CN114302466A - 无线路由器的信道选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线路由器的信道选择方法，包括步骤：扫描周边的wifi信号，返回扫描结果，所述扫描结果包括信道、噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量；对所述扫描结果进行量化处理，以将所述噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量转换成标准化数据；对信道进行评分，根据预定算法分别计算单信道得分和重叠信道得分；将评分最低的信道设为目的信道。本发明通过综合判断AP端和无线终端两侧的干扰，不仅可以选择出真正干扰小的信道，以显著提高wifi网络的连接质量，改善用户的上网体验，而且不需要增加硬件，从而降低了产品的成本。

Description

无线路由器的信道选择方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种无线路由器的信道选择方法。

背景技术

随着各种wifi设备的使用越来越广泛，无线网络频段出现信号干扰的情况越发严重，导致wifi设备与无线路由器之间的连接质量和连接速率越来越受到影响，严重影响了人们的上网体验。

目前主流的自动信道选择算法是在AP(无线接入点)端扫描周边的wifi信号，然后根据扫描得到的AP数量和空口占用时间来确定最优信道。然而，此种方法存在实时性缺陷，即它只评估了扫描时刻某一信道的干扰情况，而没有对该信道进行持续性的监测和评估，导致评估后选择的信道并非真正最优的信道，而是当时干扰最小的信道。此外，干扰不仅仅来自AP端，也可能来自无线客户端(STA)，而目前主流的自动信道选择方案无法对来自STA端的干扰进行评估。另外，在AP运行期间，由于其已连接wifi设备，而信道扫描和评估需要切换不当前评估的信道内监听，这会影响wifi设备正常的网络连接业务，因此无法实时监听。虽然可以采用额外一颗专用芯片进行信道监听，但该方案设计难度较大，硬件成本较高，会导致产品价格较高。

发明内容

基于此，有必要提供一种无线路由器的信道选择方法，以解决上述现有技术中的问题，可在不增加硬件的情况下选择到最优信道，以提高wifi网络的连接质量，改善用户的上网体验。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案。

本发明提供一种无线路由器的信道选择方法，用于选择出干扰最小的信道，所述方法包括步骤：

扫描周边的wifi信号，返回扫描结果，所述扫描结果包括信道、噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量；

对所述扫描结果进行量化处理，以将所述噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量转换成标准化数据；

对信道进行评分，根据预定算法分别计算单信道得分和重叠信道得分；

对当前所使用的信道进行干扰得分评估；

根据干扰得分评估结果判断是否需要进行信道重选；若是，切换到目的信道；

在预定时间内重复以上步骤。

优选地，所述将信道、噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量转换成标准化数据的步骤具体包括：

根据所有wifi信号构建一个不大于100的相对值指标；

根据从各信道扫描并返回的扫描结果，使相应信道内的噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量的值均调整为0-100之间的数值。

