CN106604402A - 一种无线路由器的信道选择方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种无线路由器的信道选择方法，其能选择一个合适的信道，不仅当前干扰较小，同时能一定程度上减少未来干扰程度，使用户能有良好的无线体验。该方法包括：(1)开始；(2)路由器扫描信道列表；(3)计算各个信道占空比及各个信道AP数量；(4)判断是否存在占空比小于预定值的信道，是则执行步骤(5)，否则执行步骤(7)；(5)将占空比小于预定值的信道作为备选列表；(6)选择备选列表中AP数目最少的信道作为工作信道，跳转到步骤(8)；(7)选择占空比最小的信道作为工作信道；(8)结束。还提供了一种无线路由器的信道选择系统。

Description

一种无线路由器的信道选择方法及系统
技术领域
本发明属于无线路由器的技术领域，具体地涉及一种无线路由器的信道选择方法及系统。
背景技术
无线路由器需要工作在IEEE802.11协议规定范围之内的信道，而随着无线路由器的不断普及，家庭周围的无线信号不断增多，无线信道干扰情况也日趋严重，因此在有限的信道资源下，我们需要更科学合理的选择无线信道。
无线通信采用的半双工的通信，同一区域内，同时只能一个设备进行发包，因此当AP工作的信道中有其他的设备进行工作，就会产生干扰。AP之间的干扰会导致双方都进行退避，各自损失一部分最大流量，但总流量基本不变，可以这么认为，同一区域总流量为1的话，那么1个AP满载发包可以达到1的流量，2-8个AP满载发包可以接近1的流量，因此同一频段的总流量基本保持不变。因此当周围存在较空闲的信道时，理应将信道选择在较为空闲的信道；若周围各个信道均存在无线信道时，应将信道选在当前干扰较小且将来可能发生干扰较小的信道。下面介绍下目前已有的几种信道选择技术：
1.计算各个工作信道的当前占空比，选择占空比较小的信道作为工作信道。占空比能直观的反应各个信道当前的实用情况，该算法即根据占空比的大小作为选择信道的依据。
2.扫描无线工作的各个信道，计算出各个信道的已工作AP数目，选择AP数目较少的信道作为工作信道。
3.随机选择，随机选择一般取1、6、11三个信道作为候选值，随机取其中一个信道作为工作信道。
以上三种方案的缺陷分别为：
1.第一种方法直接根据各个信道占空比的大小，选择占空比较小的信道来作为工作信道，占空比确实能反映出当前信道的拥挤情况，但周围无线信号是不断变化的，不排除后续该信道占空比值的恶化，缺点是显而易见的。
2.第二种方法选择AP数目较少的信道作为工作信道，缺点是AP数目少的信道也受到临近信道的干扰，因为无线信道与相邻信道之间存在频带叠加部分，因此选择AP数目少的信道不一定是最优的信道。
3.第三种方法随机选择信道，选择结果存在较大偶然随机性，当周围无线环境不理想时，选择到合适的信道几率较小。
发明内容
本发明要解决的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种无线路由器的信道选择方法，其能选择一个合适的信道，不仅当前干扰较小，同时能一定程度上减少未来干扰程度，使用户能有良好的无线体验。
本发明的技术解决方案是：这种无线路由器的信道选择方法，该方法包括以下步骤：
(1)开始；
(2)路由器扫描信道列表；
(3)计算各个信道占空比及各个信道AP数量；
(4)判断是否存在占空比小于预定值的信道，是则执行步骤(5)，否则执行步骤(7)；
(5)将占空比小于预定值的信道作为备选列表；
(6)选择备选列表中AP数目最少的信道作为工作信道，跳转到步骤(8)；
(7)选择占空比最小的信道作为工作信道；
(8)结束。
本发明在无线路由器扫描完环境中各个信道的占空比和AP数目后，根据是否存在占空比小于预定值的信道，来使用不同的策略进行信道选择，因此能选择一个合适的信道，不仅当前干扰较小，同时能一定程度上减少未来干扰程度，使用户能有良好的无线体验。
还提供了一种无线路由器的信道选择系统，该系统包括：
扫描模块，其配置来扫描信道列表；
计算模块，其配置来计算各个信道占空比及各个信道AP数量；
信道选择模块，其配置来判断是否存在占空比小于预定值的信道，是则将占空比小于预定值的信道作为备选列表，选择备选列表中AP数目最少的信道作为工作信道；否则选择占空比最小的信道作为工作信道。
附图说明
图1是根据本发明的无线路由器的信道选择方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，这种无线路由器的信道选择方法，该方法包括以下步骤：
(1)开始；
(2)路由器扫描信道列表；
无线信道列表是IEEE 802.11(或称为WiFi)协议规定的信道列表，同时不同的国家对这些IEEE802.11协议规定的信道使用略有不同，比如中国规定2.4G频段可使用1-13信道，而美国2.4G频段只能使用1-11信道。
路由器如何扫描：路由器有2种扫描方式，被动扫描和主动扫描，被动扫描即被动的侦听其他AP定期发送的Beacon帧来发现周围的无线网络；主动扫描即主动的发送一个探测请求帧(probe request)，通过收到探查响应帧(probe respond)获得网络信号，实际使用中，可主动和被动扫描两种方式相结合来进行扫描。
