CN101364908A - 一种评估无线信道质量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种评估无线信道质量的方法,包括:测量无线接入点AP用以提供无线局域网WLAN服务的指定数量信道中每个信道被影响因素占用的时间比例;所述影响因素为除所述AP自身以外的会占用信道的一种或多种其他因素;根据所述AP用于提供WLAN服务的指定数量信道中各信道被影响因素占用的时间比例确定各信道的质量,其中,被影响因素占用的时间比例越小的信道的质量越好。本发明还公开了一种评估无线信道质量的装置。本发明的技术方案能够比较精准地评估无线信道的质量。

Description

一种评估无线信道质量的方法和装置
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,尤指一种评估无线信道质量的方法和装置。
背景技术
近年来无线局域网(WLAN,Wireless Local Area Network)得到了越来越广泛的应用,成为重要的企业级局域网解决方案。
WLAN技术是基于IEEE 802.11 MAC标准的,该标准是由IEEE制定的一系列标准,规定了WLAN中接入点(AP,Access Point)和工作站(station)之间的无线接口。IEEE 802.11 MAC中基本的媒介访问方式为分布控制(DCF)。DCF机制是基于带有冲突避免的载波监听多路存取(CSMA/CA,Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance))的,并以发送请求/发送完毕(RTS/CTS,Request To Send/Clear To Send)消息交换机制作为辅助的介质访问方式。
在WLAN中一个无线节点如果想在无线信道上传输报文,会先探测信道,如果信道忙,则推迟报文的发送,等到无线信道空闲一段特定的时间后,该节点才会在无线信道上传输报文。接收到报文的节点会对信号进行循环校验码(CRC)检测,如果检测通过,则向发送报文的节点返回确认应答(ACK)报文进行响应。发送报文的节点如果接收到ACK报文后就可以知道所发送的报文没有发生冲突,反之,在规定的时间内没有收到ACK报文,则发送报文的节点会重传报文直到收到AKC报文,或者重传指定次数后放弃报文。
WLAN内在的“节点隐藏”问题会增加冲突的概率,使用一种虚拟载波检测机制可以解决该问题。准备使用信道发送报文的无线节点需要先发送一个RTS短控制帧,该RTS短控制帧包括源MAC地址、目的MAC地址和发送报文所持续的时间;接收到RTS报文的接入点会响应携带所述持续时间的CTS报文;无线环境中的所有接收到RTS和CTS的其他节点就会知道无线信道将会被占用。
随着无线应用的增加,无线的易用性变得重要起来,而实时的无线资源管理将会改进无线的应用、配置和监控。获得无线环境的状况,即测量无线信道的质量是无线资源管理的一个关键需求。
但是,目前还没有一种通用的技术或者标准用于衡量WLAN中的无线信道质量。一些现有的无线资源管理系统使用一些通用的数据来衡量无线信道质量,如无线电收发装置(radio)的统计信息,包括发送和接收的报文数,字节数和信号强度等,但这些数据对信道质量只能给出一个粗略的指示。
发明内容
本发明提供了一种评估无线信道质量的方法,该方法能够比较精准地评估无线信道的质量。
本发明还提供了一种评估无线信道质量的装置,该装置能够比较精准地评估无线信道的质量。
为达到上述目的,本发明的技术方案具体是这样实现的:
本发明公开了一种评估无线信道质量的方法,包括:
测量无线接入点AP用以提供无线局域网WLAN服务的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间比例;所述影响因素为除所述AP自身以外的会占用信道的一种或多种其他因素;
根据所述AP用于提供WLAN服务的指定数量信道中各信道被影响因素占用的时间比例确定各信道的质量,其中,被影响因素占用的时间比例越小的信道的质量越好。
本发明还公开了一种评估无线信道质量的装置,该装置包括:测量模块和评估模块,其中:
测量模块,用于在指定时间内测量无线接入点AP用以提供WLAN服务的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间,并将测量结果发送给评估模块;所述影响因素为除所述AP自身以外的会占用该AP信道的一种或多种其他因素;
评估模块,用于根据所述指定时间以及测量模块发送的测量结果,计算出所述AP的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间比例,并根据各信道被影响因素占用的时间比例确定各信道的质量,其中,被影响因素占用的时间比例越小的信道的质量越好。
由上述技术方案可见,本发明这种根据除AP自身以外的会占用该AP信道的一种或多种其他影响因素占用AP信道的时间比例来确定信道的质量的技术方案,与现有的根据AP的radio的统计信息进行粗略的信道质量指示的方案不同,而是使用各种影响因素占用信道的时间比例来衡量信道的质量,从而能够比较精准地评估信道的质量。
附图说明
图1是本发明实施例一种无线信道质量测量方法的流程图;
图2是本发明实施例中无线频率RF环境的典型组网示意图;
图3是本发明实施例中的初始测量方式的示意图;
图4是本发明实施例中的服务时测量方式的示意图;
图5是本发明实施例一种评估无线信道质量的装置的组成结构框图。
具体实施方式
本发明的核心思想是根据无线信道被各种影响因素所占用的时间比例来衡量无线信道的质量。
图1是本发明实施例一种无线信道质量测量方法的流程图。如图1所示,包括以下步骤:
步骤101,测量无线接入点AP用以提供无线局域网WLAN服务的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间比例;所述影响因素为除所述AP自身以外的会占用信道的一种或多种其他因素。
本步骤中,当所述AP为分布式架构中的被管理AP时,所述影响因素包括以下一种或任意组合:所述AP的被管理邻居AP、由被管理邻居AP提供服务的工作站、所述AP的未被管理邻居AP、由未被管理邻居AP提供服务的工作站以及出错事件。当所述AP为集中式架构中的AP时,所述影响因素包括以下一种或任意组合:所述AP的邻居AP、由邻居AP提供服务的工作站以及出错事件中的至少一种。
步骤102,根据所述AP用于提供WLAN服务的指定数量信道中的各信道被影响因素占用的时间比例确定各信道的质量,其中,被影响因素占用的时间比例越小的信道的质量越好。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面以分布式架构中的被AC管理的AP为例,对本发明进一步详细说明。
图2是本发明实施例中无线频率RF环境的典型组网示意图。如图2所示,该组网包括以下几类设备:
AC:Access Controller,接入控制器;
MAP:Managed Access Point,被AC集中管理的AP;
MS:Managed Station,由MAP提供服务的工作站;
UMAP:Unmanaged Access Point,未被集中管理的AP;
UMS:Unmanaged Station,由UMAP提供服务的工作站;
AD:Alien non-802.11 Device,非802.11设备;
在图2中,被AC集中管理的AP有MAP1和MAP2;由MAP1提供服务的工作站有MS11~MS18,由MAP2提供服务的工作站有MS21MS24;MAP的周围也有其他的外部AP,即UMAP在使用信道,有UMAP1和UMAP2;由UMAP1提供服务的工作站有UMS11和UMS12,由UMAP2提供服务的工作站有UMS21~UMS23。802.11标准所使用的频段同时也被允许其他非802.11设备AD使用,如雷达、无线电话和微波系统等,图2中示意出了AD1~AD3,这些设备工作在相同的频段,有自己的标准,与802.11标准不兼容,因此会对802.11无线信道中的信号造成影响。现有的AP拥有错误检测技术,能够区分出这些AD设备的信号并把这些信号标记为噪音。下面以图1中的MAP1为例对本发明的无线信道测量方案进行详细说明。
