CN101356834A - 用于无线接入点中的信道捷变的改进型方法 - Google Patents

Abstract

一种系统和方法包括：自动地检测与具有多个用于无线通信的信道的频带相关联的信号活动，自动地识别相对于与该频带相关联的一个或多个其它信道而言具有低水平的信号活动的至少一个信道，以及选择至少一个所识别的信道以用于经由所述频带进行通信。

Description

用于无线接入点中的信道捷变的改进型方法

技术领域

本发明一般地涉及无线通信，更具体地涉及无线接入点中的信道捷变(channel agility)。

背景技术

诸如无线保真(Wi-Fi)或IEEE 802.11标准网络之类的无线网络耦合到与诸如个人计算机之类的设备进行无线通信的接入点。这些接入点可以经由多个信道之一中的2.4ISM GHz的带宽来进行通信。例如，802.11网络一般包括11到14个交叠信道，这些交叠信道近似为22MHz的带宽并具有错开5MHz的中心频率。

传统的接入点具有基于web的接口，这些接口允许用户例如通过选择用于经由无线网络通信的信道或者通过设置密码和接入参数来手动配置所述接入点。因为在没有专门的设备和培训的情况下无法识别用于通信的最佳信道，所以许多用户任意地选择信道或者使用在接入点中预设的默认信道。

存在许多可能通过接入点来干扰无线通信的设备。例如，802.11信道可能接收来自微波炉、无绳电话、使用蓝牙的设备、和/或其它在未经许可的2.4GHz ISM带宽中操作的设备的干扰。因为大多数用户并不知道无线干扰何时发生，所以他们通常以为接入点发生故障，并因而具有负面的整体客户体验。

相反，当用户认识到信道干扰正在恶化他们的无线通信时，传统的接入点要求他们重新接入基于web的接口并手动选择另一个信道。但是，这种手动的信道选择一般令人讨厌的复杂，这种手动信道选择通常必须重复多次，因为这些接入点不会帮助用户判断新选择的信道是否将改善他们的无线通信。

附图说明

通过参考附图来阅读本公开可以更好地理解本发明。

图1以方框形式图示了利用本发明实施例的无线通信系统。

图2示出了图示出图1所示的接入点的示例操作的流程图。

图3示出了图示出图1所示的接入点的示例操作的另一个流程图。

图4A和4B示出了图1所示的接入点的示例操作的图解说明。

图5以方框形式图示了利用本发明实施例的另一个无线通信系统。

具体实施方式

图1以方框的形式图示了利用本发明实施例的无线通信系统。参考图1，无线通信系统包括接入点100，该接入点100被配置成经由无线网络50来通信。无线网络50可以是无线保真(Wi-Fi)、IEEE 802.11标准网络、或者允许经由诸如2.4ISM GHz频带之类的无线频带来进行通信的任何其它网络。

无线网络50包括用于接入点100进行通信的多个信道。例如，802.11无线网络50可以包括11到14个交叠信道，这些交叠信道近似为22MHz宽，并具有错开5MHz的中心频率。接入点100可以通过无线网络50的信道中的一个或多个信道来发送和接收无线信号。

接入点100包括经由无线网络50来通信的收发器110。在一些实施例中，收发器110可以检测在无线网络50的一个或多个信道上存在的信号活动，例如，噪声和/或从其它设备发出的信号。例如，收发器100可以接收与无线网络50的一个或多个频率相关联的无线信号，并将与这些无线信号相关联的信号数据存储到存储器120。收发器110可以连续地、周期地、和/或间歇地扫描与无线网络50相关联的频率以检测这种信号活动。在一些实施例中，接入点100可以分立地包括用于从无线网络50接收信号的接收器(未示出)和/或用于经由无线网络50来发送信号的发送器(未示出)。

接入点100包括信道控制器130，用于控制接入点100使用无线网络50的哪个信道来通信。例如，信道控制器130可以向收发器110提供下述信道数据，该信道数据指示出接入点100将使用哪个信道经由无线网络50来通信。在一些实施例中，信道控制器130可以将信道数据存储到存储器120，其中，收发器110可以访问所存储的信道数据以识别用于经由无线网络50来通信的信道。

