CN104053171A - 一种无线路由器及其信道切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于无线通信领域，提供了一种无线路由器及其信道切换方法。所述方法包括：无线路由器监听其它无线路由器发出的信标帧；当接收到其它无线路由器发出的信标帧时，无线路由器计算所述信标帧对应的接收信号强度指示RSSI；无线路由器根据所述RSSI计算得到信道干扰指标；无线路由器将所述信道干扰指标和预设的阈值相比较；如果所述信道干扰指标达到预设的阈值，则无线路由器进行信道切换。本发明降低了无线路由器的功耗，实现平台为无线路由器，不需要依赖于第三方设备，因此成本低；另外，能有效解决因干扰导致路由器上网速率变慢问题，提升用户上网速率。

Description

一种无线路由器及其信道切换方法

技术领域

本发明属于无线通信领域，尤其涉及一种无线路由器及其信道切换方法。

背景技术

无线路由器已渐渐在家庭普及，因邻居间无线路由器干扰导致上网速率变慢的问题时有发生。现有技术提供了一种在无线通信系统中实现信道切换的方法及系统。该技术方案的实现主要包括:首先，在无线通信系统中检测各个信道的干扰参数信息；之后，根据所述的干扰参数信息确定符合预定的信道切换条件的信道，并进行信道切换处理，将所述信道切换作为工作信道。该技术方案通过合理的工作信道切换的方法有效减小了系统中干扰对通信过程的影响。而且仅有满足相应的条件或达到相应的门限值才进行信道切换，因而避免了过于频繁的信道切换操作。

然而，现有技术提供的在无线通信系统中实现信道切换的方法及系统，只是粗略统计各个信道信号作为干扰，并未根据信号特征进行处理，因此，存在以下问题：

需要实时检测所有信道，而非单个信道，还需要依赖于第三方设备，增加了成本和功耗；

需要定时不断地检测处理，而不是收到有效信号后才处理，增加了一定的功耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线路由器及其信道切换方法，旨在解决现有技术的信道切换方案成本和功耗高的问题。

第一方面，本发明提供了一种无线路由器的信道切换方法，所述方法包括：

无线路由器监听其它无线路由器发出的信标帧；

当接收到其它无线路由器发出的信标帧时，无线路由器计算所述信标帧对应的接收信号强度指示RSSI；

无线路由器根据所述RSSI计算得到信道干扰指标；

无线路由器将所述信道干扰指标和预设的阈值相比较；

如果所述信道干扰指标达到预设的阈值，则无线路由器进行信道切换。

第二方面，本发明提供了一种无线路由器，所述无线路由器包括：

第一监听模块，用于监听其它无线路由器发出的信标帧；

第一计算模块，用于当接收到其它无线路由器发出的信标帧时，计算所述信标帧对应的接收信号强度指示RSSI；

第二计算模块，用于根据所述RSSI计算得到信道干扰指标；

比较模块，用于将所述信道干扰指标和预设的阈值相比较；

切换模块，用于如果所述信道干扰指标达到预设的阈值，则进行信道切换。

在本发明中，由于接收到其它无线路由器发出的信标帧时才会进行后续处理，因此会根据周围无线路由器的信标帧情况动态变化检测周期，所以一定程度上降低了无线路由器的功耗。另外，由于利用了无线路由器作为AP时会定期不断发送信标帧的特性，因此实现平台为无线路由器，不需要依赖于第三方设备，因此成本低；另外，能有效解决因干扰导致路由器上网速率变慢问题，提升用户上网速率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的无线路由器的信道切换方法的流程图。

图2是本发明实施例二提供的无线路由器的信道切换方法的流程图。

图3是本发明实施例二提供的无线路由器的信道切换方法中，无线路由器进行信道切换的流程图。

图4是本发明实施例三提供的无线路由器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

请参阅图1，本发明实施例一提供的无线路由器的信道切换方法包括以下步骤：

S101、无线路由器监听其它无线路由器发出的信标帧(Beacon Frame)；

S102、当接收到其它无线路由器发出的信标帧时，无线路由器计算所述信标帧对应的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)；

