CN101803417B

CN101803417B - 在无线网络中选择更宽带宽信道

Info

Publication number: CN101803417B
Application number: CN2008801066263A
Authority: CN
Inventors: 道格拉斯·阐; 布莱恩·唐纳德·哈特; 布雷顿·道格拉斯
Original assignee: Cisco Technology Inc
Current assignee: Cisco Technology Inc
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2028-09-08
Also published as: US8155482B2; CN101803417A; US20120163331A1; WO2009035937A1; US8369657B2; US20090067403A1

Abstract

本发明提供了用于为无线网络(例如根据IEEE 802.11n修正案工作的无线网络)的更宽带宽工作模式选择信道的技术。所谓的主信道和次信道的对齐被选择来减轻干扰。干扰源，例如其他收发机或外部干扰者，或者来自它们的传输的能量，被识别，并且信道被选择。所选的信道被分析，以确定所选信道的主-次信道指派是否可行。

Description

在无线网络中选择更宽带宽信道

与相关申请的交叉引用

本申请要求2007年9月12日提交的美国临时申请No.60/971,784的优先权，该临时申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开总地涉及针对诸如无线网络之类的无线通信的信道选择。

背景技术

增大频谱带宽是增大电信中的信道容量的一种方式。例如，为了增大信道容量，用于无线局域网(WLAN)通信的、被称为802.11n的电气与电子工程师学会(IEEE)修正案介绍了向无线网络分配两个相邻(邻近)的20MHz信道的组合带宽，以提供40MHz的带宽。无线网络的更宽带宽工作模式对于实现更高数据速率是有用的。在更宽带宽模式中，一个信道被称为主信道，另一信道被称为次信道。

由于非对称信道接入规则，使用40MHz工作模式的无线网络设备按照IEEE 802.11n修正案的规则具有不公平的优势。例如，根据IEEE802.11n修正案的规则，次信道只需要在被称为点协调功能帧间间隔(Point Coordination Function Interframe Spacing，PIFS)的时间区间而不是被称为分布式帧间间隔(Distributed Interframe Spacing，DIFS)的更长时间区间期间空闲或不进行传输；或者退避规则反映主信道的拥塞水平，但对于次信道的拥塞水平则相对不敏感；或者次信道上的预留机制可被忽略；或者存在更宽松的空闲信道评估(Clear Channel Assessment，CCA)规则控制着对次信道的接入。这些因素可能使得以40MHz工作的设备导致对那些在次信道上工作的20MHz设备的不公平干扰。

附图说明

图1是图示出为更宽带宽工作模式选择相邻信道的无线网络设备的示例的示图。

图2示出一流程图的示例，该流程图示出了用于针对更宽带宽工作模式选择相邻信道的方法。

图3示出一流程图的示例，该流程图示出了针对更宽带宽工作模式对无线网络设备可用的可用信道区分优先级的方法。

图4示出一流程图的示例，该流程图示出了用于针对所选的一对相邻信道执行主信道和次信道的对齐的方法。

图5是示例性实施例可在其上实现的计算设备的框图。

图6示出了示例性实施例可在其中实现的无线网络的示例。

具体实施方式

概述

概括来说，根据一个示例性实施例，提供了一种方法，其中为一组或多组射频(RF)信道计算度量。每组包括一频带中的至少两个邻近RF信道，这些信道可被选择来供无线网络用于组合两个或更多个邻近RF信道的带宽的更宽带宽工作模式，其中度量是基于该组RF信道中来自其他设备的活动的。用于无线网络在更宽带宽模式中的工作的特定一组RF信道中的各主RF信道和次RF信道的对齐是相对于该频带中可能有其他无线设备工作的RF信道来确定的。如下所述，主信道是这样一组一个或多个RF信道：该组信道是在更宽带宽模式中工作的设备在确定更宽带宽模式不利于用于即将进行的传输或者换句话说除此之外就没有用处时可以退回到或回复到的最低单位或最小数目的RF信道。因此，主信道是作为设备在其不在更宽带宽模式中工作时使用的最低单位的RF信道的一组一个或多个RF信道，次信道是与主信道或次信道相邻的一个或多个RF信道。

例如，在能够在20MHz模式或40MHz更宽带宽模式中工作的802.11n基本服务集(BSS)中，设备每当其希望时就可以在只使用主信道(20MHz)或使用主信道和次信道两者(40MHz)之间来回切换。次信道是这样一个信道或一组信道：该信道或该组信道与主信道或次信道相邻，并且其带宽能够与(一个或多个)主信道和(一个或多个)次信道相组合，以实现更宽带宽工作模式。关于设备何时能够使用(一个或多个)次信道以便具有更宽带宽模式能力的接入规则通常(但不一定)比用于确定何时能够使用主信道的规则更宽松。另外，主信道也可以是用于发送控制信号/数据的信道，例如信道预留，而该控制信息只可以可选地在次信道上发送。

根据另一示例性实施例，提供了一种方法，其中识别出可供无线网络在更宽带宽工作模式中使用的候选的一组或多组RF信道，其中每组包括两个或更多个邻近RF信道。在更宽带宽模式中，两个或更多个邻近RF信道被组合以用在单个更宽带宽信道中/用于单个更宽带宽信道。为所述候选的一组或多组RF信道计算度量，其中度量是基于在一组中的RF信道上来自其他设备的活动的。候选的一组RF信道是基于为候选的所有组RF信道计算的度量被选择来供无线网络用在更宽带宽工作模式中的。

