CN103582033B - Wlan信道分配 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了WLAN信道分配。公开了在通信网络中实现WLAN信道分配的系统和方法。在一个实施例中，用于管理从发送方到接收方的内容流动的基于计算机的系统包括处理器以及存储在与处理器耦合的有形计算机可读介质中的逻辑指令，当处理器执行这些指令时，配置存储器以：在与控制器耦合的存储器中维护特定服务集标识符（SSID）设备的列表，维护在无线网络环境中可用的多个特定的通信信道，从多个通信信道中定义至少第一预留通信信道，从SSID设备接收接入由WLAN控制器管理的无线网络资源的请求，以及当SSID设备在特定SSID设备的列表上时，将至少第一预留通信信道分配给该SSID设备。

Description

WLAN信道分配
技术领域
本发明涉及通信网络，并且更具体地涉及无线局域网中的信道分配技术。
背景技术
在商业或企业环境中部署的无线局域网（WLAN）包含大量的接入点（AP）设备，每个接入点设备可以置于建筑物内或建筑物附近，从而为无线客户端设备提供网络接入。WLAN中设备的无线通信可以在一个或更多频带中进行。部署在WLAN中的每个AP设备必须被分配某个信道从而在工作频带中运行。
WLAN中设备的无线通信可以在一个或更多个频带中实现。在美国，WLAN一般使用2.4GHz和5GHz频谱中的两种非授权频带。一些为企业部署设计的AP设备能够同时在2.4GHz和5GHz频带上工作。这种AP设备具有两个无线电收发器并被称为“双带AP设备”，表明其具有2.4GHz无线电收发器和5GHz无线电收发器。在工作中，AP设备交换有关邻近AP设备、RF信道以及接收的信号强度指示器的信息。WLAN控制器可以利用这些信息来供应AP设备并为AP设备分配RF信道和功率级以帮助减少可能的同信道干扰。
在网络环境如复杂的制造环境中，采用独特的无线网络资源或安全性设置的新型创新产品可以被分配特定的服务集标识符（SSID）。这对于不属于一般企业WLAN的一部分却为工厂/生产-设备工程组织带来重要的生产率增益（过程、周期、成本节约）的设备需要大量的过程和干预。因此，可以看到管理WLAN信道分配的系统和方法具有实用性。
发明内容
本发明公开了通信网络中用于WLAN信道分配的系统和方法。在一个实施例中，用于管理无线局域网（WLAN）控制器中的无线网络资源的基于计算机的方法包括：在与控制器耦合的存储器中维护特定服务集标识符（SSID）设备的列表，维护在无线网络环境中可用的多个通信信道，从多个通信信道中定义至少第一预留通信信道，从SSID设备接收接入由WLAN控制器管理的无线网络资源的请求，以及在SSID设备位于特定SSID设备的列表上时，为SSID设备分配至少第一预留通信信道。
有利地，在与控制器耦合的存储器中维护特定服务集标识符（SSID）设备的列表可以包括实施注册过程，其中SSID设备作为需要专用通信信道的特定SSID设备向WLAN控制器注册。
有利地，从多个通信信道中定义至少一个预留通信信道可以包括从WLAN控制器实施的动态信道分配过程中保留至少一个预留通信信道。
可选地，特定SSID设备包含带宽需求，并且该方法可以进一步包括监测与分配给特定SSID设备的第一预留通信信道关联的可用带宽参数，并且当第一通信信道的可用带宽参数不满足与特定SSID设备关联的带宽需求时，为特定SSID设备分配第二预留通信信道。
有利地，从多个通信信道中定义至少第一预留通信信道可以包括定义多个非重叠的预留通信信道。
可选地，分配的第一预留通信信道可用于在企业内运行的多个组织中的一个。该方法可以进一步包括允许企业中的多个组织通过第一预留通信信道与WLAN控制器通信。
在另一实施例中，WLAN控制器包含处理器和存储在与处理器耦合的有形计算机可读介质中的逻辑指令，当处理器执行这些指令时，这些指令将处理器配置为在与控制器耦合的存储器中维护特定服务集标识符（SSID）设备的列表，维护在无线网络环境中可用的多个通信信道，从多个通信信道中定义至少第一预留通信信道，从SSID设备接收接入由WLAN控制器管理的无线网络资源的请求，以及在SSID设备位于特定SSID设备的列表上时，为SSID设备分配至少第一预留通信信道。
