CN114339778A - 网络管理方法以及相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种网络管理方法以及相关装置,应用于WiFi网络,以实现对AP连接的STA的管理和规划可以减少用户设备之间的干扰,从而提升网络传输的性能。本申请实施例方法包括:第一通信装置获取第一信道参数信息,所述第一信道参数信息包括第一网络中的第一AP与所述第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;所述第一通信装置根据所述第一信道参数信息对所述第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,所述第一STA包括所述第一AP的信号覆盖范围内的STA中的部分或全部STA;所述第一通信装置发送所述多个分组的分组结果,所述分组结果用于指示所述多个分组中每个分组包括的AP和STA。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种网络管理方法以及相关装置。
背景技术
随着无线高保真(wireless fidelity,WiFi)技术的普及和应用需求的不断增长,未来的WiFi网络需要部署大量的无线接入点(accesspoint,AP)设备,以服务大量的接入用户。急剧增长的AP和用户密度使得设备之间的无线信号干扰问题越来越突出。如果没有适当的管理措施,信号干扰会导致较高的包错误率,并导致被干扰的设备无法接入信道,从而限制了网络的并发传输量。
目前,AP采用最小拥塞信道扫描(leastcongested channel scan,LCCS)技术周期性地扫描正交信道,确定每个信道的连接情况,并将该AP配置到具有最少AP连接数的信道上。
由上述方案可知,LCCS技术中AP只依据AP的测量信息进行信道分配,或者说是在固定AP与站点(Station,STA)连接的情况下,通过AP调整AP接入的信道来降低干扰。但是,对于AP与STA之间连接并未做相应的规划和管理,导致AP各自服务的用户之间仍存在较大的信号干扰,导致网络传输性能较低。
发明内容
本申请实施例提供了一种网络管理方法以及相关装置,用于实现对AP连接的STA的管理和规划可以减少用户设备之间的干扰,从而提升网络传输的性能。
本申请实施例第一方面提供一种网络管理方法,该网络管理方法包括:
第一通信装置获取第一信道参数信息,该第一信道参数信息包括第一网络中的第一AP与该第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;然后,第一通信装置根据该第一信道参数信息对该第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,该第一STA包括该第一AP的信号覆盖范围内的STA中的部分或全部STA;该第一通信装置发送该多个分组的分组结果,该分组结果用于指示该多个分组中每个分组包括的AP和STA。
本实施例中,第一通信装置根据第一信道参数信息对第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,并发送该多个分组的分组结果,这样AP或STA接收该分组结果,可以结合自身所属分组调整连接,从而实现对AP连接的STA的管理和规划。由于该多个分组是第一通信装置根据第一信道参数信息划分的,因此,通过本申请实施例的方案实现对AP连接的STA的管理和规划可以减少用户设备之间的干扰,从而提升网络传输的性能。
一种可能的实现方式中,该第一通信装置为服务器,该第一AP包括第一网络的所有AP,该第一STA包括该第一网络的所有STA;第一通信装置获取第一信道参数信息,包括:该服务器接收控制设备发送的所述第一信道参数信息,该第一信道参数信息包括该第一网络的所有AP中每个AP与该每个AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息,该第一网络为该控制设备控制的网络;该第一通信装置发送该多个分组的分组结果,包括:该服务器向该控制设备发送该多个分组的分组结果。
在该可能的实现方式中,采用集中式的网络管理系统,该集中式的网络管理系统包括控制设备和服务器。通过该集中式的网络管理系统中服务器实现对该第一网络中的所有AP和所有STA的分组,并向控制设备发送该多个分组的分组结果,再由控制设备对第一网络中的AP连接的STA进行管理和规划。
另一种可能的实现方式中,该第一信道参数信息包括信道矩阵W,该信道矩阵W为K行乘以L列的矩阵,K为该第一网络包括的STA数目,L为该第一网络包括的AP数目,该信道矩阵wij为第i个STA与第j个AP之间的信道增益,i为大于或等于1且小于或等于K的整数,j为大于或等于1且小于或等于L的整数;该第一通信装置根据该第一信道参数信息对该第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,包括:该服务器根据该信道矩阵W计算得到第一中间矩阵D,该第一中间矩阵D1为K行乘以K列的矩阵,D1的主对角线上的元素ai为该第一网络中的第i个STA分别与该第一网络中的所有AP之间的信道增益之和,D1的非对角线上的元素均为零;D2为L行乘以L列的矩阵,D2的主对角线上的元素bj为该第一网络中的第j个AP分别与该第一网络中的所有STA之间的信道增益之和,0K×L为K行乘以L列的矩阵,0K×L中的元素均为零,0L×K为L行乘以K列的矩阵,0L×K中的元素均为零;该服务器根据该信道矩阵W和该第一中间矩阵D确定第二中间矩阵,该第二中间矩阵中的每个行向量对应一个网络节点,该网络节点为该第一网络中的STA或AP;该服务器根据聚类算法对该第二中间矩阵的行向量进行聚类,得到第一聚类结果,该第一聚类结果包括多个簇的行向量,该多个簇中的一个簇对应该多个分组中的一个分组;该服务器根据该多个簇的行向量确定该多个分组分别包括的网络节点。
在该可能的实现方式中,提供第一信道参数信息的具体内容,以及该服务器对第一网络的所有AP和所有STA进行分组的分组过程。具体通过聚类的方式对第一网络的网络节点进行划分分组,实现对第一网络的所有AP和所有STA的分组,提升方案的可行性。
另一种可能的实现方式中,该信道矩阵W为带权二分图的边权矩阵W,该带权二分图包括第一类型顶点和第二类型顶点,该第一类型顶点表示该第一网络中的STA,该第二类型顶点表示该第一网络中的AP,该边权矩阵W的元素为该带权二分图的边权,该带权二分图的边权为该第一网络中的STA与AP之间的信道增益,该第一中间矩阵为该带权二分图的度矩阵。
在该可能的实现方式中,第一信道参数信息通过带权二分图的边权矩阵来表示,这样服务器可以结合图谱的方法和谱聚类的方式对第一网络的所有AP和所有STA进行分组,这样得到的多个分组中每个分组对应形成的子网络之间的信号干扰程度较小,子网络内的有效强度较大。
另一种可能的实现方式中,该服务器根据该信道矩阵W和该第一中间矩阵D确定第二中间矩阵,包括:该服务器根据该信道矩阵W和该第一中间矩阵D确定第三中间矩阵R,WT为W的转置;该服务器对该第三中间矩阵R进行奇异值分解,得到该第三中间矩阵R的左奇异矩阵和该第三中间矩阵R的右奇异矩阵;其中,该第三中间矩阵R=UΣVT,该Σ为对角矩阵,该VT为该右奇异矩阵V的转置;该对角矩阵Σ的第r列向量上对应的主对角线元素为该左奇异矩阵U的第r列向量对应的奇异值,该对角矩阵Σ的第r列向量上对应的主对角线元素为右奇异矩阵V的第r列向量对应的奇异值,r为大于或等于1且小于或等于min(K,L)的整数,min(K,L)指取K和L中最小值;该服务器按照该对角矩阵Σ中的奇异值大小顺序从大到小从该左奇异矩阵U中选取对应的M个列向量,得到第四中间矩阵UM,以及按照该对角矩阵Σ中的奇异值大小顺序从大到小从该右奇异矩阵V中选取对应M个列向量,得到第五中间矩阵VM,M为大于或等于log2(K+L)且小于或等于min(K,L)的整数,log2(K+L)指以2为底数对K+L求对数;该服务器根据该第四中间矩阵、该第五中间矩阵和该第一中间矩阵计算得到该第二中间矩阵Z,该
在该可能的实现方式中,示出了服务器确定第二中间矩阵Z的具体过程,服务器按照奇异值大小从该左奇异矩阵U中选取的M个列向量和从右奇异矩阵V中的M个列向量中包含更多表征该带权二分图的特征信息,服务器通过谱聚类的方式对第二中间矩阵Z进行聚类,从而实现服务器对第一网络中的STA和AP的分组效果较好。例如,对于各个分组内的AP和STA形成的子网络内的有效信号强度总和较大,且该子网络内与子网络外的网络节点(AP或STA)之间的信号干扰强度较低。
另一种可能的实现方式中,该第一通信装置根据聚类算法对该第二中间矩阵的行向量进行聚类,得到第一聚类结果,包括:该服务器根据聚类算法对该第二中间矩阵包括的K+L个行向量进行聚类,得到多个簇的行向量,该多个簇中的一个簇对应该多个分组中的一个分组;该服务器根据该多个簇的行向量确定该多个分组分别包括的网络节点,包括:该服务器将多个簇的行向量中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
在该可能的实现方式中,服务器根据聚类算法对第二中间矩阵的行向量进行聚类,以得到每个簇包括的行向量,再结合每个行向量对应的网络节点确定每个分组包括的网络节点,实现对该第一网络的所有AP和所有STA的分组。
另一种可能的实现方式中,该第一通信装置为该第一AP,该第一STA包括该第一AP的信号覆盖范围内与该第一AP已建立连接的STA;该方法还包括:该第一AP根据该第一AP所属的分组调整该第一AP连接的STA。
在该可能的实现方式中,采用分布式的网络管理系统,通过该分布式的网络管理系统中的第一AP对第一AP和第一AP连接的STA进行分组,再由第一AP调整该第一AP连接的STA,实现对第一AP连接的STA的连接管理和规划,减少用户设备之间的干扰,从而提升网络传输的性能。
另一种可能的实现方式中,该第一AP为该第一网络中的第p个AP,该第一信道参数信息包括信道矩阵W的第p个列向量,该信道矩阵wij为第i个STA与第j个AP之间的信道增益,i为大于或等于1且小于或等于K的整数,j为大于或等于1且小于或等于L的整数,p为小于或等于所述L的整数,L为第一网络包括的AP数目,K为第一网络包括的STA数目;该第一通信装置根据该第一信道参数信息对该第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,包括:该第一AP根据该信道矩阵W的第p个列向量计算得到第一中间矩阵D的第p+K个主对角线元素bp;
其中,该第一中间矩阵该D1为K行乘以K列的矩阵,该 D1的主对角线上的元素ai为第一网络中的第i个STA与第一网络中的所有AP之间的信道增益之和,D1的非对角线上的元素均为零;D2为L行乘以L列的矩阵,D2的主对角线上的元素bj为第一网络中的第j个AP与第一网络中的所有STA之间的信道增益之和,0K×L为乘以L列的矩阵,0K×L中的元素均为零,0L×K为L行乘以K列的矩阵,0L×K中的元素均为零;
该第一AP获取该第一中间矩阵D的前K个主对角线元素;
该第一AP根据该信道矩阵W的第p个列向量、该第一中间矩阵D的第p+K主对角线元素bp和该第一中间矩阵D中的前K个主对角线元素确定第六中间矩阵Q的前K行向量和第K+p行向量,该第六中间矩阵Q的每个行向量对应一个网络节点,该网络节点为该第一网络中的AP或STA,该第六中间矩阵Q的第i个行向量为第i个STA对应的行向量,该第六中间矩阵Q的第K+j个行向量为第j个AP对应的行向量;该第一AP根据聚类算法对目标行向量进行聚类,得到第二聚类结果;其中,该目标行向量包括与所述第一AP对应的所述第K+p行向量以及所述第六中间矩阵Q的前K个行向量中与所述第一STA对应的行向量,该第二聚类结果包括多个簇的行向量,该多个簇中一个簇对应该多个分组的一个分组;该第一AP根据该多个簇的行向量确定该多个分组分别包括的网络节点。
在该实现方式中,示出了分布式的网络管理系统中,第一AP对第一AP和第一AP连接的STA进行分组的分组过程,为方案的实现提供具体的实现方式,提升了方案的可行性和多样性。
另一种可能的实现方式中,该第一AP根据该信道矩阵W的第p个行向量、该第一中间矩阵D的第p+K主对角线元素bp和该第一中间矩阵D中的前K个主对角线元素确定第六中间矩阵Q的前K行向量和第K+p行向量,包括:
该第一AP根据随机梯度下降算法和所述第三中间矩阵R的第p个行向量确定第一矩阵XM的p个行向量和第二矩阵YM,该第一矩阵XM与第三矩阵的近似度大于或等于第一预设阈值,该第二矩阵YM与第四矩阵的近似度大于或等于第二预设阈值;
其中,该第三矩阵为从该第三中间矩阵R经过奇异值分解得到的左奇异矩阵选取的M个列向量得到的矩阵,该左奇异矩阵中的每个列向量都有对应的奇异值,该第三矩阵的M个列向量为从该左奇异矩阵中按照奇异值大小顺序从大到小选取的M个列向量;
该第四矩阵为从该第三中间矩阵R经过奇异值分解得到的右奇异矩阵中选取的M个列向量得到的矩阵,该右奇异矩阵中的每个列向量都有对应的奇异值,该第四矩阵的M个列向量为从该右奇异矩阵中按照奇异值大小顺序从大到小选取的M个列向量;
该M为大于或等于log2(K+L)且小于或等于min(K,L)的整数,该log2(K+L)指以2为底数对K+L求对数,该min(K,L)指取K和L中的最小值;
在该可能的实现方式中,提供了第一AP确定第六中间矩阵Q的前K行向量和第K+p行向量的具体实现过程,由于第六中间矩阵Q的前K行向量分别对应第一网络的STA和第K+p行向量对应第一AP,这样便于后续第一AP对第一AP和第一AP连接的STA所对应的行向量进行聚类,以实现对第一AP对第一AP和第一AP连接的STA的分组。
另一种可能的实现方式中,该第一AP根据聚类算法对目标行向量进行聚类,得到第二聚类结果,包括:该第一AP根据第一随机种子生成第一聚类中心,该第一聚类中心包括该多个簇分别对应的聚类中心,每个簇对应一个聚类中心;该第一AP根据该第一聚类中心确定该目标行向量中的每个行向量所属的簇,得到该多个簇中每个簇包括的行向量;该第一AP根据该多个簇的行向量确定该多个分组分别包括的网络节点,包括:当满足第一预设条件时,该第一AP将该多个簇中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
在该可能的实现方式中,提供第一AP根据聚类算法对目标行向量的聚类过程,提升了方案的可实现性。
另一种可能的实现方式中,当不满足该第一预设条件时,该方法还包括:
该第一AP根据gossip协议计算该多个簇中每个簇的行向量对应的第一平均向量;该第一AP将该多个簇中每个簇的行向量的第一平均向量分别作为该多个簇分别对应的聚类中心,得到第二聚类中心;该第一AP根据该第二聚类中心确定该目标行向量中的每个行向量所属的簇;当满足该第二预设条件时,该第一AP将该多个簇中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
在该可能的实现方式中,提供了不满足第一预设条件时,第一AP再次根据聚类算法对目标行向量的聚类,以实现对第一AP和第一AP连接的STA的分组。
另一种可能的实现方式中,该第一预设条件包括:
该多个分组分别对应的簇的聚类中心的更新次数大于或等于第三预设阈值。
在该可能的实现方式中,该第一预设条件可以设置为上述聚类的迭代次数,即多个簇分别对应的聚类中心的更新次数。
另一种可能的实现方式中,该第一预设条件包括:
第一收敛精度小于或等于预设的收敛精度;
其中,该第一收敛精度为第一差值的绝对值与所述第一全局误差的比值,第一差值为第一全局误差与预设的初始化误差的差值;
该第一全局误差为该第一网络中的所有AP分别计算得到的第一局部误差的和;
该第一AP的第一局部误差包括该第一AP确定的该多个簇每个簇对应的误差的和;
该每个簇对应的误差为该每个簇包括的行向量分别与该每个簇对应的第一平均向量之间的误差的和,该每个簇对应的第一平均向量为该第一AP根据流言协议(gossipprotocol)计算得到的。
在该可能的实现方式中,提供了另一种第一预设条件,由于第一AP没有第一网络的全局干扰信息,因此第一AP可以通过gossip协议获取其他AP的第一局部误差,并通过所有AP的第一局部误差确定第一全局误差,并根据第一全局误差和预设的初始化误差确定第一收敛精度,即第一收敛精度等于该第一全局误差与预设的初始化误差的差值的绝对值。第一AP再将该第一收敛精度与预设的收敛精度对比,如果小于或等于该预设的收敛精度,则第一AP可以确定对目标行向量的聚类迭代达到收敛程度,使得第一AP根据多个簇的行向量划分该多个分组,这样使得多个分组中每个分组对应形成的子网络之间的信号干扰程度较小,子网络内的有效强度较大。
另一种可能的实现方式中,该第一AP根据该第一AP所属的分组调整该第一AP连接的STA,包括:该第一AP发送该第一AP所属的分组的信息,该第一AP所属的分组的信息用于该第一网络中的STA判断是否接入第一AP。
在该可能的实现方式中,提供了一种第一AP根据该第一AP所属的分组调整第一AP连接的STA的具体调整方式。即由STA根据接收到的第一AP所属的分组的信息来确定是否连接该第一AP,从而实现对第一AP连接的STA的连接管理和规划。
另一种可能的实现方式中,该第一AP所属的分组的信息包括该第一AP所属的分组的第一分组编号;该第一AP发送该第一AP所属的分组的信息,包括:该第一AP发送第一信标帧,该第一信标帧携带该第一分组编号。
在该可能的实现方式中,提供了第一AP通过该第一AP的信标帧携带该第一AP所属的分组的分组编号的方式,以便于第一网络的STA通过该信标帧确定是否连接该第一AP。
另一种可能的实现方式中,该第一AP根据该第一AP所属的分组调整该第一AP连接的STA,包括:
该第一AP判断与该第一AP已建立连接的第二STA是否属于同一分组;
若是,则该第一AP保持为所述第二STA提供服务;
若否,则该第一AP确定该第二STA所属的分组,并向第三AP发送第一指示信息;
该第一指示信息用于指示该第三AP为该第二STA提供服务,该第三AP与该第二STA属于同一分组。
在该可能的实现方式中,提供了第一AP根据该第一AP所属的分组调整该第一AP连接的STA的另一种实现方式,第一AP通过判断与第一AP已建立连接的第二STA是否属于同一分组,如果不属于,则第一AP可以向与该第二STA属于同一分组的第三AP发送指示信息,由该第三AP为该第二STA提供服务,从而实现对第一AP连接的STA的连接管理和规划。并且,该实现方式对STA是透明的,STA不感知,这样可以避免对STA的改进。
另一种可能的实现方式中,该方法还包括:该第一AP接收第四AP发送的第一分组信息,该第一分组信息包括该第四AP所属的分组信息和该第四AP的标识,该第四AP包括该第一网络中除该第一AP之外的AP;该第一AP根据该第一分组信息确定第五AP与该第一AP属于同一分组,该第五AP为该第四AP中的部分AP;该第一AP根据该第五AP的标识、该第一AP的标识和预设的AP优先级规则判断该第一AP的优先级是否高于该第五AP的优先级;若该第一AP的优先级高于该第五AP的优先级,则该第一AP通过扫描信道选择第一信道,并将该第一AP接入的信道调整为该第一信道;该第一AP向该第五AP发送第一信道分配信息,该第一信道分配信息用于指示该第五AP接入该第一信道。
在该可能的实现方式中,提供了在分布式的网络管理系统中,同一分组内由第一AP分配信息,并通知同一分组内的多个AP的信道分配信息的过程,从而实现多AP联合传输,以提高网络吞吐量和网络传输性能。