1.交叉测量
在本发明实施例中,根据MAP1的无线射频口(radio)的进行信道测量和进行WLAN服务的情况,分为三种工作状态:
a.服务状态:MAP1的radio在选定的工作信道上提供WLAN服务,但不进行信道质量测量。
b.在线扫描(on-channel)状态:MAP1的radio在选定的工作信道上提供WLAN服务,同时监听该工作信道上所感知的所有报文,包括管理报文、控制报文和数据报文,且不管这些报文是否以本radio为目的地。
c.扫描状态(off-channel)状态:MAP1的radio切换到一个非工作信道上,并不提供WLAN服务,而只是监听该信道上所感知到的所有报文,包括管理报文、控制报文和数据报文,且不管这些报文是否以本radio为目的地。
在给radio(在本实施例的后续描述中,radio都默认指MAP1的radio)选定信道之前,radio的默认工作状态为on-channel扫描状态。在Radio选定信道之后,radio的默认的状态为服务状态。如果信道被配置为用来监听,则radio将不提供WLAN服务,其工作状态为off-channel扫描状态。为了测量信道的质量,radio必须频繁的在上述三种状态间进行切换。
在本发明实施例中,可以在radio选定工作信道之前测量各信道的质量(本实施例中称为初始测量),以便选出一条服务质量最好的信道作为后续的工作信道;也可以在Radio已经选定工作信道并且提供WLAN服务之后测量各信道质量(本实施例中称为服务时测量),以便在当前的工作信道的服务质量不是最优时,选择一个其他的服务质量好的信道作为工作信道。下面说明本实施例中的这两种测量情况。
◆初始测量
图3是本发明实施例中的初始测量方式的示意图。参见图3,将radio的信道设置为信道Chl-1,radio在测量信道Chl-1的质量并持续Tini秒(本发明实施例中根据报文的持续时间、源MAC和信号的强度测量信道的质量,具体过程在下一节的基本测量过程中详细介绍),然后切换到下一个信道进行测量并持续Tini秒,如此对所有的信道都进行一次测量,结束一轮的测量。本实施例中设radio用以提供WLAN服务的信道个数为3,且分别标记为Chl-1、Chl-2和Chl-3。为了提高测量结果的精确度,本实施例中进行V轮测量,然后求平均值,V为自然数且V=Tini-total/(Tini×N),其中Tini-total等于进行初始测量的允许时间,即等于在选定工作信道之前可以进行初始测量的时间,N为radio用以提供服务的所有信道的数量,本实施例中为3。
◆服务时测量
图4是本发明实施例中的服务时测量方式的示意图。参见图4,设radio的当前工作信道为Chl-1,即在信道Chl-1上为MS提供WLAN服务,同时也要在该工作信道Chl-1上进行质量测量,而为了选择出更好的工作信道,也需要测量非工作信道的信道质量。在本实施例中设信道Chl-1提供服务的时间为Tsrv秒,且其中的Tmsr秒在提供服务的同时进行信道质量测量,然后切换到一个非工作信道Chl-2到上测量该非工作信道的质量,并持续Toth秒。再切换回工作信道Chl-1上提供Tsrv秒的服务,其中的Tmsr秒在提供服务的同时进行信道质量测量,然后切换到另一个非工作信道Chl-3到上测量该非工作信道的质量,并持续Toth秒,如此Radio在三种工作状态之间切换,对所有的非工作信道都进行一次测量后结束一轮的测量。同样为了提高测量结果的精确度,本实施例中进行V轮测量,然后求平均值。V=T-total/((Tsrv+Toth)×(N-1)),其中,T-total是进行V轮测量所需的时间。Radio在进行V轮测量后稳定在服务状态直至服务结束。
为了优化测量结果,在本发明的一个较佳实施例中设定如下的参数关系:Tini=Tsrv;Tmsr=Tsrv/10;Toth=Tsrv/25。
在本发明的实施例中还定义一个扫描间隔Tscan,该参数表示对于一个信道进行一次测量所持续的时间,即对于工作信道Tscan=Tmsr;对于非工作信道Tscan=Toth。
2.基本测量
在本小节中介绍本发明实施例中的MPA1的Radio在一个扫描间隔Tscan时间内对一个信道进行信道质量测量时所考虑的因素。
◆本端因素
本端因素指MAP1的radio自身发送报文所需要占用信道的时间,需要考虑如下的参数:
*RTS/CTS的持续时间
MAP1的radio自身发送的RTS报文所持续的时间FDTxRts,以及发送的CTS报文所持续的时间FDTxCts。
*数据/管理/控制报文的持续时间
MAP1的radio自身发送的数据/管理/控制报文的持续的时间FDTxDM。
这里控制帧不包括CTS/RTS/ACK报文。
*ACK报文的持续时间
MAP1的radio自身发送的ACK报文的持续的时间FDTxAck。
*短帧时间间隔SIFS/仲裁时间间隔AIFS
这里,短帧时间间隔(SISF,Short Inter Frame Space)是指发送AKC、RTS/CTS等帧时的帧间隔,是最小的帧间隔。仲裁时间间隔(AIFS,Arbitration Inter Frame Space)的长度根据802.11不同队列中变化,是发送对应队列中报文的时间间隔。
*重传次数
为成功传输一个帧所进行的重传的次数Rn,包括软件和硬件重传的次数。
上述参数的定义和取值均为现有技术,这里只做上述简要介绍。
根据上述参数可以计算出MAP1的radio上每发送一个报文所需要占用信道的时间FDTx,分别有以下几种情况:
如果使能了RTS/CTS功能,则:
FDTx={[(FDTxDM+SIFS)×Rn]
      +[FDTxCts+SIFS]+[(FDTxRts+SIFS)×Rn]
      +[FDTxAck+SIFS+AIFS]}                   (1.1)
如果没有使能RTS/CTS功能,则:
FDTx={[(FDTxDM+SIFS)×Rn]
      +[FDTxAck+SIFS+AIFS]}                   (1.2)
此外,如果没有使能ACK功能,则FDTxAck+SIFS在FDTx中不需要计算,即:
使能了RTS/CTS功能,但没有使能AKC功能,则:
FDTx={[(FDTxDM+SIFS)×Rn]
      +[FDTxCts+SIFS]+[(FDTxRts+SIFS)×Rn]}   (1.3)
没有使能RTS/CTS功能,也没有使能AKC功能,则:
FDTx={[(FDTxDM+SIFS)×Rn]}                   (1.4)
◆对端因素
对端因素指能够向MAP1的radio发送报文的对端设备向MAP1发送报文所占用信道的因素,本实施例中需要考虑的对端设备包括:
◇被管理的邻居AP
如果MAP1的radio收到的报文的源基本服务群标识(BSSID)属于被管理AP的radio,则认为该发送报文的是被管理邻居AP。例如,在图2中,MAP2即为MAP1的被管理邻居AP。
◇未被管理的邻居AP
如果MAP1的radio收到的报文的BSSID不属于任何被管理AP的radio,则认为该发送报文的是未被管理邻居AP。例如,在图2中,UMAP1和UMAP2都是MAP1的未被管理邻居AP。
◇由本AP提供服务的工作站
从MAP1的radio收到的报文的工作站MAC地址和BSSID分析,如果该工作站由MAP1自己的radio提供服务,则认为该工作站是由本AP(即MAP1)的radio提供服务的station。
◇由被管理的邻居提供服务的工作站
从MAP1的radio收到的报文的工作站MAC地址和BSSID分析,如果该工作站由MAP1的被管理邻居提供服务,则认为该工作站是由被管理邻居提供服务的station。
◇由未被管理的邻居提供服务的工作站
从MAP1的radio收到的报文的工作站MAC地址和BSSID分析,如果该工作站由MAP1的未被管理邻居提供服务,则认为该工作站是由未被管理邻居提供服务的station。
