CN102457940A - 一种智能家庭网关信道选择方法及装置 - Google Patents

一种智能家庭网关信道选择方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于通讯技术领域，尤其涉及一种智能家庭网关信道选择方法及装置。本发明的智能家庭网关信道选择方法包括：步骤a：启动家庭网关；步骤b：扫描所有信道，得到所有信道的接收信号强度指示值信息；步骤c：根据信道的接收信号强度指示值信息计算各个信道的接收信号强度的平均功率；步骤d：根据各个信道的接收信号强度的平均功率值，选择接收信号强度的平均功率值最小的信道作为最佳信道；步骤e：重启家庭网关，选择最佳信道作为工作信道。本发明的有益效果在于：能协调无线局域网各设备的工作信道，充分利用信道的容量，减小局域网内无线设备之间的干扰，提高无线系统整体的性能。

Description

一种智能家庭网关信道选择方法及装置
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种智能家庭网关信道选择方法及装置。
背景技术
随着Internet的普及，网络产品也越来越丰富，尤其是近些年来各种无线网络产品，如无线笔记本、MID(移动互联网设备)、PDA(个人数字助理)等大部分产品都需要以无线的方式通过路由器、3G网关等连接到Internet。因此，无线路由器性能的好坏将影响整个无线网络的性能，而无线信道的选择就是影响路由器性能的一个重要因素。
所谓的无线信道，是对无线通信中发射端和接收端之间的通路的一种形象比喻，是指以无线信号作为传输媒体的数据信号传输通道，也就是常说的无线的“频段(Channel)”。IEEE 802.b/g工作在2.4～2.4835GHz频段，这些频段被划分为11或13个信道。当用户对3G网关、无线路由器进行配置时，一般都需要选择其工作的信道。由于用户在选择信道时，并不清楚该信道的状况，且3G网关、无线路由器厂商也并未给出指导用户如何选择信道的信息，用户可能会随机选择其中的一个信道，假设为信道3。此时信道3的信号很强，对邻近的信道(如信道2、信道4)也会产生一定影响。如果此时有新的3G网关或路由器也开始工作在信道3或其邻近信道上，他们之间将会产生严重的干扰，整个无线通信系统的将大幅度下降，甚至不能正常工作。
发明内容
本发明提供了一种智能家庭网关信道选择方法及装置，旨在解决现有技术中用户在选择信道时，不清楚信道状况，造成信道影响及局域网内无线设备之间的干扰的问题。
本发明是这样实现的，一种智能家庭网关信道选择方法，包括：
步骤a：启动家庭网关；
步骤b：扫描所有信道，得到所有信道的接收信号强度指示值信息；
步骤c：根据信道的接收信号强度指示值信息计算各个信道的接收信号强度的平均功率；
步骤d：根据各个信道的接收信号强度的平均功率值，选择接收信号强度的平均功率值最小的信道作为最佳信道；
步骤e：重启家庭网关，选择最佳信道作为工作信道。
本发明的技术方案还包括：在所述步骤b中，定义二维数组Rssi_buf【i】【j】，用于存储各信道的RSSI值，i为信道总数，j为扫描循环次数。
本发明的技术方案还包括：所述步骤d包括：
步骤d1：根据得出的接收信号强度的平均功率值，将信道分别填入预设的等级，其中预设的等级包括无干扰级、一定干扰级和严重干扰级；
步骤d2：判断是否存在无干扰级信道，如果存在无干扰级信道，则进入步骤d3；
步骤d3：择接收信号强度的平均功率值最小的信道作为最佳信道。
本发明的技术方案还包括：所述步骤d2还包括：如果不存在无干扰级信道，判断是否存在一定干扰级信道，如果不存在一定干扰级信道，返回步骤b，如果存在一定干扰级信道，则对一定干扰级中的信道进行相关系数排名，得到校准后的CRAP值，其中，CRAP等于本信道的RAP值+前后与其相差1个信道RAP*0.25+前后与其相差2个信道RAP*0.125，如果是邻近的前信道或后信道不存在，则视为前后信道RAP值相同，选择校准后CRAP值最小的信道作为最佳信道，转入步骤e。
