CN102324957B - 一种基于智能天线的天线探测方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能天线的天线探测方法和设备，该方法包括：AP设备获取多个天线的丢包率；所述AP设备根据所述多个天线的丢包率将所述多个天线划分到不同的天线集合中；所述AP设备为不同的天线集合设置不同的探测时间间隔；所述AP设备通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测。本发明中，可使智能天线到具有较低丢包率的天线进行探测。

Description

一种基于智能天线的天线探测方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于智能天线的天线探测方法和设备。

背景技术

随着智能终端的普及，用户对无线通信带宽的要求越来越高，因此最高能达到600M带宽的WLAN(Wireless Local Access Network，无线局域网)技术越来越受到重视。在测试和使用过程中，可以发现不同环境中WLAN的吞吐量有很大差别，尤其是使用MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put，多入多出)技术的802.11n，即使Station(客户端)或AP(Access Point，接入点)的方向有轻微的改变，其吞吐量也会有十几M甚至几十M的差别。

此外，随着部署的AP和使用的Station越来越多，不同的AP和Station之间会形成干扰，而且微波炉和蓝牙等设备发出的信号也会对WLAN系统形成干扰，从而导致WLAN的吞吐量不稳定。

为了解决上述问题，WLAN设备厂商开始尝试引入传统移动通信中的智能天线技术，其具有提高系统容量、提高频谱利用率、提高基站接收灵敏度、提高信噪比、改善信号质量等作用，在WLAN中，亦希望智能天线技术可起到同样的作用。其中，智能天线的关键技术包括天线阵设计、天线探测、天线选择及天线速率的结合等技术，该天线探测是提供关于天线信息的过程，且该天线信息需要记录到天线选择所需要的数据库中。

现有技术中，为了实现天线探测过程，可以将天线阵列按照辐射图分为辐射图相似和不相似的天线组。当丢包率较大时，天线探测过程中需要探测辐射图不相似的天线组；当丢包率较小时，天线探测过程中需要探测辐射图相似的天线组。

但是，现有技术中，由于多径效应的存在，很难区分天线的辐射图是否相似，即难以按照辐射图划分天线组；即使短距离相似，在经过不同环境的反射、折射之后，到达Station的辐射效果可能也不一样。

此外，当天线阵列发生改变时，需要重新定义辐射图相似的天线组合，可移植性差；当某组天线的丢包率低于探测不相似辐射图的天线门限时，则没有机会探测其它不相似的天线，可能导致其它更好的天线被遗漏，收敛的准确性难以确定。

发明内容

本发明提供一种基于智能天线的天线探测方法和设备，以收敛到丢包率较小的天线进行探测。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于智能天线的天线探测方法，应用于无线局域网中，该方法包括以下步骤：

AP设备获取多个天线的丢包率；

所述AP设备根据所述多个天线的丢包率将所述多个天线划分到不同的天线集合中，其中，每个天线集合对应一丢包率区间；

所述AP设备为不同的天线集合设置不同的探测时间间隔，其中，天线集合对应的丢包率越大，所述天线集合的探测时间间隔越大；

所述AP设备通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测。

所述AP设备获取多个天线的丢包率，具体包括：

所述AP设备遍历所述多个天线，对所述多个天线进行探测，并根据探测结果获得所述多个天线对应的丢包率。

所述AP设备通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测，之后还包括：

所述AP设备重新获取所述天线的丢包率，并根据所述天线的丢包率确定所述天线对应的天线集合；

如果所述天线对应的天线集合发生变化，则所述AP设备重新将所述天线划分到对应的天线集合中。

所述方法还包括：当探测时间间隔最小的天线集合中，有指定数量的天线的丢包率大于预设门限，则所述AP设备重新获取所述多个天线的丢包率。

一种基于智能天线的天线探测设备，应用于无线局域网中，该设备包括：

获取模块，用于获取多个天线的丢包率；

划分模块，用于根据所述多个天线的丢包率将所述多个天线划分到不同的天线集合中，其中，每个天线集合对应一丢包率区间；

设置模块，用于为不同的天线集合设置不同的探测时间间隔，其中，天线集合对应的丢包率越大，所述天线集合的探测时间间隔越大；

探测模块，用于通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测。

所述获取模块，具体用于遍历所述多个天线，对所述多个天线进行探测，并根据探测结果获得所述多个天线对应的丢包率。

所述获取模块，还用于在通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测之后，重新获取所述天线的丢包率，并根据所述天线的丢包率确定所述天线对应的天线集合；