优选地，所述对信道进行评分的步骤具体包括：

在计算单信道得分时，按以下方式分配权重：

噪声权重为0.3，信道占用时间权重为0.3，信号强度权重为0.2，AP数量权重为0.2；单信道得分为各项分值与权重乘积的总和；

在计算重叠信道得分时，按以下方式分配权重：

同频信道为0.5，邻频重叠5MHZ为1，邻频重叠10MHZ为0.8，邻频重叠15MHZ为0.5，则重叠信道得分为各项分值与权重乘积的总和。

优选地，所述对信道进行评分的步骤还包括：

对干扰信道进行标记，并对标记的信道进行评分。

优选地，所述对当前所使用的信道进行干扰得分评估的步骤具体包括：

周期性计算当前wifi网络的吞吐量、无线报文发送失败告警次数、重传率和RSSI数据；

对上述数据进行标准化数据处理，使所述wifi网络的吞吐量和无线报文发送失败告警次数的值调整为0-1000之间的数值；使重传率的值调整为0-100％之间的数值；

根据以下算法计算当前信道的干扰得分：

S1＝(FA+重传率*1000+RSSI*10)/(吞吐量*3)；

其中，S1为当前信道的干扰得分，FA为无线报文发送失败告警次数，RSSI为接收信号的强度指示，且0<RSSI<100。

优选地，所述对信道进行评分的步骤具体包括：

按照以下算法计算信道得分：S＝S0+S1*0.5+S2；

其中，S为信道总得分，S0为单信道得分；S1为当前信道的干扰得分；S2为重叠信道得分。

优选地，所述根据干扰得分评估结果判断是否需要进行信道重选的步骤具体包括：

判断FA是否大于500且重传率大于20％，若是，判断吞吐量是否小于1Mbps；否则，对当前所使用的信道进行周期性的干扰得分评估；

若吞吐量小于1Mbps或wifi网络断开，则将该信道标记为干扰信道，并判定为需要进行信道重选，否则，返回上一步骤。

本发明还提供一种无线路由器的信道选择方法，用于选择出干扰最小的信道，所述方法包括步骤：

扫描周边的wifi信号，返回扫描结果，所述扫描结果包括信道、噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量；

对所述扫描结果进行量化处理，以将所述噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量转换成标准化数据；

对信道进行评分，根据预定算法分别计算单信道得分和重叠信道得分；

将评分最低的信道设为目的信道。

优选地，所述对信道进行评分的步骤具体包括：

若无线终端未连接wifi，按照以下算法计算信道得分：S＝S0+S2；

若无线终端已连接wifi，按照以下算法计算信道得分：S＝S0+S1*0.5+S2；

其中，S为信道总得分，S0为单信道得分；S1为当前信道的干扰得分；S2为重叠信道得分。

优选地，所述对信道进行评分的步骤具体包括：

在计算单信道得分时，按以下方式分配权重：

噪声权重为0.3，信道占用时间权重为0.3，信号强度权重为0.2，AP数量权重为0.2；单信道得分为各项分值与权重乘积的总和；

在计算重叠信道得分时，按以下方式分配权重：

同频信道为0.5，邻频重叠5MHZ为1，邻频重叠10MHZ为0.8，邻频重叠15MHZ为0.5，重叠信道得分为各项分值与权重乘积的总和；

按照以下算法计算当前信道的干扰得分：

周期性计算当前wifi网络的吞吐量、无线报文发送失败告警次数、重传率和RSSI数据；

对上述数据进行标准化数据处理，使所述wifi网络的吞吐量和无线报文发送失败告警次数的值调整为0-1000之间的数值；使重传率的值调整为0-100％之间的数值；

则S1＝(FA+重传率*1000+RSSI*10)/(吞吐量*3)；

其中，FA为无线报文发送失败告警次数，RSSI为接收信号的强度指示，且0<RSSI<100。

本发明采用扫描周边的wifi信号的方式得到各信道的噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量等信息，通过特定算法对各信道进行评分，并将得分最低的信道判定为干扰最小的信道，用于与无线终端连接。在无线终端连接wifi后，还对当前所使用的信道进行评分，并根据特定的评分和判定机制判断是否存在更优的信道，从而决定是否需要切换信道，使无线终端始终能连接到干扰最小的wifi网络。本发明通过综合判断AP端和无线终端两侧的干扰，不仅可以选择出真正干扰小的信道，以显著提高wifi网络的连接质量，改善用户的上网体验，而且不需要增加硬件，从而降低了产品的成本。

附图说明

图1为本实施例一中无线路由器的信道选择方法的流程示意图；

图2为本实施例二中无线路由器的信道选择方法的流程示意图。

本发明目的的实现及其功能、原理将在具体实施方式中结合附图作进一步阐述。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例做进一步说明。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种无线路由器的信道选择方法，用于选择出干扰最小的信道，为手机、电脑和其他无线终端提供高质量的wifi网络。该方法主要包括以下步骤：