信道控制器130包括信道捷变单元135，用于确定接入点100使用哪个信道来经由无线网络50进行通信。信道捷变单元135可以响应于在无线网络50中存在的信号活动(例如，噪声和/或从其它设备发出的信号)而确定接入点100将使用的信道。因为在无线网络50中存在信号活动可能会增加通过接入点100干扰通信的可能性，所以信道捷变单元135可以识别具有比至少一个其它信道低的信号活动水平的一个或多个信道。在一些实施例中，信道捷变单元135可以选择最安静的信道或者具有最小量信号活动的信道。

信道捷变单元135可以发出请求，以请求收发器110启动与无线网络50相关联的信号活动的检测。例如，信道捷变单元135可以向收发器110提供扫描命令，以启动无线网络50的信号活动扫描和/或识别将由收发器110扫描的一个或多个频率或频率范围。信道捷变单元135可以通过访问存储器120中的信号数据，或者在一些实施例中，通过直接从收发器110接收信号数据来识别与无线网络50相关联的信号活动。以下将更详细地描述信道控制器130和信道捷变单元135的实施例。

图2示出了图示出图1所示的接入点100的示例操作的流程图200。参考图2，在块210中，接入点100检测与无线网络50的一个或多个信道相关联的信号活动。在一些实施例中，接入点100可以顺序地扫描无线网络50的频率以检测信号活动。例如，收发器110可以针对信号活动而扫描无线网络50的第一频率范围(例如，频带的1MHz部分)，然后转移到无线网络50的另一个频率范围。接入点100可以连续地、周期地、间歇地、和/或响应于来自信道控制器130的一个或多个扫描命令而执行这些扫描。

如以下将在图3中更详细论述的，接入点100还可以扫描无线网络50以确定发射或发送占据无线网络50的一个或多个信道的信号的设备的类型。例如，收发器110可以重复地扫描无线网络50的同一频率范围，以确定信号活动在该频率范围中存在的持续时间，并且信道捷变单元135随后可以响应于该信号活动的持续时间来确定发送信号的设备的类型。

在块220中，接入点100响应于所检测到的信号活动而识别用于无线通信的至少一个信道。所识别的信道相对于与无线网络50相关联的一个或多个其它信道而言可能具有较低水平的信号活动，因而降低了接入点100在经由无线网络50进行通信时经历干扰的概率。

在一些实施例中，信道捷变单元135可以响应于在由收发器110执行的至少一个扫描期间生成的信号数据而识别信道。信道捷变单元135可以将该信号数据与一个或多个信道相关，并响应于该相关信号数据而识别所述信道中的至少一个。例如，信道捷变单元135可以平均化与各个信道相关联的信号数据，然后响应于与信道相关联的信号数据的平均而确定具有低信号活动的信道。在一些实施例中，信道捷变单元135可以根据它们的平均信号活动来对信道进行等级划分，并选择性地将等级存储到存储器120。

在块230中，接入点100选择所识别的信道来经由无线网络50进行通信。在一些实施例中，信道捷变单元135可以通过向收发器110提供信道数据或者通过将信道数据存储到存储器120来选择所识别的信道。

当经由无线网络50的通信遭受信道干扰时，或者当接入点100当前所使用的信道具有比与无线网络50相关联的另一个信道更高的检测到的信号活动水平时，可以在接入点100的初始配置期间发生这种选择。在一些实施例中，接入点100可以将所识别的一个或多个信道提供给用户，以用于手动选择用于经由无线网络50进行通信的信道。

图3示出了图示出图1所示的接入点的示例操作的另一个流程图300。参考图3，在块310中，接入点100选择与无线网络50相关联的频带的至少一部分。这个频带部分可以是离散的频率范围，例如频带的1MHz增量，或者信道。在一些实施例中，信道捷变单元135选择频带部分，并向收发器110提供扫描命令从而识别所选择的频带部分。

在块320中，接入点100测量与所述频带部分相对应的信号强度，并对该信号强度测量与一阈值进行比较。该阈值可以在接入点100中预先设定，或者在一些实施例中，接入点100可以确定该阈值。

