CN104602312A - 一种无线信道切换方法及ap - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了无线信道切换方法及AP。本发明实施例中通过检测AP在连接信道上的干扰信号强度和丢包率；检测到干扰信号强度超过第一阈值且丢包率超过第二阈值，则向接入站点发送信道切换询问消息；确定出目标切换信道，向接入站点发送信道切换命令，以使接入站点切换到目标切换信道；本发明实施例中通过判断连接信道上的干扰信号强度和丢包率，全面考虑连接信道的情况，当上述二者均不满足设定要求时，则从扫描到的各个信道中确定出目标切换信道，并切换到目标切换信道，实现了当连接信道被干扰时，动态切换到一个更优的信道上，有效减少无线数据在传输过程中为抢占信道出现数据重传、帧等待、帧碰撞等问题的概率。
Description
技术领域
本发明涉及实时流媒体领域，尤其涉及一种无线信道切换方法及AP。
背景技术
AP(Access Point，无线接入点)是用于无线网络的无线交换设备，是移动终端用户进入有线网络的接入点。主要用于宽带家庭，大楼内部，以及园区内部，覆盖范围在几十米至上千米不等。目前主要支持无线保真(Wireless-Fidelity，简称Wi-Fi)技术标准，其下行可以与Wi-Fi工作站连接，作为用户接入WAN(Wide Area Network，广域网)的接入设备，如：用户的笔记本作为接入站点连接到运营商的AP；或者，AP作为用户接入LAN(LocalArea Network，局域网)的接入设备，如：AP的通过路由方式，在连接到ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户环路)或者其他宽带方式上网。
由于无线应用越来越广泛，在高密度的无线部署区域，同一信道常常被不同AP使用。当这些AP之间存在重叠区域时，就会出现信道互相干扰的问题。例如，同一层楼的无线信号具有穿墙性，上下楼之间的无线信号也会存在相互干扰的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种无线信道切换方法及AP，用以解决现有技术中AP之间存在重复区域时出现信道互相干扰的技术问题。
本发明实施例提供一种无线信道切换方法，包括：
检测无线接入点AP在连接信道上的干扰信号强度和丢包率；
检测到所述干扰信号强度超过第一阈值且所述丢包率超过第二阈值，则向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换询问消息，以确定所述连接信道的所有接入站点是否支持信道切换；
在所述连接信道的所有接入站点支持信道切换的情况下，获取所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度，并将所述干扰信号强度最小的信道确定为目标切换信道；
向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换命令，以使所述连接信道的所有接入站点切换到所述目标切换信道。
本发明实施例提供一种无线接入点AP，包括：
处理模块，用于检测所述AP在连接信道上的干扰信号强度和丢包率；确定所述干扰信号强度是否超过第一阈值，所述丢包率是否超过第二阈值；确定所述连接信道的所有接入站点是否支持信道切换；在所述连接信道的所有接入站点支持信道切换的情况下，获取所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度，并将所述干扰信号强度最小的信道确定为目标切换信道；
发送模块，用于在所述处理模块确定所述连接信道上所述AP的干扰信号强度超过第一阈值且所述丢包率超过第二阈值后，向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换询问消息；在所述处理模块确定所述目标切换信道后，向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换命令，以使所述连接信道的所有接入站点切换到所述目标切换信道。
本发明实施例中通过检测所述AP在连接信道上的干扰信号强度和丢包率；检测到所述干扰信号强度超过第一阈值且所述丢包率超过第二阈值，则向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换询问消息，以确定所述连接信道的所有接入站点是否支持信道切换；在所述连接信道的所有接入站点支持信道切换的情况下，获取所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度，并将所述干扰信号强度最小的信道确定为目标切换信道；向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换命令，以使所述连接信道的所有接入站点切换到所述目标切换信道；本发明实施例中通过判断连接信道上的干扰信号强度和丢包率，全面考虑连接信道的情况，当上述二者均不满足设定要求时，则从扫描到的各个信道中确定出目标切换信道，并切换到目标信道，实现了当连接信道被干扰时，动态切换到一个更优的信道上，有效减少无线数据在传输过程中为抢占信道出现数据重传、帧等待、帧碰撞等问题的概率。