另一种可能的实现方式中,若该第一AP的优先级低于该第五AP的优先级,该方法还包括:该第一AP接收第六AP发送第二信道分配信息,该第二信道分配信息为该第六AP选择的第二信道的信息,该第六AP为该第五AP中优先级最高的AP;该第一AP根据该第二信道分配信息将该第一AP接入的信道调整为该第二信道。
在该可能的实现方式中,提供了在分布式的网络管理系统中,同一分组内由其他AP选择信道并通知该第一AP该信道分配信息的过程,以便于第一AP调整接入的信道,从而实现多AP联合传输,以提高网络吞吐量和网络传输性能。
本申请实施例第二方面提供一种网络管理方法,该网络管理方法包括:
控制设备向服务器发送第一信道参数信息,该第一信道参数信息包括第一网络的所有AP中每个AP与该每个AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息,该第一网络为该控制设备控制的网络;该控制设备接收服务器多个分组的分组结果,该多个分组包括该第一网络中的所有STA和所有AP;该控制设备根据该分组结果确定该多个分组中每个分组包括的AP和STA;该控制设备发送第二分组信息,该第二分组信息包括该第一网络的AP分别所属的分组的信息和该第一网络的STA分别所属的分组的信息。
本实施例中,在集中式的网络管理系统,控制设备收集有该第一网络中的全局干扰信息,并上报给服务器,再接收服务器发送的多个分组的分组结果,然后由控制设备发送多个分组的分组信息,以便于第一网络的AP根据分组信息调整连接的STA,从而实现对AP连接的STA的管理和规划。由于该多个分组是服务器根据第一信道参数信息划分的,因此,通过本申请实施例的方案实现对AP连接的STA的管理和规划可以减少用户设备之间的干扰,从而提升网络传输的性能。
另一种可能的实现方式中,该方法还包括:该控制设备为该多个分组中同一分组的AP分配相同的信道;该控制设备发送第二分组信息,包括:该控制设备发送该第二分组信息,该第二分组信息包括该多个分组分别对应的信道分配信息。
在该可能的实现方式中,该控制设备可以进一步为同一分组内的AP分配相同的信道,以便于同一分组内的AP接入同一信道,从而实现多AP联合传输,提高网络吞吐量和网络传输性能。
另一种可能的实现方式中,该控制设备为该多个分组中同一分组的AP分配相同的信道,包括:该控制设备根据该第一信道参数信息为该多个分组中每个分组的AP分配相应的信道,其中,该控制设备为同一分组的AP分配的信道相同。
在该可能的实现方式中,该控制设备可以结合第一信道参数信息为同一分组内的AP分配信道,以使得分配的信道符合当前信道状态,从而提高网络传输性能。
本申请实施例第三方面提供一种网络管理方法,该网络管理方法包括:
第二AP向控制设备发送第二信道参数信息,该第二信道参数信息包括该第二AP与该第二AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;该第二AP接收该控制设备发送的第二分组信息,该第二分组信息包括该第一网络的AP分别所属的分组的信息和该第一网络的STA分别所属的分组的信息;该第二AP根据该第二分组信息确定该第二AP所属的分组;该第二AP根据该第二AP所属的分组调整该第二AP连接的STA。
本实施例中,该第二AP获取第二信道参数信息,并发送给控制设备;然后,控制设备向该第二AP发送第二分组信息,第二AP根据该第二分组信息调整该第二AP连接的STA,从而实现第二AP对第二AP连接的STA的连接管理和规划。并且,由于该多个分组是服务器根据第一信道参数信息划分的,因此,通过本申请实施例的方案实现对AP连接的STA的管理和规划可以减少用户设备之间的干扰,从而提升网络传输的性能。
一种可能的实现方式中,该第二分组信息还包括第三信道分配信息,该第三信道分配信息包括该控制设备为该第二AP分配的第三信道的信息;该方法还包括:
该第二AP根据该第三信道分配信息将第二AP接入的信道调整为该第三信道。
在该可能的实现方式中,该第二AP可以根据控制设备分配的第三信道的信息调整该第二AP接入的信道,从而实现同一分组内的多个AP接入同一信道,以实现多AP联合传输,提高网络吞吐量。
另一种可能的实现方式中,该第二AP根据该第二AP所属的分组调整该第二AP连接的STA,包括:该第二AP发送该第二AP所属的分组的信息,该第二AP所属的分组的信息用于指示第一网络中的STA判断是否接入该第二AP,该第一网络为该控制设备控制的网络。
在该可能的实现方式中,提供了一种第二AP调整该第二AP连接的STA的管理和规划。
另一种可能的实现方式中,该第二AP所属的分组的信息包括该第二AP所属的分组的第二分组编号;该第二AP发送该第二AP所属的分组的信息,包括:
该第二AP发送第二信标帧,该第二信标帧携带该第二分组编号。
在该可能的实现方式中,第二AP可以通过信标帧携带该第二分组编号,以通知该第一网络中的STA和其他AP该第二AP所属的分组,使得同一分组的STA连接到该第二AP上。
另一种可能的实现方式中,该第二AP根据该第二AP所属的分组调整该第二AP连接的STA,包括:该第二AP确定该第二AP所属的分组中包括的STA;该第二AP判断该第二AP和第三STA是否属于同一分组,该第三STA为与该第二AP已建立连接的STA;若是,则该第二AP保持为该第三STA提供服务;若否,则该第二AP根据该第三STA所属的分组确定第七AP,并向该第七AP发送第三指示信息;其中,该第三指示信息用于指示该第七AP为该第三STA提供服务,该第七AP与该第三STA属于同一分组。
在该可能的实现方式中,提供了第二AP根据该第二AP所属的分组调整该第二AP连接的STA的另一种实现方式,第二AP通过判断与第二AP已建立连接的第三STA是否属于同一分组,如果不属于,则第二AP可以向与该第三STA属于同一分组的第七AP发送指示信息,由该第七AP为该第三STA提供服务,从而实现对第二AP连接的STA的连接管理和规划。并且,该实现方式对STA是透明的,STA不感知,这样可以避免对STA的改进。
本申请实施例第四方面提供一种网络管理方法,该网络管理方法包括:
第四STA接收第二AP发送的第二AP所属的分组的信息;然后,第四STA根据第二AP所属的分组的信息确定第二AP与第四STA属于同一分组;该第四STA将其连接的AP调整为该第二AP。
在该可能的实现方式中,该第四STA根据第二AP所属的分组的信息和该第四STA所属的分组确定第二AP与第四STA属于同一分组,并调整该第四STA连接的AP为该第二AP,从而实现对AP连接的STA的连接管理和规划。并且,由于该多个分组是服务器根据第一信道参数信息划分的,因此,通过本申请实施例的方案实现对AP连接的STA的管理和规划可以减少用户设备之间的干扰,从而提升网络传输的性能。
一种可能的实现方式中,该第二AP所属的分组的信息包括该第二AP所属的分组的第二分组编号;该第四STA接收第二AP发送该第二AP所属的分组的信息,包括:
该第四STA接收该第二AP发送的第二信标帧,该第一信标帧携带该第二分组编号;
该第四STA根据该第二分组编号确定该第二AP与该第四STA属于同一分组;
若该第二分组编号与该第四STA所属的分组的分组编号一致,该第四STA确定该第二AP与该第四STA属于同一分组。
在该可能的实现方式中,提供了第四STA通过接收第二AP的第二信标帧来确定第二AP所属的分组的方式,并根据该第二AP所属的分组和第四STA所属的分组确定是否连接该第二AP。
另一种可能的实现方式中,该方法还包括:
该第四STA接收第八AP发送的该第四STA所属的分组的信息,该第八AP为该第四STA调整连接之前所连接的AP。
在该可能的实现方式中,该第四STA先获取该第四STA所属的分组的信息,具体可以与该第四STA属于同一分组的第八AP获取该第四STA所属的分组信息。
本申请实施例第五方面提供一种网络管理系统,该网络管理系统包括服务器、控制设备、第二AP和第四STA;
该第二AP,用于向控制设备发送第二信道参数信息;
该控制设备,用于接收第二AP发送的第二信道参数信息;向服务器发送第一信道参数信息,该第一信道参数信息包括该第一网络的所有AP中每个AP与该每个AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;
该服务器,用于接收控制设备发送的第一信道参数信息;根据该第一信道参数信息对第一网络的所有AP和第一网络的所有STA进行分组,得到多个分组;向控制设备发送该多个分组的分组结果,该分组结果用于指示该多个分组中每个分组包括的AP和STA;
该控制设备,用于接收该多个分组的分组结果;根据该分组结果确定该多个分组中每个分组包括的AP和STA;发送第二分组信息,该第二分组信息包括第一网络的AP分别所属的分组的信息和第一网络的STA分别所属的分组的信息;
该第二AP,还用于根据该第二分组信息确定第二AP所属的分组,并根据该第二AP所属的分组调整该第二AP连接的STA。
一种可能的实现方式中,该第一信道参数信息包括信道矩阵W,该信道矩阵W为K行乘以L列的矩阵,K为该第一网络包括的STA数目,L为该第一网络包括的AP数目,该信道矩阵wij为第i个STA与第j个AP之间的信道增益,i为大于或等于1且小于或等于K的整数,j为大于或等于1且小于或等于L的整数,该服务器具体用于:
根据该信道矩阵W计算得到第一中间矩阵D,该第一中间矩阵D1为K行乘以K列的矩阵,D1的主对角线上的元素ai为该第一网络中的第i个STA分别与该第一网络中的所有AP之间的信道增益之和,D1的非对角线上的元素均为零;D2为L行乘以L列的矩阵,D2的主对角线上的元素bj为该第一网络中的第j个AP分别与该第一网络中的所有STA之间的信道增益之和,0K×L为K行乘以L列的矩阵,0K×L中的元素均为零,0L×K为L行乘以K列的矩阵,0L×K中的元素均为零;根据该信道矩阵W和该第一中间矩阵D确定第二中间矩阵,该第二中间矩阵中的每个行向量对应一个网络节点,该网络节点为该第一网络中的STA或AP;根据聚类算法对该第二中间矩阵的行向量进行聚类,得到第一聚类结果,该第一聚类结果包括多个簇的行向量,该多个簇中的一个簇对应该多个分组中的一个分组;根据该多个簇的行向量确定该多个分组分别包括的网络节点。
另一种可能的实现方式中,该信道矩阵W为带权二分图的边权矩阵W,该带权二分图包括第一类型顶点和第二类型顶点,该第一类型顶点表示该第一网络中的STA,该第二类型顶点表示该第一网络中的AP,该边权矩阵W的元素为该带权二分图的边权,该带权二分图的边权为该第一网络中的STA与AP之间的信道增益,该第一中间矩阵为该带权二分图的度矩阵。
另一种可能的实现方式中,该服务器具体用于:
该服务器根据该信道矩阵W和该第一中间矩阵D确定第三中间矩阵R,WT为W的转置;对该第三中间矩阵R进行奇异值分解,得到该第三中间矩阵R的左奇异矩阵和该第三中间矩阵R的右奇异矩阵;其中,该第三中间矩阵R=UΣVT,该Σ为对角矩阵,该VT为该右奇异矩阵V的转置;该对角矩阵Σ的第r列向量上对应的主对角线元素为该左奇异矩阵U的第r列向量对应的奇异值,该对角矩阵Σ的第r列向量上对应的主对角线元素为右奇异矩阵V的第r列向量对应的奇异值,r为大于或等于1且小于或等于min(K,L)的整数,min(K,L)指取K和L中最小值;按照该对角矩阵Σ中的奇异值大小顺序从大到小从该左奇异矩阵U中选取对应的M个列向量,得到第四中间矩阵UM,以及按照该对角矩阵Σ中的奇异值大小顺序从大到小从该右奇异矩阵V中选取对应M个列向量,得到第五中间矩阵VM,M为大于或等于log2(K+L)且小于或等于min(K,L)的整数,log2(K+L)指以2为底数对K+L求对数;根据该第四中间矩阵、该第五中间矩阵和该第一中间矩阵计算得到该第二中间矩阵Z,该
另一种可能的实现方式中,该服务器具体用于:
将多个簇的行向量中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
另一种可能的实现方式中,该控制设备还用于:
为该多个分组中同一分组的AP分配相同的信道;
该控制设备具体用于:
向第二AP发送该第二分组信息,该第二分组信息包括第三信道分配信息,该第三信道分配信息包括该控制设备为该第二AP分配的第三信道的信息;
该第二AP还用于:
根据该第二分组信息包括的该第三信道分配信息将第二AP接入的信道调整为第三信道。
另一种可能的实现方式中,该控制设备具体用于:
根据该第一信道参数信息为该多个分组中每个分组的AP分配相应的信道,其中,该控制设备为同一分组的AP分配的信道相同。
另一种可能的实现方式中,该控制设备具体用于:
根据该第一信道参数信息为该多个分组中每个分组的AP分配相应的信道,其中,该控制设备为同一分组的AP分配的信道相同。
另一种可能的实现方式中,该第二AP具体用于:
发送该第二AP所属的分组的信息,该第二AP所属的分组的信息用于指示第一网络中的STA判断是否接入该第二AP,该第一网络为该控制设备控制的网络。
该第四STA,用于接收第二AP发送的该第二AP所属的分组的信息;根据第二AP所属的分组的信息确定第二AP与第四STA属于同一分组;将其连接的AP调整为该第二AP。
另一种可能的实现方式中,该第二AP具体用于:
该第二AP发送第二信标帧,该第一信标帧携带该第二AP所属的分组的第二分组编号;
该第四STA具体用于:
根据该第二分组编号确定该第二AP与该第四STA属于同一分组;
若该第二分组编号与该第四STA所属的分组的分组编号一致,确定该第二AP与该第四STA属于同一分组。
另一种可能的实现方式中,该第四STA还用于:
接收第八AP发送的该第四STA所属的分组的信息,该第八AP为该第四STA调整连接之前所连接的AP。
另一种可能的实现方式中,该第二AP具体用于:
确定该第二AP所属的分组中包括的STA;
判断该第二AP和第三STA是否属于同一分组,该第三STA为与该第二AP已建立连接的STA;
若是,则保持为该第三STA提供服务;
若否,则根据该第三STA所属的分组确定第七AP,并向该第七AP发送第三指示信息;其中,该第三指示信息用于指示该第七AP为该第三STA提供服务,该第七AP与该第三STA属于同一分组。
本申请实施例第六方面提供一种网络管理系统,该网络管理系统包括第一AP和第一STA;
该第一AP,用于获取第一信道参数信息,该第一信道参数信息包括第一网络中的第一AP与该第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;根据该第一信道参数信息对该第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,该第一STA包括该第一AP的信号覆盖范围内的且与第一AP已建立连接的STA;发送该多个分组的分组结果,该分组结果用于指示该多个分组中每个分组包括的AP和STA;根据该第一AP所属的分组调整该第一AP连接的STA。
一种可能的实现方式中,该第一AP为该第一网络中的第p个AP,该第一信道参数信息包括信道矩阵W的第p个列向量,该信道矩阵wij为第i个STA与第j个AP之间的信道增益,i为大于或等于1且小于或等于K的整数,j为大于或等于1且小于或等于L的整数,p为小于或等于所述L的整数,L为第一网络包括的AP数目,K为第一网络包括的STA数目;该第一AP具体用于:
根据该信道矩阵W的第p个列向量计算得到第一中间矩阵D的第p+K个主对角线元素bp;
其中,该第一中间矩阵该D1为K行乘以K列的矩阵,该 D1的主对角线上的元素ai为第一网络中的第i个STA与第一网络中的所有AP之间的信道增益之和,D1的非对角线上的元素均为零;D2为L行乘以L列的矩阵,D2的主对角线上的元素bj为第一网络中的第j个AP与第一网络中的所有STA之间的信道增益之和,0K×L为乘以L列的矩阵,0K×L中的元素均为零,0L×K为L行乘以K列的矩阵,0L×K中的元素均为零;
获取该第一中间矩阵D的前K个主对角线元素;
根据该信道矩阵W的第p个列向量、该第一中间矩阵D的第p+K主对角线元素bp和该第一中间矩阵D中的前K个主对角线元素确定第六中间矩阵Q的前K行向量和第K+p行向量,该第六中间矩阵Q的每个行向量对应一个网络节点,该网络节点为该第一网络中的AP或STA,该第六中间矩阵Q的第i个行向量为第i个STA对应的行向量,该第六中间矩阵Q的第K+j个行向量为第j个AP对应的行向量;
根据聚类算法对目标行向量进行聚类,得到第二聚类结果;其中,该目标行向量包括与所述第一AP对应的所述第K+p行向量以及所述第六中间矩阵Q的前K个行向量中与所述第一STA对应的行向量,该第二聚类结果包括多个簇的行向量,该多个簇中一个簇对应该多个分组的一个分组;
根据该多个簇的行向量确定该多个分组分别包括的网络节点。
另一种可能的实现方式中,该第一AP具体用于:
根据随机梯度下降算法和所述第三中间矩阵R的第p个行向量确定第一矩阵XM的p个行向量和第二矩阵YM,该第一矩阵XM与第三矩阵的近似度大于或等于第一预设阈值,该第二矩阵YM与第四矩阵的近似度大于或等于第二预设阈值;
其中,该第三矩阵为从该第三中间矩阵R经过奇异值分解得到的左奇异矩阵选取的M个列向量得到的矩阵,该左奇异矩阵中的每个列向量都有对应的奇异值,该第三矩阵的M个列向量为从该左奇异矩阵中按照奇异值大小顺序从大到小选取的M个列向量;
该第四矩阵为从该第三中间矩阵R经过奇异值分解得到的右奇异矩阵中选取的M个列向量得到的矩阵,该右奇异矩阵中的每个列向量都有对应的奇异值,该第四矩阵的M个列向量为从该右奇异矩阵中按照奇异值大小顺序从大到小选取的M个列向量;
该M为大于或等于log2(K+L)且小于或等于min(K,L)的整数,该log2(K+L)指以2为底数对K+L求对数,该min(K,L)指取K和L中的最小值;
另一种可能的实现方式中,该第一AP具体用于:
根据第一随机种子生成第一聚类中心,该第一聚类中心包括该多个簇分别对应的聚类中心,每个簇对应一个聚类中心;
根据该第一聚类中心确定该目标行向量中的每个行向量所属的簇,得到该多个簇中每个簇包括的行向量;
根据该多个簇的行向量确定该多个分组分别包括的网络节点,包括:当满足第一预设条件时,该第一AP将该多个簇中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
另一种可能的实现方式中,当不满足该第一预设条件时,该第一AP还用于:
根据gossip协议计算该多个簇中每个簇的行向量对应的第一平均向量;
将该多个簇中每个簇的行向量的第一平均向量分别作为该多个簇分别对应的聚类中心,得到第二聚类中心;
根据该第二聚类中心确定该目标行向量中的每个行向量所属的簇;当满足该第二预设条件时,该第一AP将该多个簇中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
另一种可能的实现方式中,该第一预设条件包括:
该多个分组分别对应的簇的聚类中心的更新次数大于或等于第三预设阈值。
另一种可能的实现方式中,该第一预设条件包括:
第一收敛精度小于或等于预设的收敛精度;
其中,该第一收敛精度为第一差值的绝对值与所述第一全局误差的比值,第一差值为第一全局误差与预设的初始化误差的差值;
该第一全局误差为该第一网络中的所有AP分别计算得到的第一局部误差的和;
该第一AP的第一局部误差包括该第一AP确定的该多个簇每个簇对应的误差的和;
该每个簇对应的误差为该每个簇包括的行向量分别与该每个簇对应的第一平均向量之间的误差的和,该每个簇对应的第一平均向量为该第一AP根据gossip协议计算得到的。
另一种可能的实现方式中,该第一AP具体用于:
发送该第一AP所属的分组的信息,该第一AP所属的分组的信息用于该第一网络中的STA判断是否接入第一AP;
该网络管理系统还包括第五STA,该第五STA与第一AP未建立连接;
根据第一AP所属的分组的信息和该第五STA所属的分组确定该第一AP与该第五STA属于同一分组;