S103、无线路由器根据所述RSSI计算得到信道干扰指标；

S104、无线路由器将所述信道干扰指标和预设的阈值相比较；

S105、如果所述信道干扰指标达到预设的阈值，则无线路由器进行信道切换。

在本发明实施例一中，由于接收到其它无线路由器发出的信标帧时才会进行后续处理，因此会根据周围无线路由器的信标帧情况动态变化检测周期，所以一定程度上降低了无线路由器的功耗。另外，由于利用了无线路由器作为AP时会定期不断发送信标帧的特性，因此实现平台为无线路由器，不需要依赖于第三方设备，因此成本低；另外，能有效解决因干扰导致路由器上网速率变慢问题，提升用户上网速率。

实施例二：

请参阅图2，本发明实施例二提供的无线路由器的信道切换方法包括以下步骤：

S201、无线路由器监听其它无线路由器发出的信标帧；

S202、当接收到其它无线路由器发出的信标帧时，无线路由器计算所述信标帧对应的RSSI，并提取出发送所述信标帧的路由信息；

在本发明实施例二中，提取出发送所述信标帧的路由信息具体为：

提取所述信标帧的SSID(Service Set Identifier，服务集标识，即无线网络的名称)字段，得到发送所述信标帧的路由器的SSID。

S203、根据所述路由信息判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是否为桥接关系，如果是，则返回S201，否则，执行S204；

在本发明实施例二中，根据所述路由信息判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是否为桥接关系具体为：

将发送所述信标帧的路由器的SSID跟用户预置的桥接路由器的SSID相比较，判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是否为桥接关系，如果SSID一致，则认为发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是桥接关系。

S204、无线路由器更新路由器列表中的发送所述信标帧的无线路由器对应的RSSI；

在本发明实施例二中，S204具体为：

无线路由器将所述信标帧对应的RSSI值和发送所述信标帧的无线路由器之前发送的信标帧对应的RSSI值进行累加，同时将计数加1；

将所述发送所述信标帧的路由信息、对应RSSI累加值及信标帧的计数更新到路由器列表中，如果发现发送所述信标帧的无线路由器是新加入的无线路由器，则新增加一条路由信息。

注意RSSI的计算是按无线路由器划分的，即如果有M个非桥接的无线路由器工作在同一个信道上，则路由器列表中会有M条路由信息，每条路由信息中都记录着这个时间内该无线路由器发出的信标帧的RSSI累加值及信标帧的计数。

S205、判断是否到达更新信道干扰的时间，如果没有，则返回S201，否则，执行S206；

S206、将路由器列表中每条路由信息中的RSSI累加值除以对应的信标帧的计数，得到每条路由信息对应的RSSI值，选取最大的RSSI值；并获取同信道第三方噪声干扰；

其中，每一个信道对应一个路由器列表。

假设在上一次更新信道干扰到这一次更新信道干扰的更新时间段内收到M个路由的信标帧，接收到第j个路由的信标帧计数为N[j](0≤j≤M)，对应的RSSI值为S_j1,S_j2,…,S_jN[j]。则可以得到第j个路由的RSSI的均值为：

ave(RSSI)_j＝(S_j1+S_j2+…+S_jN[j])/N[j]，(其中N[j]>0，0＜j≤M)

N[j]为0时ave(RSSI)_j的值也为0，j为0时表示没有接收到其它路由的信标帧。

为了去除一些突然的干扰，还可以去除最大值和最小值，累加后再求平均。

S207、根据所述最大的RSSI值和第三方噪声干扰，计算得到信道干扰指标。

在本发明实施例二中，S207之后，所述方法还可以包括以下步骤：

无线路由器清空上一次更新信道干扰到这一次更新信道干扰的更新时间段内统计得到的路由器列表，以便重新检测。

在本发明实施例二中，S207具体包括以下步骤：

信道干扰＝max{ave(RSSI)₁,ave(RSSI)₂,…,ave(RSSI)_j}+w*(noise_floor)

其中，noise_floor为第三方噪声干扰，即这段时间计算出来的第三方噪声值，可从芯片中获取。w为加权因子，可根据实际情况进行调整，这里设为2。

S208、无线路由器将所述信道干扰指标和预设的阈值相比较；

S209、如果所述信道干扰指标达到预设的阈值，则无线路由器进行信道切换。

根据国家的不同，2.4GHz频段WLAN最多分成14个信道。每个信道带宽为20MHz，下一个信道和上一个信道偏移5MHz。14信道有些特殊，和13信道偏移10MHz。

