CN102137330A - 一种无线链路调试方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种无线链路调试方法和系统，用于对2个接入点(AP)之间的无线链路进行调整，其中方法包括，AP获取自身的位置信息及发射功率，将所述位置信息及发射功率发送至对端AP；接收对端AP的位置信息及发射功率，根据对端AP的发射功率及与对端AP之间的传输路径衰减，计算对端AP的理想接收功率；根据自身的位置信息、对端AP的位置信息、对端AP的理想接收功率及对端AP的实际接收功率，调整自身的天线和/或射频参数。本发明可以自动调整2个AP之间的无线链路，简化对无线分发系统(WDS)的安装。

Description

一种无线链路调试方法和系统

技术领域

本发明涉及无线链路技术领域，特别涉及一种无线链路调试方法和系统。

背景技术

无线分发系统(WDS，Wireless Distribution System)是2个接入点(AP，Access Point)间的无线连接，可以承担无线网桥的角色。

WDS在安装时，需要对2个AP之间的无线链路进行调整，主要包括2方面：1)将2个AP的天线对准，包括水平方向对准和垂直方向对准；为了将天线对准，在安装时，需要对2个AP的天线高度、角度等进行调整。2)为了保证AP间报文的正常传输，还需要对2个AP的射频参数进行调整。

目前，上述调整全部是由人工操作，并且这种调整主要是依靠调试者的经验，而并不依据AP的位置等相关信息，因此，人工操作很难对AP的天线和射频参数精确调整，导致WDS的安装困难，安装时间较长。

发明内容

本发明提出一种无线链路调试方法，用于对WDS的2个AP进行自动调试，从而自动调整2个AP之间的无线链路，简化WDS的安装过程。

本发明还提出一种无线链路调试系统，用于对WDS的2个AP进行自动调试，从而自动调整2个AP之间的无线链路，简化WDS的安装过程。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种无线链路调试方法，用于对2个AP之间的无线链路进行调整，所述方法包括：

AP获取自身的位置信息及发射功率，将所述位置信息及发射功率发送至对端AP；

接收对端AP的位置信息及发射功率，根据对端AP的发射功率及与对端AP之间的传输路径衰减，计算对端AP的理想接收功率；

根据自身的位置信息、对端AP的位置信息、对端AP的理想接收功率及对端AP的实际接收功率，调整自身的天线和/或射频参数。

一种无线链路调试系统，所述系统包括2个AP，其中，

AP，用于获取自身的位置信息及发射功率，将所述位置信息及发射功率发送至对端AP；接收对端AP的位置信息及发射功率，根据对端AP的发射功率及与对端AP之间的传输路径衰减，计算对端AP的理想接收功率；根据自身的位置信息、对端AP的位置信息、对端AP的理想接收功率及对端AP的实际接收功率，调整所述AP的天线和/或射频参数。

综上可见，本发明提出的无线链路调试方法和系统中，无线链路两端的2个AP分别获取自身的位置信息和发射功率、并将自身的位置信息和发射功率发送给对端；根据自身及对端的位置信息和发射功率，2个AP可以分别调整自身的天线和/或射频参数。通过这种方式，本发明可以对2个AP进行自动调试，从而自动调整调整2个AP之间的无线链路，简化WDS的安装过程。

附图说明

图1为本发明无线链路调试方法中AP的执行过程流程图；

图2为本发明实施例无线链路调试方法流程图；

图3为本发明实施例GPS IE的信息字段格式示意图；

图4为本发明实施例TP IE的信息字段格式示意图；

图5为本发明实施例无线链路调试系统中AP的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举具体实施例对本发明进一步详细说明。

本发明提出一种无线链路调试方法，用于对2个AP之间的无线链路进行调整，该方法中，每个AP执行的过程相同，如图1为本发明无线链路调试方法中AP的执行过程流程图，包括：

步骤101：获取自身的位置信息及发射功率，将所述位置信息及发射功率发送至对端AP；

步骤102：接收对端AP的位置信息及发射功率，根据对端AP的发射功率及与对端AP之间的传输路径衰减，计算对端AP的理想接收功率；

步骤103：根据自身的位置信息、对端AP的位置信息、对端AP的理想接收功率及对端AP的实际接收功率，调整自身的天线和/或射频参数。

当然，在上述过程中，步骤101和102的顺序可以倒换。

通过上述过程，无线链路两端的2个AP分别了解到自身及对端AP的位置信息及发射功率，之后可以根据这些信息自动调整天线和/或射频参数。

以下举具体的实施例详细介绍。

参见图2，图2为本发明实施例无线链路调试方法流程图，该实施例用于对AP1和AP2之间的无线链路进行调整。由于AP1与AP2的执行过程基本一致，以下以AP1为例进行介绍。

