CN106954237B - 一种Wi-Fi频段自适应切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种Wi‑Fi频段自适应切换方法及装置，应用于网络设备，所述网络设备包括工作在第一频段的Wi‑Fi天线和工作在第二频段的蓝牙天线，所述第二频段的频率大于所述第一频段的频率，所述方法包括：当第一终端设备通过第一频段接入时，若所述第二频段与MAC地址对应关系中包括该第一终端设备的MAC地址，确定所述第一终端设备支持第二频段，所述第二频段与MAC地址对应关系用于记录通过所述第二频段接收到的探测请求帧中携带的MAC地址；当满足预设的触发条件时，若当前所有已接入的终端设备均支持第二频段，将所述Wi‑Fi天线从第一频段切换到第二频段，以提高终端设备的通讯效率。

Description

一种Wi-Fi频段自适应切换方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种Wi-Fi频段自适应切换方法及装置。

背景技术

Wi-Fi(Wireless Fidelity，无线保真)是目前最主流的一种WLAN(WirelessLocal Area Network，无线局域网)技术，基于IEEE802.11系列协议，主要工作在2.4G和5G频段。

对于支持双频Wi-Fi的网络设备，当启动AP(Access Point，无线接入点)热点功能时，需要手动设置AP的工作频段。在用户不清楚终端设备是否支持5G的情况下，通常设置AP的工作频段为2.4G，以保证所有终端设备(支持5G的设备通常都支持2.4G)均可接入，这会造成5G设备通讯效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Wi-Fi频段自适应切换方法及装置，用以在确认所有终端设备均支持高频频段的情况下，将Wi-Fi频段切换到高频频段，以提高终端设备的通讯效率。

为实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种Wi-Fi频段自适应切换方法，应用于网络设备，所述网络设备包括工作在第一频段的Wi-Fi天线和工作在第二频段的蓝牙天线，所述第二频段的频率大于所述第一频段的频率，所述方法包括：

当第一终端设备通过第一频段接入时，若所述第二频段与MAC地址对应关系中包括该第一终端设备的MAC地址，确定所述第一终端设备支持第二频段，所述第二频段与MAC地址对应关系用于记录通过所述第二频段接收到的探测请求帧中携带的MAC地址；

当满足预设的触发条件时，若当前所有已接入的终端设备均支持第二频段，将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段。

本发明还提供一种Wi-Fi频段自适应切换装置，应用于网络设备，所述网络设备包括工作在第一频段的Wi-Fi天线和工作在第二频段的蓝牙天线，所述第二频段的频率大于所述第一频段的频率，所述装置包括：

频段确定单元，用于当第一终端设备通过第一频段接入时，若所述第二频段与MAC地址对应关系中包括该第一终端设备的MAC地址，确定所述第一终端设备支持第二频段，所述第二频段与MAC地址对应关系用于记录通过所述第二频段接收到的探测请求帧中携带的MAC地址；

频段切换单元，用于当满足预设的触发条件时，若当前所有已接入的终端设备均支持第二频段，将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段。

由以上描述可以看出，本发明中Wi-Fi天线工作在第一频段时，蓝牙天线工作在第二频段，其中，第二频段的频率大于第一频段的频率，由于终端设备在其自身所支持的所有频段上发送探测请求帧，因此，网络设备可通过第二频段接收到支持第二频段的终端设备发送的探测请求帧，并记录通过第二频段发送探测请求帧的终端设备的MAC地址，当终端设备从第一频段接入时，匹配本地记录的支持第二频段的终端设备的MAC地址，以确定通过第一频段接入的设备是否支持第二频段，当所有已接入的终端设备都支持第二频段时，将Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段，使终端设备可以以最大速率通讯。

附图说明

图1是本发明实施例示出的一种支持双频Wi-Fi和蓝牙功能的网络设备的结构示意图；

图2是本发明实施例示出的一种Wi-Fi频段自适应切换方法流程图；

图3是本发明实施例示出的一种Wi-Fi组网示意图；

图4是本发明实施例示出的网络设备的结构示意图；

图5是本发明实施例示出的一种Wi-Fi频段自适应切换装置的结构示意图。

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发明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、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明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，尽管在本发明可能采用术语第一、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，在不脱离本发明范围的情况下，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”。

