CN111556574A - 无线局域网工作的管理方法和管理装置、接入控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线信号控制技术领域，具体涉及无线局域网工作的管理方法和管理装置、接入控制器。其中无线局域网工作的管理方法包括：获取当前接入的多个AP的通信信息，然后根据获取的通信信息对接入的多个AP的信道重新进行分配，使得相邻的AP的信道不同。这样不会造成信道拥塞，提高了信号传输效率。同时还对WiFi用户流量使用行为进行智能分析，用来动态的对AP功率进行调整，以此以节约电能，减少电磁辐射污染，提升无线局域网频段的频谱使用效率。

Description

无线局域网工作的管理方法和管理装置、接入控制器
技术领域
本发明涉及无线信号控制技术领域，具体涉及无线局域网工作的管理方法和管理装置、接入控制器。
背景技术
随着5G及新一代无线信息技术的快速发展和部署应用，各类无线电业务对无线电频率资源的需求与日俱增。以无线局域网(WIFI)为代表的基于免许可频段的公众无线接入技术，由于其传输速率高、终端支持度高、部署灵活等优点，已经在日常生活和工作中成为主要的无线通信手段之一。
目前市面上主流的无线局域网接入点(AP，Access Point)，基本以独立接入控制的工作模式为主，工作在默认的频率信道上(channel 1，6或11)。而且无论当前AP覆盖范围内接入终端的数量或者距离如何，AP都以设定好的恒定最大发射功率发射，这带来了一定的电磁辐射污染，造成功耗浪费；同时相邻AP之间在同时使用相同信道发射的情况下，容易产生信道拥塞，导致频谱利用率的降低。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是现有的无线局域网接入点AP之间在同时使用相同信道发射的情况下，容易产生信道拥塞，导致频谱利用率的降低。
一种无线局域网工作的管理方法,包括：
获取当前接入的多个AP的通信信息；
根据获取的通信信息对接入的多个AP的信道重新进行分配，使得相邻的AP的信道不同。
在一种实施例中，所述AP的通信信息包括AP的信号强度；
所述的无线局域网工作的管理方法还包括：
根据所述多个AP的信号强度计算信号强度平均值；
增大信号强度小于所述信号强度平均值的AP的信号强度，减小信号强度大于所述信号强度平均值的AP的信号强度。
在一种实施例中，所述AP通信信息至少包括：AP自身的地址信息和/或AP的通信信道；
所述根据获取的通信信息对接入的多个AP的信道重新进行分配，使得相邻的AP的信道不同，包括：
根据接入的多个AP自身的地址信息和AP的通信信道，将同一局域网内的AP的信道号采用随机信道分配的方法进行重新分配，使得相邻的AP的信道号不同。
在一种实施例中，所述AP的通信信息还包括：AP的重传次数和AP的传输失败次数；
所述增大信号强度小于所述平均值的AP的信号强度，减小信号强度大于所述平均值的AP的信号强度，包括：
判断信号强度最小的AP是否满足：其处于信号强度同时小于预设信号强度和所述信号强度平均值的状态，且处于该状态的时间超过第一预设时间，并且其重传次数或者传输失败次数大于第一阈值；若满足则增大其信号强度；
判断信号强度最小的AP是否满足：其处于信号强度大于预设信号强度的状态，且处于该状态的时间超过第二预设时间，并且其重传次数或者传输失败次数小于第一阈值；若满足则减小其信号强度；
在一种实施例中，还包括：
若当前AP持续超过第三预设时间没有WIFI用户接入时，将该AP的信号强度降低为预设的最低功耗。
一种无线局域网工作的管理装置，包括：
AP信息获取模块，用于获取当前接入的AP的通信信息；
信道分配模块，用于根据获取的通信信息对接入的多个AP的信道重新进行分配，使得相邻的AP的信道不同。
在一种实施例中，所述AP的通信信息包括AP的信号强度；
所述无线局域网工作的管理装置还包括：
信号强度计算模块，用于根据所述多个AP的信号强度计算信号强度平均值；