在块325中，接入点100判断信号强度是否超过了所述阈值。当信号强度测量超过所述阈值时，执行过程返回到块320，在块320中，接入点100重新测量所述频带部分的信号强度，并对新的测量和所述阈值进行比较。块320和325之间的这种循环可以持续到新的信号强度测量落到所述阈值以下或者过去预设的时间段为止。

当信号强度测量不超过所述阈值时，执行过程前进到块330，在块330中，接入点100识别出所测得的信号与至少一个设备相关联。接入点100可以根据分组之间的间隙来识别与所测得的信号相关联的一个或多个设备。所述分组之间的间隙可以根据在接入点100测量到超过所述阈值的信号强度时的时间点和接入点100测量到针对同一频带部分的、落到所述阈值以下的信号强度时的时间点之间的时间段来确定。

分组之间的间隙可以是信号占据所述频带部分的持续时间。例如，具有10-40毫秒持续时间的信号可能对应于另一个802.11接入点，而持续时间为0.5-2毫秒的信号一般是蓝牙信号。在一些实例中，信号的持续时间可能保持连续，这指示出该设备可能是无绳电话或微波炉。在一些实施例中，接入点100可以将在所述频带部分中操作的设备的标识存储到存储器120，以待稍后由接入点100在信道选择时使用。

在一些实施例中，接入点100可以根据信号的形状来识别与所测得的信号相关联的一个或多个设备。接入点100可以例如在1MHz的频率范围中连续地扫频并测量频带来确定信号的形状。例如，802.11信号一般具有近似22MHz宽度的钟形，其中，无绳电话可能具有大约5MHz宽度的较瘦的钟形。

在确定块335中，接入点100判断是否存在其它要测量的频带部分。当存在其它要测量的频带部分时，执行过程返回到块310以选择另一个频带部分。否则，执行过程前进到块340，在块340中，接入点100响应于所识别的设备而选择与无线网络50相关联的信道。在一些实施例中，信道捷变单元135可以通过向收发器110提供信道数据或者通过将信道数据存储到存储器120来选择信道。

当经由无线网络50的通信遭受信道干扰时，或者当接入点100当前所使用的信道具有比与无线网络50相关联的另一个信道更高的检测到的信号活动水平时，可以在接入点100的初始配置期间发生这种选择。在一些实施例中，接入点100可以将所识别的一个或多个信道提供给用户，以用于手动选择用于经由无线网络50进行通信的信道。

图4A和4B示出了图1所示的接入点100的示例操作的图解说明。图4A示出了响应于所检测到的信号活动、对无线网络50上的用于通信的信道的选择，而图4B示出了响应于所检测到的信号活动的、无线网络50上的用于通信的信道的切换。

参考图4A和4B，图示400和410示出了无线网络50的多个信道(即，信道1到信道8)的信号活动。在特定的实施例中，可以存在任意数目的与无线网络50相关联的交叠或不交叠信道。虽然图4A和4B为了可读性和便于理解而示出了不交叠信道，但是在一些实施例中，多个信道可以交叠。

参考图4A，接入点100可以自动地检测与无线网络50相关联的信号活动，并选择用于无线通信的信道，例如信道7。所选择的信道可能具有比与无线网络50相关联的其它信道低的信号活动水平。在一些实施例中，接入点100可以选择最安静的信道或者具有最小量的信号活动的信道。

参考图4B，接入点100当前正使用信道4来进行无线通信。但是，信道4与图示410中的其它信道相比具有相对较高的信号活动水平。接入点100可以自动地检测与无线网络50相关联的信号活动，选择用于无线通信的信道(例如，信道7)，并响应于这个选择而从当前信道(即，信道4)切换到所选择的信道(即，信道7)。所选择的信道，即信道7，可能具有比信道4和/或与无线网络50相关联的一个或多个其它信道更低的信号活动水平。在一些实施例中，接入点100可以选择最安静的信道或具有最小量的信号活动的信道。

图5以方框形式图示了利用本发明实施例的另一个无线通信系统。参考图5，该无线通信系统包括多个接入点500A-500C，用于经由无线网络50与网络端点520A-520C进行通信。