所述第五STA将该第五STA连接的AP调整为该第一AP。
另一种可能的实现方式中,该第一AP所属的分组的信息包括该第一AP所属的分组的第一分组编号;该第一AP具体用于:
发送第一信标帧,该第一信标帧携带该第一分组编号;
该第五STA具体用于:
根据该第一信标帧确定该第一AP所属的分组的第一分组编号;
所述第五STA根据所述第一分组编号和所述第五STA所属的分组编号确定该第一AP与该第五STA属于同一分组。
另一种可能的实现方式中,该网络管理系统还包括第二STA;该第一AP具体用于:
判断与该第一AP已建立连接的第二STA是否属于同一分组;
若是,则保持为所述第二STA提供服务;
若否,则确定该第二STA所属的分组,并向第三AP发送第一指示信息;
该第一指示信息用于指示该第三AP为该第二STA提供服务,该第三AP与该第二STA属于同一分组。
另一种可能的实现方式中,该网络管理系统还包括第五AP;该第一AP还用于:
接收第四AP发送的第一分组信息,该第一分组信息包括该第四AP所属的分组信息和该第四AP的标识,该第四AP包括该第一网络中除该第一AP之外的AP;
根据该第一分组信息确定第五AP与该第一AP属于同一分组,该第五AP为该第四AP中的部分AP;该第一AP根据该第五AP的标识、该第一AP的标识和预设的AP优先级规则判断该第一AP的优先级是否高于该第五AP的优先级;
若该第一AP的优先级高于该第五AP的优先级,则通过扫描信道选择第一信道,并将该第一AP接入的信道调整为该第一信道;
向该第五AP发送第一信道分配信息,该第一信道分配信息用于指示该第五AP接入该第一信道;
该第五AP,用于根据第一信道分配信息确定第一信道,并将该第五AP接入的信道调整为该第一信道。
另一种可能的实现方式中,该第一AP还用于:
若该第一AP的优先级低于该第五AP的优先级,接收第六AP发送第二信道分配信息,该第二信道分配信息为该第六AP选择的第二信道的信息,该第六AP为该第五AP中优先级最高的AP;
根据该第二信道分配信息将该第一AP接入的信道调整为该第二信道。
本申请实施例第七方面提供一种第一通信装置,该第一通信装置包括:
收发模块,用于获取第一信道参数信息,该第一信道参数信息包括第一网络中的第一AP与该第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;
分组模块,用于根据该第一信道参数信息对该第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,该第一STA包括该第一AP的信号覆盖范围内的STA中的部分或全部STA;
该收发模块,用于发送该多个分组的分组结果,该分组结果用于指示该多个分组中每个分组包括的AP和STA。
一种可能的实现方式中,该通信装置为服务器,该第一AP包括该第一网络的所有AP,该第一STA包括该第一网络的所有STA;该收发模块具体用于:
接收控制设备发送的该第一信道参数信息,该第一信道参数信息包括该第一网络的所有AP中每个AP与该每个AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息,该第一网络为该控制设备控制的网络;
该收发模块具体用于:
向该控制设备发送该多个分组的分组结果。
另一种可能的实现方式中,该第一信道参数信息包括信道矩阵W,该信道矩阵W为K行乘以L列的矩阵,K为该第一网络包括的STA数目,L为该第一网络包括的AP数目,该信道矩阵wij为第i个STA与第j个AP之间的信道增益,i为大于或等于1且小于或等于K的整数,j为大于或等于1且小于或等于L的整数;
该分组模块具体用于:
根据该信道矩阵W计算得到第一中间矩阵D,该第一中间矩阵D1为K行乘以K列的矩阵,D1的主对角线上的元素ai为该第一网络中的第i个STA分别与该第一网络中的所有AP之间的信道增益之和,D1的非对角线上的元素均为零;D2为L行乘以L列的矩阵,D2的主对角线上的元素bj为该第一网络中的第j个AP分别与该第一网络中的所有STA之间的信道增益之和,0K×L为K行乘以L列的矩阵,0K×L中的元素均为零,0L×K为L行乘以K列的矩阵,0L×K中的元素均为零;
根据该信道矩阵W和该第一中间矩阵D确定第二中间矩阵,该第二中间矩阵中的每个行向量对应一个网络节点,该网络节点为该第一网络中的STA或AP;
根据聚类算法对该第二中间矩阵的行向量进行聚类,得到第一聚类结果,该第一聚类结果包括多个簇的行向量,该多个簇中的一个簇对应该多个分组中的一个分组;
根据该多个簇的行向量确定该多个分组分别包括的网络节点。
另一种可能的实现方式中,该信道矩阵W为带权二分图的边权矩阵W,该带权二分图包括第一类型顶点和第二类型顶点,该第一类型顶点表示该第一网络中的STA,该第二类型顶点表示该第一网络中的AP,该边权矩阵W的元素为该带权二分图的边权,该带权二分图的边权为该第一网络中的STA与AP之间的信道增益,该第一中间矩阵为该带权二分图的度矩阵。
另一种可能的实现方式中,该分组模块具体用于:
对该第三中间矩阵R进行奇异值分解,得到该第三中间矩阵R的左奇异矩阵和该第三中间矩阵R的右奇异矩阵;其中,该第三中间矩阵R=UΣVT,该Σ为对角矩阵,该VT为该右奇异矩阵V的转置;
该对角矩阵Σ的第r列向量上对应的主对角线元素为该左奇异矩阵U的第r列向量对应的奇异值,该对角矩阵Σ的第r列向量上对应的主对角线元素为右奇异矩阵V的第r列向量对应的奇异值,该r为大于或等于1且小于或等于min(K,L)的整数,该min(K,L)指取该K和该L中最小值;
按照该对角矩阵Σ中的奇异值大小顺序从大到小从该左奇异矩阵U中选取对应的M个列向量,得到第四中间矩阵UM,以及按照该对角矩阵Σ中的奇异值大小顺序从大到小从该右奇异矩阵V中选取对应M个列向量,得到第五中间矩阵VM,该M为大于或等于log2(K+L)且小于或等于min(K,L)的整数,该log2(K+L)指以2为底数对K+L求对数;
另一种可能的实现方式中,该分组模块具体用于:
将多个簇的行向量中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
另一种可能的实现方式中,该通信装置为该第一AP,该第一STA包括该第一AP的信号覆盖范围内与该第一AP已建立连接的STA;该第一AP还包括分组管理模块,该分组管理模块用于:
根据该第一AP所属的分组调整该第一AP连接的STA。
另一种可能的实现方式中,该通信装置为该第一网络中的第p个AP,该第一信道参数信息包括信道矩阵W的第p个列向量,该信道矩阵wij为第i个STA与第j个AP之间的信道增益,i为大于或等于1且小于或等于K的整数,j为大于或等于1且小于或等于L的整数,该p为小于或等于该L的整数,该L为该第一网络包括的AP数目,该K为该第一网络包括的STA数目;
该分组模块具体用于:
根据该信道矩阵W的第p个列向量计算得到第一中间矩阵D的第p+K个主对角线元素bp;
其中,该第一中间矩阵该D1为K行乘以K列的矩阵,该 该D1的主对角线上的元素ai为该第一网络中的第i个STA与该第一网络中的所有AP之间的信道增益之和,该D1的非对角线上的元素均为零;该D2为L行乘以L列的矩阵,该该D2的主对角线上的元素bj为该第一网络中的第j个AP与该第一网络中的所有STA之间的信道增益之和,0K×L为乘以L列的矩阵,0K×L中的元素均为零,0L×K为L行乘以K列的矩阵,0L×K中的元素均为零;
获取该第一中间矩阵D的前K个主对角线元素;
根据该信道矩阵W的第p个列向量、该第一中间矩阵D的第p+K主对角线元素bp和该第一中间矩阵D中的前K个主对角线元素确定第六中间矩阵Q的前K行向量和第K+p行向量,该第六中间矩阵Q的每个行向量对应一个网络节点,该网络节点为该第一网络中的AP或STA,该第六中间矩阵Q的第i个行向量为第i个STA对应的行向量,该第六中间矩阵Q的第K+j个行向量为第j个AP对应的行向量;
根据聚类算法对目标行向量进行聚类,得到第二聚类结果;
其中,该目标行向量包括与所述第一AP对应的所述第K+p行向量以及所述第六中间矩阵Q的前K个行向量中与所述第一STA对应的行向量,该第二聚类结果包括多个簇的行向量,该多个簇中一个簇对应该多个分组的一个分组;
根据该多个簇的行向量确定该多个分组分别包括的网络节点。
另一种可能的实现方式中,该分组模块具体用于:
根据随机梯度下降算法和该第三中间矩阵R的第p个行向量确定第一矩阵XM的p个行向量和第二矩阵YM,该第一矩阵XM与第三矩阵的近似度大于或等于第一预设阈值,该第二矩阵YM与第四矩阵的近似度大于或等于第二预设阈值;
其中,该第三矩阵为从该第三中间矩阵R经过奇异值分解得到的左奇异矩阵选取的M个列向量得到的矩阵,该左奇异矩阵中的每个列向量都有对应的奇异值,该第三矩阵的M个列向量为从该左奇异矩阵中按照奇异值大小顺序从大到小选取的M个列向量;
该第四矩阵为从该第三中间矩阵R经过奇异值分解得到的右奇异矩阵中选取的M个列向量得到的矩阵,该右奇异矩阵中的每个列向量都有对应的奇异值,该第四矩阵的M个列向量为从该右奇异矩阵中按照奇异值大小顺序从大到小选取的M个列向量;
该M为大于或等于log2(K+L)且小于或等于min(K,L)的整数,该log2(K+L)指以2为底数对K+L求对数,该min(K,L)指取该K和该L中的最小值;
另一种可能的实现方式中,该分组模块具体用于:
根据第一随机种子生成第一聚类中心,该第一聚类中心包括该多个簇分别对应的聚类中心,每个簇对应一个聚类中心;
根据该第一聚类中心确定该目标行向量中的每个行向量所属的簇,得到该多个簇中每个簇包括的行向量;
当满足第一预设条件时,将该多个簇中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
另一种可能的实现方式中,当不满足该第一预设条件时,该分组模块还用于:
根据gossip协议计算该多个簇中每个簇的行向量对应的第一平均向量;
将该多个簇中每个簇的行向量的第一平均向量分别作为该多个簇分别对应的聚类中心,得到第二聚类中心;
根据该第二聚类中心确定该目标行向量中的每个行向量所属的簇;
当满足该第二预设条件时,将该多个簇中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
另一种可能的实现方式中,该第一预设条件包括:
该多个分组分别对应的簇的聚类中心的更新次数大于或等于第三预设阈值。
另一种可能的实现方式中,该第一预设条件包括:
第一收敛精度小于或等于预设的收敛精度;
其中,该第一收敛精度为第一差值的绝对值与所述第一全局误差的比值,第一差值为第一全局误差与预设的初始化误差的差值;
该第一全局误差为该第一网络中的所有AP分别计算得到的第一局部误差的和;
该第一AP的第一局部误差包括该第一AP确定的该多个簇每个簇对应的误差的和;
该每个簇对应的误差为该每个簇包括的行向量分别与该每个簇对应的第一平均向量之间的误差的和,该每个簇对应的第一平均向量为该第一AP根据流言协议(gossipprotocol)计算得到的。
另一种可能的实现方式中,该分组管理模块通过该收发模块发送该第一AP所属的分组的信息,该第一AP所属的分组的信息用于该第一网络中的STA判断是否接入第一AP。
另一种可能的实现方式中,该第一AP所属的分组的信息包括该第一AP所属的分组的第一分组编号;该分组管理模块通过该收发模块发送第一信标帧,该第一信标帧携带该第一分组编号。
另一种可能的实现方式中,该分组管理模块具体用于:
判断与该第一AP已建立连接的第二STA是否属于同一分组;
若是,则保持为该第二STA提供服务;
若否,则确定该第二STA所属的分组,并向第三AP发送第一指示信息;
该第一指示信息用于指示该第三AP为该第二STA提供服务,该第三AP与该第二STA属于同一分组。
另一种可能的实现方式中,该收发模块还用于:
接收第四AP发送的第一分组信息,该第一分组信息包括该第四AP所属的分组信息和该第四AP的标识,该第四AP包括该第一网络中除该第一AP之外的AP;
该分组管理模块还用于:
根据该第一分组信息确定第五AP与该第一AP属于同一分组,该第五AP为该第四AP中的部分AP;
根据该第五AP的标识、该第一AP的标识和预设的AP优先级规则判断该第一AP的优先级是否高于该第五AP的优先级;
若该第一AP的优先级高于该第五AP的优先级,则通过扫描信道选择第一信道,并将该第一AP接入的信道调整为该第一信道;
该收发模块还用于:
向该第五AP发送第一信道分配信息,该第一信道分配信息用于指示该第五AP接入该第一信道。
另一种可能的实现方式中,若该第一AP的优先级低于该第五AP的优先级,该收发模块还用于:
接收第六AP发送第二信道分配信息,该第二信道分配信息为该第六AP选择的第二信道的信息,该第六AP为该第五AP中优先级最高的AP;
该分组管理模块还用于:
根据该第二信道分配信息将该第一AP接入的信道调整为该第二信道。
本申请实施例第八方面提供一种控制设备,该控制设备包括:
收发模块,用于向服务器发送第一信道参数信息,该第一信道参数信息包括第一网络的所有AP中每个AP与该每个AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息,该第一网络为该控制设备控制的网络;接收服务器多个分组的分组结果,该多个分组包括该第一网络中的所有STA和所有AP;
分组管理模块,用于根据该分组结果确定该多个分组中每个分组包括的AP和STA;
该收发模块,还用于发送第二分组信息,该第二分组信息包括该第一网络的AP分别所属的分组的信息和该第一网络的STA分别所属的分组的信息。
一种可能的实现方式中,该分组管理模块还用于:
为该多个分组中同一分组的AP分配相同的信道;
该收发模块具体用于:
发送该第二分组信息,该第二分组信息包括该多个分组分别对应的信道分配信息。
另一种可能的实现方式中,该分组管理模块还用于:
根据该第一信道参数信息为该多个分组中每个分组的AP分配相应的信道,其中,该控制设备为同一分组的AP分配的信道相同。
本申请实施例第九方面提供一种第二AP,该第二AP包括:
收发模块,用于向控制设备发送第二信道参数信息,该第二信道参数信息包括该第二AP与该第二AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;接收该控制设备发送的第二分组信息,该第二分组信息包括该第一网络的AP分别所属的分组的信息和该第一网络的STA分别所属的分组的信息;
分组管理模块,用于根据该第二分组信息确定该第二AP所属的分组;根据该第二AP所属的分组调整该第二AP连接的STA。
一种可能的实现方式中,该第二分组信息还包括第三信道分配信息,该第三信道分配信息包括该控制设备为该第二AP分配的第三信道的信息;该分组管理模块还用于:
根据该第三信道分配信息将第二AP接入的信道调整为该第三信道。
另一种可能的实现方式中,该分组管理模块通过该收发模块发送该第二AP所属的分组的信息,该第二AP所属的分组的信息用于指示第一网络中的STA判断是否接入该第二AP,该第一网络为该控制设备控制的网络。
另一种可能的实现方式中,该第二AP所属的分组的信息包括该第二AP所属的分组的第二分组编号;
该分组管理模块通过该收发模块发送第二信标帧,该第二信标帧携带该第二分组编号。
另一种可能的实现方式中,该分组管理模块具体用于:
确定该第二AP所属的分组中包括的STA;
判断该第二AP和第三STA是否属于同一分组,该第三STA为与该第二AP已建立连接的STA;
若是,则保持为该第三STA提供服务;
若否,则根据该第三STA所属的分组确定第七AP,并向该第七AP发送第三指示信息;
其中,该第三指示信息用于指示该第七AP为该第三STA提供服务,该第七AP与该第三STA属于同一分组。
本申请实施例第十方面提供一种第四STA,该第四STA包括:
收发模块,用于接收第二AP发送该第二AP所属的分组的信息;
分组管理模块,用于根据该第二AP所属的分组的信息确定该第二AP与该第四STA属于分组;将其连接的AP调整为该第二AP。
一种可能的实现方式中,该第二AP所属的分组的信息包括该第二AP所属的分组的第二分组编号;该收发模块具体用于:
接收该第二AP发送的第二信标帧,该第一信标帧携带该第二分组编号;
该分组管理模块具体用于:
若该第二分组编号与该第四STA所属的分组的分组编号一致,确定该第二AP与该第四STA属于同一分组。
另一种可能的实现方式中,该收发模块还用于:
接收第八AP发送的该第四STA所属的分组的信息,该第八AP为该第四STA调整连接之前所连接的AP。
本申请第十一方面提供一种通信装置,该通信装置包括:处理器和存储器。该存储器存储有计算机程序或计算机指令,该处理器用于调用并运行该存储器中存储的计算机程序或计算机指令,使得处理器实现如第一方面中的任意一种实现方式。
可选的,该通信装置还包括收发器,该处理器用于控制该收发器收发信号。
本申请第十二方面提供一种控制设备,该控制设备包括:处理器和存储器。该存储器存储有计算机程序或计算机指令,该处理器用于调用并运行该存储器中存储的计算机程序或计算机指令,使得处理器实现如第二方面中的任意一种实现方式。
可选的,该控制设备还包括收发器,该处理器用于控制该收发器收发信号。
本申请第十三方面提供一种第二AP,该第二AP包括:处理器和存储器。该存储器存储有计算机程序或计算机指令,该处理器用于调用并运行该存储器中存储的计算机程序或计算机指令,使得处理器实现如第三方面中的任意一种实现方式。
可选的,该第二AP还包括收发器,该处理器用于控制该收发器收发信号。
本申请第十四方面提供一种第四STA,该第四STA包括:处理器和存储器。该存储器存储有计算机程序或计算机指令,该处理器用于调用并运行该存储器中存储的计算机程序或计算机指令,使得处理器实现如第四方面中的任意一种实现方式。
可选的,该第四STA还包括收发器,该处理器用于控制该收发器收发信号。
本申请第十五方面提供一种包括指令的计算机程序产品,其特征在于,当其在计算机上运行时,使得该计算机执行如第一方面、第二方面、第三方面和第四方面中任一种的实现方式。
本申请第十六方面提供一种计算机可读存储介质,包括计算机指令,当该指令在计算机上运行时,使得计算机执行如第一方面、第二方面、第三方面和第四方面任一方面中的任一种实现方式。
本申请第十七方面提供一种芯片装置,包括处理器,用于调用该存储器中的计算机程序或计算机指令,以使得该处理器执行上述第一方面、第二方面、第三方面和第四方面中的任一方面中的任一种实现方式。
可选的,该芯片装置还包括存储器,该存储器用于存储计算机程度或计算机指令等。该芯片装置由芯片构成,也可以包括芯片和其他分立器件。
可选的,该处理器通过接口与该存储器耦合。
从以上技术方案可以看出,本申请实施例具有以下优点:
经由上述技术方案可知,第一通信装置获取第一信道参数信息,该第一信道参数信息包括第一网络中的第一AP与第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;该第一通信装置根据第一信道参数信息对第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,第一STA包括所述第一AP信号覆盖范围内的STA中的部分或全部STA;然后,第一通信装置发送该多个分组的分组结果,该分组结果用于指示该多个分组中每个分组包括的AP和STA。这样,AP或STA接收该分组结果,可以结合自身所属分组调整连接,从而实现对AP连接的STA的管理和规划。由于该多个分组是第一通信装置根据第一信道参数信息划分的,因此,通过本申请实施例的方案实现对AP连接的STA的管理和规划可以减少用户设备之间的干扰,从而提升网络传输的性能。
附图说明
图1A为本申请实施例网络管理系统一个示意图;