在另一个实施例中，计算机程序产品包括存储在与处理器耦合的有形计算机可读介质中的逻辑指令，当处理器执行这些指令时，这些指令将处理器配置为执行上述方法中的任意方法。在一个实施例中，计算机程序产品包括存储在与处理器耦合的有形计算机可读介质中的逻辑指令，当处理器执行这些指令时，这些指令将处理器配置为在与控制器耦合的存储器中维护特定服务集标识符（SSID）设备的列表，维护在无线网络环境中可用的多个通信信道，从多个通信信道中定义至少第一预留通信信道，从SSID设备接收接入由WLAN控制器管理的网络资源的请求，以及当SSID设备位于特定SSID设备的列表上时，为SSID设备分配至少第一预留通信信道。
有利地，计算机程序产品可以进一步包含存储在与处理器耦合的有形计算机可读介质中的逻辑指令，当这些指令被处理器执行时，指令配置SSID设备的多个逻辑池，每个池包含专用于运行指定SSID设备的一个或多个预留通信信道。
有利地，计算机程序产品可以进一步包含存储在与处理器耦合的有形计算机可读介质中的逻辑指令，当被处理器执行时，这些指令配置处理器以利用基于接收信号强度指示符（RSSI）或其它信号测量的信道分配算法来管理专用于运行指定SSID设备的多个预留通信信道，同时管理分配给非预留分配的一个或更多通信信道。
根据这里提供的描述，进一步的适性范围将变得明显。应当理解，这些描述和特定示例仅仅为了说明的目的，并非要限制本公开的范围。
附图说明
参考后面的附图详细描述了根据本公开的教导的方法、系统以及计算机程序产品的实施例。
图1是根据各实施例的可以实施WLAN信道分配的无线通信网络环境的示意图。
图2是根据一些实施例的在可实施WLAN信道分配的环境中的无线网络中的无线网络接入点设备的示意图。
图3是根据一些实施例的可以适于执行WLAN信道分配的系统和方法的无线网络控制器设备的示意图。
图4是图示根据各实施例的WLAN信道分配方法中的各操作的流程图。
图5是根据各实施例的WLAN控制器中的存储表的示意图。
图6到图7是根据各实施例的WLAN环境中信道分配方案的示意图。
具体实施方式
这里描述了用于WLAN信道分配的系统和方法。下面的描述和附图记载了对某些实施例的具体细节从而提供对这些实施例的透彻理解。然而，本领域的技术人员将理解，可以实现可替换的实施例，而不具备以下说明中所描述的细节中的一些细节。
这里说明的各实施例是设置在复杂环境中的无线网络的背景下的。在一些实施例中，无线网络可以在企业设置中实施，如制造环境或类似的环境。在其它实施例中，无线网络可以在教育设置或贸易设置中实施，如股票或商品交易平台。在一些实施例中，WLAN控制器可以预留一个或更多个通信信道，从而在WLAN控制器实施的传统动态信道分配过程中，这些预留通信信道不可以用来分配。而且，WLAN控制器可以实施注册过程，从而，具有无线通信功能的无线电/接入点设备可以向WLAN控制器注册网络标识符（例如，SSID）以接入到专用的通信信道。在工作中，当WLAN控制器从无线设备接收网络服务请求时，相对注册设备的列表检查发出请求的设备的网络标识符，并且如果请求的设备已经注册，则WLAN控制器可以将请求设备分配给预留的通信信道。
图1是根据各实施例的可以实施WLAN信道分配的无线通信网络环境的示意图。参考图1，在一个实施例的简要概述中，WLAN环境100可以包含多个耦合到网络130的接入点（AP）设备110。每个AP设备110可以为工作在WLAN环境100中的一个或更多个无线客户端设备（CD）120提供无线网络接入。WLAN环境100可以包含多个SSID。
WLAN控制器（WLC）140耦合到网络130。控制器140管理一个或更多个AP设备110，比如，通过为其群组中的每个AP设备分配传输信道来管理一个或多个AP设备110。通常，每个AP设备被分配在不同的信道上运行。WLAN中设备的无线通信可以在一个或更多个频带中进行，如未授权的频带，比如在美国2.4GHz和5GHz未授权的频带中。每个频带可以包含多个通信信道。在无线网络中，影响AP设备110的性能的因素有很多。这些因素的例子包括发生在任何信道中来自于是另一WLAN的一部分的无线设备的RF干扰以及来自于非WLAN设备的其它设备（如蓝牙设备、微波炉、数字无绳电话等）的RF能量。此外，WLAN中的AP设备可能与WLAN中的另一AP设备竞争使用信道。