在本发明实施例二中，所述无线路由器进行信道切换具体包括以下步骤：

S301、所述无线路由器将工作信道依次遍历WLAN的各信道，并在每个信道

上停留预设时间；

S302、在所述预设时间内监听每个信道上其它无线路由器发出的信标帧；

S303、无线路由器计算所述信标帧对应的RSSI；

S304、当遍历完成时，无线路由器计算得到每个信道的最大的RSSI值；有多少个信道，就有多少个最大的RSSI值，如果有14个信道，就可得到14个最大的RSSI值，设为：R₁,R₂……R₁₄；

S305、因为信道间有相互干扰，为使结果更加准确，无线路由器对得到的每个信道的最大的RSSI值进行相应的平均计算(如下表所示)，最终得到每个信道平均后的RSSI值，如果有14个信道，则得到R_1ave,R_2ave,……R_14ave；

S306、根据每个信道平均后的RSSI值，计算出每个信道的信道干扰指标：

第i个信道的信道干扰指标＝R_iave+w*(noise_floor_i)

其中，i＝1……M,M是WLAN的信道数量，noise_floor_i为在第i个信道时测得的第三方干扰噪声。w为加权因子，可根据实际情况进行调整，这里设为2；

S307、无线路由器将当前工作信道切换到干扰最小的信道。

此处可以为手动或智能切换的方式将当前工作信道切换到干扰最小的信道，用户无需重启无线路由器。

而哪些信道对本信道有干扰，看该本信道覆盖了哪些信道的中心频率。如下表所示：

RSSI平均值的计算

信道干扰信道	平均值Riave(i＝1～14)
		11,2,3	(R1+R2+R3)/3
21,2,3,4	(R1+R2+R3+R4)/4
		31,2,3,4,5	(R1+R2+R3+R4+R5)/5
42,3,4,5,6	(R2+R3+R4+R5+R6)/5
		53,4,5,6,7	(R3+R4+R5+R6+R7)/5
64,5,6,7,8	(R4+R5+R6+R7+R8)/5
		75,6,7,8,9	(R5+R6+R7+R8+R9)/5
86,7,8,9,10	(R6+R7+R8+R9+R10)/5
		97,8,9,10,11	(R7+R8+R9+R10+R11)/5
108,9,10,11,12	(R8+R9+R10+R11+R12)/5
		119,10,11,12,13	(R9+R10+R11+R12+R13)/5
1210,11,12,13	(R10+R11+R12+R13)/4
		1311,12,13	(R11+R12+R13)/3
1413,14	(R13+R14)/2

在本发明实施例二中，由于接收到其它无线路由器发出的信标帧时才会进行后续处理，因此会根据周围无线路由器的信标帧情况动态变化检测周期，所以一定程度上降低了无线路由器的功耗。另外，由于利用了无线路由器作为AP时会定期不断发送信标帧的特性，因此实现平台为无线路由器，不需要依赖于第三方设备，因此成本低；另外，能有效解决因干扰导致路由器上网速率变慢问题，提升用户上网速率；另外，由于根据路由信息判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是否为桥接关系，从而去除桥接路由器带来的影响，结果更为准确；再者，可以根据检测结果手动或智能切换到新信道，用户无需重启路由器。

实施例三：

请参阅图4，本发明实施例三提供的无线路由器包括：第一监听模块11、第一计算模块12、第二计算模块13、比较模块14和切换模块15，其中，

第一监听模块11，用于监听其它无线路由器发出的信标帧；

第一计算模块12，用于当接收到其它无线路由器发出的信标帧时，计算所述信标帧对应的接收信号强度指示RSSI；

第二计算模块13，用于根据所述RSSI计算得到信道干扰指标；

比较模块14，用于将所述信道干扰指标和预设的阈值相比较；

切换模块15，用于如果所述信道干扰指标达到预设的阈值，则进行信道切换。

在本发明实施例三中，所述无线路由器还可以包括：

提取模块，用于提取出发送所述信标帧的路由信息；具体为：提取所述信标帧的SSID字段，得到发送所述信标帧的路由器的SSID；

第一判断模块，用于根据所述路由信息判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是否为桥接关系，如果是，则由所述监听模块监听其它无线路由器发出的信标帧；