图1B为本申请实施例服务器的一个结构示意图;
图1C为本申请实施例控制设备的一个结构示意图;
图1D为本申请实施例AP的一个结构示意图;
图1E为本申请实施例STA的一个结构示意图;
图2A为本申请实施例网络管理系统的另一个实施例示意图;
图2B为本申请实施例第一AP的一个结构示意图;
图2C为本申请实施例第二STA的一个结构示意图;
图3为本申请实施例网络管理方法的一个实施例示意图;
图4A为本申请实施例网络管理方法的另一个实施例示意图;
图4B为本申请实施例带权二分图的一个示意图;
图4C-1为传统单AP传输机制下第一网络中STA与AP的之间的连接状态示意图;
图4C-2为按照区域划分的多个分组的分组分布示意图;
图4C-3为本申请实施例集中式的网络管理系统中服务器划分得到的多个分组的分组的分组分布示意图;
图4D为本申请实施例第二信标帧的帧结构示意图;
图5A为本申请实施例网络管理方法的另一个实施例示意图;
图5B为本申请实施例分布式的网络管理系统中多AP通过协同的方式划分得到的多个分组的分组分布示意图;
图6A为本申请实施例网络管理方法的另一个实施例示意图;
图6B为本申请实施例第一广播消息的一个结构示意图;
图7为本申请实施例网络管理方法的另一个实施例示意图;
图8A为本申请实施例网络管理方法的另一个实施例示意图;
图8B为本申请实施例第二广播消息的一个结构示意图;
图9为本申请实施例通信装置的一个结构示意图;
图10为本申请实施例控制设备的一个结构示意图;
图11为本申请实施例第二AP的一个结构示意图;
图12为本申请实施例第四STA的一个结构示意图;
图13为本申请实施例网络管理系统的一个示意图;
图14为本申请实施例网络管理系统的另一个示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种网络管理方法及其相关装置,用于实现对AP连接的STA的管理和规划可以减少用户设备之间的干扰,从而提升网络传输的性能。
本申请实施例的技术方案可以应用于无线局域网(wireless local areanetwork,WLAN),通常被称为无线WiFi网络,采用的标准为电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)802.11系列标准。WLAN可以包括的网络节点为站点(Station,STA),站点包括接入点类的站点(access point,AP)和非接入点类的站点(None Access Point Station,Non-AP STA)。后文将接入点类站点称为AP,将非接入点类的站点称为STA。
接入点类站点,也称之为无线访问接入点或热点等。AP是移动用户进入有线网络的接入点,主要部署于家庭、大楼内部以及园区内部,典型覆盖半径为几十米至上百米,当然,也可以部署于户外。AP相当于一个连接有线网和无线网的桥梁,其主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起,然后将无线网络接入以太网。具体地,AP可以是带有WiFi芯片的终端设备或者网络设备。可选的,AP可以为支持802.11ax制式的设备。进一步,可选的,该AP可以为支持802.11be、802.11ac、802.11n、802.11g、802.11b及802.11a等多种WLAN制式的设备。
非接入点类的站点(none access point station,Non-AP STA),可以是无线通讯芯片、无线传感器或无线通信终端。例如:支持WiFi通讯功能的移动电话、支持WiFi通讯功能的平板电脑、支持WiFi通讯功能的机顶盒、支持WiFi通讯功能的智能电视、支持WiFi通讯功能的智能可穿戴设备、支持WiFi通讯功能的车载通信设备和支持WiFi通讯功能的计算机。具体地,STA可以是带有无线保真芯片的终端设备或者网络设备。可选的,站点可以支持802.11ax制式,进一步可选的,该站点支持802.11be、802.11ac、802.11n、802.11g、802.11b及802.11a等多种WLAN制式。
需要说明的是,设备之间的无线信号干扰是由于无线网络中设备密集部署导致的,因此本申请实施例的技术方案也适用于其他设备部署密集的无线通信网络的网络管理和规划。
本申请实施例,为了实现对WiFi网络的管理和规划,本申请实施例中引入两种可能的网络管理系统,分别为集中式的网络管理系统和分布式的网络管理系统。下面分别通过图1A和图2A进行详细介绍。
请参阅图1A,图1A为本申请实施例网络管理系统的一个示意图。图1A示出的网络管理系统为集中式的网络管理系统。该集中式的网络管理系统包括服务器、控制设备、WiFi网络中的AP和STA(图1A中仅示出5个AP和3个STA)。
控制设备获取第一信道参数信息,并向服务器发送该第一信道参数信息。该第一信道参数信息包括该WiFi网络中的所有AP中每个AP与该每个AP信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息。例如,如图1A所示,AP2的信号覆盖范围为图1A所示的虚线圆圈内的范围,该虚线圆圈内的范围内包括STA1和STA2。那么,控制设备可以获取该AP2分别与该STA1和STA2之间的信道参数信息。对于该WiFi网络中的其他AP类似,具体不一一说明。
然后,该服务器根据该第一信道参数信息对WiFi网络中的所有AP和STA进行分组,得到多个分组,再将该多个分组的分组结果反馈给控制设备。控制设备根据该分组结果对WiFi网络进行管理和规划。
具体的,控制设备对该WiFi网络的管理和规划主要为:控制设备通知该WiFi网络中的AP和STA所属的分组。然后,该WiFi网络中的AP调整该AP连接的STA,以实现对STA的连接管理,减少设备之间的相互干扰。进一步地,该控制设备还可以为同一分组内的AP分配相同的信道,这样同一分组内的多个AP可以实现多AP联合传输,从而满足WiFi网络高吞吐量和低时延的需求,同时也提高了频谱利用率。
上述图1A中,该服务器为云服务器,或者云计算中心服务器,或者其他类型服务器,具体本申请不做限定。控制设备为中心控制器,或主(master)AP等,具体本申请不做限定。
基于图1A所示的网络管理系统,下面通过图1B、图1C、图1D和图1E分别介绍该网络管理系统的服务器、控制设备、AP和STA的结构。图1C所示的AP为该第一网络中的任一AP,图1E所示的STA为该第一网络中的任一STA。
首先,先介绍该网络管理系统中的服务器。请参阅图1B,图1B为本申请实施例服务器的一个结构示意图。在图1B中,该服务器包括第一收发模块101和第一分组模块102。
该收发模块101用于接收控制设备发送的第一信道参数信息。
该分组模块102用于根据第一信道参数信息对该第一网络中的所有AP和所有STA进行分组,得到多个分组的分组结果;
该收发模块101,还用于向控制设备发送该多个分组的分组结果。
图1B所示的服务器用于执行后文图3所示的实施例中的部分或全部步骤,和执行后文图4A所示的实施例中服务器执行的部分或全部步骤。例如,该收发模块101用于执行后文图3所示的实施例中的步骤301和步骤303,以及图4A所示的实施例中的步骤402和步骤404。该分组模块102用于执行后文图3所示的实施例中的步骤302以及图4A所示的实施例中的步骤403。具体请参阅后文图3和图4A所示的实施例中的相关介绍。
请参阅图1C,图1C为本申请实施例控制设备的一个结构示意图。该控制设备包括收发模块103和分组管理模块104。
该收发模块103用于接收WiFi网络中的AP或STA上报的第一信道参数信息,并向服务器发送该第一信道参数信息;接收服务器发送的多个分组的分组结果;
该分组管理模块104,用于根据该多个分组的分组结果确定该多个分组中每个分组包括的AP和STA。
该收发模块103还用于向该WiFi网络中的AP或STA发送该多个分组的分组信息。
可选的,该分组管理模块104还用于为同一分组的AP分配相同的信道。该收发模块103还用于向该WiFi网络中的AP或STA发送该多个分组中每个分组对应的信道分配信息。
图1C所示的控制设备用于执行后文图4A所示的实施例中控制设备执行的部分或全部步骤。例如,该收发模块103用于执行后文图4A所示的实施例中的步骤401和步骤405。该分组管理模块104用于执行后文图4A所示的实施例中的步骤405a,具体请参阅后文图4A所示的实施例中的相关介绍,这里不再赘述。
请参阅图1D,图1D为本申请实施例AP的一个结构示意图。该AP包括收发模块105和分组管理模块106。可选的,该AP包括信号测量模块107。
该收发模块105用于接收控制设备发送的多个分组的分组信息。
该分组管理模块106用于根据该分组信息确定该AP所属的分组;根据该AP所属的分组调整该AP连接的STA。
可选的,该分组信息还包括该控制设备为该AP分配的信道分配信息。该分组管理模块106还用于根据该信道分配信息确定对应的信道,并将该第一AP接入的信道调整该信道分配信息对应的信道。
在该WiFi网络中,该AP可以测量该AP与该AP的信号覆盖范围内的STA的信道参数信息。可选的,该信号测量模块107用于测量该AP与该AP的信号覆盖范围内的STA的信道参数信息。
图1D所示的AP用于执行后文图4A所示的第二AP执行的部分或全部步骤。例如,该收发模块105用于后文图4A所示的实施例中的步骤401和步骤405。该分组管理模块106用于执行后文图4A所示的实施例中的步骤406和步骤407。该信号测量模块107用于执行测量得到图4A所示的实施例中的步骤401的第二信道参数信息。
请参阅图1E,图1E为本申请实施例STA的一个结构示意图。在图1E中,该STA包括收发模块108和分组管理模块109。可选的,该STA还包括信号测量模块110。
该收发模块108用于接收控制设备发送的多个分组的分组信息。
该分组管理模块109用于根据该分组信息确定该STA所属的分组,并根据该STA所属的分组调整该STA连接的AP。
在该WiFi网络中,该STA可以测量该STA与该第一网络中的AP之间的信道参数信息。可选的,信号测量模块110用于测量该STA与该第一网络中的AP之间的信道参数信息。该收发模块108还用于向该STA连接的AP发送该信道参数信息,再由该AP发送给控制设备。
具体的,该STA用于执行后文图4A所示的实施例中第四STA执行的部分或全部步骤。例如,该收发模块108用于执行图4A所示的实施例中步骤407b。该分组管理模块109用于执行上述图4A所示的实施例中步骤407c至步骤407e
需要说明的是,上述图1A所示的集中式的网络管理系统中,也可以由控制设备根据第一信道参数信息对该WiFi网络中的所有AP和STA进行分组,得到多个分组,并由控制设备根据该分组结果对该WiFi网络进行管理和规划,具体本申请不做限定。也就是图1A所示的网络管理系统中可以不包括该服务器。
请参阅图2A,图2A为本申请实施例网络管理系统的另一个示意图。图2A示出的网络管理系统为分布式的网络管理系统。该分布式的网络管理系统包括多个AP和多个STA(图2A中仅示出5个AP和3个STA)。
下面以AP2为例介绍在该分布式的网络管理系统。AP2获取第一信道参数信息,该第一信道参数信息包括该AP2与该AP2的信号覆盖范围内的STA的信道参数信息。然后,该AP1根据该第一信道参数信息对该AP2和该AP2的信号覆盖范围内与该AP2连接的STA进行分组,得到多个分组。该AP2根据该多个分组的分组结果对该AP2连接的STA进行连接管理以及调整该AP2接入的信道,对于其他AP也执行类似操作,从而实现对WiFi网络中的STA的连接管理。通过上述过程实现对STA的连接管理,减少设备之间的相互干扰。进一步地,同一分组内的多个AP可以接入同一信道,这样同一分组内的多个AP可以实现多AP联合传输,从而满足WiFi网络高吞吐量和低时延的需求,同时也提高了频谱利用率。
并且,图2A所示的网络管理系统中,该WiFi网络中,不同AP之间可以进行信息交换,即AP之间通过协同的方式实现对该WiFi网络的AP和STA进行分组。具体的,不同AP之间可以通过有线网进行信息交换。例如,以太网等。
基于图2A所示的网络管理系统,下面通过图2B和图2C分别介绍该网络管理系统的第一AP和第二STA的结构。该第二STA为该第一AP的信号覆盖范围内的STA。
请参阅图2B,图2B为本申请实施例第一AP的一个结构示意图。在图2B中,该第一AP包括收发模块201、分组模块202和分组管理模块203。可选的,该第一AP还包括信号测量模块204。
该收发模块201用于获取第一信道参数信息;
该分组模块202用于根据第一信道参数信息对第一AP和在该第一AP的信号覆盖范围内且与该第一AP已建立连接的第一STA进行分组,得到多个分组,得到多个分组的分组结果及第一AP所属的分组。
该分组管理模块203用于根据该第一AP所属的分组调整该第一AP连接的STA。
该收发模块201还用于发送该多个分组的分组结果。
在该WiFi网络中,该第一AP可以测量该第一AP与该第一AP的信号覆盖范围内的STA的信道参数信息。可选的,该信号测量模块204用于测量该第一AP与该第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的第一信道参数信息。
具体的,该第一AP用于执行后文图3所示的实施例中的步骤301至步骤303,以及执行后文图5A、图6、图7和图8A所示的实施例中第一AP执行的部分或全部步骤。例如,收发模块201用于执行图5A所示的实施例中步骤501、步骤505和步骤509。分组模块201用于执行图5A所示的实施例中步骤502。该分组管理模块203用于执行图5A所示的实施例中的步骤504。具体请参阅后文图3、图5A、图6、图7和图8A所示的实施例中的相关介绍,这里不再赘述。
请参阅图2C,图2C为本申请实施例第二STA的结构示意图。在图2C中,该第二STA包括收发模块205和分组管理模块206。可选的,该第二STA还包括信号测量模块207。
该收发模块205用于接收第一AP发送的多个分组的分组结果。
该分组管理模块206用于根据该分组结果确定该第二STA所属的分组,并根据该第二STA所属的分组调整该第二STA连接的AP。
在该WiFi网络中,该第二STA可以测量该第二STA与该第一AP之间的信道参数信息。可选的,该信号测量模块207用于测量该第二STA与该第一AP之间的信道参数信息;该收发模块205用于向该第一AP发送该信号参数信息。
下面结合实施例介绍本申请实施例的技术方案。
请参阅图3,图3为本申请实施例网络管理方法的一个实施例示意图。在图3中,该网络管理方法包括:
301、第一通信装置获取第一信道参数信息。
其中,该第一信道参数信息包括第一网络中的第一AP与该第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息。
可选的,该第一信道参数信息包括第一AP与该第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信号增益,该信号增益也称为接收信号强度,或者称为干扰信号强度。具体该信号强度的测量方式包括以下两种可能的实现方式:
1、第一AP在第一AP接入的信道上发送数据包,而第一AP的信号覆盖范围内的STA接收该第一AP发送的数据包,并分别测量接收该第一AP发送的数据报的接收信号强度。
2、第一AP的信号覆盖范围内的STA接入该第一AP所接入的信道。第一AP接收第一AP的信号覆盖范围内的STA发送的数据包;然后,该第一AP分别测量接收该第一AP的信号覆盖范围内的STA发送的数据包的接收信号强度。
一、基于图1A所示的集中式的网络管理系统,第一通信装置可以为服务器,第一信道参数信息包括第一网络中的所有AP中每个AP与该每个AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息。即该第一信道参数信息可以理解为该第一网络的全局干扰信息,该全局干扰信息包括第一网络中的所有AP中每个AP与该每个AP的信号覆盖范围内的STA之间的干扰信号强度。该第一AP包括第一网络中的所有AP。具体服务器获取第一信道参数信息的过程请参阅后文图4A所示的实施例中的相关介绍。
二、基于图2A所示的分布式的网络管理系统,第一通信装置可以为第一AP。那么,该第一信道参数信息包括该第一AP与该第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息。即该第一信道参数信息可以理解为该第一AP得到的该第一网络的局部干扰信息,该局部干扰信息包括第一AP与该第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的干扰信号强度。具体第一AP获取第一信道参数信息的过程请参阅后文图5A所示的实施例中的相关介绍。
需要说明的是,上述示出了第一信道参数信息包括第一AP与第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息的实现方式。在实际应用中,该第一信道参数信息也可以包括的是第一AP与该第一AP的预设范围内的STA之间的信道参数信息。其中,该预设范围为按照地理位置划分的范围;或者,该预设范围为大于或等于第四预设阈值的信号增益对应的STA所在的范围。
其中,该大于或等于第四预设阈值的信号增益为第一AP测量得到的第一AP与大于或等于第四预设阈值的信号增益对应的STA之间的信道增益,或者是,该大于或等于第四预设阈值的信号增益为该大于或等于第四预设阈值的信号增益对应的STA分别测量得到的与该第一AP之间的信道增益。
该第四预设阈值的设定考虑因素包括该第一通信装置的计算能力、对分组结果的精度要求、第一网络的网络状态和信道等,具体本申请不做限定。
例如,第四预设阈值可以取值为5dB(分贝)或10dB。
在后文的实施例中,仅以该第一信道参数信息包括第一AP与该第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息为例进行说明,具体本申请不做限定。
302、第一通信装置根据第一信道参数信息对第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组。
其中,第一STA包括第一AP的信号覆盖范围内的STA中的部分或全部STA。
一、基于图1A所示的集中式的网络管理系统,该第一STA包括第一网络中的所有AP中每个AP与该每个AP的信号覆盖范围内的全部STA。即第一STA包括第一网络中的所有STA。具体的,基于集中式的网络管理系统,服务器的具体执行流程请参阅图4A所示的实施例。
二、基于图2A所示的分布式的网络管理系统,该第一STA包括该第一AP的信号覆盖范围内的与第一AP已建立连接的STA。具体的,基于分布式的网络管理系统,第一AP的具体执行流程请参阅图5A所示的实施例。
303、第一通信装置发送该多个分组的分组结果。
其中,该分组结果用于指示该多个分组中每个分组包括的AP和STA。
本申请实施例中,第一通信装置获取第一信道参数信息,该第一信道参数信息包括第一网络中的第一AP与第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;该第一通信装置根据第一信道参数信息对第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,第一STA包括所述第一AP信号覆盖范围内的STA中的部分或全部STA;然后,第一通信装置发送该多个分组的分组结果,该分组结果用于指示该多个分组中每个分组包括的AP和STA。这样,AP或STA接收该分组结果,可以结合自身所属分组调整连接,从而实现对AP连接的STA的管理和规划。本申请实施例的技术方案中,该多个分组是第一通信装置根据第一信道参数信息划分的,这样可以减少用户设备之间的干扰,从而提升网络传输的性能。