步骤201：AP1采用全球定位系统(GPS)功能获取自身的位置信息，并获取发射功率。

步骤202：AP1向AP2发送链路建立请求消息，其中，该消息包含携带AP1位置信息的信息元素(IE，Information Element)(记为GPS IE)和携带AP1发射功率信息的IE(记为TP IE)。

如图3为本发明实施例GPS IE的信息字段格式示意图。该GPS IE包含了AP1的GPS的经度(Longitude)、纬度(Latitude)和高度(Altitude)字段，还包括元素标识(Element ID)字段和长度(Length)字段。

其中，经度和纬度字段长度为分别4个字节，其中高12位表示度，低20位表示5位分的值，两个域组合起来形成最终的ddd.mmmmm(一种常用经纬度表示方法，ddd表示度，m表示分，是十进制)形式的经纬度信息。高度字段长度为4个字节，表示绝对海拔值，由20位整数部分和12位小数部分组成。

如图4为本发明实施例TP IE的信息字段格式示意图。其中，TP字段长度为2字节，携带功率整数信息，该信息是发射端最终发射功率的2倍，因此，TP字段能够标识发射功率的最小粒度为0.5分贝毫瓦(dBm)。例如，当发射功率为10.3dBm时，TP携带的信息可以为21；当发射功率为6.8dBm时，TP携带的信息可以为14。另外，发射功率＝AP自身的发射功率+外接天线增益。

步骤203：AP1接收AP2反馈的链路建立应答消息，其中，该消息包含GPSIE和TP IE，分别用于携带AP2的位置信息及发射功率。

上述步骤202和203中，分别采用了链路建立请求消息和链路建立应答消息携带AP1和AP2的位置信息及发射功率，将交互位置信息及发射功率的过程与通信双方建立连接的过程融合起来。当然，本发明也可以采用其它的消息携带AP的位置信息及发射功率，例如，AP1向AP2发送发现请求消息，携带AP1的位置信息和发射功率；AP2向AP1反馈发现应答消息，携带AP2的位置信息和发射功率。

步骤204：AP1根据AP1和AP2的相关信息，调整天线和/或射频参数。具体方式可以为：

将AP1和AP2的GPS位置信息(经度、纬度和高度)分别记为(longl，lat1，alt1)和(long2，lat2，alt2)，将AP1和AP2的发射功率分别记为TP1和TP2。AP1进行以下计算：

AP1与AP2的水平角度＝arcsin((long2-long1)/水平距离)

AP1与AP2的垂直角度＝arcsin((alt2-alt1)/三维距离)

AP1与AP2之间的距离即为三维距离。

根据AP1和AP2之间的距离及所处场景，计算AP1和AP2之间的传输路径衰减，在实际部署时应根据部署场景的不同而选择合适的路径衰减模型。例如，在自由空间下，AP1和AP2之间的传输路径衰减计算如下：

AP1和AP2之间的传输路径衰减＝32.44+20lg d(Km)+20lg f(MHz)，其中d为AP1和AP2之间的距离，f为信号的发射功率。

AP2的理想接收功率＝TP2-AP1和AP2之间的传输路径衰减

上述计算过程完成之后，AP1可以将上述信息以适当的方式(如指示灯、WEB页面等方式)显示给链路调试者。根据上述信息，AP1可以调整天线和/或射频参数，例如：

AP1判断接收AP2发送信号的实际接收功率是否达到AP2的理想接收功率，如果没有，则调整AP1的天线方向，使AP1和AP2的天线对准；

AP1根据AP1与AP2之间的距离，计算AP1和AP2之间的信号传输时间，根据该信号传输时间调整射频参数中的确认(ACK)信号等待时间。

除此之外，AP1也可以采用上述计算结果对天线及射频参数进行其他调整，本实施例不再一一列举。

通过上述过程，AP1完成了对天线和/或射频参数第一阶段的调整，第一阶段的调整可以认为是对天线和/或射频参数的粗调。AP2也完成了同样的调整。上述调整过程是在链路建立过程中完成的，链路一旦建立则上述步骤同步完成。此后，为了进一步保证调整的精确性，AP1和AP2可以对天线和/或射频参数进行第二阶段的调整，第二阶段的调整可以认为是微调。进入微调过程的方式可以有多种，如AP自动进入、链路调试者通过命令行配置等方式控制AP进入等。

AP1微调的过程包括如下步骤：

步骤205：AP1和AP2分别以相同的发送频率向对端发送统计报文。频率和报文大小可以根据链路总带宽以及承载业务常用数据报文大小来决定，此统计报文的内容进行特殊标识，以帮助对端进行统计。

