CN106878960B

CN106878960B - 一种对ap集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法

Info

Publication number: CN106878960B
Application number: CN201710203493.2A
Authority: CN
Inventors: 樊恺寅
Original assignee: SHENZHEN NETCORE INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: Wangshi Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2019-11-12
Anticipated expiration: 2037-03-30
Also published as: CN106878960A

Abstract

本发明公开了一种对AP集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法，先将待优化AP配置为监听模式，为其选定一个无线信道进行监听，然后通知该集群内工作在该无线信道内的所有其他AP均向其发送固定数量个特定大小的数据帧，由该待优化AP接收后根据RSSI能量档位进行解析并统计数据帧数量，获得信道能量评估表，再根据RSSI能量档位标记特定分值，计算每个无线信道的干扰评估分，最终确定干扰最小的无线信道作为优化后该AP的工作信道。本发明充分利用信道资源，在不改变组网中其他AP配置情况下能够较为准确地判定出各个信道的嘈杂度，实现提升组网环境整体无线性能的最终目的，方便快捷，简易适用。

Description

一种对AP集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体地讲，是涉及一种对AP集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法。

背景技术

随着无线组网越来越多的应用到商业网络的部署中，如商场、医院、酒店、会议室等高密度覆盖场景，一般都采用瘦AP接入的集群架构，AP（Access Point, 无线接入点），瘦AP是指需要AC（Access Controller, 接入控制器）进行管理、调试和控制的AP，不能独立工作，必须与AC配合使用。在网络部署初期，可以利用整网统一规划的方式实现信道的间隔使用，以尽量避免网络系统内的信道冲突。但随着网络环境使用率的提升，所覆盖区域的各种无线活动也日趋频繁，几乎所有发射电磁信号的设备都会对Wi-Fi这个频段产生无线电干扰。包括无绳电话、蓝牙设备、微波炉，甚至还有职能电表。此时，无线信道有限性的问题就会突显。

当网络管理员为了解决随着网络覆盖区域内的活动变化而带来的无线网络传输受阻的问题，需要对某些无线接入点进行局部信道调整的时候。由于实际环境中增加了许多无线电能量干扰，甚至有其他的Wi-Fi传输。此时采用传统的探测和能量累积方式，在这种“脏”环境下，几乎不能找到一个没有无线干扰的信道，此时如何为新加入或需要调整的单个无线设备配置一个较为“干净”的信道保障其工作性能成为困扰网络管理员的一个难题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种方便快捷、简易适用且能提升整体无线性能的对AP集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种对AP集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法，包括如下步骤：

（S1）将待优化无线接入点AP配置为监听模式，用以接收本AP集群组网环境中的无线信号数据；

（S2）为该待优化无线接入点AP选定一个无线信道进行监听；

（S3）通知该AP集群组网环境内所有工作在该选定无线信道的其他无线接入点AP，采用不重传的方式依次向该待优化无线接入点AP发送固定数量个预设大小的数据帧；

（S4）所述待优化无线接入点AP接收当前无线信道内所有其他无线接入点AP发送的数据帧，根据RSSI能量档位对其进行解析并将每个RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量汇总记录于一信道能量评估表中；

（S5）将该待优化无线接入点AP所监听的无线信道切换至另一未在所述信道能量评估表中记录有数据的无线信道，并重复执行所述步骤（S3）-（S4），直至所述信道能量评估表内记录完所有无线信道内每个RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量；

（S6）将每个RSSI能量档位根据信号强弱经验标记为特定分值，结合所述信道能量评估表，按照每个RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量分别乘以对应RSSI能量档位的特定分值并求和，计算获得每个无线信道的干扰评估分；

（S7）根据每个无线信道的干扰评估分确定出本AP集群组网环境中当前干扰最小的无线信道，并将该待优化无线接入点AP配置在该无线信道正常工作。

具体地，所述步骤（S3）中其他无线接入点AP发送的数据帧的固定数量为600-1500个，一般优选为1000个，并且该固定数量还可以根据实际应用情况灵活预设调整，但每一次使用本发明方法的过程中该固定数量须保持不变。