另外，这里提供了使仅在一个RF信道上工作的无线网络能够在存在至少一个利用至少两个邻近RF信道在更宽带宽模式中工作的无线网络的情况下选择一RF信道的技术。为其中至少一个现有无线网络利用至少两个邻近RF信道工作的频带中的RF信道计算度量，其中度量是其于在该组RF信道中来自其他设备的活动的。无线网络向RF信道之一的指派是基于这些度量的，从而，以尝试最大化无线网络的性能的方式，与利用至少两个邻近RF信道在更宽带宽模式中工作的现有无线网络共存。

根据所描述的示例性实施例，这里提供了设备、方法和编码在计算机可读介质上的指令，用于为无线网络中的更宽带宽工作模式选择信道，其中用于在无线网络中接入信道的规则允许选择两个(或更多个)邻近信道。这种接入规则的一个示例是由IEEE 802.11n修正案设计出的那出，该修正案规定了20/40MHz收发机和主-次信道对齐，以减轻无需许可频带中的干扰。干扰源，例如其他无线网络收发机设备或无线的其他网络的干扰设备，或者来自它们的传输的能量，在选择候选信道对的过程中被识别。另外，所选的候选信道对被分析，以确定所选的候选信道对的主-次信道指派是否可行和公平。

这里的示例性实施例中描述了一种装置，其被配置为为诸如802.11n20/40MHz收发机之类的宽频谱带宽系统选择信道。该装置还被配置为选择主/次信道对齐以减轻干扰。

这里描述的示例性实施例指的是符合802.11n的无线网络。这是为了便于例示，因为应当很容易认识到，这里描述的原理可以适当地适应于任何使用多个信道通信以增大频带带宽(这里称之为更宽带宽网络工作模式)的无线网络。

以下是本说明书中各处使用的某些术语的定义：

术语“BSS”指的是基本服务集，并且它表示例如单个802.11无线网络，例如一个接入点(AP)和多个关联客户端设备。

术语“20/40-BSS”指的是既允许单信道工作(例如，20MHz)也允许使用两个或更多个相邻(邻近)信道的更宽带宽工作(例如，40MHz)的BSS。因此，20/40BSS是允许更宽带宽工作模式的无线网络。

术语“20-BSS”指的是只允许单信道工作(例如，20MHz)的BSS。

术语“信道成本度量”指的是这里描述的候选信道的度量，这些度量可以取决于噪声、无线电干扰、流量负载、调控类、动态频率选择(DFS)规则等等。

以下的表1和表2分别列出了在用于根据IEEE 802.11标准的规则的设备的工作的5GHz频带中可用的某些信道号及其针对20MHz和40MHz信道的相应中心频率。

表1

信道号	以GHz为单位的信道的中心频率
		34	5.170
36	5.180
		38	5.190
40	5.200
		42	5.210

44	5.220
		46	5.230
48	5.240
		52	5.260
56	5.280
		60	5.300
64	5.320

表2

信道号对	以GHz为单位的信道的中心频率
		36，40	5.190
44，48	5.230
		52，56	5.270
60，64	5.310
		116，120	5.590
157，161	5.795

一般地，被组合以形成一个更宽带宽信道的两个或更多个邻近RF信道在这里被称为一组RF信道。一组RF信道可包括两个或更多个邻近RF信道。在这里描述的该组包括两个相邻RF信道的示例中，该组被称为一“对”或“信道对”。当无线设备启动在该更宽带宽模式中的频带使用时，被组合以形成一个更宽信道的各个RF信道依据这些信道上来自其他无线网络的活动被指定为主信道或次信道。虽然以下描述指的是一组包括两个邻近信道(例如，信道对)的示例，但这并不意图为限制性的，在选择并对齐一组(两个或更多个)邻近信道以用在更宽带宽工作模式中时一般都可使用这里描述的技术。

图1概括示出诸如AP之类的无线网络设备10，其包括无线收发机20和信道选择逻辑30。收发机20连接到天线40，天线40检测所接收的信号并发射信号。设备10被配置为在普通单信道模式中在一个信道上或者在更宽带宽模式中在两个(或更多个)邻近信道上接收来自其他设备的信号并发送信号到其他设备。例如，图1示出了包括被标记为信道1-10的10个非重叠信道的频带60。在更宽带宽模式中，设备10选择候选的一对邻近信道(称为候选信道对)，并且执行信道对齐分析以确定该候选信道对中的信道中的哪一个是主信道，哪一个是次信道。如图1所示，两个相邻信道中的任何一个都可充当用于更宽带宽工作模式的信道对的主信道或次信道。

设备10适当地适应于实现在如图5所示的AP内或AP控制器内，下文将对此进行描述。这里使用的术语“逻辑”包括但不限于用于执行(一个或多个)功能或(一个或多个)动作和/或引起来自另一组件的功能或动作的硬件、固件、软件和/或上述每种的组合。例如，基于所希望的应用或需求，逻辑可包括软件控制的微处理器、诸如专用集成电路(ASIC)之类的分立逻辑、可编程/被编程的逻辑器件、包含指令的存储器设备、等等、或者以硬件实现的组合逻辑。逻辑还可以完全实现为软件。

信道选择逻辑30与收发机20发生数据通信。收发机20被配置为获取关于现有BSS或所观察到的外部干扰者的数据。例如，如果设备10是在AP中实现的，则收发机20可以是被配置为侦听可用信道上的信标、信号、噪声等等的无线收发机。收发机20向信道选择逻辑30传达数据以指示出所观察到的状况，从而使得信道选择逻辑30能够选择候选信道。作为另一示例，如果设备10是在AP控制器中实现的，则收发机30可被配置为从其所连接到的若干AP获取数据。

