CN104219696A - 一种加快收集无线终端定位信号的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加快收集无线终端定位信号的方法和装置，应用在SDN网络中。根据OpenFlow协议的特性，通过SDN控制器主动构造目的地址为需要定位的无线终端的请求报文，并将该请求报文发送给该需要定位的无线终端，从而触发无线终端响应。AP设备在接收到需要定位的无线终端响应报文后，将该响应报文的无线信号强度信息上报给SDN控制器，进而计算无线终端的物理位置。通过本发明主动给需要定位的无线终端发送请求报文的方式，可以大幅提高基于AP设备定位无线终端位置的精度。

Description

一种加快收集无线终端定位信号的方法及装置

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种在SDN（Software DefinedNetwork，软件定义网络）网络环境下加快基于AP设备收集无线终端定位信号的方法及装置。

背景技术

在WLAN（Wireless LAN，无线局域网）网络中，传统的基于AP（AccessPoint，接入点）设备定位无线终端的主要原理是：根据多个（三个或三个以上）处于不同位置的AP设备收集获取无线终端发出的信号强弱，判断该无线终端距离各AP设备的距离，进而以各AP设备为圆心，无线终端距离各AP设备的距离为半径，计算出无线终端所处的具体物理位置（即为以各AP设备为圆心的多个圆交点）。此种无线定位方式，可以有效的判定无线终端所处的物理位置，并且不需要在无线终端上安装特殊的定位软件等，因此具有广泛的适应性。

然而，此种定位方式存在一定的缺陷。由于在此种无线定位方式下，AP设备只能被动地收集无线终端发出的无线信号，如果无线终端比较空闲，或只有较少的报文发出时，将会造成AP设备收集到该终端无线信号的速度非常缓慢，进而造成无线终端定位位置更新缓慢，精度较差。尤其当AP设备扫描到信号的数量越少时，受到波动干扰的概率就会越高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种加快收集无线终端定位信号的方法及装置，以解决现有技术方案中存在的问题与不足。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种加快收集无线终端定位信号的装置，应用于SDN网络中提高无线终端的物理位置定位精度，所述SDN网络中至少包括3个以上的AP设备，所述装置包括：关联查找单元、报文构造单元以及位置定位单元，其中：

关联查找单元，用于查找SDN网络中需要定位的无线终端所关联的AP设备；

报文构造单元，用于根据预设的规则构造目的地址为需要定位的无线终端的请求报文并将该请求报文发送给关联的AP设备，关联的AP设备收到该报文后借由空口转发给需要定位的无线终端；

位置定位单元，用于接收AP设备上报需要定位的无线终端信号强度信息，并根据各AP设备上报的无线信号强度信息计算无线终端的物理位置。

本发明同时提供一种加快收集无线终端定位信号的方法，应用于SDN网络中提高无线终端的物理位置定位精度，所述SDN网络中至少包括一个SDN控制器和3个以上的AP设备，其中所述方法包括如下步骤：

步骤1、查找SDN网络中需要定位的无线终端关联的AP设备；

步骤2、根据预设的规则构造目的地址为需要定位的无线终端的请求报文并将该请求报文发送给关联的AP设备，关联的AP设备收到报文后借由空口转发给需要定位的无线终端；

步骤3、接收AP设备上报需要定位的无线终端信号强度信息，并根据各AP设备上报的无线信号强度信息计算无线终端的物理位置。

与现有的技术相比，本发明根据OpenFlow协议的特性，通过SDN控制器构造目的地址为需要定位的无线终端的请求报文并将该请求报文发送给该需要定位的无线终端，从而触发无线终端进行响应，继而加快AP设备检测到无线终端发出无线信号的概率，提高基于AP定位无线终端位置的精度。

附图说明

图1是本发明加快无线定位速度的装置结构示意图；

图2是本发明加快无线定位速度的方法流程示意图；

图3是某网络应用场景下加快无线定位速度的实现示例图。

具体实施方式

SDN（Software Defined Network，软件定义网络）网络作为新一代的网络组织结构，极大颠覆了原有网络的组织方式，为网络管理者管理网络提供了极大的方便及灵活性，网络管理者可以按照自己的需要来定义网络。SDN网络主要由SDN控制器及SDN交换机组成。其中，OpenFlow技术作为SDN网络的一种主要实现技术，为用户提供了一种新的网络管理方式。