所述划分模块，还用于当所述天线对应的天线集合发生变化时，则重新将所述天线划分到对应的天线集合中。

所述获取模块，还用于当探测时间间隔最小的天线集合中，有指定数量的天线的丢包率大于预设门限时，则重新获取所述多个天线的丢包率。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本发明中，可以使智能天线快速准确的收敛到具有较低丢包率的天线进行探测，并且能够响应环境的变化，实时的改变重点探测的天线集合。

附图说明

图1是本发明中WLAN中智能天线的工作方式示意图；

图2是本发明提供的一种基于智能天线的天线探测方法流程图；

图3是本发明中天线被分成的集合示意图；

图4是本发明提出的一种基于智能天线的天线探测设备结构图。

具体实施方式

如图1所示，为WLAN中智能天线的工作方式示意图。该WLAN中智能天线的工作方式包括：

步骤101，AP设备确定有报文需要发送。

步骤102，AP设备为该报文选择最优天线(例如，天线1)。

其中，AP设备可通过天线选择算法，并根据统计信息数据库中的信息为每个需要发送的报文选择一个最优的天线。

步骤103，AP设备将天线选择信号通知给射频。

例如，将选择天线1的信号通知给射频。

步骤104，射频将天线选择信号传递给天线选择器。

步骤105，天线选择器根据天线选择信号为该报文选择天线阵列中的天线进行报文的发送。

例如，天线选择器选择天线阵列中的天线1进行报文的发送。

步骤106，当报文发送完成时，根据是否接收到ACK(Acknowledge，确认)或者从接收到的ACK中，AP设备得到该发送天线的反馈信息。此外，AP设备还可以根据接收到的数据报文得到一些接收天线的反馈信息。

步骤107，AP设备将关于天线的信息更新到统计信息数据库。

此外，AP设备还可以对统计信息数据库中的信息进行老化、排序及删除等操作，之后即可以作为发送报文时进行天线选择的依据。

需要说明的是，在AP设备向Station发送报文时，所使用的天线是根据统计信息数据库中的信息选择出来的，而统计信息数据库中记录的是各个天线使用后得到的反馈信息。在开始时，AP设备使用默认的一组天线发送报文，在发送报文的过程中，AP设备需要尝试使用其它天线以得到其它天线的信息，该尝试过程即为天线探测的过程。

本发明提出一种基于智能天线的天线探测方法，该方法应用于无线局域网中，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤201，AP设备获取多个天线的丢包率。其中，该多个天线可以为统计信息数据库中的所有天线。

具体的，AP设备通过遍历统计信息数据库中的所有天线，对所有天线进行探测(如向天线发送报文以探测天线对应的丢包率)，即可根据探测结果获得所有天线对应的丢包率。即在初始时，AP设备通过遍历统计信息数据库中的所有天线，可获取一个初始的丢包率值。

例如，AP设备对统计信息数据库中的所有天线(天线1-天线9)进行探测，得到天线1-天线9的丢包率。

步骤202，AP设备根据多个天线的丢包率将多个天线划分到不同的天线集合中，其中，每个天线集合对应一丢包率区间。

例如，可以划分3个天线集合，天线集合1对应的丢包率区间为5％以下，天线集合2对应的丢包率区间为5％-10％，天线集合3对应的丢包率区间为10％以上；当天线1的丢包率为3％时，将天线1划分到天线集合1；当天线2的丢包率为16％时，将天线2划分到天线集合3。