S1：扫描周边的wifi信号，返回扫描结果。该扫描结果包括信道，噪声、信道占用时间、信号强度和AP(无线接入点)数量。

S2：对上述扫描结果进行量化处理，以将上述噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量转换成标准化数据。

S3：对信道进行评分，根据预定算法分别计算单信道得分和重叠信道得分。

S4：将评分最低的信道设为目的信道。

步骤S2具体包括：

S21：根据所有wifi信号构建一个不大于100的相对值指标；

S22：根据从各信道扫描并返回的扫描结果，使相应信道内的噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量的值均调整为0-100之间的数值。

由于扫描结果中的各项指标均为相对值，因此，该值的大小仅反映信道的干扰大小，不代表干扰的数值。换言之，数值越大，代表干扰越大，反之，数量越小，干扰则越小。

上述数值调整出来之后，进入步骤S3，对信道进行评分，具体来说，是根据预定算法分别计算单信道得分和重叠信道得分。

其中，在计算单信道得分时，按以下方式分配各项指标的权重：

噪声权重为0.3，信道占用时间权重为0.3，信号强度权重为0.2，AP数量权重为0.2。则单信道得分为各项分值与权重乘积的总和，即

S₀＝噪声*0.3+信道占用时间*0.3+信号强度*0.2+AP数量*0.2；

在计算重叠信道得分时，按以下方式分配权重：

同频信道为0.5，邻频重叠5MHZ(简称“邻频1”)为1，邻频重叠10MHZ(简称“邻频2”)为0.8，邻频重叠15MHZ(简称“邻频3”)为0.5，重叠信道得分为各项分值与权重乘积的总和，即

S₂＝同频信道*0.5+邻频1*1+邻频2*1+邻频3*1

上述权重比例是发明人经过大量实验测量结果得出的结论，能够非常真实地反映干扰的大小。

步骤S3还包括：

若无线终端未连接wifi，则按照以下算法计算信道得分：S＝S₀+S₂；

若无线终端已连接wifi，按照以下算法计算信道得分：S＝S₀+S₁*0.5+S₂；

其中，S为信道总得分，S₀为单信道得分；S₁为当前信道的干扰得分；S₂为重叠信道得分。

可以看出，当无线终端已连接wifi时，信道得分会变大，这是因为，除非发现干扰更小的信道，否则就没有必要切换新的信道。对此，本实施例引入无线终端一侧的实时状态检测程序，通过对当前信道进行干扰评分，从而在一定程度上反映出用户侧的干扰情况，具体如下：

周期性计算当前wifi网络的吞吐量、无线报文发送失败告警次数、重传率和RSSI数据；

对上述数据进行标准化数据处理，使所述wifi网络的吞吐量和无线报文发送失败告警次数的值调整为0-1000之间的数值；使重传率的值调整为0-100％之间的数值；

则S₁＝(FA+重传率*1000+RSSI*10)/(吞吐量*3)；

其中，FA为无线报文发送失败告警次数，RSSI为接收信号的强度指示，且0<RSSI<100。吞吐量越大，说明干扰越小；RSSI越大，说明干扰越大。

至此，可以计算出待选信道的评分：S＝S₀+S₁*0.5+S₂。

然后，将评分最低的信道判定为干扰最小的信道，并将其设为目的信道。

可见，本实施例通过综合分析无线路由器侧和无线终端侧的干扰情况选择出真实的干扰最小的信道，供无线终端连接使用，使用户能够享受到高质量的wifi网络和上网体验。

实施例二：

参照图2所示，本实施例提供一种无线路由器的信道选择方法，该方法用于当无线终端已与无线路由器连接时，如何选择出干扰最小的信道，并且如何进行信道重选。该方法主要包括以下步骤：

STP1：扫描周边的wifi信号，返回扫描结果，所述扫描结果包括信道、噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量；

STP2：对所述扫描结果进行量化处理，以将所述噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量转换成标准化数据；