信号强度调整模块，用于增大信号强度小于所述平均值的AP的信号强度，减小信号强度大于所述平均值的AP的信号强度。
在一种实施例中，所述AP的通信信息还包括：AP的重传次数和AP的传输失败次数；
所述增大信号强度小于所述平均值的AP的信号强度，减小信号强度大于所述平均值的AP的信号强度，包括：
判断信号强度最小的AP是否满足：其处于信号强度同时小于预设信号强度和所述信号强度平均值的状态，且处于该状态的时间超过第一预设时间，并且其重传次数或者传输失败次数大于第一阈值；若满足则增大其信号强度；
判断信号强度最小的AP是否满足：其处于信号强度大于预设信号强度的状态，且处于该状态的时间超过第二预设时间，并且其重传次数或者传输失败次数小于第一阈值；若满足则减小其信号强度；
在一种实施例中，所述信号强度调整模块还用于，若当前AP持续超过第三预设时间没有WIFI用户接入时，将该AP的信号强度降低为预设的最低功耗。
一种接入控制器，包括如上所述的无线局域网工作的管理装置。
依据上述实施例的无线局域网工作的管理方法,其包括：获取当前接入的多个AP的通信信息，然后根据获取的通信信息对接入的多个AP的信道重新进行分配，使得相邻的AP的信道不同。这样不会造成信道拥塞，提高了信号传输效率。
附图说明
图1为本申请实施例的无线局域网工作的管理方法流程图；
图2为本申请实施例的无线局域网工作的管理装置结构框图；
图3为本申请实施例的无线局域网工作的管理方法工作时流程图；
图4为本申请实施例的无线局域网工作的管理装置工作时信息流示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。
在本发明实施例中，提供一种无线局域网工作的管理方法，通过实时的获取当前接入的AP的通信信息，包括每个AP的信号强度、通信信道等，通过对多个AP的通信信道的重新分配保证了相邻的AP的信道不同。这样不会造成信道拥塞，提高了信号传输效率。同时动态的调整每个AP的发生功率，实现AP的科学有效发射，减少电磁辐射污染，提升无线局域网频段的频谱使用效率。
实施例一：
本实施例提供一种无线局域网工作的管理方法,基于无线控制器(AC，WirelessAccess Point Controller)对AP接入用户的智能感知和动态数据分析为基础的SDPA(Smart Dynamic Power Adjust智能动态功率调整)模型与算法，基于SDPA算法，AC根据实际应用场景需求对AP进行传输场景和模式的智能配置，动态调整AP的发射功率及工作信道等，实现AP的绿色有效发射，减少电磁辐射污染，提升无线局域网频段的频谱使用效率。
如图1，本实施例的无线局域网工作的管理方法包括：
步骤101：获取当前接入的多个AP的通信信息。
其中，AP的通信信息包括:AP的通信信道、AP的通信强度和AP自身的地址信息、当前AP接入的用户数量、接收用户信号质量以及附近AP数量N、AP的重传次数和AP的传输失败次数。
步骤102：根据获取的通信信息对接入的多个AP的信道重新进行分配，使得相邻的AP的信道不同。具体的，本实施例中根据接入的多个AP自身的地址信息和AP的通信信道，将同一局域网内的AP的信道号采用随机信道分配的方法进行重新分配，使得相邻的AP的信道号不同。
正常情况下，AP的工作信道默认是1,6,11，通过定期扫描周围AP的无线环境，来确定AP最佳的工作信道，并定期根据实际扫频信息在不影响AP业务的前提下相应的调整，在保证相邻的AP的信道号不同的前提下，为每个AP分配最佳的工作信道，提高信号传输速度。
在另一种实施例中，通过获取AP应用场景，根据应用场景对其信道进行分配。其中，AP应用场景确认方法包括：
AP接入AC后将AP本身信息、当前的接入用户数量n、接收用户信号质量以及附近AP数量N上报给AC。
AC通过预设的算法确定AP应用场景，首先获取当前AP接入用户的信号强度的方差和信号强度平均值；
