CN109863820B - 用于可扩展无线电网络切片的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种方法和节点。根据一个方面，方法包括接收来自多个接入点AP的扫描报告，以及将无线通信网络分割成接收扫描报告所针对的AP集群，基于邻居关系将AP分割成集群，对可以在一个集群中的AP的数量存在第一限制。在一些实施例中，节点是管理器节点，例如自组织网络(SON)管理器节点。

Description

用于可扩展无线电网络切片的系统和方法

技术领域

本公开涉及无线通信，尤其涉及可扩展无线电网络切片。

背景技术

无线局域网(WLAN)基于IEEE 802.11标准向网络用户提供短程(本地)无线接入。IEEE 802.11标准为WLAN客户端定义了两种网络接入模式，即ad hoc和基础设施模式。在adhoc模式中，无线站以对等方式彼此连接，在基础设施模式中，通过使用无线接入点(AP)来提供无线连接。基础设施模式是用于向无线用户(非AP站)提供互联网接入的更适当的模式。在此模式下，AP负责向用户分发互联网接入。互联网提供商部署的大多数WLAN网络都工作在基础设施模式下。在本公开的一些实施例中，假设WLAN工作在基础设施模式下。

WLAN由一组基本服务集(BSS)组成，其被定义为具有其关联客户端(用户)的一个AP。通过BSSID(BSS标识符)知道每个BSS，BSS标识符是BSS中AP的MAC地址。扩展服务集(ESS)是一组连接的BSS。ESS中的AP通过公共分发系统连接。每个ESS具有一个名为SSID(服务集标识符)的ID。WLAN互联网提供商通过在期望的覆盖区域上部署ESS(BSS)来部署其网络。例如，购物中心中的所有AP(BSS)以相同SSID构建购物中心的ESS。服务提供商通过部署的ESS向其客户端提供互联网接入。

如上所述，WLAN基于IEEE 802.11标准操作，因此它们被称为802.11WLAN。IEEE802.11标准定义了WLAN站(AP和用户)的PHY(物理)和MAC(媒体访问控制)规范。通过改变AP中以及无线设备用户中的PHY和MAC层参数和功能来控制从AP到客户端的接入性能。在一个BSS中，AP负责控制和优化PHY和MAC层参数。AP可以基于来自BSS的本地信息来进行此操作。MAC和PHY层参数和功能的示例包括操作信道、传输功率、速率适配、信标速率和功率等，而MAC和PHY性能优化可以由每个BSS中的每个AP进行分发或在本地进行。

另一策略是在所有BSS上全局和集中地执行网络优化。后一种方法提供了用于优化WLAN网络的集中式网络管理框架。注意，集中式解决方案应该导致更好的网络范围性能优化，而不是一种不信任的方法。这是因为集中式解决方案将考虑BSS的相关性和影响以用于网络优化。因此，集中化将导致更好的网络资源分配。

为了说明该问题，考虑例如WLAN网络中的信道分配问题。在本地信道选择方案中，每个AP基于每个信道上的RSSI(接收信号强度标识符)来选择工作信道。例如，AP选择具有最小RSSI的信道。在该本地信道选择方案中，AP没有其他AP观察到的RSSI，并且AP仅基于其本地信息进行动作。由AP选择的信道可能改善其BSS性能，但是信道选择也可能使相邻BSS的性能恶化。

相邻BSS中的信道改变也可以影响参考BSS的性能。该行为可能不在RF邻域中导致对BSS的全局最优信道分配。本地信道分配也可能导致在循环中捕获信道改变。更好的方法是采集所有BSS上的所有想要的信息，然后在中心节点中选择网络的最佳信道规划。集中式信道选择将考虑所有BSS相互之间的影响。在WLAN网络中，共信道BSS的传输通过冲突或通过向接收的信号添加干扰而相互影响。此外，共信道AP应该公平地共享信道时间。考虑到所有这些影响，可以得出结论，中心信道选择可以为网络提供更好和更健壮的信道规划。

最近，Wi-Fi互联网提供商已经表现出他们对开发用于控制和优化其WLAN网络的自组织网络(SON)管理器的兴趣。SON管理器负责优化WLAN中BSS的PHY和MAC层参数和网络设置。Wi-Fi管理器节点的主要目标是在各种业务条件下、在存在大量且动态改变的AP的情况下，提供有效且供应商不可知的Wi-Fi无线电资源管理服务。供应商不可知的Wi-Fi SON管理器被配置为通过从网络读取一些输入参数并将输出参数(Wi-Fi RRM配置设置)写入网络中的AP来运行多个Wi-Fi RRM算法。这些算法的输入和输出应该在WLAN网络中的所有AP中被支持和可用。Wi-Fi RRM配置设置包括PHY层参数，例如功率、信道、信道带宽、MIMO和MU-MIMO配置、数据速率等，其还包括MAC层参数，例如CSMA/CA设置、空闲信道评估阈值、吞吐量、负载均衡、业务调度、QoS参数、安全参数、关联和解除关联参数等。SON管理器节点不仅提供RRM服务，还可以用于性能监视和管理的目的。

发明内容

一些实施例有利地提供了用于节点的方法和装置。根据一个方面，方法包括：接收来自多个接入点的扫描报告，以及将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的区段。

