CN104661225A - 一种wlan热点布设方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种WLAN热点布设方法和装置,其中,该方法包括:在WLAN区域内布设初始热点,将所有布设的初始热点的运行功率均设置成最小功率;计算当前WLAN的热点信号覆盖率,如果不存在信号覆盖盲区,则对WLAN区域内的热点分配信道;否则,查找离覆盖盲区中心最近的未被移动的第一热点,增加第一热点的运行功率,并计算热点信号覆盖率,若热点信号覆盖率达到要求,则对WLAN区域内的热点分配信道。本发明的WLAN热点布设方法和装置,并采用遗传算法为各AP分配信道,实现了WLAN网络的热点精确选址,提高了WLAN热点布设的准确性和布设效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域中WLAN技术领域,具体地,涉及WLAN热点布设方法和装置。
背景技术
WLAN网络已经开始大规模建设,从已投入运营的AP情况分析,目前现网闲置AP占比高达27%,如何加强WLAN精确规划,提高WLAN对2/3G网络的分流能力已成为当务之急。
现有关于WLAN热点布设的技术包括:
1、基于Z因子的热点(以下简称AP)布设规则:
Z因子算法AP布设规则为根据AP发射功率确定单个AP所覆盖区域的半径,然后根据预布设区域的面积计算所需要布设的AP个数,最后将AP等距离的布设在预布设区域,如图1所示。
2、WLAN规划方法
WLAN不同于传统的有线网络,噪声和干扰、建筑物结构、无线设备的摆放位置及其参数的设置都对WLAN的信号质量和传输速率等性能有很大影响。因此,WLAN的规划设计与有线网络不同。WLAN规划设计的目的是:使无线接入设备能覆盖所有期望覆盖的区域,并具有足够承担预期负载的能力。由于环境的复杂性,WLAN的规划设计必须通过实际的测量才能达到理想效果。其中,热点(AP)的定位和频率分配是WLAN规划设计的两个重要方面。
2.1考虑用户移动性需求
在进行AP规划时需要考虑用户在移动中始终保持高带宽和低时延的状态。用户的移动需求分为:a)用户在整个覆盖区域内移动时应始终与WLAN保持良好连接;b)用户不定时接入WLAN,例如参加会议的人员在会议间歇需要不时查看电子邮件。第一种需求需要跨越WLAN进行无缝漫游,满足这种需求的WLAN应加大接入点密度;第二种需求属于间断性的无线连接,接入点密度可相对小些。
2.2考虑AP覆盖区域
WLAN的射频信号传播原理:传播的信号频率越低,无线网络传输速度就越慢,有效范围也就越广。由于大量射频信号以较低频率传播,同时信噪比的灵敏度因为高速调制方式而增加,所以速度为11Mbps的2.4GHz802.11b信号的传播距离远远超过速度为54Mbps的5GHz802.11a信号。
WLAN的覆盖范围除了受不同射频带和吞吐量变化而造成的波传播特征影响外,还会因为自由空间路径损耗和衰减而受到限制。自由空间路径损耗很大程度上是由开放或户外环境方面造成的,实际上是由于无线电信号波前扩展引起的扩散导致接收天线接收不到这些信号。衰减在WLAN的室内安装中比较常见,它是振幅下降,或者射频信号在穿过墙壁、门或其他障碍物时减弱造成的,这就是WLAN在密集建筑物周围性能不好的原因。即使是弹性比5GHz信号好得多的2.4GHz信号,仍然会遇到一些射频问题。多路径效应也是影响覆盖范围的重要因素之一,所谓多路径效应就是信号被反射并回送的现象。在大多数情况下,多路径效应会使接收到的信号被削弱或是被完全抵消,造成一些本来应该充分传播信号的区域几乎或根本没有射频信号覆盖。通过拆除或重新安置机柜和网络设备机架这类干扰对象可以防止多路径效应,同时还应增加接入点密度或输出功率。
AP覆盖区域应根据接收到的信号强度确定:a)设定一个信号强度阀值,凡是信号强度不低于这个阀值的区域确定为AP的覆盖区域。b)进行实地测量,形成AP的覆盖区域图。c)根据定位原则进行调整,直到满足需求为止。各区域的用户密度不同,一般情况下用户密度高的区域情况更复杂,所以应先在用户密度高的区域进行AP的布置,然后再布置用户密度低的区域。在空旷的户外,可采用对称圆形和球形来划定AP覆盖区域;在规则的狭长或矩形建筑物内可采用线形或矩形将AP对称分布。但由于室内建筑结构的复杂性(如金属防盗门、铝合金门窗等),应当在初步选择AP位置后再进行仔细的测量,以确保所布置的AP能覆盖所有区域。