在工作中，在首次部署WLAN环境100时（之后定期或按需部署），控制器140可以实施动态信道分配（DCA）过程从而基于以上描述的各种因素为AP设备110分配信道。因此，在完成WLAN环境100的首次部署之后，AP设备110持续地监测RF环境并将表示它们各自的RF环境质量的数据提供给对应的多个WLAN控制器140。
图2是根据一些实施例在可以实施WLAN信道分配的环境中无线网络内的无线网络接入点设备120的示意图。现在转到图2，AP设备120表示图1中所示的任何AP设备120的框图。AP设备120可以被配置为同时在两种不同的频带（如2.4GHz频带和5GHz频带）中用于无线通信。为实现此目的，AP设备120包含第一无线电收发器122a和相应的调制解调器124a。第一无线电收发器122a通过天线128a发射并接收RF信号。同样地，AP设备120包含第二无线电收发器122b和相应的调制解调器124b，并且第二无线电收发器122b通过天线128b发射并接收RF信号。
举例来说，无线电收发器122a和调制解调器124a可以是WLAN芯片组的一部分，被配置以在2.4GHz频带的信道上用于无线通信，而无线电收发器122b和调制解调器124b可以是WLAN芯片组的一部分，被配置以在5GHz频带的信道上用于无线通信。控制器126控制AP设备120中的两个通信信道组件。比如，控制器126可以实施为微处理器、数字信号处理器、专用集成电路（ASIC）（包含可编程的或固定的数字逻辑门），其配置为执行各种控制功能。此外，控制器112可以被配置为控制无线电收发器122a和122b以及调制解调器124a和124b，从而从这些组件中捕捉数据以针对图2所示的每个信道计算与“空气质量”因素有关的数据。
当这里提到AP设备的信道时，应当理解，这指的是被AP设备中可能的几个无线电收发器中的一个使用的信道，因为AP设备可能具有如图2中描述的多频带服务功能。因此，可以为AP设备分配不同的信道（在不同的频带中）供其不同的频带特定的无线电收发器中的每个使用。
在一些实施例中，图1中描述的WLAN控制器140均在基于计算机的网络环境中实现的。图3是WLAN控制器300的示意图，WLAN控制器300可以适于实施图1中描述的WLAN控制器140中的任何一个。在一个实施例中，控制器300包括系统硬件320和存储器330，存储器330可以实现为随机存储器和/或只读存储器。
系统硬件320可以包含一个或更多个处理器322、一个或更多个文件存储区324、网络接口326和输入/输出机构328。如这里使用的一样，术语“处理器”指的是任何类型的计算元件，例如但不限于微处理器、微控制器、复杂指令集计算（CISC）微处理器、精简指令集（RISC）微处理器、超长指令字（VLIM）微处理器或任何其它类型的处理器或处理电路。
文件存储区324可以通信地耦合到处理器322。文件存储区324可以在控制器300的内部，比如一个或更多个硬件驱动器、CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器或其它类型的存储设备。文件存储区324也可以在控制器300的外部，比如一个或更多个外部硬驱动器、网络附加存储或单独的存储网络。