参见图1，为支持双频Wi-Fi(例如，2.4G频段和5G频段)和蓝牙功能的网络设备的示意图。该网络设备100包括Wi-Fi天线110和蓝牙天线120。通常网络设备100利用Wi-Fi天线110与Wi-Fi设备通信，利用蓝牙天线120与蓝牙设备通信。

当网络设备100启动AP热点功能时，需要设置AP的工作频段。由于网络设备的使用者通常不清楚终端设备是否支持5G频段，因此，将AP的工作频段设置为2.4G频段，以使支持2.4G的终端设备和支持5G的终端设备(通常支持5G的设备都会支持2.4G)均可接入；而对于不懂Wi-Fi相关技术的使用者来说，通常采用默认设置(默认设置为2.4G频段)。上述情况均会导致5G设备接入时，不能以最大速率通讯，影响通讯效率。

针对上述问题，本发明在Wi-Fi天线工作在第一频段(例如，2.4G频段)时，设置蓝牙天线工作在第二频段(例如，5G频段)，该第二频段的频率大于第一频段的频率，并在网络设备启动Wi-Fi模块时，依次为每一个频段选择最优信道。具体为，在当前频段的每一个信道上广播发送探测请求帧(probe request)，当接收到周围AP回应的探测响应帧(proberesponse)时，解析探测响应帧，记录AP占用的信道、带宽等信息，按照预设的最优信道选择策略为当前频段选择最优信道。例如，该最优信道选择策略可以为，选择AP数目最少的信道作为最优信道；当存在多个AP数目最少的信道时，选择信噪比最大的信道作为最优信道。无论Wi-Fi天线或蓝牙天线工作在哪一个频段上，都是工作在该频段的最优信道上。

参见图2，为本发明Wi-Fi频段自适应切换方法的一个实施例流程图，该实施例对Wi-Fi频段自适应切换过程进行描述。

步骤201，当第一终端设备通过第一频段接入时，若所述第二频段与MAC地址对应关系中包括该第一终端设备的MAC地址，确定所述第一终端设备支持第二频段。

本发明中，终端设备在其所支持的各个频段上(具体为所支持频段的各个信道上)周期性发送探测请求帧。由于网络设备利用蓝牙天线开启了第二频段，因此，如果终端设备支持第二频段，那么网络设备会从第二频段接收到终端设备发送的探测请求帧，该探测请求帧中携带终端设备的MAC地址，网络设备本地记录通过第二频段接收到的探测请求帧中携带的终端设备的MAC地址，参见表1。

表1

表1为第二频段与MAC地址对应关系示例，由表1可知，网络设备已感知有三个终端设备(MAC1、MAC2、MAC3)支持第二频段。

需要补充说明的是，本发明利用蓝牙天线收发终端设备与网络设备之间建立连接所需交互的帧(例如，探测请求帧、探测响应帧、认证请求帧、认证响应帧、关联请求帧、关联响应帧)，不利用蓝牙天线收发数据帧，以降低对蓝牙数据传输的影响。也就是说，终端设备与网络设备之间只能通过Wi-Fi天线收发数据帧。

当第一终端设备通过Wi-Fi天线(第一频段)接入(建立连接)时，网络设备判断本地记录的第二频段与MAC地址对应关系中是否包括该第一终端设备的MAC地址，若第二频段与MAC地址对应关系中包括该第一终端设备的MAC地址，则确定该第一终端设备支持第二频段。例如，当前通过第一频段接入的第一终端设备的MAC地址为MAC1，查询表1，表1中包括MAC1，说明当前接入的第一终端设备支持第二频段，具备以更高频率通讯的能力。

步骤202，当满足预设的触发条件时，若当前所有已接入的终端设备均支持第二频段，将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段。

其中，该预设的触发条件包括：当确认第一终端设备支持第二频段时，或者，按照预设的触发周期到达触发时间点时。即在确认支持第二频段的终端设备接入时，判断当前已接入的终端设备是否均支持第二频段，或者，周期性判断当前已接入的终端设备是否均支持第二频段。

在所有已接入的终端设备均支持第二频段的情况下，将Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段，使所有已接入的终端设备以更高的通讯速率传输数据，提高传输效率。

进一步地，在Wi-Fi天线工作在第一频段，蓝牙天线工作在第二频段时，若已接入的第一终端设备离线(例如，网络设备接收到第一终端设备发送的离线请求帧)，则判断剩余已接入的终端设备是否均支持第二频段，若剩余已接入的终端设备均支持第二频段，可将Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段，以及时提升已接入终端设备的通讯效率。

在Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段后，将蓝牙天线从第二频段切换到第一频段。当第二终端设备通过第一频段接入(建立连接)时，判断本地记录的第二频段与MAC地址对应关系中是否包括该第二终端设备的MAC地址。若第二频段与MAC地址对应关系中不包括该第二终端设备的MAC地址，说明当前通过第一频段接入的第二终端设备只支持第一频段，为了使该第二终端设备可以通过Wi-Fi网络进行数据传输，将Wi-Fi天线从第二频段切换到第一频段，使所有终端设备工作在第一频段，返回执行步骤201；若第二频段与MAC地址对应关系中包括该第二终端设备的MAC地址，说明当前通过第一频段接入的第二终端设备支持第二频段，通过第二频段接入即可，无需进行频段切换。

此外，本发明针对第二频段与MAC地址对应关系中的MAC地址，统计未接收到该MAC地址对应终端设备通过第二频段发送的探测请求帧的时长，若统计的时长达到预设的时间阈值，则删除第二频段与MAC地址对应关系中该终端设备的MAC地址，以节约网络设备的存储空间。

从上述描述可以看出，本发明利用工作在不同频段的蓝牙天线和Wi-Fi天线，接收终端设备在不同频段发送的探测请求帧，从而确定终端设备是否支持高频频段，在确认所有接入的终端设备均支持高频频段时，将Wi-Fi天线切换到高频频段工作，以提高终端设备的通讯效率，同时，由于蓝牙天线仅用于收发建立连接过程中的帧，因此，基本不影响蓝牙数据的传输。

现以图3所示Wi-Fi网络为例，详细介绍Wi-Fi频段自适应切换过程。

图3所示机顶盒A1支持双频Wi-Fi(2.4G频段和5G频段)和蓝牙功能，所示两根天线中，一根为Wi-Fi天线，一根为蓝牙天线。当机顶盒启动AP热点功能时，默认Wi-Fi天线工作在2.4G频段，蓝牙天线工作在5G频段。

假设，移动终端S1、S2均支持2.4G和5G频段，当开启Wi-Fi功能时，分别在各自所支持的频段上发送探测请求帧。A1将通过5G频段接收到的探测请求帧中携带的移动终端的MAC地址，记录到表2。

表2

其中，MAC1为S1的MAC地址，MAC2为S2的MAC地址。

当S1通过2.4G频段接入时，基于S1的MAC地址MAC1查询表2，表2中包括MAC1，说明S1支持5G频段。假设当前只有S1接入，则A1确定当前已接入移动终端均支持5G，则将Wi-Fi天线从2.4G频段切换到5G频段，S1通过5G频段与A1进行数据传输，此时，将蓝牙天线切换到2.4G频段。

由于Wi-Fi天线已切换到5G频段，因此，当S2接入时，可直接通过5G频段接入。

假设，此时，开启S3的Wi-Fi功能，S3仅支持2.4G频段。当S3通过蓝牙天线的2.4G频段接入(通过认证阶段、关联阶段建立连接)时，根据认证请求帧或关联请求帧中携带的S3的MAC地址MAC3查询表2，表2中不包括MAC3，因此，A1确定S3仅支持2.4G频段，为了使S3可以通过Wi-Fi网络进行数据传输，A1将Wi-Fi天线从5G频段切换到2.4G频段，蓝牙天线从2.4G频段切换到5G频段。S3可在2.4G频段下通过Wi-Fi网络进行数据传输，同时S1和S2也通过2.4G频段进行数据传输。

当S3关闭Wi-Fi功能时，A1检测S3离线，在确认已接入移动设备S1和S2均支持5G时，将Wi-Fi天线从2.4G频段切换到5G频段，蓝牙天线从5G频段切换到2.4G频段。

与前述Wi-Fi频段自适应切换方法的实施例相对应，本发明还提供了Wi-Fi频段自适应切换装置的实施例。

本发明Wi-Fi频段自适应切换装置的实施例可以应用在网络设备上。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4所示，为本发明Wi-Fi频段自适应切换装置所在设备的一种硬件结构图，除了图4所示的处理器以及非易失性存储器之外，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5，为本发明一个实施例中的Wi-Fi频段自适应切换装置的结构示意图。该Wi-Fi频段自适应切换装置包括频段确定单元501和频段切换单元502，其中：

