CN105340333B - 一种wlan的功率和信道联合配置的方法及装置 - Google Patents
一种wlan的功率和信道联合配置的方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例提供了一种WLAN的功率和信道联合配置的方法,包括:从WLAN的各个接入点AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合;根据WLAN中各个AP的工作信道确定每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合;计算每一个AP发射功率组合对应的每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载,并根据每一个AP的估计负载计算每一个AP工作信道组合对应的WLAN的KPI;根据计算出的WLAN的KPI选出每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案,并从中选出WLAN的功率和信道的最优配置方案。本发明实施例还提供了一种WLAN的功率和信道联合配置的装置。采用本发明,具有可快速找到WLAN功率和信道的配置方案,提升WLAN吞吐量和资源使用效率的优点。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种WLAN的功率和信道联合配置的方法及装置。
背景技术
频谱规划和功率优化是无线网络的一个重要研究课题,其主要目的是最大化系统吞吐量,同时兼顾覆盖。当前频谱规划和功率优化的基本方法是为业务需求大的小区分配更多的资源(包括频谱(信道)和功率),并避免业务需求小的区域对业务需求大的区域产生过多的干扰。在WLAN(Wireless Local Access Network,无线局域网)网络中,可用的正交信道有限,相邻区域可能存在同频干扰,并且,WLAN特有的载波监听机制,都可能导致相邻区域的干扰对目标区域的网络吞吐量产生严重影响。此外,WLAN使用的是ISM(Industrial,Scientific and Medical,工业,科学和医学的)频段,容易受外部干扰,加上用户负载的动态性,如此使得AP(Access Point,接入点)的频谱(信道)和功率优化需求日益频繁,WLAN的功率和信道的配置和优化成为亟待解决的问题。
现有技术一主要用于解决根据不同国家和地区对WLAN频谱管理规范的不同而自动配置AP的可用信道和功率的问题。现有技术一中AP通过其归属运营商获取网络编码信息,并根据该网络编码信息确定可用信道和功率参数,从而完成设备的信道和功率参数自动配置。现有技术一中AP自动配置的是最大发射功率和可用信道,不涉及功率的调整和信道的分配,无法实现功率和信道的联合配置和优化。
现有技术二主要用于解决网络运行中AP功率调整的问题,现有技术二中接入控制器可根据目标区域的负载和干扰调节接入控制器的功率。现有技术二是单基站的功率调整方案,没有考虑相邻区域的影响,其调整方式对全网性能的影响不可预测,并且现有技术二中没有考虑信道的调整,无法实现功率和信道的联合配置和优化。
发明内容
本发明实施例提供了一种WLAN的功率和信道联合配置的方法及装置,可快速找到WLAN功率和信道的最优配置方案,提高了WLAN功率和信道的调整效率,提升了WLAN吞吐量和资源使用率,增强WLAN网络的用户黏性。
本发明实施例第一方面提供了一种WLAN的功率和信道联合配置的方法,其可包括:
从无线局域网WLAN的各个接入点AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合,其中,所述AP发射功率组合包含多个,每一个所述AP发射功率组合中包括所述每一个AP的发射功率;
根据所述WLAN中各个AP的工作信道确定所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合,其中,所述AP工作信道组合的集合中包括多个AP工作信道组合;
计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载,并根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI;
根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案,并从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案。
结合第一方面,在第一种可能的实现方式中,所述从无线局域网WLAN的各个接入点AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合之前,包括:
将所述WLAN中各个AP的覆盖区域划分为多个子区域,并设定各个子区域业务或者功率的统计周期;
按照所述统计周期定期接收各个AP所统计的所述WLAN中各个AP的覆盖区域的各个子区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率以及平均信道检测门限;
其中,所述有用功率为所述子区域的用户从所属AP接收到的平均接收功率,所述干扰功率为所述子区域的用户从相邻AP接收到的平均接收功率。
结合第一方面或第一方面第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,所述计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载过程中,计算具体某一个AP发射功率组合(AP发射功率组合x)对应AP工作信道组合的集合中的任意一个AP工作信道组合对应的任意AP(APc)的估计负载时,具体包括:
根据所述AP发射功率组合x中各个AP的发射功率,所述APc覆盖区域的子区域i的噪声功率,所述AP发射功率组合x对应的AP工作信道组合中各个AP的工作信道,结合所述子区域i到所述APc的信道增益或所述子区域i到相邻AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干燥比或信噪比;
根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长;
根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长;
根据所述APc的平均可获得速率、所述APc的介质访问控制MAC层的协议效率因子,结合所述APc的标称速率、计算所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长;
根据所述APc的所有用户所需的总传输时长以及所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长,计算所述APc的估计负载。
结合第一方面第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述子区域i到所述APc的信道增益为所述子区域i来自所述APc的平均接收功率与所述APc的发射功率的比值;
所述子区域i到所述APd的信道增益为所述子区域i来自所述APd的平均接收功率与所述APd的发射功率的比值。
结合第一方面第二种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述结合所述子区域i到所述APc的信道增益或所述子区域i到所述相邻AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比或信噪比,包括:
当所述子区域i来自所述APd的平均接收功率小于所述子区域i的平均信道检测门限时,结合所述子区域i到所述APc的信道增益和所述子区域i到所述APd的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比;或
当所述子区域i来自所述相邻AP(APd)的平均接收功率大于或等于所述子区域i的平均信道检测门限时,结合所述子区域i到所述APc的信道增益,计算所述子区域i的信噪比。
结合第一方面第二种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,所述根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,包括:
根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i信道带宽,计算所述子区域i可获得的速率;
根据所述子区域i的平均业务需求,结合所述子区域i可获得的速率,计算得到所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长。
结合第一方面第五种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,所述根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长,包括:
当所述子区域i来自所述相邻AP的平均接收功率小于所述子区域i的平均信道检测门限时,计算所述APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,即为所述APc的所有用户所需的总传输时长;或
当所述子区域i来自所述相邻AP的平均接收功率大于或者等于所述子区域i的平均信道检测门限时,计算所述APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,加上所述相邻AP的用户传输时长,即为所述APc的所有用户所需的总传输时长。
结合第一方面第三种可能的实现方式至第一方面第六种可能的实现方式中任一种,在第七种可能的实现方式中,所述WLAN的KPI,包括:所述WLAN的全网的用户不满意度、所述WLAN的全网的业务中断率、所述WLAN的全网的平均负载和所述WLAN的全网的信干噪比或信噪比分布。
结合第一方面第七种可能的实现方式,在第八种可能的实现方式中,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的用户不满意度时,所述根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI,包括:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的用户不满意度。
结合第一方面第七种可能的实现方式,在第九种可能的实现方式中,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的业务中断率时,所述根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI,包括:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量、每一个AP的原工作信道和新分配的工作信道的状态,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP工作信道组合对应的WLAN的业务中断率。
结合第一方面第七种可能的实现方式,在第十种可能的实现方式中,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的信干燥比或信噪比分布时,所述根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI,包括:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的信干燥比或信噪比分布进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的信干燥比或信噪比分布。
结合第一方面第七种可能的实现方式,在第十一种可能的实现方式中,所述根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI,还包括:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的估计负载进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的平均负载。
结合第一方面第七种可能的实现方式至第一方面第十一种可能的实现方式中任一种,在第十二种可能的实现方式中,所述根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案,包括:
将所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中的每一个AP工作信道组合对应的WLAN的全网的用户不满意度和平均负载作为优化目标,获取所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道配置方案的集合;
计算所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合中各个配置方案对应的WLAN的全网的业务中断率,并从中选取所述业务中断率最低的配置方案,作为所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的功率和信道的最优配置方案。
结合第一方面第十二种可能的实现方式,在第十三种可能的实现方式中,所述从所述所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案,包括:
从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合,并将所述AP发射功率组合与其对应的最优信道组合选定为WLAN的功率和信道的最优配置方案。
本发明实施例第二方面提供了一种WLAN的功率和信道联合配置的装置,其可包括:
功率确定模块,用于从WLAN的各个AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合,其中,所述AP发射功率组合包含多个,每一个所述AP发射功率组合中包括所述每一个AP的发射功率;
信道确定模块,用于根据所述WLAN中各个AP的工作信道确定所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合,其中,所述AP工作信道组合的集合中包括多个AP工作信道组合;
参数获取模块,用于计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载,并根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI;
配置模块,用于根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案,并从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案。
结合第二方面,在第一种可能的实现方式中,所述装置,还包括:
统计模块,用于将所述WLAN中各个AP的覆盖区域划分为多个子区域,并设定各个子区域业务或者功率的统计周期,进而按照所述统计周期定期接收各个AP所统计的所述WLAN中各个AP的覆盖区域的各个子区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率以及平均信道检测门限;
其中,所述有用功率为所述子区域的用户从所属AP接收到的平均接收功率,所述干扰功率为所述子区域的用户从相邻AP接收到的平均接收功率。
结合第二方面或第二方面第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,所述参数获取模块,包括:
负载估算子模块,用于计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载;
参数计算子模块,用于根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI。
结合第二方面第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述负载估算子模块,包括:
第一计算单元,用于根据具体某一个AP发射功率组合(所述AP发射功率组合x)中各个AP的发射功率,所述AP发射功率组合x对应的具体某一个AP(APc)覆盖区域的子区域i的噪声功率,所述AP发射功率组合x对应的AP工作信道组合中各个AP的工作信道,结合所述子区域i到所述APc的信道增益或所述子区域i到相邻AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比或信噪比;
第二计算单元,用于根据所述子区域i的信干燥比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长;
第三计算单元,用于根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长;
第四计算单元,用于根据所述APc的平均可获得速率、所述APc的介质访问控制MAC层的协议效率因子,结合所述APc的标称速率、计算所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长;
第五计算单元,用于根据所述APc的所有用户所需的总传输时长以及所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长,计算所述APc的估计负载。
结合第二方面第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述子区域i到所述APc的信道增益为所述子区域i来自所述APc的平均接收功率与所述APc的发射功率的比值;
所述子区域i到所述APd的信道增益为所述子区域i来自所述APd的平均接收功率与所述APd的发射功率的比值。
结合第二方面第三种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,所述第二计算单元,包括:
速率计算子单元,用于根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i信道带宽,计算所述子区域i可获得的速率;
时长计算子单元,用于根据所述子区域i的平均业务需求,结合所述子区域i可获得的速率,计算得到所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长。
结合第二方面第三种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,所述第三计算单元在根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长时,具体用于:
当所述子区域i来自所述相邻AP的平均接收功率小于所述子区域i的平均信道检测门限时,计算所述APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,即为所述APc的所有用户所需的总传输时长;或
当所述子区域i来自所述相邻AP的平均接收功率大于或者等于所述子区域i的平均信道检测门限时,计算所述APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,加上所述相邻AP的用户传输时长,即为所述APc的所有用户所需的总传输时长。
结合第二方面第三种可能的实现方式至第二方面第六种可能的实现方式中任一种,在第七种可能的实现方式中,所述WLAN的KPI,包括:所述WLAN的全网的用户不满意度、所述WLAN的全网的业务中断率、所述WLAN的全网的平均负载和所述WLAN的全网的信干噪比或信噪比分布。
结合第二方面第七种可能的实现方式,在第八种可能的实现方式中,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的用户不满意度时,所述参数计算子模块在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP发射功率组合对应的所述WLAN的用户不满意度。
结合第二方面第七种可能的实现方式,在第九种可能的实现方式中,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的业务中断率时,所述参数计算子模块在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量、每一个AP的原工作信道和新分配的工作信道的状态,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP工作信道组合对应的WLAN的业务中断率。
结合第二方面第七种可能的实现方式,在第十种可能的实现方式中,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的信干噪比或信噪比分布时,所述参数计算子模块在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI时,具体用于:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的信干燥比或信噪比分布进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的信干燥比或信噪比分布。
结合第二方面第七种可能的实现方式,在第十一种可能的实现方式中,所述参数计算子模块在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI时,还具体用于:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的估计负载进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的平均负载。
结合第二方面第七种可能的实现方式至第二方面第十一种可能的实现方式,在第十二种可能的实现方式中,所述配置模块,包括:
个体配置选择子模块,用于根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案;
综合配置选择子模块,用于从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案。
结合第二方面第十二种可能的实现方式,在第十三种可能的实现方式中,所述个体配置选择子模块,包括:
获取单元,用于将所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中的每一个AP工作信道组合对应的WLAN的全网的用户不满意度和平均负载作为优化目标,获取所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合;
选取单元,计算所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合中各个配置方案对应的WLAN的全网的业务中断率,并从中选取所述业务中断率最低的配置方案,作为所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案。
结合第二方面第十三种可能的实现方式,在第十四种可能的实现方式中,所述综合配置选择子模块在从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案时,具体用于:
从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合,并将所述AP发射功率组合与其对应的最优信道组合选定为WLAN的功率和信道的最优配置方案。
本发明实施例第三方面提供了一种控制器,其可包括:
存储器,用于存储指令;
处理器,用于从所述存储器中读取指令,并根据所述指令执行如下操作:从WLAN的各个AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合,其中,所述AP发射功率组合包含多个,每一个所述AP发射功率组合中包括所述每一个AP的发射功率,并根据所述WLAN中各个AP的工作信道确定所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合,其中,所述AP工作信道组合的集合中包括多个AP工作信道组合,计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载,并根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI,进而根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案,并从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案。
结合第三方面,在第一种可能的实现方式中,所述处理器从无线局域网WLAN的各个接入点AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合之前,还具体用于:
将所述WLAN中各个AP的覆盖区域划分为多个子区域,并设定各个子区域业务或者功率的统计周期;
按照所述统计周期定期接收各个AP所统计的所述WLAN中各个AP的覆盖区域的各个子区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率以及平均信道检测门限;
其中,所述有用功率为所述子区域的用户从所属AP接收到的平均接收功率,所述干扰功率为所述子区域的用户从相邻AP接收到的平均接收功率。
结合第三方面或第三方面第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,所述处理器在计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载过程中,计算具体某一个AP发射功率组合(AP发射功率组合x)对应AP工作信道组合的集合中的任意一个AP工作信道组合对应的任意AP(APc)的估计负载时,具体用于:
根据所述AP发射功率组合x中各个AP的发射功率,所述APc覆盖区域的子区域i的噪声功率,所述AP发射功率组合x对应的AP工作信道组合中各个AP的工作信道,结合所述子区域i到所述APc的信道增益或所述子区域i到所述相邻AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比或信噪比;
根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长;
根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长;
根据所述APc的平均可获得速率、所述APc的介质访问控制MAC层的协议效率因子,结合所述APc的标称速率、计算所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长;
根据所述APc的所有用户所需的总传输时长以及所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长,计算所述APc的估计负载。
结合第三方面第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述子区域i到所述APc的信道增益为所述子区域i来自所述APc的平均接收功率与所述APc的发射功率的比值;
所述子区域i到所述APd的信道增益为所述子区域i来自所述APd的平均接收功率与所述APd的发射功率的比值。
结合第三方面第二种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述处理器在结合所述子区域i到所述APc的信道增益或所述子区域i到所述相邻AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比或信噪比时,具体用于:
当所述子区域i来自所述APd的平均接收功率小于所述子区域i的平均信道检测门限时,结合所述子区域i到所述APc的信道增益和所述子区域i到所述APd的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比;或
当所述子区域i来自所述相邻AP(APd)的平均接收功率大于或等于所述子区域i的平均信道检测门限时,结合所述子区域i到所述APc的信道增益,计算所述子区域i的信噪比。
结合第三方面第二种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,所述处理器在根据所述子区域i的信干燥比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长时,具体用于:
根据所述子区域i的信干燥比或信噪比,结合所述子区域i信道带宽,计算所述子区域i可获得的速率;
根据所述子区域i的平均业务需求,结合所述子区域i可获得的速率,计算得到所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长。
结合第三方面第五种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,所述处理器在根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长时,具体用于:
当所述子区域i来自所述相邻AP的平均接收功率小于所述子区域i的平均信道检测门限时,计算所述APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,即为所述APc的所有用户所需的总传输时长;或
当所述子区域i来自所述相邻AP的平均接收功率大于或者等于所述子区域i的平均信道检测门限时,计算所述APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,加上所述相邻AP的用户传输时长,即为所述APc的所有用户所需的总传输时长。
结合第三方面第三种可能的实现方式至第三方面第六种可能的实现方式中任一种,在第七种可能的实现方式中,所述WLAN的KPI,包括:所述WLAN的全网的用户不满意度、所述WLAN的全网的业务中断率、所述WLAN的全网的平均负载和所述WLAN的全网的信干燥比或信噪比分布。
结合第三方面第七种可能的实现方式,在第八种可能的实现方式中,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的用户不满意度时,所述处理器在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的用户不满意度。
结合第三方面第七种可能的实现方式,在第九种可能的实现方式中,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的业务中断率时,所述处理器在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量、每一个AP的原工作信道和新分配的工作信道的状态,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP工作信道组合对应的WLAN的业务中断率。
结合第三方面第七种可能的实现方式,在第十种可能的实现方式中,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的信干燥比或信噪比分布时,所述处理器在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的信干燥比或信噪比分布进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的信干燥比或信噪比分布。
结合第三方面第七种可能的实现方式,在第十一种可能的实现方式中,所述处理器在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,还具体用于:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的估计负载进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的平均负载。
结合第三方面第七种可能的实现方式至第三方面第十一种可能的实现方式中任一项,在第十二种可能的实现方式中,所述处理器在根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的功率和信道的最优配置方案时,具体用于:
将所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中的每一个AP工作信道组合对应的WLAN的全网的用户不满意度和平均负载作为优化目标,获取所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合;
计算所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合中各个配置方案对应的WLAN的全网的业务中断率,并从中选取所述业务中断率最低的配置方案,作为所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案。
结合第三方面第十二种可能的实现方式,在第十三种可能的实现方式中,所述处理器在从所述所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案时,具体用于:
从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合,并将所述AP发射功率组合与其对应的最优信道组合选定为WLAN的功率和信道的最优配置方案。
本发明实施例通过计算WLAN中各个AP的估计负载和各项KPI,结合WLAN的各项KPI来选择WLAN的功率和信道的配置方案,可根据各个AP发射功率组合及其对应的AP工作信道组合的集合选取所有AP发射功率组合对应的最优的WLAN的信道的配置方案,并从中选出最优的配置方案,可快速找到WLAN的功率和信道的最优配置方案,提高WLAN的功率和信道的调整效率,提升了WLAN吞吐量和资源使用率,增强了WLAN网络的用户黏性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的WLAN的功率和信道联合配置的方法的实施例流程示意图;
图2是本发明实施例提供的WLAN的功率和信道联合配置的装置的实施例的一结构示意图;
图3是本发明实施例提供的WLAN的功率和信道联合配置的装置的实施例的另一结构示意图;
图4是本发明实施例提供的WLAN的功率和信道联合配置的装置的参数获取模块的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的WLAN的功率和信道联合配置的装置的配置模块的结构示意图;
图6是本发明实施例提供的控制器的实施例结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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他实施例,都属于本发明保护的范围。
参见图1,是本发明实施例提供的WLAN的功率和信道联合配置的方法的实施例流程示意图。本实施例中所描述的WLAN的功率和信道联合配置的方法,包括步骤:
S101,从无线局域网WLAN的各个接入点AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合。
S102,根据所述WLAN中各个AP的工作信道确定所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合。
在一些可行的实施方式中,本发明实施例中所描述的WLAN网络可包括多个AP,并且每一个AP都有自己的覆盖范围,其中,上述AP发射功率组合包含多个,每一个AP发射功率组合中包括上述WLAN中每一个AP的发射功率。具体实现中,可根据WLAN中各个AP的发射功率范围选定每一个AP的发射功率,即可从具体某一个AP的发射功率取值范围中选定该AP的具体的发射功率值,并将选定的每一个AP的发射功率组合起来,组成一个AP发射功率组合。具体的,可为每一个AP选定多个发射功率,并将选定的各个AP的发射功率组合成发射功率组合的集合,其中,上述发射功率组合的集合中可包括多个AP发射功率组合。
选定好AP发射功率组合之后,则可根据该AP发射功率组合中各个AP的工作信道的信息,确定该AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合,其中,上述AP工作信道组合的集合中可包括多个AP工作信道组合,即可确定该AP发射功率组合对应的所有AP工作信道组合。确定好上述AP发射功率组合及其对应的AP工作信道组合的集合之后,则可根据该发射功率组合计算每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载。
S103,计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载,并根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI。
在一些可行的实施方式中,可先将WLAN中各个AP的覆盖区域划分为多个子区域,并设定每一个子区域业务或者功率的统计周期。设定好各个子区域的业务或者功率的统计周期之后,则可接收各个AP按照上述统计周期定期统计的各个子区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率以及平均信道检测门限。具体的,上述各个子区域中具体某一个子区域的有用功率主要为该子区域的用户从所属AP接收到的平均接收功率,例如,子区域i(该子区域i为APc的覆盖区域划分出来的子区域之一,其中,APc为WLAN的多个AP中的任意一个)的有用功率主要为子区域i的用户从APc接收到的平均接收功率。上述各个子区域中具体某一个子区域的干扰功率为该子区域的用户从相邻AP接收到的平均接收功率,例如,上述子区域i的干扰功率主要为子区域i的用户从相邻AP接收到的平均接收功率。
具体实现中,统计好WLAN网络中各个AP的覆盖区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率之后,则可结合选定的AP发射功率组合及其对应的AP工作信道组合计算该AP发射功率组合中各个AP的估计负载。
在一些可行的实施方式中,确定好AP发射功率组合的集合之后,则可从中选定一个AP发射功率组合,并根据其对应的AP工作信道组合的集合计算该AP发射功率组合对应的各个AP的估计负载。具体的,计算某一个AP发射功率组合对应的各个AP的估计负载时,可先从该AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中选定一个AP工作信道组合,结合该AP发射功率组合中各个AP的发射功率及其对应的工作信道(即为其选定的工作信道),计算该AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载。处理得到该AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载之后,则可根据该估计负载计算该AP工作信道组合对应的WLAN的KPI(KeyPerformance Indicator,关键性能指标)。具体的,可根据上述方式计算该AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中各个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载及其对应的WLAN的KPI,并根据处理得到的KPI从该AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中选出最适合该AP发射功率组合的AP工作信道组合(即使得全网业务中断率最小的AP工作信道组合)。具体实现中,可根据AP发射功率组合x(AP发射功率组合x为上述预先选定的AP发射功率组合的集合中任意一个AP发射功率组合)中各个AP的发射功率,AP发射功率组合x对应的AP工作信道组合中各个AP的工作信道,以及APc(上述AP发射功率组合对应的具体某一个AP)覆盖区域的子区域i(其中,子区域i为APc覆盖区域划分出来的子区域中的任意一个)噪声功率,结合该子区域i到APc的信道增益或该子区域到APc覆盖区域的相邻区域的AP(例如APd)的信道增益,计算该子区域i的信干燥比或信噪比,具体的,子区域i的信干燥比或信噪比SINRi的计算方式如下:
其中,上述等式中Pc为选定的AP发射功率组合中上述子区域i所属AP(即APc)的发射功率;Pd为选定的AP发射功率组合中APc的相邻AP(例如APd)的发射功率;Pnoise为子区域i的噪声功率,ANRc为APc覆盖区域的相邻区域的集合。
此外,子区域i到上述APc的信道增益hi,c为子区域i的用户接收APc的平均功率与APc当前的发射功率的比值,即
其中,上式中的Pi,c则为子区域i的用户接收APc的平均接收功率,可通过该子区域i的用户上报的接收功率平均得到,上式中的Pc则为APc当前的发射功率。
具体的,上述子区域i到上述APc相邻AP(例如APd)的信道增益hi,d为子区域i的用户接收上述APd的平均功率与上述APd当前的发射功率的比值,即
其中,上式中的Pi,d则为子区域i的用户接收APd的平均接收功率,可通过该子区域i的用户上报的接收功率平均得到,上式中的Pd则为APd当前的发射功率。
具体实现中,在上述子区域i的信干燥比或信噪比的计算公式中xc,d和αi,d的值的确定方式如下:
即,当APc和APd的工作信道不同(即上述选定的AP工作信道组合中APc和APd的工作信道不一致)时,xc,d则为0,否则,xc,d则为1;当Pi,d小于CCAi时,αi,d则为0,否则αi,d则为1。其中,αi,d=0为干扰域带来的负载增加,αi,d=1为传输域(竞争)带来的负载增加,CCAi为子区域i的平均信道检测门限。
综合上述子区域i的信干燥比或信噪比SINRi的计算方式中各个变量的定义可知道,当子区域i来自APd的平均接收功率(即Pi,d)小于子区域i的平均信道检测门限(即CCAi)时,则可结合子区域i到APc的信道增益和子区域i到APd的信道增益,计算子区域i的信干燥比,即此时子区域i中存在干扰域带来的负载增加;当子区域i来自APd的平均接收功率(即Pi,d)大于或者等于子区域i的平均信道检测门限(即CCAi)时,则可结合子区域i到APc的信道增益(即此时则无需考虑子区域i到APd的信道增益),计算子区域i的信燥比,即此时子区域i中存在传输域带来的负载增加,不存在干扰域带来的负载增加。
在一些可行的实施方式中,处理得到子区域i的信干燥比或信噪比SINRi之后,则可结合子区域i的信道带宽及用户业务需求(即上述统计得到的子区域i的平均业务需求),计算子区域i的用户业务需求对应所需的传输时长。具体的,可根据APc子区域i的信干燥比或信噪比,结合子区域i的信道带宽,计算子区域i可获得的速率Ri,即APc的子区域i可获得的速率为:
其中,上式中ηBW,ηSINR分别为APc的调度器,信道带宽,信干燥比或信噪比系数,W为信道带宽。
处理得到子区域i可获得的速率之后,则可结合子区域i的用户业务需求计算子区域i的用户业务需求对应所需的传输时长,由此可得用户业务需求为Di的子区域i对应所需的传输时长为:
其中,
为APc覆盖区域的相邻区域的用户传输时长。
在一些可行的实施方式中,处理得到子区域i的用户业务需求对应所需的传输时长之后,则可结合该子区域i的信号干扰或者竞争干扰,计算APc的所有用户所需的总传输时长。即对于APc,其所有用户所需的总传输时长可由下式表示:
其中,上式第一项中包含了子区域i可获得的速率,其中考虑到APc覆盖区域的相邻区域的发射功率等因素,由此可知考虑了APc覆盖区域的相邻区域信号的干扰;此外,上式第二项考虑了APc覆盖区域的相邻区域竞争的干扰。由上式可知,当子区域i来自相邻AP的平均接收功率小于子区域i的平均信道检测门限时,APc的所有用户所需的总传输时长即为APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和;当子区域i来自相邻AP的平均接收功率大于或者等于子区域i的平均信道检测门限时,APc的所有用户所需的总传输时长即为APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,加上相邻AP的用户传输时长。即APc的估计负载的计算过程中考虑了WLAN的载波特性和干扰,结合信道分配的关系,可极大提高负载估计得准确性。
在一些可行的实施方式中,处理得到APc的所有用户所需的总传输时长之后,还可根据APc的平均可获得速率、APc的MAC(Medium Access Control,介质访问控制)层的协议效率因子,结合APc的标称速率,计算APc的标称速率对应的APc可用的总传输时长,具体的,标称速度为Cc的APc可用的总传输时长为:
其中,APc的平均可获得速率具体可为:
其中,|APc|为APc的用户总数。ηc为APc的MAC层的协议效率因子,具体可用如下表达式获得:
其中,上述表达式中各项的意义和取值如下表1所示:
表1
其中,上述表1中分组冲突概率p和有数据传输概率τ可由以下等式获得:
具体的,上述等式中,Wo为初始的竞争窗口,并且与上式中的b(0,0)具有如下关系:
其中,m为的最大重传次数,n为与APc关联的终端数目。
在一些可行的实施方式中,得到APc的所有用户所需的总传输时长Tc以及APc的标称速率对应APc的可用的总传输时长Ttotal,c之后,则可计算APc的估计负载,APc的估计负载的计算公式如下:
具体实现中,得到APc的估计负载之后,则可根据APc的估计负载计算在该AP工作信道组合下该AP发射功率组合x对应的WLAN的KPI。同理,还可根据上述方式计算APc在其他AP工作信道组合下的估计负载及其对应的WLAN的KPI。此外,根据上述AP发射功率组合x对应的APc的估计负载的方法还可计算每一个AP发射功率组合对应的每一个AP的估计负载,即可计算每一个AP发射功率组合在其对应的所有AP工作信道组合下的每一个AP的估计负载及WLAN的KPI。
在一些可行的实施方式中,WLAN的KPI可包括多个,具体可为用户不满意度、AP的业务中断率以及AP的信干燥比或信噪比分布等,即WLAN的KPI可包括:WLAN的全网的用户不满意度、WLAN的全网的业务中断率、WLAN的全网的平均负载和WLAN的全网的信干燥比或信噪比分布等。具体实现中,还可根据处理得到的每一个AP的估计负载,以及每一个AP的用户数量,计算每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的WLAN的KPI,即全网的KPI。
在一些可行的实施方式中,可根据本统计周期的估计负载,进行相关网络性能指标的计算,例如全网的用户不满意度、业务中断率等。具体的,基于每一个AP的估计负载,可获得全网的用户不满意度如下:
其中,上式中的AP为全网AP的集合,Mc为APc的用户数,B指代不同的信道配置方案,即不同的AP发射功率组合对应的WLAN的信道的配置方案,M指代AP的用户数。具体实现中,根据不同的AP发射功率组合中的AP的发射功率可处理得到每一个AP的不同的估计负载,从而得到不同的用户不满意度,用户不满意度的优化可提升AP覆盖区域以及其边沿区域的用户体验。
此外,基于每一个AP的估计负载,还可获得全网的业务中断率如下:
其中,上式中的Bc和Bpre分别为APc新分配的信道和原来的信道。具体实现中,根据不同的AP发射功率组合中的AP的发射功率可处理得到每一个AP的不同的估计负载,从而得到不同的全网的业务中断率。业务中断率的优化可减少频谱配置的代价,进一步改善用户体验。
再者,基于每一个AP的估计负载,还可获得全网的平均负载,如下:
其中,上述|AP|为全网的AP总数。根据不同的AP发射功率组合中的AP的发射功率可处理得到每一个AP的不同的估计负载,进而得到不同的全网的平均负载,具体的,全网的平均负载的优化可以提升网络容量,提高网络的用户体验效果。
进一步的,基于处理得到的每一个AP发射功率组合对应的每一个AP的信噪比分布SINRc,可处理得到全网的信干燥比或信噪比SINR分布,如下:
其中,上式中的SINRc即为APc的信噪比分布,B指代不同的信道配置方案,P指代不同的功率配置方案。
S104,根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案,并从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案。
在一些可行的实施方式中,处理得到每一个AP发射功率组合对应的WLAN的KPI,即全网的用户不满意度、全网的业务中断率、全网的平均负载以及全网的信干燥比或信噪比SINR分布等之后,则可根据上述WLAN的KPI选出每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案。具体实现中,本发明实施例主要采用粒子群优化算法来选取每一个AP发射功率组合对应的每一个AP工作信道对应的WLAN的信道的最优配置方案,其中,上述粒子群优化算法的计算过程可包括步骤:
(1)粒子群初始化初代个体,即本实施例中所需的功率和信道(或频谱)分配方案;
(2)评估粒子,即计算当前所有粒子对应的KPI值;
(3)基于对粒子的评估,将其进行分等级,并计算每一个等级的密度;
(4)计算个体当前的最优位置,和群体当前的最优位置;
(5)更新粒子速度和位置;
(6)使用突变器和组合器产生一部分新的粒子位置,加入粒子群中,突变器选择若干本代个体进行随机扰动,产生突变个体优质个体、组合个体和突变个体组成次代,进入下一次循环,组合器选择若干本代个体进行组合,产生组合个体。
在一些可行的实施方式中,可先将每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的WLAN的全网的用户不满意度和全网的平均负载等作为粒子群优化算法的优化目标(即可作为粒子群优化算法的评估粒子进行评估、计算),通过粒子群优化算法的计算来获取每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道配置方案的集合(其中,由于一个AP工作信道组合可对应一种AP发射功率组合对应的配置方案,而一个AP发射功率组合可对应一个AP工作信道组合的集合,即多个AP工作信道组合,则每一个AP发射功率组合可对应一个优化目标最优的信道配置方案的集合),再计算处理得到的每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道配置方案的集合中各个配置方案对应的WLAN的全网的业务中断率,并从中选取业务中断率最低的配置方案,该配置方案即可选定为该AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案。
在一些可行的实施方式中,处理得到每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案之后,则可从所有AP发射功率组合对应的最优的信道配置方案中选取业务中断率最低的配置方案,作为全网的WLAN的功率和信道的最优配置方案。具体的,可从所有的AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合,而该AP发射功率组合已对应着一个最优的WLAN的信道配置方案,则可将该AP发送功率组合与其对应的最优信道组合(即最优的信道配置方案中包括的信道组合)选定为WLAN的功率和信道的最优配置方案。选出WLAN的功率和信道的最优配置方案之后,则可使用该功率和信道的配置方案完成WLAN网络的功率和信道的配置。
在一些可行的实施方式中,根据计算出的所有AP发射功率组合对应对应的WLAN的KPI选出AP发射功率组合和信道组合的最优的配置方案时,还可先将每一个AP发射功率组合及其对应的每一个AP工作信道组合,对应的WLAN的全网的用户不满意度和平均负载作为优化目标,获取每一个AP发射功率组合以及其对应的每一个AP工作信道组合的优化目标最优的信道配置方案的集合;接着再从上述优化目标最优的信道配置方案的集合中选出WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合以及其对应的工作信道组合作为WLAN的功率和信道的最优配置方案。即,可先通过筛选,从每一个AP发射功率组合对应的所有AP工作信道组合的信道配置方案中查找优化目标最优的信道配置方案,将这些优化目标最强的信道配置方案组成一个集合,再从这个集合中选取使得WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合以及其对应的AP工作信道组合作为WLAN的功率和信道的最优配置。
本实施例可根据WLAN中各个AP的覆盖范围、发射功率、信道信息,以及各个AP的覆盖区域的业务需求等信息处理得到各个AP的估计负载,进而处理得到网络的用户不满意度、平均负载、业务中断率以及信干燥比或信噪比分布等关键性能指标,并根据WLAN的各项关键性能指标选择WLAN的功率和信道的最优配置方案,可快速找到WLAN的功率和信道的最优配置方案,提高了WLAN的功率和信道的调整效率,提升了WLAN的吞吐量和资源使用率,增强了WLAN网络的用户体验效果和黏性。
参见图2,是本发明实施例提供的WLAN的功率和信道联合配置的装置的实施例的一结构示意图。本实施例中所描述的WLAN的功率和信道联合配置的装置,包括:
功率确定模块20,用于从WLAN的各个AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合。
信道确定模块50,用于根据所述WLAN中各个AP的工作信道确定所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合。
参数获取模块30,用于计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载,并根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI。
配置模块40,用于根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案,并从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案。
在一些可行的实施方式中,本实施例中所描述的WLAN的功率和信道联合配置的装置(如图3),还包括:
统计模块10,用于将所述WLAN中各个AP的覆盖区域划分为多个子区域,并设定各个子区域业务或者功率的统计周期,进而按照所述统计周期定期接收各个AP所统计的所述WLAN中各个AP的覆盖区域的各个子区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率以及平均信道检测门限。
在一些可行的实施方式中,上述参数获取模块30(如图4),包括:
负载估算子模块31,用于计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载。
参数计算子模块32,用于根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI。
其中,上述负载估算子模块31,包括:
第一计算单元311,用于根据具体某一个AP发射功率组合(所述AP发射功率组合x)中各个AP的发射功率,所述AP发射功率组合x对应的具体某一个AP(APc)覆盖区域的子区域i的噪声功率,所述AP发射功率组合x对应的AP工作信道组合中各个AP的工作信道,结合所述子区域i到所述APc的信道增益或所述子区域i到相邻AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干燥比或信噪比。
第二计算单元312,用于根据所述子区域i的信干燥比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长。
第三计算单元313,用于根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长。
第四计算单元314,用于根据所述APc的平均可获得速率、所述APc的介质访问控制MAC层的协议效率因子,结合所述APc的标称速率、计算所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长。
第五计算单元315,用于根据所述APc的所有用户所需的总传输时长以及所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长,计算所述APc的估计负载。
其中,上述第二计算单元312,包括:
速率计算子单元3121,用于根据所述子区域i的信干燥比或信噪比,结合所述子区域i信道带宽,计算所述子区域i可获得的速率。
时长计算子单元3122,用于根据所述子区域i的平均业务需求,结合所述子区域i可获得的速率,计算得到所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长。
在一些可行的实施方式中,上述配置模块40(如图5),包括:
个体配置选择子模块41,用于根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案;
综合配置选择子模块42,用于从所有AP发射功率组合对应的WLAN的功率和信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的优化配置方案。
其中,上述个体配置选择子模块41,包括:
获取单元411,用于将所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中的每一个AP工作信道组合对应的WLAN的全网的用户不满意度和平均负载作为优化目标,获取所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合。
选取单元412,计算所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合中各个配置方案对应的WLAN的全网的业务中断率,并从中选取所述业务中断率最低的配置方案,作为所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案。
在一些可行的实施方式中,本发明实施例中所描述的WLAN网络可包括多个AP,并且每一个AP都有自己的覆盖范围,其中,上述AP发射功率组合包含多个,每一个AP发射功率组合中包括上述WLAN中每一个AP的发射功率。具体实现中,功率确定模块20可根据WLAN中各个AP的发射功率范围选定每一个AP的发射功率,即可从具体某一个AP的发射功率取值范围中选定该AP的具体的发射功率值,并将选定的每一个AP的发射功率组合起来,组成一个AP发射功率组合。具体实现中,功率确定模块20可为每一个AP选定多个发射功率,并将选定的各个AP的发射功率组合成发射功率组合的集合,其中,上述发射功率组合的集合中可包括多个AP发射功率组合。
功率确定模块20选定好AP发射功率组合之后,信道确定模块50则可根据该AP发射功率组合中各个AP的工作信道的信息,确定该AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合,其中,上述AP工作信道组合的集合中可包括多个AP工作信道组合,即可确定该AP发射功率组合对应的所有AP工作信道组合。确定好上述AP发射功率组合及其对应的AP工作信道组合的集合之后,则可根据该发射功率组合计算每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载。
在一些可行的实施方式中,统计模块10可先将WLAN中各个AP的覆盖区域划分为多个子区域,并设定每一个子区域业务或者功率的统计周期。统计模块10设定好各个子区域的业务或者功率的统计周期之后,则可按照上述统计周期定期接收各个AP所统计的各个子区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率以及平均信道检测门限。具体的,上述各个子区域中具体某一个子区域的有用功率主要为该子区域的用户从所属AP接收到的平均接收功率,例如,子区域i(该子区域i为APc的覆盖区域划分出来的子区域之一,其中,APc为WLAN的多个AP中的任意一个)的有用功率主要为子区域i的用户从APc接收到的平均接收功率。上述各个子区域中具体某一个子区域的干扰功率为该子区域的用户从相邻AP接收到的平均接收功率,例如,上述子区域i的干扰功率主要为子区域i的用户从相邻AP接收到的平均接收功率。
具体实现中,统计模块10统计好WLAN网络中各个AP的覆盖区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率之后,则可结合功率确定模块20及信道确定模块50选定的AP发射功率组合及其对应的AP工作信道组合计算该AP发射功率组合中各个AP的估计负载。
在一些可行的实施方式中,确定好AP发射功率组合的集合之后,则可从中选定一个AP发射功率组合,并根据其对应的AP工作信道组合的集合计算该AP发射功率组合对应的各个AP的估计负载。具体的,参数获取模块30计算某一个AP发射功率组合对应的各个AP的估计负载时,可先从该AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中选定一个AP工作信道组合,结合该AP发射功率组合中各个AP的发射功率及其对应的工作信道(即为其选定的工作信道),计算该AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载。参数获取模块30处理得到该AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载之后,则可根据该估计负载计算该AP工作信道组合对应的WLAN的KPI。具体的,可根据上述方式计算该AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中各个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载及其对应的WLAN的KPI,并根据处理得到的KPI从该AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中选出最适合该AP发射功率组合的AP工作信道组合(即使得全网的业务中断率最小的AP工作信道组合)。具体实现中,负载估算子模块31的第一计算单元311可根据AP发射功率组合x(AP发射功率组合x为上述预先选定的AP发射功率组合的集合中任意一个AP发射功率组合)中各个AP的发射功率,AP发射功率组合x对应的AP工作信道组合中各个AP的工作信道,以及APc(上述AP发射功率组合对应的具体某一个AP)覆盖区域的子区域i(其中,子区域i为APc覆盖区域划分出来的子区域中的任意一个)噪声功率,结合该子区域i到APc的信道增益或该子区域到APc覆盖区域的相邻区域的AP(例如APd)的信道增益,计算该子区域i的信干燥比或信噪比。具体的,第一计算单元311计算子区域i的信干燥比或信噪比SINRi时的计算方式如下:
其中,上述等式中Pc为选定的AP发射功率组合中上述子区域i所属AP(即APc)的发射功率;Pd为选定的AP发射功率组合中APc的相邻AP(例如APd)的发射功率;Pnoise为子区域i的噪声功率,ANRc为APc覆盖区域的相邻区域的集合。此外,子区域i到上述APc的信道增益hi,c为子区域i的用户接收APc的信号的平均功率与APc当前的发射功率的比值,即
其中,上式中的Pi,c则为子区域i的用户接收APc的信号的平均接收功率,可通过该子区域i的用户上报的接收功率平均得到,上式中的Pc则为APc当前的发射功率。
具体的,上述子区域i到上述APc相邻AP(例如APd)的信道增益hi,d为子区域i的用户接收上述APd的平均功率与上述APd当前的发射功率的比值,即
其中,上式中的Pi,d则为子区域i的用户接收APd的平均接收功率,可通过该子区域i的用户上报的接收功率平均得到,上式中的Pd则为APd当前的发射功率。
具体实现中,在上述子区域i的信干燥比或信噪比的计算公式中xc,d和αi,d的值的确定方式如下:
即,当APc和APd的工作信道不同(即上述选定的AP工作信道组合中APc和APd的工作信道不一致)时,xc,d则为0,否则,xc,d则为1;当Pi,d小于CCAi时,αi,d则为0,否则αi,d则为1。其中,αi,d=0为干扰域带来的负载增加,αi,d=1为传输域(竞争)带来的负载增加,CCAi为子区域i的平均信道检测门限。
综合上述子区域i的信干燥比或信噪比SINRi的计算方式中各个变量的定义可知道,当子区域i来自APd的平均接收功率(即Pi,d)小于子区域i的平均信道检测门限(即CCAi)时,则可结合子区域i到APc的信道增益和子区域i到APd的信道增益,计算子区域i的信干燥比,即此时子区域i中存在干扰域带来的负载增加;当子区域i来自APd的平均接收功率(即Pi,d)大于或者等于子区域i的平均信道检测门限(即CCAi)时,则可结合子区域i到APc的信道增益(即此时则无需考虑子区域i到APd的信道增益),计算子区域i的信燥比,即此时子区域i中存在传输域带来的负载增加,不存在干扰域带来的负载增加。
