CN105592551A - 一种信道分配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种信道分配方法及装置，该方法包括：对每一条信道执行如下操作：判断所述信道是否存在雷达信号；当所述信道不存在雷达信号时，计算所述信道的可用度；当所述信道的可用度小于预设的可用门限值时，将所述信道作为可用信道添加到可用信道池中；以所述可用信道池中的各信道负载均衡为原则，从所述可用信道池中为上线AP分配一条可用信道。通过本申请可降低同时上线的AP分配到同一信道的概率，从而减少因信道分配不合理所造成的信道切换，在一定程度上提高了网络通信的稳定性。

Description

一种信道分配方法及装置

技术领域

本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种信道分配方法及装置。

背景技术

信道是无线局域网中的稀缺资源，通常由AC(AccessController,接入控制器)统一为AP(AccessPoint，无线接入点)分配信道进行通信。

现有技术中，当有大量AP同时上线时，AC会将这些AP分配到同一质量较优的信道上。但随着该信道下通信数据量的增大，信道质量下降，必然导致多个AP进行信道切换，在一定程度上影响了网络通信的稳定性，同时，由于信道分配不合理以及由此导致的信道切换造成网络资源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种信道分配方法及装置。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

本申请提供一种信道分配方法，应用于接入控制器AC上，该方法包括：

对每一条信道执行如下操作：判断所述信道是否存在雷达信号；当所述信道不存在雷达信号时，计算所述信道的可用度；当所述信道的可用度小于预设的可用门限值时，将所述信道作为可用信道添加到可用信道池中；

以所述可用信道池中的各信道负载均衡为原则，从所述可用信道池中为上线AP分配一条可用信道。

本申请还提供一种信道分配装置，应用于接入控制器AC上，该装置包括：

判断单元，用于判断所述信道是否存在雷达信号；

计算单元，用于当所述信道不存在雷达信号时，计算所述信道的可用度；

添加单元，用于当所述信道的可用度小于预设的可用门限值时，将所述信道作为可用信道添加到可用信道池中；

分配单元，用于以所述可用信道池中的各信道负载均衡为原则，从所述可用信道池中为上线AP分配一条可用信道。

由以上描述可以看出，本申请通过计算信道可用度确认信道是否可用，并将可用信道添加到可用信道池中；当AP上线时，以信道负载均衡为原则，从可用信道池中为AP分配一条可用信道。通过本申请可降低同时上线的AP分配到同一信道的概率，从而减少因信道分配不合理所造成的信道切换，在一定程度上提高了网络通信的稳定性。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的无线局域网示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的一种信道分配方法流程图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种信道分配装置所在设备的基础硬件结构示意图；

图4是本申请一示例性实施例示出的一种信道分配装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1所示为无线局域网示意图。其中，AC为无线局域网的接入控制器，AP1～AP4为无线局域网的无线接入点，Switch为交换机，Client为客户端设备。Client选择该无线局域网中的某一AP与外网通信，假设Client选择AP1与外网通信，该通信承载于AC为AP1分配的信道上。

假设图1所示无线局域网有3条可分配信道，信道编码分别为1、6、11。当AP1～AP4同时掉电重启时，现有技术方案中AC首先判断第一条信道(假设为信道1)的质量，当信道1的质量较优时，AC会将信道1分配给同时重启的每一个AP。这是由于在所有AP同时重启的过程中信道1的质量基本不变化，一直处于较优状态，因此，AC为每一个AP分配的信道都是信道1。

正是由于采用了上述信道分配方法，当所有AP在分配的同一信道上开始通信时，随着通信数据量的增大，信道质量变差，必然导致多个AP进行信道切换，在一定程度上影响了网络通信的稳定性。同时，由于前期信道分配不合理(所有AP都分配到信道1上，而信道6和信道11空闲)以及由此导致的信道切换都会造成网络资源浪费。

针对上述问题，本申请实施例提出一种信道分配方法，该方法通过计算信道可用度确认信道是否可用，并将可用信道添加到可用信道池中；当AP上线时，以可用信道池中的信道负责均衡为原则，从可用信道池中为AP分配一条可用信道，从而保证信道均衡分配，避免大量AP集中使用同一信道进行通信。

