CN109479198A - 控制无线接入点的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

实施例涉及一种由控制设备(2)执行的用于控制无线接入点(3)的方法，其包括：‑从目标无线接入点(3)接收(S1)管理数据，管理数据表示针对与目标无线接入点(3)相关联的各个无线端点(4)的接收信号强度和重传次数、以及与由目标无线接入点(3)所检测到的相邻无线接入点(3)相关联的ID；‑根据对应的接收信号强度和重传次数，识别(S2)受隐藏节点问题影响的至少一个无线端点(4)；‑根据所检测到的相邻无线接入点(3)的所使用的信道和接收信号强度，识别(S3)至少一个潜在隐藏节点；‑通过将由被识别为受隐藏节点问题影响的无线端点(4)所检测到的无线接入点(3)与所识别的潜在隐藏节点相比较来识别(S4)隐藏节点无线接入点(3)。

Description

控制无线接入点的方法和设备
技术领域
本发明涉及电信领域。具体地，本发明涉及用于控制无线接入点的方法和设备，尤其是考虑到隐藏节点问题。
背景技术
Wi-Fi网络中最常见的问题之一与干扰有关。Wi-Fi接入点(AP)的密集部署导致覆盖重叠，这在相邻AP在相同或相邻的非正交(距离低于5)WLAN信道上工作时，可能对终端用户的性能产生负面影响。
应当清楚地区分两种情况：
(1)暴露节点场景，其中，相邻AP(在相同或相邻信道上工作)感测到彼此并使它们的传输符合CSMA协议。在这种情况下，它们之间没有直接干扰(没有包冲突)。相反，公共资源(频率)被共享，这导致两个网络的可实现吞吐量较低。
(2)隐藏节点场景，其中，相邻AP没有感测到彼此但它们的覆盖区域重叠。在这种情况下，位于重叠区域中的用户将受到来自相邻干扰AP的下行链路传输的影响。这被认为是直接干扰，其明显增加了重传次数。此外，这些用户通常不会遇到高rssi水平，这意味着它们的性能很容易劣化。
隐藏节点场景是最严重的干扰问题之一，因此必须仔细研究。与隐藏节点问题相关的已知技术包括：
-使用从多个AP聚合的MAC分组分析在密集Wi-Fi网络中进行隐藏节点检测。
-区分由于冲突或隐藏节点导致的分组丢失。
-基于MAC层分组报头的检查，检测隐藏节点。
-通过物理载波侦听(PCS)阈值调整所驱动的隐藏节点移除，其导致覆盖范围减小(缩短最大链路长度)和潜在暴露节点问题。
然而，上述技术通过大量假设和简化在模拟水平上进行了测试和验证，因此可能难以实现。此外，尚未找到克服隐藏节点问题的可行方法。
发明内容
因此，本发明的实施例的目的是提出一种用于控制无线接入点的方法和设备，其没有表现出现有技术中的内在缺陷。
因此，这些实施例涉及一种由控制设备执行的用于控制无线接入点的方法，其包括：
-从目标无线接入点接收管理数据，管理数据表示针对与目标无线接入点相关联的各个无线端点的接收信号强度和重传次数、以及针对由目标无线接入点所检测到的各个相邻无线接入点的ID、接收信号强度和所使用的信道；
-根据对应的接收信号强度和重传次数，识别受隐藏节点问题影响的至少一个无线端点；
-根据所检测到的相邻无线接入点的所使用的信道和接收信号强度，识别至少一个潜在隐藏节点；
-通过将由被识别为受隐藏节点问题影响的无线端点所检测到的无线接入点与所识别的潜在隐藏节点相比较来识别隐藏节点无线接入点。
相应地，这些实施例涉及一种用于控制无线接入点的设备，其包括：
-用于从目标无线接入点接收管理数据的装置，管理数据表示针对与目标无线接入点相关联的各个无线端点的接收信号强度和重传次数、以及针对由目标无线接入点所检测到的各个相邻无线接入点的ID、接收信号强度和所使用的信道；
-用于根据对应的接收信号强度和重传次数，识别受隐藏节点问题影响的至少一个无线端点的装置；
-用于根据所检测到的相邻无线接入点的所使用的信道和接收信号强度，识别至少一个潜在隐藏节点的装置；
-用于通过将由被识别为受隐藏节点问题影响的无线端点所检测到的无线接入点与所识别的潜在隐藏节点相比较来识别隐藏节点无线接入点的装置。
在一些实施例中，其中，识别受隐藏节点问题影响的至少一个无线端点包括：确定对应的接收信号强度是否低于第一阈值以及对应的重传次数是否高于第二阈值。
