CN104754678B - 一种无线网络中ap选择最佳信道的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线网络中AP选择最佳信道的方法，所述方法包括：(1)初始化AP，在每个接入点AP启动时，随机分配一个信道；(2)AP开启定期干扰检测器，定期检测周围频谱环境的干扰值；(3)若干扰值大于额定值的AP进行排队，负载多的AP优先进行信道扫描及切换；(4)AP进行信道扫描及切换；(5)AP通过对结果进行统计和分析，对信道进行排序；(6)信道切换定时器结束时，AP的信道切换到最优信道；(7)重复步骤(2)到(6)，使得每个AP动态的检测干扰和切换信道。在信道切换之前，先对周围的频谱环境进行检测并对信道进行优先级的排序，使得AP能够切换到最优信道，加快的最优解的收敛时间，同时也提高了信道选择的效率。

Description

一种无线网络中AP选择最佳信道的方法
技术领域
本发明涉及一种选择最佳信道的方法，具体涉及一种无线网络中AP选择最佳信道的方法。
背景技术
随着无线技术网络的发展，无线网络的覆盖也越来越广，AP(无线访问接入点(Wireless Access Point))的使用也越来越普及。而AP的大量使用也会使得信道的利用率过高从而使得AP之间产生冲突，减低了传输效率。信道分配是降低无线网络中的干扰的一个有效方法。一个好的信道分配方案，能够均衡各信道的利用率，减少网络之间的干扰。从而提高网络容量。
信道分配方法是指在无线网络中，给接入点AP合理的分配信道，降低各AP之间的干扰，从而提高网络性能。就目前而言，可以将信道分配方法分为三个阶段：第一阶段的信道分配方法，是基于实地测量的手动分配方式，人工配置每个接入点的信道。这种算法对于多变的无线网络来说并不合适。第二阶段的信道分配方法，是以接入点AP为网络架构的自适应信道分配方法。这种算法不能检测到隐藏的干扰场景，导致网络在需要进行信道调整时无法进行信道调整。第三阶段的信道分配方法，是终端参与的信道分配方法。这种算法需要AP跟终端遍历所有的信道，使得时间开销过大，同时最优解的收敛速度较慢，降低了信道选择的效率。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种无线网络中AP选择最佳信道的方法。本发明在信道切换之前，先对周围的频谱环境进行检测并对信道进行优先级的排序，使得AP能够切换到最优信道，加快的最优解的收敛时间，同时也提高了信道选择的效率。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
一种无线网络中AP选择最佳信道的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)初始化AP，在每个接入点AP启动时，随机分配一个信道；
(2)AP开启定期干扰检测器，定期检测周围频谱环境的干扰值；
(3)判断获得的干扰值是否大于额定值，若是则进行退避机制，否则转向步骤(2)；
(4)AP进行信道扫描及切换；
(5)AP通过对结果进行统计和分析，对信道进行排序；
(6)信道切换定时器结束时，AP的信道切换到最优信道；
(7)重复步骤(2)到(6)，使得每个AP动态的检测干扰和切换信道。
本发明提供第优选技术方案中，所述退避机制为对干扰值大于额定值的AP进行排队，其负载多的AP优先进行信道扫描及切换。
本发明提供的第二优选技术方案中，所述步骤(2)包括如下步骤：
A.与AP相关联的终端用CSMA/CA协议获取当前信道的占用权；
B.终端发送广播探测请求帧，开启探测定时器；
C.终端在最大等待时间内接受信号范围内的其他AP的探测相应帧；
D.探测定时器超时，终端将该信道的站点数量和信道利用率传输给AP；
E.AP统计得到信道的干扰值：W＝a*站点数量+b*信道利用率，其中a，b为站点数量以及信道利用率相应的权值。
本发明提供的第三优选技术方案中，所述步骤(4)包括如下步骤：
A.AP启动信道切换定时器；
B.利用与AP相关联的终端通过用CSMA/CA协议获取当前信道的占用权；
C.终端发送广播探测请求帧，启动探测定时器；
D.在最大等待时间内接受信号范围内的AP的探测响应帧；
E.定时器超时，判断是否已扫描完所有信道，若未扫描完，则切换至下一信道进行扫描。
本发明提供的第四优选技术方案中，所述步骤(5)包括如下步骤：
A.终端将各信道的站点数量和信道利用率传输给AP，AP统计得到各信道的干扰值：W＝a*站点数量+b*信道利用率，其中a，b为站点数量以及信道利用率相应的权值，对于信道数量为0的信道不进行统计；
B.对步骤A中统计得到的信道干扰值不为0的信道进行排序，干扰值越大，优先级越低；
C.对于干扰值不为0的信道的相邻信道不进行排序；
D.对步骤A中统计得到的信道干扰值为0的信道进行排序，依照步骤B中统计得到的信道序列，对与其间隔为2的信道进行排序，新的排序信道的优先级高于原来的已排序信道；若要排序的信道为步骤C中所包含的信道，则不进行排序；
E.判断所有满足排序条件的信道是否排序完，若未排序完，则将间隔数加一，继续排序。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明增加了干扰检测功能，使得AP能够根据需要进行信道切换；在信道切换之前，先对周围的频谱环境进行检测并对信道进行优先级的排序，使得AP能够切换到最优信道，加快最优解的收敛时间，同时也提高了信道选择的效率。