为了实现本发明的目的，本发明采用的核心思想是：根据OpenFlow协议的特性，在SDN网络中通过SDN控制器主动构造目的地址为需要定位的无线终端的请求报文，并将该请求报文发送给该需要定位的无线终端，从而触发无线终端响应。AP设备接收到需要定位的无线终端响应报文后，将该响应报文的无线信号强度信息上报给SDN控制器，进而计算无线终端的物理位置。通过本发明主动给需要定位的无线终端发送请求报文的方式，可以大幅提高基于AP设备定位无线终端位置的精度。

以软件实现为例，本发明提供一种加快收集无线终端定位信号的装置，应用于SDN网络中提高无线终端的定位精度。其中该装置作为逻辑装置运行在SDN控制器上，作为该逻辑装置运行的载体，SDN控制器的硬件环境通常至少都包括CPU、内存以及非易失性存储器来支持上述逻辑装置的运行。当然，SDN控制器可能还包括其他的业务硬件，由于这些并非为实现本发明目的的必需组件，在此不赘述。

如图1所示，本发明装置包括：关联查找单元、报文构造单元、转发规则建立单元以及位置定位单元。其中所述装置在SDN网络中加快收集无线终端定位信号的过程如图2所示，具体如下：

步骤1、关联查找单元查找SDN网络中需要定位的无线终端所关联的AP设备。

在正常的SDN网络环境下，SDN控制器和AP等设备均通过OpenFlow协议实现互联互通。当无线终端在接入无线局域网时，其首先必须要收集其周围存在的AP设备，并与其中一个AP设备进行关联（即后续该无线终端的接入服务将由该关联的AP设备提供），这样关联的AP设备上就保存有无线终端的基本信息（例如：该无线终端的IP地址信息、MAC信息等）。当需要对某无线终端进行位置定位时，所述关联查找单元就通过查找AP设备上保存的无线终端信息来获取关联的AP设备信息。

步骤2、报文构造单元根据预设的规则构造目的地址为需要定位的无线终端的请求报文并将该请求报文发送给关联的AP设备，关联的AP设备收到报文后借由空口转发给需要定位的无线终端。

根据OpenFlow协议的特性，所述报文构造单元根据预设的规则，构造目的地址为需要定位的无线终端的请求报文（例如：PING报文或者ARP报文），并通过Packet_Out下发到无线终端关联的AP设备上。其中所述预设的规则在具体实现时，可以以时间为周期构造特殊报文，或者当无线终端发送无线信号的频率小于预设的阈值后构造特殊报文等，在此不做限制。

当AP设备接收到报文构造单元构造的请求报文（例如：PING报文）后，借由空口转发给需要定位的无线终端。为了保证AP设备能够将接收到的需要定位的无线终端发送的无线信号强度信息上报给位置定位单元，所述转发规则建立单元需要事先在所有能够接收到无线终端发送的无线信号的AP设备上建立无线信号强度信息上报规则。

步骤3、位置定位单元接收AP设备上报的无线终端信号强度信息，并根据各AP上报的无线信号强度信息计算无线终端的物理位置。

为了实现本发明目的，网络管理员需要事先将本发明SDN网络中的AP设备默认设置在“混杂”模式下，这样，在需要定位的无线终端接收到报文构造单元构造的请求报文（例如：Ping报文）后，将通过空口向与之关联的AP设备发出响应报文。根据无线信号收发的原理，此时除了关联的AP设备外，无线终端周围的其他AP设备也会监听到该需要定位的无线终端发出的响应报文强度信息，各AP设备在接收到无线终端信号强度信息后，根据转发规则建立单元为各AP设备建立的无线信号强度信息上报规则，将该信号强度信息上报给位置定位单元。这样，所述位置定位单元就可以根据各AP设备上报的无线信号强度信息，计算出该无线终端的具体物理位置。

通过上述描述可知，本发明装置通过在SDN网络中主动触发无线终端发送响应报文，从而加快处于不同位置的AP设备收集该无线终端响应报文的无线信号强度信息，进而大大提高无线终端的定位精度。

为了使本领域技术人员更加清楚和明白，以下结合图3所述的某应用场景下示例，详细描述在SDN网络中依据本发明加快收集无线终端定位信号速度的实现过程。

假设在图3所示的基于AP定位的某SDN网络中，有4个AP设备参与无线终端的定位，分别是AP1、AP2、AP3、AP4。通过本发明装置的关联查找单元的查找，发现其中AP1是无线终端的接入AP。