根据另一方面，方法包括接收来自多个接入点AP的扫描报告，以及将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的集群，基于邻居关系将AP分割成集群，对可以在一个集群中的AP的数量存在第一限制。

根据该方面，在一些实施例中，方法还包括将集群分段为区段，连接区段中的AP，对可以在一个区段中的AP的数量存在第二限制。在一些实施例中，执行分段以实现不同区段中的AP的连接的最小化。在一些实施例中，方法还包括基于以下因素将新AP添加到集群：集群是否具有作为新AP的邻居的AP，以及如果添加新AP是否将超过第一限制。在一些实施例中，方法还包括当一个集群具有低于最小阈值的AP的数量时合并两个集群。在一些实施例中，当且仅当合并两个集群不会导致集群具有的AP的数量超过第一限制时，才发生合并。在一些实施例中，方法包括如果节点在指定的时间段内没有接收到来自AP的扫描报告，则删除该AP。在一些实施例中，节点是自组织网络(SON)管理器节点。

根据另一方面，提供了一种节点中的切片器。切片器包括处理电路，处理电路包括存储器和处理器。存储器被配置为存储按照集群和区段中的成员资格组织的AP列表。处理器被配置为接收来自多个接入点AP的扫描报告，并且将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的集群，基于邻居关系将AP分组为集群，对可以在一个集群中的AP的数量存在第一限制。

根据该方面，在一些实施例中，处理器还被配置为将集群分段为区段，连接区段中的AP，对可以在一个区段中的AP的数量存在第二限制。在一些实施例中，执行分段以实现不同区段中的AP的连接的最小化。在一些实施例中，处理器还被配置为基于如下因素将新AP添加到集群：集群是否具有作为新AP的邻居的AP，以及如果添加新AP是否将超过第一限制。在一些实施例中，处理器还被配置为当一个集群具有的AP的数量低于最小阈值时合并两个集群。在一些实施例中，当且仅当合并两个集群不会导致集群具有的AP的数量超过第一限制时，才发生合并。在一些实施例中，处理器还被配置为如果节点在指定的时间段内没有接收到来自AP的扫描报告，则删除该AP。在一些实施例中，节点是自组织网络(SON)管理器节点。

根据又一方面，提供了一种管理器节点中的切片器。切片器包括：扫描报告接收器模块，被配置为接收来自多个接入点AP的扫描报告；以及聚集模块，被配置为将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的集群，基于邻居关系将AP分组为集群，对可以在一个集群中的AP的数量存在第一限制。

根据另一方面，提供了一种节点中的切片器。切片器包括处理电路，处理电路包括存储器和处理器。存储器被配置为存储接入点AP的列表。处理器被配置为接收来自多个AP的扫描报告，并且将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的区段。

根据又一方面，提供了一种节点中的切片器。切片器包括：被配置为接收来自多个接入点AP的扫描报告的扫描报告接收器模块，以及被配置为将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的区段的模块。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，将更容易理解对本实施例以及其所伴随的优点和特征的更完整的理解，在附图中：

图1是SON管理器节点的框图；

图2是根据本文中阐述的原理构造的切片器执行的用于聚集的示例性过程的流程图；

图3是由切片器执行的用于分段的示例性过程的流程图；

图4是根据本文中阐述的原理构造的切片器的框图；

图5是实现为由处理器执行的软件模块的切片器的备选实施例的框图；

图6是用于操作切片器的示例性过程的流程图；以及

图7是用于操作切片器的另一示例性过程的流程图。

具体实施方式

在详细描述示例性实施例之前，应注意，实施例主要在于与可扩展无线电网络切片有关的装置组件和处理步骤的组合。因此，在附图中通过常规符号适当地表示了组件，仅示出了与理解实施例相关的那些特定细节，以便不会使具有本文描述的益处的本公开与对于本领域普通技术人员而言显而易见的细节相混淆。

本文中所使用的关系术语(如“第一”和“第二”，“顶”和“底”等)可以仅用于将一个实体或元素与另一实体或元素进行区分，而不一定要求或暗示这些实体或元素之间的任何物理或逻辑关系或顺序。

为了拥有用于网络管理的可扩展的Wi-Fi解决方案，在图1中呈现了Wi-Fi架构。注意，本文中所描述的功能和过程预计可以分布在若干物理节点和/或设备上。还要注意，尽管参考WiFi或WLAN和自组织网络(SON)描述了一些实施例，但是本文中所公开的方法和装置预计被应用于其他网络。因此，在一些实施例中，切片器4可以在包括甚至一个或多个AP15的SON管理器节点或其他节点中实现。

图1示出了Wi-Fi SON管理器节点2及其组件。切片器4负责将网络聚集和分段为更小的集群和区段。每个区段可以包含有限数量的受控BSS。然后，RRM优化器8优化每个网络区段的RRM配置设置(例如，tx功率或工作信道)。进行分段使得不同的区段对彼此的RF影响最小。切片器4是Wi-Fi解决方案的组件，其提供高达数千万AP级别的可扩展性。切片器4功能是将受控Wi-Fi网络切片为可由RRM优化器管理的多个区段。数据采集器12负责针对每个区段和每个RRM时隙采集和平滑来自网络的网络统计、业务和网络负载数据，以及采集来自每个AP的RF调查数据。注意，切片器4的功能不需要在SON管理器节点2中实现。相反，切片器功能可以在其他节点中实现。