无线网络50可以是无线保真(Wi-Fi)、IEEE 802.11标准网络、或者允许经由诸如2.4ISM GHz频带之类的无线频带进行通信的任何其它网络。无线网络50包括用于接入点500A-500C进行通信的多个信道。例如，802.11无线网络50可以包括11到14个交叠信道，这些交叠信道近似22MHz宽并具有错开5MHz的中心频率。

接入点500A-500C可以通过无线网络50的一个或多个信道来无线地通信。当多个接入点500A-500C决定经由无线网络50的同一信道进行通信时，它们的信号将相互干扰的概率增大，并因而恶化接入点500A-500C的通信。

接入点500A-500C分别包括信道捷变单元510A-510C，用于检测无线网络50上的信号活动，并响应于所检测到的信号活动而识别与无线网络50相关联的信道以进行通信。因为信道捷变单元510A-510C可能检测到与无线网络50相关联的相同的信号活动情况，所以多个接入点500A-500C可以决定经由共同的信道进行通信。

因为通过经由共同信道的多个接入点500A-500C的通信将增大该信道的信号活动，所以接入点500A-500C随后可以确定切换到无线网络50的另一个信道。接入点500A-500C时常会确定切换到另一个共同的信道，在这种情况下，它们的通信可能再次相互干扰。由接连地向相同信道(即，具有最小的信号活动的信道)的切换导致的接入点500A-500C的这种振荡效果(oscillatory effect)可能会继续恶化所述通信。

在一些实施例中，信道捷变单元510A-510C可以包括振荡功能以帮助防止多个接入点500A-500C选择相同信道来经由无线网络50进行通信。例如，信道捷变单元510A-510C可以包括定时器，该定时器指示出相应的接入点500A-500C何时可以切换到新的信道。与定时器相关联的持续时间可以按照信道的每个选择来任意地确定。因为各个接入点500A-500C可以独立地设置它们的定时器持续时间，并因而独立地切换信道，接入点500A-500C中的一些可以在其它接入点500A-500C已经切换到它们的新信道之后再识别将切换到的信道。在一些实施例中，多个接入点500A-500C可以例如经由无线网络来相互通信，以确定各个接入点500A-500C将使用哪个信道来与网络端点520A-520C进行通信。

本领域技术人员将认识到，这里所教导的概念可以以许多其它的有利方式来被调整到特定应用。特别地，本领域技术人员将认识到，所图示的实施例仅仅是在阅读本公开之后将变得显而易见的许多替代实施例中的一些。

前述实施例是示例性的。虽然本说明书可能在几个地方引用了“一”、“一个”、或“一些”实施例，但是这并不必然意味着每个这样的引用都是针对同一或相同的多个实施例的，或者该特征仅适用单个实施例。

Claims (20)

1.一种系统，包括：

收发器，用于检测具有多个信道的无线网络中的信号活动；以及

信道控制器，用于识别相对于与所述无线网络相关联的一个或多个其它信道而言具有低水平的所检测到的信号活动的、与所述无线网络相关联的至少一个信道，所述收发器通过所识别的信道来经由所述无线网络进行通信。

2.如权利要求1所述的系统，

其中，所述信道控制器被配置用于响应于所述信号活动而识别在所述无线网络中操作的一个或多个设备，并将与所述设备相关联的所述信号活动与一个或多个所述信道相关；并且

其中，所述收发器被配置用于通过除了与所述设备相关的所述信道之外的信道来经由所述无线网络进行通信。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述信道控制器被配置用于确定与所述检测到的信号活动相关联的分组之间的间隙，并响应于该分组之间的间隙而识别所述设备。

4.如权利要求2所述的系统，其中，所述信道控制器被配置用于确定所检测到的信号活动的持续时间，并响应于该信号活动的持续时间而识别所述设备。

5.如权利要求4所述的系统，

其中，所述收发器被配置用于针对与所述无线网络相关联的至少一个频率来测量所述信号活动的强度；并且

其中，所述信道控制器被配置用于将测量出的信号活动的强度和预定阈值进行比较，当所述测量出的信号活动的强度超过所述预定阈值时所述收发器重新测量所述信号活动的强度，当重新测量出的信号活动的强度落到所述预定阈值以下时所述信道控制器确定所述检测到的信号活动的持续时间。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述信道控制器被配置用于确定与一个或多个信道相关联的检测到的信号活动的平均水平，并根据所述检测到的信号活动的平均水平来选择所述信道之一。