在一些可行的实施方式中,第一计算单元311处理得到子区域i的信干燥比或信噪比SINRi之后,第二计算单元312则可根据第一计算单元311处理得到的数据,结合子区域i的信道带宽及用户业务需求(即上述统计得到的子区域i的平均业务需求),计算子区域i的用户业务需求对应所需的传输时长。具体的,第二计算单元312的速率计算子单元3121可根据APc子区域i的信干燥比或信噪比,结合子区域i的信道带宽,计算子区域i可获得的速率Ri,即APc的子区域i可获得的速率为:
其中,上式中ηBW,ηSINR分别为APc的调度器,信道带宽,信干燥比或信噪比系数,W为信道带宽。
第二计算单元312的速率计算子单元3121处理得到子区域i可获得的速率之后,第二计算单元312的时长计算子单元3122则可根据子区域i可获得的速率,结合子区域i的用户业务需求计算子区域i的用户业务需求对应所需的传输时长,由此可得用户业务需求为Di的子区域i对应所需的传输时长为:
其中,
为APc覆盖区域的相邻区域的用户传输时长。
在一些可行的实施方式中,第二计算单元312处理得到子区域i的用户业务需求对应所需的传输时长之后,第三计算单元313则可根据第二计算单元312处理得到的数据,结合该子区域i的信号干扰或者竞争干扰,计算APc的所有用户所需的总传输时长。即对于APc,其所有用户所需的总传输时长可由下式表示:
其中,上式第一项中包含了子区域i可获得的速率,其中考虑到APc覆盖区域的相邻区域的发射功率等因素,由此可知考虑了APc覆盖区域的相邻区域信号的干扰;此外,上式第二项考虑了APc覆盖区域的相邻区域竞争的干扰。由上式可知,当子区域i来自相邻AP的平均接收功率小于子区域i的平均信道检测门限时,APc的所有用户所需的总传输时长即为APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和;当子区域i来自相邻AP的平均接收功率大于或者等于子区域i的平均信道检测门限时,APc的所有用户所需的总传输时长即为APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,加上相邻AP的用户传输时长。即APc的估计负载的计算过程中考虑了WLAN的载波特性和干扰,结合信道分配的关系,可极大提高负载估计的准确性。
在一些可行的实施方式中,第三计算单元313处理得到APc的所有用户所需的总传输时长之后,第四计算单元314则可根据APc的平均可获得速率、APc的MAC层的协议效率因子,结合APc的标称速率,计算APc的标称速率对应的APc可用的总传输时长。具体的,标称速度为Cc的APc可用的总传输时长为:
其中,APc的平均可获得速率具体可为:
其中,|APc|为APc的用户总数。ηc为APc的MAC层的协议效率因子,具体可用如下表达式获得:
其中,上述表达式中各项的意义和取值如下表2所示:
表2
其中,上述表2中分组冲突概率p和有数据传输概率τ可由以下等式获得:
具体的,上述等式中,Wo为初始的竞争窗口,并且与上式中的b(0,0)具有如下关系:
其中,m为的最大重传次数,n为与APc关联的终端数目。
在一些可行的实施方式中,处理得到APc的所有用户所需的总传输时长Tc以及APc的标称速率对应APc的可用的总传输时长Ttotal,c之后,则可通过第五计算单元315计算APc的估计负载。第五计算单元315计算APc的估计负载时的计算公式如下:
具体实现中,负载估算子模块31处理得到每一个AP(例如APc)的估计负载之后,参数计算子模块32则可根据APc的估计负载计算在该AP工作信道组合下该AP发射功率组合(例如AP发射功率组合x)对应的WLAN的KPI。同理,参数计算子模块32可根据上述方式计算APc在其他AP工作信道组合下的估计负载及其对应的WLAN的KPI。此外,根据上述AP发射功率组合x对应的APc的估计负载的方法还可计算每一个AP发射功率组合对应的每一个AP的估计负载,即可计算每一个AP发射功率组合在其对应的所有AP工作信道组合下的每一个AP的估计负载及WLAN的KPI。
在一些可行的实施方式中,WLAN的KPI可包括多个,具体可为用户不满意度、AP的业务中断率以及AP的信干燥比或信噪比分布等,即WLAN的KPI可包括:WLAN的全网的用户不满意度、WLAN的全网的业务中断率、WLAN的全网的平均负载和WLAN的全网的信干燥比或信噪比分布等。具体实现中,负载估算子模块31处理得到每一个AP的估计负载之后,参数计算子模块32则可根据负载估算子模块31处理得到的每一个AP的估计负载,以及每一个AP的用户数量,计算每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的WLAN的KPI,即全网的KPI。
在一些可行的实施方式中,可根据本统计周期的估计负载,进行相关网络性能指标的计算,例如全网的用户不满意度、业务中断率等。具体实现中,当上述WLAN的KPI为WLAN的用户不满意度时,参数计算子模块32在根据每一个AP的估计负载计算每一个AP发射功率组合对应的WLAN的KPI时,具体用于:
根据每一个AP发射功率组合对应的每一个AP的估计负载、用户数量,以及WLAN的全网的AP的数量,计算每一个AP发射功率组合对应的所述WLAN的用户不满意度。
具体的,基于每一个AP的估计负载,可获得全网的用户不满意度如下:
其中,上式中的AP为全网AP的集合,Mc为APc的用户数,B指代不同的信道配置方案,即不同的AP发射功率组合对应的WLAN的信道的配置方案,M指代AP的用户数。具体实现中,根据不同的AP发射功率组合中的AP的发射功率可处理得到每一个AP的不同的估计负载,从而得到不同的用户不满意度,用户不满意度的优化可提升AP覆盖区域以及其边沿区域的用户体验。
此外,具体实现中,当上述WLAN的KPI为WLAN的业务中断率时,参数计算子模块32在根据每一个AP的估计负载计算每一个AP发射功率组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
根据每一个AP发射功率组合对应的每一个AP的估计负载、用户数量,每一个AP的原信道和新信道的状态,以及WLAN的全网的AP的数量,计算每一个AP发射功率组合对应的WLAN的业务中断率。
具体的,基于每一个AP的估计负载,还可获得全网的业务中断率如下:
其中,上式中的Bc和Bpre分别为APc新分配的信道和原来的信道。具体实现中,终端根据不同的AP发射功率组合中的AP的发射功率可处理得到每一个AP的不同的估计负载,从而得到不同的全网的业务中断率。业务中断率的优化可减少频谱配置的代价,进一步改善用户体验。
再者,具体实现中,当上述WLAN的KPI为WLAN的信干燥比或信噪比分布时,参数计算子模块32在根据每一个AP的估计负载计算每一个AP发射功率组合对应的WLAN的关键性能指标KPI时,具体用于:
将每一个AP发射功率组合对应的每一个AP的信干燥比或信噪比分布进行累加,结合WLAN的全网的AP总数,计算每一个AP发射功率组合对应的WLAN的全网的信干燥比或信噪比分布。
具体的,基于每一个AP的估计负载,还可获得全网的平均负载,如下:
其中,上述|AP|为全网的AP总数。终端根据不同的AP发射功率组合中的AP的发射功率可处理得到每一个AP的不同的估计负载,进而得到不同的全网的平均负载,具体的,全网的平均负载的优化可以提升网络容量,提高网络的用户体验效果。
进一步的,参数计算子模块32还可基于负载估算子模块31处理得到的每一个AP发射功率组合对应的每一个AP的信干燥比或信噪比分布SINRc,处理得到全网的信干燥比或信噪比SINR分布,如下:
其中,上式中的SINRc即为APc的信干燥比或信噪比分布,B指代不同的信道配置方案,P指代不同的功率配置方案。
在一些可行的实施方式中,参数获取模块30处理得到每一个AP发射功率组合对应的WLAN的KPI,即全网的用户不满意度、全网的业务中断率、全网的平均负载以及全网的信干燥比或信噪比SINR分布等之后,配置模块40则可根据上述WLAN的KPI选出每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案。具体实现中,配置模块40的个体配置选择子模块41主要采用粒子群优化算法来选取每一个AP发射功率组合对应的每一个AP工作信道对应的WLAN的信道的最优配置方案,其中,上述粒子群优化算法的计算过程可包括步骤:
(1)粒子群初始化初代个体,即本实施例中所需的功率和信道(或频谱)分配方案;
(2)评估粒子,即计算当前所有粒子对应的KPI值;
(3)基于对粒子的评估,将其进行分等级,并计算每一个等级的密度;
(4)计算个体当前的最优位置,和群体当前的最优位置;
(5)更新粒子速度和位置;
(6)使用突变器和组合器产生一部分新的粒子位置,加入粒子群中,突变器选择若干本代个体进行随机扰动,产生突变个体优质个体、组合个体和突变个体组成次代,进入下一次循环,组合器选择若干本代个体进行组合,产生组合个体。
在一些可行的实施方式中,个体配置选择子模块41可先将每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的WLAN的全网的用户不满意度和全网的平均负载等作为粒子群优化算法的优化目标(即可作为粒子群优化算法的评估粒子进行评估、计算),通过粒子群优化算法计算来获取每一个AP发射功率组合对应优化目标最优的信道配置方案的集合(其中,由于一个AP工作信道组合可对应一种AP发射功率组合对应的配置方案,而一个AP发射功率组合可对应一个AP工作信道组合的集合,即多个AP工作信道组合,则每一个AP发射功率组合可对应一个优化目标最优的信道配置方案的集合)。个体配置选择子模块41处理得到每一个AP发射功率组合对应的最优的功率和信道的配置方案的集合之后,综合配置选择子模块42则可计算个体配置选择子模块41处理得到的各个配置方案对应的WLAN的全网的业务中断率,并从中获取业务中断率最低的配置方案,该配置方案即可选定为该AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案。
在一些可行的实施方式中,配置模块40处理得到每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案之后,则可从所有AP发射功率组合对应的最优的信道配置方案中选取业务中断率最低的优化配置方案,作为全网的WLAN的功率和信道的最优配置方案。具体的,综合配置选择子模块42可从所有的AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合,而该AP发射功率组合已对应着一个最优的WLAN的信道配置方案,则可将该AP发送功率组合与其对应的最优信道组合(即最优的信道配置方案中包括的信道组合)选定为WLAN的功率和信道的最优配置方案。具体实现中,选出WLAN的功率和信道的最优配置方案之后,则可使用该功率和信道的配置方案完成WLAN网络的功率和信道的配置。
在一些可行的实施方式中,综合配置选择子模块42根据个体配置选择子模块41计算出的所有AP发射功率组合对应的WLAN的KPI选出AP发射功率组合和信道组合的最优的配置方案时,还可先将每一个AP发射功率组合及其对应的每一个AP工作信道组合,对应的WLAN的全网的用户不满意度和平均负载作为优化目标,获取每一个AP发射功率组合以及其对应的每一个AP工作信道组合的优化目标最优的信道配置方案的集合;接着再从上述优化目标最优的信道配置方案的集合中选出WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合以及其对应的工作信道组合作为WLAN的功率和信道的最优配置方案。即,可先通过筛选,从每一个AP发射功率组合对应的所有AP工作信道组合的信道配置方案中查找优化目标最优的信道配置方案,将这些优化目标最强的信道配置方案组成一个集合,再从这个集合中选取使得WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合以及其对应的AP工作信道组合作为WLAN的功率和信道的最优配置。
本实施例中所描述的WLAN的功率和信道联合配置的装置可根据WLAN中各个AP的覆盖范围、发射功率、信道信息,以及各个AP的覆盖区域的业务需求等信息处理得到各个AP的估计负载,进而处理得到网络的用户不满意度、平均负载、业务中断率以及信干燥比或信噪比分布等关键性能指标,并根据WLAN的各项关键性能指标选择WLAN的功率和信道的最优配置方案,可快速找到WLAN的功率和信道的最优配置方案,提高了WLAN的功率和信道的调整效率,提升了WLAN的吞吐量和资源使用率,增强了WLAN网络的用户体验效果和黏性。
参见图6,是本发明实施例提供的控制器的实施例结构示意图。本实施例中所描述的控制器,包括:
存储器100,用于存储指令。
处理器200,用于从所述存储器中读取指令,并根据所述指令执行如下操作:从WLAN的各个AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合,其中,所述AP发射功率组合包含多个,每一个所述AP发射功率组合中包括所述每一个AP的发射功率,并根据所述WLAN中各个AP的工作信道确定所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合,其中,所述AP工作信道组合的集合中包括多个AP工作信道组合,计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载,并根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP发工作信道组合对应的所述WLAN的KPI,进而根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案,并从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案。
在一些可行的实施方式中,所述处理器200从无线局域网WLAN的各个接入点AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合之前,还具体用于:
将所述WLAN中各个AP的覆盖区域划分为多个子区域,并设定各个子区域业务或者功率的统计周期;
按照所述统计周期定期接收各个AP所统计的所述WLAN中各个AP的覆盖区域的各个子区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率以及平均信道检测门限。
其中,所述有用功率为所述子区域的用户从所属AP接收到的平均接收功率,所述干扰功率为所述子区域的用户从相邻AP接收到的平均接收功率。
在一些可行的实施方式中,本发明实施例中所描述的WLAN网络可包括多个AP,并且每一个AP都有自己的覆盖范围,其中,上述AP发射功率组合包含多个,每一个AP发射功率组合中包括上述WLAN中每一个AP的发射功率。具体实现中,控制器的处理器200可根据WLAN中各个AP的发射功率范围选定每一个AP的发射功率,即可从具体某一个AP的发射功率取值范围中选定该AP的具体的发射功率值,并将选定的每一个AP的发射功率组合起来,组成一个AP发射功率组合。具体实现中,控制器可为每一个AP选定多个发射功率,并将选定的各个AP的发射功率组合成发射功率组合的集合,其中,上述发射功率组合的集合中可包括多个AP发射功率组合。
控制器的处理器200选定好AP发射功率组合之后,则可根据该AP发射功率组合中各个AP的工作信道的信息,确定该AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合,其中,上述AP工作信道组合的集合中可包括多个AP工作信道组合,即可确定该AP发射功率组合对应的所有AP工作信道组合。控制器的处理器200确定好上述AP发射功率组合及其对应的AP工作信道组合的集合之后,则可根据该发射功率组合计算每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载。
在一些可行的实施方式中,控制器的处理器200可先将WLAN中各个AP的覆盖区域划分为多个子区域,并设定每一个子区域业务或者功率的统计周期。处理器200设定好各个子区域的业务或者功率的统计周期之后,则可按照上述统计周期定期接收各个AP所统计的各个子区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率以及平均信道检测门限。具体的,上述各个子区域中具体某一个子区域的有用功率主要为该子区域的用户从所属AP接收到的平均接收功率,例如,子区域i(该子区域i为APc的覆盖区域划分出来的子区域之一,其中,APc为WLAN的多个AP中的任意一个)的有用功率主要为子区域i的用户从APc接收到的平均接收功率。上述各个子区域中具体某一个子区域的干扰功率为该子区域的用户从相邻AP接收到的平均接收功率,例如,上述子区域i的干扰功率主要为子区域i的用户从相邻AP接收到的平均接收功率。