更新模块，用于当所述第一判断模块判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器不是桥接关系时，更新路由器列表中的发送所述信标帧的无线路由器对应的RSSI；具体为：无线路由器将所述信标帧对应的RSSI值和发送所述信标帧的无线路由器之前发送的信标帧对应的RSSI值进行累加，同时将计数加1；将所述发送所述信标帧的路由信息、对应RSSI累加值及信标帧的计数更新到路由器列表中；

第二判断模块，用于判断是否到达更新信道干扰的时间，如果没有，则由所述监听模块监听其它无线路由器发出的信标帧；

选取模块，用于当所述第二判断模块判断到达更新信道干扰的时间时，将路由器列表中每条路由信息中的RSSI累加值除以对应的信标帧的计数，得到每条路由信息对应的RSSI值，选取最大的RSSI值；

获取模块，用于当所述第二判断模块判断到达更新信道干扰的时间时，获取同信道第三方噪声干扰；

所述第二计算模块具体用于：根据所述最大的RSSI值和第三方噪声干扰，计算得到信道干扰指标。

在本发明实施例三中，所述第二计算模块具体可以用于：信道干扰指标等于第三方噪声干扰乘以加权因子得到的值与所述最大的RSSI值的和。

在本发明实施例三中，所述第一判断模块具体可以用于：将发送所述信标帧的路由器的SSID跟用户预置的桥接路由器的SSID相比较，判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是否为桥接关系，如果SSID一致，则认为发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是桥接关系。

在本发明实施例三中，所述切换模块具体可以包括：

遍历模块，用于将工作信道依次遍历WLAN的各信道，并在每个信道上停留预设时间；

第二监听模块，用于在所述预设时间内监听每个信道上其它无线路由器发出的信标帧；

第三计算模块，用于计算所述信标帧对应的RSSI；

第四计算模块，用于当遍历完成时，计算得到每个信道的最大的RSSI值；

第五计算模块，用于对得到的每个信道的最大的RSSI值进行相应的平均计算，最终得到每个信道平均后的RSSI值；

第六计算模块，用于根据每个信道平均后的RSSI值，计算出每个信道的信道干扰指标；

切换子模块，用于将当前工作信道切换到干扰最小的信道。

在本发明实施例三中，所述无线路由器还可以包括：

清空模块，用于清空上一次更新信道干扰到这一次更新信道干扰的更新时间段内统计得到的路由器列表，以便重新检测。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

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)

1.一种无线路由器的信道切换方法，其特征在于，所述方法包括：

无线路由器监听其它无线路由器发出的信标帧；

当接收到其它无线路由器发出的信标帧时，无线路由器计算所述信标帧对应的接收信号强度指示RSSI；

无线路由器根据所述RSSI计算得到信道干扰指标；

无线路由器将所述信道干扰指标和预设的阈值相比较；

如果所述信道干扰指标达到预设的阈值，则无线路由器进行信道切换。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当接收到其它无线路由器发出的信标帧时，所述方法还包括：

提取出发送所述信标帧的路由信息；

所述提取出发送所述信标帧的路由信息之后，所述方法还包括：

根据所述路由信息判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是否为桥接关系，如果是，则返回所述无线路由器监听其它无线路由器发出的信标帧；否则，无线路由器更新路由器列表中的发送所述信标帧的无线路由器对应的RSSI；具体为：无线路由器将所述信标帧对应的RSSI值和发送所述信标帧的无线路由器之前发送的信标帧对应的RSSI值进行累加，同时将计数加1；将所述发送所述信标帧的路由信息、对应RSSI累加值及信标帧的计数更新到路由器列表中；

判断是否到达更新信道干扰的时间，如果没有，则返回所述无线路由器监听其它无线路由器发出的信标帧；否则，将路由器列表中每条路由信息中的RSSI累加值除以对应的信标帧的计数，得到每条路由信息对应的RSSI值，选取最大的RSSI值；并获取同信道第三方噪声干扰；

所述无线路由器根据所述RSSI计算得到信道干扰指标具体为：

根据所述最大的RSSI值和第三方噪声干扰，计算得到信道干扰指标。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大的RSSI值和第三方噪声干扰，计算得到信道干扰指标具体为：