Figure BDA0002468362750000051
其中：
Figure BDA0002468362750000052
Figure BDA0002468362750000053
其中，
Figure BDA0002468362750000054
为当前接入用户信号均方差，其用于表示当前用户信号收敛性，singal(i)表示第i个AP的信号强度，
Figure BDA0002468362750000055
表示信号强度平均值。根据信号强度的方差和信号强度平均值确定当前AP的应用场景，AP的应用场景包括：室内拥塞、室内半拥塞、室内不拥塞，室外拥塞、室外半拥塞、室外不拥塞，根据确认的不同场景对AP的信道进行分配，另外这些场景是不断的动态更新，信道分配也是按照预设的频率不断进行的。
进一步的，本实施例的无线局域网工作的管理方法还包括在不同的AP应用场景下，有些接入终端是非法接入或偶尔随机接入，SDPA算法通过对比平均功率值来动态调整AP传输模式，确保全部接入终端服务质量。具体包括以下步骤：
根据多个AP的信号强度计算信号强度平均值；
增大信号强度小于所述平均值的AP的信号强度，减小信号强度大于所述平均值的AP的信号强度。其中，本实施例的信号强度对应的为AP工作时的功率大小。具体的，调整信号强度包括以下三种情况：
(1)判断信号强度最小的AP是否满足：其处于信号强度同时小于预设信号强度和信号强度平均值的状态，且处于该状态的时间超过第一预设时间，并且其重传次数或者传输失败次数大于第一阈值；若满足则增大其信号强度。以此保证该AP的信号强度，其中本实施例的预设信号强度为-80dBm，第一预设时间为1500ms。
(2)判断信号强度最强的AP是否满足：其处于信号强度大于预设信号强度的状态，且处于该状态的时间超过第二预设时间，并且其重传次数或者传输失败次数小于第一阈值；若满足则减小其信号强度,本实施例中第二预设时间为3000ms，其中，本实施例中增大或者减小信号强度的幅度为0.5dB,即每次将AP的信号强度增大或者减少0.5dB。
(3)若当前AP持续超过第三预设时间没有WIFI用户接入时，将该AP的信号强度降低为预设的最低功耗，即将该AP的功率调整为最低档，以节约电能，同时可以减小辐射污染。当AP有WIFI用户接入时，功率恢复到正常功率水平。
在另一种实施例中，还对Wifi用户流量使用行为进行智能分析，用来辅助功率调整，例如通过解析用户的上网协议来判断用户的流量需求以及访问需求，以此来调整该AP的信号强度。
其中，本实施例中的预设信号强度、第一预设时间、第一阈值以及第二预设时间都是本申请发明人在实际测试中得到的，在其他实施例中，这些阈值的设定可以有所调整。
其中，本实施例的SDPA(Smart dynamic power adjustment智能动态功率调整)通过获取的参考因素来动态调整AP的发射功率，与传统的AP相比，引入了自适应功率调整策略，从最大程度上来降低功率，实现一种绿色WIFI。
本实施例的SDCA(Smart dynamic channel adjustment)即AP通过扫描周围AP的工作信道之后，来决定自身的工作信道，由此与周围AP可以实现自动切换信道，避免电磁干扰等。
如图4，本实施例的AC通过定期的对周围的AP等信息进行扫描，获取AP的通信信息，并将结果上报给任务调度中心，由调度中心实现每个AP的最佳工作信道的调整。
通过采用本发明的无线局域网工作管理方法，采用SDPA以及SDCA可以实现对AP工作环境的自适应调整，并对以用户的流量需求行为作为参考因素来动态调整AP的发射功率和定期扫频周围AP信道来调整AP自身工作信道，由此实现一种智能绿色WIFI。
本实施例结合AC设备和AP设备提供一种AC工作流程，如图3，包括：
步骤1：AC服务启动，等待AP接入并注册
AP注册采用私有定制接口，接口采用通用的JSON格式，扩展性强，同时对注册AP的唯一身份信息MAC地址特定加密算法处理，确保注册，信息传输的安全性，AC会采用相同的加密算法进行身份核验，通过即允许接入，否则拒绝接入。