2.3考虑负载能力
WLAN的规划设计不仅要从覆盖范围的角度考虑,还要考虑其负载能力,以保证服务质量。在部署WLAN之前需要考虑WLAN最常使用的通信方式,是电子邮件、Web通信或是对速度要求很高的企业资源规划(ERP)和流媒体点播还是计算机辅助设计(CAD)应用程序;是需要速度为54Mbps的802.11a和802.11g,还是只需要速度为11Mbps的802.11b。WLAN所宣称的速度并不一定准确对应于它的实际速度。例如,802.11b采用相对简单的直接序列扩频(DSSS)技术,其速率的理论值可以达到11Mbps,但考虑到物理层的开销(至少约40%)以及自由频段易受干扰等情况,其速率远低于此。802.11a采用传输速率较高的正交频分复用(OFDM)技术,在10m范围内其速率高达54Mbps,但是随着距离的增加,其速率快速下降,距离达到70m时,速率会下降到低于10Mbps。不管使用何种通信方式,当用户与AP的距离超过一定距离时,网络速度都会显著下降,所以安装足够的AP不仅是为了支持所有用户的连接,也是为了能达到用户所需要的连接速度。
WLAN与交换式以太网不同,它是一种共享介质,更像原有以太网的集线器模型,它将可用的吞吐量分割成若干份,而不是为每个接入设备独立提供专线速度,而且通过电波传输数据时还会有50%的损耗,在规划设计无线网络吞吐量时必须考虑这些因素,计算AP数目时最好多预留一些空间。如果仅仅根据用户数目及其最小带宽需求计算AP数目,虽然它可在一段时间内满足容量需求,但未来容量需求的提升压力较大。
由于用户需求是动态变化的,AP的实际负载可能会加重或减轻,这些变化可以通过对WLAN进行测试监控得知,网络管理员应根据实际变化对AP的数量和分布进行及时调整。
2.4考虑频率干扰问题
在AP的位置固定,覆盖范围也已确定后,应考虑频率分配问题。802.11b和802.11g占用2.4GHz的自由频段,由于许多国家无绳电话、蓝牙设备、微波炉都使用这个频段,因此干扰要大些,对WLAN干扰最严重的是2.4G无绳电话,其次为3m内的微波炉,再次是蓝牙设备(如笔记本电脑和PDA)。上述干扰会导致WLAN中出现不明AP,使其他正常的AP必须等待WLAN上的数据传输结束,才能进行正常传输,等待时间可能只有几秒或几分钟,也可能长达数小时或数天(视干扰信息大小而定),这无疑给有权限使用WLAN的正常用户带来一定程度的不便。另外,还常遇到来自网络内部其他AP甚至是网络外部的干扰。理想的情况是,2.4GHz环境中的频道1、6和11不与同一频道相邻,这样它们就不会相互干扰。但事实上,实际应用中需要一定量的良性蜂窝覆盖重叠,便于用户漫游(重叠覆盖率为20%~30%最佳),而802.11a的12个非重叠频道可以在很大程度上缓解频道分配带来的问题。802.11a占用5GHz自由频段,由于这一频段其他应用不多,几乎不会造成非WLAN干扰,而且用户也不太可能遇到相邻802.11a接入点,原因是这一标准还未像802.11b和802.11g那样普及。
2.5通过自动化工具进行规划设计
以上提到的这些方面都要从无线站点勘察着手,通过站点勘察评估和规划无线基础设施的射频环境及设置AP,确保WLAN正常工作。从便携式WLAN硬件工具箱到提供站点覆盖区域详细视图的规划软件都能帮助完成站点勘察,使部署WLAN的工作能顺利进行。但不管使用何种工具,仍然需要手工进行站点勘察,这是勘察工具无法替代的。通过站点勘察规划工具可以确定AP位置、频道分配、功率输出设置以及其他配置属性,它们以用户密度和吞吐量等参数作为标准,但仍然必须在基于CAD的楼层规划中对诸如混凝土外墙和金属门之类的建筑物指定预设衰减级别,除非规划中已经包含此信息。规划工具有局限性,它们一般都是针对厂商自己的无线交换机和AP建立的,缺少通用性。
良好的WLAN规划设计不仅可以保证较好的服务质量,也可以减少AP的使用数量,从而节约成本,但前提是必须先经过充分的实地勘测。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中WLAN热点布设不准确的缺陷,根据本发明的一个方面,提出一种WLAN热点布设方法。