对于上述对端设备向MAP1的radio发送报文所占用信道的时间,需要考虑如下的参数:
*从对端设备收到的报文的持续时间FDRxDM。
从对端设备收到的报文类型包括:所有的控制帧,如RTS、CTS、ACK等;管理帧;术数据帧。
*短帧间隔SIFS/仲裁时间间隔AIFS
*感知到的平均RSSI
收到报文时的信号强度,MAP1的radio每收到报文都会根据源MAC地址计算出接收信号强度指示RSSI,该计算方法以及计算过程是现有技术。
则根据上述参数可以计算出MAP1的radio上接收到的每个由对端设备发送的当前报文的持续时间FDRx,分别有以下几种情况:
如果接收到的报文为单播报文,则
FDRxt=FDRxDM+SIFS+FDRxAck+SIFS+AIFS             (2.1)
如果接收到的报文为广播报文,则
FDRxt=FDRxDM+SIFS+AIFS                          (2.2)
由于所接收到的对端设备的信号强度会随着该对端设备与本MAP1之间的距离和其自身radio能力大小而变化,从而对本MAP1所造成的影响也不同,因此,在本发明实施例中在计算对端设备发送的报文占用信道的时间时还考虑了接收信号的强度大小因素,具体有:
FDRx=FDRxt*(RSSIrcv/RSSImax)          (3)
其中,RSSIrcv是MAP1的radio收到当前报文时的RSSI,RSSImax是MAP1上的radio所能检测到的最大的RSSI。RSSIrcv/RSSImax用来反映本MAP1接收到的来自对端设备的信号的强度大小,因而能够表示对MAP1的radio所造成的影响,其值越小,影响越小。
上述各种报文的持续时间以及各类帧间隔时间,如FDTxDM、FDTxAck、FDTxCts、FDTxRts、SIFS、AIFS等,都可以根据现有技术由MAP1的硬件提供。
◆出错事件因素
出错事件因素是指本机MAP1的radio在接收报文时发生的错误所对应的因素,本实施例中考虑的出错事件因素包括:
*物理层错误
物理层错误包括CCK_TIMING、OFDM_TIMING等各种物理层错误;此外,如果使能了雷达检测,需要记录雷达信号的存在,且周围的所有非802.11设备的活动所带来的影响也记录为物理层错误。
发生物理层错误时无法获得报文的持续时间,本实施例中采用一个预设的时间,如255微秒,作为这类报文的持续时间,用变量FDRxPhyerr表示。
*解密错误
物理层在解密报文时也可能发生错误,这类解密过程中发生错误的报文的持续时间可以利用现有技术获取,用变量FDRxDyterr表示。
*CRC检测错误
物理层在对报文进行CRC检测时可能会发生错误,这类进行CRC检测时发生错误的报文的长度可以利用现有技术获取,并能够计算其持续时间,用变量FDRxCRCerr表示。
在本发明实施例中,所有上述错误因素被认为是由MAP1周围的802.11设备和非802.11设备使用相同的频段产生的干扰所导致的。
3.信道占用因素的计算
在本第3小节中给出根据上述第1小节中所述的测量过程所得到的第2小节中所述的各种参数计算占用信道的各方面的因素。
对于MAP1的用以提供服务的N个信道中的任意一个信道Chl-i(i=1,2,.....,N),采用如下方式计算各占用因素:
◆MAP1的radio自身占用信道Chl-i的因素
MAP1的radio在对所有信道进行第一轮扫描的过程中,在对Chl-i进行扫描的Tscan时间内,对于MAP1的radio在Tscan时间内在信道Chl-i上发送的每个报文根据公式(1.1)~(1.4)计算其占用信道Chl-i的时间FDTx。
则在Tscan时间内radio发送的所有报文占用信道Chl-i的总时间为:
∑[FDTx1,FDTx2,.....,FDTxn],n为radio在Tscan时间内在Chl-i信道上发送的报文数。n为0或自然数。
对于Tscan时间内由MAP1的radio提供服务的工作站发送给MAP1的radio的每个报文,根据公式(2.1)或(2.1),以及公式(3)计算其占用信道Chl-i的时间FDRx。本实施例中用FDRxHs表示从MAP1的radio提供服务的工作站所收到报文占用信道Chl-i的时间。
则在Tscan时间内从MAP1的radio提供服务的工作站所接收的所有报文占用信道Chl-i的总时间为:
∑[FDRxHs1,FDRxHs2,......,FDRxHsm],m为在Tscan时间内从MAP1的radio提供服务的工作站所接收的报文数。m为0或自然数。
这样,MAP1的radio在进行第一轮扫描的过程中,所得到的由MAP1的radio发送的报文以及MAP1的radio从自身提供服务的工作站所接收的报文占用信道Chl-i的时间FDhost-1r-Chl-i为:
FDhost-1r-Chl-i=∑[FDTx1,FDTx2,.....,FDTxn]+
                 ∑[FDRxHs1,FDRxHs2,.....,FDRxHsm]               (4)
本实施例中,FDhost-1r-Chl-i的单位为微秒。
对于信道Chl-i,经过V轮扫描后,得到的由MAP1的radio发送的报文以及MAP1的radio从自身提供服务的工作站所接收的报文占用信道Chl-i的平均时间FDhost-Chl-i为:
FDhost-Chl-i=
   {∑[FDhost-1r-Chl-i,FDhost-2r-Chl-i.....,FDhost-Vr-Chl-i]}/V    (5)
本实施例中为后续进行比较,计算FDhost-Chl-i时间占Tscan时间的比例,并为了比较的方便将所得的时间比例值映射到[0,255]区间中的数值,得到MAP1自身因素占用信道Chl-i的时间比例HOFmap1-i为:
HOFmap1-i=FDhost-Chl-i×255/(Tscan×106)                             (6)
即HOFmap1-i表示MAP1自身的radio以及其服务的工作站占用信道Chl-i的时间比例。
本实施例中,由于FDhost-Chl-i的单位为微秒,而Tscan的单位为秒,因此在公式(6)中,Tscan被乘上了106,以统一时间单位。
◆对端设备占用信道Chl-i的因素
MAP1的radio在对所有信道进行第一轮扫描的过程中,在对Chl-i进行扫描的Tscan时间内,对于从所有被管理的邻居AP收到的每个报文根据公式(2.1)或(2.1),以及公式(3)计算其占用信道Chl-i的时间FDRx。本实施例中用FDRxMap表示从MAP1的被管理邻居AP所收到报文占用信道Chl-i的时间。
则在Tscan时间内从MAP1的所有被管理邻居AP所收到所有报文占用信道Chl-i的总时间为:
∑[FDRxMap1,FDRxMap2,.....,FDRxMaps],s为在Tscan时间内从MAP1的所有被管理邻居AP所接收的报文数。s为0或自然数。
对于Tscan时间内MAP1的radio从被管理邻居AP提供服务的工作站接收的每个报文,根据公式(2.1)或(2.1),以及公式(3)计算其占用信道Chl-i的时间FDRx。本实施例中用FDRxMs表示从MAP1的被管理邻居AP提供服务的工作站所收到报文占用信道Chl-i的时间。
则在Tscan时间内从MAP1的被管理邻居AP提供服务的工作站所接收的所有报文占用信道Chl-i的总时间为:
∑[FDRxMs1,FDRxMs2,.....,FDRxMsp],p为在Tscan时间内从MAP1的所有被管理邻居AP提供服务的工作站所接收的报文数。P为0或自然数。
对于Tscan时间内MAP1的radio从未被管理的邻居AP接收的每个报文,根据公式(2.1)或(2.1),以及公式(3)计算其占用信道Chl-i的时间FDRx。本实施例中用FDRxUmap表示从MAP1的未被管理邻居AP所收到的报文占用信道Chl-i的时间。
则在Tscan时间内从MAP1的未被管理邻居AP所接收的所有报文占用信道Chl-i的总时间为:
