际主信道或虚拟主信道后，会通过所选信道发出选择信号he-sig-a，使得站点设备sta能够通过盲解选择信号he-sig-a来获知所选信道。

在无线接入点ap和站点设备sta确定数据传输的信道后，二者即可进行数据传输，无线接入点ap告知站点设备sta所选信道有多种方式。例如：

一、采用trigger帧和sig-b调度的方式

对于上行数据传输，通过trigger帧来指示站点设备sta使用无线接入点或哪个虚拟无线接入点，即使用哪个信道来进行传输；

对于下行数据传输，则通过sig-b调度来指示指示站点设备sta使用无线接入点或哪个虚拟无线接入点，即使用哪个信道来进行传输。

二、采用rts/cts的方式

无线接入点ap在所选信道上发送rts信号，站点设备sta接收到rts信号后，在所选信道上回复cts信号，完成握手操作后，即可开始通过所选信道进行数据传输。

例如图7所示，图7是基于图6所示的信道分配方式，无线接入点与站点设备进行数据传输的示意图。其中无线接入点ap选择了两个虚拟主信道1和虚拟主信道4，即选择了两个虚拟无线接入点vap11和vap41。无线接入点ap在虚拟主信道1上发送rts1信号，其中包括虚拟无线接入点vap11的bssid，且包括特殊比特以标识该信道用于上行数据传输；ap在虚拟主信道4则发送rts2信号，其中包括虚拟无线接入点vap41的bssid，且包括特殊比特以标识该信道用于下行数据传输，采用rts/cts的方式确定数据传输的信道，继而实现上下行数据的传输。

在无线接入点ap和站点设备sta进行数据传输时，无线接入点ap和站点设备sta还可通过射频来对实际主信道和虚拟主信道1进行监听，当监听到某个主信道出现空闲状态时，可随时抢占该主信道，以进行数据传输。

上述实施例信道分配方法中无线接入点通过构建虚拟无线接入点提高信道的利用率，特别在用户密集的情况下，提高多站点设备情况下的信道利用率；对于通信网络来说，则实现多站点设备的接入，提高了网络的吞吐率。并且本实施例中还通过信道绑定的方式扩大数据传输信道的带宽。

对于能够实现上述方法的设备，本申请中还提出一种无线接入点，具体请参阅图8，图8是本申请无线接入点一实施例的结构示意图。

本实施例无线接入点100包括存储器11和处理器12，存储器11中存储有计算机程序，处理器12执行计算机程序时实现上述信道分配方法，具体过程不再赘述。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。计算机可读存储介质可以为u盘、光盘、服务器等。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。