在一示例性实施例中，候选信道经由收发机20被传达给信道选择逻辑30。信道选择逻辑30作为响应确定设备10是否能在候选信道上工作并且利用这里描述的任何方法和规则来配置信道对齐。例如，如果设备10在802.11n网络上工作，则信道选择逻辑可确定在候选信道上是否存在现有的20/40MHz BSS，然后设备10确保新BSS的主信道与任何现有的20MHz BSS或20/40MHz BSS的主信道相同并且新的20/40MHz BSS的次信道与任何现有的(一个或多个)20/40MHz的次信道相同，除非设备10发现在这两个信道上是具有不同的主信道和次信道的另一现有20/40MHzBSS或者不在主信道上的另一现有20MHz BSS。

信道选择逻辑30还可被配置为使得设备10使用一对信道以使得次信道对应于这样一个信道：在该信道上，尚未检测到来自任何现有的(一个或多个)20MHz BSS的信标。如果无法找到没有现有20MHz BSS的一对信道，则信道选择逻辑30被配置为使得设备10使用一对信道以使得次信道对应于这样一个信道：在该信道上，尚未检测到来自任何现有的(一个或多个)20MHz BSS的高于预定的RSSI阈值(例如-90dBm)的信标。在一个示例中，信道选择逻辑20实现以下结合图2描述的方法100。

转到图2，描述了示出用于信道选择的方法100的流程图的示例。图2示出了存在信道选择方法100的两个阶段。一个阶段在200处示出，并且包括利用下文中描述的一个或多个信道成本度量来在一设备可用的那些信道之间区分候选信道对的优先级。另一阶段在300处示出，并且包括执行信道对齐分析，以确定所选的候选信道对中的信道之中的哪个将是主信道以及这些信道之中的那个将是次信道。阶段200可在阶段300之前执行，或者阶段300可在阶段200之前执行，如图2中的虚线箭头所示。当阶段200在阶段300之前执行时，根据无线设备可用的那些信道创建候选信道对的列表，并且按照基于这些候选信道对的信道成本度量的优先级的顺序来排列这些候选信道对。然后，在阶段300中，从在阶段200中创建的列表中选择一候选信道对，以用于执行信道对齐分析。当阶段300在阶段200之前执行时，为可用信道对执行信道对齐分析，并且随后可分析基于其信道对齐而被视为候选的任何信道对的信道成本度量。从而，具有最佳信道成本度量的信道对将被首先选择来供寻求更宽带宽工作模式的无线设备使用。

现在转到图3，示出了区分候选信道对的优先级的方法200的示例。最终，当为AP的更宽带宽工作模式选择候选信道对时，为每个候选信道对计算信道成本度量。该度量可根据将会影响信道针对更宽带宽(例如，40MHz)工作模式的质量的多种射频(RF)测量来计算。候选信道对的RF测量的示例包括：

1.以dBm为单位的环境噪声下限。

2.以dBm为单位的接收信号强度信息(RSSI)强度，以及来自已知的重叠BSS的RF信号的平均流量负载。

3.以dBm为单位的RSSI强度，以及所考虑的设备将会为一候选信道对贡献的RF信号的平均流量负载。

4.以dBm为单位的RSSI强度，以及在一候选信道对上检测到的未标识出的RF信号的平均占空因数。

5.对附近信道的所有前述测量，但这些测量基于这些附近信道与所考虑的候选信道对在频率上的分离而被适当地衰减。

将预期到最佳网络性能存在于具有上述这些RSSI测量的最小总计的候选信道对上。因此，一信道对的一种可行度量可以就是两个信道上的这些RSSI测量被占空因数或负载加权后的数值总和。然后，在为特定的无线网络设备计算出所有候选信道对的度量后，可以认为具有最小值的度量的信道对对于该无线网络设备在其给定位置中而言是最佳的。一种改进的度量是RSSI测量的非减小非线性映射的加权和。

可用于每个无线网络设备(例如，AP)的信道的列表可以遵从该设备的调控域中可用的那些信道。用于指派给一无线网络设备(例如，AP)的可用候选信道的列表由信道对及其所被许可的主和次对齐构成。

因此，参考图3中的流程图，在210，AP从其可用的那些信道中选择候选信道对。例如，属于US调控类22和27的AP具有以下其可用的候选信道对{(36，40)，(40，36)，(44，48)，(48，44)}，其中一对中的第一信道号是主信道，第二信道号是次信道，即“(主信道，次信道)”。

在220，AF对可用候选信道对之中的一个所选候选信道对中的每个信道进行RF测量，并且可选地对所选的候选信道对附近的信道进行测量。如上所述，候选信道对是一对相邻或邻近的信道，其示例在图1中示出。在220处进行的RF测量可包括以上所述的测量中的一个或多个，即，环境噪声下限、RSSI和平均流量负载、所考虑到设备将会对候选信道对贡献的RSSI、候选信道对上的未标识出的RF信号的RSSI和平均占空因数、以及可选地，对附近信道的所有前述测量。

信道成本度量表示与各个信道的度量相对的、候选的一对信道的质量。因此，为一对信道计算信道成本度量的一种技术是为一候选信道对中的每个信道计算信道成本度量，然后组合两个信道成本度量以产生该候选信道对的度量。例如，一候选信道对的信道成本度量可包括该候选信道对中的各个信道的信道成本度量的加权平均。

从而，在230，基于在220为每个信道进行的RF测量，来为所选信道对中的每个信道计算信道成本度量。接下来，在240，通过计算该候选信道对中的各个信道的信道成本度量的组合，来得出该候选信道对的信道成本度量。