STP3：对信道进行评分，根据预定算法分别计算单信道得分和重叠信道得分；

STP4：对当前所使用的信道进行干扰得分评估；

STP5：根据干扰得分评估结果判断是否需要进行信道重选；

STP6：若是，切换到目的信道；

STP7：在预定时间内重复以上步骤。

本实施例与实施例一不同之处主要在于，在对信道进行评分后，还会根据干扰得分评估结果判断是否需要进行信道重选，该步骤具体包括：

判断FA(无线报文发送失败告警次数)是否大于500且重传率大于20％，若是，判断吞吐量是否小于1Mbps；否则，对当前所使用的信道进行周期性的干扰得分评估；

若吞吐量小于1Mbps或wifi网络断开，则将该信道标记为干扰信道，并判定为需要进行信道重选，否则，返回上一步骤。

本实施例将FA的阈值设定为500(中间值)，将重传率的阈值设定为20％，在FA和重传率均超出阈值时，表示网络质量不佳，进入到吞吐量检测环节。

如果吞吐量也小于1Mbps，或者wifi网络断开，表示该信道已断网或者接近断网，代表该信道的网络质量极差，需要更换信道，进入步骤STP6，并且将该信道标记为干扰信道，以便在下次对该信道进行评分时，加上该干扰信道的评分，使之评分较高，尽量排除在优选清单的行列外。

如果FA或重传率未超出阈值，表示当前网络质量尚佳，无需进行网络重连，此时可以转入周期性检测环节，循环检测无线终端的FA和重传率。

如果FA和重传率均超出阈值，但吞吐量不小于1Mbps，表示当前网络虽然不稳定，但网速尚可，则判定为不需要进行信道重选，此时可以返回到上一步骤，即循环检测当前所使用的信道的吞吐量。

本实施例的步骤STP7用于周期性循环检测wifi信道，在当无线终端需要进行信道重选时可以随时选择出干扰最小的信道，供无线终端连接使用，以便用户随时可以连接到最佳的wifi网络，有效地提升用户的上网体验。

综上所述，本发明采用扫描周边的wifi信号的方式得到各信道的噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量等信息，通过特定算法对各信道进行评分，并将得分最低的信道判定为干扰最小的信道，用于与无线终端连接。在无线终端连接wifi后，还对当前所使用的信道进行评分，并根据特定的评分和判定机制判断是否存在更优的信道，从而决定是否需要切换信道，使无线终端始终能连接到干扰最小的wifi网络。本发明通过综合判断AP端和无线终端两侧的干扰，不仅可以选择出真正干扰小的信道，以显著提高wifi网络的连接质量，改善用户的上网体验，而且不需要增加硬件，从而降低了产品的成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线路由器的信道选择方法，用于选择出干扰最小的信道，其特征在于，所述方法包括步骤：

扫描周边的wifi信号，返回扫描结果，所述扫描结果包括信道、噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量；

对所述扫描结果进行量化处理，以将所述噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量转换成标准化数据；

对信道进行评分，根据预定算法分别计算单信道得分和重叠信道得分；

对当前所使用的信道进行干扰得分评估；

根据干扰得分评估结果判断是否需要进行信道重选；若是，切换到目的信道；

在预定时间内重复以上步骤。

2.如权利要求1所述的信道选择方法，其特征在于，所述将信道、噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量转换成标准化数据的步骤具体包括：

根据所有wifi信号构建一个不大于100的相对值指标；

根据从各信道扫描并返回的扫描结果，使相应信道内的噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量的值均调整为0-100之间的数值。