下面具体结合图1A所示的集中式的网络管理系统介绍本申请实施例的技术方案。
请参阅图4A,图4A为本申请实施例网络管理方法的一个实施例示意图。在图4A中,该网络管理方法包括:
401、第二AP向控制设备发送第二信道参数信息。
其中,第二信道参数信息为第二AP与该第二AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息,第二AP为第一网络中的AP,第一网络为该控制设备控制的网络。
具体的,如图1A所示,第一网络为图1A所示控制设备控制的WiFi网络。该WiFi网络中的STA按照已有方式从该WiFi网络中选择一个AP进行连接。例如,STA可以与具有最高信号强度的信标帧对应的AP连接。该WiFi网络中的AP可以通过已有技术选择一个信道并接入该信道。例如,AP通过LCSS技术选择信道并接入该信道。然后,第二AP测量该第二AP与该第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的第二信道参数信息,并向控制设备发送该第二信道参数信息。该WiFi网络中的其他AP也执行相应的测量,并上报信道参数信息。那么,该控制设备可以收集到该WiFi网络中的所有AP中每个AP与该每个AP的信号覆盖范围内的STA之间的第一信道参数信息。
402、该控制设备向服务器发送第一信道参数信息。
其中,该第一信道参数信息包括该第一网络中的所有AP中每个AP与该每个AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息。
可选的,第一信道参数信息包括信道矩阵W,该信道矩阵该信道矩阵W为K行乘以L列的矩阵,K为第一网络包括的STA的数目,L为第一网络包括的AP数目。该信道矩阵W中的元素wij为第i个STA与第j个AP之间的信道增益(也可以是平均信道增益),i为大于或等于1且小于或等于K的整数,j为大于或等于1且小于或等于L的整数。
具体的,该第一网络包括K个STA和L个AP。将该第一网络建模为一张二分图G=(V,E)。顶点集合V可分割为两个互不相交的顶点子集VSTA和顶点子集VAP,该顶点子集VSTA和顶点子集VAP满足以下式(1)和式(2):
VSTA∪VAP=V 式(1)
例如,如图4B所示,该带权二分图包括两个类型顶点,第一类型顶点为第一网络中的STA,第二类型顶点为第一网络中的AP。
而该带权二分图的边集E表示第一网络中的STA与第一网络中的AP之间的信道条件。
该带权二分图的边权表示该第一网络中的STA与AP之间的信道增益,即该带权二分图的边上标注的权值。例如,STA1为第一网络中的第一个STA,AP1为第一网络中的第一个AP,那么STA1与AP1之间连接的边的边权为w11,表示该STA1与AP1之间的信道增益。对于图4B中的其他边的边权类似,这里不再一一说明。
可选的,该信道矩阵W为该带权二分图的边权矩阵。
403、服务器根据第一信道参数信息对第一网络中的所有AP和所有STA进行分组,得到多个分组。
下面结合上述步骤402中第一信道参数信息包括信道矩阵W介绍步骤403。具体的,步骤403具体包括步骤403a至步骤403d。
步骤403a:服务器根据信道矩阵W计算得到第一中间矩阵D。
0K×L为K行乘以L列的矩阵,0K×L中的元素均为零。0L×K为L行乘以K列的矩阵,0L×K中的元素均为零。
可选的,当信道矩阵W为带权二分图的边权矩阵W时,步骤403a具体为:服务器根据该边权矩阵W生成该边权矩阵W的度矩阵。其中,边权矩阵W的度矩阵的每个对角线元素为每个对角线元素对应的节点的度,该每个对角线元素对应的节点的度为图4B中的该带权二分图中与该节点关联的边(即该带权二分图中与该节点有连接的边)的边权之和。例如,如图4B中所示,与STA1连接的节点包括AP1、AP2、AP3和AP4,那么该STA1的度为该STA1与AP1之间连接的边的边权、该STA1与AP2之间连接的边的边权、该STA1与AP3之间连接的边的边权和该STA1与AP4之间连接的边的边权的和。该边权矩阵W的度矩阵即为上述第一中间矩阵D。
步骤403b:服务器根据信道矩阵W和第一中间矩阵D确定第二中间矩阵Z。
其中,第二中间矩阵Z中的每个行向量对应一个网络节点,该网络节点为第一网络中的STA或AP。
下面结合步骤1至步骤3介绍上述步骤服务器确定第二中间矩阵Z的过程。
步骤1:服务器根据信道矩阵W和第一中间矩阵D确定第三中间矩阵R。
步骤2:服务器对第三中间矩阵R进行奇异值分解,得到第三中间矩阵R的左奇异矩阵U和右奇异矩阵,
其中,第三中间矩阵R=UΣVT,Σ为第三中间矩阵R经过奇异值分解得到的对角矩阵,VT为第三中间矩阵R经过奇异值分解得到的右奇异矩阵V的转置。
步骤3:服务器按照对角矩阵Σ中的奇异值大小顺序从大到小从左奇异矩阵U中选取对应的M个列向量,得到第四中间矩阵UM,以及按照对角矩阵Σ中的奇异值大小顺序从大到小从右奇异矩阵V中选取对应M个列向量,得到第五中间矩阵VM。
其中,M为大于或等于log2(K+L)且小于或等于min(K,L)的整数。log2(K+L)指以2为底数对K+L求对数,min(K,L)指从K和L中取最小值。
可选的,M的取值可以为该多个分组的分组数目。该多个分组的分组数目为大于1且小于min(K,L)的整数。
需要说明的是,M的取值也可以结合实际情况确定,具体本申请不做限定。上述M的取值范围示例是由实验数据分析确定,M的取值范围在log2(K+L)至min(K,L)之间的整数时,服务器对第一网络中的STA和AP的分组效果较好。例如,对于各个分组内的AP和STA形成的子网络内的有效信号强度总和较大,且该子网络内与子网络外的网络节点(AP或STA)之间的信号干扰强度较低。
步骤4:服务器根据第四中间矩阵、第五中间矩阵和第一中间矩阵计算得到第二中间矩阵Z。
具体的,该第二中间矩阵Z中的每个行向量对应一个网络节点,该网络节点为第一网络中的STA或AP。具体的,第二中间矩阵Z的第i个行向量为第一网络中的第i个STA对应的行向量,第二中间矩阵Z的第K+j个行向量为第一网络中的第j个AP对应的行向量。
步骤403c:服务器根据聚类算法对第二中间矩阵的行向量进行聚类,得到第一聚类结果。
其中,第一聚类结果包括多个簇的行向量,该多个簇中的一个簇对应该多个分组中的一个分组。
具体的,上述步骤403b中,服务器按照奇异值大小从该左奇异矩阵U中选取的M个列向量和从右奇异矩阵V中的M个列向量中包含更多表征该带权二分图的特征信息,那么步骤403c中服务器通过谱聚类的方式对第二中间矩阵Z进行聚类,从而实现服务器对第一网络中的STA和AP的分组效果较好。例如,对于各个分组内的AP和STA形成的子网络内的有效信号强度总和较大,且该子网络内与子网络外的网络节点(AP或STA)之间的信号干扰强度较低。
本实施例中,该聚类算法为k均值(k-means)算法、k-means++算法、均值漂移聚类、最大期望(expectation-maximization algorithm,EM)聚类算法、有代表性的基于密度的聚类算法(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)、图团体检测(graph community detection)聚类算法、图神经网络(graph neuralnetwork,GCN)聚类算法等。
需要说明的是,该服务器在对第二中间矩阵包括的K+L行向量进行聚类时,服务器可以使用该第二中间矩阵包括的K+L行向量中的每一个行向量的全部或部分代表该行向量进行聚类。也就是服务器可以选择每个行向量的部分内容代表该行向量进行聚类。
步骤403d:服务器根据多个簇的行向量确定该多个分组包括的网络节点。
具体的,由上述步骤403c可知,第二中间矩阵Z中的每个行向量都对应一个网络节点,那么服务器将该多个簇的行向量中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
例如,如图1A所示,该WiFi网络中的AP和STA划分为两个分组,该两个分组对应两个簇。这里以该两个簇包括簇1和簇2、该两个分组包括分组1和分组2为例进行介绍。其中,簇1对应分组1,簇2对应分组2。
其中,STA1对应第二中间矩阵Z的行向量1,STA2对应第二中间矩阵Z的行向量2,STA3对应第二中间矩阵z的行向量3。AP1对应第二中间矩阵Z的行向量4,AP2对应第二中间矩阵的行向量5,AP3对应第二中间矩阵Z的行向量6,AP4对应第二中间矩阵Z的行向量7,AP5对应第二中间矩阵Z的行向量8。
簇1包括行向量1、行向量2、行向量4、行向量5和行向量6,而簇2包括行向量3、行向量7和行向量8。那么服务器根据簇1包括的行向量确定该分组1包括AP1、AP2、AP3、STA1和STA2。服务器根据簇2包括的行向量确定分组2包括AP4、AP5和STA3。
由上述可知,对于该多个分组的分组C来说,该分组C内的网络节点形成的子网络内的网络节点与该子网络外的网络节点相互干扰的信号强度的和可以表示为:
其中,STAk表示第k个STA,APl表示为第l个AP。
该分组C内的网络节点形成的子网络的有效强度可以定义为该子网络内的网络节点之间的信号强度的总和,具体表示为:
为了降低网络的总体干扰,提高吞吐量,应使得各个分组内分别形成的子网络之间的相互干扰程度尽可能地小,同一子网络内地有效信号强度尽可能地大。这里以该多个分组为N,N为大于或等于2的整数,则该第一网络可以划分为N个分组对应的N个子网络,则为了达到各个分组内分别形成的子网络之间的相互干扰程度尽可能地小,同一子网络内地有效信号强度尽可能地大的效果,可以将问题定位为:
上述步骤401中控制设备收集第一网络中的全局干扰信息,并在步骤402中向服务器发送该第一网络中的全局干扰信息。在上述步骤403中,服务器将第一网络抽象为带权二分图执行谱图分解,通过图论方法和谱聚类对该带权二分图进行谱图分解,以解决上述的问题。即通过图论方法和谱聚类实现对该第一网络的所有AP和所有STA进行分组,这样得到的多个分组中每个分组对应形成的子网络之间的信号干扰程度较小,子网络内的有效强度较大。
例如,图4C-1为传统单AP传输机制下,第一网络中的AP与STA的连接状态示意图。在图4C-1中,STA选择最近的AP建立连接,由该AP为该STA提供服务。而图4C-2为按照地域划分的方式划分得到的分组的分布情况示意图。图4C-3为本申请实施例网络管理方法下多个分组的分组分布情况示意图,由图4C-3所示,该第一网络中的AP和STA被划分为多个分组,相比于图4C-2的划分方式,图4C-3中,位置比较靠近的网络节点都被划分到同一分组中。而相比于图4C-1的传统单AP传输机制,图4C-3中,同一分组的多个AP可以同时为同一分组中的STA提供服务,实现多AP联合传输,提高网络吞吐率和频谱利用率。
404、服务器向控制设备发送该多个分组的分组结果。
其中,该多个分组的分组结果用于指示该多个分组中每个分组中包括的AP和STA。
例如,该分组结果包括该多个分组中每个分组的分组编号,以及该每个分组编号对应的AP和STA(即每个分组包括的AP和STA)。
405、控制设备发送第二分组信息。
其中,第二分组信息包括该第一网络中的所有AP分别所属的分组的信息和该第一网络的所有STA分别所属的分组的信息。
例如,该第二分组信息包括该第一网络中的所有AP和所有STA分别所属的分组的分组编号。
可选的,本实施例还包括步骤405a,且步骤405a在步骤405之前执行。
步骤405a:控制设备为该多个分组中同一分组内的AP分配相同的信道。
具体的,该控制设备根据该第一信道参数信息为多个分组中每个分组内的AP选择信道;并且,控制设备为每个分组内的AP选择的信道相同。
基于步骤405a,可选的,上述第二分组信息还包括第三信道分配信息。该第三信道分配信息为该控制设备为该第一网络中的AP分配的信道的信息。
需要说明的是,步骤405a示出了以控制设备为该多个分组分别分配对应的信道的实现方式中。在实际应用中,在集中式的网络管理系统中,也可以由同一分组内的AP选择信道,具体的选择过程与后续图5A所示的实施例中的步骤507至步骤511类似,具体请参阅后文的相关介绍,这里不再赘述。
步骤405中以控制设备广播该第一网络中的所有AP和所有STA的第二分组信息为示例进行介绍。在实际应用中,该控制设备也可以从多个分组的分组结果确定第一网络中的每个网络节点所属的分组的信息,并向对应的网络节点发送该网络节点对应的分组信息。即控制设备通过单播的方式发送分组信息。
需要说明的是,控制设备也可以只给第一网络中的所有AP发送第二分组信息。可选的,服务器对第一网络中的所有AP和所有STA的分组管理透明;或者,由每个分组内的AP再通知同一分组内的STA相关的分组信息,具体本申请不做限定。
由于在集中式的网络管理系统,控制设备收集有该第一网络中的全局干扰信息,因此由控制设备根据该全局干扰信息为每个分组分配相应的信道是较为合理的。相比于通过同一分组内的AP选择信道的方式来说,由控制设备为每个分组选择对应的信道的方式可以减少设备之间的信息交互,降低信令开销,避免不必要的资源浪费。
并且,该控制设备为同一分组内的AP分配相同的信道,这样同一分组内的多个AP可以实现多AP联合传输,从而满足WiFi网络高吞吐量和低时延的需求,同时也提高了频谱利用率。
406、第二AP根据第二分组信息确定第二AP所属的分组。
具体的,第二AP为该第一网络中的AP,该第二AP根据第二分组信息确定该第二AP所属的分组。可选的,该第二分组信息包括该第二AP所属的分组编号;该第二AP根据该第二AP所属的分组编号确定该第二AP所属的分组。
可选的,该第二分组信息还包括第三信道分配信息。那么本实施例还包括步骤406a,步骤406a与步骤406可以同时执行,或者先执行步骤406,或者先执行步骤406a,具体本申请不做限定。
步骤406a:第二AP根据该第三信道分配信息确定控制设备为该第二AP选择的第三信道。
例如,第三信道分配信息包括用于该第三信道的频段的指示信息或者该第三信道的频段。第二AP可以根据该用于该第三信道的频段的指示信息确定第三信道的频段,并接入该频段;或者,第二AP接入该第三信道的频段。
步骤406b:第二AP将该第二AP接入的信道调整为该第三信道。
407、第二AP根据第二AP所属的分组调整第二AP连接的STA。
步骤407中第二AP调整该第二连接的STA的调整方式有多种,下面示出两种可能的实现方式。
实现方式一:第二AP发送该第二AP所属的分组的信息,该第二AP所属的分组的信息用于第一网络中的STA判断是否接入该第二AP。
基于实现方式一,上述步骤407具体包括步骤407a。
步骤407a:第二AP发送第二AP所属的分组的信息。
其中,该第二AP所属的分组的信息用于该第一网络中的STA判断是否接入第二AP。
具体的,第二AP可以通过广播的方式发送该第二AP所属的分组的信息。
可选的,该第二AP所属的分组的信息的发送形式可以是在第二AP广播的消息中,或者携带在信标帧中,具体本申请不做限定。
下面示出第二AP通过信标帧发送第二AP所属的分组的信息的方式。可选的,该第二AP所属的分组的信息包括该第二AP所属的分组的第二分组编号,那么上述步骤407a具体包括:
该第二AP发送第二信标帧,该第二信标帧携带该第二AP所属的分组的第二分组编号。
例如,如图4D所示,第二AP对该第二信标帧的格式进行修改。在图4D中,该第二信标帧包括固定字段域和可选项域。第二AP在可选项域中扩展分组编号字段,并在该分组编号字段对应的比特上承载该第二分组编号。
基于实现方式一,本实施例还包括步骤407b至步骤407e,且步骤407b至步骤407e在步骤407a之后执行。
步骤407b:该第四STA接收该第二AP发送的该第二AP所属的分组的信息。
可选的,该第二AP所属的分组的信息包括该第二分组编号。
可选的,该第四STA接收该第二AP发送的第二信标帧,该第二信标帧携带该第二分组编号。
具体的,第四STA扫描所有信道,并接收第二AP发送的第二信标帧;然后,第四STA根据该第二信标帧携带的第二分组编号与第四STA所属的分组的分组编号进行比对。
需要说明的是,在步骤407b之前,该第四STA接收第八AP发送的第四STA所属的分组的信息。该第八AP为该第四STA调整连接所连接的AP。也就是说第四STA可以通过其连接的第八AP发送的分组信息确定第四STA所属的分组。例如,如图第四STA为STA3,该STA3与AP2连接,AP2发送该第四STA所属的分组的信息给该STA3。
步骤407c:该第四STA根据第二AP所属的分组的信息确定第二AP与第四STA是否属于同一分组,若是,则执行步骤407d;若否,则执行步骤407e。
可选的,该第二AP所属的分组的信息包括该第二分组编号,则步骤407c具体为第四STA判断该第四STA所属的分组的分组编号与该第二分组编号是否一致,若是,则执行步骤407d,若否,则执行步骤407e。
步骤407d:该第四STA将该第四STA连接的AP调整为第二AP。
例如,如图2A所示,第四STA为STA3,STA2在调整前连接的是AP2,第二AP为AP3。那么STA3可以将该STA3从连接的AP2调整为AP3。
步骤407e:该第四STA保持与第八AP连接。
上述实现方式一的技术方案中,主要是由第四STA对其关联的AP进行调整,从而实现对STA的连接管理。
实现方式二:下面结合步骤407f至步骤407i介绍实现方式二。
步骤407f:第二AP确定第二所属的分组中包括的STA。
具体的,第二AP根据控制设备发送的第二分组信息确定第二AP所属的分组中包括的STA。
步骤407g:第二AP判断该第二AP和第三STA是否属于同一分组,若是,则执行步骤407h;若否,则执行步骤407i。
其中,该第三STA为与该第二AP已建立连接的STA。
一种可能的实现方式中,第二AP根据第二分组信息确定该第二AP所属的分组中包括的STA,并判断该第二AP所属的分组中包括的STA是否包括该第三STA,若是,则执行步骤407h;若否,则执行步骤407i。
另一种可能的实现方式中,第二AP根据第二分组信息确定该第二AP所属的分组和第三STA所属的分组;然后,第二AP判断该第二AP所属的分组和第三STA所属的分组是否相同,若是,则执行步骤407h;若否,则执行步骤407i。
步骤407h:第二AP保持为第三STA提供服务。
如果第二AP与第三STA属于同一分组,则第二AP保持为第三STA提供服务。
步骤407i:第二AP根据第三STA所属的分组确定第七AP,并向第七AP发送第三指示信息;或者,第二AP向第三STA发送第四指示信息。
其中,该第三指示信息用于指示该第七AP为该第三STA提供服务,该第七AP与该第三STA属于同一分组。
具体的,该第二AP根据该第二分组信息确定该第三STA所属的分组,并从该第三STA所属的分组确定第七AP。例如,该第七AP可以为该第三STA所属的分组中信号强度最大或信号强度中等的AP,具体可以通过该第七AP发送的信标帧的信号强度确定。然后,第二AP向该第七AP发送第三指示信息,以指示该第七AP为该第三STA提供服务,从而实现对AP连接的STA的连接管理。
在该实现方式中,主要是由第二AP调整对其连接的STA。即AP与STA之间的连接调整对于第一网络中的STA是透明的。由第二AP进行关联调整的机制可以兼容现有的WiFi7标准,关联调整过程对第一网络中的STA透明,不用对第一网络中的STA进行功能扩展和修改。
其中,第四指示信息用于指示该第三STA请求第七AP为该第三STA提供服务。