本发明的技术方案还包括：所述步骤e还包括：判断当前工作信道干扰是否达到一定程度，如果当前工作信道干扰达到一定程度，则返回步骤b，否则，继续正常工作。
本发明采取的另一技术方案为：一种智能家庭网关信道选择装置，包括信道扫描模块、第一计算模块和信道选择模块，所述信道扫描模块用于扫描所有信道，得到所有信道的接收信号强度指示值信息，所述第一计算模块用于根据接收信号强度指示值信息计算各个信道的接收信号强度的平均功率，所述信道选择模块用于选择接收信号强度的平均功率值最小的信道作为最佳信道，并在家庭网关重启后，将最佳信道作为工作信道。
本发明的技术方案还包括：所述智能家庭网关信道选择装置还包括存储模块和第一判断模块，所述存储模块用于存储各信道的接收信号强度指示值信息值以及信道等级表，其中，信道等级包括：无干扰级、一定干扰级和严重干扰级，所述第一判断模块用于判断是否存在无干扰级信道，如果存在无干扰级信道，则由信道选择模块用于选择接收信号强度的平均功率值最小的信道作为最佳信道。
本发明的技术方案还包括：所述智能家庭网关信道选择装置还包括第二判断模块和第二计算模块，所述第二判断模块用于判断是否存在一定干扰级信道，如果不存在一定干扰级信道，则由信道扫描模块重新进行扫描，如果存在一定干扰级信道，则第二计算模块进行计算，所述二计算模块用于对一定干扰级中的信道进行相关系数排名，并计算得到校准后的CRAP值，所述信道选择模块选择校准后CRAP值最小的信道作为最佳信道。
本发明的技术方案还包括：所述第二计算模块计算CRAP值的具体方式为：CRAP等于本信道的RAP值+前后与其相差1个信道RAP*0.25+前后与其相差2个信道RAP*0.125。
本发明的技术方案还包括：所述智能家庭网关信道选择装置还包括第三判断模块，所述第三判断模块用于判断当前工作信道干扰是否达到一定程度，如果当前工作信道干扰达到一定程度，则由信道扫描模块重新进行扫描，否则，继续正常工作。
本发明的技术方案具有如下优点或有益效果：本发明智能家庭网关信道选择方法及装置根据优化的特定公式评估各信道的状况，在用户选择信道时给出信道质量优劣排名等指导信息或自动选择最佳的信道工作，能协调无线局域网各设备的工作信道，充分利用信道的容量，减小局域网内无线设备之间的干扰，提高无线系统整体的性能。
附图说明
附图1是本发明智能家庭网关信道选择方法的流程图；
附图2是本发明智能家庭网关信道选择装置的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，是本发明智能家庭网关信道选择方法的流程图。本发明智能家庭网关信道选择方法包括以下步骤：
步骤10：启动家庭网关；
其中，家庭网关为3G智能家庭网关。
步骤20：扫描所有信道，得到所有信道的接收信号强度指示值(RSSI)信息；
在步骤20中，定义二维数组Rssi_buf【i】【j】，用于存储各信道的RSSI值，这里i为信道总数，j为扫描循环次数。如根据IEEE802.11b标准，无线局域网产品的工作频道为2400MHz～2483.5MHz，工作频道带宽为83.5MHz，划分为14个子信道。这里i＝14，j＝10表示有14个信道，每个信道循环扫描10次，Rssi_Buf【i】【j】表示第i信道第j次扫描得到的RSSI值；第一次扫描所有信道，将得到的RSSI值依次填入Rssi_buf，间隔时间T后，进行第二次扫描，并记录RSSI值，如此循环扫描i次。
步骤30：根据接收信号强度指示值信息计算各个信道的接收信号强度的平均功率(RAP，RSSI Average Power)；
其中，RAP值越小，表示信道质量越好。
步骤40：根据得出的RAP值，将各信道分别填入对应的等级；