当在240计算一候选信道对的信道成本度量时，该对中的每个信道的成本度量可以基于公平性和与未对齐的20/40BSS的任何重叠而被指派以“惩罚”。每个信道的信道度量如何被加权可基于所考虑的AP的许多属性的组合。因为20/40MHz BSS可以在两个信道上的40MHz的传输和主信道上的20MHz的传输之间来回切换，所以根据20/40MHz BSS在单信道20MHz模式中传输的时间的比例来向主信道的20MHz成本度量指派权重，是合理的。可以预期，这与所考虑的AP的BSS中的20MHz客户端的数目成比例。因此，对于一候选信道对，指派给次信道的成本度量的权重将为1减去经归一化的、指派给该候选信道对的主信道的权重。

例如，IEEE 802.11n的20/40MHz BSS共存规则的分析表明，对于那些共享20/40MHz BSS的次信道的20MHz BSS，可能施加不公平加权。因此，一种加权技术包括这样的技术：如果一候选信道对导致20/40MHzBSS的候选信道对的次信道与20MHz BSS共享，则惩罚一40MHz信道对。这可以通过在计算该信道对的信道成本度量时基于重叠的20MHz的BSS的RSSI向该候选信道对中的将充当次信道的信道指派惩罚来实现。

作为另一示例，其主信道和次信道未对齐的任何两个20/40MHz BSS也将遭受由802.11n修正案的共存协议的“缺陷”导致的干扰。因此，用于一候选信道对的信道的对齐的信道成本度量可以被惩罚，如果它与另一20/40MHz BSS的信道对齐相重叠的话。

这些惩罚权重的值可以经由适当的仿真或经验方法来确定。

在240处为一候选信道对计算信道成本度量后，在250确定是否有另外的候选信道对对AP可用。如果是，则对另一候选信道对重复210-240的处理。如果否，则在260，在为AP可用的所有候选信道对计算信道成本度量后，这些候选信道对可基于其各自的信道成本度量而被区分优先级。例如，具有最小信道成本度量的候选信道对将会是最高优先级的候选信道对，依此类推。

前述加权技术只是一个示例，并且应当理解，在不脱离这里描述的技术的范围和精神的前提下，可在执行其他技术。关于上述RF信号测量的使用，有许多变体。例如，不是简单地计算这些RF测量值的数值总和，而是可通过考虑到以下这一点来执行不同的度量计算：在干扰者的RSSI高于一定阈值时，AP将服从干扰者，从而避免与干扰者的任何不必要的冲突。

信道成本度量示例

以下是将被其占空因数加权的RSSI强度相加的信道成本度量计算的示例。在此示例中，候选信道对是信道对(44，48)和(48，44)，并且对每个信道进行的RF测量由以下的表3来总结。

表3

RF测量	信道44	信道48
			噪声下限	-90dBm	-100dBm
非802.11RF信号RSSI	-50dBm	-52dBm
			非802.11RF信号占空因数	50％	10％
此信道上存在的20MHz BSS的数目	1	1
			用此信道作为次信道的40MHz BSS的数目	2	1

为了简单起见，在此示例中假定在靠近信道44和48的任何信道上没有RF活动。此外，例如，对一候选信道对的次信道上的一20MHz BSS的惩罚是每20为3dB，并且对于相对于另一20/40MHz BSS未对齐的40MHz信道的惩罚是1.5dB。如果主信道的信道成本度量的权重为次信道的信道成本度量的三倍，则针对此示例计算出的以下两个40MHz信道成本度量为：

候选信道对(44，48)的成本度量＝0.75*(作为主信道的信道44的成本度量)+0.25*(作为次信道的信道48的成本度量)＝0.75*(-90+-50*0.5+0*3+2*1.5)+0.25*(-100+-52*0.1+1*3+0*1.5)＝-109.55dBm。

候选信道对(48，44)的成本度量＝0.75*(作为主信道的信道48的成本度量)+0.25*(作为次信道的信道44的成本度量)＝0.75*(-100+-52*0.1+0*3+1*1.5)+0.25*(-90+-50*0.5+1*3+0*1.5)＝-105.775dBm。

如果对更好的40MHz性能和公平性的选择标准由更小的度量值指示，则根据此规则，在此AP可用的信道之中，信道对(44，48)将会被推荐作为用于20/40MHz BSS的最高优先级候选信道对。另一个可能的实现方式也可以是使用这些RF测量来确定表示一组候选信道上的设备的性能的数值。例如，基于由设备所遵守的无线标准所规定的载波感测检测阈值或者基于经验测量，可以基于这些测量映射或计算每个候选信道上的设备的预期网络吞吐量。然后选择标准可基于计算出的性能值的最大值。

现在转到图4，根据一示例性实施例描述信道对齐方法300。虽然为了说明简单起见，图4的方法被示出和描述为顺序执行，但是应当理解并认识到，示例性实施例并不受所示出的顺序的限制，因为一些方面可以按与这里示出和描述的顺序不同的顺序发生和/或与其他方面同时发生。另外，实现根据示例性实施例的一方面的方法并不需要所有示出的特征。如这里将描述的，该方法可适当地适应于以硬件、软件或其组合实现。还应当认识到，方法300适合于由接入点(AP)(例如自配置AP)、由控制器或者由两者(例如，自配置最初选择信道，控制器后来可重指派这些信道)实现。

在302，选择候选信道对。例如，可以选择被方法200赋予最高优先级的候选信道对。如以上结合图3所说明的，候选信道对可以基于所识别出的干扰源(例如其他收发机或外部(无线的其他网络)干扰者)或者基于来自其传输的能量而被区分优先级。对于20/40BSS，选择一对20MHz信道。