∑[FDRxUmap1,FDRxUmap2,.....,FDRxUmapq],q为在Tscan时间内从MAP1的所有未被管理邻居AP所接收的报文数。q为0或自然数。
对于Tscan时间内MAP1的radio从未被管理邻居AP提供服务的工作站接收的每个报文,根据公式(2.1)或(2.1),以及公式(3)计算其占用信道Chl-i的时间FDRx。本实施例中用FDRxUms表示从MAP1的未被管理邻居AP提供服务的工作站所收到报文占用信道Chl-i的时间。
则在Tscan时间内从MAP1的未被管理邻居AP提供服务的工作站所接收的所有报文占用信道Chl-i的总时间为:
∑[FDRxUms1,FDRxUms2,.....,FDRxUmst],t为在Tscan时间内从MAP1的所有未被管理邻居AP提供服务的工作站所接收的报文数。t为0或自然数。
这样,MAP1的radio在进行第一轮扫描的过程中,所得到的从MAP1的被管理邻居AP及其提供服务的工作站所接收的报文占用信道Chl-i的时间FDmpeer-ir-Chl-i为:
FDmpeer-ir-Chl-i=∑[FDRxMap1,FDRxMap2,.....,FDRxMaps]+
             ∑[FDRxMs1,FDRxMs2,.....,FDRxMsp]               (7)
MAP1的radio在进行第一轮扫描的过程中,所得到的从MAP1的未被管理邻居AP及其提供服务的工作站所接收的报文占用信道Chl-i的时间FDumpeer-ir-Chl-i为:
Dumpeer-ir-Chl-i=∑[FDRxUmap1,FDRxUmap2,.....,FDRxUmapq]
                 +∑[FDRxUms1,FDRxUms2,.....,FDRxUmst]       (8)
经过V轮扫描后,得到的从MAP1的被管理邻居AP及其提供服务的工作站所接收的报文占用信道Chl-i的平均时间FDmpeer-Chl-i,以及得到的从MAP1的未被管理邻居AP及其提供服务的工作站所接收的报文占用信道Chl-i的平均时间FDumpeer-Chl-i分别为:
FDmpeer-Chl-i=
{∑[FDmpeer-1r-Chl-i,FDmpeer-2r-Chl-i....,FDmpeer-Vr-Chl-i]}/V
                                                                (9)
FDumpeer-Chl-i=
{∑[FDumpeer-1r-Chl-i,FDumpeer-2r-Chl-i....,FDumpeer-Vr-Chl-i]}/V
                                                                (10)
分别计算FDmpeer-Chl-i和FDumpeer-Chl-i占Tscan的比例,并将比例值分别映射到[0,255]区间中的数值,得到MAP1的被管理邻居因素占用信道Chl-i的时间比例POFmap1-i以及MAP1的未被管理邻居因素占用信道Chl-i的时间比例UPOFmap1-i分别为:
POFmap1-i=FDmpeer-Chl-i×255/(Tscan×106)        (11)
UPOFmap1-i=FDumpeer-Chl-i×255/(Tscan×106)      (12)
即POFmap1-i表示MAP1的被管理邻居AP及其服务的工作站占用信道Chl-i的时间比例;UPOFmap1-i表示MAP1的未被管理邻居AP及其服务的工作站占用信道Chl-i的时间比例。
◆检测到的出错事件占用信道Chl-i的因素
MAP1的radio在对所有信道进行第一轮扫描的过程中,在对Chl-i进行扫描的Tscan时间内,各种出错事件占用信道Chl-i的时间为:
物理层错误占用信道Chl-i的时间为:
M×FDRxPhyerr,其中M为发生物理层错误的次数;M为0或自然数;
解密错误占用信道Chl-i的时间为:
∑[FDRxDyterr1,FDRxDyterr2,......,FDRxDyterrQ],其中Q为发生解密错误的次数;Q为0或自然数;
CRC检测错误占用信道Chl-i的时间为:
∑[FDRxCRCerr1,FDRxCRCerr2,......,FDRxCRCerrR],其中R为发生CRC检测错误的次数;R为0或自然数;
这样,MAP1的radio在进行第一轮扫描的过程中,所得到的出错事件占用信道Chl-i的时间FDRxErr-1r-Chl-i为:
FDRxErr-1r-Chl-i=M×FDRxPhyerr+
    ∑[FDRxDyterr1,FDRxDyterr2,......,FDRxDyterrQ]+
    ∑[FDRxCRCerr1,FDRxCRCerr2,......,FDRxCRCerrR]   (13)
经过V轮扫描后,得到的出错事件占用信道Chl-i的平均时间FDRxErr-Chl-i为:
FDRxErr-Chl-i=
{∑[FDRxErr-1r-Chl-i,FDRxErr-2r-Chl-i....,FDRxErr-Vr-Chl-i]}/V      (14)
将FDRxErr-Chl-i映射到[0,255]区间中的数值,得到出错事件占用信道Chl-i的时间比例EOFmap1-i为:
EOFmap1-i=FDRxErr-Chl-i×255/(Tscan×106)                             (15)
在上述过程中描述了测量以及计算信道Chl-i的各种信道占用因素的方法,同理本发明实施例中对其他信道进行的测量以及计算信道占用因素的方式与信道Chl-i相同,这里不再复述。
4.信道质量的计算
在本第4小节中,根据上述第3小节中所得到每个信道的测量属性,包括各种影响因素对信道的占用时间比例,对各信道的质量进行评价,并比较出一个较好或最好的信道作为工作信道。
对于信道Chl-i,经过V轮扫描后获得的属性数据有:
FDhost-Chl-i,Tscan时间内MAP1自身及其服务的工作站占用Chl-i的时间;
FDmpeer-Chl-i+FDumpeer-Chl-i,Tscan时间内干扰因素(MAP1的被管理邻居AP及其服务的工作站,以及未被管理邻居AP及其服务的工作站)占用Chl-i的时间;
FDRxErr-Chl-i,Tscan时间内噪音因素(各出错事件,包括物理错误,解密错误和CRC检测错误)占用Chl-i的时间;
在本发明中,根据在Tscan时间内被干扰和噪音占用的时间比例来评价一个信道的质量,即如果一个信道在Tscan时间内被干扰和噪音占用的时间比例的越少,则该信道的服务质量越好。
HOFmap1-i,POFmap1-i,UPOFmap1-i和EOFmap1-i为各因素占用信道Chl-i的时间比例参数,其值均在区间[0,255]之间。对于除Chl-i以外的其他信道,其各因素占用信道的时间比例参数HOFmap1,POFmap1,UPOFmap1和EOFmap1的测量和计算方法与公式(6)、(11)、(12)和(15)相同。
将一个信道在Tscan时间内被干扰和噪音占用的时间比例标记为ToccuP,则Chl-i在Tscan时间内被干扰和噪音占用的时间比例ToccuP-i为:
ToccuP-i=POFmap1-i+UPOFmap1-i+EOFmap1-i              (16)
因此在本发明的一个实施例中,如果还没有给MAP1的radio指定工作信道,则选择ToccuP值最小的信道作为工作信道;如果MAP1的radio已经有工作信道,则判断已有的工作信道的ToccuP值是否大于预设的阀值,是则比较包括工作信道和非工作信道的所有信道的ToccuP值,如果所有信道中,已有工作信道的ToccuP值最小,则该已有的工作信道仍为质量最优的信道,不需要进行工作信道的切换,否则选择一个ToccuP值最小或ToccuP值小于所述预设阀值的非工作信道作为工作信道。