具体的,该第二AP根据该第二分组信息确定该第三STA所属的分组,并从该第三STA所属的分组确定第七AP。例如,该第七AP可以为该第三STA所属的分组中信号强度最大或信号强度中等的AP,具体可以通过该第七AP发送的信标帧的信号强度确定。然后,第二AP向该第七AP发送该第四指示信息,以指示该第三STA请求第七AP为该第三STA提供服务。
本申请实施例中,控制设备接收第二AP发送的第二信道参数信息;然后,控制设备向服务器发送第一信道参数信息。服务器根据第一信道参数信息对第一网络中的所有AP和所有STA进行分组,得到多个分组,并向控制设备发送该多个分组的分组结果。控制设备发送第二分组信息;然后,第二AP根据第二分组信息确定该第二AP所属的分组,并根据第二AP所属的分组调整第二AP连接的STA,从而实现对AP连接的STA的管理和规划。其次,本申请实施例中通过图论方法和谱聚类实现对该第一网络的所有AP和所有STA进行分组,得到多个分组,这样多个分组中每个分组对应形成的子网络之间的信号干扰程度较小,子网络内的有效强度较大,这样可以减少用户设备之间的干扰,从而提升网络传输的性能。
请参阅图5A,图5A为本申请实施例网络管理方法的另一个实施例示意图。在图5A中,该网络管理方法包括:
501、第一AP获取第一信道参数信息。
该第一信道参数信息包括第一AP与第一AP信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息。
具体的,如图2A所示,该WiFi网络中的STA按照已有方式从该WiFi网络中选择一个AP进行连接。例如,STA可以与具有最高信号强度的信标帧对应的AP连接。该WiFi网络中的AP可以通过已有技术选择一个信道并接入该信道。这里以第一AP为AP2,AP2获取AP2分别与该AP2信号覆盖范围内的STA(包括图2A中的STA1和STA2)之间的第一信道参数信息。具体可以是AP2测量该AP2分别与STA1和STA2之间的信道参数信息;或者是,STA1测量该STA1与AP2之间的信道参数信息,并上报给AP2;而STA2测量该STA2与该AP2之间的信道参数信息,并上报给AP2。
502、第一AP根据第一信道参数信息对第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组。
其中,该第一STA为该第一AP信号覆盖范围内的与第一AP已建立连接的STA。
下面结合步骤502a至步骤502e介绍该步骤502中第一AP确定该多个分组的过程。
步骤502a:第一AP根据信道矩阵W的第p个列向量计算得到第一中间矩阵D的第p+K个主对角线元素bp。
其中,该第一网络包括L个AP和K个STA,该第一AP为该第一网络中的第p个AP,L为大于或等于1的整数,K为大于或等于1的整数,p为大于1或等于1且小于或等于L的整数。
该信道矩阵W的相关介绍请参阅前述图4A所示的实施例中步骤402中对信道矩阵W的相关介绍,这里不再赘述。而第一中间矩阵D的相关介绍请参阅前述图4A所示的实施例中步骤403中的第一中间矩阵D的相关介绍,这里不再赘述。
由于第一AP获取到的是该信道矩阵W的第p个列向量,因此第一AP根据该信道矩阵W的第p个列向量计算得到第一中间D的第p+K个主对角线元素bp。
步骤502b:第一AP获取第一中间矩阵D的前K个主对角线元素。
第一AP从第一网络中的STA和第一网络中的其他AP中获取该第一中间矩阵D的前K个对角线元素,即a1至aK。具体的,第一AP与该第一网络中的其他AP之间可以使用接入点交互协议(inter access point protocol,IAPP)通过有线网进行信息交换,以获取其他AP发送的信息。
步骤502c:第一AP根据该第一中间矩阵D的第p+K主对角线元素bp和该第一中间矩阵D中的前K个主对角线元素确定第六中间矩阵Q的前K行向量和第K+p行向量。
其中,第六中间矩阵Q的每个行向量对应一个网络节点,该网络节点为该第一网络中的AP或STA。
下面结合步骤1至步骤3介绍步骤502c。
其中,该第一矩阵XM与该第三矩阵的近似度大于或等于第一预设阈值,该第二矩阵YM与第四矩阵的近似度大于或等于第二预设阈值。
该第三矩阵为从该第三中间矩阵R经过奇异值分解得到的左奇异矩阵选取的M个列向量得到的矩阵,该左奇异矩阵中的每个列向量都有对应的奇异值,该第三矩阵的M个列向量为从该左奇异矩阵中按照奇异值大小顺序从大到小选取的M个列向量。
该第四矩阵为从该第三中间矩阵R经过奇异值分解得到的右奇异矩阵中选取的M个列向量得到的矩阵,该右奇异矩阵中的每个列向量都有对应的奇异值,该第四矩阵的M个列向量为从该右奇异矩阵中按照奇异值大小顺序从大到小选取的M个列向量。
M为大于或等于log2(K+L)且小于或等于min(K,L)的整数,log2(K+L)指以2为底数对K+L求对数,min(K,L)指取K和L中的最小值。
需要说明的是,M的取值也可以结合实际情况确定,具体本申请不做限定。上述M的取值范围示例是由实验数据分析确定,M的取值范围在log2(K+L)至min(K,L)之间的整数时,服务器对第一网络中的STA和AP的分组效果能够达到较好的效果。例如,对于各个分组内的AP和STA形成的子网络内的有效信号强度总和较大,且该子网络内与子网络外的网络节点(AP或STA)之间的信号干扰强度较低。
可选的,M的取值可以为该多个分组的分组数目。该多个分组的分组数目为大于1且小于min(K,L)的整数。
其中,第一预设阈值和第二预设阈值的大小可以结合实验数据确定,具体可以结合下面式(5)确定该第一预设阈值和第二预设阈值的大小。
本实施例中,第一网络中的AP通过协同的方式实现在分布式的网络管理系统中对第三中间矩阵R的奇异值分解以及对第六中间矩阵Q的行向量的聚类。在分布式的网络管理系统中,每个AP测量该每个AP与该每个AP信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息(每个AP测量得到的信道参数信息对应该信道矩阵W的一列。例如,第一AP为第一网络中的第p个AP,那么该第一AP可以计算该第三中间矩阵R的第p个行向量第一网络中AP之间通过分布式的随机梯度下降算法实现得到与通过对第三中间矩阵R进行奇异值分解的方式得到的结果类似的结果。具体可以将问题近似为:
具体通过后文图6A所示的实施例的计算过程求解上述式(7)的问题,请参阅后文图6A中的相关介绍。
其中,第六中间矩阵Q的前K行向量为:
而该第六中间矩阵Q的第K+p个行向量为:
其中,第六中间矩阵Q的第K+p个行向量对应第p个AP,第六中间矩阵Q的前K个行向量分别对应第一网络中的K个STA。
步骤502d:第一AP根据聚类算法对目标行向量进行聚类,得到第二聚类结果。
其中,该目标行向量包括与所述第一AP对应的第K+p行向量以及第六中间矩阵Q的前K个行向量中与第一STA对应的行向量。该多个簇中一个簇对应多个分组中的一个分组。
可选的,该聚类算法为k-means算法、k-means++算法、均值漂移聚类、最大期望聚类算法、DBSCAN、图团体检测聚类算法、GCN聚类算法等。
本实施例中,以第一AP通过k-means为例进行介绍,具体通过后文图7所示的实施例介绍步骤502d中第一AP的确定过程。
步骤502e:第一AP根据多个簇的行向量确定该多个分组分别包括的网络节点。
具体的,由于第六中间矩阵Q的第K+p个行向量对应第p个AP,第六中间矩阵Q的前K个行向量分布对应第一网络中的K个STA,因此第一AP可以将该多个簇中同一簇的行向量分别对应的网络节点划分到同一分组中,该网络节点为第一AP或第一STA。
503、第一AP发送多个分组的分组结果。
其中,该分组结果用于指示该多个分组中每个分组包括的AP和STA。
由于第一AP分组的对象包括该第一AP和第一STA,因此该多个分组包括该第一AP和第一STA。该分组结果可以包括该每个分组对应的分组编号,以及该每个分组编号对应的AP和STA。
504、第一AP根据第一AP所属的分组调整第一AP连接的STA。
步骤504中第一AP的调整方式与前述图4A所示的实施例中步骤407中第二AP的调整方式类似,具体请参阅前述图4A所示的实施例中步骤407相关介绍,这里不再赘述。
在分布式的网络管理系统中,多个AP通过协同的方式实现对第一网络中的所有AP和所有STA进行分组,具体多个分组的分布如图5B所示,多个分组的分组效果与前述图4C-3的多个分组的分组效果类似,对于各个分组内的AP和STA形成的子网络内的有效信号强度总和较大,且该子网络内与子网络外的网络节点(AP或STA)之间的信号干扰强度较低。
本申请实施例中,第一AP获取第一信道参数信息;然后,第一AP根据第一信道参数信息对第一AP和第一AP信号覆盖范围内的与第一AP连接的STA进行分组,得到多个分组;然后,第一AP发送多个分组的分组结果,第一AP根据第一AP所属的分组调整第一AP连接的STA,从而实现对AP连接的STA的管理和规划。其次,本申请实施例中,分布式的网络管理系统中,第一网络的各个AP通过协同的方式、图论方法和谱聚类实现对该第一网络的所有AP和所有STA进行分组,得到多个分组,这样多个分组中每个分组对应形成的子网络之间的信号干扰程度较小,子网络内的有效信号强度较大,这样可以减少用户设备之间的干扰,从而提升网络传输的性能。
在分布式的网络管理系统,多个AP通过协同的方式对第一网络中的所有AP和所有STA进行分组。各个AP可以为各个AP以及与该各个AP已建立连接的STA进行分组。那么,在分布式的网络管理系统下,同一分组内的AP的信道分配过程具体可以参阅下述步骤505至步骤511的相关介绍。
那么,上述图5A所示的实施例还包括步骤505至步骤511。并且,步骤505至步骤511在步骤502之前执行。步骤505至步骤511与步骤503至步骤504没有明显执行顺序,可以先执行步骤503至步骤504,也可以先执行步骤505至步骤511;或者,依据情况同时执行步骤505至步骤511和步骤505至步骤511,具体本申请不做限定。
505、第一AP接收第四AP发送的第一分组信息。
其中,第一分组信息包括第四AP所属的分组信息和第四AP的标识,该第四AP包括第一网络中除第一AP之外的AP。
具体的,该第一分组包括该第四AP所属的分组的分组编号。第一AP接收该第一网络中的其他AP广播的第一分组信息,以确定其他AP所属的分组。
506、第一AP根据第一分组信息确定第五AP与第一AP属于同一分组。
其中,第五AP为第四AP中的部分AP,该第五AP与第一AP属于同一分组。
具体的,第一AP根据该第一分组信息包括的分组编号确定第一AP所属的分组的分组编号与该第五AP所属的分组的分组编号相同,即第一AP可以确定该第一AP与第五AP属于同一分组。
507、第一AP根据第一AP的标识、第五AP的标识和预设的AP优先级规则判断第一AP的优先级是否高于第五AP的优先级,若是,则执行步骤508;若否,则执行步骤510。
该预设的AP优先级规则包括第一网络中的每个AP的标识对应的优先级,第一AP可以根据该预设的AP优先级规则确定第一AP的优先级和第五AP的优先级,并判断该第一AP的优先级是否高于第五AP的优先级,若是,则执行步骤508;若否,则执行步骤510。
可选的,该预设的AP优先级规则是预先配置在第一AP的,或者是通信协议规定的,或者是由其他网络设备发送给第一AP的。
该预设的AP优先级规则可以按照以下任一种方式设定:
1、按照AP的硬件配置高低设定该预设的AP优先级规则。例如,AP的硬件配置越高,则该AP的优先级就越高。
2、按照AP的标识(index)顺序设定该预设的AP优先级规则。例如,AP的index越大,则该AP的优先级越高。
上述设定方式仅仅是一种示例,该预设的AP优先级规则还可以按照其他方式设定,具体本申请不做限定。
508、第一AP通过扫描信道选择第一信道,并接入该第一信道。
例如,第一AP可以采用LCCS技术扫描信道和选择第一信道,并接入该第一信道。
509、第一AP向第五AP发送第一信道分配信息。
其中,该第一信道分配信息用于指示第五AP接入该第一信道。
可选的,第一信道分配信息包括用于指示该第一信道的频段的指示信息或该第一信道的频段。
510、第一AP接收第六AP发送第二信道分配信息。
其中,第二信道分配信息为第六AP选择的第二信道的信息,第六AP为第五AP中优先级最高的AP。第二信道分配信息与第一信道分配信息类似,具体请参阅前述第一信道分配信息的相关介绍。
511、第一AP根据第二信道分配信息将第一AP接入的信道调整为第二信道。
例如,该第二信道分配信息包括该第二信道的频段,该第一AP可以将第一AP接入该第二信道的频段。
由上述步骤505至步骤511可知,在分布式的网络管理系统中实现为同一分组内的多个AP分配相同的信道,这样同一分组内的多个AP可以实现多AP联合传输,从而满足WiFi网络高吞吐量和低时延的需求,同时也提高了频谱利用率。
需要说明的是,上述步骤505至步骤511的信道分配方式仅仅是一种示例。在分布式的网络管理系统,同一分组内的多个AP也可以通过侦听和竞争的方式选择一个AP。然后,该AP选择信道,再将选择的信道的信息发送给该分组内的其他AP,从而实现同一分组内的多个AP接入同一信道,以实现多AP联合传输;并且满足WiFi网络高吞吐量和低时延的需求,同时也提高了频谱利用率。
请参阅图6A,图6A为本申请实施例网络管理方法的另一个实施例示意图。在图6A中,该方法包括:
601、第一AP随机初始化第一矩阵XM的第p个行向量xp和第二矩阵YM。
其中,xp=[xp1 xp2 … xpM],xp为一行乘以M列的矩阵,xpf为xp中的第f列向量的元素;YM=[y1 y2 … yM]为K行乘以M列的矩阵,yf为YM中的第f列向量的元素,f为大于或等于1且小于或等于M的整数。
602、第一AP初始化动量项Δxp和动量项ΔYM,使得动量项Δxp和动量项ΔYM均为0。
在随机梯度下降过程中使用该动量项Δxp和动量项ΔYM,以加速随机梯度下降算法的收敛过程,以实现上述式(5)的最小值问题的求解。其中,动量项Δxp=[Δxp1 Δxp2 …ΔxpM],Δxpf为动量项Δxp的第f个列向量。动量项ΔYM=[Δy1 Δy2 … ΔyM],Δyf为动量项ΔYM的第f个列向量。
603、第一AP向第一网络中的除第一AP之外的其他AP广播该第二矩阵YM。
第一AP执行步骤a和步骤b的初始化过程后,第一AP周期性地向其他AP广播该第二矩阵YM,该第一网络中的其他AP也周期性广播该其他AP上的第二矩阵YM。
具体的,第一AP可以通过第一广播消息广播该第二矩阵YM,该第一广播消息携带该第二矩阵YM、第一标识和分组轮次编号。
该第一标识用于该第一广播消息为用于随机梯度下降处理的广播消息。该分组轮次编号用于标识第一AP当前执行分组的轮次编号,即该第一AP当前对第一AP和第一STA进行分组的次数。当第一AP接收到分组轮次编号更高的第一广播消息时,则第一AP结束该分组轮次编号对应的随机梯度下降的执行操作,并进入下一轮次的随机梯度下降过程。
例如,如图6B所示,该第一广播消息的有效负载的第一个比特用于标识该第一广播消息为用于随机梯度下降处理的广播消息。例如,该第一个比特为“0”时,代表该第一广播消息用于随机梯度下降处理。该第一广播消息的有效负载的第一个字节除该第一个比特之外的其余7个比特用于标识分组轮次编号,用于标识第一AP当前分组的轮次编号。该第二矩阵YM则携带在该第一广播消息中的有效负载中除第一个字节之外的其余字节上。
604、第一AP开启第一定时器。
其中,该第一定时器用于第一AP在第一定时器的时长内监听该第一网络中的其他AP广播的第二矩阵YM。
605、第一AP判断第一中断的中断类型,若第一中断是由于第一AP接收到其他AP发送第二矩阵YM发生的中断,则执行步骤606;若第一中断是由于第一定时器超时或中断而发生的中断,则第一AP返回步骤604,第一AP重启第一定时器。
当第一AP发生第一中断时,第一AP判断第一中断的中断类型,若是由于第一AP接收到其他AP发送第二矩阵YM而发生的中断,则执行步骤606;若是由于第一定时器超时或中断而发生的中断,则第一AP返回步骤604,第一AP,继续接收监听第一网络中的其他AP发送的第二矩阵YM。
606、第一AP根据随机梯度下降规则更新第一矩阵XM的第p个行向量xp和第二矩阵YM。
下面结合步骤1至步骤3介绍步骤606。
由上述图5A所示的实施例中的步骤502c已知第一中间矩阵的前K个主对角线元素,即的全部主对角线上的元素,和第一中间矩阵D的第p+K个主对角线元素bp。那么可知,为一行乘以K列的矩阵,为中第i列的元素。
步骤2:第一AP保存接收到的其他AP发送第二矩阵YM。
下面结合步骤a至步骤d以更新该xp=[xp1 xp2 … xpM]中的首个元素xp1和YM=[y1y2 … yM]中的首个元素y1的过程为例介绍步骤3。
步骤d、第一AP更新xp1和y1,得到更新后的xp1等于更新前的xp1加上更新后的Δxp1,更新后的y1等于更新前的y1加上更新后的Δy1。
对于该xp中的其他元素的更新过程与xp1的更新过程类似,对于YM中的其他元素的更新过程与y1的更新过程类似,且需要说明的是,在计算误差向量e时,应当使用前一次更新得到的计算该误差向量。前一次更新得到的是指第一AP更新当前更新的元素的前一个元素得到的e。例如,上述步骤a至步骤d更新的是xp中的首个元素xp1和YM中的首个元素y1,则使用的是步骤606中的步骤1得到的而若第一AP更新的是xp中的第二个元素xp2和YM中的首个元素y2,则第一AP计算误差向量时,则使用的是上述步骤c更新得到的以此类推,这里不再一一说明。
需要说明的是,第一AP执行完步骤606之后,第一AP可以重启第一定时器,继续监听第一网络中的其他AP广播的第一矩阵YM,当监听到该其他AP发送的第二矩阵YM时,第一AP执行与步骤606类似的操作,即再次更新在步骤606得到的第一矩阵XM的第p个行向量xp和第二矩阵YM,以此类推,每次更新的过程都类似,直到该第一定时器的重启次数达到预设的次数,则第一AP确定最后一个更新得到的第一矩阵XM的第p个行向量xp和第二矩阵YM。
上述图5A所示的实施例中步骤502d中,第一AP根据聚类算法对目标行向量进行聚类,得到第二聚类结果。下面结合图7所示的实施例介绍该步骤502d。请参阅图7,图7为本申请实施例网络管理方法的另一个实施例示意图。在图7中,该方法包括:
701、第一AP根据第一随机种子生成第一聚类中心。
其中,该第一聚类中心包括该第一AP生成的该多个簇分别对应的聚类中心,每个簇对应一个聚类中心,该多个簇中每个簇对应多个分组中的一个分组。
具体的,第一网络中的所有AP都使第一随机种子生成多个簇对应的聚类中心。例如,第一AP根据第一随机种子随机生成该多个簇分别对应的第一聚类中心G={c1,c2,c3,c4……cN},cb为第b个簇对应的聚类中心,b为大于或等于1且小于或等于N的整数。即得到随机初始化的该多个簇分别对应的聚类中心,簇Gb对应聚类中心cb。
需要说明的是,该第一随机种子可以是预配置的,也可以是该第一网络中的一个AP(例如,主AP)生成的,再由该AP发送给该第一网络中的其他AP,具体本申请不做限定。
702、第一AP根据第一聚类中心确定目标行向量中的每个行向量所属的簇,得到多个簇中每个簇包括的行向量。
具体的,第一AP为该目标行向量中的每个行向量查找与该每个行向量最近的聚类中心,并将该每个行向量划分到该聚类中心对应的簇中。例如,第一AP从第六中间矩阵Q的前K行向量和该第六中间矩阵Q的第K+p个行向量中选择目标行向量,这里将目标行向量称为第一AP为该中包括的行向量分别寻找与每个行向量最接近的聚类中心对应的簇。
需要说明的是,第一AP使用该目标行向量中的每一个行向量的全部或部分作为代表该行向量进行聚类。也就是说第一AP可以选择每个行向量的部分内容代表该行向量进行聚类。