RRM优化器8由一组RRM算法组成，其目标是针对不同的RRM配置参数执行RRM优化。虽然RRM优化器8不限于所调用的优化算法的类型，但是使用RRM优化器8中的主动算法将提供更可扩展的Wi-Fi解决方案。RRM调度器6负责调度由RRM优化器8执行的RRM优化。RRM调度器6可以通过避免执行不必要的RRM优化(其施加处理开销)并且还通过限制每个AP的改变的数量来控制整个RRM解决方案的效率。一个AP上的RRM改变太频繁是不利的，因为这可能导致停机以及无线设备用户服务中断。

Wi-Fi架构包括两个接口：

·网络数据或其他大数据接口16：管理器2从运行RRM优化算法所需的网络(AP)采集网络数据。这包括但不限于来自AP的RF扫描报告、业务负载统计、信道利用率统计、AP静态配置参数等。本文中所使用的“大数据”指代可以被计算分析以揭示模式、趋势和关联的大数据集。这样，大数据接口16指代用于采集超过预定大小阈值的大数据集的接口，其中阈值不是固定的并且取决于特定的实现方式和设计需求。

·批量配置接口14：在运行优化算法之后，需要将最优RRM配置参数发送给AP 15，使得AP 15可以更新它们的参数。管理器2使用该接口发送批量RRM配置参数。

该解决方案依赖于将整个网络切片为称为网络区段的较小块。网络切片器4的目的是基于由SON管理器节点2采集的RF扫描数据来执行网络聚集和分段。RF扫描数据是由AP15创建的RF扫描报告，其中，通过使用主动或被动信道扫描，AP 15识别所有信道上的相邻AP。切片器4使用这些扫描报告并创建有限大小的网络区段。形成这些区段使得它们对彼此的RF影响(干扰)最小。区段大小都小于最大阈值，该最大阈值标记了可以及时(即，在下一个RRM调度时间之前准备好RRM结果)执行RRM优化算法的AP 15的最大数量。切片器4的输出保持对AP区段和集群进行更新，使得RRM优化可以分别且单独地在每个区段上运行。

现有Wi-Fi RRM解决方案的一个问题是缺乏可扩展性。

·在大型网络中，太多RRM配置改变可能不可行，因为这样会对网络施加巨大的信令和控制负载。

·它们可能会对运行RRM优化框架的SON管理器节点2施加巨大的处理和存储器开销。

·它们可能引起RRM信令和控制消息的延迟。因此，在从SON管理器节点2向AP 15发送控制消息之后，网络情况可能再次改变，并且新的网络改变将是无效的。换句话说，RRM优化器可能无法跟踪网络的动态。

·大多数当前的反应性解决方案都不是供应商不可知的。

·此类解决方案中的优化决策可能会破坏客户方法。

使用网络切片功能提供图1中的解决方案的可扩展性。如上所述，切片器4的目的是将整个网络切片为较小的密集和独立的区段。这应该利用可从SON管理器节点2处的网络获得的有限信息来完成，这些有限信息是来自AP 15的网络RF扫描报告。此外，在SON管理器节点2的现场操作期间更新分段和跟踪区段是可扩展SON管理器节点2支持数千万个AP之前尚未解决的挑战。

实施例提供了一种网络切片器4，其可以仅基于来自Wi-Fi AP的RF扫描报告来操作。对于使用不同无线技术操作的任何无线网络，可以扩展相同的解决方案。RF扫描数据是由AP创建的RF扫描报告，其中，通过使用主动或被动信道扫描，AP识别所有信道上的相邻AP。切片器4使用这些扫描报告并创建有限大小的网络区段。形成这些区段使得它们对彼此的RF影响(干扰)最小。区段大小都小于最大阈值，该最大阈值标记了可以及时(即，在下一个RRM调度时间之前准备好RRM结果)运行RRM优化算法的AP的最大数量。由切片器4执行的算法保持对AP区段和集群进行更新，使得RRM优化可以分别且单独地运行在每个区段上。

对传统方法的一个挑战是缺乏关于AP的放置的信息，包括纬度和经度、地址等。SON管理器节点2中通常可用的唯一信息是来自AP的RF扫描报告，其包含相邻AP的RSSI级别。来自每个AP的扫描报告包含具有相关RSSI值以及工作信道的邻居AP的列表。

另一个挑战是切片器4应该是简单的，使得切片器4可以支持数千万个AP的切片。此外，切片器4应该在不中断优化器的操作的情况下并在SON管理器节点2的现场操作中更新区段。

实施例包括切片器4，在一个实施例中，切片器4执行包括加法功能、删除功能、聚集功能和分段功能的四种算法。聚集的概念是实现快速和可扩展切片功能的关键因素。在以下部分中给出每个功能的细节。

由本文中所描述的切片器4的实施例实现的预测RRM解决方案具有以下优点：

·仅基于从网络的AP采集的RF扫描数据来操作。

·可以轻松部署在云服务器中。

·它是水平可扩展的(数千万个AP)。

·低信令和控制开销。

·模块化和可扩展架构。

·灵活用于不同的网络场所和业务条件。

·它用于大型网络性能监视/优化，包括：

ο提供网络的小规模视图

ο工作信道

ο容量分析

ο提供服务质量(QoS)