具体地，所述步骤（S3）中其他无线接入点AP发送的数据帧的预设大小为1518字节，该大小为以太网帧的最大长度，以便于配置和统计；理论上讲该预设大小可以是满足以太网帧长度的任意固定值。

更具体地，所述无线信道的干扰评估分F_j的计算公式为F_j = X_1jR_1j + X_2jR_2j + …+ X_ijR_ij，其中i表示所述RSSI能量档位，j表示所述无线信道的编号，Ri表示所述RSSI能量档位的特定分值，Xi表示所述RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量。

具体地，所述RSSI能量档位配置为6档，由低到高依次以-75dBm、-65dBm、-55dBm、-40dBm、-30 dBm作为分隔界限。

具体地，所述RSSI能量档位所标记的特定分值根据信号强度强弱由低到高分布或由高到低排列；

当所述特定分值由低到高排列时，所述干扰评估分最小的无线信道干扰最小，

当所述特定分值由高到低排列时，所述干扰评估分最大的无线信道干扰最小。

具体地，所述信道能量评估表配置方法如下：

在所述待优化无线接入点AP或管控所述待优化无线接入点AP的接入控制器AC的存储器内配置一存储空间制表；

分别将所述RSSI能量档位和无线信道的编号作为该表的纵标目和横标目，初始化时将纵标目和横标目交叉对应的表格内容全部置为0；

每当所述待优化无线接入点AP解析出一个RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量时，将该数据帧数量数据覆盖对应的表格内容并保存。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明基于无线信道的信号强度对信道的可用程度进行评估，通过配置待优化AP监听相应信道来实现对所有无线信道的状态进行收集，在不改变组网中其他AP配置情况下能够较为准确地判定出各个信道的嘈杂度，从而从中选择一个最佳的信道来作为优化AP的工作信道，进而达到充分利用信道资源的效果，实现提升组网环境整体无线性能的最终目的，并且本发明构思独特，设计新颖，方便易用，适应性强，具有广泛的应用前景，适合推广应用。

（2）本发明基于方便易用的角度考虑，使其他AP采用不重传方式对待优化AP发送数据，发送数据的AP只管发，待优化AP只管收，可以最大程度地减小对其他AP正常工作的影响，同时还能间接地对信道的嘈杂度进行测试，由于发送的数据帧数量固定，那么接收到的数据帧数量多少便可以侧面反应出该信道的干扰程度，可谓一举多得。

（3）本发明在通过接收数据帧数量判断信道干扰程度时，还巧妙结合了无线信道RSSI信号强度综合判断，并综合考量不同信号强度与数据帧数量的对应关系，相比单方面的判断能够更准确、更科学地对信道干扰程度进行评估。

（4）本发明中可以基于高低排列的基本原则对RSSI能量档位及其对应的特定分值灵活地进行配置，在实际应用中使用者可以结合自身经验以及其网络实际状况灵活性地配置这两种参数，大大提高了本发明的普适性。

（5）本发明结合RSSI能量档位和无线信道还提出了信道能量评估表及其配置方法，方便将所采集的参数数据进行统计和后续计算，也能够在需要时将相应数据呈现给网络管理员，便于管理。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

图2为本发明-实施例中AP进行信道优化前的吞吐量测试示意图。

图3为本发明-实施例中AP进行信道优化后的吞吐量测试示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图3所示，该对AP集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法，其中，所述AP集群组网环境采用瘦AP接入的集群架构，主要由接入控制器AC和多个受所述接入控制器AC管控的无线接入点AP构成，当需要对该集群内的某一已有AP进行信道优化或向该集群新增AP并对其进行信道优化时，执行本发明方法的过程。