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种无线信道切换方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中拥塞丢包和差错丢包区分示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种无线信道切换方法的整体流程示意图；
图4为本发明实施例三提供的一种AP示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在无线连接建立之初，AP首先扫描各个信道，获取在扫描到的信道上的干扰信号强度，确定出一个最优信道，并在与该最优信道建立连接后，通过该信道进行数据传输。由于现有的无线网络环境比较复杂，同一信道常常会被多个不同的AP所使用，因此在AP通过与其连接的信道进行数据传输的过程中，会由于其它AP的接入等原因而导致信道被干扰，出现无线数据包为抢占信道以及无线干扰大导致的网络不稳定、丢包率高的问题。本发明实施例正是上述问题提出一种无线信道切换方法。
图1为本发明实施例一提供的一种无线信道切换方法所对应的流程示意图，该方法包括：
步骤101，检测无线接入点AP在连接信道上的干扰信号强度和丢包率；其中，AP可以根据设定的时间周期来检测在连接信道上的干扰信号强度和丢包率；
步骤102，检测到所述干扰信号强度超过第一阈值且所述丢包率超过第二阈值，则向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换询问消息，以确定所述连接信道的所有接入站点是否支持信道切换；
步骤103，在所述连接信道的所有接入站点支持信道切换的情况下，获取所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度，并将所述干扰信号强度最小的信道确定为目标切换信道；
步骤104，向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换命令，以使所述连接信道的所有接入站点切换到所述目标切换信道。
具体地，在步骤102中，所述丢包率为差错丢包率；所述差错丢包率通过以下方式计算得到：统计所述连接信道的连续M个数据包中出现差错丢包的数据包个数，将所述M个数据包中出现差错丢包的数据包所占的比例作为差错丢包率。
本发明实施例中考虑到丢包的情形有两种：(1)因在链路上受到干扰，数据传输中发生错误而产生丢包，即为差错丢包；(2)因数据发送速率超过链路带宽限制，造成数据在传输过程中，直接被丢弃而产生丢包，即为拥塞丢包。由于信道干扰的结果是造成数据在传输时发生错误，产生的是差错丢包，本发明实施例中对差错丢包和拥塞丢包进行区分，采用差错丢包率来作为估计信道干扰情况的依据，能够使得信道干扰的判断结果更为准确。
为了准确计算信道干扰引起的差错丢包，区分差错丢包与拥塞丢包，本发明实施例中引入改进的Spike算法。
Spike算法将发送端到接收端的ROTT(Relative OneWay Trip Time，相对单向时延)作为丢包区分的依据，数据包的发送时间和接收时间是在发送方和接收方独立测量的。通过对ROTT的统计定义Spike算法的两个阈值spikestart和spikeend，如下公式：
spikestart＝rottmin+α*(rottmax-rottmin)
spikeend＝rottmin+β*(rottmax-rottmin)
定义一个状态变量State，State的可选值为no Spike和Spike两个状态，其初始值为no Spike，两个状态之间的转换关系如下：
如果当前状态为no Spike，并且当前的Rottcur>spikestart，那么状态设置为Spike，同时进入Spike状态；
如果当前的状态为Spike状态，并且当前的Rottcur<spikeend，那么状态设置为no Spike，同时进入no Spike状态；
如果当前Rottcur大于Bspikeend，小于Bspikestart，那么维持当前状态。
当如图2所示，为拥塞丢包和差错丢包区分示意图。当出现丢包时，该算法根据State的当前状态来判断网络的状态，此时的状态为Spike，那么丢包判为拥塞丢包，否则，则确定为差错丢包。较佳地，本发明实施例中采用概率统计的方式，统计近期收到的N个数据包中，有半数以上的数据包符合判定条件才确定网络所处的状态，以消除随机误差而导致的误判情况。