根据本发明实施例的WLAN热点布设方法,包括:
在WLAN区域内布设初始热点,将所有布设的初始热点的运行功率均设置成最小功率;
计算当前WLAN的热点信号覆盖率,如果不存在信号覆盖盲区,则对WLAN区域内的热点分配信道;
否则,查找离覆盖盲区中心最近的未被移动的第一热点,增加第一热点的运行功率,并计算热点信号覆盖率,若热点信号覆盖率达到要求,则对WLAN区域内的热点分配信道。
本发明是为了克服现有技术中WLAN热点布设不准确的缺陷,根据本发明的另一个方面,提出一种WLAN热点布设装置。
根据本发明实施例的WLAN热点布设装置,包括热点布设模块、覆盖计算模块、信道分配模块和热点查找模块:
热点布设模块在WLAN区域内布设初始热点,将所有布设的初始热点的运行功率均设置成最小功率;
覆盖计算模块计算当前WLAN的热点信号覆盖率,如果不存在信号覆盖盲区,信道分配模块对WLAN区域内的热点分配信道;
如果存在信号覆盖盲区,热点查找模块查找离覆盖盲区中心最近的未被移动的第一热点,增加第一热点的运行功率,覆盖计算模块计算计算热点信号覆盖率,若热点信号覆盖率达到要求,信道分配模块对WLAN区域内的热点分配信道。
本发明的WLAN热点布设方法和装置,将同频的本网AP与本网AP以及同频的本网AP与异网AP之间的过覆盖面积限定为最小,并采用遗传算法为各AP分配信道,实现了WLAN网络的热点精确选址,提高了WLAN热点布设的准确性和布设效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为现有技术中Z因子WLAN热点布设方法的示意图;
图2为本发明WLAN热点布设方法的流程图;
图3为本发明采用遗传算法为已经布设的AP分配信道的方法实施例的流程图;
图4为本发明WLAN热点布设装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明基于AP探针和前端测试设备,利用对已建AP的覆盖和容量分析,通过WiFi室内空口轨迹测试获取所有WiFi已存市场信息,网络环境,业务特征,分析还原用户真实行为,并基于用户行为模型进一步实现对区域内热点楼宇和楼宇内热点位置的精确定位,从而实现WLAN网络的热点精确选址,提高了WLAN热点布设的准确性和布设效率。
本发明主要通过对楼宇进行快速室内背包轨迹测试,测试到异网(其他运营商、企业和个人)的AP、用户和流量。根据某较短时段的测试数据,通过一系列的算法和试验,推算出该场景下忙时较真实的异网用户数和流量数据。根据一定的市场策略,将异网用户数据再折算为规划参考数据。最终根据忙时规划的用户和流量的分布等因素,实现AP布设容量规划和覆盖规划。另一方面,通过一定的算法定位到异网AP布设位置,再根据测试到异网AP的频点,输出我方AP布设频点、功率设置等初始工参建议等。
如图2所示,本发明的WLAN热点布设方法包括:
步骤102:根据前端测试定位的用户数据查找并定位出用户忙区,根据预测的忙时用户数来推算各个用户忙区的用户数并确定每个用户忙区应该布设的AP数目,通过单个AP的有效覆盖半径计算用户忙区中AP布设的位置(按长边依次布设)并布设初始AP,所有布设的初始AP的运行功率均设置成最小功率;
在步骤102中,通过对测得的用户进行聚类,将平面内用户划分到不同区域,并从这些区域内找出用户忙区(用户数大于一定数目的区域);再通过调用相关的功能函数对查找到的用户忙区布设AP,如果没有找到用户忙区,则以建筑物内找到的第一个用户的位置作为需要布设AP的位置。如果存在用户忙区,则在用户忙区所在的最小外接矩形的区域内按长边均匀布设一定数目的AP,AP数目由单AP最大并发用户数以及预测的忙时用户数共同决定。其中,单AP最大并发用户数一般设置为25,设定原则是当AP上行带宽为25M时保证每个用户平均分配带宽为1M的用户个数。
布设完初始AP后,需要调用检测函数对之前的布设进行检测,检测初始布设AP是否有效,来避免由于初始布设AP覆盖率过低导致热点布设时间过长的情况。通常这种情况是由于测得的用户较少或者用户过于集中,用户忙区占建筑物建筑面积的比例过小造成的。