为了更全面的考虑影响信道质量的因素,在本发明的又一实施例中,还进一步地考虑MAP1的邻居数量这一属性。设MAP1上的radio允许发现的邻居AP(包括被管理和未被管理邻居AP)的最大数量为NCmax,对于信道Chl-i,在其被扫描的Tscan期间,检测到的被管理邻居AP和未被管理邻居AP的数量总和为NC-i,根据如下方式计算该信道的权重:
将0到NCmax数值区间划分为n+1个子区间:{NC-r0,NC-r1,...,NC-rn};
其中,n为自然数,n+1个子区间的划分将0到NCmax的数值区间划分成n+1个等级,这样相差较小的数值可以被划分到一个子区间中,即被划分为一个等级,从而更公平地评价各信道的质量。本实施例中对如何划分n+1个区间并无特殊的要求,例如,可以划分成:NC-r0=0,NC-r1=1~2,NC-r2=3~5,...,NC-rn=NCmax-5~NCmax;或者可以划分成:NC-r0=0,NC-r0=1~3,NC-r2=4~7,...,NC-rn=NCmax-6~NCmax;
如果NC-i属于区间NC-rj,则信道Chl-i的邻居数量权重参数NCwt-i=j×10;这里系数10是本实施例中对应于邻居数量的权重系数;
将0到255(POFmap1max=255)的数值区间划分为m+1个子区间:{POF-r0,POF-r1,...,POF-rm};
其中,m为自然数,m+1个子区间的划分可以为:POF-r0=0,POF-r1=1~10,...;
如果POFmap1-i属于区间POF-rj,则信道Chl-i的被管理邻居权重参数POFwt-i=j×20;这里系数20是本实施例中对应于被管理邻居的影响的权重系数;
将0到255(UPOFmap1max=255)的数值区间划分为P+1个子区间:{UPOF-r0,UPOF-r1,...,UPOF-rp};
其中,p为自然数,p+1个子区间的划分可以为:UPOF-r0=0,UPOF-r1=1~20,...;
如果UPOFmap1-i属于区间UPOF-rj,则信道Chl-i的未被管理邻居权重参数UPOFwt-i=j×10;这里的系数10是本实施例中对应于未被管理邻居的影响的权重系数;
将0到255(EPOFmapmax=255)的数值区间划分为q+1个子区间:{EPOF-r0,EPOF-r1,...EPOF-rq},
其中,q为自然数,q+1个区间的划分可以为:EPOF-r0=0,EPOF-r1=1~5,...;
如果EPOFmap1属于区间EPOF-rj,则信道Chl-i的出错事件的权重参数EPOFwt-i=j*20;这里的系数20是本实施例中对应于出错时间的影响的权重系数;
由上,可得到信道Chl-i在考虑各种因素后总的权重Chl-wt-i为:
Chl-wt-i=NCwt-i+POFwt-i+UPOFwt-i+EPOFwt-i                 (17)
根据公式(17)可得到任意一个信道考虑各种因素后总的权重Chl-wt为:
Chl-wt=NCwt+POFwt+UPOFwt+EPOFwt                        (18)
Chl-wt最小的信道为最优的信道。则在本实施例中,如果还没有给MAP1的radio指定工作信道,则选择Chl-wt值最小的信道作为工作信道;如果MAP1的radio已经有工作信道,则判断已有的工作信道的Chl-wt值是否大于预设的阀值,是则比较包括工作信道和非工作信道的所有信道的Chl-wt值,如果所有信道中,已有工作信道的Chl-wt值最小,则该已有的工作信道仍为质量最优的信道,不需要进行工作信道的切换,否则选择一个Chl-wt值最小或Chl-wt值小于所述预设阀值的非工作信道作为工作信道。
由上述实施例可见,使用比较精准的报文持续时间,分析MAP的radio上的一段时间内的所有活动,从而得到了实时且准确的数据;并且同时考虑的各种影响因素对信道占用,包括:被管理的邻居AP及其服务的工作站、未被管理的邻居AP及其服务的工作站以及包括由非802.11设备在内的原因导致的出错时间,从而可以对信道的使用情况有更全面的认识,避免选择被上述影响因素干扰较多的信道作为工作信道,提高服务质量。
在上述实施例中,考虑了影响因素包括被管理邻居AP、由被管理邻居AP提供服务的工作站、所述AP的未被管理邻居AP、由未被管理邻居AP提供服务的工作站以及出错事件的情况;当影响因素只包括上述的其中一种或任意组合的情况时的测量和评估过程与上述实施例相同,只是测量和评估过程中省略影响因素中没有包括的因素即可。
本发明的上述方案不仅适用于测量和评估分布式体系结构中被AC管理的MAP(Fit AP)的信道质量,同样也适用于测量和评估集中式体系结构中的AP(Fat AP)的信道质量。
图5是本发明实施例一种评估无线信道质量的装置的组成结构框图。如图5所示,该装置包括:测量模块501和评估模块502,其中:
测量模块501,用于在指定时间内测量无线接入点AP用以提供WLAN服务的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间,并将测量结果发送给评估模块502;所述影响因素为除所述AP自身以外的会占用该AP信道的一种或多种其他因素;
评估模块502,用于根据所述指定时间以及测量模块501发送的测量结果,计算出所述AP的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间比例,并根据各信道被影响因素占用的时间比例确定各信道的质量,其中,被影响因素占用的时间比例越小的信道的质量越好。
在图5中,测量模块501,用于在指定时间内测量分布式架构中的指定被管理AP用以提供WLAN服务的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间;此时所述影响因素包括以下一种或任意组合:所述指定被管理AP的被管理邻居AP、由被管理邻居AP提供服务的工作站、所述指定被管理AP的未被管理邻居AP、由未被管理邻居AP提供服务的工作站以及出错事件;
或者,测量模块501,用于在指定时间内测量集中式架构中的指定AP用以提供WLAN服务的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间;此时,所述影响因素包括以下一种或任意组合:所述指定AP的邻居AP、由邻居AP提供服务的工作站以及出错事件中的至少一种。
如图5所示的装置还进一步包括:选择模块503;
评估模块502,进一步用于将计算出的所述AP的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间比例发送给选择模块503;
选择模块503,用于在所述AP没有工作信道时,选择被影响因素占用的时间比例最小的信道作为所述AP的工作信道;在所述AP已有工作信道,且该工作信道是所述指定数量信道中的一个时,判断该工作信道被影响因素占用的时间比例是否大于预设阀值,是则,比较AP的指定数量信道中的包括工作信道和非工作信道在内的所有信道的被影响因素占用的时间比例,如果所有信道中所述工作信道被影响因素占用的时间比例最小,则不对所述AP的工作信道进行切换;反之,选择被影响因素占用的时间比例最小的非信道作为所述AP的工作信道,或者,选择被影响因素占用的时间比例小于所述预设阀值的一个非工作信道作为所述AP的工作信道。
在图5中,测量模块501,用于在所述AP没有工作信道时:依次对指定数量信道中的每个信道进行指定时间的测量,获得指定数量信道中的每个信道在指定时间内被影响因素占用的时间,并上报给评估模块502,如此重复进行V轮测量;V为大于1的自然数;
评估模块502,用于在所述AP没有工作信道时,根据测量模块501上报的V轮测量结果,获得所述AP的指定数量信道中的每个信道在指定时间内被影响因素占用的平均时间,根据所述平均时间和所述指定时间之间的比例关系获得每个信道被影响因素占用的时间比例;
