CN111491348A - 一种广电白频谱认知WiFi的信道切换方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种广电白频谱认知WiFi的信道切换方法及系统，首先，通过WiFi设备获取接入点发送的信道接入指令，并基于该指令中包括的目的信道标识，以及网络节点的在线率和掉线率，进行目的WiFi信道选择；其次，在当前选择的WiFi信道上，检测干扰接入点的数量及每个干扰接入点在信道上发送数据的信号平均强度；其次，基于得到的信号平均强度值和干扰接入点数量，计算当前信道下的数据传输吞吐量，在吞吐量小于预设值时，将当前的工作信道切换到有效信道下，并检测有效信道中干扰接入点发送数据的信号强度；否则选择当前信道，进行目标数据传输；最后，根据监测到的信号强度值，在所述有效信道中选择干扰较小的信道作为新的工作信道，进行目标数据传输。

Description

一种广电白频谱认知WiFi的信道切换方法及系统
技术领域
本发明涉及无线通信领域，更具体地说，涉及一种广电白频谱认知WiFi的信道切换方法及系统。
背景技术
随着移动通信技术的发展，用户恶意通过移动无线互联设备(WirelessFidelity，WiFi)的以太网接口、WiFi站点和3G/4G端口中的任一种接入WAN。而其中，通过无线接入点(AP，Access Point)接入到宽带家庭，或大楼内部，或园区内部是目前常用的无线通信技术，但是由于AP是无线设备，受环境的影响很大，尤其容易受到同性质无线信号的干扰，如其他AP设备在工作状态下对当前AP的干扰。在使用WiFi连接的情况下，连接终端大多需要通过网络服务器或路由进行通信，且在网络波动的情况下，会导致数据或控制指令需要经过比较大的延时才能到达数据接收终端，由于其他AP设备的发射功率，与当前AP之间相距很近等原因，导致当前AP受到极大干扰，导致接收到正确数据的效率低下，严重影响用户无线上网体验。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术影响正确数据的接收效率，影响用户无线上网体验的缺陷，提供一种广电白频谱认知WiFi的信道切换方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种广电白频谱认知WiFi的信道切换方法，包括以下步骤：
S1、WiFi设备获取接入点发送的信道接入指令，基于信道接入指令中包括的目的信道标识，以及网络节点的在线率和掉线率，进行目的WiFi信道的选择；
S2、在当前选择的WiFi信道上，检测干扰接入点的数量及每个干扰接入点在当前信道上发送数据的信号平均强度；
S3、基于检测到的信号平均强度值和干扰接入点的数量，计算当前信道下的数据传输吞吐量，在吞吐量小于预设的传输阈值时，将当前的工作信道切换到有效信道下，并检测有效信道中干扰接入点发送数据的信号强度；否则选择当前的信道，进行目标数据的传输；
S4、根据监测到的信号强度值，在所述有效信道中选择对干扰接入点干扰最小的信道作为新的工作信道，进行目标数据传输。
本发明公开的一种广电白频谱认知WiFi的信道切换系统，包括以下模块：
目的信道选择模块，用于WiFi设备获取接入点发送的信道接入指令，基于信道接入指令中包括的目的信道标识，以及网络节点的在线率和掉线率，进行目的WiFi信道的选择；
干扰接入点检测模块，用于在当前选择的WiFi信道上，检测干扰接入点的数量及每个干扰接入点在当前信道上发送数据的信号平均强度；
有效信道选择模块，用于基于检测到的信号平均强度值和干扰接入点的数量，计算当前信道下的数据传输吞吐量，在吞吐量小于预设的传输阈值时，将当前的工作信道切换到有效信道下，并检测有效信道中干扰接入点发送数据的信号强度；否则选择当前的信道，进行目标数据的传输；
目标信道确认模块，用于根据监测到的信号强度值，在所述有效信道中选择对干扰接入点干扰最小的信道作为新的工作信道，进行目标数据传输。
在本发明所述的一种广电白频谱认知WiFi的信道切换方法及系统中，基于信道接入指令中包括的目的信道标识，以及网络节点的在线率和掉线率，进行目的WiFi信道的选择，且基于数据传输吞吐量，检测有效信道中干扰接入点发送数据的信号强度，进一步选择有效信道中选择干扰较小的信道，进行数据传输，使得干扰接入点具有更高的信号传输效率，为用户提供更优质的无线上网体验。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明第一实施例公开的一种广电白频谱认知WiFi的信道切换方法实施流程图；