在一个实施例中，网络接口326可以是有线接口如以太网接口（如参见Instituteof Electrical and Electronics Engineers/IEEE802.3-2002），或无线接口如与IEEE802.11a，b或g兼容的接口（如参见IEEE Standard for IT-Telecommunication andinformation exchange between systems LAN/WAN-PartⅡ:Wireless LAN MediumAccess Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specification Amendment4:FurtherHigher Data Rate Extension in the2.4GHz Bands,802.11G-2003）。无线接口的另一示例是通用分组无线业务（GPRS）接口（如，参见Guidelines on GPRS Handset Requirement,Global System for Mobile Communication/GSM Association,Ver.3.0.1,2002年12月）。
在一个实施例中，输入/输出设备328可以包含具有屏幕的显示器、一个或更多个扬声器、键盘、鼠标、触摸屏、语音激活的输入设备、轨迹球以及允许控制器300从用户接收输入的任何其它设备。
存储器330可以包含操作系统340，用于管理控制器300的工作。在一个实施例中，操作系统340包括硬件接口模块354，该模块提供到系统硬件320的接口。此外，操作系统340可以包括文件系统350以及过程控制子系统352，文件系统350管理控制器300工作中使用的文件，过程控制子系统352管理在控制器300上执行的过程。
操作系统340可以包括（或管理）一个或更多个通信接口344，通信接口344可以和系统硬件320联合工作以从远程源收发数据包和/或数据流。操作系统340可以进一步包含系统调用接口模块342，该模块提供操作系统340与存储器330中存在的一个或更多个应用模块之间的接口。操作系统340可以表现为系列操作系统或表现为UNIX操作系统或其衍生系统（如Linux、Solaris等），或者表现为其它操作系统。
在一个实施例中，存储器330包含信道分配模块360，该模块可以包含编码在有形计算机可读介质中的逻辑指令，当处理器322执行这些指令时，会引起处理器322在与控制器300耦合的接入点110中实施信道分配操作。在常规工作中，信道分配决定可以利用接入点110和控制器300之间的信号强度指示符（如接收的信号强度指示符（RSSI）参数或另一信号强度指示符）来实施。举例来说，处理器322可以配置为利用基于RSSI或其它信号测量的信道分配算法来管理专用于运行特定SSID设备的多个预留通信信道，同时管理被动态分配用于非预留分配的一个或更多个通信信道。
图4是根据各实施例的图示信道分配方法中的操作的流程图。举例来说，在一些实施例中，控制器300实施的操作实施注册过程，通过该注册过程，设备可以向控制器注册以接收预留的通信信道。而且，这些操作储备一个或更多个信道的池，该一个或更多个信道是从控制器300实施的动态信道分配过程中保留下来的。在工作中，当分配信道资源时，来自注册设备的对信道资源的请求可以被分配给预留的通信信道中的一个或更多个，从而绕过动态信道分配过程。此外，预留的通信信道可以用于企业中的特定组织。举例来说，第一预留通信信道可以用于企业内的多个组织之一，或者企业中的多个组织可以通过第一预留通信信道与WLAN控制器通信。
参考图4，在操作410中，在控制器中接收注册请求。举例来说，在一些实施例中，可以从包含网络标识符如SSID的设备中接收注册请求。每个设备可能包含带宽需求并与带宽需求关联。注册请求可以进一步包含带宽请求。在操作415中，向控制器300注册与注册请求关联的网络标识符。举例来说，参考图5，在一些实施例中，控制器300可以维护存储器中的表格，该表格记录已经向控制器300发出注册请求的设备。该表格可以包括网络标识符并且还可以记录所请求的带宽。在一些实施例中，控制器监控注册请求，从而每次收到注册请求时，重复操作410-415，从而在存储器中构建数据表，其记录请求专用通信信道的设备的网络标识符。
在操作420中，控制器预留一个或更多通信信道。举例来说，在一些实施例中，图1所描述的WLAN网络环境100可以遵照IEEE802.11家族的通信标准来工作。在这些实施例中，控制器300可以从2.4GHz频带或5GHz频带中定义一个或更多个信道作为预留通信信道。在进一步的实施例中，控制器300可以选择非相邻的通信信道作为预留信道，使得实施时预留的信道不产生同信道/共信道（co-channel）干扰。举例来说，可以定义多个非重叠的预留通信信道。