测量模块501,用于在所述AP已有工作信道且该工作信道是所述指定数量信道中的一个时执行:a、在所述AP在工作信道上提供第一指定时间长度的WLAN服务时,在提供WLAN服务的第一指定时间内的对所述工作信道进行第二指定时间长度的测量,获得该工作信道在第二指定时间长度内被影响因素占用的时间,并上报给评估模块502;b、然后切换到指定数量信道中的一个未被测量过的非工作信道进行第三指定时间长度的测量,获得该非工作信道在第三指定时间长度内被影响因素占用的时间,并上报给评估模块502;c、判断指定数量信道中是否还存在未被测量过的非工作信道,是则,返回步骤a,否则,结束一轮的测量;按照上述步骤a、b和c重复进行V轮测量;
评估模块502,用于在所述AP已有工作信道且该工作信道是所述指定数量信道中的一个时,根据测量模块501上报的V轮测量结果,获得所述工作信道在第二指定时间内被影响因素占用的平均时间,从而计算出所述工作信道被影响因素占用的时间比例;获得指定数量信道中的每个非工作信道在第三指定时间内被影响因素占用的平均时间,从而计算出每个非工作信道被影响因素占用的时间比例。
在图5,在前面所述的AP为分布式架构中的被管理AP时,对于所述AP的指定数量信道中的每个当前信道,
测量模块501,在所述影响因素包括所述AP的被管理邻居AP和由被管理邻居AP提供服务的工作站时,用于测量所述AP在指定时间内从被管理邻居AP接收到的所有报文占用该当前信道的时间总和以及从由被管理邻居AP提供服务的工作站接收到的所有报文占用该当前信道的时间总和,分别标记为时间1和时间2;
测量模块501,在所述影响因素包括所述AP的未被管理邻居AP和由未被管理邻居AP提供服务的工作站时,用于测量所述AP在指定时间内从未被管理邻居AP接收到的所有报文占用该当前信道的时间总和以及从由未被管理邻居AP提供服务的工作站接收到的所有报文占用该当前信道的时间总和,分别标记为时间3和时间4;
测量模块501,当所述影响因素包括出错事件时,用于测量所述指定时间内发生的所有出错事件占用该当前信道的时间总和,标记为时间5,所述出错事件包括:物理层错误、解密错误和循环校验码CRC检测错误;
测量模块501,用于将测量的所述时间1时间2、时间3、时间4和时间5中一种或任意组合上报评估模块502;
评估模块502,用于根据测量模501块上报的所述时间1、时间2、时间3、时间4和时间5中的一种或任意组合的总和与所述指定时间之间比值确定所述当前信道被影响因素占用的时间比例。
在图5中,测量模块501,用于通过获取所述AP在指定时间内从被管理邻居AP/由被管理邻居AP提供服务的工作站/未被管理邻居AP/由未被管理邻居AP提供服务的工作站收到的每个报文占用该当前信道的时间,并进行求和,从而得到在指定时间内从被管理邻居AP/由被管理邻居AP提供服务的工作站/未被管理邻居AP/由未被管理邻居AP提供服务的工作站收到的所有报文占用该当前信道的时间总和;
测量模块501,用于获取所述AP从被管理邻居AP/由被管理邻居AP提供服务的工作站/未被管理邻居AP/由未被管理邻居AP提供服务的工作站收到的每个当前报文占用该当前信道的实际时间,并乘上指定系数后作为该当前报文占用该当前信道的时间;所述指定系数等于所述AP接收该当前报文时的接收信号强度指示RSSI与所述AP上所能检测到的最大RSSI的比值。
在图5中,测量模块501,在所述收到的当前报文为单播报文时,用于获取该当前报文的持续时间FDxDM以及相应的短帧时间间隔SIFS、确认应答ACK报文的持续时间FDRxAck以及相应的SIFS和仲裁时间间隔AIFS,并进行求和后得到该当前报文占用该当前信道的实际时间;在所述收到的当前报文为广播报文时,用于获取该当前报文的持续时间FDxDM以及相应的SIFS和AIFS,并进行求和后得到该当前报文占用该当前信道的实际时间。
在图5中,测量模块501,在所述影响因素包括所述AP的被管理邻居AP和/或未被管理邻居AP时,对于所述AP的指定数量信道中的每个当前信道,在对该当前信道进行指定时间的测量时,进一步统计在所述指定时间内通过该当前信道向所述AP发送报文的被管理邻居AP和/或未被管理邻居AP的总数量,标记为NC;将NC发送给评估模块502;
评估模块502,进一步用于,将0到NCmax的数值区间划分为两个以上的第一子区间,并将各第一子区间按顺序编号;将NC所落入的第一子区间的编号乘上第一系数后作为所述当前信道的邻居数量权重;所述NCmax为所述AP的所有被管理邻居AP和/或未被管理邻居AP的总数量;
评估模块502,在所述影响因素包括所述AP的被管理邻居AP和由被管理邻居AP提供服务的工作站时,进一步用于将时间1和时间2的总和与所述指定时间之间比值乘上一个特定正整数得到数值POF;将0到所述特定正整数之间的数值区间划分为两个以上的第二子区间,并将各第二子区间按顺序编号;将数值POF所落入的第二子区间的编号乘上第二系数后作为所述当前信道的被管理邻居权重;
评估模块502,在所述影响因素包括所述AP的未被管理邻居AP和由未被管理邻居AP提供服务的工作站时,进一步用于将时间3和时间4的总和与所述指定时间之间比值乘上所述特定正整数得到数值UPOF;将0到所述特定正整数之间的数值区间划分为两个以上的第三子区间,并将各第三子区间按顺序编号;将数值UPOF所落入的第三子区间的编号乘上第三系数后作为所述当前信道的未被管理邻居权重;
评估模块502,当所述影响因素包括出错事件时,进一步用于将时间5与所述指定时间之间比值乘上所述特定正整数得到数值EOF;将0到所述特定正整数之间的数值区间划分为两个以上的第四子区间,并将各第四子区间按顺序编号;将数值EOF所落入的第四子区间的编号乘上第四系数后作为所述当前信道的出错事件权重;
评估模块502,进一步用于根据影响因素所实际包括的内容,对所述当前信道的邻居数量权重、被管理邻居权重、未被管理邻居权重和出错事件权重中的一种或任意组合进行求和,得到该当前信道的影响因素权重;并根据各信道的影响因素权重确定各信道的质量,其中,影响因素权重越小的信道的质量越好。
综上所述本发明这种根据影响因素占用AP信道的时间比例来确定信道的质量,并且在影响因素中考虑AP的被管理邻居AP、由被管理邻居AP提供服务的工作站、所述MAP的未被管理邻居AP、由未被管理邻居AP提供服务的工作站以及出错事件的技术方案,与现有的根据AP的radio的统计信息进行粗略的信道质量指示的方案不同,而是使用各种影响因素占用信道的时间比例来衡量信道的质量,从而能够比较精准地评估信道的质量。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1、一种评估无线信道质量的方法,其特征在于,该方法包括:
测量无线接入点AP用以提供无线局域网WLAN服务的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间比例;所述影响因素为除所述AP自身以外的会占用信道的一种或多种其他因素;
根据所述AP用于提供WLAN服务的指定数量信道中各信道被影响因素占用的时间比例确定各信道的质量,其中,被影响因素占用的时间比例越小的信道的质量越好。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,
当所述AP为分布式架构中的被管理AP时,所述影响因素包括以下一种或任意组合:所述AP的被管理邻居AP、由被管理邻居AP提供服务的工作站、所述AP的未被管理邻居AP、由未被管理邻居AP提供服务的工作站以及出错事件;
当所述AP为集中式架构中的AP时,所述影响因素包括以下一种或任意组合:所述AP的邻居AP、由邻居AP提供服务的工作站以及出错事件中的至少一种。
3、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,该方法进一步包括:
当所述AP没有工作信道时,选择被影响因素占用的时间比例最小的信道作为工作信道;
当所述AP已有工作信道,且该工作信道是所述指定数量信道中的一个时,判断该工作信道被影响因素占用的时间比例是否大于预设阀值,是则,比较所述指定数量信道中的包括工作信道和非工作信道在内的所有信道的被影响因素占用的时间比例;如果所有信道中所述工作信道被影响因素占用的时间比例最小,则不进行工作信道的切换;反之,选择被影响因素占用的时间比例最小的非信道作为工作信道,或者,选择被影响因素占用的时间比例小于所述预设阀值的一个非工作信道作为工作信道。