图2是本发明第二实施例公开的一种广电白频谱认知WiFi的信道切换方法实施流程图；
图3是本发明公开的一种广电白频谱认知WiFi的信道切换系统结构图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1：
请参考图1，其为本发明公开的一种广电白频谱认知WiFi的信道切换方法实施流程图，该方法包括以下步骤：
S1、WiFi设备获取接入点发送的信道接入指令，基于信道接入指令中包括的目的信道标识，以及网络节点的在线率和掉线率，进行目的WiFi信道的选择；其中，本实施例中，基于网络节点当前在线数量和曾经在线的网络节点数量计算出当前网络节点的在线率；
本实施例中，基于网络节点的掉线次数，计算掉线次数大于门限值的网络节点数量，并统计曾经在线的网络节点数量，计算出当前网络节点的掉线率。
当前步骤下，基于计算得到的在线率和掉线率，计算网络节点的数量动态变化值计算，在所述数量动态变化值小于预设的变化阈值时，则对目的信道标识数据更新，进行目的WiFi信道的选择。
本实施例下，可以考虑通过监听网络节点的心跳包或者节点的数据传输(包括数据上传、下载)速率，进行网络节点掉线判断；其中，通过设置一个固定的时间间隔，若在当前设定的时间间隔内没有监听到所述心跳包或者传输速率小于一定值时，则判断当前网络节点掉线，进行网络节点掉线次数的记录。
S2、在当前选择的WiFi信道上，检测干扰接入点的数量及每个干扰接入点在当前信道上发送数据的信号平均强度；
S3、基于检测到的信号平均强度值和干扰接入点的数量，计算当前信道下的数据传输吞吐量，本实施例下，以数据吞吐量作为信道选择标识，其中，在吞吐量小于预设的传输阈值时，将当前的工作信道切换到有效信道下，所述有效信道可以认为是最优信息传输信道，所述最优信息传输信道下进一步保障信号传输不受干扰，并检测有效信道中干扰接入点发送数据的信号强度；否则选择当前的信道，进行目标数据的传输；所述有效信道也可以认为是一种备用信道，在当前信道不适合用于信息传输时，切换到有效信道下，再做信息传输判断。
S4、根据监测到的信号强度值，在所述有效信道中选择对干扰接入点干扰较小的信道作为新的工作信道，进行目标数据传输。
通过对有效信道的选择，进一步使得干扰接入点具有更高的信号传输效率，为用户提供更优质的无线上网体验。
实施例2：
本实施例的实施流程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例中，在步骤S4的基础上，具体的实施流程请参考图1，本实施例中，在步骤S4中，进行有效信道的选择的时候，考虑存在多个有效信道的情况下，如何进行有效信道的选择，从而进一步提高数据传输速率。
本实施例中，考虑从接入点获取信号电平值，基于处理器计算加权信道功率电平，基于处理得到的加权信道功率电平，选择对干扰信号强度小于与预设阈值，且具有最低加权信道功率电平的信道，作为新的工作信道，进行目标数据的传输。
实施例3：
请参考图3，其为本发明公开的一种广电白频谱认知WiFi的信道切换系统结构图，所述信道切换系统包括目的信道选择模块L1、干扰接入点检测模块L2、有效信道选择模块L3和目标信道确认模块L4，其中：
目的信道选择模块L1用于WiFi设备获取接入点发送的信道接入指令，基于信道接入指令中包括的目的信道标识，以及网络节点的在线率和掉线率，进行目的WiFi信道的选择；其中：
所述目的信道选择模块L1中还包括以下子模块：
在线率计算模块L11用于基于网络节点当前在线数量和曾经在线的网络节点数量计算出当前网络节点的在线率；
掉线率计算模块L12用于基于网络节点的掉线次数，计算掉线次数大于门限值的网络节点数量，并统计曾经在线的网络节点数量，计算出当前网络节点的掉线率。
网络节点数量监测模块L13，所述网络节点数量监测模块用于基于在线率计算模块L11和掉线率计算模块L12，计算得到的在线率和掉线率，进行网络节点的数量动态变化值计算，其中，在所述数量动态变化值小于预设的变化阈值时，对目的信道标识数据更新，从而，进行目的WiFi信道的选择。
干扰接入点检测模块L2用于在当前选择的WiFi信道上，检测干扰接入点的数量及每个干扰接入点在当前信道上发送数据的信号平均强度；
有效信道选择模块L3用于基于检测到的信号平均强度值和干扰接入点的数量，计算当前信道下的数据传输吞吐量，在吞吐量小于预设的传输阈值时，将当前的工作信道切换到有效信道下，并检测有效信道中干扰接入点发送数据的信号强度；否则选择当前的信道，进行目标数据的传输；
目标信道确认模块L4用于根据监测到的信号强度值，在所述有效信道中选择对干扰接入点干扰较小的信道作为新的工作信道，进行目标数据传输。