又例如，可以划分4个天线集合，天线集合1对应的丢包率区间为5％以下，天线集合2对应的丢包率区间为5％-10％，天线集合3对应的丢包率区间为10％-15％，天线集合4对应的丢包率区间为15％以上；当天线1的丢包率为3％时，将天线1划分到天线集合1；当天线2的丢包率为16％时，将天线2划分到天线集合4。

步骤203，AP设备为不同的天线集合设置不同的探测时间间隔，其中，天线集合对应的丢包率越大，天线集合的探测时间间隔越大。

如图3所示的天线被分成的集合示意图，以划分3个天线集合为例，则天线集合1对应的丢包率最小，其探测时间间隔最小(如1s)，天线集合2对应的丢包率次小，其探测时间间隔次小(如60s)，天线集合3对应的丢包率最大，其探测时间间隔最大(如600s)。

步骤204，AP设备通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测。即当某个天线根据其丢包率而得到的探测时间间隔到达时，会使用该天线进行天线探测。例如，对于天线集合1中的天线，每隔1s会进行探测；对于天线集合2中的天线，每隔60会进行探测；对于天线集合3中的天线，每隔600s会进行探测。

此外，在对天线进行探测后，还需要记录本次探测的时间，以便作为下次探测的起始时间。

需要说明的是，本发明中，AP设备通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测之后，AP设备还需要重新获取天线的丢包率，并根据天线的丢包率确定天线对应的天线集合；如果天线对应的天线集合发生变化，则AP设备重新将天线划分到对应的天线集合中。

例如，在对天线1进行探测之后，重新获得该天线1的丢包率为7％，此时确定天线1将对应天线集合2，将天线1划分到天线集合2中，之后将会每隔60进行探测。

本发明中，当探测时间间隔最小的天线集合(如天线集合1)中，有指定数量(如集合中总天线数量的90％，或指定个数等，可根据实际经验设置)的天线的丢包率大于预设门限(可根据实际经验设置)，则AP设备重新获取多个天线的丢包率，即重新执行上述步骤201-步骤204。

具体的，当探测时间间隔最小的天线集合中，有指定数量的天线的丢包率大于预设门限时，则证明环境(如不同的AP和Station之间的干扰、微波炉和蓝牙等设备造成的干扰等)发生了较大的改变，当前天线丢包率的历史信息基本上趋于无用，因此AP设备会重新进入步骤201遍历探测的过程。

综上所述，丢包率最小的天线集合(天线集合1)，由于其探测时间间隔最小，因此在环境较稳定时，可选取该集合中的天线进行探测，并可以使整个系统的丢包率都较小。另外，当环境有一些较小的变化时，在丢包率次小的天线集合(天线集合2)中，AP设备可以基于天线探测时间间隔，在探测时间间隔到达时，探测该集合中的天线，从而达到响应环境较小变化的目的。

在实际使用时，针对一个较稳定的环境，经过步骤201的遍历探测之后，所有天线均有一个丢包率，根据丢包率的不同，则各天线具有不同的探测时间间隔。

针对天线集合1，由于具有最小的探测时间间隔，在稳定环境中，丢包率在一定门限内的天线会被频繁的探测，由于天线集合1中天线的丢包率在一定门限之内，因此可以保证天线集合1中天线与最优天线相差不大，即使频繁的在天线集合1中天线上探测也不会出现较大的丢包率，从而保证系统整体性能较高。

此外，由于无线环境具有一定的随机性，在天线集合1中天线上的多次探测可以更准确地得出天线集合1中天线的实际丢包率，从而能更准确的从天线集合1的天线中选出最优的天线。

当环境有较小的变化时，天线集合2和天线集合3中的天线虽然探测时间间隔大一些，但仍然有机会进行探测；因此，当最优天线改变到天线集合2或天线集合3中的某个天线时，AP设备仍然有机会探测到天线集合2或天线集合3中的天线，将其重新归类到最优探测天线集合1中。

