接入点的功率控制方法及设备
技术领域
本发明涉及无线局域网领域,尤其是指一种AP(Access Point,接入点)的功率控制方法及设备。
背景技术
随着无线网络技术的日益发展,能够提供局域网无线连接服务的WLAN(Wireless Local Area Network,无线局域网)得到越来越广泛的应用。AP是WLAN中的无线收发设备,其将从有线网络接收到的数据转换成无线信号发送,并将接收到的无线信号转换成数据转发到有线网络。
目前基于IEEE 802.11规范的WLAN已经得到了广泛的应用。由于在使用中用户缺少专业的WLAN布网知识,而无线信号受环境等因素影响较大,同信道或相邻信道干扰很难避免;另外,因为缺少对当前网络状况信息的准确了解,所以同信道或相邻信道干扰很容易发生。由于IEEE 802.11使用相同的扩频序列码,这种同信道或相邻信道干扰强度大,而且持续时间长,对系统吞吐量性能影响严重。
针对上述缺陷,现有技术中提出利用RF(Radio Freqency,射频)规划工具对AP的发射功率和信道进行控制的方案,其要求输入用户环境的物理信息、可使用的信道范围、可使用的AP类型、AP的数量和摆放位置等参数,从而使RF规划工具能利用该些信息自动计算出AP应该使用的功率。但上述进行功率控制的过程复杂,并依赖于准确的环境输入;且控制过程属于静态配置,不能适应网络的变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种对接入点发射功率进行动态控制的方法及设备,以解决现有技术中对接入点的功率控制过程复杂及不能适应网络的变化的缺点。
为达到上述目的,本发明提供一种接入点的功率控制方法,包括:
从接入点AP的相邻AP中选择参考AP;
判断所述参考AP接收所述AP的信号的接收功率是否高于所述参考AP的本底噪声,如果是则
降低所述AP的原发射功率。
所述从相邻AP中选择参考AP进一步包括:
判断所述AP与相邻AP是否使用相同信道,如果是则
选择与所述AP距离最近的相邻AP为所述参考AP。
所述判断是否使用相同信道与所述选择参考AP之间还包括:
根据信道传播损耗通过比较得到所述AP至各所述相邻AP间的距离远近。
所述根据信号传播损耗通过比较得到AP至各相邻AP间的距离远近进一步包括:
根据下列公式获取所述AP至各相邻AP的信号传播损耗,
Loss=TxP-RxP+TxG-TxL+RxG-RxL
其中,Loss为所述信道传播损耗,TxP为发送端发射功率,RxP为接收端接收功率,TxG为发送端天线增益,TxL为发送端损耗,RxG为接收端天线增益,RxL为接收端损耗;
根据获取的所述信道传播损耗比较所述AP至各相邻AP间的距离。
所述判断参考AP的接收功率是否高于本底噪声与所述降低AP的原发射功率之间还包括:
获取功率调整值,所述功率调整值为所述参考AP的接收功率与本底噪声之差;
由所述AP的原发射功率减去所述功率调整值获取AP的新发射功率。
如果所述AP没有用户接入,则所述降低AP的原发射功率具体包括:
所述AP使用获取的所述新发射功率作为当前发射功率。
如果所述AP有用户接入,则所述降低AP的原发射功率进一步包括:
根据预设步长降低所述AP的发射功率,并判断所述发射功率的降低是否影响用户接入,如果是则
根据所述预设步长恢复所述AP的发射功率,并进行重新调整;
否则继续所述根据预设步长降低AP的发射功率,直至所述AP的发射功率等于获取的所述新发射功率。
所述判断发射功率的降低是否影响用户接入具体包括:
判断所述发射功率降低后是否存在用户的报文重传升高,如果是则所述发射功率的降低影响用户接入,否则不影响。
所述重新调整具体包括:
设置功率调整重试定时器,并在所述定时器超过预设时间后继续所述根据预设步长降低AP的发射功率。
本发明还提出一种接入点设备,包括参考AP选择单元、功率比较单元及功率调整单元,
所述参考AP选择单元,用于从AP的相邻AP中选择参考AP;
所述功率比较单元,对所述参考AP接收所述AP的信号的接收功率与参考AP的本底噪声进行比较;
所述功率调整单元,根据所述功率比较单元的比较结果,在所述接收功率高于所述本底噪声时,对所述AP的原发射功率进行降低调整。
还包括信道信息单元及距离信息单元,
所述信道信息单元,用于获取相邻AP的信道使用情况,判断所述AP是否与相邻AP使用相同信道;
所述距离信息单元,与所述信道信息单元连接,在所述AP与相邻AP使用相同信道时,获取所述AP至各所述相邻AP的相对距离信息;
所述参考AP选择单元,与所述距离信息单元连接,根据所述相对距离信息选择与所述AP距离最小的相邻AP为所述参考AP。
所述距离信息单元进一步包括损耗获取子单元及损耗距离映射子单元,
所述损耗获取子单元,根据下列公式获取信号传播损耗,
Loss=TxP-RxP+TxG-TxL+RxG-RxL
其中,Loss为所述信道传播损耗,TxP为发送端发射功率,RxP为接收端接收功率,TxG为发送端天线增益,TxL为发送端损耗,RxG为接收端天线增益,RxL为接收端损耗;
所述损耗距离映射子单元,根据所述损耗获取子单元获取的所述信道传播损耗比较所述AP至各相邻AP间的距离。
所述功率调整单元进一步包括功率计算子单元、初始设置子单元及动态控制子单元,
所述功率计算子单元,根据所述参考AP的接收功率与本底噪声之差获取功率调整值,并将原发射功率减去所述功率调整值以获取所述AP的新发射功率;
所述初始设置子单元,在所述AP没有用户接入时,使用所述功率计算子单元获取的所述新发射功率为所述AP的当前发射功率;
所述动态控制子单元,在所述AP有用户接入时,根据所述功率计算子单元获取的所述新发射功率,使用预设步长对所述原发射功率进行降低调整,并根据所述降低调整对接入用户的影响进行重新调整。
所述动态控制子单元进一步包括功率微调器、报文重传检测器及定时器,
所述功率微调器,使用所述预设步长降低或恢复所述AP的发射功率;
所述报文重传检测器,检测是否有接入用户的报文重传升高,如果是则通知所述功率微调器恢复发射功率,并启动所述定时器,在所述定时器超过预设时间后通知所述功率微调器继续降低发射功率;否则通知所述功率微调器继续降低发射功率,直至达到所述新发射功率。
本发明提出一种计算机程序,包括若干指令用以执行所述接入点的功率控制方法。
本发明还一种存储所述计算机程序的存储介质。
本发明另外提出一种计算机设备,包括用以执行所述接入点的功率控制方法的软件及与软件配合的硬件。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明AP的功率控制方法及设备,能够让相同信道的AP尽量减少彼此干扰,而且尽量减少对当前AP接入用户的影响;并能对AP进行功率的动态配置,从而适应网络的变化。
附图说明
图1为本发明接入点的功率控制方法第一实施例流程图;
图2为本发明接入点的功率控制方法第二实施例流程图;
图3为本发明接入点的功率控制方法第三实施例流程图;
图4为本发明接入点设备的实施例图。
具体实施方式
下面以具体实施例结合附图对本发明进一步加以阐述。
本发明公开一种AP的功率控制方法,其第一实施例如图1所示,包括以下步骤:
S101、判断AP是否与相邻AP使用相同信道,如果是则转步骤S102。