先计算初始布设AP的覆盖率,若覆盖率大于等于一定比例则直接进入为AP分配信道的步骤。否则,重新设定初始布设的AP,按单AP覆盖半径在建筑内均匀布设AP,并将这些AP的运行功率设置为初始功率(最小功率)。如果出现重新布设AP的情况,会用AP重新布设的结果覆盖原始的初始AP信息。
步骤104:在初始功率设定为最小功率的条件下,对WLAN区域中各AP的运行功率和位置进行调整,假定所有AP处于同一信道,进行如下操作:
步骤1042:利用现有的方法计算当前WLAN区域中AP信号的覆盖率,判定WLAN区域中是否存在AP的信号覆盖盲区:如果不存在信号覆盖盲区,则直接进行步骤106,如果存在信号覆盖盲区,则进行步骤1044;
步骤1044:通过查看记录着AP是否移动过的AP位置状态矩阵,判断所述WLAN中所有热点是否均被移动:若所有AP均被移动,则撤销之前所有对AP位置和运行功率的修改,在当前WLAN网络的初始状态的覆盖盲区中心增加一个AP,所有AP的运行功率均设置为最低,同时将AP位置状态矩阵清零,回到步骤1042;否则,若不是所有AP均被移动,进行步骤1046;
在步骤1044中,AP位置状态矩阵就是记录AP是否被移动达到最大移动次数的矩阵,移动达到最大移动次数用1表示,未移动达到最大移动次数用0表示。
步骤1046:查找覆盖盲区中心,并查找离覆盖盲区中心最近的未被移动的AP1及未被移动的AP2,AP2为AP1的相邻热点,将AP1的运行功率缓慢增加至最大,每次增加运行功率后,均重新计算WLAN区域AP信号覆盖率,若覆盖率达到要求则直接进行步骤106,否则,继续进行步骤1048;
步骤1048:若离覆盖盲区中心最近的未被移动的AP1的运行功率已达最大,且AP1未达到最大移动次数,则保持其最大功率并将其缓慢移向覆盖盲区中心,每次位置移动后均重新计算AP信号覆盖率,若信号覆盖率达到要求则直接进行步骤106,否则,继续进行步骤1050;
在步骤1048中,可以将上述最大移动次数设置为5次,也就是AP移动次数超过5次,则将AP的位置状态矩阵中的值设为1。
步骤1050:若离覆盖盲区中心最近的未被移动的AP1的运行功率已达最大,且AP1已达到最大移动次数,修改AP位置状态矩阵,将AP1设置为状态不可更改,并缓慢增加AP2运行功率,每次增加运行功率后,均重新计算AP信号覆盖率,若信号覆盖率达到要求则直接进行步骤106,否则返回步骤1042;
在步骤104中,通过结合一定的传播模型,计算出二维平面内所有AP在所有平面点的信号覆盖面积,判断信号覆盖率是否达到用户设定,如果未达到用户设定门限,则通过上述步骤1042-步骤1050来加强AP信号覆盖。在寻找覆盖盲区中心的过程中,针对建筑物平面特征采用不同算法。首先通过遍历二维建筑物平面找到信号覆盖盲点,对这些盲点的集合采用非线性加权的方法,赋予不同区间的场强值不同的权重,提升低场强值在计算中的比重,使计算出来的覆盖盲区中心更接近实际的覆盖盲区中心。
当建筑物为凹多边形时,为了避免通过非线性加权方法计算的覆盖盲区中心可能在建筑物外的情况,采用划区间遍历法寻找覆盖盲区。具体实现为:去除二维平面中的被覆盖点以及建筑物外的点,将二维平面划分为若干个方格,通过统计方格内信号未被覆盖点的个数来判断覆盖盲区出现的大致位置(所在方格),求出该方格内所有盲点的最小外接矩形,该矩形的中心即为所求覆盖盲区中心。通过上述步骤1042-步骤1050,可以得到满足规划条件的AP位置、功率信息。
步骤106,采用遗传算法为已经布设的本WLAN区域中的AP分配信道:创建一个具有10个个体数目的种群,每个个体的染色体由对应AP序号的AP信道组成。AP信道经过编码形成编码后的染色体参与后续的遗传演变,其中:1信道编码为0,6信道编码为1,11信道编码为2;特别地,原始信道分配会放在其中初始种群其中的一个个体中。
如图3所示,步骤106具体包括:
步骤1062:将种群初始化处理,判断迭代次数是否达到最大迭代数,如果达到,则退出信道分配步骤,如果未达到,继续步骤1064;
步骤1064:计算本代种群中每个个体的目标函数值并根据其计算个体适应度;
在步骤1064中,目标函数值:通过目标函数产生与个体染色体编码一一对应的实数,表示有效覆盖面积占总覆盖面积的比例,越大表示干扰越小;个体适应度:根据目标函数值通过一定的函数计算得出。