参见图2，为本申请信道分配方法的一个实施例流程图，该实施例对信道分配过程进行描述。

步骤201，对每一条信道执行如下操作：判断所述信道是否存在雷达信号；当所述信道不存在雷达信号时，计算所述信道的可用度；当所述信道的可用度小于预设的可用门限值时，将所述信道作为可用信道添加到可用信道池中。

无线网络中的射频资源管理通常包括以下几个部分：

1.AP实时收集射频资源信息；

2.AC对AP收集的射频资源信息进行分析；

3.AC根据分析结果统一为AP分配信道和发送功率；

4.AP执行AC的配置进行射频资源优化。

本申请同样遵循上述射频资源管理的基本流程，根据AP上报的信道状态信息(例如，误码率、干扰度、重传率以及是否存在雷达信号等)为AP分配信道。不同之处在于，本申请进行信道分配时引入了可用信道池的概念，该可用信道池由多条可用信道组成。

本申请中AC根据AP上报的信道状态信息确定信道是否可用。如前所述，AP实时收集射频资源信息，该射频资源信息包括当前AC支持的每一条信道的信道状态信息，AC根据AP上报的信道状态信息更新每一条信道对应的信道表项，该信道表项用于记录信道状态信息的对应关系。

AC在确定信道是否可用时，首先，判断信道是否存在雷达信号。具体为，查找与该信道的信道编码相同的信道表项，该信道表项中记录了信道编码与雷达信号标识的对应关系。AC从该信道表项中获取雷达信号标识。当该雷达信号标识为否时，确定该信道不存在雷达信号；否则，确认该信道存在雷达信号。

对于存在雷达信号的信道直接确认该信道不可用，不再进行后续处理。

对于不存在雷达信号的信道执行如下信道可用度计算：查找与该信道的信道编码相同的信道表项(该信道表项中的雷达信号标识为否)，该信道表项中记录了信道编码、误码率、干扰度、重传率之间的对应关系。从该信道表项中获取信道的误码率、干扰度以及重传率，计算信道的可用度。具体计算公式为：

C_u＝2*P_e+I+R

其中，

C_u为信道的可用度；P_e为误码率；I为干扰度；R为重传率。即上述公式表示求取2倍误码率与干扰度以及重传率的和作为信道的可用度。

在计算出信道的可用度后，判断该信道的可用度是否小于预设的可用门限值。当信道的可用度小于预设的可用门限值时，说明该信道质量较优，将该信道作为可用信道添加到可用信道池中；当信道的可用度不小于预设的可用门限值时，确认该信道不可用。

AC对每一条信道执行上述可用度计算，以便生成可用信道池。同时，周期性更新可用信道池，以保证信道池中始终为当前质量较优信道。

步骤202，以所述可用信道池中的各信道负载均衡为原则，从所述可用信道池中为上线AP分配一条可用信道。

当AP上线时，由AC为AP分配初始信道。本申请实施例中，AC以可用信道池中的各信道负载均衡为原则，从当前可用信道池中为AP分配一条可用信道。由于分配的是可用信道，因此，首先保证了被分配信道的质量。其次，以负载均衡为原则的信道分配至少包括以下两种方式。

1.顺序方式

当多个AP上线时，按照AP的上线顺序记录上线顺序号，利用AP的上线顺序号对当前的可用信道数量取余，再根据取余结果从可用信道池中选择与该取余结果对应的可用信道。

例如，假设AP1、AP2顺序上线，AP1的上线顺序号为0；AP2的上线顺序号为1。当前可用信道池中有2个可用信道，第一个可用信道为信道1，第二个可用信道为信道6。则为AP1分配信道时，利用AP1的上线顺序号0对可用信道数量2取余，取余结果为0，因此，选择第一个可用信道(信道1)分配给AP1；同理，AP2的上线顺序号1对可用信道数量2取余，取余结果为1，因此，选择第二个可用信道(信道6)分配给AP1。