ο信道时间利用率和繁忙程度(busy-ness)

ο需求和业务分析

本文中所描述的网络切片器4是Wi-Fi SON解决方案的组件，其提供高达数千万AP级别的可扩展性。切片器4将受控Wi-Fi网络切片为可由RRM优化器8管理的多个区段。

该算法被设计为维持与RRM目标的区段相关性。在这方面，基于RRM优化和RRM优化器的能力，确定最大区段大小。该值是可以由RRM优化线程处理的区段的最大大小。这是可以使用配置文件或命令行接口(CLI)进行配置的输入参数。

在一些实施例中，切片器4仅依赖于来自AP的背景信道扫描(BCS)报告。BCS报告包含AP的邻居列表和与每个邻居相关联的RSSI值以及邻居的工作信道。AP可以通过被动扫描所有可能的信道并监听来自其他相邻AP的信标帧来获得该信息。另一种可能性是通过发送探测帧来主动扫描信道。

在一些实施例中，切片器4不需要任何启动或预热阶段，即，SON管理器一开启，切片器4就在到达时开始对网络进行切片，并处理来自AP的背景信道扫描(BCS)报告。

术语邻居、集群和区段定义如下：

·邻居：如果两个AP中的任何一个AP在其邻居列表中看到另一个AP，则它们是彼此的邻居。这是切片器功能的正确操作所期望的，包括下面给出的添加、删除、聚集和分段算法。

·集群：集群定义为RF不相交的网络分割。聚集算法将整个网络切片为RF不相交的分区，例如城市、邻区和社区。一个集群中没有AP可以看到另一个集群中的AP，并且一个集群中的任何AP都是相同集群中至少一个AP的邻居。

·区段：通过将集群分割为大小小于MAX_SEG_SIZE的区段来创建区段。一个区段中的AP的属性是区段大小不违反MAX_SEG_SIZE时，它们是紧密连接的节点。一个区段中的节点可以连接到其他相邻区段中的节点。然而，可以寻求并实现一个集群中两个区段的连接性和接近度的最小化。分段算法(下面给出)将集群分割为一个或多个区段。

根据一些实施例，本文中所提供的解决方案包括以下项：

·AP添加功能

·AP删除功能

·聚集算法

·分割算法

从SON管理器节点2开始运行的时间开始，可能发生两个可以改变网络拓扑的事件。

·将新的受控AP 15添加到网络中。示例：

ο当SON管理器节点2接通时，SON管理器节点2开始接收来自网络中的每个受控AP的BSC数据。

ο运营商可能会在其网络中添加新的AP 15以增加覆盖范围或用新的AP替换旧的AP。

·从网络中移除AP 15。示例：

ο运营商可能会移除一些AP 15或用新AP 15替换它们。

οAP故障

在每次添加或移除AP之后运行网络范围的切片算法可能是计算非常密集的。因此，在一些实施例中，采用单独的添加和删除功能，其负责在网络的现场操作中添加AP 15和从区段移除AP 15。设计AP添加和删除功能，使得在不违反RRM优化器8的操作的情况下添加新AP 15以及无缝地删除和移除旧AP 15。

添加功能如下工作。在处理BCS报告时，检查BCS报告是来自新AP还是旧AP。如果BCS报告来自旧AP，则更新AP邻居列表及其工作信道。如果AP被确定为新AP，则确定该AP的集群ID和区段ID。在一个实施例中，以下规则可以用于将AP添加到集群/区段：

·如果区段大小严格小于MAX_SEG_SIZE，则将AP添加到包含其大多数邻居的区段中。所选择的区段将是该新AP的目的地。关系是任意破坏的。

如果AP在任何区段中没有邻居或根本不存在区段，则创建新集群并将AP添加到该集群。此外，创建具有唯一ID的新区段，并将新AP添加到该区段。如果区段大小已经达到MAX_SEG_SIZE，则创建一个新区段，并将AP添加到该新区段中。在这种情况下，为了向新AP分配集群ID，可以为该具有邻居的AP分配其中一个分段的相同集群ID。

将新AP添加到区段之后，应该更新集群。原因是通过添加一个新AP，两个集群可能会连接，因此它们应该合并。对于合并，应该检查新AP的所有邻居以确定新AP是否在其他集群中具有邻居。所有邻居都被分组到单个集群中，该合并集群具有唯一ID。

在所有上述步骤之后，设置新AP的重新分段标志。注意，添加功能不一定是将AP最优地添加到区段和集群中。因此，添加功能可以遵循快速但次优的添加策略。在添加AP之后，设置AP的标志，然后当达到重新分段触发时间(在以小时为单位的切片器配置中配置的触发时间)时，对该AP所属的集群执行重新分段算法。

如果SON管理器节点2在指定的时间段内没有接收到来自AP的BCS报告数据，则删除算法移除AP。在从区段中移除AP时，可以从区段中移除AP的记录。如果移除的AP是该区段或集群中的最后一个AP，则也可以删除集群ID和区段ID。移除AP可能导致将移除的AP所属的集群拆分为两个集群。因此，在移除任何AP之后，设置其集群的重新聚集/重新分段标志。注意，如果集群被标志了重新聚集，并且稍后该集群与另一个集群合并，则也会为新创建的集群设置重新聚集标志。