在步骤40中，根据RAP的取值范围及试验测试数据，将信道分为无干扰级、一定干扰级、严重干扰级三个等级，其中，无干扰级代表干扰非常小，可以忽略；一定干扰级代表存在一定的干扰，但还不算严重；严重干扰级代表干扰已经很严重，已经影响到网关的正常工作。
步骤50：判断是否存在无干扰级信道，如果不存在无干扰级信道，进入步骤60，如果存在无干扰级信道，则进入步骤90；
步骤60：判断是否存在一定干扰级信道，如果不存在一定干扰级信道，返回步骤20，如果存在一定干扰级信道，则进入步骤70；
步骤70：对一定干扰级中的信道进行相关系数排名，得到校准后的CRAP值；
其中，CRAP等于本信道的RAP值+前后与其相差1个信道RAP*0.25+前后与其相差2个信道RAP*0.125，如果是邻近的前信道或后信道不存在，则视为前后信道RAP值相同。例如第5信道的CRAP【4】＝RAP【4】+RAP【3】*0.25+RAP【5】*0.25+RAP【2】*0.125+RAP【6】*0.125；第1道的CRAP【0】＝RAP【0】+RAP【1】*0.25*2+RAP【2】*0.125*2。
步骤80：选择校准后CRAP值最小的信道作为最佳信道；
步骤90：选择RAP值最小的信道作为最佳信道；
步骤100：智能家庭网关重启，选择最佳信道为工作信道；
步骤110：定期扫描，更新信道排名列表；
步骤120：判断当前工作信道干扰是否达到一定程度，如果当前工作信道干扰达到一定程度，则返回步骤20，否则，进入步骤130；
步骤130：继续正常工作。
请参阅图2，是本发明智能家庭网关信道选择装置的结构图。本发明智能家庭网关信道选择装置包括信道扫描模块、第一计算模块、存储模块、第一判断模块、第二判断模块、第二计算模块、信道选择模块和第三判断模块。
信道扫描模块用于扫描所有信道，得到所有信道的接收信号强度指示值(RSSI)信息。其中，信道扫描模块可以在网关启动时进行扫描，也可以定期扫描或者根据用户的设定进行扫描。
第一计算模块用于根据接收信号强度指示值信息计算各个信道的接收信号强度的平均功率(RAP，RSSI Average Power)。
其中，RAP值越小，表示信道质量越好。
存储模块用于存储各信道的RSSI值以及信道等级表，其中，根据RAP的取值范围及试验测试数据，将信道分为无干扰级、一定干扰级、严重干扰级三个等级，其中，无干扰级代表干扰非常小，可以忽略；一定干扰级代表存在一定的干扰，但还不算严重；严重干扰级代表干扰已经很严重，已经影响到网关的正常工作。
第一判断模块用于判断是否存在无干扰级信道，如果不存在无干扰级信道，由第二判断模块进一步判断，如果存在无干扰级信道，则由信道选择模块选择RAP值最小的信道作为最佳信道。
第二判断模块用于判断是否存在一定干扰级信道，如果不存在一定干扰级信道，则由信道扫描模块重新进行扫描，如果存在一定干扰级信道，则第二计算模块进行计算。
第二计算模块用于对一定干扰级中的信道进行相关系数排名，并计算得到校准后的CRAP值。
其中，第二计算模块具体计算方式为：CRAP等于本信道的RAP值+前后与其相差1个信道RAP*0.25+前后与其相差2个信道RAP*0.125，如果是邻近的前信道或后信道不存在，则视为前后信道RAP值一样。例如第5信道的CRAP【4】＝RAP【4】+RAP【3】*0.25+RAP【5】*0.25+RAP【2】*0.125+RAP【6】*0.125；第1道的CRAP【0】＝RAP【0】+RAP【1】*0.25*2+RAP【2】*0.125*2。
信道选择模块用于选择校准后CRAP值最小的信道或RAP值最小的信道作为最佳信道。
第三判断模块用于判断当前工作信道干扰是否达到一定程度，如果当前工作信道干扰达到一定程度，则由信道扫描模块重新进行扫描，否则，继续正常工作。
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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能家庭网关信道选择方法，包括：