具体实现中,处理器200统计好WLAN网络中各个AP的覆盖区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率之后,则可结合选定的AP发射功率组合及其对应的AP工作信道组合计算该AP发射功率组合中各个AP的估计负载。
在一些可行的实施方式中,控制器确定好AP发射功率组合的集合之后,则可从中选定一个AP发射功率组合,并根据其对应的AP工作信道组合的集合计算该AP发射功率组合对应的各个AP的估计负载。具体的,计算某一个AP发射功率组合对应的各个AP的估计负载时,可先从该AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中选定一个AP工作信道组合,结合该AP发射功率组合中各个AP的发射功率及其对应的工作信道(即为其选定的工作信道),计算该AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载。控制器处理得到该AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载之后,则可根据该估计负载计算该AP工作信道组合对应的WLAN的KPI。控制器可根据上述方式计算该AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中各个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载及其对应的WLAN的KPI,并根据处理得到的KPI从该AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中选出最适合该AP发射功率组合的AP工作信道组合(即使得全网的业务中断率最小的AP工作信道组合)。
在一些可行的实施方式中,所述处理器200在计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载过程中,计算具体某一个AP发射功率组合(AP发射功率组合x)对应AP工作信道组合的集合中的任意一个AP工作信道组合对应的任意AP(APc)的估计负载时,具体用于:
根据所述AP发射功率组合x中各个AP的发射功率,所述APc覆盖区域的子区域i的噪声功率,所述AP发射功率组合x对应的AP工作信道组合中各个AP的工作信道,结合所述子区域i到所述APc的信道增益和所述子区域i到所述APc覆盖区域的相邻区域的AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比或信噪比;
根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长;
根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i所属APc覆盖区域的相邻区域的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长;
根据所述APc的平均可获得速率、所述APc的介质访问控制MAC层的协议效率因子,结合所述APc的标称速率、计算所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长;
根据所述APc的所有用户所需的总传输时长以及所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长,计算所述APc的估计负载。
在一些可行的实施方式中,所述处理器200根据所述子区域i的信干燥比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长时,具体用于:
根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i信道带宽,计算所述子区域i可获得的速率;
根据所述子区域i的平均业务需求,结合所述子区域i可获得的速率,计算得到所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长。
具体实现中,处理器200可根据AP发射功率组合x(AP发射功率组合x为上述预先选定的AP发射功率组合的集合中任意一个AP发射功率组合)中各个AP的发射功率,AP发射功率组合x对应的AP工作信道组合中各个AP的工作信道,以及APc(上述AP发射功率组合对应的具体某一个AP)覆盖区域的子区域i(其中,子区域i为APc覆盖区域划分出来的子区域中的任意一个)噪声功率,结合该子区域i到APc的信道增益和该子区域到APc覆盖区域的相邻区域的AP(例如APd)的信道增益,计算该子区域i的信干燥比或信噪比,具体的,处理器200在计算具体某一个AP发射功率组合(例如,AP发射功率组合x)对应的具体某一个AP(APc)的估计负载时,具体可根据所述AP发射功率组合x中各个AP的发射功率,以及所述APc覆盖区域的子区域i的噪声功率,结合所述子区域i到所述APc的信道增益和所述子区域i到所述APc覆盖区域的相邻区域的AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干燥比或信噪比。具体的,处理器200计算子区域i的信干燥比或信噪比SINRi的计算方式如下:
其中,上述等式中Pc为选定的AP发射功率组合中上述子区域i所属AP覆盖区域的AP(即APc)的发射功率;Pd为选定的AP发射功率组合中APc的的相邻AP(例如APd)的发射功率;Pnoise为子区域i的噪声功率,ANRc为APc覆盖区域的相邻区域的集合。此外,子区域i到上述APc的信道增益hi,c为子区域i的用户接收APc的平均功率与APc当前的发射功率的比值,即
其中,上式中的Pi,c则为子区域i的用户接收APc的平均接收功率,可通过该子区域i的用户上报的接收功率平均得到,上式中的Pc则为APc当前的发射功率。
具体的,上述子区域i到上述APc相邻的AP(例如APd)的信道增益hi,d为子区域i的用户接收上述APd的平均功率与上述APd当前的发射功率的比值,即
其中,上式中的Pi,d则为子区域i的用户接收APd的平均接收功率,可通过该子区域i的用户上报的接收功率平均得到,上式中的Pd则为APd当前的发射功率。
具体实现中,在上述子区域i的信干燥比或信噪比的计算公式中xc,d和αi,d的值的确定方式如下:
即,当APc和APd的工作信道不同(即上述选定的AP工作信道组合中APc和APd的工作信道不一致)时,xc,d则为0,否则,xc,d则为1;当Pi,d小于CCAi时,αi,d则为0,否则αi,d则为1。其中,αi,d=0为干扰域带来的负载增加,αi,d=1为传输域(竞争)带来的负载增加,CCAi为子区域i的平均信道检测门限。
综合上述子区域i的信干燥比或信噪比SINRi的计算方式中各个变量的定义可知道,当子区域i来自APd的平均接收功率(即Pi,d)小于子区域i的平均信道检测门限(即CCAi)时,则可结合子区域i到APc的信道增益和子区域i到APd的信道增益,计算子区域i的信干燥比,即此时子区域i中存在干扰域带来的负载增加;当子区域i来自APd的平均平均接收功率(即Pi,d)大于或者等于子区域i的平均信道检测门限(即CCAi)时,则可结合子区域i到APc的信道增益(即此时则无需考虑子区域i到APd的信道增益),计算子区域i的信燥比,即此时子区域i中存在传输域带来的负载增加,不存在干扰域带来的负载增加。
在一些可行的实施方式中,处理器200处理得到子区域i的信干燥比或信噪比SINRi之后,则可结合子区域i的信道带宽及用户业务需求(即上述统计得到的子区域i的平均业务需求),计算子区域i的用户业务需求对应所需的传输时长。具体的,处理器200可根据APc子区域i的信干燥比或信噪比,结合子区域i的信道带宽,计算子区域i可获得的速率Ri,即APc的子区域i可获得的速率为:
其中,上式中ηBW,ηSINR分别为APc的调度器,信道带宽,信干燥比或信噪比系数,W为信道带宽。
终端的处理器200处理得到子区域i可获得的速率之后,则可结合子区域i的用户业务需求计算子区域i的用户业务需求对应所需的传输时长,由此可得用户业务需求为Di的子区域i对应所需的传输时长为:
其中,
为APc覆盖区域的相邻区域的用户传输时长。
在一些可行的实施方式中,处理器200处理得到子区域i的用户业务需求对应所需的传输时长之后,则可结合该子区域i的信号干扰或者竞争干扰,计算APc的所有用户所需的总传输时长。对于APc,其所有用户所需的总传输时长可由下式表示:
其中,上式第一项中包含了子区域i可获得的速率,其中考虑到APc覆盖区域的相邻区域的发射功率等因素,由此可知考虑了APc覆盖区域的相邻区域信号的干扰;此外,上式第二项考虑了APc覆盖区域的相邻区域竞争的干扰。由上式可知,当子区域i来自相邻AP的平均接收功率小于子区域i的平均信道检测门限时,APc的所有用户所需的总传输时长即为APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和;当子区域i来自相邻AP的平均接收功率大于或者等于子区域i的平均信道检测门限时,APc的所有用户所需的总传输时长即为APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,加上相邻AP的用户传输时长。即APc的估计负载的计算过程中考虑了WLAN的载波特性和干扰,结合信道分配的关系,可极大提高负载估计的准确性。
在一些可行的实施方式中,处理器200处理得到APc的所有用户所需的总传输时长之后,还可根据APc的平均可获得速率、APc的MAC层的协议效率因子,结合APc的标称速率,计算APc的标称速率对应的APc可用的总传输时长,具体的,标称速度为Cc的APc可用的总传输时长为:
其中,APc的平均可获得速率具体可为:
其中,|APc|为APc的用户总数。ηc为APc的MAC层的协议效率因子,具体可用如下表达式获得:
其中,上述表达式中各项的意义和取值如下表3所示:
表3
其中,上述表3中分组冲突概率p和有数据传输概率τ可由以下等式获得:
具体的,上述等式中,Wo为初始的竞争窗口,并且与上式中的b(0,0)具有如下关系:
其中,m为的最大重传次数,n为与APc关联的终端数目。
在一些可行的实施方式中,处理得到APc的所有用户所需的总传输时长Tc以及APc的标称速率对应APc的可用的总传输时长Ttotal,c之后,则可计算APc的估计负载,具体的,APc的估计负载的计算公式如下:
具体实现中,控制器处理得到每一个AP(例如APc)的估计负载之后,则可根据APc的估计负载计算在该AP工作信道组合下该AP发射功率组合(例如AP发射功率组合x)对应的WLAN的KPI。同理,处理器200可根据上述方式计算APc在其他AP工作信道组合下的估计负载及其对应的WLAN的KPI。此外,控制器还可根据上述AP发射功率组合x对应的APc的估计负载的方法计算每一个AP发射功率组合对应的每一个AP的估计负载,即可计算每一个AP发射功率组合在其对应的所有AP工作信道组合下的每一个AP的估计负载及WLAN的KPI。
在一些可行的实施方式中,WLAN的KPI可包括多个,具体可为用户不满意度、AP的业务中断率以及AP的信干燥比或信噪比分布等,即WLAN的KPI可包括:WLAN的全网的用户不满意度、WLAN的全网的业务中断率、WLAN的全网的平均负载和WLAN的全网的信干噪比或信噪比分布等。具体实现中,终端处理得到每一个AP的估计负载之后,则可根据处理得到的每一个AP的估计负载,以及每一个AP的用户数量,计算每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的WLAN的KPI,即全网的KPI。
在一些可行的实施方式中,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的用户不满意度时,所述处理器200在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的用户不满意度。
具体实现中,处理器200可基于每一个AP的估计负载,可获得全网的用户不满意度如下:
其中,上式中的AP为全网AP的集合,Mc为APc的用户数,B指代不同的信道配置方案,即不同的AP发射功率组合对应的WLAN的信道的配置方案,M指代AP的用户数。具体实现中,处理器200根据不同的AP发射功率组合中的AP的发射功率可处理得到每一个AP的不同的估计负载,从而得到不同的用户不满意度,用户不满意度的优化可提升AP覆盖区域以及其边沿区域的用户体验。
在一些可行的实施方式中,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的业务中断率时,所述处理器200在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量、每一个AP的原工作信道和新分配的工作信道的状态,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的业务中断率。
具体实现中,处理器200基于每一个AP的估计负载,还可获得全网的业务中断率如下:
其中,上式中的Bc和Bpre分别为APc新分配的信道和原来的信道。具体实现中,处理器200根据不同的AP发射功率组合中的AP的发射功率可处理得到每一个AP的不同的估计负载,从而得到不同的全网的业务中断率。业务中断率的优化可减少频谱配置的代价,进一步改善用户体验。
在一些可行的实施方式中,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的信干燥比或信噪比分布时,所述处理器200在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的信干燥比或信噪比分布进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的信干噪比或信噪比分布。
在一些可行的实施方式中,所述处理器200在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,还具体用于:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的估计负载进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的平均负载。
具体实现中,处理器200基于每一个AP的估计负载,还可获得全网的平均负载,如下:
其中,上述|AP|为全网的AP总数。处理器200根据不同的AP发射功率组合中的AP的发射功率可处理得到每一个AP的不同的估计负载,进而得到不同的全网的平均负载,具体的,全网的平均负载的优化可以提升网络容量,提高网络的用户体验效果。
进一步的,处理器200基于处理得到的每一个AP发射功率组合对应的每一个AP的信干燥比或信噪比分布SINRc,可处理得到全网的信干燥比或信噪比SINR分布,如下:
其中,上式中的SINRc即为APc的信噪比分布,B指代不同的信道配置方案,P指代不同的功率配置方案。
在一些可行的实施方式中,所述处理器200在从计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的功率和信道的最优配置方案时,具体用于:
将所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中的每一个AP工作信道组合对应的WLAN的全网的用户不满意度和平均负载作为优化目标,获取所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合;
计算所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合中各个配置方案对应的WLAN的全网的业务中断率,并从中获取所述业务中断率最低的配置方案,作为所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的功率和信道的最优配置方案。