在操作425中，控制器从控制器300实施的常规信道分配过程中保留预留信道。举例来说，控制器300可以实施动态信道分配过程以管理WLAN环境100中的带宽分配。任何被控制器300指定为预留信道的通信信道将被排除在这种信道分配过程之外。
在操作430中，接收通信信道分配请求，以及在操作435中，控制器300确定该请求是否由注册设备发出。举例来说，在一些实施例中，信道分配请求包含发出请求的设备的网络标识符，并且控制器300可以检查图5中描述的存储器表格以确定请求的设备是否向控制器300注册过。
在操作435中，如果请求的设备不是注册设备，则控制传递至操作440并且控制器300运用常规的信道分配过程来处理该请求。相反，在操作435中，如果请求的设备是注册的设备，则控制传递到操作445，并且控制器300确定一个或更多预留通信信道中的可用带宽，并且在操作450中，控制器将该设备分配给预留通信信道。在一些实施例中，请求的设备可以被分配给具有足够的带宽可用以满足与请求设备关联的带宽请求的通信信道。
在操作455中，控制器300监测分配给请求设备的预留通信信道的可用带宽，并且，如果在操作450中分配的预留信道的可用带宽不足以满足请求设备的带宽需求，则在操作460中，控制器300可以从预留通信信道池中为请求设备分配额外的通信信道。此外，控制器300可以执行操作以检查请求设备何时不再需要通信信道并且可以将分配给请求设备的带宽返回至可用带宽。
因此，图4所描述的操作使图3中描述的WLAN控制器能够从控制器实施的常规信道分配过程中预留一个或更多个通信信道，并且替代地将预留通信信道分配给一个或更多个注册的设备。这些操作可能便于无线网络环境的管理，其中网络设备和网络接入点可能被突然引进到网络环境中并用于具体的任务。举例来说，在制造环境中车间设备或系统可能在短暂的一段时间内被引入到无线网络环境中，如为了视察或其它类似的目的。向控制器注册这些设备并将它们分配给预留通信信道允许向网络添加设备或从网络中移除设备，而不需要WLAN环境的完全的重配置以满足设备要求的带宽。
图6-7是根据各实施例的WLAN环境中信道分配方案的示意图。图6描述了预留给三个指定池：池1、池2和池3的示例性信道分配。在一些实施例中，池1可包含信道36、40、44、48、52和56，池2可包含信道60、64和149，池3可包含信道153、157和161。WLAN控制器可以实施注册过程，其中，SSIS向WLAN控制器注册为仅使用指定通信信道的一个或更多个池进行操作的指定SSID设备。可以实施其它的信道分配方案。
图7描述了在高密度区域（比如多层的建筑群）中的WiFi基础设施中预留给三个指定池的示例性信道分配。
在之前的讨论中，描述了示例性过程的具体实现，然而，应当理解，在替代的实施中，某些动作不必按照上面描述的顺序执行。在替代的实施例中，可以根据情形修改、按照不同的顺序执行或完全省略一些动作。此外，在各个可替代的实施例中，所描述的动作可以由计算机、控制器、处理器、可编程装置、固件或任何其它适合的装置来实施，并且可以基于存储在一个或更多个计算机可读介质上或者存储或编程到这些装置中的指令来实施（如，包括实时传输计算机可读指令到这些装置）。在软件环境中，以上描述的动作可以表示计算机指令，当被一个或更多个处理器执行时，这些计算机指令完成所述的操作。在使用计算机可读介质的情况下，计算机可读介质可以是能够被装置访问以实现存储在其上的指令的任何可用介质。
虽然已经描述了各种实施例，然而本领域的技术人员将认识到不脱离本公开的可以做的修改和变动。这些示例图示了各种实施例并且并非旨在限制本发明。因此，这些描述和权利要求应当被宽泛地理解，这些限制仅在考虑到相关的现有技术时是必要的。

Claims (13)

1.一种在无线局域网即WLAN控制器中管理无线网络资源的方法，所述方法包括：