步骤206：AP1以秒为单位统计接收到的AP2发送的统计报文数量，并根据发送频率计算AP2每秒发送的统计报文数量，用二者的比值表示链路质量，即：

链路质量＝每秒接收到AP2发送的统计报文数量/AP2每秒发送的统计报文数量

步骤207：AP1检测来自AP2的统计报文的实际接收功率，将该功率作为AP2当前的实际接收功率。

步骤208：判断步骤206中的链路质量是否达到1，以及步骤207中的AP2实际接收功率与步骤204中计算出的AP2的理想接收功率的比值是否达到1，当至少一个未达到时，表示AP1和AP2之间的无线链路尚未达到最佳状态，则执行步骤209；当二者均达到时，表示AP1和AP2之间的无线链路已经达到最佳状态，则停止发送统计报文，结束当前流程。

在本步骤中，为了将AP1和AP2之间的无线链路调整至最佳状态，将上述2个比值的门限值均设置为1；容易理解的是，在实际应用中，当对无线链路调整的要求不是非常严格时，可以将上述门限值设置为小于1且接近于1的值。

步骤209：AP1对天线和/或射频参数进行调整，继续执行上述步骤206。

对于AP2，其微调的过程与AP1的过程相同，且与AP1的微调同时进行。

可以看出，上述微调过程是一个不断循环的过程，即：AP1和AP2持续发送统计报文，计算链路质量等信息，根据计算结果调整天线和/或射频参数；调整之后，重新计算链路质量等信息并进行调整；直至将AP1和AP2之间的无线链路被调整到理想状态时，AP1和AP2停止发送统计报文，并结束微调过程。

本发明实施例还提出一种无线链路调试系统，包括2个AP，每个AP的结构和功能相同，如图5为本发明实施例无线链路调试系统中AP的结构示意图，包括：

粗调发送单元511，用于获取所述AP的位置信息及发射功率，将所述位置信息及发射功率发送至对端AP；

粗调接收单元512，用于接收对端AP的位置信息及发射功率；

粗调单元513，用于根据对端AP的发射功率及所述AP与对端AP之间的传输路径衰减，计算对端AP的理想接收功率；根据所述AP的位置信息、对端AP的位置信息、对端AP的理想接收功率及对端AP的实际接收功率，调整自身的天线和/或射频参数。

上述AP还可以包括：

微调发送单元521，用于以与对端AP相同的发送频率向对端AP发送统计报文；

微调接收单元522，用于接收来自对端AP的统计报文，在预先设定的时间段内统计所述接收的统计报文数量；

微调单元523，用于根据所述发送频率计算对端AP在预先设定的时间段内发送的统计报文数量，计算所述接收的统计报文数量与发送的统计报文数量的第一比值；获取从对端AP接收的统计报文的实际接收功率，计算所述实际接收功率与对端AP的理想接收功率的第二比值；当所述第一比值或第二比值不满足预先设定的门限时，调整自身的天线和/或射频参数，通知微调接收单元继续进行统计；当所述第一比值和第二比值均满足预先设定的门限时，通知微调发送单元停止发送所述统计报文。

上述系统中，粗调发送单元发送位置信息及发射功率的方式可以为：将所述位置信息及发射功率携带于链路建立请求消息或链路建立应答消息发送至对端AP。

粗调发送单元发送的位置信息采用可以GPS IE携带，所述位置信息可以包括经度、纬度和高度。

粗调发送单元发送的发射功率可以采用TP IE携带，所述发射功率可以等于AP自身的发射功率与外接天线增益的和。

粗调单元调整AP的天线和/或射频参数的方式可以为：判断对端AP的实际接收功率是否达到所述对端AP的理想接收功率，如果没有，则根据所述AP的位置信息及对端AP的位置信息调整天线方向，使所述AP的天线与对端AP的天线对准；

或者，根据所述AP的位置信息及对端AP的位置信息计算2个AP之间的距离，根据所述距离计算2个AP之间的信号传输时间，根据所述信号传输时间调整射频参数中的确认ACK信号等待时间。

综上可见，本发明提出的无线链路调试方法和系统中，无线链路两端的2个AP分别获取自身的位置信息和发射功率、并将自身的位置信息和发射功率发送给对端；根据自身及对端的位置信息和发射功率分别调整自身的天线和/或射频参数。通过这种方式，本发明可以对2个AP进行自动调试，从而调整调整2个AP之间的无线链路，简化对WDS的安装。并且，为了保证调整的精确性，链路调试还可以包括微调过程，两端的AP分别向对端发送统计报文，根据统计报文计算相关信息并进行调整，直至将无线链路调试为理想状态为止。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种无线链路调试方法，用于对2个接入点AP之间的无线链路进行调整，其特征在于，所述方法包括：