4、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述测量AP的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间比例包括:
当所述AP没有工作信道时:依次对指定数量信道中的每个信道进行指定时间的测量,获得每个信道在指定时间内被影响因素占用的时间,重复进行V轮测量后,获得每个信道在指定时间内被影响因素占用的平均时间,根据所述平均时间和所述指定时间之间的比例关系获得指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间比例;V为大于1的自然数;
当所述AP已有工作信道,且该工作信道是所述指定数量信道中的一个时:
a、在所述工作信道上提供第一指定时间长度的WLAN服务,并在提供WLAN服务的第一指定时间内的对所述工作信道进行第二指定时间长度的测量,获得该工作信道在第二指定时间长度内被影响因素占用的时间;
b、然后切换到所述指定数量信道中的一个未被测量过的非工作信道进行第三指定时间长度的测量,获得该非工作信道在第三指定时间长度内被影响因素占用的时间;
c、判断所述指定数量信道中是否还存在未被测量过的非工作信道,是则,返回步骤a,否则,结束一轮的测量;
按照上述步骤a、b和c重复进行V轮测量后,对于工作信道获得在第二指定时间内被影响因素占用的平均时间,从而获得工作信道被影响因素占用的时间比例;对于所述指定数量信道中的每个非工作信道获得在第三指定时间内被影响因素占用的平均时间,从而获得每个非工作信道被影响因素占用的时间比例。
5、如权利要求2所述的方法,其特征在于,当所述AP为分布式架构中的被管理AP时,所述测量AP的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间比例包括:
对于所述AP的指定数量信道中的每个当前信道,当所述影响因素包括所述AP的被管理邻居AP和由被管理邻居AP提供服务的工作站时,测量所述AP在指定时间内从被管理邻居AP接收到的所有报文占用该当前信道的时间总和以及从由被管理邻居AP提供服务的工作站接收到的所有报文占用该当前信道的时间总和,分别标记为时间1和时间2;当所述影响因素包括所述AP的未被管理邻居AP和由未被管理邻居AP提供服务的工作站时,测量所述AP在指定时间内从未被管理邻居AP接收到的所有报文占用该当前信道的时间总和以及从由未被管理邻居AP提供服务的工作站接收到的所有报文占用该当前信道的时间总和,分别标记为时间3和时间4;当所述影响因素包括出错事件时,测量所述指定时间内发生的所有出错事件占用该当前信道的时间总和,标记为时间5,所述出错事件包括:物理层错误、解密错误和循环校验码CRC检测错误;
根据影响因素所实际包括的内容,计算所述时间1、时间2、时间3、时间4和时间5中的一种或任意组合的总和与所述指定时间之间比值获得该当前信道被影响因素占用的时间比例。
6、如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述测量在指定时间内从所述AP的被管理邻居AP/由被管理邻居AP提供服务的工作站/所述AP的未被管理邻居AP/由未被管理邻居AP提供服务的工作站收到的所有报文占用该当前信道的时间总和包括:获取在指定时间内从所述AP的被管理邻居AP/由被管理邻居AP提供服务的工作站/所述AP的未被管理邻居AP/由未被管理邻居AP提供服务的工作站收到的每个报文占用该当前信道的时间,并进行求和;
所述获取从所述AP的被管理邻居AP/由被管理邻居AP提供服务的工作站/所述AP的未被管理邻居AP/由未被管理邻居AP提供服务的工作站收到的每个当前报文占用该当前信道的时间包括:获取所述收到的每个当前报文占用该当前信道的实际时间,并乘上指定系数后作为该当前报文占用该当前信道的时间;所述指定系数等于所述AP接收该当前报文时的接收信号强度指示RSSI与所述AP上所能检测到的最大RSSI的比值。
7、如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述获取收到的每个当前报文占用该当前信道的实际时间包括:
如果收到的当前报文为单播报文,则获取该当前报文的持续时间FDxDM以及相应的短帧时间间隔SIFS、确认应答ACK报文的持续时间FDRxAck以及相应的SIFS和仲裁时间间隔AIFS,并进行求和后得到该当前报文占用该当前信道的实际时间;
如果收到的当前报文为广播报文,则获取该当前报文的持续时间FDxDM以及相应的SIFS和AIFS,并进行求和后得到该当前报文占用该当前信道的实际时间。
8、如权利要求5所述的方法,其特征在于,对于所述AP的指定数量信道中的每个当前信道,该方法还进一步执行以下步骤:
当所述影响因素包括所述AP的被管理邻居AP和/或未被管理邻居AP时,在所述对该当前信道进行指定时间的测量时,统计在所述指定时间内通过该当前信道向所述AP发送报文的被管理邻居AP和/或未被管理邻居AP的总数量,标记为NC;将所述AP的所有被管理邻居AP和/或未被管理邻居AP的总数量标记为NCmax;
将0到NCmax的数值区间划分为两个以上的第一子区间,并将各第一子区间按顺序编号;将NC所落入的第一子区间的编号乘上第一系数后作为邻居数量权重;
当所述影响因素包括所述AP的被管理邻居AP和由被管理邻居AP提供服务的工作站时,将时间1和时间2的总和与所述指定时间之间比值乘上一个特定正整数得到数值POF;将0到所述特定正整数之间的数值区间划分为两个以上的第二子区间,并将各第二子区间按顺序编号;将数值POF所落入的第二子区间的编号乘上第二系数后作为该当前信道的被管理邻居权重;
当所述影响因素包括所述AP的未被管理邻居AP和由未被管理邻居AP提供服务的工作站时,将时间3和时间4的总和与所述指定时间之间比值乘上所述特定正整数得到数值UPOF;将0到所述特定正整数之间的数值区间划分为两个以上的第三子区间,并将各第三子区间按顺序编号;将数值UPOF所落入的第三子区间的编号乘上第三系数后作为该当前信道的未被管理邻居权重;
当所述影响因素包括出错事件时,将时间5与所述指定时间之间比值乘上所述特定正整数得到数值EOF;将0到所述特定正整数之间的数值区间划分为两个以上的第四子区间,并将各第四子区间按顺序编号;将数值EOF所落入的第四子区间的编号乘上第四系数后作为该当前信道的出错事件权重;
根据影响因素所实际包括的内容对所述当前信道的邻居数量权重、被管理邻居权重、未被管理邻居权重和出错事件权重中的一种或任意组合进行求和,得到该当前信道的影响因素权重;
根据所述指定数量信道中的各信道的影响因素权重确定各信道的质量,其中,影响因素权重越小的信道的质量越好。
9、一种评估无线信道质量的装置,其特征在于,该装置包括:测量模块和评估模块,其中:
测量模块,用于在指定时间内测量无线接入点AP用以提供WLAN服务的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间,并将测量结果发送给评估模块;所述影响因素为除所述AP自身以外的会占用该AP信道的一种或多种其他因素;
评估模块,用于根据所述指定时间以及测量模块发送的测量结果,计算出所述AP的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间比例,并根据各信道被影响因素占用的时间比例确定各信道的质量,其中,被影响因素占用的时间比例越小的信道的质量越好。
10、如权利要求9所述的装置,其特征在于,
所述测量模块,用于在指定时间内测量分布式架构中的指定被管理AP用以提供WLAN服务的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间;此时所述影响因素包括以下一种或任意组合:所述指定被管理AP的被管理邻居AP、由被管理邻居AP提供服务的工作站、所述指定被管理AP的未被管理邻居AP、由未被管理邻居AP提供服务的工作站以及出错事件;