综上所述，通过采用本发明提供的技术方案，具有以下优点：

(1)可以针对不同的丢包率门限设定多级的探测时间间隔，从而可以逐步减小探测天线的数目，最后收敛到丢包率较小的天线进行探测；从而能够使智能天线快速准确的收敛到具有较低丢包率的天线进行探测。

(2)当环境较稳定时，主要是在一些丢包率小的天线之间进行探测，减少探测不合适天线的数目；当环境有一定的变化时，能较快探测到其它可能的天线；从而能够响应环境的变化，实时的改变重点探测的天线集合。

(3)当环境变化较大时，遍历探测能重新给天线进行分类，重新收敛到新的丢包率较小的天线中进行探测。

基于与上述方法同样的发明构思，本发明还提出了一种基于智能天线的天线探测设备(即AP设备)，应用于无线局域网中，如图4所示，该设备包括：

获取模块11，用于获取多个天线的丢包率；

划分模块12，用于根据所述多个天线的丢包率将所述多个天线划分到不同的天线集合中，其中，每个天线集合对应一丢包率区间；

设置模块13，用于为不同的天线集合设置不同的探测时间间隔，其中，天线集合对应的丢包率越大，所述天线集合的探测时间间隔越大；

探测模块14，用于通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测。

所述获取模块11，具体用于遍历所述多个天线，对所述多个天线进行探测，并根据探测结果获得所述多个天线对应的丢包率。

所述获取模块11，还用于在通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测之后，重新获取所述天线的丢包率，并根据所述天线的丢包率确定所述天线对应的天线集合；

所述划分模块12，还用于当所述天线对应的天线集合发生变化时，则重新将所述天线划分到对应的天线集合中。

所述获取模块11，还用于当探测时间间隔最小的天线集合中，有指定数量的天线的丢包率大于预设门限时，则重新获取所述多个天线的丢包率。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

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以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)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。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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。

Claims (6)

1.一种基于智能天线的天线探测方法，应用于无线局域网中，其特征在于，该方法包括以下步骤：

AP设备获取多个天线的丢包率；

所述AP设备根据所述多个天线的丢包率将所述多个天线划分到不同的天线集合中，其中，每个天线集合对应一丢包率区间；

所述AP设备为不同的天线集合设置不同的探测时间间隔，其中，天线集合对应的丢包率越大，所述天线集合的探测时间间隔越大；

所述AP设备通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测；

其中，所述AP设备通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测，之后还包括：所述AP设备重新获取所述天线的丢包率，并根据所述天线的丢包率确定所述天线对应的天线集合；如果所述天线对应的天线集合发生变化，则所述AP设备重新将所述天线划分到对应的天线集合中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述AP设备获取多个天线的丢包率，具体包括：

所述AP设备遍历所述多个天线，对所述多个天线进行探测，并根据探测结果获得所述多个天线对应的丢包率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当探测时间间隔最小的天线集合中，有指定数量的天线的丢包率大于预设门限，则所述AP设备重新获取所述多个天线的丢包率。

4.一种基于智能天线的天线探测设备，应用于无线局域网中，其特征在于，该设备包括：

获取模块，用于获取多个天线的丢包率，还用于在通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测之后，重新获取所述天线的丢包率，并根据所述天线的丢包率确定所述天线对应的天线集合；

划分模块，用于根据所述多个天线的丢包率将所述多个天线划分到不同的天线集合中，其中，每个天线集合对应一丢包率区间，还用于当所述天线对应的天线集合发生变化时，则重新将所述天线划分到对应的天线集合中；

设置模块，用于为不同的天线集合设置不同的探测时间间隔，其中，天线集合对应的丢包率越大，所述天线集合的探测时间间隔越大；

探测模块，用于通过探测时间间隔对相应的天线集合中的天线进行探测。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，

所述获取模块，具体用于遍历所述多个天线，对所述多个天线进行探测，并根据探测结果获得所述多个天线对应的丢包率。

6.如权利要求4所述的设备，其特征在于，

所述获取模块，还用于当探测时间间隔最小的天线集合中，有指定数量的天线的丢包率大于预设门限时，则重新获取所述多个天线的丢包率。