当达到重新聚集触发时间时，执行重新聚集和重新分段算法。首先在设置了重新聚集标志的集群上执行重新聚集算法。重新聚集触发时间是切片器4的可配置参数。在一个实施例中，聚集/重新聚集算法如图2的流程图所示。最初不存在集群。第一个节点创建第一个集群。对于接下来的AP，算法顺序地遍历AP，如果AP在创建的集群中有任何邻居，则将AP添加到集群。此外，算法检查通过将AP添加到集群中是否可以将任何集群合并。这是通过检查AP是否在多个集群中具有邻居来完成的。最后，当处理了所有AP时，如果集群形成确实发生了改变(可能拆分成多个集群)，则之后调用分段算法。如果集群保持不变，则无需重新分段。

采用分段/重新分段算法将集群的AP分割成区段。对其中存在至少一个具有分段标志设置的AP的集群调用分段算法。如上所述，针对新的AP到达设置了分段标志。在一个实现方式中，分段算法由三个阶段组成：

·K-means分段

·区段拆分

·区段合并

K-means分段将集群分段为多个大小小于MAX_SEG_SIZE的区段。下面讨论K-means分段的细节。

在该步骤之后，可能存在一些节点未完全连接为联合区段的区段。换句话说，区段具有两个或更多个不相交的子区段。更具体地，在一些情况下，在一个子区段中没有AP出现在其他子区段中的AP的邻居列表中。因此，在k-means分段之后，对从k-means算法导出的所有区段执行聚集功能，以将它们拆分成不相交的区段。为此，可以使用先前为聚集而引入的相同算法和相同功能。

在前两个步骤之后，可以形成一些小区段，对于这些小区段，不希望运行单独的RRM优化。因此，调用称为区段合并的功能，其负责将小区段合并为较大的区段。该功能通过将小区段附接到最接近该小区段的相邻区段来实现，使得不超过MAX_SEG_SIZE限制。

合并继续，直到所有区段大小都高于MIN_SEG_SIZE。注意，区段合并是分段算法的最后阶段，其仅在调用重新分段算法时发生，即，在聚集之后(如果需要重新分割)或者在触发了针对集群的重新分段时。在该阶段，算法包括计算每个小区段与从分段算法的前一阶段(即，区段拆分)导出的所有小区段的接近度。

在重新分段算法中，使用“k-means”算法来对集群进行分段。k-means算法的参数如下：

·集群的邻居图：该算法针对每个AP学习集群中的哪些AP 15是该AP的邻居。对于每个节点，关联一个向量，该向量基于其邻居列表创建。假设集群中有n个节点，针对每个节点创建大小为n的行向量。该向量称为邻居关系向量。

·期望的区段数：期望区段的数量被设置为集群大小与MAX_SEG_SIZE之比的上限。

·集群中节点之间距离的度量：任意两个节点的距离定义为一减去邻居关系向量之间的夹角的余弦，即，具有许多共同邻居的两个节点的距离将小于具有较少共同邻居的两个节点的距离。

注意，在一轮分段处理之后，可能仍然存在一些大小大于MAX_SEG_SIZE的区段。重复上述过程，直到所有区段中的最大区段大小小于MAX_SEG_SIZE。k-means分段算法呈现在图3中。

如以上所解释的，由于k-means算法将集群分段为固定数量的区段，所以一些最终区段(尤其是具有最大平均节点到质心距离的区段)可能不会形成为单个统一的区段，即，集群可以由一些不相交的子区段组成。在一个实施例中，对于区段拆分，执行图2中所呈现的聚集算法，但仅针对由k-means分段算法所生成的区段。注意，与用于聚集算法的区段拆分的相同功能和相同代码可以用于k-means分段算法。区段拆分的结果会是许多不相交的区段，其大小小于MAX_SEG_SIZE。但是，在该处理中，可能会创建一个小区段。如果相邻区段有足够的空间来接受这些小区段并创建更大的区段，则可以将这些小区段附接到相邻区段。

如上所述，区段合并的一方面允许将小区段与其相邻区段合并以创建更大的区段。该算法找到最小的区段大小并检查最小的区段是否可以附接到相邻区段。为此，在找到最小区段之后，合并算法计算最小区段与集群中每个区段的接近度。在一个实施例中，接近度定义如下：

两个区段的接近度＝两个区段之间的连接数

为了计算两个区段A和B的接近度，要添加的区段A节点在区段B中的邻居的数量，即，针对区段A的每个节点，添加它们在区段B中具有的邻居的数量。

图4是根据本文中所描述的一些实施例构造的切片器4的框图。切片器4具有处理电路22。在一些实施例中，处理电路22可以包括存储器24和处理器26，存储器24包含指令，当由处理器26执行指令时，配置处理器26执行本文中所描述的一个或多个功能。除了传统的处理器和存储器之外，处理电路22可以包括用于处理和/或控制的集成电路，例如一个或多个处理器和/或处理器内核和/或FPGA(现场可编程门阵列)和/或ASIC(专用集成电路)。