2.随机方式

在每一次信道分配之前，可通过随机函数生成一个随机数，利用该随机数对可用信道数量取余，再根据取余结果从可用信道池中选择与该取余结果对应的可用信道。

例如，当前可用信道池中有2个可用信道，第一个可用信道为信道1，第二个可用信道为信道6。AP1上线时，假设AC通过随机函数生成的随机数为10，对可用信道数量2取余，取余结果为0，因此，选择第一个可用信道(信道1)分配给AP1；同理，AP1上线时，假设AC通过随机函数生成的随机数为5，对可用信道数量2取余，取余结果为1，因此，选择第二个可用信道(信道6)分配给AP2。

上述信道分配方式仅为示例性说明，本申请并不对信道分配方式进行具体限定。

在完成初始信道分配后，随着信道的使用，信道质量会下降。为了保证通信质量，在信道质量下降到一定程度时，要为AP重新分配信道，以便AP从当前正在使用的信道切换到重新配置的信道上。具体为，首先，AC从可用信道池中选择一条AP当前未在使用的可用信道作为待切换信道；然后判断AP当前正在使用的信道是否满足信道切换条件。

具体的信道切换条件如下：

1.当前正在使用的信道存在雷达信号；

2.当前正在使用的信道的重传率大于或等于22％；

3.当前正在使用的可用信道的信道质量与待切换信道的信道质量的差值不小于预设的信道容限系数(说明当前正在使用的可用信道的信道质量远远低于待切换信道的信道质量)，其中，信道质量为2倍误码率与干扰度之和。

在满足上述任意一个条件时，通知AP从当前正在使用的可用信道切换到待切换信道。

当然，上述AC维护的可用信道池也会出现无可用信道的情况(例如，所有信道都在满负荷工作，均不满足可用信道标准)，此时，AC可向网管服务器发送告警信息，以使网络管理员及时获知当前网络运行状况，采取应对措施优化网络结构。例如：采用如下Log信息或Trap信息。

Log信息格式如下：

时间+AC名字+模块/级别/子模块+log内容

％Apr2220:05:36:6952015wlc1WMAC/4/WMAC_DFS_WARN:Thereisnoavailablechannelinchannelpoolforradio1ofAP1.

Trap信息格式如下：

时间+AC名字+模块/级别/子模块+Trap内容

#Apr2220:01:24:3462015wlc1WMAC/5/WMAC_DFS:

1.3.6.1.4.1.xx.xx.x.x.x.xxx.xThereisnoavailablechannelinchannelpoolforradio1ofAP1.

由上述描述可以看出，本申请在对上线AP进行初始信道分配时就充分考虑了信道分配的均衡性，从而避免了由于初始信道分配不均衡导致的信道切换，提高了网络通信的稳定性，避免了不必要的资源浪费。

现仍以图1为例，详细介绍信道分配过程。

假设，AC在5G信道上进行信道分配，且当前支持的中国国家码下的合法信道为：149、153、157、161以及165。

AP实时收集各信道状态信息上报给AC，AC根据AP上报的信道状态信息更新如下信道表(表1)。

信道编码	干扰度	误码率	重传率	雷达信号标识
					149	33	0	0	否
153	5	1	0	否
					157	3	0	0	否
161	4	2	0	否

165

2

1

0

否

表1

从表1中可以看出，每一个信道都不存在雷达信号，因此，AC对每一个信道计算对应的可用度。假设，AC预设的可用门限值为20，则根据可用度公式C_u＝2*P_e+I+R，将表1中各信道对应参数代入公式后，计算出每一个信道的可用度。

可用度计算结果分别为：信道149的可用度为33，该信道可用度大于可用门限值20，因此，该信道为非可用信道；信道153的可用度为7，该信道可用度小于可用门限值20，因此，该信道为可用信道；信道157的可用度为3，该信道可用度小于可用门限值20，因此，该信道为可用信道；信道161的可用度为8，该信道可用度小于可用门限值20，因此，该信道为可用信道；信道165的可用度为4，该信道可用度小于可用门限值20，因此，该信道为可用信道。因此，可得出当前可用信道池中的可用信道为153、157、161以及165。