步骤1066:选择需要进行交叉的个体:通过一定的筛选机制,根据个体的适应度值,基本方向是将适应度较高的个体选取一定的倍数留下,剔除适应度较低的个体;
步骤1068:选择个体的染色体进行重组,将染色体随机配对,将染色体按照一定的规则进行重组;
步骤1070:子代个体的基因突变,对染色体编码进行随机一位突变;
步骤1072:子代个体目标函数值的计算;
步骤1074:根据子代、父代的个体染色体编码及其对应的目标函数值进行重新插入,并获取重插入的每个个体目标函数值;
步骤1076:获得本次迭代的最优解,并将该最优解保存起来;
步骤1078:迭代计数器加1,返回步骤1062继续执行,得到执行步骤1062至步骤1078的最终最优解,根据该最终最优解对WLAN区域内的所有AP分配信道。
需要说明的是,上述步骤1062至步骤1078的实现方式可以有多种,例如采用现有的遗传算法的matlab工具箱实现。
在步骤106中,考虑异网AP的影响,对上述步骤1042-步骤1050得到的AP采用遗传算法分配信道,结合电磁波空间传播衰减模型计算不同功率的AP的有效覆盖半径,通过限定同频的本网AP与本网AP以及同频的本网AP与异网AP之间的过覆盖面积最小得到一组最优的信道分配方案。
热点布设方法完成后,系统会根据所得结果输出AP规划布放图、AP覆盖仿真图、各信道AP干扰仿真图、AP规划统计详表等图表结果,直观反映本次规划结果。
为了进一步介绍上述步骤106,本发明又提供了一个具体实施例,以某医院为例,包括:
步骤2062:该医院范围内包含10个个体的初始种群如下:
其中,第十行(第十个个体)信道编码为初始信道编码。每个个体目标函数值为:120.3802、108.4585、94.1271、111.1009、122.0328、127.6429、107.1296、115.2401、111.7636、119.3832。
步骤2064:计算每个个体适应值分别为:1.5556、0.4444、0、0.6667、1.7778、2.0000、0.2222、1.1111、0.8889、1.3333。
步骤2066,初代种群中每个个体需要进行交叉的个体染色体编码如下:
步骤2068,重组染色体编码如下:
步骤2070,变异操作后每个个体的染色体编码如下,每行带有突出显示文本的编码表示该个体在该染色体位置上发生突变:包括第1行第7列的数字“0”,第2行第2列的数字“1”,第2行第7列的数字“1”,第3行第5列的数字“2”,第6行第1列的数字“2”,第8行第3列的数字“2”,第10行第1列的数字“1”,第10行第3列的数字“1”和第10行第4列的数字“0”;
步骤2072,得到子代每个个体的目标函数值分别为:119.0140、117.1189、112.8136、120.6888、111.1009、106.1940、94.5856、121.1285、127.6429、144.5113。
步骤2074,重插入形成的新的种群中每个个体的染色体编码如下:
其对应的个体目标函数分别为:112.8136、121.1285、144.5113、94.5856、117.1189、119.0140、127.6429、111.1009、106.1940、120.6888。
步骤2076,由于子代个体中的最优值(144.5113)高于上代个体中最优值(127.6429),所以本步骤中的最优值记录更新为子代最优值并记录该个体对应的染色体编码。
遗传代数迭代计数器加1,当遗传代数没有达到最大限制时,继续迭代上述步骤2062至步骤2076的过程,否则步骤106结束。
经过500次遗传迭代,得到最大目标函数值为148.5436,对应的染色体编码为:1、1、0、0、1、2、1,对应的信道为6、6、1、1、6、11、6。
本发明的WLAN热点布设方法,将同频的本网AP与本网AP以及同频的本网AP与异网AP之间的过覆盖面积限定为最小,并采用遗传算法为各AP分配信道,实现了WLAN网络的热点精确选址,提高了WLAN热点布设的准确性和布设效率。
如图4所示,本发明公开了WLAN热点布设装置,包括热点布设模块10、覆盖计算模块20、信道分配模块30和热点查找模块40:
热点布设模块10在WLAN区域内布设初始热点,将所有布设的初始热点的运行功率均设置成最小功率;
覆盖计算模块20计算当前WLAN的热点信号覆盖率,如果不存在信号覆盖盲区,信道分配模块30对WLAN区域内的热点分配信道;