在上述步骤701和步骤702的基础上,上述图5A所示的实施例中的步骤502e具体包括:
当满足第一预设条件时,第一AP根据多个簇的行向量确定该多个分组分别包括的网络节点。
具体的,当满足第一预设条件时,第一AP将多个簇的行向量中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
其中,该第一预设条件有多种,下面示出两种可能的实现方式。
实现方式一:第一预设条件包括该多个簇分别对应的聚类中心的更新次数大于或等于第三预设阈值。
具体的,第一AP判断该多个簇分别对应的聚类中心的更新次数是否大于或等于该第三预设阈值,如果是,则第一AP根据多个簇的行向量确定该多个分组分别包括的网络节点;如果不是,则执行下述步骤512至步骤514。
例如,该第三预设阈值为100。该第三预设阈值主要是根据实验数据确定的,即上述聚类过程达到收敛程度时该多个簇分别对应的聚类中心的更新次数。
实现方式二:下面结合步骤1至步骤4介绍该第一预设条件包括:第一收敛精度小于或等于预设的收敛精度。
该第一收敛精度为第一差值的绝对值与所述第一全局误差的比值。
第一差值为第一全局误差与预设的初始化误差之间的差值。
该第一全局误差为该第一网络中的所有AP分别计算得到的第一局部误差的和。
该第一AP的第一局部误差包括该第一AP确定的该多个簇每个簇对应的误差的和,该每个簇对应的误差为该每个簇包括的行向量分别与该每个簇对应的第一平均向量之间的误差的和,该每个簇对应的第一平均向量为该第一AP根据流言协议(gossip protocol)计算得到的。
那么,当该第一AP确定该第一收敛精度小于小于或等于预设的收敛精度时,第一AP执行上述步骤502e。
例如,该预设的收敛精度为0.01,该预设的初始化误差为无穷大。
该预设的收敛精度是根据实验数据和经验确定的。即上述聚类过程达到收敛程度时,该预设的收敛精度的取值。
可选的,该预设的收敛精度为第一AP设置的,也可以是通信协议规定的,或者是其他设备发送给第一AP的,具体本申请不做限定。
下面结合步骤1至步骤3介绍该第一收敛精度的计算过程。
步骤1:第一AP根据gossip协议(也称为流行病协议(epidemic protocol)、或流言算法、疫情传播算法)计算该多个簇中每个簇的行向量对应的第一平均向量;
具体的,第一AP计算该第一AP确定的多个簇分别包括的网络节点个数sizeb和多个簇分别包括的行向量之和sumb,b为大于或等于1且小于或等于N的整数,N为多个分组的分组数目。然后,第一AP使用gossip协议计算该多个簇中每个簇的行向量分别对应的第一平均向量若第一AP为第p个AP,第一网络中的每个AP都分别存储局部变量Δp1和局部的控制参数ωp1。第一AP设置第一AP上的Δp1={sum1,sum2......sumN},即该多个簇分别包括的行向量的总和。第一AP设置第一AP上的ωp1={size1,size2......sizeN},即该多个簇分别包括的行向量的个数。然后,第一AP使用gossip协议计算该多个簇中每个簇的行向量分别对应的第一平均向量
需要说明的是,第一AP使用gossip协议的相关介绍请参阅后文图8A所示的实施例的相关介绍。
步骤2:第一AP计算第一局部误差。
具体的,第一AP根据上述步骤702得到的该多个簇分别包括的行向量和该多个簇中每个簇的行向量对应的第一平均向量计算第一局部误差。
其中,该第一局部误差包括该第一AP确定的该多个簇中每个簇对应的误差的和。该每个簇对应的误差为该每个簇包括的行向量分别与该每个簇对应的第一平均向量之间的误差的和。
例如,该第一局部误差该第一局部误差表示该第一AP中的多个簇分别对应的均方根误差的和。表示该多个簇中的第b个簇中的行向量,cb表示该第b个簇对应的聚类中心。表示该第b个簇的行向量分别与该第b个簇对应的聚类中心的均方根误差的和。
步骤3:第一AP根据gossip协议和该第一局部误差计算第一全局误差。
其中,第一全局误差为第一网络中的所有AP分别计算得到的第一局部误差的和。
具体的,若第一AP为第p个AP,第一网络中的每个AP分别存储局部变量Δp2和局部的控制参数ωp2。该第一AP上的Δp2设置为该第一AP中多个簇内分别对应的均方根误差的和,将第一AP上的ωp2设置为1,其他AP上的局部的控制参数为0。然后,第一AP使用gossip协议和该第一局部误差计算得到第一全局误差,即得到第一网络中的所有AP计算的第一局部误差的总和。
本实施例中,第一网络的其他AP计算该第一局部误差与步骤2中第一AP计算第一AP上的第一局部误差的方式类似,这里不再赘述。每个AP在计算该每个AP的第一局部误差时,都是由该每个AP最近一次对多个簇的行向量进行聚类的聚类结果与前一次对多个簇的行向量进行聚类的聚类结果计算得到的。而第一网络的其他AP发送第一局部误差的时刻可以不同或相同。例如,AP1在时刻1向第一AP发送AP1的第一局部误差,即AP1应当选择离时刻1最近一次对多个簇的行向量进行聚类的聚类结果与前一次对多个簇的行向量进行聚类的聚类结果计算AP1的第一全局误差。而AP2在时刻2向第一AP发送AP2的第一局部误差,即AP2应当选择离时刻2最近一次对多个簇的行向量进行聚类的聚类结果与前一次对多个簇的行向量进行聚类的聚类结果计算该AP2的第一全局误差。对于第一网络的其他AP同样类似,这里不再一一说明。
需要说明的是,步骤3与后文中图8A所示的步骤801至步骤811中第一AP使用gossip协议确定该多个簇中每个簇的行向量分别对应的第一平均向量类似,不同的地方在于第一AP将局部变量Δp2设置为该第一AP中多个簇内分别对应的均方根误差的和,将ωp2设置为1,这样通过类似后文图8A所示的步骤801至步骤811的执行流程可以得到第一网络中的所有AP计算的第一局部误差的总和。
步骤4:第一AP根据该第一全局误差和预设的初始化误差计算该第一收敛精度。
其中,第一收敛精度等于第一差值与第一全局误差的商的绝对值,该第一差值为该第一全局误差与该初始化误差的差值。
一种可能的实现方式中,若不满足第一预设条件,则上述图5A所示的实施例还包括步骤512至步骤514。
步骤512:第一AP根据gossip协议计算该多个簇的行向量对应的第一平均向量;
步骤512与前述第一预设条件中的实现方式二的步骤1类似,具体请参阅前述第一预设条件中的实现方式二的步骤1的相关介绍,这里不再赘述。
步骤513:第一AP将该多个簇中每个簇的行向量对应的第一平均向量分别作为该多个簇分别对应的聚类中心,得到第二聚类中心;
步骤514:第一AP根据第二聚类中心确定该目标行向量中的每个行向量所属的簇;
步骤513至步骤514与前述图7所示的实施例中步骤701和步骤702类似,具体请参阅前述图7所示的实施例中步骤701和步骤702的相关介绍,这里不再赘述。
步骤515:当满足第二预设条件时,该第一AP将该多个簇中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
步骤515与前述步骤502e的相关介绍类似,具体请参阅前述步骤502e的相关介绍,这里不再赘述。
该第二预设条件与第一预设条件类似,下面示出两种可能的实现方式。
实现方式一:该第二预设条件包括该多个簇分别对应的聚类中心的更新次数大于或等于第三预设阈值。
其中,第三预设阈值的相关介绍请参阅前述第一预设条件的实现方式一中的对第三预设阈值的相关介绍,这里不再赘述。
例如,步骤512至步骤515为第一AP对多个簇分别对应的聚类中心的首次更新。因此,若该第三预设阈值为1,则第一AP执行步骤515;若该第三预设阈值为大于1的整数,则第二AP对该目标行向量进行第三次聚类,具体的聚类过程与前述步骤512至步骤515类似。
实现方式二:该第二预设条件包括:第二收敛精度小于或等于预设的收敛精度,该第二收敛精度为第二全局误差与第一全局误差之间的差值的绝对值与该第二全局误差的比值。
那么,当该第一AP确定该第二收敛精度小于小于或等于预设的收敛精度时,第一AP执行上述步骤515。
下面结合步骤a值步骤d介绍第二收敛精度的计算过程。
步骤a:第一AP根据gossip协议计算该多个簇中每个簇的行向量对应的第二平均向量;
具体的,由上述步骤513和步骤514可知,该多个簇中每个簇的行向量再次进行了更新,那么第一AP使用gossip协议计算该多个簇中每个簇的行向量对应的第二平均向量。具体的计算方式与前述第一预设条件中的实现方式二中的步骤1类似,具体此处不再赘述。
步骤b:第一AP计算第二局部误差。
第一AP根据上述步骤514得到的该多个簇分别包括的行向量和该多个簇中每个簇的行向量对应的第二平均向量。
步骤c:第一AP根据gossip协议和该第二局部误差计算第二全局误差。
步骤b至步骤c与前述第一预设条件中的实现方式二中的步骤2至步骤3类似,请参阅前述第一预设条件中的实现方式二中的步骤2至步骤3的相关介绍,这里不再赘述。
步骤d:第一AP根据第二全局误差和第一全局误差计算第二收敛精度。
其中,第二收敛精度等于第二差值的绝对值与第二全局误差的商的比值,第二差值为第二全局误差与第一全局误差的差值。
具体的,由于步骤512至步骤515为目标行向量的第二次聚类,因此第二全局误差应当与前一次聚类(即第一次聚类)的计算得到的第一全局误差进行比对,也就是说前述步骤502e中的初始化误差更新为该第一全局误差。若第一AP需要对该目标行向量进行第三次聚类,则该初始化误差更新为该第二全局误差,以此类推。
因此,当第二差值与第二全局误差的商的绝对值小于或等于预设的收敛精度时,第一AP执行步骤515。当第二差值与第二全局误差的商的绝对值大于预设的收敛精度时,则第一AP继续对目标行向量的第三次聚类,具体的聚类过程与前述步骤512至步骤515类似。
下面结合图8A所示的实施例介绍第一AP根据gossip协议计算该多个簇中每个簇的行向量对应的第一平均向量的过程。请参阅图8A,图8A为本申请实施例网络管理方法的另一个实施例。在图8A中,该网络管理方法包括:
801、第一AP设置局部变量Δp1和局部的控制参数ωp1。
第一网络中的每个AP分别存储有局部变量Δp1和局部的控制参数ωp1。第一AP设置Δp1={sum1,sum2......sumN},即该多个簇分别包括的行向量的总和,设置ωp1={size1,size2......sizeN},即该多个簇分别包括的行向量的个数。第一AP计算该第一AP的Δp1和ωp1。
802、第一AP确定第一节点缓存集合。
其中,该第一节点缓存集合包括该第一AP从第一网络中与该第一AP直连的AP中选择的Imax个AP组成的集合,Imax为大于或等于1的整数。
该Imax的大小与该第一AP的缓存大小或存储空间大小相关。例如,第一AP的存储空间越大,则Imax越大。
803、第一AP从第一节点缓存集合中选择目标节点。
804、第一AP确定第一AP的Δp1/2、ωp1/2和r1。
其中,r1用于指示第一AP是否首次与目标节点之间交换该Δp1和ωp1。例如,r1为1时,指示该第一AP首次与目标节点之间交换该Δp1和ωp1。r1为0时,指示该第一AP非首次与目标节点之间交换该Δp1和ωp1。
805、第一AP向目标节点发送第二广播消息。
其中,该第二广播消息携带该分组轮次编号、Δp1/2、ωp1/2和r1。该分组轮次编号的相关介绍请参阅前述图6A所示的实施例中的相关介绍,这里不再赘述。
例如,如图8B所示,该第二广播消息中携带分组轮次编号、Δp1/2、ωp1/2、r1和第一缓存集合包括的节点的标识。
需要说明的是,图8B所示的第二广播消息为该第一AP首次向目标节点首次发送的广播消息,因此该第二广播消息携带Δp1/2、ωp1/2以及r1为1;若第一AP非首次向该目标节点发送该第二广播消息,则该第二广播消息应当携带的为第一AP当前更新后得到的Δp1、ωp1和r1=0。例如,第一AP第二次向目标节点发送第二广播消息时,该第一AP上的更新后的Δp1和ωp1为:第一AP将步骤801中的Δp1/2作为第一AP上更新后的Δp1,将步骤801中的ωp1/2作为第一AP上更新后的ωp1。然后,第一AP在第二次向该目标节点发送的第二广播消息中携带第一AP上的更新后的Δp1、ωp1和r1=0。
806、第一AP开启第二定时器。
其中,该第二定时器用于第一AP在第二定时器的时长内监听该第一网络中除该第一AP之外的其他AP发送的第二广播消息。
807、第一AP判断第二中断的中断类型,若第二中断是由于第一AP接收到该第一网络中除该第一AP之外的其他AP发送的第二广播消息发生的中断,则执行步骤808;若第二中断是由于第二定时器超时或中断而发生的中断,则第一AP返回步骤806。
如果第二中断是由于第二定时器超时或中断导致的,那么第一AP返回步骤806,即重启第二定时器,然后再执行步骤806至810。
需要说明的是,若经过多次重启第二定时器仍未接收到目标节点的第二广播消息,则第一AP可以重新选择其他节点,然后按照类似步骤804至步骤810的过程执行该第一AP与选择的其他节点之间的信息交换。具体的,第一AP上可以配置针对选择的节点该第一AP重启第二定时器的次数,当达到该次数仍未该该节点发送的第二广播消息时,则第一AP选择其他节点,然后按照类似步骤804至步骤810的过程执行该第一AP与选择的其他节点之间的信息交换。
808、第一AP判断接收到该第一网络中除该第一AP之外的其他AP发送的第二广播消息中的r1是否为1,若是,则执行步骤809至810;若否,则执行步骤810。
如果第一AP接收到该第一网络中除该第一AP之外的其他AP发送的第二广播消息,那么该第一AP判断该回复消息r1是否为1,如果是,则执行步骤809和810;如果不是,则执行步骤810。
809、第一AP向该第一节点发送该第一AP的更新前的Δp1/2和ωp1/2。
其中,该第一节点为上述步骤807中在第二定时器内向该第一AP发送第二广播消息的节点。
810、第一AP根据该第一网络的其他AP发送的第二广播消息更新Δp1/2和ωp1/2。
如果该第一节点发送的第二广播消息中的r1为1,则第一AP将第一AP上的Δp1/2加上该第一节点发送的第二广播消息中携带的Δp1/2,将该第一AP上的ωp1/2加上该第一节点发送的第二广播消息中携带的ωp1/2。
如果第一节点发送的的第二广播消息中的r1为0,则第一AP不需要执行上述步骤809,第一AP上的Δp1/2加上该第一节点发送的第二广播消息中携带的Δp1/2,将该第一AP上的ωp1/2加上该第一节点发送的第二广播消息中携带的ωp1/2。
811、第一AP更新该第一节点缓存集合。
具体的,第一AP从该第一节点发送的第二广播消息携带的第二节点缓存集合、该第一节点和该第一节点缓存集合中选择Imax个AP作为该第一节点缓存集合中包括的AP。
上述示出了针对第一AP与目标节点之间的执行gossip协议的过程,实现第一AP与目标节点之间的Δp1和ωp1的交换。那么针对该第一节点缓存集合中的其他节点也类似,第一AP执行与上述步骤803至步骤811的过程,实现该第一AP与该第一节点缓存集合中的所有节点的之间的Δp1和ωp1的交换,从而得到该第一AP使用gossip协议计算该多个簇中每个簇的行向量分别对应的第一平均向量
本申请实施例还提供一种通信装置,请参阅图9,本申请实施例中通信装置900的另一个结构示意图,该通信装置900可以用于执行图3所示实施例中第一通信装置执行的步骤、图4A所示的实施例中的服务器执行的步骤,以及图5A所示的实施例中的第一AP执行的步骤,可以参考上述方法实施例中的相关描述。
该通信装置900包括:处理器901、存储器902和收发器903。
该处理器901、存储器902和收发器903分别通过总线相连,该存储器中存储有计算机指令。
一种可能的实现方式中,当该通信装置900用于执行图4A所示的实施例中的服务器执行的步骤时,前述图1B中的分组模块102具体可以是本实施例中的处理器901,因此该处理器901的具体实现不再赘述。前述图1B中的收发模块101则具体可以是本实施例中的收发器903,因此收发器903的具体实现不再赘述。
另一种可能的实现方式中,当该通信装置900用于执行图5A所示的实施例中的第一AP执行的步骤时,前述图2B中的分组模块202、分组管理模块203和信号测量模块204可以是本实施例中的处理器901,因此该处理器901的具体实现不再赘述。前述图1B中的收发模块201则具体可以是本实施例中的收发器903,因此收发器903的具体实现不再赘述。
本申请实施例还提供一种控制设备,请参阅图10,本申请实施例中控制设备1000的另一个结构示意图,该控制设备1000可以用于执行图4A所示的实施例中的控制设备执行的步骤,可以参考上述方法实施例中的相关描述。
该控制设备1000包括:处理器1001、存储器1002和收发器1003。
该处理器1001、存储器1002和收发器1003分别通过总线相连,该存储器中存储有计算机指令。
前述图1C中的分组管理模块104具体可以是本实施例中的处理器1001,因此该处理器1001的具体实现不再赘述。前述图1C中的收发模块103则具体可以是本实施例中的收发器1003,因此收发器1003的具体实现不再赘述。
本申请实施例还提供一种第二AP,请参阅图11,本申请实施例中第二AP1100的另一个结构示意图,该第二AP1100可以用于执行图4A所示的实施例中的第二AP执行的步骤,可以参考上述方法实施例中的相关描述。
该第二AP1100包括:处理器1101、存储器1102和收发器1103。
该处理器1101、存储器1102和收发器1103分别通过总线相连,该存储器中存储有计算机指令。
前述图1D中的分组管理模块106和信号测量模块107具体可以是本实施例中的处理器1101,因此该处理器1101的具体实现不再赘述。前述图1D中的收发模块105则具体可以是本实施例中的收发器1103,因此收发器1103的具体实现不再赘述。
本申请实施例还提供一种第四STA,请参阅图12,本申请实施例中第四STA1200的另一个结构示意图。
该第四STA1200包括:处理器1201、存储器1202和收发器1203。
该处理器1201、存储器1202和收发器1203分别通过总线相连,该存储器中存储有计算机指令。
前述图1E中的处理模块109和信号测量模块110具体可以是本实施例中的处理器1201,因此该处理器1201的具体实现不再赘述。前述图1E中的收发模块108则具体可以是本实施例中的收发器1203,因此收发器1203的具体实现不再赘述。
本申请实施例还提供一种网络管理系统,请参阅图13,该网络管理系统包括如图1B所示的服务器、图1C所示的控制设备、图1D所示的AP和图1E所示的STA。
图1B所示的服务器用于执行上述图3所示的实施例中第一通信装置执行的部分或全部步骤,用于执行上述图4A所示的实施例中的服务器执行的部分或全部步骤。
图1C所示的控制设备用于执行上述图4A所示的实施例中控制设备执行的部分或全部步骤。
图1D所示的AP用于执行上述图4A所述的实施例中第二AP执行的部分或全部步骤。
图1E所示的STA用于执行上述图4A所示的实施例中第四STA执行的步骤407b至步骤407e。具体请参阅前述图3和图4A所示的实施例的相关介绍,这里不再赘述。
本申请实施例还提供一种网络管理系统,请参阅图14,该网络管理系统包括如图2B所示的第一AP和图2C所示的第二STA。
图2B所示的第一AP用于执行上述图5A、图6A、图7和图8A所示的实施例中第一AP执行的部分或全部步骤。
可选的,该网络管理系统还包括第四AP,该第四AP用于执行上述图5A所示的实施例中的第四AP执行的部分或全部步骤。
该第四AP包括第五AP和第六AP。第五AP用于执行上述图5A所示的实施例中第五AP执行的部分或全部步骤,第六AP用于执行上述图5A所示的实施例中第六AP执行的部分或全部步骤。