假设AP1～AP4同时上线，每一个AP都进行初始化处理。AC根据AP完成初始化的先后顺序记录AP的上线顺序号，参见表2。从表2中可以看出，AP的上线顺序为AP3、AP2、AP1、AP4。假设，AC根据AP的上线顺序分配信道，AP3的上线顺序号为0，对可用信道数量4取余，取余结果为0，因此，选择可用信道池中的第一个可用信道153分配给AP3；AP2的上线顺序号为1，对可用信道数量4取余，取余结果为1，因此，选择可用信道池中的第二个可用信道157分配给AP2；以此类推，选择可用信道池中的第三个可用信道161分配给AP1；选择可用信道池中的第四个可用信道164分配给AP4。

AP标识	上线顺序	信道编码
			AP1	2	161
AP2	1	157
			AP3	0	153
AP4	3	164

表2

在无线网络运行一段时间后，各信道的通信质量发生变化，AC根据AP上报的信道状态信息更新信道表，当前信道表为表3。

信道编码	干扰度	误码率	重传率	雷达信号标识
					149	33	0	0	否
153	5	1	0	否
					157	3	0	0	否
161	44	2	10	否
					165	2	1	0	否

表3

AC周期性判断AP是否需要切换信道，以保证AP的通信质量。以AP1为例，当前AP1使用信道161进行通信。AC首先为AP1分配一个待切换信道，该待切换信道从当前可用信道池(153、157、161、165)中选择，假设，AC选择信道165作为AP1的待切换信道。然后，判断AP1是否满足信道切换条件。假设，信道容限系数为20，根据信道切换条件判断如下：

1.信道161不存在雷达信号；

2.信道161的重传率小于22％；

3.信道161的信道质量为2*2+44＝48，信道165的信道质量为2*1+2＝4，则信道质量差值为48-4＝44，该信道质量差值(44)大于信道容限系数(20)。

经过上述3个条件的判断，可知AP1满足第3条信道切换条件，需要进行信道切换，因此，AC通知AP1从当前信道161切换到信道165。

与前述信道分配方法的实施例相对应，本申请还提供了信道分配装置的实施例。

本申请信道分配装置的实施例可以应用在AC上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的处理器运行存储器中对应的计算机程序指令形成的。从硬件层面而言，如图3所示，为本申请信道分配装置所在设备的一种硬件结构图，除了图3所示的处理器、网络接口、以及存储器之外，实施例中装置所在的设备通常根据该设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

请参考图4，为本申请一个实施例中的信道分配装置的结构示意图。该信道分配装置包括判断单元401、计算单元402、添加单元403以及分配单元404，其中：

判断单元401，用于判断所述信道是否存在雷达信号；

计算单元402，用于当所述信道不存在雷达信号时，计算所述信道的可用度；

添加单元403，用于当所述信道的可用度小于预设的可用门限值时，将所述信道作为可用信道添加到可用信道池中；

分配单元404，用于以所述可用信道池中的各信道负载均衡为原则，从所述可用信道池中为上线AP分配一条可用信道。

进一步地，所述计算单元402，包括：

表项查找模块，用于查找与所述信道的信道编码相同的信道表项，所述信道表项为所述AC根据AP上报的信道编码、误码率、干扰度、重传率生成的对应关系表项；

参数获取模块，用于从所述信道表项中获取信道的误码率、干扰度、重传率；

可用度计算模块，用于根据所述信道的误码率、干扰度、重传率计算所述信道的可用度。

进一步地，

所述可用度计算模块，具体用于求2倍误码率与干扰度以及重传率的和作为信道的可用度。

进一步地，

所述判断单元401，具体用于查找与所述信道的信道编码相同的信道表项，所述信道表项为所述AC根据AP上报的信道编码和对应的雷达信号标识生成的对应关系表项；从所述信道表项中获取信道的雷达信号标识；当所述雷达信号标识为否时，确定所述信道不存在雷达信号。