步骤2：AP接入AC，并将AP本身信息以及当前的接入用户信息上报给AC，信息包括AP本身信息，AP当前接入终端的信息，附近其它AP信息，AC通过算法来确定AP的使用场景模型。
其中，用户信息包括：AP用户的MAC地址、AP信号强度、AP信号噪声、AP接收数据包数、AP发送数据包数、AP接收字节数量、AP发送字节数量、重传次数、传输失败次数。
确定AP应用场景的方法为：AC储存有信号模型，该信号模型包括本实施例中AP的通信信息，利用这些模型包括的AP的通信信息，对AP信息进行比对，来判断应用场景(室内拥塞、室内半拥塞、室内不拥塞，室外拥塞、室外半拥塞、室外不拥塞等)，这些信号模型可以动态更新。
步骤3：AC收到AP上报的信息，写入AP维护链表和数据库，AP上报信息包含AP本身的信息。
AC根据其下所有AP上报信息，包括信道和功率，按照接入时间顺序，将同一局域网内的AP的信道号采取随机信道分配进行规划，确保相邻的AP信道号不同，降低相邻AP之间的无线电磁环境的相互干扰。AC根据AP上报用户中信号质量以及用户数来计算平均功率值以及均方差，根据功率值以及均方差对AP的信号强度进行动态调整。
不同的信号强度和不同的信道的组合也可以理解为不同的AP传输模式，针对不同的AP应用场景，对应不同的传输模式，以及传输模式调节方式。在不同的AP应用场景下，有些接入终端是非法接入或偶尔随机接入，SDPA算法通过对比平均功率值来动态调整AP传输模式，确保全部接入终端服务质量。
本实施例提供一种AP信号强度调整方法如下：
步骤1：当信号强度最小的AP其信号强度小于预设的信号强度和信号强度平均值，若持续时间超过第一预设时间T1时，并且重传次数大于>第一阈值，或传输失败次数>第一阈值，则改变该AP的传输模式，即增大其AP信号强度。
步骤2：找到信号强度最小的AP,当其信号强度的大于预设信号强度的状态，若维持此状态的时间持续超过第二预设时间T2，并且重传次数大于<第一阈值，或传输失败次数<第一阈值，则改变该AP的传输模式，即减小其AP信号强度。
步骤3：传输模式调整后，AP上报AC接入终端的传输信息，AC动态评估终端接入性能，根据需要进行动态强度调整(即重复步骤1和步骤2)。
步骤4：当AP没有WIFI用户接入时，持续超过时间，AC将AP信号强度(即功率)调到指定绿色功耗的最低档。
步骤5：当AP有WIFI用户接入时，信号强度恢复到正常水平，并根据信号强度最差的用户是否满足信号强度调整条件来调整AP的发射功率。
实施例二
本实施例提供一种无线局域网工作的管理装置，其包括：
AP信息获取模块201，用于获取当前接入的AP的通信信息；
信道分配模块202，用于根据获取的通信信息对接入的多个AP的信道重新进行分配，使得相邻的AP的信道不同。这样不会造成信道拥塞，提高了信号传输效率。
进一步的，本实施例的无线局域网工作的管理装置还包括：
信号强度计算模块203，用于根据多个AP的信号强度计算信号强度平均值；
信号强度调整模块204，用于增大信号强度小于平均值的AP的信号强度，减小信号强度大于平均值的AP的信号强度。
其中，本实施例中信号强度调整模块204用于增大信号强度小于所述平均值的AP的信号强度，减小信号强度大于所述平均值的AP的信号强度，具体包括：
判断信号强度最小的AP是否满足：其处于信号强度同时小于预设信号强度和信号强度平均值的状态，且处于该状态的时间超过第一预设时间，并且其重传次数或者传输失败次数大于第一阈值；若满足则增大其信号强度。
判断信号强度最小的AP是否满足：其处于信号强度大于预设信号强度的状态，且处于该状态的时间超过第二预设时间，并且其重传次数或者传输失败次数小于第一阈值；若满足则减小其信号强度。
信号强度调整模块204还用于，若当前AP持续超过第三预设时间没有WIFI用户接入时，将该AP的信号强度降低为预设的最低功耗。