处理电路22可以包括和/或连接到和/或被配置为访问(例如，写入和/或读取)存储器24，存储器24可以包括任何类型的易失性和/或非易失性存储器，例如高速缓存和/或缓冲存储器和/或RAM(随机存取存储器)和/或ROM(只读存储器)和/或光存储器和/或EPROM(可擦除可编程只读存储器)。这种存储器24可以被配置为存储可由控制电路执行的代码和/或其它数据，例如与通信有关的数据，例如节点的配置和/或地址数据等。处理电路22可以被配置为控制本文中所描述的任何方法和/或使这些方法例如由处理器26执行。对应的指令可以存储在存储器24中，存储器24可以是可读的和/或可读地连接到处理电路22。换句话说，处理电路22可以包括控制器，该控制器可以包括微处理器和/或微控制器和/或FPGA(现场可编程门阵列)器件和/或ASIC(专用集成电路)器件。可以认为处理电路22包括或可以连接或可连接到存储器，存储器可以被配置为可由控制器和/或处理电路22访问以供读取和/或写入。

存储器24被配置为存储按照集群和区段中的成员资格组织的AP列表。在一些实施例中，处理器26执行本文中所描述的切片器4的功能。处理器26被配置为经由扫描报告接收器30接收来自多个接入点AP的扫描报告。处理器26还被配置为经由聚集单元32将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的集群，基于邻居关系将AP分组成集群，对可以在一个集群中的AP的数量存在第一限制。在一些实施例中，处理器26还被配置为经由分段单元34将集群分段为区段，连接区段中的AP，对可以在一个区段中的AP的数量存在第二限制。处理器26还可以被配置为经由AP添加功能36，基于如下因素将新AP添加到集群：集群是否具有作为新AP的邻居的AP，以及如果添加新AP是否将超过第一限制。处理器还可以被配置为如果SON管理器节点2在指定的时间段内没有从删除的AP接收到扫描报告，则经由AP删除功能38来删除AP。在一些实施例中，处理器26还可以被配置为当一个集群具有低于最小阈值的AP数量时，经由合并单元40将两个集群合并，如果合并两个集群将不会导致集群具有超过第一限制的AP数量的话。

在另一实施例中，存储器24被配置为存储接入点AP的列表。处理器26被配置为接收来自多个AP的扫描报告，并且将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的区段。

图5是实现为由处理器执行的软件模块的切片器4的备选实施例的框图。切片器4包括存储器模块24，存储器模块24被配置为存储AP列表28。软件模块包括扫描报告接收器模块31，扫描报告接收器模块31被配置为使处理器接收来自多个AP的扫描报告。聚集模块33被配置为使处理器将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的集群。分段模块35被配置为使处理器将集群分段成区段。AP添加模块37被配置为使处理器将新AP添加到集群。AP删除模块39被配置为使处理器从集群中删除AP。合并模块41被配置为引起两个或更多个集群的合并。

在另一实施例中，切片器4包括扫描报告接收器模块31和模块35，扫描报告接收器模块31被配置为接收来自多个接入点AP的扫描报告，模块35被配置为将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的区段。

图6是由切片器4执行的示例性过程的流程图。该过程包括接收来自多个接入点AP的扫描报告(框S100)。该过程还包括将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的集群，基于邻居关系将AP分割为集群，对可以在一个集群中的AP的数量存在第一限制(框S102)。

图7是由切片器4执行的另一示例性过程的流程图。该过程包括接收来自多个接入点AP的扫描报告(框S104)。该过程还包括将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的区段。

根据本公开的一些实施例。给出了一种基于来自无线实体的RF扫描报告进行操作的网络切片解决方案。所公开的布置可以在没有地理坐标(即AP的纬度和经度)的情况下操作，并且提供密集且同时最大程度独立(即，对彼此的RF影响最小)的网络区段。网络切片的应用不限于本文中提供的Wi-Fi SON解决方案。如本文中所描述的网络切片对于网络性能监视也是有用的，因为网络切片可以通过区段来提供更精细的网络视图。此外，网络切片有助于在网络上提供服务质量(QoS)。该解决方案不仅仅限于Wi-Fi网络，可以应用于任何无线技术。

本公开的一些实施例是可扩展的。切片器4可以在不违反其他SON管理器节点的操作的情况下操作，并且在SON管理器节点2的现场操作期间保持对网络的集群和区段的跟踪。切片器4通过如下方式来实现：使用用于添加和从区段中删除节点的快速算法，然后仅在重新分段和重新聚集触发时间处，在受影响的网络集群上运行重新分段和重新聚集算法。注意，本文中所描述的功能和过程预计可以分布在若干物理节点和/或设备上，并且不限于在单个设备中实现。例如，切片器4不需要在单个物理SON管理器节点2中实现。

缩略语 解释

·AP 接入点

·CSMA/CA 载波侦听多址接入/冲突避免

·DL 下行链路

·MAC 媒体访问控制

·PHY 物理层

·STA IEEE 802.11站

·UL 上行链路

·WLAN 无线局域网

·RRM 无线电资源管理

·SON 自组织网络

·ACC AP信道容量

·KPI 关键性能指标

·Tx 发送

·Rx 接收

·BSS 基本服务集

·RF 射频

·RSSI 接收的信号强度标识符

一些实施例包括：

实施例0.一种在节点中使用的网络切片方法，该方法包括：

接收来自多个接入点AP的扫描报告；以及

将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的区段。

实施例1.一种在节点中使用的网络切片方法，该方法包括：

接收来自多个接入点AP的扫描报告；以及

将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的集群，基于邻居关系将AP分割为集群，对可以在一个集群中的AP的数量存在第一限制。