AP获取自身的位置信息及发射功率，将所述位置信息及发射功率发送至对端AP；

接收对端AP的位置信息及发射功率，根据对端AP的发射功率及与对端AP之间的传输路径衰减，计算对端AP的理想接收功率；

根据自身的位置信息、对端AP的位置信息、对端AP的理想接收功率及对端AP的实际接收功率，调整自身的天线和/或射频参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：所述AP采用与对端AP相同的发送频率向对端AP发送统计报文；

所述AP接收来自对端AP的统计报文，在预先设定的时间段内统计所述接收的统计报文数量，根据所述发送频率计算对端AP在所述预先设定的时间段内发送的统计报文数量，计算所述接收的统计报文数量与发送的统计报文数量的第一比值；

获取从对端AP接收的统计报文的实际接收功率，计算所述实际接收功率与对端AP的理想接收功率的第二比值；

当所述第一比值或第二比值不满足预先设定的门限时，调整自身的天线和/或射频参数，继续执行所述统计接收的统计报文数量的步骤；当所述第一比值和第二比值均满足预先设定的门限时，停止发送所述统计报文。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述AP向对端AP发送位置信息及发射功率的方式为：将所述位置信息及发射功率携带于链路建立请求消息发送至对端AP；

所述对端AP向AP发送对端AP的位置信息及发射功率的方式为：将所述对端AP的位置信息及发射功率携带于链路建立应答消息发送至AP。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述位置信息采用全球定位系统GPS信息元素IE携带，所述位置信息包括经度、纬度和高度。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述发射功率采用发射功率TP IE携带，所述发射功率等于AP自身的发射功率与外接天线增益的和。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据自身的位置信息、对端AP的位置信息、对端AP的理想接收功率及对端AP的实际接收功率，调整自身的天线和/或射频参数的方式为：

判断对端AP的实际接收功率是否达到所述对端AP的理想接收功率，如果没有，则根据自身的位置信息及对端AP的位置信息调整天线方向，使自身的天线与对端AP的天线对准；

或者，根据自身的位置信息及对端AP的位置信息计算2个AP之间的距离，根据所述距离计算2个AP之间的信号传输时间，根据所述信号传输时间调整射频参数中的确认ACK信号等待时间。

7.一种无线链路调试系统，所述系统包括2个AP，其特征在于，所述AP包括：

粗调发送单元，用于获取所述AP的位置信息及发射功率，将所述位置信息及发射功率发送至对端AP；

粗调接收单元，用于接收对端AP的位置信息及发射功率；

粗调单元，用于根据对端AP的发射功率及所述AP与对端AP之间的传输路径衰减，计算对端AP的理想接收功率；根据所述AP的位置信息、对端AP的位置信息、对端AP的理想接收功率及对端AP的实际接收功率，调整所述AP的天线和/或射频参数。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述AP还包括：

微调发送单元，用于以与对端AP相同的发送频率向对端AP发送统计报文；

微调接收单元，用于接收来自对端AP的统计报文，在预先设定的时间段内统计所述接收的统计报文数量；

微调单元，用于根据所述发送频率计算对端AP在预先设定的时间段内发送的统计报文数量，计算所述接收的统计报文数量与发送的统计报文数量的第一比值；获取从对端AP接收的统计报文的实际接收功率，计算所述实际接收功率与对端AP的理想接收功率的第二比值；当所述第一比值或第二比值不满足预先设定的门限时，调整自身的天线和/或射频参数，通知微调接收单元继续进行统计；当所述第一比值和第二比值均满足预先设定的门限时，通知微调发送单元停止发送所述统计报文。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述粗调发送单元发送位置信息及发射功率的方式为：将所述位置信息及发射功率携带于链路建立请求消息或链路建立应答消息发送至对端AP。

10.根据权利要求7或9所述的系统，其特征在于，所述粗调发送单元发送的位置信息采用GPS IE携带，所述位置信息包括经度、纬度和高度。

11.根据权利要求7或9所述的系统，其特征在于，所述粗调发送单元发送的发射功率采用TP IE携带，所述发射功率等于AP自身的发射功率与外接天线增益的和。

12.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述粗调单元调整AP的天线和/或射频参数的方式为：判断对端AP的实际接收功率是否达到所述对端AP的理想接收功率，如果没有，则根据所述AP的位置信息及对端AP的位置信息调整天线方向，使所述AP的天线与对端AP的天线对准；

或者，根据所述AP的位置信息及对端AP的位置信息计算2个AP之间的距离，根据所述距离计算2个AP之间的信号传输时间，根据所述信号传输时间调整射频参数中的确认ACK信号等待时间。

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