信道干扰指标等于第三方噪声干扰乘以加权因子得到的值与所述最大的RSSI值的和。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述路由信息判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是否为桥接关系具体为：

将发送所述信标帧的路由器的SSID跟用户预置的桥接路由器的SSID相比较，判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是否为桥接关系，如果SSID一致，则认为发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是桥接关系。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线路由器进行信道切换具体包括：

所述无线路由器将工作信道依次遍历WLAN的各信道，并在每个信道上停留预设时间；

在所述预设时间内监听每个信道上其它无线路由器发出的信标帧；

无线路由器计算所述信标帧对应的RSSI；

当遍历完成时，无线路由器计算得到每个信道的最大的RSSI值；

无线路由器对得到的每个信道的最大的RSSI值进行相应的平均计算，最终得到每个信道平均后的RSSI值；

根据每个信道平均后的RSSI值，计算出每个信道的信道干扰指标；

无线路由器将当前工作信道切换到干扰最小的信道。

6.一种无线路由器，其特征在于，所述无线路由器包括：

第一监听模块，用于监听其它无线路由器发出的信标帧；

第一计算模块，用于当接收到其它无线路由器发出的信标帧时，计算所述信标帧对应的接收信号强度指示RSSI；

第二计算模块，用于根据所述RSSI计算得到信道干扰指标；

比较模块，用于将所述信道干扰指标和预设的阈值相比较；

切换模块，用于如果所述信道干扰指标达到预设的阈值，则进行信道切换。

7.如权利要求6所述的无线路由器，其特征在于，所述无线路由器还包括：

提取模块，用于提取出发送所述信标帧的路由信息；

第一判断模块，用于根据所述路由信息判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是否为桥接关系，如果是，则由所述监听模块监听其它无线路由器发出的信标帧；

更新模块，用于当所述第一判断模块判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器不是桥接关系时，更新路由器列表中的发送所述信标帧的无线路由器对应的RSSI；具体为：无线路由器将所述信标帧对应的RSSI值和发送所述信标帧的无线路由器之前发送的信标帧对应的RSSI值进行累加，同时将计数加1；将所述发送所述信标帧的路由信息、对应RSSI累加值及信标帧的计数更新到路由器列表中；

第二判断模块，用于判断是否到达更新信道干扰的时间，如果没有，则由所述监听模块监听其它无线路由器发出的信标帧；

选取模块，用于当所述第二判断模块判断到达更新信道干扰的时间时，将路由器列表中每条路由信息中的RSSI累加值除以对应的信标帧的计数，得到每条路由信息对应的RSSI值，选取最大的RSSI值；

获取模块，用于当所述第二判断模块判断到达更新信道干扰的时间时，获取同信道第三方噪声干扰；

所述第二计算模块具体用于：根据所述最大的RSSI值和第三方噪声干扰，计算得到信道干扰指标。

8.如权利要求7所述的无线路由器，其特征在于，所述第二计算模块具体用于：信道干扰指标等于第三方噪声干扰乘以加权因子得到的值与所述最大的RSSI值的和。

9.如权利要求7所述的无线路由器，其特征在于，所述第一判断模块具体用于：将发送所述信标帧的路由器的SSID跟用户预置的桥接路由器的SSID相比较，判断发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是否为桥接关系，如果SSID一致，则认为发送所述信标帧的无线路由器跟本无线路由器是桥接关系。

10.如权利要求6所述的无线路由器，其特征在于，所述切换模块具体包括：

遍历模块，用于将工作信道依次遍历WLAN的各信道，并在每个信道上停留预设时间；

第二监听模块，用于在所述预设时间内监听每个信道上其它无线路由器发出的信标帧；

第三计算模块，用于计算所述信标帧对应的RSSI；

第四计算模块，用于当遍历完成时，计算得到每个信道的最大的RSSI值；

第五计算模块，用于对得到的每个信道的最大的RSSI值进行相应的平均计算，最终得到每个信道平均后的RSSI值；

第六计算模块，用于根据每个信道平均后的RSSI值，计算出每个信道的信道干扰指标；

切换子模块，用于将当前工作信道切换到干扰最小的信道。