需要说明的是，为了准确估计网络的拥塞程度，rottmin和rottmax分别为信道连接最近一段时间所检测到的最小ROTT和最大ROTT，从而避免门限值估计不准，造成区分准确度下降。
在步骤103中，获取所述AP扫描到的各个信道上除所述AP外的其它AP的信号强度的总和，作为所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度。
根据以下公式计算一个信道上除所述AP外的其他AP的信号强度的总和：
RssiSum(i)＝1*∑rssi(j)1+a*∑rssi(j)2+b*∑rssi(j)3
其中，RssiSum(i)代表信道i上的干扰信号强度，∑rssi(j)1代表信道i上当i＝j时除所述AP外的其他AP信号强度之和，∑rssi(j)2代表信道i上当|freq(i)-freq(j)|<10时除所述AP外的其他AP的信号强度之和，∑rssi(j)3代表信道i上当10≤|freq(i)-freq(j)|<20时除所述AP外的其他AP的信号强度之和，freq(i)代表信道i的中心频率，freq(j)代表信道i的中心频率外的其它频率；a，b代表影响系数，0.5<a<1，0<b<0.5。本发明实施例中通过采用上述公式进行加权得到一个信道上的干扰信号强度，分别考虑了三种情况，并设定不同的权重值，从而使得信道上的干扰信号强度的计算更为准确。
较佳地，所述信道切换命令中包括最大信道切换时间，所述最大信道切换时间为所述连接信道上的所有接入站点进行信道切换需要的最大切换时间；在步骤104之后，所述AP超过所述最大切换时间未收到所述接入站点的切换反馈消息和/或接收到的所述切换反馈消息中包含切换失败的信息，则回滚到所述连接信道。本发明实施例中AP根据各个接入站点进行信道切换所需的时间，并在切换时间达到最大切换时间后，判断各个接入站点是否切换成功，从而能够避免因有些接入站点的切换时间过长而导致被误判为切换失败的情况。且，AP若确定切换失败，则回滚到连接信道，从而保证数据传输能够继续进行。
为了更清楚地理解本发明，下面结合具体实施例进行详细说明。
图3为本发明实施例二提供的一种无线信道切换方法的整体流程示意图。
步骤301，AP周期性检测其在连接信道上的干扰信号强度和丢包率；
步骤302，判断干扰信号强度是否大于第一阈值，且丢包率是否大于第二阈值；若二者都大于，则执行步骤304，否则，执行步骤303；
步骤303，保持连接信道，不做切换。
步骤304，向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换询问消息，以确定所述连接信道的所有接入站点是否支持信道切换；
步骤305，接收所有接入站点根据信道切换询问消息而做出的响应，该响应中包括是否支持信道切换以及进行信道切换所需的时间等信息；
步骤306，根据接入站点的响应，判断各个接入站点是否支持信道切换；若否，则执行步骤303，若是，则执行步骤307；
步骤307，向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换等待通知，以使接入站点根据信道切换等待通知停止发送数据，将数据保存；
步骤308，获取所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度，并将所述干扰信号强度最小的信道确定为目标切换信道；
步骤309，向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换命令，以使所述连接信道的所有接入站点切换到所述目标切换信道，AP自身切换到目标切换信道，以等待接收接入站点的切换反馈消息；信道切换命令中包括最大信道切换时间；
步骤310，接收各个接入站点的切换反馈消息；
步骤311，根据切换反馈消息，判断各个接入站点是否全部切换成功，若AP超过所述最大切换时间未收到所述接入站点的切换反馈消息和/或接收到的所述切换反馈消息中包含切换失败的信息，则说明切换失败，执行步骤312，否则，执行步骤313；
步骤312，AP回滚到连接信道上，与接入站点进行数据传输；
步骤313，信道切换完毕，AP与各个接入站点在目标切换信道上进行数据传输。
本发明实施例中通过判断连接信道上的干扰信号强度和丢包率，全面考虑连接信道的情况，当上述二者均不满足设定要求时，则从扫描到的各个信道中确定出目标切换信道，并切换到目标信道，实现了当连接信道被干扰时，动态切换到一个更优的信道上，有效减少无线数据在传输过程中为抢占信道出现数据重传、帧等待、帧碰撞等问题的概率。
针对上述方法流程，本发明实施例还提供一种无线接入点AP，该AP的具体内容可以参照上述方法实施，在此不再赘述。
图4为本发明实施例三提供的一种AP示意图，该AP包括：