在与所述WLAN控制器耦合的存储器中维护特定服务集标识符即SSID设备的列表，其中在所述存储器中维护特定SSID设备的所述列表包括实施注册过程，其中至少一个SSID设备向所述WLAN控制器注册为与专用通信信道关联的特定SSID设备，所述SSID设备是为无线客户端设备提供无线通信的接入点设备；
维护在无线网络环境中可用的多个指定的通信信道；
从所述多个指定的通信信道中定义至少一个预留通信信道；
从SSID设备接收接入所述WLAN控制器管理的无线网络资源的请求；以及
当所述SSID设备被包括在特定SSID设备的列表中时，将所述至少一个预留通信信道分配给所述SSID设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述多个指定的通信信道中定义所述至少一个预留通信信道包括从所述WLAN控制器实施的一个或多个动态信道分配过程中保留所述至少一个预留通信信道。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述SSID设备包括带宽需求并进一步包括：
监测与分配给所述SSID设备的所述至少一个预留通信信道关联的可用带宽参数；以及
当与所述至少一个预留通信信道关联的所述可用带宽参数不满足与所述SSID设备关联的带宽需求时，为所述SSID设备分配第二预留通信信道。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述多个指定的通信信道中定义所述至少一个预留通信信道包括定义多个非重叠的预留通信信道。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
将分配的至少一个预留通信信道用于在企业中工作的多个组织中的一个。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：
允许在企业中工作的所述多个组织中的多个组织通过所述至少一个预留通信信道与所述WLAN控制器通信。
7.一种无线局域网即WLAN控制器，其包括：
处理器；以及
存储指令的计算机可读存储装置，当所述处理器执行这些指令时，引起所述处理器执行操作，所述操作包括：
在与所述WLAN控制器耦合的存储器中维护特定服务集标识符即SSID设备的列表，其中所述SSID设备是为无线客户端设备提供无线通信的接入点设备；
实施注册过程，其中至少一个SSID设备向所述WLAN控制器注册为使用指定的通信信道池工作的特定SSID设备；
维护在无线网络环境中可用的多个通信信道；
从所述多个通信信道中定义至少一个预留通信信道；
从SSID设备接收接入由所述WLAN控制器管理的无线网络资源的请求；以及
当所述SSID设备被包括在特定SSID设备的列表上时，将所述至少一个预留通信信道分配给所述SSID设备。
8.根据权利要求7所述的WLAN控制器，其中所述操作进一步包括从由所述WLAN控制器实现的一个或多个动态信道分配过程中为特定SSID设备的逻辑池保留所述至少一个预留通信信道。
9.根据权利要求7所述的WLAN控制器，其中所述操作进一步包括：
监测与分配给所述SSID设备的所述至少一个预留通信信道关联的可用带宽参数；以及
当与所述至少一个预留通信信道关联的可用带宽参数不满足与所述SSID设备关联的带宽需求时，为所述SSID设备分配第二预留通信信道。
10.根据权利要求7所述的WLAN控制器，其中所述操作进一步包括定义多个非重叠的预留通信信道。
11.根据权利要求10所述的WLAN控制器，其中所述操作进一步包括将分配的至少一个预留通信信道用于在企业中工作的多个组织中的一个。
12.根据权利要求11所述的WLAN控制器，其中所述操作进一步包含允许在企业中工作的所述多个组织中的多个组织通过所述至少一个预留通信信道与所述WLAN控制器通信。
13.一种非暂时性计算机可读存储装置，其存储指令，当处理器执行这些指令时，引起所述处理器以执行权利要求1-6所述的方法中的任何一种方法。
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