在WLAN中,由于信道资源的有限性,AP之间通常要选择相同的使用信道,从而会产生AP指间的CCI(co-channel interference,同信道干扰)。本发明AP的功率控制方法即以与AP使用相同信道的相邻AP作为功率控制的参考对象。至于与AP使用信道不同的相邻AP,则无须考虑AP的功率控制对其产生的影响,而使AP尽量工作在网络准许的最大功率,从而保证足够的信号覆盖。综上所述,在对AP进行功率控制前,需获取各相邻AP的信道使用情况,只有在AP与相邻AP使用相同信道时,才进行后续的功率控制步骤。
S102、选择距离AP最近的相邻AP为参考AP。
在判断AP与相邻AP使用信道相同时,就需要自该些相邻AP中选择距离AP最近的相邻AP为参考AP,以作为功率控制的调整对象。进一步根据功率调整对参考AP造成的影响,对AP的发射功率进行控制。之所以选择距离AP最近的相邻AP为参考AP,是因为如果AP的功率控制能减少对距离最近的参考AP的干扰,则显然也能减少对其他相邻AP的干扰。
S103、判断参考AP接收AP信号的接收功率是否高于参考AP的noisefloor(本底噪声),如果是则转步骤S104。
当参考AP接收来自于AP的信号的接收功率低于或等于参考AP的noisefloor时,则说明AP间的干扰达到可以接受的程度,无须进行或继续进行对AP发射功率的调整控制;反之则必须进行步骤S104的功率控制步骤。
其中,参考AP接收功率及noise floor的获取具体可以通过以下两种方式实现:a、AP和参考AP之间通过beacon(信标)或类似的报文等方式互相交互射频参数,从而获取参考AP的接收功率及noise floor;b、所有相邻AP都将底层射频参数上报给AC(Access Controller,无线控制器),AP再通过向AC查询即可得知参考AP的接收功率及noise floor。另外,本实施例中是在获取参考AP的接收功率及noise floor后由AP进行判断,具体应用中也可以是参考AP自身对接收来自AP信号的接收功率及noise floor进行判断,再进一步将判断结果通过beacon或类似的报文携带给AP,该方式为本实施例的扩展应用,也应落入本发明的保护范围之内。
S104、降低AP的原发射功率。
如果经过步骤S103发现参考AP接收AP的信号强度高于自身的noisefloor时,就需要降低AP的原发射功率,以减少对参考AP的信号干扰。至于具体降低发射功率的步骤,根据初始配置及动态优化的应用不同,将在后述本发明第二及第三实施例中分别详加说明。
图2为本发明接入点的功率控制方法第二实施例流程图,其为AP尚未有用户接入时的发射功率初始设置流程,如图所示,包括以下步骤:
S201、判断AP是否与相邻AP使用相同信道,如果是则转步骤S202。
如上第一实施例所述,接入点的功率控制主要是为了避免使用相同信道的AP之间产生信号干扰,因此发射功率的调整也应在使用相同信道的AP之间进行,如果功率待调整的AP没有和相邻AP使用相同信道,则不作为功率调整的对象。
S202、选择与AP距离最近的相邻AP作为参考AP。
在判断AP与相邻AP存在相同信道的使用后,需要确定进行发射功率调整的参考AP。由于信号的干扰大小与AP间距离的远近有关,如果降低了AP对最近相邻AP的干扰,则对其他相邻AP的信号干扰也显然减小。因此本实施例中,AP即以距离最近的相邻AP作为发射功率调整的参考AP。至于参考AP与AP间相对距离的确定可利用信道传播损耗理论实现:
首先使用计算公式(1)获取信道传播损耗:
Loss=TxP-RxP+TxG-TxL+RxG-RxL (1)
其中,Loss即表征信号从发射端到接收端发生的信道传播损耗,TxP表示发射器发射功率,RxP表示接收器接收功率,TxG表示发射器天线增益,TxL表示发射器损耗,RxG表示接收器天线增益,RxL表示接收器损耗;