如果存在信号覆盖盲区,热点查找模块40查找离覆盖盲区中心最近的未被移动的第一热点,增加第一热点的运行功率,覆盖计算模块20计算计算热点信号覆盖率,若热点信号覆盖率达到要求,信道分配模块30对WLAN区域内的热点分配信道。
本发明还包括移动判断模块50:
移动判断模块50判断WLAN中所有热点是否均被移动,如果所有热点均被移动,则撤销所有对热点的位置和运行功率的修改,在当前WLAN网络的初始状态的覆盖盲区中心增加一个热点,覆盖计算模块20重新计算当前WLAN的热点信号覆盖率;
如果不是所有热点均被移动,热点查找模块40查找离覆盖盲区中心最近的未被移动的第一热点。
本发明还包括中心移动模块60:
若热点信号覆盖率未达到要求,第一热点的运行功率已达最大,且第一热点未达到最大移动次数,中心移动模块60将第一热点保持最大功率并移向覆盖盲区中心,覆盖计算模块20计算热点信号覆盖率,若热点信号覆盖率达到要求,信道分配模块30对WLAN区域内的热点分配信道。
其中:若热点信号覆盖率未达到要求,第一热点的运行功率已达最大,且第一热点已达到最大移动次数,则热点查找模块40增加第一热点相邻热点的第二热点的运行功率,覆盖计算模块20计算热点信号覆盖率,若热点信号覆盖率达到要求,信道分配模块30对WLAN区域内的热点分配信道。
其中:信道分配模块30采用遗传算法对所述WLAN区域内的热点分配信道。
其中,信道分配模块30包括重组突变子模块31、重新插入子模块32、最优分配子模块33:
重组突变子模块31计算本代种群中的每个个体的个体适应度,根据个体适应度选出进行交叉的个体进行染色体重组并进行基因突变,计算子代个体的目标函数值;
重新插入子模块32对子代与父代的染色体编码及其对应的目标函数值进行重新插入,并获取重新插入的每个个体目标函数值;
最优分配子模块33对以上步骤进行迭代处理,获得最优解,根据最优解对WLAN区域内的热点分配信道。
本发明的WLAN热点布设装置,将同频的本网AP与本网AP以及同频的本网AP与异网AP之间的过覆盖面积限定为最小,并采用遗传算法为各AP分配信道,实现了WLAN网络的热点精确选址,提高了WLAN热点布设的准确性和布设效率。
本发明能有多种不同形式的具体实施方式,上面以图2-图4为例结合附图对本发明的技术方案作举例说明,这并不意味着本发明所应用的具体实例只能局限在特定的流程或实施例结构中,本领域的普通技术人员应当了解,上文所提供的具体实施方案只是多种优选用法中的一些示例,任何体现本发明权利要求的实施方式均应在本发明技术方案所要求保护的范围之内。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种WLAN热点布设方法,其特征在于,包括:
在WLAN区域内布设初始热点,将所有布设的初始热点的运行功率均设置成最小功率;
计算当前WLAN的热点信号覆盖率,如果不存在信号覆盖盲区,则对所述WLAN区域内的热点分配信道;
否则,查找离覆盖盲区中心最近的未被移动的第一热点,增加所述第一热点的运行功率,并计算热点信号覆盖率,若所述热点信号覆盖率达到要求,则对所述WLAN区域内的热点分配信道。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述查找离覆盖盲区中心最近的未被移动的第一热点之前还包括:
判断所述WLAN中所有热点是否均被移动,如果所有热点均被移动,则撤销所有对所述热点的位置和运行功率的修改,在当前WLAN网络的初始状态的覆盖盲区中心增加一个热点,重新计算当前WLAN的热点信号覆盖率;
如果不是所有热点均被移动,则查找离所述覆盖盲区中心最近的未被移动的所述第一热点。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述查找离覆盖盲区中心最近的未被移动的第一热点,增加所述第一热点的运行功率,并计算热点信号覆盖率还包括:
若所述热点信号覆盖率未达到要求,所述第一热点的运行功率已达最大,且所述第一热点未达到最大移动次数,则将所述第一热点保持最大功率并移向所述覆盖盲区中心,并计算热点信号覆盖率,若所述热点信号覆盖率达到要求,则对所述WLAN区域内的热点分配信道。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,若所述热点信号覆盖率未达到要求,所述第一热点的运行功率已达最大,且所述第一热点已达到最大移动次数,则增加所述第一热点相邻热点的第二热点的运行功率,并计算热点信号覆盖率,若所述热点信号覆盖率达到要求,则对所述WLAN区域内的热点分配信道。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法,其特征在于,所述对WLAN区域内的热点分配信道包括:采用遗传算法对所述WLAN区域内的热点分配信道。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述采用遗传算法对所述WLAN区域内的热点分配信道包括:
计算本代种群中的每个个体的个体适应度,根据所述个体适应度选出进行交叉的个体进行染色体重组并进行基因突变,计算子代个体的目标函数值;
对子代与父代的染色体编码及其对应的目标函数值进行重新插入,并获取重新插入的每个个体目标函数值;
对以上步骤进行迭代处理,获得最优解,根据所述最优解对所述WLAN区域内的热点分配信道。
7.一种WLAN热点布设装置,其特征在于,包括热点布设模块、覆盖计算模块、信道分配模块和热点查找模块:
所述热点布设模块在WLAN区域内布设初始热点,将所有布设的初始热点的运行功率均设置成最小功率;
所述覆盖计算模块计算当前WLAN的热点信号覆盖率,如果不存在信号覆盖盲区,所述信道分配模块对所述WLAN区域内的热点分配信道;
如果存在信号覆盖盲区,所述热点查找模块查找离覆盖盲区中心最近的未被移动的第一热点,增加所述第一热点的运行功率,所述覆盖计算模块计算计算热点信号覆盖率,若所述热点信号覆盖率达到要求,所述信道分配模块对所述WLAN区域内的热点分配信道。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,还包括移动判断模块:
所述移动判断模块判断所述WLAN中所有热点是否均被移动,如果所有热点均被移动,则撤销所有对所述热点的位置和运行功率的修改,在当前WLAN网络的初始状态的覆盖盲区中心增加一个热点,所述覆盖计算模块重新计算当前WLAN的热点信号覆盖率;
如果不是所有热点均被移动,所述热点查找模块查找离所述覆盖盲区中心最近的未被移动的所述第一热点。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,还包括中心移动模块:
若所述热点信号覆盖率未达到要求,所述第一热点的运行功率已达最大,且所述第一热点未达到最大移动次数,所述中心移动模块将所述第一热点保持最大功率并移向所述覆盖盲区中心,所述覆盖计算模块计算热点信号覆盖率,若所述热点信号覆盖率达到要求,所述信道分配模块对所述WLAN区域内的热点分配信道。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,若所述热点信号覆盖率未达到要求,所述第一热点的运行功率已达最大,且所述第一热点已达到最大移动次数,则所述热点查找模块增加所述第一热点相邻热点的第二热点的运行功率,所述覆盖计算模块计算热点信号覆盖率,若所述热点信号覆盖率达到要求,所述信道分配模块对所述WLAN区域内的热点分配信道。
11.根据权利要求7-10任意一项所述的装置,其特征在于,所述信道分配模块采用遗传算法对所述WLAN区域内的热点分配信道。
12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述信道分配模块包括重组突变子模块、重新插入子模块、最优分配子模块:
所述重组突变子模块计算本代种群中的每个个体的个体适应度,根据所述个体适应度选出进行交叉的个体进行染色体重组并进行基因突变,计算子代个体的目标函数值;
所述重新插入子模块对子代与父代的染色体编码及其对应的目标函数值进行重新插入,并获取重新插入的每个个体目标函数值;
所述最优分配子模块对以上步骤进行迭代处理,获得最优解,根据所述最优解对所述WLAN区域内的热点分配信道。
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