该方法具体包括如下步骤：

（S1）将待优化无线接入点AP配置为监听模式，用以接收本AP集群组网环境中的无线信号数据。

（S2）为该待优化无线接入点AP选定一个无线信道进行监听。

（S3）通知该AP集群组网环境内所有工作在该选定无线信道的其他无线接入点AP，采用不重传的方式依次向该待优化无线接入点AP发送固定数量个预设大小的数据帧；其中，所述其他无线接入点AP发送的数据帧的固定数量为600-1500个，一般优选为1000个，并且该固定数量还可以根据实际应用情况灵活预设调整，但每一次使用本发明方法的过程中该固定数量须保持不变。并且所述其他无线接入点AP发送的数据帧的预设大小为1518字节，该大小为以太网帧的最大长度，以便于配置和统计；理论上讲该预设大小可以是满足以太网帧长度的任意固定值。

（S4）所述待优化无线接入点AP接收当前无线信道内所有其他无线接入点AP发送的数据帧，根据RSSI能量档位对其进行解析并将每个RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量汇总记录于一信道能量评估表中。具体地，所述RSSI能量档位配置为6档，由低到高依次以-75dBm、-65dBm、-55 dBm、-40dBm、-30 dBm作为分隔界限。

并且本发明中还提供了所述信道能量评估表配置方法，如下：

（S5）将该待优化无线接入点AP所监听的无线信道切换至另一未在所述信道能量评估表中记录有数据的无线信道，并重复执行所述步骤（S3）-（S4），直至所述信道能量评估表内记录完所有无线信道内每个RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量。

其中，所述RSSI能量档位所标记的特定分值根据信号强度强弱由低到高分布或由高到低排列；

所述无线信道的干扰评估分F_j的计算公式为F_j = X_1jR_1j + X_2jR_2j + … + X_ijR_ij，其中i表示所述RSSI能量档位，j表示所述无线信道的编号，Ri表示所述RSSI能量档位的特定分值，Xi表示所述RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量。

（S7）根据每个无线信道的干扰评估分确定出本AP集群组网环境中当前干扰最小的无线信道，当所述特定分值由低到高排列时，所述干扰评估分最小的无线信道干扰最小，当所述特定分值由高到低排列时，所述干扰评估分最大的无线信道干扰最小。并将该待优化无线接入点AP配置在该无线信道正常工作。

例如，该AP集群组网环境内配置有13个无线信道，依次编号，将无线信道配置为6个RSSI能量档位，由低到高依次以-75dBm、-65dBm、-55 dBm、-40dBm、-30 dBm作为分隔界限。现需对一AP进行信道优化，按照上述过程（S1）-（S5）获得的信道能量评估表如下表1所示。

表1 信道能量评估表实例

信道\档位	<-75	-75~-65	-65~-55	-55~-40	-40~-30	>-30
							1	100	0	150	0	330	280
2	380	260	0	0	0	0
							3	830	60	0	0	0	0
4	530	130	3	0	0	0
							5	0	100	330	220	0	0
6	30	200	0	330	0	0
							7	150	90	320	0	10	0
8	0	30	20	0	750	150
							9	60	60	380	2	0	0
10	130	150	200	0	270	0
							11	800	10	0	0	0	0
12	230	320	150	0	0	0
							13	10	30	60	100	400	60

将小于-75dBm 的RSSI能量档位的分值标记10，介于-75dBm和65dBm之间的RSSI能量档位的分值标记5，介于-65dBm和-55dBm之间的RSSI能量档位的分值标记4，介于-55dBm和-40dBm之间的RSSI能量档位的分值标记3，介于-40dBm和-30dBm之间的RSSI能量档位的分值标记2，大于-30 dBm 的RSSI能量档位的分值标记1。