获取信道传播损耗后,进一步可由信道传播损耗与发送端到接收端间的距离成正比,对AP至各相邻AP间的距离进行比较,继而选择与AP最近的相邻AP为参考AP,以进行后续步骤。
S203、判断参考AP接收AP信号的接收功率是否高于其noise floor;如果是则转步骤S204,否则转步骤S206。
与第一实施例相同,本发明对AP的功率控制是以参考AP的接收功率与noise floor的大小作为考虑对象,如果参考AP接收来自于AP的信号的接收功率低于或等于参考AP的noise floor,说明AP间的干扰可以接受,从而无须进行或继续进行对AP发射功率的调整控制;反之则必须进行步骤S204的功率控制步骤。
S204、获取AP的新发射功率。
如果参考AP接收AP信号的接收功率高于自身的noise floor,即需要降低AP的发射功率,以减少对参考AP的干扰。首先,由参考AP的接收功率减去自身noise floor之差获取功率调整值;再由AP的原发射功率减去该功率调整值获取AP的新发射功率。
S205、AP使用获取的新发射功率作为当前发射功率。
对AP的初始功率设置所受约束较小,因为此时尚未有用户接入,无须考虑功率设置对接入用户的影响。在经过上述步骤获得一个新的发射功率时,AP直接使用获取的新发射功率作为初始功率。
S206、保持AP的原发射功率不变。
由步骤S203所述,如果参考AP接收来自于AP的信号强度低于或等于参考AP的noise floor,说明AP间的干扰可以接受,AP可以保持原发射功率不变,无须进行降低调整。
图3为本发明接入点的功率控制方法第三实施例流程图,其为AP有用户接入后,对发射功率进行动态调整的流程,包括以下步骤:
S301、判断AP是否与相邻AP使用相同信道,如果是则转步骤S302。
S302、选择与AP距离最近的相邻AP作为参考AP。
S303、判断参考AP接收AP信号的接收功率是否高于自身的noise floor;如果不高于则转步骤S304,否则转步骤S305。
S304、保持AP的原发射功率不变。
S305、获取AP的新发射功率。
本实施例中,AP存在无线用户接入,为了保证用户通信质量,AP通常会提高发射功率,从而可能对参考AP造成影响。此时为保证用户接入质量,同时兼顾对参考AP的影响,可以对发射功率进行适当降低调整。另外,用户可能是移动的,一段时间后可能就会离开AP,所以AP无须始终维持较高的发射功率而影响到参考AP;或者用户可能在位置上越来越靠近AP,此时发射功率也可以适当降低,而不会影响用户接入,同时也能降低对参考AP的影响。综上所述,WLAN在网络运行过程中,由于各种因素随时可能发生变化,所以在进行如第二实施例所述对AP设置初始功率后,还必须周期性或实时地对AP的功率进行动态控制。其中,动态控制的上述步骤S301~S305与第二实施例中对应步骤基本相同,此处不加以赘述。然而在步骤S305:首先由参考AP的接收功率减去自身noise floor之差获取功率调整值;再由AP的原发射功率减去该功率调整值获取AP的新发射功率之后,与第二实施例AP直接使用新发射功率作为当前发射功率不同,本实施例中,由于网络用户的接入,对AP的功率调整必须加入对用户接入影响的考虑,具体步骤如下所述。
S306、判断AP的发射功率与获取的新发射功率是否相等,如果不相等则转步骤S307。
通过步骤S305对新发射功率的获取之后,就需要以该新的发射功率为调整目标,并加入对接入用户影响的考虑,对AP的发射功率进行不断的动态调整,直至将AP的发射功率降至新发射功率。因此,只要AP的发射功率与获取的新发射功率不相等,就需要继续进行调整。
S307、根据预设步长降低AP的发射功率.