3.如权利要求2所述的信道选择方法，其特征在于，所述对信道进行评分的步骤具体包括：

在计算单信道得分时，按以下方式分配权重：

噪声权重为0.3，信道占用时间权重为0.3，信号强度权重为0.2，AP数量权重为0.2；单信道得分为各项分值与权重乘积的总和；

在计算重叠信道得分时，按以下方式分配权重：

同频信道为0.5，邻频重叠5MHZ为1，邻频重叠10MHZ为0.8，邻频重叠15MHZ为0.5，则重叠信道得分为各项分值与权重乘积的总和。

4.如权利要求3所述的信道选择方法，其特征在于，所述对信道进行评分的步骤还包括：

对干扰信道进行标记，并对标记的信道进行评分。

5.如权利要求4所述的信道选择方法，其特征在于，所述对当前所使用的信道进行干扰得分评估的步骤具体包括：

周期性计算当前wifi网络的吞吐量、无线报文发送失败告警次数、重传率和RSSI数据；

对上述数据进行标准化数据处理，使所述wifi网络的吞吐量和无线报文发送失败告警次数的值调整为0-1000之间的数值；使重传率的值调整为0-100％之间的数值；

根据以下算法计算当前信道的干扰得分：

S₁＝(FA+重传率*1000+RSSI*10)/(吞吐量*3)；

其中，S1为当前信道的干扰得分，FA为无线报文发送失败告警次数，RSSI为接收信号的强度指示，且0<RSSI<100。

6.如权利要求4所述的信道选择方法，其特征在于，所述对信道进行评分的步骤具体包括：

按照以下算法计算信道得分：S＝S₀+S₁*0.5+S₂；

其中，S为信道总得分，S₀为单信道得分；S₁为当前信道的干扰得分；S₂为重叠信道得分。

7.如权利要求5所述的信道选择方法，其特征在于，所述根据干扰得分评估结果判断是否需要进行信道重选的步骤具体包括：

判断FA是否大于500且重传率大于20％，若是，判断吞吐量是否小于1Mbps；否则，对当前所使用的信道进行周期性的干扰得分评估；

若吞吐量小于1Mbps或wifi网络断开，则将该信道标记为干扰信道，并判定为需要进行信道重选，否则，返回上一步骤。

8.一种无线路由器的信道选择方法，用于选择出干扰最小的信道，其特征在于，所述方法包括步骤：

扫描周边的wifi信号，返回扫描结果，所述扫描结果包括信道、噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量；

对所述扫描结果进行量化处理，以将所述噪声、信道占用时间、信号强度和AP数量转换成标准化数据；

对信道进行评分，根据预定算法分别计算单信道得分和重叠信道得分；

将评分最低的信道设为目的信道。

9.如权利要求8所述的信道选择方法，其特征在于，所述对信道进行评分的步骤具体包括：

若无线终端未连接wifi，按照以下算法计算信道得分：S＝S₀+S₂；

若无线终端已连接wifi，按照以下算法计算信道得分：S＝S₀+S₁*0.5+S₂；

其中，S为信道总得分，S₀为单信道得分；S₁为当前信道的干扰得分；S₂为重叠信道得分。

10.如权利要求9所述的信道选择方法，其特征在于，所述对信道进行评分的步骤具体包括：

在计算单信道得分时，按以下方式分配权重：

噪声权重为0.3，信道占用时间权重为0.3，信号强度权重为0.2，AP数量权重为0.2；单信道得分为各项分值与权重乘积的总和；

在计算重叠信道得分时，按以下方式分配权重：

同频信道为0.5，邻频重叠5MHZ为1，邻频重叠10MHZ为0.8，邻频重叠15MHZ为0.5，重叠信道得分为各项分值与权重乘积的总和；

按照以下算法计算当前信道的干扰得分：

周期性计算当前wifi网络的吞吐量、无线报文发送失败告警次数、重传率和RSSI数据；

对上述数据进行标准化数据处理，使所述wifi网络的吞吐量和无线报文发送失败告警次数的值调整为0-1000之间的数值；使重传率的值调整为0-100％之间的数值；

则S₁＝(FA+重传率*1000+RSSI*10)/(吞吐量*3)；

其中，FA为无线报文发送失败告警次数，RSSI为接收信号的强度指示，且0<RSSI<100。

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