当需要对此无线终端进行准确定位时，网络管理员需要事先将AP1、AP2、AP3、AP4设备分别默认设置为“混杂”模式，同时，通过本发明装置上的转发规则建立单元在AP1，AP2，AP3，AP4设备上建立无线终端无线信号强度信息上报规则。这样，各AP设备就都可以监听到需要定位的无线终端发出的报文。具体地，本发明装置（OpenFlow Controller）上的报文构造单元根据预设的规则，构造一个PING报文，并通过Packet_Out方式下发给AP1设备，AP1设备接收到该Ping报文后，通过空口将该Ping报文转发给需要定位的无线终端。无线终端接收到AP1设备发送的Ping报文后会对之进行响应，并向AP1设备发送响应报文。根据无线信号接收的原理，由于各AP设备均处于混杂模式下，因此除了AP1设备能够接收到该响应报文外，该无线终端周围其他的AP2，AP3，AP4设备也将同时接收到，由于本发明装置上的转发规则建立单元已经在AP1，AP2，AP3，AP4设备上建立了无线终端无线信号强度信息上报规则。因此，AP1，AP2，AP3，AP4设备会根据转发规则单元建立的转发规则，将接收到的需要定位的该无线终端的响应报文无线信号强度信息上报给本发明装置的位置定位单元，进而位置定位单元根据AP1，AP2，AP3，AP4设备接收的无线终端的无线信号强度信息，可以计算出该无线终端的准确位置信息。

与现有的技术相比较，本发明应用场景下，通过增加主动发送Ping报文的频率，可以很好的增加这4个AP扫描到此无线终端发出信号的概率，从而可以提高基于AP设备定位无线终端的精度，有效地解决在SDN网络中无线终端基于AP定位速度缓慢，精度较差的问题，大大提高了无线定位功能的可用性及实时性。

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 (10)

1.一种加快收集无线终端定位信号的装置，应用于SDN网络中提高无线终端的物理位置定位精度，所述SDN网络中至少包括3个以上的AP设备，所述装置包括：关联查找单元、报文构造单元以及位置定位单元，其特征在于：

关联查找单元，用于查找SDN网络中需要定位的无线终端所关联的AP设备；

报文构造单元，用于根据预设的规则构造目的地址为需要定位的无线终端的请求报文并将该请求报文发送给关联的AP设备，所述关联的AP设备收到该报文后借由空口转发给需要定位的无线终端；

位置定位单元，用于接收AP设备上报需要定位的无线终端信号强度信息，并根据各AP设备上报的无线信号强度信息计算无线终端的物理位置。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括转发规则建立单元，用于在AP设备上建立无线信号强度信息上报规则，AP设备接收到的来自需要定位的无线终端的无线信号强度信息后，根据所述规则将该无线信号强度信息上报给位置定位单元。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述构造需要定位的无线终端请求报文的预设规则为：以时间为周期构造需要定位的无线终端的请求报文，或者当无线终端发送无线信号的频率小于预设的阈值后构造需要定位的无线终端的请求报文。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述报文构造单元构造的请求报文为Ping报文或者ARP报文，所述装置为SDN控制器。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述AP设备处于混杂模下，由网络管理员事先配置设置。

6.一种加快收集无线终端定位信号的方法，应用于SDN网络中提高无线终端的物理位置定位精度，所述SDN网络中至少包括一个SDN控制器和3个以上的AP设备，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1、查找SDN网络中需要定位的无线终端关联的AP设备；

步骤2、根据预设的规则构造目的地址为需要定位的无线终端的请求报文并将该请求报文发送给关联的AP设备，关联的AP设备收到该报文后借由空口转发给需要定位的无线终端；

步骤3、接收AP设备上报需要定位的无线终端的无线信号强度信息，并根据各AP设备上报的无线信号强度信息计算无线终端的物理位置。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤3之前，还需在AP设备上建立无线信号强度信息上报规则，AP设备在接收到需要定位的无线终端发出的无线信号强度信息后，根据所述无线信号强度信息上报规则进行上报。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述构造需要定位的无线终端的请求报文的预设规则为：以时间为周期构造需要定位的无线终端的请求报文，或者当无线终端发送无线信号的频率小于预设的阈值后构造需要定位的无线终端的请求报文。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述报文构造单元构造的请求报文为Ping报文或者ARP报文。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述AP设备处于混杂模下，由网络管理员事先配置设置。