附图说明
图1是一种无线网络中AP选择最佳信道的方法流程图
图2是干扰检测的流程图
图3是信道扫描的流程图
图4是AP进行信道排序的流程图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种无线网络中AP选择最佳信道的方法实现流程如下：
步骤一：初始化AP，在每个接入点AP启动时，随机的分配一个信道。
步骤二：AP开启定期干扰检测器。定期检测周围频谱环境的干扰值。
如图2所示，步骤二的具体实施如下：
一：与AP相关联的终端用CSMA/CA协议获取当前信道的占用权。
二：终端发送广播探测请求帧，开启探测定时器，。
三：终端在最大等待时间内接受信号范围内的其他AP的探测响应帧。
四：探测定时器超时，终端将该信道的站点数量和信道利用率传输给AP
五：AP统计得到该信道的干扰值：W＝a*站点数量+b*信道利用率。其中a，b为站点数量以及信道利用率相应的权值。
六：AP将获得的干扰值跟给定的干扰值额定值进行比较。
步骤三：退避机制：对干扰值大于额定值的AP进行排队，其负载多的AP优先进行信道扫描及切换。
步骤四：AP进行信道扫描。
如图3所示，信道扫描步骤的具体过程如下：
一：AP启动信道切换定时器。
二：利用与AP相关联的终端通过用CSMA/CA协议获取当前信道的占用权。
三：终端发送广播探测请求帧，启动探测定时器。
四：在最大等待时间内接受信号范围内的AP的探测响应帧。
五：定时器超时，判断是否已扫描完所有信道。若未扫描完，则切换至下一信道进行扫描。
步骤五：AP通过对结果进行统计和分析，对信道进行排序。
如图4所示，信道排序的具体操作如下
一：终端将各信道的站点数量和信道利用率传输给AP，AP统计得到各信道的干扰值：W＝a*站点数量+b*信道利用率。其中a，b为站点数量以及信道利用率相应的权值。对于信道数量为0的信道不进行统计。
二：对(7a)中统计得到的信道干扰值不为0的信道进行排序，干扰值越大，优先级越低。
三：对于干扰值不为0的信道的相邻信道不进行排序。
四：对(7a)中统计得到的信道干扰之为0的信道进行排序，依照(7b)中统计得到的信道序列，对与其间隔为2的信道进行排序，新的排序信道的优先级高于原来的已排序信道。若要排序的信道为(7c)所包含的信道，则不进行排序。
五：判断所有满足排序条件的信道是否排序完，若未排序完，则将间隔数加一，继续排序。
步骤六：信道切换定时器到时时，AP的信道切换至排序得到的最优信道。
步骤七：重复步骤二到步骤六，使得每个AP动态的检测干扰和切换信道。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种无线网络中AP选择最佳信道的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)初始化AP，在每个接入点AP启动时，随机分配一个信道；
(2)AP开启干扰检测器，检测周围频谱环境的干扰值；
(3)判断获得的干扰值是否大于额定值，若是则进行退避机制，否则转向步骤(2)；
(4)AP进行信道扫描及切换；
(5)AP通过对结果进行统计和分析，对信道进行排序；
(6)信道切换定时器结束时，AP的信道切换到最优信道；
(7)重复步骤(2)至(6)，使得每个AP动态的检测干扰和切换信道；
所述退避机制为对干扰值大于额定值的AP进行排队，其负载多的AP优先进行信道扫描及切换；
所述步骤(5)包括如下步骤：
A.终端将各信道的站点数量和信道利用率传输给AP，AP统计得到各信道的干扰值：W＝a*站点数量+b*信道利用率，其中a，b为站点数量以及信道利用率相应的权值，对于信道数量为0的信道不进行统计；
B.对步骤A中统计得到的信道干扰值不为0的信道进行排序，干扰值越大，优先级越低；
C.对于干扰值不为0的信道的相邻信道不进行排序；
D.对步骤A中统计得到的信道干扰值为0的信道进行排序，依照步骤B中统计得到的信道序列，对与其间隔为2的信道进行排序，新的排序信道的优先级高于原来的已排序信道；若要排序的信道为步骤C中所包含的信道，则不进行排序；
E.判断所有满足排序条件的信道是否排序完，若未排序完，则将间隔数加一，继续排序。
2.根据权利要求1所述选择最佳信道的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括如下步骤：
A.与AP相关联的终端用CSMA/CA协议获取当前信道的占用权；
B.终端发送广播探测请求帧，开启探测定时器；
C.在最大等待时间内终端接受信号范围内的其他AP的探测相应帧；
D.探测定时器超时，终端将该信道的站点数量和信道利用率传输给AP；
E.AP统计得到信道的干扰值：W＝a*站点数量+b*信道利用率，其中a，b为站点数量以及信道利用率相应的权值。
3.根据权利要求1所述选择最佳信道的方法，其特征在于，所述步骤(4)包括如下步骤：
A.AP启动信道切换定时器；
B.利用与AP相关联的终端通过用CSMA/CA协议获取当前信道的占用权；
C.终端发送广播探测请求帧，启动探测定时器；
D.在最大等待时间内接受信号范围内的AP的探测响应帧；
E.定时器超时，判断是否已扫描完所有信道，若未扫描完，则切换至下一信道进行扫描。
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