计算每个无线信道的干扰评估分：

F₁ = 100*10+150*4+330*2+280*1= 2540

F₂ = 380*10+260*5= 5100

F₃ = 830*10+60*5= 8600

F₄ = 530*10+130*5+3*4= 5962

F₅ = 100*5+330*4+220*3= 2480

F₆ = 30*10+200*5+330*3= 2290

F₇ = 150*10+90*5+320*4+10*2= 3650

F₈ = 30*5+20*4+750*2+150= 1880

F₉ = 60*10+60*5+380*4+2*3= 2426

F₁₀ = 130*10+150*5+200*4+270*2= 3390

F₁₁ = 800*10+10*5= 8050

F₁₂ = 230*10+320*5+150*4= 4500

F₁₃ = 10*10+30*5+60*4+100*3+400*2+60= 1650

其中，无线信道3的最终分值最高，表面当前状态无线信道3的干扰最小，选择无线信道3作为该待优化AP的最佳信道。

本实施例还提供了本发明方法的实验，研究人员在非常嘈杂的AP集群组网环境中测试待优化AP在信道优化前后的吞吐量和丢包率。

1）吞吐量效果测试，利用chariot工具测试该AP的下行吞吐量

如图2所示，为信道优化前的测试结果示意图，平均值为146.148Mbps，

如图3所示，为信道优化后的测试结果示意图，平均值为158.521Mbps，

可见经过信道优化后AP下行吞吐量提高了12.4Mbps。

2）丢包率效果测试，从终端sta利用ping工具测试该AP的丢包率及延迟，结果如下表2所示。

表2 丢包率和延迟测试对比

信道优化

ping形式

ping个数

接收个数

丢失个数

丢包率

平均延迟

前

sta》AP

1000

923

77

7.7%

98ms

后

sta》AP

1000

982

18

1.8%

22ms

由此可见，信道优化后的AP丢包率和平均延迟均明显降低。

由此可以确定，本发明方法对AP集群组网环境内的单个接入设备（无线接入点AP）的无线吞吐性能有显著提升效果。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种对AP集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(S1)将待优化无线接入点AP配置为监听模式，用以接收本AP集群组网环境中的无线信号数据；

(S2)为该待优化无线接入点AP选定一个无线信道进行监听；

(S3)通知该AP集群组网环境内所有工作在该选定无线信道的其他无线接入点AP，采用不重传的方式依次向该待优化无线接入点AP发送固定数量个预设大小的数据帧；

(S4)所述待优化无线接入点AP接收当前无线信道内所有其他无线接入点AP发送的数据帧，根据RSSI能量档位对其进行解析并将每个RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量汇总记录于一信道能量评估表中；所述信道能量评估表配置方法如下：

每当所述待优化无线接入点AP解析出一个RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量时，将该数据帧数量数据覆盖对应的表格内容并保存；

(S5)将该待优化无线接入点AP所监听的无线信道切换至另一未在所述信道能量评估表中记录有数据的无线信道，并重复执行所述步骤(S3)-(S4)，直至所述信道能量评估表内记录完所有无线信道内每个RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量；

(S6)将每个RSSI能量档位根据信号强弱经验标记为特定分值，结合所述信道能量评估表，按照每个RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量分别乘以对应RSSI能量档位的特定分值并求和，计算获得每个无线信道的干扰评估分；

(S7)根据每个无线信道的干扰评估分确定出本AP集群组网环境中当前干扰最小的无线信道，并将该待优化无线接入点AP配置在该无线信道正常工作。

2.根据权利要求1所述的一种对AP集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法，其特征在于，所述步骤(S3)中其他无线接入点AP发送的数据帧的固定数量为600-1500个。

3.根据权利要求1所述的一种对AP集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法，其特征在于，所述步骤(S3)中其他无线接入点AP发送的数据帧的预设大小为1518字节。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种对AP集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法，其特征在于，所述无线信道的干扰评估分F_j的计算公式为F_j＝X_1jR_1j+X_2jR_2j+…+X_ijR_ij，其中i表示所述RSSI能量档位，j表示所述无线信道的编号，Ri表示所述RSSI能量档位的特定分值，Xi表示所述RSSI能量档位对应的所接收到的数据帧数量。

5.根据权利要求4所述的一种对AP集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法，其特征在于，所述RSSI能量档位配置为6档，由低到高依次以-75dBm、-65dBm、-55dBm、-40dBm、-30dBm作为分隔界限。

6.根据权利要求5所述的一种对AP集群组网环境中单个接入设备进行信道优化的方法，其特征在于，所述RSSI能量档位所标记的特定分值根据信号强度强弱由低到高分布或由高到低排列；