在304，确定是否有另一20/40BSS在与被分析的所选候选信道对的信道相同的信道上工作。如果在304确定没有其他20/40BSS在相同信道上工作(“否”)，则在306，确定是否有一20MHz BSS仅在被分析的候选信道对的信道之一上工作。如果在306确定没有20MHz BSS仅在该候选信道对的信道之一上工作(“否”)，则处理进行到308，在该处可以自由选择主信道和次信道。即，在306，由于没有20MHz BSS在候选信道对的任一信道上工作并且没有20/40MHz BSS在候选信道对的任一信道上工作，因此可以从候选信道中自由选择主信道和次信道。即，候选信道对中的哪个信道是主信道或者候选信道对中的哪个信道是次信道，都是无关紧要的。

在310，确定使用所选候选信道对及其主-次信道对齐的网络性能是否可接受，或者是否应当选择新的候选信道对。如果网络性能可接受(“是”)，则如312处所示，已找到了可接受的40MHz信道和对齐，并且方法300停止。另一方面，如果使用所选的候选信道对和主-次信道对齐，网络性能不可接受，则处理返回到302，在该处选择另一候选信道对，即，在方法200(图3)中识别出的那些候选信道对之中，具有次高优先级的候选信道对。

方法300的信道对齐分析可被周期性地执行，以确定对于一信道对的信道选择和对齐是否应当被改变。方法300可以响应于网络环境的变化而执行，例如新BSS被添加、或者一BSS不再工作、干扰和/或噪声的变化，或者方法300可以按预定的时间间隔周期性地执行。

如果在306，在候选信道之一上找到20MHz BSS(“是”)，则在314，该候选信道对的信道被对齐，以使得次信道不在与20MHz BSS相同的信道上。然后，在310，确定使用所选信道的网络性能是否可接受。如果网络性能可接受(“是”)，则已经找到了可接受的40MHz信道和对齐，并且方法300停止。否则，处理进行到302，在该处选择另一候选信道对。

如果在304确定一20/40BSS在候选信道上工作(“是”)，则在316，确定在这些候选信道上是否有多于一个主-次信道对齐。即，当AP即将启动一占据与现有20/40MHz BSS占据的两个信道相同的两个信道的20/40MHz BSS时，则根据一告诫，AP选择新20/40MHz BSS的主信道与现有20/40MHz BSS的主信道相同，并且选择新20/40MHz BSS的次信道与现有20/40MHz BSS的相同。该告诫为：当在与候选信道相同的信道上存在多于一个现有20/40MHz BSS时，其中至少一个现有20/40MHz BSS具有与另一现有20/40MHz BSS不同的主-次信道对齐。因此，换句话说，在316，确定在与被分析的候选信道对相关联的信道上是否只有一个主-次信道对齐。

如果在316，确定在候选信道对的信道上有多于一个主-次信道对齐(“否”)，则在316，确定在任何现有20/40MHz BSS的次信道上是否有任何20MHz BSS。如果在318确定在现有20/40MHz BSS的次信道上没有20MHz BSS(“否”)，则在320，候选信道对的信道与其次信道不与任何20MHz BSS共享的20/40MHz BSS对齐。结果，候选信道对的主信道和次信道与其次信道不与现有20MHz BSS共享的现有20/40MHzBSS对齐。在322，确定已经找到20/40MHz信道和对齐，并且方法300停止。然而，在确定是否停止方法300之前，例如可像310处那样分析网络性能。如果性能可接受，则在322，方法300停止；否则，在302选择新的信道。

在20MHz BSS的存在不是所关心的问题的情况下，在306和318处进行的确定可被省略。

如果在318，在现有20/40MHz BSS的次信道上找到20MHz BSS(“是”)，则处理进行到324，在该处确定此状况是否可接受或者是否应当选择新的候选信道对。例如，如果RSSI足够低，使得现有的20MHzBSS不干扰在所选候选信道对上工作的AP并且在所选候选信道对上工作的AP不干扰现有20MHz BSS，则所选候选信道对的次信道上20MHzBSS的共存可以是可接受的。在一示例性实施例中，在候选信道对上工作的AP的功率水平可被改变，以不干扰现有的20MHz BSS。因此，如果在324，在候选信道对的次信道上工作的20MHz BSS的存在是可接受的(“是”)，则在320，候选信道被对齐，在322，20/40MHz信道对齐已被找到，并且方法300停止。然而，在特定实施例(未示出)中，在确定是否停止方法300之前，可以例如像310处进行的那样分析性能。如果性能可接受，则在322，方法300停止；否则，在302选择新信道。

如果在324，确定在候选信道对的次信道上工作的现有20MHz BSS不可接受(“否”)，则在302选择新的候选信道。方法300可被重复，直到发现适当的信道和信道对齐为止。

如果在316确定只有一个主-次信道对齐(“是”)，则处理进行到306，在该处确定是否存在只在候选信道对的信道之一上工作的现有20MHz BSS。如果在306，仅在候选信道之一上找到20MHz BSS(“是”)，则在314，信道被对齐，以使得次信道不在与该20MHz BSS相同的信道上。在310，确定使用所选信道的网络性能是否可接受。如果网络性能可接受(“是”)，则已找到可接受的40MHz信道和对齐，并且方法300停止。

应当注意，方法300可响应于不同的优先级或条件而被修改。例如，如果希望没有次信道在与20MHz BSS(例如遗留的20MHz BSS)相同的信道上工作，则可以更早执行306和/或318，并且在步骤302响应于在次信道上发现20MHz BSS而立即选择新信道。希望本申请涵盖所有这样的组合和置换。还应当注意，方法100是利用两个信道来例示的；然而，本领域的技术人员应当很容易认识到，方法100可被扩展到配置任意数目的物理可实现信道，例如三个或更多个信道。这里描述两信道示例是为了易于例示。