实施例2.根据实施例1的方法，还包括：将集群分段为区段，连接区段中的AP，对可以在一个区段中的AP的数量存在第二限制。

实施例3.根据实施例2的方法，其中，执行分段以实现不同区段中的AP的连接的最小化。

实施例4.根据实施例1的方法，还包括：基于集群是否具有作为新AP的邻居的AP以及如果添加新AP是否将超过第一限制来将新AP添加到集群；

实施例5.根据实施例1的方法，还包括：当一个集群具有低于最小阈值的AP数量时，合并两个集群。

实施例6.根据实施例5的方法，其中，当且仅当合并两个集群不会导致集群具有的AP数量超过第一限制时，才发生合并。

实施例7.根据实施例1的方法，还包括：如果节点在指定的时间段内没有接收到来自AP的扫描报告，则删除所述AP。

实施例8.根据实施例1的方法，其中，节点是自组织网络SON管理器节点。

实施例9.一种节点中的切片器，所述切片器包括：

处理电路，包括存储器和处理器；

存储器，被配置为存储按照集群和区段中的成员资格组织的AP的列表；以及

处理器被配置为：

接收来自多个接入点AP的扫描报告；以及

将无线通信网络分割为接收扫描报告的AP的集群，基于邻居关系将AP分组为集群，对可以在一个集群中的AP的数量存在第一限制。

实施例10.根据实施例9的切片器，其中，处理器还被配置为将集群分段成区段，连接区段中的AP，对可以在一个区段中的AP的数量存在第二限制。

实施例11.根据实施例9的切片器，其中，执行分段以实现不同区段中的AP的连接的最小化。

实施例12.根据实施例9的切片器，其中，处理器还被配置为基于集群是否具有作为新AP的邻居的AP以及如果添加新AP是否将超过第一限制来将新AP添加到集群。

实施例13.根据实施例9的切片器，其中，处理器还被配置为当一个集群具有低于最小阈值的AP数量时，合并两个集群。

实施例14.根据实施例13的切片器，当且仅当合并两个集群不会导致集群具有的AP数量超过第一限制时，才发生合并。

实施例15.根据实施例9的切片器，其中，处理器还被配置为：如果节点在指定的时间段内没有从AP接收到扫描报告，则删除所述AP。

实施例16.根据实施例9的切片器，其中，节点是自组织网络SON管理器节点。

实施例17.一种节点中的切片器，所述切片器包括：

扫描报告接收器模块，被配置为接收来自多个接入点AP的扫描报告；以及

聚集模块，被配置为将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP集群，基于邻居关系将AP分组为集群，对可以在一个集群中的AP的数量存在第一限制。

实施例18.一种节点中的切片器，所述切片器包括：

处理电路，包括存储器和处理器；

存储器，被配置为存储接入点AP的列表；以及

处理器被配置为：

接收来自多个AP的扫描报告；以及

将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的区段。

实施例19.一种节点中的切片器，所述切片器包括：

扫描报告接收器模块，被配置为接收来自多个接入点AP的扫描报告；以及

模块，被配置为将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的区段。

如本领域技术人员所意识到的：本文描述的构思可以体现为方法、数据处理系统和/或计算机程序产品。从而，本文描述的构思可采取全硬件实施例、全软件实施例或组合了软硬件方面的实施例的形式，它们在本文中都统称为“电路”或“模块”。此外，本公开的一些实施例可以采取有形计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机可用存储介质具有包含在可由计算机执行的介质中的计算机程序代码。可以利用任何合适的有形计算机可读介质，包括硬盘、CD-ROM、电存储设备、光存储设备或磁存储设备。

本文参考方法、系统和计算机程序产品的流程图图示和/或框图来描述一些实施例。应当理解，流程图图示和/或框图中的每一个框、以及流程图图示和/或框图中的多个框的组合可以通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机的处理器(从而创建专用计算机)、专用计算机或用来产生机器的其他可编程数据处理装置，使得该指令(经由计算机的处理器或其他可编程数据处理装置执行)创建用来实现流程图和/或一个或多个框图方框中指定的功能/动作的装置。

这些计算机程序指令也可以存储在指导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式运行的计算机可读存储器或存储介质中，使得计算机可读存储器中存储的指令产生包括实现流程图和/或一个或多个框图方框中指定的功能/动作的指令装置的制品。

计算机程序指令也可以装载在计算机或其他可编程数据处理装置中，使一系列可操作步骤在计算机或其他可编程装置上执行以产生计算机实现的处理，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或一个或多个框图方框中指定的功能/动作的步骤。

应当理解，方框中标注的功能和/动作可以不按操作说明中标注的顺序发生。例如依赖于所涉及的功能/动作，连续示出的两个方框实际上可以实质上同时执行，或者方框有时候可以按照相反的顺序执行。尽管一些图包括通信路径上的箭头来指示通信的主要方向，将理解通信可以在与所指示的箭头的相反方向上发生。