识别至少一个潜在隐藏节点可以包括：对于与目标无线接入点使用同一信道的相邻无线接入点，确定所述相邻无线接入点的接收信号强度是否高于第三阈值。
识别至少一个潜在隐藏节点可以包括：对于与目标无线接入点使用不同信道的相邻无线接入点，确定所述相邻无线接入的接收信号强度点是否高于取决于信道间隔的第四阈值。
该方法可以包括：通过减小功率和/或改变信道来控制所识别的隐藏节点无线接入点。
该方法可以包括：在控制所识别的隐藏节点无线接入点之后，根据对应的接收信号强度和重传次数，检查所识别的无线端点是否仍受隐藏节点问题的影响。
这些实施例还涉及计算机程序，其包括指令，所述指令在由计算机执行时用于执行上述方法。
附图说明
通过结合附图参考在下面对这些实施例的描述，本发明的上述和其它目的及特征将变得更加显而易见，并且将最好地理解发明本身，其中：
图1是电信网络的框图；
图2是用于控制图1的网络中的无线接入点的方法的流程图；
图3是用于执行图2的方法的控制设备的结构视图。
具体实施方式
图1是电信网络1的框图。电信网络1包括(除了其它元件以外)控制设备2、一个或多个无线接入点3，以及一个或多个无线端点4。
无线接入点3和无线端点4被配置为根据无线局域网协议(例如，IEEE802.11标准(Wi-Fi))进行无线通信。当无线端点4位于两个无线接入点3的覆盖区域中，但是无线接入点3无法感测到彼此时，无线端点4可能会受到隐藏节点问题的影响。
在示例中，无线接入点3是用于宽带接入运营商的网络的网关，无线端点4是用户终端。
无线接入点3中的至少一个是托管节点。控制设备2可以例如基于宽带论坛技术建议TR-181从托管节点获得管理数据以及向托管节点发送配置数据。控制设备2例如是运营商的网络内的服务器。
类似地，无线端点4中的至少一个是托管节点。例如，托管的无线端点4执行由网络运营商所安装的应用。该应用收集管理数据(例如，执行WiFi扫描)，并响应于来自控制设备2的请求发送所收集的管理数据。
在电信网络1中，控制设备2可以根据所获得的管理数据，检测隐藏节点问题，并响应于检测到隐藏节点问题而采取校正动作，将参考图2更详细地对此进行描述。
图2是由控制设备2执行的用于控制无线接入点3的方法的流程图。在下文中，由控制设备2所控制的无线接入点3可被称为目标无线接入点或目标AP，其它无线接入点3可被称为相邻无线接入点。
控制设备2从无线接入点3接收管理数据(步骤S1)。管理数据规定了以下中的至少一项：
-针对与目标无线接入点3相关联的各个无线端点4的接收信号强度和重传次数(例如，重传计数器)。这例如通过根据TR-181的“Device.WiFi.AccessPoint.{i}.AssociatedDevice.{i}.SignalStrength”和“Device.WiFi.AccessPoint.{i}.AssociatedDevice.{i}.Retransmissions”来指定。
-针对由目标无线接入点3所检测到的各个相邻无线接入点3的ID(例如，SSID)、接收信号强度(例如，rssi)、所使用的信道。这例如通过TR-181的“Device.WiFi.NeighboringWiFiDiagnostic.Result.{i}”来指定。
然后，控制设备2根据所接收的管理数据，识别受隐藏节点问题影响的无线端点4(步骤S2)。更具体地，例如，可以响应于确定接收信号强度低于预定阈值并且重传计数器高于预定阈值，识别受隐藏节点问题影响的端点4。例如，如果对于无线端点4，rssi低于-55dBm并且重传>TH(其中，TH是可以通过实验而导出的阈值并且可以是rssi的函数)，则无线端点4被识别为受隐藏节点问题的影响。
控制设备2从所识别的无线端点4获得管理数据，该管理数据指定与由所识别的无线端点4所检测到(例如，通过Wi-Fi扫描)的相邻无线接入点3相关联的ID(例如，SSID)。
然后，控制设备2识别由目标AP所检测到的相邻无线接入点3中的潜在隐藏节点(步骤S3)。更具体地，控制设备2根据相邻无线接入点3的所使用的信道和接收信号强度，将所检测到的相邻无线接入点3分类为暴露节点或潜在隐藏节点。例如：