总之，结合图4描述的方法300可以被AP或耦合到AP的控制器使用，该AP或控制器可操作来根据以下用于选择主信道和次信道的规则来选择AP的工作信道：

(1)如果在所选的两个信道上存在现有的20/40MHz BSS(允许20MHz和40MHz两者的BSS)，则AP确保新BSS的主信道与任何现有20/40MHz BSS的主信道相同，并且新20/40MHz BSS的次信道与任何现有的(一个或多个)20/40MHz BSS的次信道相同，除非AP发现在这两个信道上是具有不同的主信道和次信道的另一现有20/40MHz BSS或者不在主信道上的另一现有20BSS。

(2)AP应当使用一对信道以使得次信道对应于这样一个信道：在该信道上，尚未检测到来自任何现有的(一个或多个)20MHz BSS的信标。

(3)如果规则2的条件无法得到满足，则AP应当使用一对信道以使得次信道对应于这样一个信道：在该信道上，尚未检测到来自任何现有的(一个或多个)20MHz BSS的高于预定RSSI阈值(例如-90dBm)的信标。

(4)如果规则3的条件无法得到满足，则只要规则1的条件得到满足，AP就可以使用一对信道。

当满足规则1的条件时，如果AP发现在其所选的两个信道上存在具有不同的主信道和次信道的现有20/40MHz BSS，则AP应当使用一对信道以使得20/40MHz BSS的次信道对应于检测到的最弱信标(根据RSSI确定)的信道或者具有可被用作AP的调控类的次信道的所有信道的流量所消耗的最少介质时间的信道。AP不启动作为任何20/40MHz BSS的次信道的5GHz中的20MHz BSS。

以上描述的经由成本度量在BSS之间施加公平性的思想也可用于向一信道指派20MHz AP以便与20/40MHz BSS共存。即，图2-4的流程图可被修改，以使得优先级被放在保护20MHz(遗留)BSS上。非更宽带宽模式设备在选择在存在在更宽带宽模式中工作的设备的情况下使用哪个信道时可采用图2-4所示的思想。在此情况下，为其中存在至少一个利用至少两个邻近RF信道工作的现有无线网络的频带中的RF信道计算度量。无线网络到RF信道之一的指派是基于该度量的，以便以尝试最大化无线网络的性能的方式与利用至少两个邻近RF信道工作的现有无线网络共存。

图5是一示例性实施例可在其上实现的计算机系统400的框图。计算机系统400包括用于传输信息的总线402或其他通信机构和与总线402相耦合用于处理信息的处理器404。计算机系统400还包括诸如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储设备之类的主存储器406，其耦合到总线402，用于存储信息和处理器404要执行的指令。主存储器406还可用于存储在处理器404执行指令期间的临时变量或其他中间信息。计算机系统400还包括只读存储器(ROM)408或其他静态存储设备，其耦合到总线402，用于存储静态信息和处理器404的指令。提供了诸如磁盘或光盘之类的存储设备410，其耦合到总线402，用于存储信息和指令。

示例性实施例的一个方面涉及使用计算机系统400来为更宽带宽工作模式选择信道。根据示例性实施例，为宽频谱带宽系统选择信道是由计算机系统400响应于处理器404执行包含在主存储器406中的一条或多条指令的一个或多个序列而提供的。这种指令可以被从另一计算机可读介质(如存储设备410)读取到主存储器406中。包含在主存储器406中的指令序列的执行使得处理器404执行这里描述的处理步骤。多处理配置中的一个或多个处理器也可被用来执行包含在主存储器406中的指令序列。在替换实施例中，可以使用硬线电路来替代软件指令或与软件指令相组合以实现示例性实施例。从而，这里描述的实施例不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

这里使用的术语“计算机可读介质”指参与向处理器404提供指令以供执行的任何介质。这种介质可以采取许多形式，包括但不限于：非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质例如包括光盘或磁盘，如存储设备410。易失性介质包括动态存储器，如主存储器406。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括构成总线402的线路。传输介质也可以采取声波或光波的形式，例如在射频(RF)和红外数据通信期间生成的声波或光波。计算机可读介质的常见形式例如包括软盘、柔性盘、硬盘、磁卡、纸带、任何其他具有孔图案的物理介质，RAM、PROM、EPROM、FLASHPROM、CD、DVD或任何其他存储芯片或卡盘，或者计算机可以读取的任何其他介质。

各种形式的计算机可读介质可用于将一条或多条指令的一个或多个序列传输到处理器404以供执行。例如，指令可以首先承载在远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并利用调制解调器经由电话线发送指令。计算机系统400本地的调制解调器可以接收电话线上的数据，并使用红外发送器来将数据转换为红外信号。耦合到总线402的红外检测器可以接收在红外信号中携带的数据，并且将数据置于总线402上。总线402将数据传送到主存储器406，处理器404从主存储器406取得指令并执行指令。主存储器406接收的指令可以可选地在处理器404执行之前或之后被存储在存储设备410上。

计算机系统400还包括耦合到总线402的通信接口418。通信接口418提供到与诸如WLAN之类的网络相连的网络链路420的双向数据通信耦合。例如，通信接口418可以是无线收发机或诸如以太网卡之类的网卡，在其他实施例中，通信接口418可以是综合业务数字网络(ISDN)卡或调制解调器，以提供到相应类型电话线的数据通信连接。在任何这种实现方式中，通信接口418发送并接收电信号、电磁信号或光信号，这些信号携带着表示各类信息的数字数据流。