处理模块401，用于检测所述AP在连接信道上的干扰信号强度和丢包率；确定所述干扰信号强度是否超过第一阈值，所述丢包率是否超过第二阈值；确定所述连接信道的所有接入站点是否支持信道切换；在所述连接信道的所有接入站点支持信道切换的情况下，获取所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度，并将所述干扰信号强度最小的信道确定为目标切换信道；
发送模块402，用于在所述处理模块确定所述连接信道上所述AP的干扰信号强度超过第一阈值且所述丢包率超过第二阈值后，向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换询问消息；在所述处理模块确定所述目标切换信道后，向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换命令，以使所述连接信道的所有接入站点切换到所述目标切换信道。
较佳地，所述丢包率为差错丢包率；
所述处理模块还用于通过以下方式计算得到所述差错丢包率：
统计所述连接信道的连续M个数据包中出现差错丢包的数据包个数，将所述M个数据包中出现差错丢包的数据包所占的比例作为差错丢包率。
较佳地，所述处理模块401还用于：
获取所述AP扫描到的各个信道上除所述AP外的其它AP的信号强度的总和，作为所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度。
较佳地，所述处理模块401还用于：
根据以下公式计算一个信道上除所述AP外的其他AP的信号强度的总和：
RssiSum(i)＝1*∑rssi(j)1+a*∑rssi(j)2+b*∑rssi(j)3
其中，RssiSum(i)代表信道i上的干扰信号强度，∑rssi(j)1代表信道i上当i＝j时除所述AP外的其他AP信号强度之和，∑rssi(j)2代表信道i上当|freq(i)-freq(j)|<10时除所述AP外的其他AP的信号强度之和，∑rssi(j)3代表信道i上当10≤|freq(i)-freq(j)|<20时除所述AP外的其他AP的信号强度之和，freq(i)代表信道i的中心频率，freq(j)代表信道i的中心频率外的其它频率；a，b代表影响系数，0.5<a<1，0<b<0.5。
较佳地，所述信道切换命令中包括最大信道切换时间，所述最大信道切换时间为所述连接信道上的所有接入站点进行信道切换需要的最大切换时间；
所述AP还包括接收模块403；
所述接收模块403，用于接收所述接入站点的切换反馈消息；
所述处理模块401还用于：
在所述接收模块403超过所述最大切换时间未收到所述接入站点的切换反馈消息和/或接收到的所述切换反馈消息中包含切换失败的信息，则确定回滚到所述连接信道。
从上述内容可以看出：本发明实施例中通过检测所述AP在连接信道上的干扰信号强度和丢包率；检测到所述干扰信号强度超过第一阈值且所述丢包率超过第二阈值，则向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换询问消息，以确定所述连接信道的所有接入站点是否支持信道切换；在所述连接信道的所有接入站点支持信道切换的情况下，获取所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度，并将所述干扰信号强度最小的信道确定为目标切换信道；向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换命令，以使所述连接信道的所有接入站点切换到所述目标切换信道；本发明实施例中通过判断连接信道上的干扰信号强度和丢包率，全面考虑连接信道的情况，当上述二者均不满足设定要求时，则从扫描到的各个信道中确定出目标切换信道，并切换到目标信道，实现了当连接信道被干扰时，动态切换到一个更优的信道上，有效减少无线数据在传输过程中为抢占信道出现数据重传、帧等待、帧碰撞等问题的概率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种无线信道切换方法，其特征在于，该方法包括：
检测无线接入点AP在连接信道上的干扰信号强度和丢包率；
检测到所述干扰信号强度超过第一阈值且所述丢包率超过第二阈值，则向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换询问消息，以确定所述连接信道的所有接入站点是否支持信道切换；
在所述连接信道的所有接入站点支持信道切换的情况下，获取所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度，并将所述干扰信号强度最小的信道确定为目标切换信道；
向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换命令，以使所述连接信道的所有接入站点切换到所述目标切换信道。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丢包率为差错丢包率；