频段确定单元501，用于当第一终端设备通过第一频段接入时，若所述第二频段与MAC地址对应关系中包括该第一终端设备的MAC地址，确定所述第一终端设备支持第二频段，所述第二频段与MAC地址对应关系用于记录通过所述第二频段接收到的探测请求帧中携带的MAC地址；

频段切换单元502，用于当满足预设的触发条件时，若当前所有已接入的终端设备均支持第二频段，将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段。

进一步地，

所述频段切换单元502，还用于在将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段之后，将所述蓝牙天线从第二频段切换到第一频段；当第二终端设备通过第一频段接入时，若第二频段与MAC地址对应关系中不包括该第二终端设备的MAC地址，将所述Wi-Fi天线从第二频段切换到第一频段。

进一步地，

所述频段切换单元502，还用于在将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段之前，当已接入的第一终端设备离线时，若剩余已接入的终端设备均支持第二频段，将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段。

进一步地，所述装置还包括：

地址删除单元，用于针对所述第二频段与MAC地址对应关系中的MAC地址，统计未接收到该MAC地址对应终端设备通过第二频段发送的探测请求帧的时长；若统计的时长达到预设的时间阈值，删除所述第二频段与MAC地址对应关系中该终端设备的MAC地址。

进一步地，所述触发条件，包括：

当确认第一终端设备支持第二频段时，或者，按照预设的触发周期到达触发时间点时。

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发明方案的目的。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。

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

Claims (10)

1.一种Wi-Fi频段自适应切换方法，应用于网络设备，所述网络设备包括工作在第一频段的Wi-Fi天线和工作在第二频段的蓝牙天线，所述第二频段的频率大于所述第一频段的频率，其特征在于，所述方法包括：

当第一终端设备通过第一频段接入时，若所述第二频段与MAC地址对应关系中包括该第一终端设备的MAC地址，确定所述第一终端设备支持第二频段，所述第二频段与MAC地址对应关系用于记录通过所述第二频段接收到的探测请求帧中携带的MAC地址；

当满足预设的触发条件时，若当前所有已接入的终端设备均支持第二频段，将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段之后，所述方法还包括：

将所述蓝牙天线从第二频段切换到第一频段；

当第二终端设备通过第一频段接入时，若第二频段与MAC地址对应关系中不包括该第二终端设备的MAC地址，将所述Wi-Fi天线从第二频段切换到第一频段。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段之前，还包括：

当已接入的第一终端设备离线时，若剩余已接入的终端设备均支持第二频段，将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

针对所述第二频段与MAC地址对应关系中的MAC地址，统计未接收到该MAC地址对应终端设备通过第二频段发送的探测请求帧的时长；

若统计的时长达到预设的时间阈值，删除所述第二频段与MAC地址对应关系中该终端设备的MAC地址。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发条件，包括：

当确认第一终端设备支持第二频段时，或者，按照预设的触发周期到达触发时间点时。

6.一种Wi-Fi频段自适应切换装置，应用于网络设备，所述网络设备包括工作在第一频段的Wi-Fi天线和工作在第二频段的蓝牙天线，所述第二频段的频率大于所述第一频段的频率，其特征在于，所述装置包括：

频段确定单元，用于当第一终端设备通过第一频段接入时，若所述第二频段与MAC地址对应关系中包括该第一终端设备的MAC地址，确定所述第一终端设备支持第二频段，所述第二频段与MAC地址对应关系用于记录通过所述第二频段接收到的探测请求帧中携带的MAC地址；

频段切换单元，用于当满足预设的触发条件时，若当前所有已接入的终端设备均支持第二频段，将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述频段切换单元，还用于在将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段之后，将所述蓝牙天线从第二频段切换到第一频段；当第二终端设备通过第一频段接入时，若第二频段与MAC地址对应关系中不包括该第二终端设备的MAC地址，将所述Wi-Fi天线从第二频段切换到第一频段。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述频段切换单元，还用于在将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段之前，当已接入的第一终端设备离线时，若剩余已接入的终端设备均支持第二频段，将所述Wi-Fi天线从第一频段切换到第二频段。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

地址删除单元，用于针对所述第二频段与MAC地址对应关系中的MAC地址，统计未接收到该MAC地址对应终端设备通过第二频段发送的探测请求帧的时长；若统计的时长达到预设的时间阈值，删除所述第二频段与MAC地址对应关系中该终端设备的MAC地址。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述触发条件，包括：

当确认第一终端设备支持第二频段时，或者，按照预设的触发周期到达触发时间点时。

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