计算机系统400可以经过通信接口418发送消息和接收数据，其中包括程序代码。根据一示例性实施例，一个这种下载的应用提供了如这里所述的信道选择。所接收的代码可以在接收时被处理器404执行，和/或被存储在存储设备410或其他非易失性存储装置中以供以后执行。

图6示出了一示例性实施例可在其上实现的示例性网络500。网络500包括与AP 504、506发生数据通信的控制器502。控制器502与AP504、506之间的通信链路可以适当地为有线的、无线的和/或有线和无线链路任何组合。在一示例性实施例中，控制器502从AP 504、506获取关于可用信道的数据，例如所检测到的其他AP，例如可能是流氓AP或者在一不同网络上工作的AP的AP 510。AP 504、506也可以例如从干扰者508获取关于干扰源或噪声的数据。这种关于干扰源或噪声的数据可以适当地包括指示出哪些信道受到影响和/或干扰强度的数据。基于该数据，控制器502可以为AP 504、506选择候选信道。在特定实施例中，控制器502还例如通过使用这里描述的规则或方法来对齐信道。

在一个示例中，AP 504、506可以最初选择和对齐工作信道。一旦在工作中，控制器502则可验证所选信道和信道对齐。控制器502随后可为AP 504、506中的一个或多个选择新信道和/或新信道对齐。控制器502把新信道和/或对齐传达给AP 504和/或506，信道504和/或506对新信道和/或对齐的变化作出响应。

以上描述了示例性实施例。在不脱离其精神或必要特性的前提下，这里描述的思想可以按其他特定形式来实现。前述实施例因此在任何意义上来说都应当被认为是例示性的，而不意图为限制性的。因此，希望包含落在要求本申请的优先权的申请中提交的任何权利要求根据其被公平、合法且公正地授权的宽度所解释的精神和范围内的所有更改、修改和变化。

Claims

1.一种用于在无线网络中选择更宽带宽信道的方法，包括：

为一组或多组射频RF信道计算度量，其中每组包括一频带中的至少两个邻近RF信道，所述至少两个邻近RF信道可被选择来供无线网络用于组合两个或更多个邻近RF信道的带宽的更宽带宽工作模式，其中所述度量是基于该组RF信道中来自其他设备的活动的；

确定用于无线网络在更宽带宽模式中的工作的特定一组RF信道中的各主RF信道和次RF信道相对于该频带中可能有其他无线设备工作的RF信道的对齐，其中，主信道是作为设备在不在更宽带宽模式中工作时使用的最低单位的RF信道的一组一个或多个RF信道，并且次信道是与主信道或次信道相邻的一个或多个RF信道，

其中确定包括确定在所述特定一组RF信道上是否只有一个在更宽带宽模式中工作的其他现有无线网络，并且如果在所述特定一组RF信道上有多于一个在更宽带宽模式中工作的其他现有无线网络，则还包括确定是否有任何无线网络在作为在更宽带宽模式中工作的现有无线网络的次信道的RF信道上工作。

2.如权利要求1所述的方法，其中，计算度量包括为一组信道中的每个信道计算基于以下各项中的一个或多个的度量：环境噪声下限、来自其他无线网络的接收信号强度、在该组信道上第一无线网络将会贡献的接收信号强度、以及与未标识出的RF信号的活动相关联的接收信号强度。

3.如权利要求2所述的方法，还包括选择所述特定一组RF信道为下述那组信道：该组信道的度量指示出对在该组信道中工作的现有无线设备的最小量干扰或者该组信道的度量指示出在该组信道中的最佳性能，并且其中确定是针对所述特定一组RF信道执行的。

4.如权利要求1所述的方法，其中确定包括将用于所述无线网络的所述特定一组RF信道的主信道和次信道与其次信道没有也被现有无线网络使用的现有无线网络的主信道和次信道相对齐。

5.如权利要求1所述的方法，其中当确定在所述特定一组RF信道中只有一个在更宽带宽模式中工作的其他无线网络时，则确定包括确定是否有任何现有无线网络仅在所述特定一组RF信道中的RF信道之一上工作。

6.如权利要求5所述的方法，还包括当确定没有现有无线网络仅在所述特定一组中的RF信道之一上工作时，在不加限制的情况下指定所述特定一组RF信道中的RF信道为用于所述无线网络的主信道和次信道。

7.如权利要求5所述的方法，其中，当确定有现有无线网络仅在所述特定一组中的RF信道之一上工作时，则指定用于所述无线网络的所述特定一组RF信道中的RF信道，以使得所述无线网络的次信道不与被该现有无线网络使用的RF信道一致。

8.如权利要求1所述的方法，其中，当确定有一个或多个现有无线网络在所述特定一组中的RF信道上工作时，则以最小化对现有无线网络的干扰的方式来指定所述特定一组RF信道中的RF信道为用于所述无线网络的主信道和次信道。

9.一种用于在无线网络中选择更宽带宽信道的方法，包括：

为一无线网络的工作选择可被组合来用作单个更宽带宽信道的候选的一组邻近RF信道，其中，该组中的RF信道之中的一个或多个被指定为主信道，主信道是设备在不在更宽带宽模式中工作时使用的最低单位的RF信道，并且次信道是与主信道或次信道相邻的一个或多个RF信道；

确定在所述候选的一组邻近RF信道中的RF信道上是否只有一个在更宽带宽模式中工作的其他无线网络；以及

如果在所述候选的一组RF信道上有多于一个在更宽带宽模式中工作的其他现有无线网络，则确定是否有任何无线网络在作为在更宽带宽模式中工作的现有无线网络的次信道的RF信道上工作。