在一些可行的实施方式中,处理器200处理得到每一个AP发射功率组合对应的WLAN的KPI,即全网的用户不满意度、全网的业务中断率、全网的平均负载以及全网的信干燥比或信噪比SINR分布等之后,则可根据上述WLAN的KPI选出每一个AP发射功率组合对应的WLAN的功率和信道的最优配置方案。具体实现中,本发明实施例主要采用粒子群优化算法来选取每一个AP发射功率组合对应的每一个AP工作信道对应的WLAN的信道的最优配置方案,其中,上述粒子群优化算法的计算过程可包括步骤:
(1)粒子群初始化初代个体,即本实施例中所需的功率和信道(或频谱)分配方案;
(2)评估粒子,即计算当前所有粒子对应的KPI值;
(3)基于对粒子的评估,将其进行分等级,并计算每一个等级的密度;
(4)计算个体当前的最优位置,和群体当前的最优位置;
(5)更新粒子速度和位置;
(6)使用突变器和组合器产生一部分新的粒子位置,加入粒子群中,突变器选择若干本代个体进行随机扰动,产生突变个体优质个体、组合个体和突变个体组成次代,进入下一次循环,组合器选择若干本代个体进行组合,产生组合个体。
在一些可行的实施方式中,处理器200可先将每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的WLAN的全网的用户不满意度和全网的平均负载等作为粒子群优化算法的优化目标(即可作为粒子群优化算法的评估粒子进行评估、计算),通过粒子群优化算法计算来获取每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合(其中,由于一个AP工作信道组合可对应一种AP发射功率组合对应的配置方案,而一个AP发射功率组合可对应一个AP工作信道组合的集合,即多个AP工作信道组合,则每一个AP发射功率组合可对应一个最优的功率和信道的配置方案的集合),再计算处理得到的每一个AP发射功率组合对应优化目标最优的信道的配置方案的集合中各个配置方案对应的WLAN的全网的业务中断率,并从中选取业务中断率最低的配置方案,该配置方案即可选定为该AP发射功率组合对应的WLAN的功率和信道的最优配置方案。
在一些可行的实施方式中,处理器200处理得到每一个AP发射功率组合对应的WLAN的功率和信道的最优配置方案之后,则可从所有AP发射功率组合对应的最优配置方案中选取业务中断率最低的配置方案,作为全网的WLAN的功率和信道的最优配置方案。具体的,处理器200可从所有的AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合,而该AP发射功率组合已对应着一个最优的WLAN的信道配置方案,则可将该AP发送功率组合与其对应的最优信道组合(即最优的信道配置方案中包括的信道组合)选定为WLAN的功率和信道的最优配置方案。控制器选出WLAN的功率和信道的最优配置方案之后,则可使用该功率和信道的配置方案完成WLAN网络的功率和信道的配置。
在一些可行的实施方式中,处理器200根据计算出的所有AP发射功率组合对应对应的WLAN的KPI选出AP发射功率组合和信道组合的最优的配置方案时,还可先将每一个AP发射功率组合及其对应的每一个AP工作信道组合,对应的WLAN的全网的用户不满意度和平均负载作为优化目标,获取每一个AP发射功率组合以及其对应的每一个AP工作信道组合的优化目标最优的信道配置方案的集合;接着再从上述优化目标最优的信道配置方案的集合中选出WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合以及其对应的工作信道组合作为WLAN的功率和信道的最优配置方案。即,控制器可先通过筛选,从每一个AP发射功率组合对应的所有AP工作信道组合的信道配置方案中查找优化目标最优的信道配置方案,将这些优化目标最强的信道配置方案组成一个集合,再从这个集合中选取使得WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合以及其对应的AP工作信道组合作为WLAN的功率和信道的最优配置。
本实施例中所描述的终端可根据WLAN中各个AP的覆盖范围、发射功率、信道信息,以及各个AP的覆盖区域的业务需求等信息处理得到各个AP的估计负载,进而处理得到网络的用户不满意度、平均负载、业务中断率以及信噪比分布等关键性能指标,并根据WLAN的各项关键性能指标选择WLAN的功率和信道的最优配置方案,可快速找到WLAN的功率和信道的最优配置方案,提高了WLAN的功率和信道的调整效率,提升了WLAN的吞吐量和资源使用率,增强了WLAN网络的用户体验效果和黏性。
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流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory,RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (43)
1.一种WLAN的功率和信道联合配置的方法,其特征在于,包括:
从无线局域网WLAN的各个接入点AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合,其中,所述AP发射功率组合包含多个,每一个所述AP发射功率组合中包括所述每一个AP的发射功率;
根据所述WLAN中各个AP的工作信道确定所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合,其中,所述AP工作信道组合的集合中包括多个AP工作信道组合;
计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载,并根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI;
根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案,并从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述从无线局域网WLAN的各个接入点AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合之前,包括:
将所述WLAN中各个AP的覆盖区域划分为多个子区域,并设定各个子区域业务或者功率的统计周期;
按照所述统计周期定期接收各个AP所统计的所述WLAN中各个AP的覆盖区域的各个子区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率以及平均信道检测门限;
其中,所述有用功率为所述子区域的用户从所属AP接收到的平均接收功率,所述干扰功率为所述子区域的用户从相邻AP接收到的平均接收功率。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载过程中,计算具体某一个AP发射功率组合(AP发射功率组合x)对应AP工作信道组合的集合中的任意一个AP工作信道组合对应的任意AP(APc)的估计负载时,具体包括:
根据所述AP发射功率组合x中各个AP的发射功率,所述APc覆盖区域的子区域i的噪声功率,所述AP发射功率组合x对应的AP工作信道组合中各个AP的工作信道,结合所述子区域i到所述APc的信道增益或所述子区域i到相邻AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比或信噪比;
根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长;
根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长;
根据所述APc的平均可获得速率、所述APc的介质访问控制MAC层的协议效率因子,结合所述APc的标称速率、计算所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长;
根据所述APc的所有用户所需的总传输时长以及所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长,计算所述APc的估计负载。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述子区域i到所述APc的信道增益为所述子区域i来自所述APc的平均接收功率与所述APc的发射功率的比值;
所述子区域i到所述APd的信道增益为所述子区域i来自所述APd的平均接收功率与所述APd的发射功率的比值。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述结合所述子区域i到所述APc的信道增益或所述子区域i到所述相邻AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比或信噪比,包括:
当所述子区域i来自所述APd的平均接收功率小于所述子区域i的平均信道检测门限时,结合所述子区域i到所述APc的信道增益和所述子区域i到所述APd的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比;或
当所述子区域i来自所述相邻AP(APd)的平均接收功率大于或等于所述子区域i的平均信道检测门限时,结合所述子区域i到所述APc的信道增益,计算所述子区域i的信噪比。
6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,包括:
根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i信道带宽,计算所述子区域i可获得的速率;
根据所述子区域i的平均业务需求,结合所述子区域i可获得的速率,计算得到所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长,包括:
当所述子区域i来自所述相邻AP的平均接收功率小于所述子区域i的平均信道检测门限时,计算所述APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,即为所述APc的所有用户所需的总传输时长;或
当所述子区域i来自所述相邻AP的平均接收功率大于或者等于所述子区域i的平均信道检测门限时,计算所述APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,加上所述相邻AP的用户传输时长,即为所述APc的所有用户所需的总传输时长。
8.如权利要求4-7任意一项所述的方法,其特征在于,所述WLAN的KPI,包括:所述WLAN的全网的用户不满意度、所述WLAN的全网的业务中断率、所述WLAN的全网的平均负载和所述WLAN的全网的信干噪比或信噪比分布。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的用户不满意度时,所述根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI,包括:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的用户不满意度。
10.如权利要求8所述的方法,其特征在于,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的业务中断率时,所述根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI,包括:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量、每一个AP的原工作信道和新分配的工作信道的状态,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP工作信道组合对应的WLAN的业务中断率。
11.如权利要求8所述的方法,其特征在于,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的信干噪比或信噪比分布时,所述根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI,包括:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的信干噪比或信噪比分布进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的信干噪比或信噪比分布。
12.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI,还包括:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的估计负载进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的平均负载。
13.如权利要求9-12任意一项所述的方法,其特征在于,所述根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案,包括:
将所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中的每一个AP工作信道组合对应的WLAN的全网的用户不满意度和平均负载作为优化目标,获取所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道配置方案的集合;
计算所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合中各个配置方案对应的WLAN的全网的业务中断率,并从中选取所述业务中断率最低的配置方案,作为所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述从所述所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案,包括:
从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合,并将所述AP发射功率组合与其对应的最优信道组合选定为WLAN的功率和信道的最优配置方案。
15.一种WLAN的功率和信道联合配置的装置,其特征在于,包括:
功率确定模块,用于从WLAN的各个AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合,其中,所述AP发射功率组合包含多个,每一个所述AP发射功率组合中包括所述每一个AP的发射功率;
信道确定模块,用于根据所述WLAN中各个AP的工作信道确定所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合,其中,所述AP工作信道组合的集合中包括多个AP工作信道组合;
参数获取模块,用于计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载,并根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI;
配置模块,用于根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案,并从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案。
16.如权利要求15所述的装置,其特征在于,所述装置,还包括:
统计模块,用于将所述WLAN中各个AP的覆盖区域划分为多个子区域,并设定各个子区域业务或者功率的统计周期,进而按照所述统计周期定期接收各个AP所统计的所述WLAN中各个AP的覆盖区域的各个子区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率以及平均信道检测门限;
其中,所述有用功率为所述子区域的用户从所属AP接收到的平均接收功率,所述干扰功率为所述子区域的用户从相邻AP接收到的平均接收功率。
17.如权利要求15或16所述的装置,其特征在于,所述参数获取模块,包括:
负载估算子模块,用于计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载;
参数计算子模块,用于根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI。
18.如权利要求17所述的装置,其特征在于,所述负载估算子模块,包括:
第一计算单元,用于根据具体某一个AP发射功率组合(AP发射功率组合x)中各个AP的发射功率,所述AP发射功率组合x对应的具体某一个AP(APc)覆盖区域的子区域i的噪声功率,所述AP发射功率组合x对应的AP工作信道组合中各个AP的工作信道,结合所述子区域i到所述APc的信道增益或所述子区域i到相邻AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比或信噪比;
第二计算单元,用于根据所述子区域i的信干燥比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长;
第三计算单元,用于根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长;
第四计算单元,用于根据所述APc的平均可获得速率、所述APc的介质访问控制MAC层的协议效率因子,结合所述APc的标称速率、计算所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长;
第五计算单元,用于根据所述APc的所有用户所需的总传输时长以及所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长,计算所述APc的估计负载。
19.如权利要求18所述的装置,其特征在于,所述子区域i到所述APc的信道增益为所述子区域i来自所述APc的平均接收功率与所述APc的发射功率的比值;
所述子区域i到所述APd的信道增益为所述子区域i来自所述APd的平均接收功率与所述APd的发射功率的比值。
20.如权利要求18所述的装置,其特征在于,所述第二计算单元,包括:
速率计算子单元,用于根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i信道带宽,计算所述子区域i可获得的速率;
时长计算子单元,用于根据所述子区域i的平均业务需求,结合所述子区域i可获得的速率,计算得到所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长。
21.如权利要求18所述的装置,其特征在于,所述第三计算单元在根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长时,具体用于:
当所述子区域i来自所述相邻AP的平均接收功率小于所述子区域i的平均信道检测门限时,计算所述APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,即为所述APc的所有用户所需的总传输时长;或
当所述子区域i来自所述相邻AP的平均接收功率大于或者等于所述子区域i的平均信道检测门限时,计算所述APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,加上所述相邻AP的用户传输时长,即为所述APc的所有用户所需的总传输时长。
22.如权利要求18-21任意一项所述的装置,其特征在于,所述WLAN的KPI,包括:所述WLAN的全网的用户不满意度、所述WLAN的全网的业务中断率、所述WLAN的全网的平均负载和所述WLAN的全网的信干噪比或信噪比分布。
23.如权利要求22所述的装置,其特征在于,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的用户不满意度时,所述参数计算子模块在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP发射功率组合对应的所述WLAN的用户不满意度。
24.如权利要求22所述的装置,其特征在于,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的业务中断率时,所述参数计算子模块在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量,每一个AP的原工作信道和新分配的工作信道的状态,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP工作信道组合对应的WLAN的业务中断率。
25.如权利要求22所述的装置,其特征在于,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的信干噪比或信噪比分布时,所述参数计算子模块在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI时,具体用于:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的信干噪比或信噪比分布进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的信干噪比或信噪比分布。
26.如权利要求22所述的装置,其特征在于,所述参数计算子模块在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的关键性能指标KPI时,还具体用于:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的估计负载进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的平均负载。
27.如权利要求23-26任意一项所述的装置,其特征在于,所述配置模块,包括:
个体配置选择子模块,用于根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案;
综合配置选择子模块,用于从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案。
28.如权利要求27所述的装置,其特征在于,所述个体配置选择子模块,包括:
获取单元,用于将所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中的每一个AP工作信道组合对应的WLAN的全网的用户不满意度和平均负载作为优化目标,获取所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合;
选取单元,计算所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合中各个配置方案对应的WLAN的全网的业务中断率,并从中选取所述业务中断率最低的配置方案,作为所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案。
29.如权利要求28所述的装置,其特征在于,所述综合配置选择子模块在从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案时,具体用于:
从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合,并将所述AP发射功率组合与其对应的最优信道组合选定为WLAN的功率和信道的最优配置方案。
30.一种控制器,其特征在于,包括:
存储器,用于存储指令;
处理器,用于从所述存储器中读取指令,并根据所述指令执行如下操作:从WLAN的各个AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合,其中,所述AP发射功率组合包含多个,每一个所述AP发射功率组合中包括所述每一个AP的发射功率,并根据所述WLAN中各个AP的工作信道确定所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合,其中,所述AP工作信道组合的集合中包括多个AP工作信道组合,计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载,并根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI,进而根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案,并从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案。
31.如权利要求30所述的控制器,其特征在于,所述处理器从无线局域网WLAN的各个接入点AP的发射功率范围中选定每一个AP的发射功率组成AP发射功率组合之前,还具体用于:
将所述WLAN中各个AP的覆盖区域划分为多个子区域,并设定各个子区域业务或者功率的统计周期;
按照所述统计周期定期接收各个AP所统计的所述WLAN中各个AP的覆盖区域的各个子区域的平均业务需求、有用功率和干扰功率以及平均信道检测门限;
其中,所述有用功率为所述子区域的用户从所属AP接收到的平均接收功率,所述干扰功率为所述子区域的用户从相邻AP接收到的平均接收功率。
32.如权利要求30或31所述的控制器,其特征在于,所述处理器在计算所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载过程中,计算具体某一个AP发射功率组合(AP发射功率组合x)对应AP工作信道组合的集合中的任意一个AP工作信道组合对应的任意AP(APc)的估计负载时,具体用于:
根据所述AP发射功率组合x中各个AP的发射功率,所述APc覆盖区域的子区域i的噪声功率,所述AP发射功率组合x对应的AP工作信道组合中各个AP的工作信道,结合所述子区域i到所述APc的信道增益或所述子区域i到相邻AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比或信噪比;
根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长;
根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长;
根据所述APc的平均可获得速率、所述APc的介质访问控制MAC层的协议效率因子,结合所述APc的标称速率、计算所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长;
根据所述APc的所有用户所需的总传输时长以及所述APc的标称速率对应的所述APc可用的总传输时长,计算所述APc的估计负载。
33.如权利要求32所述的控制器,其特征在于,所述子区域i到所述APc的信道增益为所述子区域i来自所述APc的平均接收功率与所述APc的发射功率的比值;
所述子区域i到所述APd的信道增益为所述子区域i来自所述APd的平均接收功率与所述APd的发射功率的比值。
34.如权利要求32所述的控制器,其特征在于,所述处理器在结合所述子区域i到所述APc的信道增益或所述子区域i到所述相邻AP(APd)的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比或信噪比时,具体用于:
当所述子区域i来自所述APd的平均接收功率小于所述子区域i的平均信道检测门限时,结合所述子区域i到所述APc的信道增益和所述子区域i到所述APd的信道增益,计算所述子区域i的信干噪比;或
当所述子区域i来自所述相邻AP(APd)的平均接收功率大于或等于所述子区域i的平均信道检测门限时,结合所述子区域i到所述APc的信道增益,计算所述子区域i的信噪比。
35.如权利要求32所述的控制器,其特征在于,所述处理器在根据所述子区域i的信干燥比或信噪比,结合所述子区域i的信道带宽及平均业务需求,计算所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长时,具体用于:
根据所述子区域i的信干噪比或信噪比,结合所述子区域i信道带宽,计算所述子区域i可获得的速率;
根据所述子区域i的平均业务需求,结合所述子区域i可获得的速率,计算得到所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长。
36.如权利要求35所述的控制器,其特征在于,所述处理器在根据所述子区域i的平均业务需求对应所需的传输时长,结合所述子区域i的信号干扰或竞争干扰,计算所述APc的所有用户所需的总传输时长时,具体用于:
当所述子区域i来自所述相邻AP的平均接收功率小于所述子区域i的平均信道检测门限时,计算所述APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,即为所述APc的所有用户所需的总传输时长;或
当所述子区域i来自所述相邻AP的平均接收功率大于或者等于所述子区域i的平均信道检测门限时,计算所述APc覆盖区域的所有子区域的平均业务需求对应所需的传输时长的总和,加上所述相邻AP的用户传输时长,即为所述APc的所有用户所需的总传输时长。
37.如权利要求33-36任意一项所述的控制器,其特征在于,所述WLAN的KPI,包括:所述WLAN的全网的用户不满意度、所述WLAN的全网的业务中断率、所述WLAN的全网的平均负载和所述WLAN的全网的信干燥比或信噪比分布。
38.如权利要求37所述的控制器,其特征在于,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的用户不满意度时,所述处理器在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的用户不满意度。
39.如权利要求37所述的控制器,其特征在于,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的业务中断率时,所述处理器在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
根据所述每一个AP工作信道组合对应的每一个AP的估计负载、每一个AP的用户数量、每一个AP的原工作信道和新分配的工作信道的状态,以及所述WLAN的全网的AP的数量,计算所述每一个AP工作信道组合对应的WLAN的业务中断率。
40.如权利要求37所述的控制器,其特征在于,当所述WLAN的KPI为所述WLAN的信干燥比或信噪比分布时,所述处理器在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,具体用于:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的信干燥比或信噪比分布进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的信干噪比或信噪比分布。
41.如权利要求37所述的控制器,其特征在于,所述处理器在根据所述每一个AP的估计负载计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的KPI时,还具体用于:
将所述每一个AP工作信道组合对应的所述每一个AP的估计负载进行累加,结合所述WLAN的全网的AP总数,计算所述每一个AP工作信道组合对应的所述WLAN的全网的平均负载。
42.如权利要求38-41任意一项所述的控制器,其特征在于,所述处理器在根据计算出的所述WLAN的KPI选出所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的功率和信道的最优配置方案时,具体用于:
将所述每一个AP发射功率组合对应的AP工作信道组合的集合中的每一个AP工作信道组合对应的WLAN的全网的用户不满意度和平均负载作为优化目标,获取所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合;
计算所述每一个AP发射功率组合对应的优化目标最优的信道的配置方案的集合中各个配置方案对应的WLAN的全网的业务中断率,并从中选取所述业务中断率最低的配置方案,作为所述每一个AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案。
43.如权利要求42所述的控制器,其特征在于,所述处理器在从所述所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出所述WLAN的功率和信道的最优配置方案时,具体用于:
从所有AP发射功率组合对应的WLAN的信道的最优配置方案中选出WLAN的全网的业务中断率最低的一个AP发射功率组合,并将所述AP发射功率组合与其对应的最优信道组合选定为WLAN的功率和信道的最优配置方案。
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