所述差错丢包率通过以下方式计算得到：
统计所述连接信道的连续M个数据包中出现差错丢包的数据包个数，将所述M个数据包中出现差错丢包的数据包所占的比例作为差错丢包率。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度通过以下方式得到：
获取所述AP扫描到的各个信道上除所述AP外的其它AP的信号强度的总和，作为所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据以下公式计算一个信道上除所述AP外的其他AP的信号强度的总和：
RssiSum(i)＝1*∑rssi(j)1+a*∑rssi(j)2+b*∑rssi(j)3
其中，RssiSum(i)代表信道i上的干扰信号强度，∑rssi(j)1代表信道i上当i＝j时除所述AP外的其他AP信号强度之和，∑rssi(j)2代表信道i上当|freq(i)-freq(j)|<10时除所述AP外的其他AP的信号强度之和，∑rssi(j)3代表信道i上当10≤|freq(i)-freq(j)|<20时除所述AP外的其他AP的信号强度之和，freq(i)代表信道i的中心频率，freq(j)代表信道i的中心频率外的其它频率；a，b代表影响系数，0.5<a<1，0<b<0.5。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述信道切换命令中包括最大信道切换时间，所述最大信道切换时间为所述连接信道上的所有接入站点进行信道切换需要的最大切换时间；
所述AP超过所述最大切换时间未收到所述接入站点的切换反馈消息和/或接收到的所述切换反馈消息中包含切换失败的信息，则回滚到所述连接信道。
6.一种无线接入点AP，其特征在于，包括：
处理模块，用于检测所述AP在连接信道上的干扰信号强度和丢包率；检测到所述干扰信号强度是否超过第一阈值，所述丢包率是否超过第二阈值；确定所述连接信道的所有接入站点是否支持信道切换；在所述连接信道的所有接入站点支持信道切换的情况下，获取所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度，并将所述干扰信号强度最小的信道确定为目标切换信道；
发送模块，用于在所述处理模块确定所述连接信道上所述AP的干扰信号强度超过第一阈值且所述丢包率超过第二阈值后，向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换询问消息；在所述处理模块确定所述目标切换信道后，向所述连接信道的所有接入站点发送信道切换命令，以使所述连接信道的所有接入站点切换到所述目标切换信道。
7.如权利要求6所述的AP，其特征在于，所述丢包率为差错丢包率；
所述处理模块还用于通过以下方式计算得到所述差错丢包率：
统计所述连接信道的连续M个数据包中出现差错丢包的数据包个数，将所述M个数据包中出现差错丢包的数据包所占的比例作为差错丢包率。
8.如权利要求6所述的AP，其特征在于，所述处理模块还用于：
获取所述AP扫描到的各个信道上除所述AP外的其它AP的信号强度的总和，作为所述AP在扫描到的各个信道上的干扰信号强度。
9.如权利要求8所述的AP，其特征在于，所述处理模块还用于根据以下公式计算一个信道上除所述AP外的其他AP的信号强度的总和：
RssiSum(i)＝1*∑rssi(j)1+a*∑rssi(j)2+b*∑rssi(j)3
其中，RssiSum(i)代表信道i上的干扰信号强度，∑rssi(j)1代表信道i上当i＝j时除所述AP外的其他AP信号强度之和，∑rssi(j)2代表信道i上当|freq(i)-freq(j)|<10时除所述AP外的其他AP的信号强度之和，∑rssi(j)3代表信道i上当10≤|freq(i)-freq(j)|<20时除所述AP外的其他AP的信号强度之和，freq(i)代表信道i的中心频率，freq(j)代表信道i的中心频率外的其它频率；a，b代表影响系数，0.5<a<1，0<b<0.5。
10.如权利要求6至9中任一项所述的AP，其特征在于，所述信道切换命令中包括最大信道切换时间，所述最大信道切换时间为所述连接信道上的所有接入站点进行信道切换需要的最大切换时间；
所述AP还包括接收模块；所述接收模块，用于接收所述接入站点的切换反馈消息；
所述处理模块还用于：
在所述接收模块超过所述最大切换时间未收到所述接入站点的切换反馈消息和/或接收到的所述切换反馈消息中包含切换失败的信息，则确定回滚到所述连接信道。
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Publications (1)
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