(3)计算各个信道占空比及各个信道AP数量；
占空比的计算为现有技术，不同厂家计算占空比的方式不尽相同。例如联发科(MTK)通过计算falseCCA指标或者BusyTime指标来作为占空比。
AP数量的计算：在路由器扫描各个信道的过程中，侦听到其他AP的Beacon帧或者探查响应帧中携带其工作的信道，通过解析Beacon帧或者探查响应帧，即可统计出各个信道中存在的AP数量。
(4)判断是否存在占空比小于预定值的信道，是则执行步骤(5)，否则执行步骤(7)；
预定值是否有确定的范围：占空比有确定的范围，一般来说占空比越大，说明信道的干扰越大，因此预定的占空比值，即当占空比大于该预定值时，说明该信道的干扰较大，而小于该值时，能说明该信道干扰较小。因此该预定的占空比值为一取值范围，不同的芯片方案取值略有差异，需要通过测试来确定该值的范围。
(5)将占空比小于预定值的信道作为备选列表；
(6)选择备选列表中AP数目最少的信道作为工作信道，跳转到步骤(8)；
(7)选择占空比最小的信道作为工作信道；
(8)结束。
本发明在无线路由器扫描完环境中各个信道的占空比和AP数目后，根据是否存在占空比小于预定值的信道，来使用不同的策略进行信道选择，因此能选择一个合适的信道，不仅当前干扰较小，同时能一定程度上减少未来干扰程度，使用户能有良好的无线体验。
当路由器选择当前占空比最小的信道作为工作信道时，只能说明当前环境该信道干扰最小，然而实际上该信道可能存在多个无线路由器，只是这些同信道的无线路由器处于闲置状态，没有进行较大无线数据传输，一旦这些同信道的路由器进行大量无线数据交互，势必影响到该信道的通信质量，因此占空比选择信道方法没有对未来可能出现的干扰进行评估；如果采用本发明中的信道选择方案，在选择占空比较小的前提下，选择干扰源较少的信道，就能确保周围路由器都处于无线数据交互时，选择的信道依旧干扰较小。当路由器选择AP数量最少的信道作为工作信道时，而恰巧该信道无线数据一直处于大量传输状态，此时其他信道虽然AP数量较多但处于闲置状态，这样直接导致选择的信道恰恰是实际干扰较大的信道，采用本发明信道选择技术就能避免该情况的发生。总而言之，本发明描述的信道选择技术，既关注了当前信道干扰情况，同时也注重其他AP干扰源可能产生的干扰情况，信道选择策略更加科学合理，有助于提升用户的无线使用体验。
具体地，以2.4G频段作为演示，演示路由器A处于开放环境中，周围存在多个无线路由器向空气中发送无线信号，首先第一步收集信息，无线路由器扫描周围各个信道的占空比值及AP数目统计列表，数据如表1所示：
表1
表1中，占空比小于预定值的信道分别为channel7、channel8和channel9，再比较三个信道的AP数量，其中channel8的AP数量最少，因此选择channel8作为路由器的工作信道。
路由器扫描信道列表，计算各个信道占空比值及各信道AP数量，选出占空比小于预定值的信道，当没有任何信道占空比小于预定值时，说明当前各个信道的无线干扰均较大，此时直接选择占空比值最小的信道作为工作信道；当存在一个或多个信道占空比小于预定值时，选择占空比小于预定值信道中AP数目最少的信道作为工作信道。
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步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括上述实施例方法的各步骤，而所述的存储介质可以是：ROM/RAM、磁碟、光盘、存储卡等。因此，与本发明的方法相对应的，本发明还同时包括一种无线路由器的信道选择系统，该系统通常以与方法各步骤相对应的功能模块的形式表示。该系统包括：
扫描模块，其配置来扫描信道列表；
计算模块，其配置来计算各个信道占空比及各个信道AP数量；
信道选择模块，其配置来判断是否存在占空比小于预定值的信道，是则将占空比小于预定值的信道作为备选列表，选择备选列表中AP数目最少的信道作为工作信道；否则选择占空比最小的信道作为工作信道。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种无线路由器的信道选择方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)开始；
(2)路由器扫描信道列表；
(3)计算各个信道占空比及各个信道AP数量；
(4)判断是否存在占空比小于预定值的信道，是则执行步骤(5)，否则执行步骤(7)；
(5)将占空比小于预定值的信道作为备选列表；
(6)选择备选列表中AP数目最少的信道作为工作信道，跳转到步骤(8)；
(7)选择占空比最小的信道作为工作信道；
(8)结束。
2.一种无线路由器的信道选择系统，其特征在于：该系统包括：
扫描模块，其配置来扫描信道列表；
计算模块，其配置来计算各个信道占空比及各个信道AP数量；
信道选择模块，其配置来判断是否存在占空比小于预定值的信道，是则将占空比小于预定值的信道作为备选列表，选择备选列表中AP数目最少的信道作为工作信道；否则选择占空比最小的信道作为工作信道。
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