或者,所述测量模块,用于在指定时间内测量集中式架构中的指定AP用以提供WLAN服务的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间;此时,所述影响因素包括以下一种或任意组合:所述指定AP的邻居AP、由邻居AP提供服务的工作站以及出错事件中的至少一种。
11、如权利要求9或10所述的装置,其特征在于,该装置进一步包括选择模块;
所述评估模块,进一步用于将计算出的所述AP的指定数量信道中的每个信道被影响因素占用的时间比例发送给选择模块;
所述选择模块,用于在所述AP没有工作信道时,选择被影响因素占用的时间比例最小的信道作为所述AP的工作信道;在所述AP已有工作信道,且该工作信道是所述指定数量信道中的一个时,判断该工作信道被影响因素占用的时间比例是否大于预设阀值,是则,比较AP的指定数量信道中的包括工作信道和非工作信道在内的所有信道的被影响因素占用的时间比例,如果所有信道中所述工作信道被影响因素占用的时间比例最小,则不对所述AP的工作信道进行切换;反之,选择被影响因素占用的时间比例最小的非信道作为所述AP的工作信道,或者,选择被影响因素占用的时间比例小于所述预设阀值的一个非工作信道作为所述AP的工作信道。
12、如权利要求9或10所述的装置,其特征在于,
所述测量模块,用于在所述AP没有工作信道时:依次对指定数量信道中的每个信道进行指定时间的测量,获得指定数量信道中的每个信道在指定时间内被影响因素占用的时间,并上报给评估模块,如此重复进行V轮测量;V为大于1的自然数;
所述评估模块,用于在所述AP没有工作信道时,根据测量模块上报的V轮测量结果,获得所述AP的指定数量信道中的每个信道在指定时间内被影响因素占用的平均时间,根据所述平均时间和所述指定时间之间的比例关系获得每个信道被影响因素占用的时间比例;
所述测量模块,用于在所述AP已有工作信道且该工作信道是所述指定数量信道中的一个时执行:a、在所述AP在工作信道上提供第一指定时间长度的WLAN服务时,在提供WLAN服务的第一指定时间内的对所述工作信道进行第二指定时间长度的测量,获得该工作信道在第二指定时间长度内被影响因素占用的时间,并上报给评估模块;b、然后切换到所述指定数量信道中的一个未被测量过的非工作信道进行第三指定时间长度的测量,获得该非工作信道在第三指定时间长度内被影响因素占用的时间,并上报给评估模块;c、判断所述指定数量信道中是否还存在未被测量过的非工作信道,是则,返回步骤a,否则,结束一轮的测量;按照上述步骤a、b和c重复进行V轮测量;
所述评估模块,用于在所述AP已有工作信道且该工作信道是所述指定数量信道中的一个时,根据测量模块上报的V轮测量结果,获得所述工作信道在第二指定时间内被影响因素占用的平均时间,从而计算出所述工作信道被影响因素占用的时间比例;获得所述指定数量信道中的每个非工作信道在第三指定时间内被影响因素占用的平均时间,从而计算出每个非工作信道被影响因素占用的时间比例。
13、如权利要求10所述的系统,其特征在于,在所述AP为分布式架构中的被管理AP时,对于所述AP的指定数量信道中的每个当前信道,
所述测量模块,在所述影响因素包括所述AP的被管理邻居AP和由被管理邻居AP提供服务的工作站时,用于测量所述AP在指定时间内从被管理邻居AP接收到的所有报文占用该当前信道的时间总和以及从由被管理邻居AP提供服务的工作站接收到的所有报文占用该当前信道的时间总和,分别标记为时间1和时间2;
所述测量模块,在所述影响因素包括所述AP的未被管理邻居AP和由未被管理邻居AP提供服务的工作站时,用于测量所述AP在指定时间内从未被管理邻居AP接收到的所有报文占用该当前信道的时间总和以及从由未被管理邻居AP提供服务的工作站接收到的所有报文占用该当前信道的时间总和,分别标记为时间3和时间4;
所述测量模块,当所述影响因素包括出错事件时,用于测量所述指定时间内发生的所有出错事件占用该当前信道的时间总和,标记为时间5,所述出错事件包括:物理层错误、解密错误和循环校验码CRC检测错误;
所述测量模块,用于将测量的所述时间1时间2、时间3、时间4和时间5中一种或任意组合上报评估模块;
所述评估模块,用于根据测量模块上报的所述时间1、时间2、时间3、时间4和时间5中的一种或任意组合的总和与所述指定时间之间比值确定所述当前信道被影响因素占用的时间比例。
14、如权利要求13所述的系统,其特征在于,
所述测量模块,用于通过获取所述AP在指定时间内从被管理邻居AP/由被管理邻居AP提供服务的工作站/未被管理邻居AP/由未被管理邻居AP提供服务的工作站收到的每个报文占用该当前信道的时间,并进行求和,从而得到在指定时间内从被管理邻居AP/由被管理邻居AP提供服务的工作站/未被管理邻居AP/由未被管理邻居AP提供服务的工作站收到的所有报文占用该当前信道的时间总和;
所述测量模块,用于获取所述AP从被管理邻居AP/由被管理邻居AP提供服务的工作站/未被管理邻居AP/由未被管理邻居AP提供服务的工作站收到的每个当前报文占用该当前信道的实际时间,并乘上指定系数后作为该当前报文占用该当前信道的时间;所述指定系数等于所述AP接收该当前报文时的接收信号强度指示RSSI与所述AP上所能检测到的最大RSSI的比值。
15、如权利要求14所述的系统,其特征在于,
所述测量模块,在所述收到的当前报文为单播报文时,用于获取该当前报文的持续时间FDxDM以及相应的短帧时间间隔SIFS、确认应答ACK报文的持续时间FDRxAck以及相应的SIFS和仲裁时间间隔AIFS,并进行求和后得到该当前报文占用该当前信道的实际时间;在所述收到的当前报文为广播报文时,用于获取该当前报文的持续时间FDxDM以及相应的SIFS和AIFS,并进行求和后得到该当前报文占用该当前信道的实际时间。
16、如权利要求13所述的装置,其特征在于,
所述测量模块,在所述影响因素包括所述AP的被管理邻居AP和/或未被管理邻居AP时,对于所述AP的指定数量信道中的每个当前信道,在对该当前信道进行指定时间的测量时,进一步统计在所述指定时间内通过该当前信道向所述AP发送报文的被管理邻居AP和/或未被管理邻居AP的总数量,标记为NC;将NC发送给评估模块;
所述评估模块,进一步用于,将0到NCmax的数值区间划分为两个以上的第一子区间,并将各第一子区间按顺序编号;将NC所落入的第一子区间的编号乘上第一系数后作为所述当前信道的邻居数量权重;所述NCmax为所述AP的所有被管理邻居AP和/或未被管理邻居AP的总数量;
所述评估模块,在所述影响因素包括所述AP的被管理邻居AP和由被管理邻居AP提供服务的工作站时,进一步用于将时间1和时间2的总和与所述指定时间之间比值乘上一个特定正整数得到数值POF;将0到所述特定正整数之间的数值区间划分为两个以上的第二子区间,并将各第二子区间按顺序编号;将数值POF所落入的第二子区间的编号乘上第二系数后作为所述当前信道的被管理邻居权重;
所述评估模块,在所述影响因素包括所述AP的未被管理邻居AP和由未被管理邻居AP提供服务的工作站时,进一步用于将时间3和时间4的总和与所述指定时间之间比值乘上所述特定正整数得到数值UPOF;将0到所述特定正整数之间的数值区间划分为两个以上的第三子区间,并将各第三子区间按顺序编号;将数值UPOF所落入的第三子区间的编号乘上第三系数后作为所述当前信道的未被管理邻居权重;
所述评估模块,当所述影响因素包括出错事件时,进一步用于将时间5与所述指定时间之间比值乘上所述特定正整数得到数值EOF;将0到所述特定正整数之间的数值区间划分为两个以上的第四子区间,并将各第四子区间按顺序编号;将数值EOF所落入的第四子区间的编号乘上第四系数后作为所述当前信道的出错事件权重;
所述评估模块,进一步用于根据影响因素所实际包括的内容,对所述当前信道的邻居数量权重、被管理邻居权重、未被管理邻居权重和出错事件权重中的一种或任意组合进行求和,得到该当前信道的影响因素权重;并根据各信道的影响因素权重确定各信道的质量,其中,影响因素权重越小的信道的质量越好。
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