步骤a：启动家庭网关；
步骤b：扫描所有信道，得到所有信道的接收信号强度指示值信息；
步骤c：根据信道的接收信号强度指示值信息计算各个信道的接收信号强度的平均功率；
步骤d：根据各个信道的接收信号强度的平均功率值，选择接收信号强度的平均功率值最小的信道作为最佳信道；
步骤e：重启家庭网关，选择最佳信道作为工作信道。
2.根据权利要求1所述的智能家庭网关信道选择方法，其特征在于，在所述步骤b中，定义二维数组Rssi_buf【i】【j】，用于存储各信道的RSSI值，i为信道总数，j为扫描循环次数。
3.根据权利要求1或2所述的智能家庭网关信道选择方法，起特征在于，所述步骤d包括：
步骤d1：根据得出的接收信号强度的平均功率值，将信道分别填入预设的等级，其中预设的等级包括无干扰级、一定干扰级和严重干扰级；
步骤d2：判断是否存在无干扰级信道，如果存在无干扰级信道，则进入步骤d3；
步骤d3：择接收信号强度的平均功率值最小的信道作为最佳信道。
4.根据权利要求3所述的智能家庭网关信道选择方法，其特征在于，所述步骤d2还包括：如果不存在无干扰级信道，判断是否存在一定干扰级信道，如果不存在一定干扰级信道，返回步骤b，如果存在一定干扰级信道，则对一定干扰级中的信道进行相关系数排名，得到校准后的CRAP值，其中，CRAP值等于本信道的RAP值+前后与其相差1个信道RAP*0.25+前后与其相差2个信道RAP*0.125，如果是邻近的前信道或后信道不存在，则视为前后信道RAP值相同，选择校准后CRAP值最小的信道作为最佳信道，转入步骤e。
5.根据权利要求1所述的智能家庭网关信道选择方法，其特征在于，所述步骤e还包括：判断当前工作信道干扰是否达到一定程度，如果当前工作信道干扰达到一定程度，则返回步骤b，否则，继续正常工作。
6.一种智能家庭网关信道选择装置，其特征在于，包括信道扫描模块、第一计算模块和信道选择模块，所述信道扫描模块用于扫描所有信道，得到所有信道的接收信号强度指示值信息，所述第一计算模块用于根据接收信号强度指示值信息计算各个信道的接收信号强度的平均功率，所述信道选择模块用于选择接收信号强度的平均功率值最小的信道作为最佳信道，并在家庭网关重启后，将最佳信道作为工作信道。
7.根据权利要求6所述的智能家庭网关信道选择装置，其特征在于，还包括存储模块和第一判断模块，所述存储模块用于存储各信道的接收信号强度指示值信息值以及信道等级表，其中，信道等级包括：无干扰级、一定干扰级和严重干扰级，所述第一判断模块用于判断是否存在无干扰级信道，如果存在无干扰级信道，则由信道选择模块用于选择接收信号强度的平均功率值最小的信道作为最佳信道。
8.根据权利要求7所述的智能家庭网关信道选择装置，其特征在于，还包括第二判断模块和第二计算模块，所述第二判断模块用于判断是否存在一定干扰级信道，如果不存在一定干扰级信道，则由信道扫描模块重新进行扫描，如果存在一定干扰级信道，则第二计算模块进行计算，所述二计算模块用于对一定干扰级中的信道进行相关系数排名，并计算得到校准后的CRAP值，所述信道选择模块选择校准后CRAP值最小的信道作为最佳信道。
9.根据权利要求8所述的智能家庭网关信道选择装置，其特征在于，所述第二计算模块计算CRAP值的具体方式为：CRAP等于本信道的RAP值+前后与其相差1个信道RAP*0.25+前后与其相差2个信道RAP*0.125。
10.根据权利要求6至9任一项所述的智能家庭网关信道选择装置，其特征在于，还包括第三判断模块，所述第三判断模块用于判断当前工作信道干扰是否达到一定程度，如果当前工作信道干扰达到一定程度，则由信道扫描模块重新进行扫描，否则，继续正常工作。
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