10.如权利要求9所述的方法，还包括将用于所述无线网络的所述候选的一组RF信道的各主信道和次信道与其次信道没有也被现有无线网络使用的现有无线网络的主信道和次信道相对齐。

11.如权利要求10所述的方法，其中当确定在特定一组RF信道中只有一个在更宽带宽模式中工作的其他无线网络时，则确定是否有任何现有无线网络仅在所述特定一组RF信道中的RF信道之一上工作。

12.如权利要求11所述的方法，还包括当确定没有现有无线网络仅在所述特定一组中的RF信道之一上工作时，在不加限制的情况下指定所述候选的一组RF信道中的RF信道为用于所述无线网络的主信道和次信道。

13.如权利要求11所述的方法，其中，当确定有现有无线网络仅在所述特定一组中的RF信道之一上工作时，则指定用于所述无线网络的所述特定一组RF信道中的RF信道，以使得第一无线网络的次信道不与被该现有无线网络使用的RF信道一致。

14.如权利要求9所述的方法，其中，当确定有一个或多个现有无线网络在特定一组中的RF信道上工作时，则以最小化对现有无线网络的干扰的方式来指定所述特定一组RF信道中的RF信道为用于所述无线网络的主信道和次信道。

15.一种用于在无线网络中选择更宽带宽信道的方法，包括：

识别出可供无线网络在更宽带宽工作模式中使用的候选的一组或多组射频RF信道，其中每组包括两个或更多个邻近RF信道，其中在更宽带宽工作模式中，两个或更多个邻近RF信道被组合以用作单个更宽带宽信道；

进行与所述候选的一组或多组信道中的每个信道中的接收RF能量有关的测量；

为所述一组或多组候选信道中的各个信道计算度量，并且通过组合为相应的一组候选信道中的各个信道计算的度量来为相应的一组候选信道计算度量，其中度量是基于所述测量的并且是基于在一组中的RF信道上来自其他设备的活动的；以及

基于为候选的所有组RF信道计算的度量，来选择候选的一组RF信道供所述无线网络用在更宽带宽工作模式中，

其中，所述一组中的RF信道之中的一个或多个被指定为作为设备在不在更宽带宽模式中工作时使用的最低单位的RF信道的主信道以及设备在不在更宽带宽模式中工作时不使用的次信道，并且计算包括在基于在一组信道中的各个信道上工作的无线网络的接收信号强度来为该组信道计算度量时，基于惩罚一组候选信道中将用作次信道的信道的一个或多个因素，来为该组信道中的各个信道的度量指派权重。

16.如权利要求15所述的方法，其中计算度量包括为一组信道中的每个信道计算基于以下各项中的一个或多个的度量：环境噪声下限、来自其他无线网络的接收信号强度、在该组信道上第一无线网络将会贡献的接收信号强度、以及与未标识出的RF信号的活动相关联的接收信号强度。

17.如权利要求16所述的方法，还包括选择特定一组RF信道为下述那组信道：该组信道的度量指示出对现有无线设备的最小量干扰，并且其中确定是针对所述特定一组RF信道执行的。

18.如权利要求15所述的方法，其中计算包括计算对一组候选信道的每个信道进行的接收信号强度测量的数值总和，其中每个接收信号强度测量被相应信道中的占空因数或负载所加权。

19.如权利要求15所述的方法，其中计算包括计算代表一组候选信道上的设备的性能的数值，并且其中性能至少包括该设备的网络吞吐量。

20.一种用于在无线网络中选择更宽带宽信道的装置，包括：

无线电收发机，其在射频信道中发送和接收信号；

连接到所述无线电收发机的调制解调器，其对要根据通信协议发送的信号进行基带调制，并且对根据该通信协议接收的信号进行解调；

连接到所述调制解调器的处理器，其控制所述调制解调器和所述无线电收发机，其中至少一个所述处理器被配置为：

21.如权利要求20所述的装置，其中所述处理器还被配置为选择RF信道以便将用于所述无线网络的所述候选的一组RF信道的各主信道和次信道与其次信道没有也被现有无线网络使用的现有无线网络的主信道和次信道相对齐。

22.如权利要求21所述的装置，其中所述处理器还被配置为：当确定在特定一组RF信道中只有一个在更宽带宽模式中工作的其他无线网络时，确定是否有任何现有无线网络仅在所述特定一组RF信道中的RF信道之一上工作。

23.如权利要求22所述的装置，其中所述处理器还被配置为：当确定没有现有无线网络仅在所述特定一组中的RF信道之一上工作时，在不加限制的情况下指定所述候选的一组RF信道中的RF信道为用于所述无线网络的主信道和次信道。

24.如权利要求22所述的装置，其中，当确定有现有无线网络仅在所述特定一组中的RF信道之一上工作时，所述处理器还被配置为指定用于所述无线网络的所述特定一组RF信道中的RF信道，以使得第一无线网络的次信道不与被该现有无线网络使用的RF信道一致。

25.一种用于在无线网络中选择更宽带宽信道的装置，包括：

用于为一无线网络的工作选择可被组合来用作单个更宽带宽信道的候选的一组邻近RF信道的装置，其中，该组中的RF信道之中的一个或多个被指定为主信道，主信道是设备在不在更宽带宽模式中工作时使用的最低单位的RF信道，并且次信道是与主信道或次信道相邻的一个或多个RF信道；

用于确定在所述候选的一组邻近RF信道中的RF信道上是否只有一个在更宽带宽模式中工作的其他无线网络的装置；以及

用于如果在所述候选的一组RF信道上有多于一个在更宽带宽模式中工作的其他现有无线网络则确定是否有任何无线网络在作为在更宽带宽模式中工作的现有无线网络的次信道的RF信道上工作的装置。