-对于与目标AP在同一信道上工作的相邻AP{j}，如果rssi(j)>CCA阈值，则控制设备2将AP{j}保留在暴露节点列表中，如果rssi(j)<CCA阈值，则控制设备2将AP{j}保留在潜在隐藏节点列表中，其中，CCA阈值是空闲信道评估阈值。
-对于在相邻非正交信道上工作的相邻AP{j}，如果rssi(j)-A(j-i)>ED阈值(其中，“i”是目标AP信道，A(.)是通过表1给出的衰减因子，ED阈值是能量检测阈值)，则控制设备2将相邻AP{j}保留在暴露节点列表中，如果rssi(j)-A(j-i)<ED阈值，则控制设备2将相邻AP{j}保留在潜在隐藏节点列表中。注意，这相当于将rssi与取决于信道间隔的阈值进行比较。
信道间隔 1 2 3 4 5
A(j) 0.55 2.46 6.6 34.97 51.87
表1
在此需要指出，这与隐藏节点的定义不相矛盾。实际上，隐藏节点可以由目标AP感测到但具有低rssi，并且由于它们将不会竞争(rssi低于CCA阈值)，这意味着它们可以同时发送。例如，目标AP可以感测到rssi一直到-95dBm(噪声基底)的相邻接入点，但仅与rssi高于CCA阈值(即，-82dBm)的相邻接入点竞争。因此，rssi在-82dBm与-95dBm之间的所有相邻AP被视为潜在隐藏节点。然而，无线端点4可以感测到该具有较高rssi的隐藏节点——在该端点位于目标AP与隐藏节点之间的情况下。
然后，控制设备2根据在步骤S2所识别的受隐藏节点问题影响的端点4和在步骤S3所识别的潜在隐藏节点，识别隐藏节点(步骤S4)。例如，如果无线接入点3AP{k}在受影响的端点4的相邻AP列表上并且在目标AP的潜在隐藏节点列表上，则AP{k}被识别为隐藏节点。
在所识别的隐藏节点也是托管节点(例如，来自同一运营商的网络的另一个Wi-Fi网关)的情况下，控制设备2可以采取校正动作。相应地，控制设备2从被识别为隐藏节点的相邻无线接入点3获得管理数据(步骤T1)。管理数据规定了针对与相邻无线接入点3相关联的各个无线端点4的接收信号强度。这例如通过根据TR-181的“Device.WiFi.AccessPoint.{i}.AssociatedDevice.{i}.SignalStrength”来指定。
然后，控制设备2将接收信号强度与预定阈值进行比较(步骤T2)。例如，控制设备2确定对于各个无线端点4，rssi是否>-50dBm。
如果所有相关联的设备具有高于阈值的信号强度，则它们具有强覆盖潜力，并且减小相邻无线接入点3处的功率水平将不会影响其可实现的吞吐量。如果是这样，则控制设备2减小相邻AP的功率水平(步骤T3)，例如，从100％减小到50％，以使得受影响的用户不再处于相邻网络的覆盖区域中或者几乎不能感测到相邻网络。
相反，如果一个(或多个)用户具有低于-50dBm的信号强度，则控制设备2控制相邻无线接入点3以选择正交信道(步骤T4)。
在校正操作之后，控制设备2检查被识别为受隐藏节点问题影响的无线端点4是否仍受到影响。
相应地，控制设备2获得(Wi-Fi扫描)在无线端点4处的相邻网络(即，隐藏节点)的rssi水平，以及无线端点4的重传计数器(步骤U1)。
然后，如果受影响的设备几乎不能或不再感测到相邻网络，并且重传计数器相当低，则控制设备2确定受影响的设备不再受影响(步骤U2)。
步骤S1-S4、T1-T4、U1和U2已经被描述为连续的步骤，但是它们可以采用另一个顺序、并行地，在时间上迭代地等来执行。无线接入点3例如可以连续地或并行地被视为目标AP(步骤S1-S4)和另一个目标AP的相邻AP(步骤T1-T4)。
在电信网络1中，可以根据从网络单元获得的管理数据来有效地识别受隐藏节点问题影响的无线端点4和对应的隐藏节点。此外，校正动作可以消除隐藏节点问题。
图3是控制设备2的结构视图，其包括处理器5和存储器6。存储器6存储有计算机程序P，计算机程序P在由处理器5执行时使得控制设备2执行上面参考图2所描述的方法。