进一步地，所述装置还包括：

切换单元，用于在所述分配单元404从所述可用信道池中为上线AP分配一条可用信道之后，从所述可用信道池中选择一条所述AP当前未使用的可用信道作为待切换信道；当所述AP当前正在使用的可用信道的信道质量与所述待切换信道的信道质量的差值不小于预设的信道容限系数时，通知所述AP从当前正在使用的可用信道切换到待切换信道。

进一步地，所述装置还包括：

告警单元，用于当所述可用信道池中无可用信道时，向网管服务器发送告警信息。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种信道分配方法，应用于接入控制器AC上，其特征在于，该方法包括：

对每一条信道执行如下操作：判断所述信道是否存在雷达信号；当所述信道不存在雷达信号时，计算所述信道的可用度；当所述信道的可用度小于预设的可用门限值时，将所述信道作为可用信道添加到可用信道池中；

以所述可用信道池中的各信道负载均衡为原则，从所述可用信道池中为上线AP分配一条可用信道。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述信道的可用度，包括：

查找与所述信道的信道编码相同的信道表项，所述信道表项为所述AC根据AP上报的信道编码、误码率、干扰度、重传率生成的对应关系表项；

从所述信道表项中获取信道的误码率、干扰度、重传率；

根据所述信道的误码率、干扰度、重传率计算所述信道的可用度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述信道的误码率、干扰度、重传率计算所述信道的可用度，包括：

求2倍误码率与干扰度以及重传率的和作为信道的可用度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述信道是否存在雷达信号，包括：

查找与所述信道的信道编码相同的信道表项，所述信道表项为所述AC根据AP上报的信道编码和对应的雷达信号标识生成的对应关系表项；

从所述信道表项中获取信道的雷达信号标识；

当所述雷达信号标识为否时，确定所述信道不存在雷达信号。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述可用信道池中为上线AP分配一条可用信道之后，还包括：

从所述可用信道池中选择一条所述AP当前未使用的可用信道作为待切换信道；

当所述AP当前正在使用的可用信道的信道质量与所述待切换信道的信道质量的差值不小于预设的信道容限系数时，通知所述AP从当前正在使用的可用信道切换到待切换信道。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述可用信道池中无可用信道时，向网管服务器发送告警信息。

7.一种信道分配装置，应用于接入控制器AC上，其特征在于，该装置包括：

判断单元，用于判断所述信道是否存在雷达信号；

计算单元，用于当所述信道不存在雷达信号时，计算所述信道的可用度；

添加单元，用于当所述信道的可用度小于预设的可用门限值时，将所述信道作为可用信道添加到可用信道池中；

分配单元，用于以所述可用信道池中的各信道负载均衡为原则，从所述可用信道池中为上线AP分配一条可用信道。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算单元，包括：

表项查找模块，用于查找与所述信道的信道编码相同的信道表项，所述信道表项为所述AC根据AP上报的信道编码、误码率、干扰度、重传率生成的对应关系表项；

参数获取模块，用于从所述信道表项中获取信道的误码率、干扰度、重传率；

可用度计算模块，用于根据所述信道的误码率、干扰度、重传率计算所述信道的可用度。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述可用度计算模块，具体用于求2倍误码率与干扰度以及重传率的和作为信道的可用度。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述判断单元，具体用于查找与所述信道的信道编码相同的信道表项，所述信道表项为所述AC根据AP上报的信道编码和对应的雷达信号标识生成的对应关系表项；从所述信道表项中获取信道的雷达信号标识；当所述雷达信号标识为否时，确定所述信道不存在雷达信号。

11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

切换单元，用于在所述分配单元从所述可用信道池中为上线AP分配一条可用信道之后，从所述可用信道池中选择一条所述AP当前未使用的可用信道作为待切换信道；当所述AP当前正在使用的可用信道的信道质量与所述待切换信道的信道质量的差值不小于预设的信道容限系数时，通知所述AP从当前正在使用的可用信道切换到待切换信道。

12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

告警单元，用于当所述可用信道池中无可用信道时，向网管服务器发送告警信息。