用于执行本文所述构思的操作的计算机程序代码可以用诸如

或C++之类的面向对象的编程语言来编写。然而，用于执行本公开的一些实施例的操作的计算机程序代码也可以用诸如“C”编程语言之类的常规过程编程语言编写。程序代码可以完全在用户的计算机上执行，部分在用户的计算机上执行，作为独立软件包来执行，部分在用户计算机上且部分在远程计算机上执行，或完全在远程计算机上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户的计算机，或者可以连接外部计算机(例如，利用互联网服务提供商通过互联网)。

结合以上描述和附图，这里公开了许多不同实施例。将理解的是，逐字地描述和说明这些实施例的每个组合和子组合将会过分冗余和混淆。因此，可以用任意方式和/或组合来组合全部实施例，并且包括附图的本说明书将被解释以构建本文所描述的实施例的全部组合和子组合以及制造和使用它们的方式和过程的完整书面说明，并且将支持要求任意这种组合或子组合的权益。

本领域技术人员将认识到，本文描述的实施例不限于以上已经具体示出和描述的内容。另外，除非在上面相反地提及，否则应该注意的是，所有附图都不是按比例绘制的。在仅由所附权利要求限定的上述教导的启发下，可以进行各种修改和变化。

Claims (10)

1.一种在节点中使用的网络切片方法，所述方法包括：

接收来自多个接入点AP的扫描报告；

将无线通信网络分割为接收扫描报告所针对的AP的集群，基于邻居关系将AP分割成集群，对能够在一个集群中的AP的数量存在第一限制；

基于集群是否具有作为新AP的邻居的AP以及如果添加所述新AP是否将超过所述第一限制来将所述新AP添加到该集群，其中，设置所述新AP的重新分段标志，并且当达到重新分段触发时间时，对该集群执行重新分段算法；

将所述集群分段为区段，其中，连接区段中的AP，并且对能够在一个区段中的AP的数量存在第二限制；以及

如果所述节点在指定的时间段内没有从AP接收到扫描报告，则从所述分段或所述集群删除该AP，其中，所述节点是自组织网络SON管理器节点，其中，在删除该AP之后，设置所述集群的所述重新分段标志/重新聚集标志，并且当达到所述重新分段触发时间时，对所述集群执行重新聚集算法和重新分段算法，其中，首先执行所述重新聚集算法。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述分段以实现不同区段中的AP的连接的最小化。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：当一个集群具有的AP的数量低于最小阈值时，合并两个集群。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，当且仅当合并所述两个集群不会导致集群具有的AP的数量超过第一限制时，才发生合并。

5.一种节点中的切片器，所述切片器包括：

处理电路，被配置为：

存储按照集群和区段中的成员资格组织的AP的列表；

接收来自多个接入点AP的扫描报告；

将无线通信网络分割成接收扫描报告所针对的AP的集群，基于邻居关系将AP分组为集群，对能够在一个集群中的AP的数量存在第一限制；

基于集群是否具有作为新AP的邻居的AP以及如果添加所述新AP是否将超过所述第一限制来将所述新AP添加到该集群，其中，设置所述新AP的重新分段标志，并且当达到重新分段触发时间时，对该集群执行重新分段算法；

将所述集群分段为区段，其中，连接区段中的AP，并且对能够在一个区段中的AP的数量存在第二限制；以及

如果所述节点在指定的时间段内没有从AP接收到扫描报告，则从所述分段或所述集群删除该AP，其中，所述节点是自组织网络SON管理器节点，其中，在删除该AP之后，设置所述集群的所述重新分段标志/重新聚集标志，并且当达到所述重新分段触发时间时，对所述集群执行重新聚集算法和重新分段算法，其中，首先执行所述重新聚集算法。

6.根据权利要求5所述的切片器，其中，执行所述分段以实现不同区段中的AP的连接的最小化。

7.根据权利要求5所述的切片器，其中，所述处理电路还被配置为当一个集群具有的AP的数量低于最小阈值时，合并两个集群。

8.根据权利要求7所述的切片器，其中，当且仅当合并所述两个集群不会导致集群具有的AP的数量超过所述第一限制时，才发生合并。

9.一种节点中的切片器，所述切片器包括：

扫描报告接收器模块，被配置为接收来自多个接入点AP的扫描报告；

聚集模块，被配置为将无线通信网络分割成接收扫描报告所针对的AP的集群，基于邻居关系将AP分组为集群，对能够在一个集群中的AP的数量存在第一限制；

AP添加模块，被配置为基于集群是否具有作为新AP的邻居的AP以及如果添加所述新AP是否将超过所述第一限制来将所述新AP添加到该集群，其中，设置所述新AP的重新分段标志，并且当达到重新分段触发时间时，对该集群执行重新分段算法；

分段模块，被配置为将所述集群分段为区段，其中，连接区段中的AP，并且对能够在一个区段中的AP的数量存在第二限制；以及

AP删除模块，被配置为如果所述节点在指定的时间段内没有从AP接收到扫描报告，则从所述分段或所述集群删除该AP，其中，所述节点是自组织网络SON管理器节点，其中，在删除该AP之后，设置所述集群的所述重新分段标志/重新聚集标志，并且当达到所述重新分段触发时间时，对所述集群执行重新聚集算法和重新分段算法，其中，首先执行所述重新聚集算法。

10.一种计算机可读存储介质，包括计算机程序指令，当所述指令在节点中的切片器上运行时，使得所述切片器执行如权利要求1-4中任一项所述的方法。

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