由于AP已存在用户的接入,所以功率的降低就有可能对接入用户造成影响。为检测并避免该影响,可以采用微调逼近的方法,根据一个预设的小步长,例如1dB,对AP的发射功率进行降低调整。
S308、判断发射功率的降低是否影响接入用户,如果是则转步骤S309;否则转步骤S306。
由上述步骤S307对AP的发射功率进行根据预设步长的降低后,需要实时对网络中无线用户的网络使用情况进行检测,以确定功率的降低是否影响到用户的使用。具体应用中,可以对无线用户的报文重传情况进行分析:如果AP功率降低后,检测到有无线用户的报文重传升高,即表示发射功率的降低影响到接入用户,必须进行后续的重新调整步骤;反之,如果未检测到无线用户的报文重传升高,则可以继续进行AP发射功率的微调控制,直至步骤S306判断AP的发射功率与新发射功率相等。
S309、根据预设步长恢复AP的发射功率,并启动功率调整重试定时器。
如步骤S308所述,当检测到对AP的功率降低影响到接入的无线用户时,则必须恢复AP的发射功率至调整前的状态。参照步骤S307,即可根据其中预设的小步长,如1dB,来恢复AP的发射功率。由于AP的发射功率还必须以步骤S305中获取的新发射功率为目标继续进行动态控制,同时为了等待功率调整对接入用户的影响消除,可以启动预先设置的功率调整重试定时器,并设置定时器的超时时间。
S310、判断定时器是否超时,如果是则转步骤S306。
如步骤S308、S309所述,在检测到AP发射功率的降低对接入用户造成影响时,需要根据预设的小步长恢复AP的发射功率,同时启动预先设置好的功率调整重试定时器,并设置定时器的超时时间,之后在检测到定时器超过预设时间后,即重新进行AP的功率微调,直至步骤S306判断AP的发射功率等于步骤S305所获取的新发射功率。
本发明还公开一种接入点设备,其一实施例如图4所示,包括参考AP选择单元410、功率比较单元420及功率调整单元430。其中,参考AP选择单元410,用于从AP的相邻AP中选择参考AP;功率比较单元420,根据参考AP选择单元410的选择,对参考AP接收AP信号的接收功率与参考AP自身的noise floor进行比较;功率调整单元430,则根据功率比较单元420的比较结果,在获知参考AP的接收功率高于自身的noise floor时,对AP的原发射功率进行降低调整。
本实施例中该接入点设备还包括信道信息单元440及距离信息单元450。其中,信道信息单元440,用于获取相邻AP的信道使用情况,判断AP是否与相邻AP使用相同信道;距离信息单元450,与信道信息单元440连接,并在获知AP与相邻AP使用相同信道时,获取AP至各相邻AP的相对距离信息。参考AP选择单元410则与距离信息单元450连接,根据其获取的相对距离信息选择与AP距离最小的相邻AP作为参考AP。另外,距离信息单元450进一步包括损耗获取子单元451及损耗距离映射子单元452。其中,损耗获取子单元451用于根据上述公式(1)获取信号传播损耗;而损耗距离映射子单元452,则由信道传播损耗与发送端到接收端间的距离成正比,根据损耗获取子单元451获取的信道传播损耗比较AP至各相邻AP间的距离。
上述实施例中,功率调整单元430进一步包括功率计算子单元431、初始设置子单元432及动态控制子单元433。其中,功率计算子单元431,用于根据参考AP的接收功率与noise floor之差获取功率调整值,并将原发射功率减去该功率调整值以获取AP的新发射功率;初始设置子单元432,在AP没有用户接入时,使用功率计算子单元431获取的新发射功率为AP的当前发射功率;而动态控制子单元433,则在AP有用户接入时,根据功率计算子单元431获取的新发射功率,使用预设步长对原发射功率进行降低调整,并根据该降低调整对接入用户的影响决定是否进行重新调整。另外,动态控制子单元433进一步包括功率微调器4331、报文重传检测器4332及定时器4333。其中,功率微调器4331,使用预设的步长降低或恢复AP的发射功率;报文重传检测器4332,则用于检测AP的发射功率降低后是否有接入用户的报文重传升高,如果是则通知功率微调器4331进行发射功率的恢复,并启动定时器4333,在定时器4333超过预设时间后通知功率微调器4331继续进行发射功率的降低;否则直接通知功率微调器4331继续根据预设步长降低AP的发射功率,直至达到功率计算子单元431获取的新发射功率。
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本发明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中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是,本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。