其中，本实施例中具体的AP信道分配方法以及信号强度调整方法和实施例1中相同，此处不再赘述。
实施例三
本实施例提供一种接入控制器，即AP，其包括实施例二提供的无线局域网工作的管理装置。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种无线局域网工作的管理方法,其特征在于，包括：
获取当前接入的多个AP的通信信息；
根据获取的通信信息对接入的多个AP的信道重新进行分配，使得相邻的AP的信道不同。
2.如权利要求1所述的无线局域网工作的管理方法,其特征在于，所述AP的通信信息包括AP的信号强度；
所述的无线局域网工作的管理方法还包括：
根据所述多个AP的信号强度计算信号强度平均值；
增大信号强度小于所述信号强度平均值的AP的信号强度，减小信号强度大于所述信号强度平均值的AP的信号强度。
3.如权利要求1所述的无线局域网工作的管理方法,其特征在于，所述AP通信信息至少包括：AP自身的地址信息和/或AP的通信信道；
所述根据获取的通信信息对接入的多个AP的信道重新进行分配，使得相邻的AP的信道不同，包括：
根据接入的多个AP自身的地址信息和AP的通信信道，将同一局域网内的AP的信道号采用随机信道分配的方法进行重新分配，使得相邻的AP的信道号不同。
4.如权利要求2所述的无线局域网工作的管理方法,其特征在于，所述AP的通信信息还包括：AP的重传次数和AP的传输失败次数；
所述增大信号强度小于所述平均值的AP的信号强度，减小信号强度大于所述平均值的AP的信号强度，包括：
判断信号强度最小的AP是否满足：其处于信号强度同时小于预设信号强度和所述信号强度平均值的状态，且处于该状态的时间超过第一预设时间，并且其重传次数或者传输失败次数大于第一阈值；若满足则增大其信号强度；
判断信号强度最小的AP是否满足：其处于信号强度大于预设信号强度的状态，且处于该状态的时间超过第二预设时间，并且其重传次数或者传输失败次数小于第一阈值；若满足则减小其信号强度。
5.如权利要求4所述的无线局域网工作的管理方法,其特征在于，还包括：
若当前AP持续超过第三预设时间没有WIFI用户接入时，将该AP的信号强度降低为预设的最低功耗。
6.一种无线局域网工作的管理装置，其特征在于，包括：
AP信息获取模块，用于获取当前接入的AP的通信信息；
信道分配模块，用于根据获取的通信信息对接入的多个AP的信道重新进行分配，使得相邻的AP的信道不同。
7.如权利要求6所述无线局域网工作的管理装置，其特征在于，
所述AP的通信信息包括AP的信号强度；
所述无线局域网工作的管理装置还包括：
信号强度计算模块，用于根据所述多个AP的信号强度计算信号强度平均值；
信号强度调整模块，用于增大信号强度小于所述平均值的AP的信号强度，减小信号强度大于所述平均值的AP的信号强度。
8.如权利要求7所述无线局域网工作的管理装置，其特征在于，所述AP的通信信息还包括：AP的重传次数和AP的传输失败次数；
所述增大信号强度小于所述平均值的AP的信号强度，减小信号强度大于所述平均值的AP的信号强度，包括：
判断信号强度最小的AP是否满足：其处于信号强度同时小于预设信号强度和所述信号强度平均值的状态，且处于该状态的时间超过第一预设时间，并且其重传次数或者传输失败次数大于第一阈值；若满足则增大其信号强度；
判断信号强度最小的AP是否满足：其处于信号强度大于预设信号强度的状态，且处于该状态的时间超过第二预设时间，并且其重传次数或者传输失败次数小于第一阈值；若满足则减小其信号强度。
9.如权利要求7所述无线局域网工作的管理装置，其特征在于，
所述信号强度调整模块还用于，若当前AP持续超过第三预设时间没有WIFI用户接入时，将该AP的信号强度降低为预设的最低功耗。
10.一种接入控制器，其特征在于，包括如权利要求6-9任一项所述的无线局域网工作的管理装置。
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