7.如权利要求1所述的系统，包括定时器，用于在所述信道控制器选择所识别的用于无线通信的信道时延迟所述信道控制器，所述延迟用于避免由于另一个设备切换到所述所识别的信道而导致的干扰。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述收发器与和所述无线网络相关联的接入点进行通信，并且所述信道控制器被配置成响应于所述通信而选择所述所识别的信道。

9.一种方法，包括：

检测在具有多个用于无线通信的信道的频带中的信号活动；

识别相对于与所述频带相关联的一个或多个其它信道而言具有低水平的检测到的信号活动的至少一个信道；以及

选择至少一个所述所识别的信道以用于经由所述频带进行通信。

10.如权利要求9所述的方法，包括

确定与所述信号活动相关联的分组之间的间隙；

响应于所述分组之间的间隙而识别在所述频带中操作的一个或多个设备；以及

响应于所识别的在所述频带中操作的设备而选择至少一个所述所识别的信道以用于经由所述频道进行通信。

11.如权利要求9所述的方法，包括

确定与所述频道中的一个或多个信道相关联的所述信号活动的持续时间；

响应于所述信号活动的持续时间而识别在所述频带中操作的一个或多个设备；以及

响应于所述所识别的在所述频带中操作的设备而选择至少一个所述所识别的信道以用于经由所述频带进行通信。

12.如权利要求11所述的方法，包括

测量与所述频带中的一个或多个频率相关联的所述信号活动的强度；

将所述信号活动的强度和阈值进行比较；

当所述信号活动的强度大于所述阈值时，重新测量与所述频带中的一个或多个频率相关联的所述信号活动的强度；以及

当所述重新测量的信号活动的强度小于所述阈值时，计算与所述频带中的一个或多个频率相关联的所述信号活动的持续时间。

13.如权利要求12所述的方法，包括

将一个或多个信道与所述所识别的在所述频带中操作的设备相关；以及

选择除了所述相关的信道之外的信道以用于经由所述频带进行通信。

14.如权利要求9所述的方法，包括

确定与一个或多个所述信道相关联的所述信号活动的平均水平；以及

选择具有最低的平均信号活动的信道以用于经由所述频带进行通信。

15.如权利要求9所述的方法，包括

经由与所述频带相关联的第一信道来进行通信；

检测至少与和所述频带相关联的第二信道相关联的信号活动，所述第二信道具有比所述第一信道更低水平的信号活动；以及

响应于所述检测而将通信从所述第一信道切换到所述第二信道。

16.一种方法，包括：

检测具有多个用于无线通信的信道的无线网络中的信号活动；

识别占据了与所述无线网络相关联的一个或多个信道的至少一个设备；以及

响应于所识别的在所述无线网络中操作的设备而选择至少一个信道以用于经由所述无线网络进行通信。

17.如权利要求16所述的方法，包括延迟经由所选择的信道的无线通信，以避免由于一个设备切换到所述第二信道而导致的干扰。

18.如权利要求16所述的方法，包括

确定与所述频带中的一个或多个信道相关联的所述信号活动的持续时间；

响应于所述信号活动的持续时间而识别在所述频带中操作的一个或多个设备；以及

响应于所述所识别的在所述频带中操作的设备而选择至少一个所述所识别的信道以用于经由所述频带进行通信。

19.如权利要求18所述的方法，包括

测量与所述频带中的一个或多个频率相关联的所述信号活动的强度；

将所述信号活动的强度和阈值进行比较；

当所述信号活动的强度大于所述阈值时，重新测量与所述频带中的一个或多个频率相关联的所述信号活动的强度；以及

当所述重新测量的信号活动的强度小于所述阈值时，计算与所述频带中的一个或多个频率相关联的所述信号活动的持续时间。

20.如权利要求16所述的方法，包括

确定与一个或多个所述信道相关联的所述信号活动的平均水平；以及

选择具有最低的平均信号活动的信道来经由所述频带进行通信。

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