本实施例中所述信道切换系统，基于所述有效信道选择模块，考虑当存在多个有效信道的情况下，从干扰接入点获取到信号电平值，并基于处理器计算加权信道功率电平，进行有效信道的选择；具体的，在目标信道确认模块下，基于处理得到的加权信道功率电平，选择干扰信号强度小于与阈值，且具有最低加权信道功率电平的信道，作为新的工作信道，进行目标数据的传输。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种广电白频谱认知WiFi的信道切换方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、WiFi设备获取接入点发送的信道接入指令，基于信道接入指令中包括的目的信道标识，以及网络节点的在线率和掉线率，进行目的WiFi信道的选择；
S2、在当前选择的WiFi信道上，检测干扰接入点的数量及每个干扰接入点在当前信道上发送数据的信号平均强度；
S3、基于检测到的信号平均强度值和干扰接入点的数量，计算当前信道下的数据传输吞吐量，在吞吐量小于预设的传输阈值时，将当前的工作信道切换到有效信道下，并检测有效信道中干扰接入点发送数据的信号强度；否则选择当前的信道，进行目标数据的传输；
S4、根据监测到的信号强度值，在所述有效信道中选择对干扰接入点干扰最小的信道作为新的工作信道，进行目标数据传输。
2.根据权利要求1所述的信道切换方法，其特征在于，步骤S3中，当存在多个有效信道的情况下，从接入点获取信号电平值，基于处理器计算加权信道功率电平，进行有效信道的选择。
3.根据权利要求2所述的信道切换方法，其特征在于，基于处理得到的加权信道功率电平，选择干扰信号强度小于与预设阈值，且具有最低加权信道功率电平的信道，作为新的工作信道进行目标数据的传输。
4.根据权利要求1所述的信道切换方法，其特征在于，步骤S1中，计算网络节点的的具体实现为：
基于网络节点当前在线数量和曾经在线的网络节点数量计算出当前网络节点的在线率；
计算网络节点的掉线率的具体实现为：
基于网络节点的掉线次数，计算掉线次数大于门限值的网络节点数量，并统计曾经在线的网络节点数量，计算出当前网络节点的掉线率。
5.根据权利要求4所述的信道切换方法，其特征在于，步骤S1中，基于计算得到的在线率和掉线率，进行网络节点数量动态变化值的计算，在所述数量动态变化值小于预设的变化阈值时，对目的信道标识数据更新，进行目的WiFi信道的选择。
6.一种广电白频谱认知WiFi的信道切换系统，其特征在于，包括以下模块：
目的信道选择模块，用于WiFi设备获取接入点发送的信道接入指令，基于信道接入指令中包括的目的信道标识，以及网络节点的在线率和掉线率，进行目的WiFi信道的选择；
干扰接入点检测模块，用于在当前选择的WiFi信道上，检测干扰接入点的数量及每个干扰接入点在当前信道上发送数据的信号平均强度；
有效信道选择模块，用于基于检测到的信号平均强度值和干扰接入点的数量，计算当前信道下的数据传输吞吐量，在吞吐量小于预设的传输阈值时，将当前的工作信道切换到有效信道下，并检测有效信道中干扰接入点发送数据的信号强度；否则选择当前的信道，进行目标数据的传输；
目标信道确认模块，用于根据监测到的信号强度值，在所述有效信道中选择对干扰接入点干扰最小的信道作为新的工作信道，进行目标数据传输。
7.根据权利要求6所述的信道切换系统，其特征在于，所述有效信道选择模块下，在存在多个有效信道的情况下，从接入点获取信号电平值，基于处理器计算加权信道功率电平，进行有效信道的选择。
8.根据权利要求7所述的信道切换方法，其特征在于，目标信道确认模块下，基于处理得到的加权信道功率电平，选择干扰信号强度小于与预设阈值，且具有最低加权信道功率电平的信道，作为新的工作信道进行目标数据的传输。
9.根据权利要求6所述的信道切换方法，其特征在于，所述目的信道选择模块中还包括以下子模块：
在线率计算模块，用于基于网络节点当前在线数量和曾经在线的网络节点数量计算出当前网络节点的在线率；
掉线率计算模块，用于基于网络节点的掉线次数，计算掉线次数大于门限值的网络节点数量，并统计曾经在线的网络节点数量，计算出当前网络节点的掉线率。
10.根据权利要求9所述的信道切换方法，其特征在于，所述目的信道选择模块中还包括网络节点数量监测模块，所述网络节点数量监测模块用于基于计算得到的在线率和掉线率，进行网络节点的数量动态变化值计算，在所述数量动态变化值小于预设的变化阈值时，则对目的信道标识数据更新，从而重新进行目的WiFi信道的选择。
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