需要注意，附图中所示的各种元件的功能可以通过使用专用硬件以及能够与适当的软件相关联地执行软件的硬件来提供。当由处理器提供时，这些功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器来提供，其中一些处理器可以共享，例如在云计算架构中。此外，术语“处理器”的明确使用不应被解释为专指能够执行软件的硬件，还可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储器。还可以包括其它常规和/或定制硬件。它们的功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互，或者甚至人工地执行，特定技术可由实施者根据从上下文中更具体的理解来进行选择。
本领域的技术人员应当进一步理解，在本文中任何框图表示体现本发明的原理的说明性电路的概念视图。类似地，应当理解，任何流程图表示可以基本上在计算机可读介质中表示并由计算机或处理器执行的各种过程，无论是否明确地示出了这样的计算机或处理器。
方法的实施例可以通过专用硬件和/或软件或两者的任何组合来执行。
虽然在上面结合具体实施例描述了本发明的原理，但应当清楚地理解，该描述仅仅通过示例的方式给出而不是对如所附权利要求中限定的本发明的范围的限制。

Claims (8)

1.一种由控制设备(2)执行的用于控制无线接入点(3)的方法，包括：
-从目标无线接入点(3)接收(S1)管理数据，所述管理数据表示针对与所述目标无线接入点(3)相关联的各个无线端点(4)的接收信号强度和重传次数、以及针对由所述目标无线接入点(3)所检测到的各个相邻无线接入点(3)的ID、接收信号强度和所使用的信道；
-根据对应的接收信号强度和重传次数，识别(S2)受隐藏节点问题影响的至少一个无线端点(4)；
-根据所检测到的相邻无线接入点(3)的所使用的信道和接收信号强度，识别(S3)至少一个潜在隐藏节点；
-通过将由被识别为受隐藏节点问题影响的无线端点(4)所检测到的无线接入点(3)与所识别的潜在隐藏节点相比较来识别(S4)隐藏节点无线接入点(3)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，识别(S2)受隐藏节点问题影响的至少一个无线端点(4)包括：确定对应的接收信号强度是否低于第一阈值以及对应的重传次数是否高于第二阈值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，识别至少一个潜在隐藏节点包括：对于与所述目标无线接入点使用同一信道的相邻无线接入点，确定所述相邻无线接入点的接收信号强度是否高于第三阈值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，识别至少一个潜在隐藏节点包括：对于与所述目标无线接入点使用不同信道的相邻无线接入点，确定所述相邻无线接入的接收信号强度是否高于取决于信道间隔的第四阈值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，包括：通过减小功率(T3)和/或改变信道(T4)来控制所识别的隐藏节点无线接入点。
6.根据权利要求5所述的方法，包括：在控制所识别的隐藏节点无线接入点之后，根据对应的接收信号强度和重传次数，检查(U1、U2)所识别的无线端点(4)是否仍受隐藏节点问题的影响。
7.一种计算机程序(P)，包括指令，所述指令在由计算机执行时用于执行根据权利要求1至6之一所述的方法。
8.一种用于控制无线接入点(3)的控制设备(7)，包括：
-用于从目标无线接入点(3)接收(S1)管理数据的装置(5、6、P)，所述管理数据表示针对与所述目标无线接入点(3)相关联的各个无线端点(4)的接收信号强度和重传次数、以及针对由所述目标无线接入点(3)所检测到的各个相邻无线接入点(3)的ID、接收信号强度和所使用的信道；
-用于根据对应的接收信号强度和重传次数，识别(S2)受隐藏节点问题影响的至少一个无线端点(4)的装置(5、6、P)；
-用于根据所检测到的相邻无线接入点(3)的所使用的信道和接收信号强度，识别(S3)至少一个潜在隐藏节点的装置(5、6、P)；
-用于通过将由被识别为受隐藏节点问题影响的无线端点(4)所检测到的无线接入点(3)与所识别的潜在隐藏节点相比较来识别(S4)隐藏节点无线接入点(3)的装置(5、6、P)。
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