具体请参阅前述图5A、图6A、图7和图8A所示的实施例的相关介绍,这里不再赘述。
本申请实施例提供一种包括指令的计算机程序产品,其特征在于,当其在计算机上运行时,使得该计算机执行如图3、图4A、图5A、图6A、图7和图8A中任一种的实现方式。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,包括计算机指令,当该指令在计算机上运行时,使得计算机执行如图3、图4A、图5A、图6A和图7的任一种实现方式。
本申请实施例提供一种芯片装置,包括处理器,用于调用该存储器中的计算机程序或计算机指令,以使得该处理器执行上述图3、图4A、图5A、图6A、图7和图8A中的任一种实现方式。
可选的,该芯片装置还包括存储器,该存储器用于存储计算机程度或计算机指令等。该芯片装置由芯片构成,也可以包括芯片和其他分立器件。
可选的,该处理器通过接口与该存储器耦合。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (34)
1.一种网络管理方法,其特征在于,所述方法包括:
第一通信装置获取第一信道参数信息,所述第一信道参数信息包括第一网络中的第一AP与所述第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;
所述第一通信装置根据所述第一信道参数信息对所述第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,所述第一STA包括所述第一AP的信号覆盖范围内的STA中的部分或全部STA;
所述第一通信装置发送所述多个分组的分组结果,所述分组结果用于指示所述多个分组中每个分组包括的AP和STA。
2.一种第一通信装置,其特征在于,所述第一通信装置包括:
收发模块,用于获取第一信道参数信息,所述第一信道参数信息包括第一网络中的第一AP与所述第一AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;
分组模块,用于根据所述第一信道参数信息对所述第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,所述第一STA包括所述第一AP的信号覆盖范围内的STA中的部分或全部STA;
所述收发模块,用于发送所述多个分组的分组结果,所述分组结果用于指示所述多个分组中每个分组包括的AP和STA。
3.根据权利要求1所述的方法或权利要求2所述的第一通信装置,其特征在于,所述第一通信装置为服务器,所述第一AP包括所述第一网络的所有AP,所述第一STA包括所述第一网络的所有STA;所述第一通信装置获取第一信道参数信息,包括:
所述服务器接收控制设备发送的所述第一信道参数信息,所述第一信道参数信息包括所述第一网络的所有AP中每个AP与所述每个AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息,所述第一网络为所述控制设备控制的网络;
所述第一通信装置发送所述多个分组的分组结果,包括:
所述服务器向所述控制设备发送所述多个分组的分组结果。
4.根据权利要求3所述的方法或权利要求3所述的第一通信装置,其特征在于,所述第一信道参数信息包括信道矩阵W,所述信道矩阵W为K行乘以L列的矩阵,K为所述第一网络包括的STA数目,L为所述第一网络包括的AP数目,所述信道矩阵wij为第i个STA与第j个AP之间的信道增益,i为大于或等于1且小于或等于K的整数,j为大于或等于1且小于或等于L的整数;
所述第一通信装置根据所述第一信道参数信息对所述第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,包括:
所述服务器根据所述信道矩阵W计算得到第一中间矩阵D,所述第一中间矩阵D1为K行乘以K列的矩阵,D1的主对角线上的元素ai为所述第一网络中的第i个STA分别与所述第一网络中的所有AP之间的信道增益之和,D1的非对角线上的元素均为零;D2为L行乘以L列的矩阵,D2的主对角线上的元素bj为所述第一网络中的第j个AP分别与所述第一网络中的所有STA之间的信道增益之和,0K×L为K行乘以L列的矩阵,0K×L中的元素均为零,0L×K为L行乘以K列的矩阵,0L×K中的元素均为零;
所述服务器根据所述信道矩阵W和所述第一中间矩阵D确定第二中间矩阵,所述第二中间矩阵中的每个行向量对应一个网络节点,所述网络节点为所述第一网络中的STA或AP;
所述服务器根据聚类算法对所述第二中间矩阵的行向量进行聚类,得到第一聚类结果,所述第一聚类结果包括多个簇的行向量,所述多个簇中的一个簇对应所述多个分组中的一个分组;
所述服务器根据所述多个簇的行向量确定所述多个分组分别包括的网络节点。
5.根据权利要求4所述的方法或权利要求4所述的第一通信装置,其特征在于,所述信道矩阵W为带权二分图的边权矩阵W,所述带权二分图包括第一类型顶点和第二类型顶点,所述第一类型顶点表示所述第一网络中的STA,所述第二类型顶点表示所述第一网络中的AP,所述边权矩阵W的元素为所述带权二分图的边权,所述带权二分图的边权为所述第一网络中的STA与AP之间的信道增益,所述第一中间矩阵为所述带权二分图的度矩阵。
6.根据权利要求4或5所述的方法,或,权利要求4或5所述的第一通信装置,其特征在于,所述服务器根据所述信道矩阵W和所述第一中间矩阵D确定第二中间矩阵,包括:
所述服务器对所述第三中间矩阵R进行奇异值分解,得到所述第三中间矩阵R的左奇异矩阵U和所述第三中间矩阵R的右奇异矩阵V;其中,所述第三中间矩阵R=UΣVT,所述Σ为对角矩阵,所述VT为所述右奇异矩阵V的转置;
所述对角矩阵Σ的第r列向量上对应的主对角线元素为所述左奇异矩阵U的第r列向量对应的奇异值,所述对角矩阵Σ的第r列向量上对应的主对角线元素为右奇异矩阵V的第r列向量对应的奇异值,所述r为大于或等于1且小于或等于min(K,L)的整数,所述min(K,L)指取所述K和所述L中最小值;
所述服务器按照所述对角矩阵Σ中的奇异值大小顺序从大到小从所述左奇异矩阵U中选取对应的M个列向量,得到第四中间矩阵UM,以及按照所述对角矩阵Σ中的奇异值大小顺序从大到小从所述右奇异矩阵V中选取对应M个列向量,得到第五中间矩阵VM,所述M为大于或等于log2(K+L)且小于或等于min(K,L)的整数,所述log2(K+L)指以2为底数对K+L求对数;
8.根据权利要求1所述的方法或权利要求2所述的第一通信装置,其特征在于,所述第一通信装置为所述第一AP,所述第一STA包括所述第一AP的信号覆盖范围内与所述第一AP已建立连接的STA;所述方法还包括:
所述第一AP根据所述第一AP所属的分组调整所述第一AP连接的STA。
9.根据权利要求8所述的方法或权利要求8所述的第一通信装置,其特征在于,所述第一AP为所述第一网络中的第p个AP,所述第一信道参数信息包括信道矩阵W的第p个列向量,所述信道矩阵wij为第i个STA与第j个AP之间的信道增益,i为大于或等于1且小于或等于K的整数,j为大于或等于1且小于或等于L的整数,所述p为小于或等于所述L的整数,所述L为所述第一网络包括的AP数目,所述K为所述第一网络包括的STA数目;
所述第一通信装置根据所述第一信道参数信息对所述第一AP和第一STA进行分组,得到多个分组,包括:
所述第一AP根据所述信道矩阵W的第p个列向量计算得到第一中间矩阵D的第p+K个主对角线元素bp;
其中,所述第一中间矩阵所述D1为K行乘以K列的矩阵,所述所述D1的主对角线上的元素ai为所述第一网络中的第i个STA与所述第一网络中的所有AP之间的信道增益之和,所述D1的非对角线上的元素均为零;所述D2为L行乘以L列的矩阵,所述所述D2的主对角线上的元素bj为所述第一网络中的第j个AP与所述第一网络中的所有STA之间的信道增益之和,0K×L为乘以L列的矩阵,0K×L中的元素均为零,0L×K为L行乘以K列的矩阵,0L×K中的元素均为零;
所述第一AP获取所述第一中间矩阵D的前K个主对角线元素;
所述第一AP根据所述信道矩阵W的第p个列向量、所述第一中间矩阵D的第p+K主对角线元素bp和所述第一中间矩阵D中的前K个主对角线元素确定第六中间矩阵Q的前K行向量和第K+p行向量,所述第六中间矩阵Q的每个行向量对应一个网络节点,所述网络节点为所述第一网络中的AP或STA,所述第六中间矩阵Q的第i个行向量为第i个STA对应的行向量,所述第六中间矩阵Q的第K+j个行向量为第j个AP对应的行向量;
所述第一AP根据聚类算法对目标行向量进行聚类,得到第二聚类结果;
其中,所述目标行向量包括与所述第一AP对应的所述第K+p行向量以及所述第六中间矩阵Q的前K个行向量中与所述第一STA对应的行向量,所述第二聚类结果包括多个簇的行向量,所述多个簇中一个簇对应所述多个分组的一个分组;
所述第一AP根据所述多个簇的行向量确定所述多个分组分别包括的网络节点。
10.根据权利要求9所述的方法或权利要求9所述的第一通信装置,其特征在于,所述第一AP根据所述信道矩阵W的第p个行向量、所述第一中间矩阵D的第p+K主对角线元素bp和所述第一中间矩阵D中的前K个主对角线元素确定第六中间矩阵Q的前K行向量和第K+p行向量,包括:
所述第一AP根据所述信道矩阵W的第p个列向量、所述第一中间矩阵D的第p+K主对角线元素bp和所述第一中间矩阵D中的前K个主对角线元素确定第三中间矩阵R的第p个行向量所述第二中间矩阵所述WT为所述W转置;
所述第一AP根据随机梯度下降算法和所述第三中间矩阵R的第p个行向量确定第一矩阵XM的p个行向量和第二矩阵YM,所述第一矩阵XM与第三矩阵的近似度大于或等于第一预设阈值,所述第二矩阵YM与第四矩阵的近似度大于或等于第二预设阈值;
其中,所述第三矩阵为从所述第三中间矩阵R经过奇异值分解得到的左奇异矩阵选取的M个列向量得到的矩阵,所述左奇异矩阵中的每个列向量都有对应的奇异值,所述第三矩阵的M个列向量为从所述左奇异矩阵中按照奇异值大小顺序从大到小选取的M个列向量;
所述第四矩阵为从所述第三中间矩阵R经过奇异值分解得到的右奇异矩阵中选取的M个列向量得到的矩阵,所述右奇异矩阵中的每个列向量都有对应的奇异值,所述第四矩阵的M个列向量为从所述右奇异矩阵中按照奇异值大小顺序从大到小选取的M个列向量;
所述M为大于或等于log2(K+L)且小于或等于min(K,L)的整数,所述log2(K+L)指以2为底数对K+L求对数,所述min(K,L)指取所述K和所述L中的最小值;
11.根据权利要求10所述的方法或权利要求10所述的第一通信装置,其特征在于,所述第一AP根据聚类算法对目标行向量进行聚类,得到第二聚类结果,包括;
所述第一AP根据第一随机种子生成第一聚类中心,所述第一聚类中心包括所述多个簇分别对应的聚类中心,每个簇对应一个聚类中心;
所述第一AP根据所述第一聚类中心确定所述目标行向量中的每个行向量所属的簇,得到所述多个簇中每个簇包括的行向量;
所述第一AP根据所述多个簇的行向量确定所述多个分组分别包括的网络节点,包括:
当满足第一预设条件时,所述第一AP将所述多个簇中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
12.根据权利要求11所述的方法或权利要求11所述的第一通信装置,其特征在于,当不满足所述第一预设条件时,所述方法还包括:
所述第一AP根据流言gossip协议计算所述多个簇中每个簇的行向量对应的第一平均向量;
所述第一AP将所述多个簇中每个簇的行向量的第一平均向量分别作为所述多个簇分别对应的聚类中心,得到第二聚类中心;
所述第一AP根据所述第二聚类中心确定所述目标行向量中的每个行向量所属的簇;
当满足所述第二预设条件时,所述第一AP将所述多个簇中同一簇的行向量对应的网络节点划分到同一分组中。
13.根据权利要求11或12所述的方法,或,权利要求11或12所述的第一通信装置,其特征在于,所述第一预设条件包括:
所述多个分组分别对应的簇的聚类中心的更新次数大于或等于第三预设阈值。
14.根据权利要求11或12所述的方法,或,权利要求11或12所述的第一通信装置,其特征在于,所述第一预设条件包括:
第一收敛精度小于或等于预设的收敛精度;
其中,所述第一收敛精度为第一差值的绝对值与所述第一全局误差的比值,所述第一差值为所述第一全局误差与预设的初始化误差的差值;
所述第一全局误差为所述第一网络中的所有AP分别计算得到的第一局部误差的和;
所述第一AP的第一局部误差包括所述第一AP确定的所述多个簇每个簇对应的误差的和;
所述每个簇对应的误差为所述每个簇包括的行向量分别与所述每个簇对应的第一平均向量之间的误差的和;所述每个簇对应的第一平均向量为所述第一AP根据流言gossip协议计算得到的。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的方法,或,权利要求8至14中任一项所述的第一通信装置,其特征在于,所述第一AP根据所述第一AP所属的分组调整所述第一AP连接的STA,包括:
所述第一AP发送所述第一AP所属的分组的信息,所述第一AP所属的分组的信息用于所述第一网络中的STA判断是否接入第一AP。
16.根据权利要求15所述的方法,或,权利要求15所述的第一通信装置,其特征在于,所述第一AP所属的分组的信息包括所述第一AP所属的分组的第一分组编号;所述第一AP发送所述第一AP所属的分组的信息,包括:
所述第一AP发送第一信标帧,所述第一信标帧携带所述第一分组编号。
17.根据权利要求8至14中任一项所述的方法,或,权利要求8至14中任一项所述的第一通信装置,其特征在于,所述第一AP根据所述第一AP所属的分组调整所述第一AP连接的STA,包括:
所述第一AP判断与所述第一AP已建立连接的第二STA是否属于同一分组;
若是,则所述第一AP保持为所述第二STA提供服务;
若否,则所述第一AP确定所述第二STA所属的分组,并向第三AP发送第一指示信息;
所述第一指示信息用于指示所述第三AP为所述第二STA提供服务,所述第三AP与所述第二STA属于同一分组。
18.根据权利要求8至17中任一项所述的方法,或,权利要求8至17中任一项所述的第一通信装置,其特征在于,所述方法还包括:
所述第一AP接收第四AP发送的第一分组信息,所述第一分组信息包括所述第四AP所属的分组信息和所述第四AP的标识,所述第四AP包括所述第一网络中除所述第一AP之外的AP;
所述第一AP根据所述第一分组信息确定第五AP与所述第一AP属于同一分组,所述第五AP为所述第四AP中的部分AP;
所述第一AP根据所述第五AP的标识、所述第一AP的标识和预设的AP优先级规则判断所述第一AP的优先级是否高于所述第五AP的优先级;
若所述第一AP的优先级高于所述第五AP的优先级,则所述第一AP通过扫描信道选择第一信道,并将所述第一AP接入的信道调整为所述第一信道;
所述第一AP向所述第五AP发送第一信道分配信息,所述第一信道分配信息用于指示所述第五AP接入所述第一信道。
19.根据权利要求18所述的方法,或,权利要求18所述的第一通信装置,其特征在于,若所述第一AP的优先级低于所述第五AP的优先级,所述方法还包括:
所述第一AP接收第六AP发送第二信道分配信息,所述第二信道分配信息为所述第六AP选择的第二信道的信息,所述第六AP为所述第五AP中优先级最高的AP;
所述第一AP根据所述第二信道分配信息将所述第一AP接入的信道调整为所述第二信道。
20.一种网络管理方法,其特征在于,所述方法包括:
控制设备向服务器发送第一信道参数信息,所述第一信道参数信息包括第一网络的所有AP中每个AP与所述每个AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息,所述第一网络为所述控制设备控制的网络;
所述控制设备接收服务器多个分组的分组结果,所述多个分组包括所述第一网络中的所有STA和所有AP;
所述控制设备根据所述分组结果确定所述多个分组中每个分组包括的AP和STA;
所述控制设备发送第二分组信息,所述第二分组信息包括所述第一网络的AP分别所属的分组的信息和所述第一网络的STA分别所属的分组的信息。
21.一种控制设备,其特征在于,所述控制设备包括:
收发模块,用于向服务器发送第一信道参数信息,所述第一信道参数信息包括第一网络的所有AP中每个AP与所述每个AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息,所述第一网络为所述控制设备控制的网络;接收服务器多个分组的分组结果,所述多个分组包括所述第一网络中的所有STA和所有AP;
分组管理模块,用于根据所述分组结果确定所述多个分组中每个分组包括的AP和STA;
所述收发模块,用于发送第二分组信息,所述第二分组信息包括所述第一网络的AP分别所属的分组的信息和所述第一网络的STA分别所属的分组的信息。
22.根据权利要求20所述的方法,或,权利要求21所述的控制设备,其特征在于,所述方法还包括:
所述控制设备为所述多个分组中同一分组的AP分配相同的信道;
所述控制设备发送第二分组信息,包括:
所述控制设备发送所述第二分组信息,所述第二分组信息包括所述多个分组分别对应的信道分配信息。
23.根据权利要求22所述的方法,或,权利要求22所述的控制设备,其特征在于,所述控制设备为所述多个分组中同一分组的AP分配相同的信道,包括:
所述控制设备根据所述第一信道参数信息为所述多个分组中每个分组的AP分配相应的信道,其中,所述控制设备为同一分组的AP分配的信道相同。
24.一种网络管理方法,其特征在于,所述方法包括:
第二接入点AP向控制设备发送第二信道参数信息,所述第二信道参数信息包括所述第二AP与所述第二AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;
所述第二AP接收所述控制设备发送的第二分组信息,所述第二分组信息包括所述第一网络的AP分别所属的分组的信息和所述第一网络的STA分别所属的分组的信息;
所述第二AP根据所述第二分组信息确定所述第二AP所属的分组;
所述第二AP根据所述第二AP所属的分组调整所述第二AP连接的STA。
25.一种第二接入点AP,其特征在于,所述第二AP包括:
收发模块,用于向控制设备发送第二信道参数信息,所述第二信道参数信息包括所述第二AP与所述第二AP的信号覆盖范围内的STA之间的信道参数信息;接收所述控制设备发送的第二分组信息,所述第二分组信息包括所述第一网络的AP分别所属的分组的信息和所述第一网络的STA分别所属的分组的信息;
分组管理模块,用于根据所述第二分组信息确定所述第二AP所属的分组;根据所述第二AP所属的分组调整所述第二AP连接的STA。
26.根据权利要求24所述的方法,或,权利要求25所述的第二AP,其特征在于,所述第二分组信息还包括第三信道分配信息,所述第三信道分配信息包括所述控制设备为所述第二AP分配的第三信道的信息;所述方法还包括:
所述第二AP根据所述第三信道分配信息将第二AP接入的信道调整为所述第三信道。
27.根据权利要求24或26所述的方法,或,权利要求25或26所述的第二AP,其特征在于,所述第二AP根据所述第二AP所属的分组调整所述第二AP连接的STA,包括:
所述第二AP发送所述第二AP所属的分组的信息,所述第二AP所属的分组的信息用于指示第一网络中的STA判断是否接入所述第二AP,所述第一网络为所述控制设备控制的网络。
28.根据权利要求27所述的方法,或权利要求27所述的第二AP,其特征在于,所述第二AP所属的分组的信息包括所述第二AP所属的分组的第二分组编号;所述第二AP发送所述第二AP所属的分组的信息,包括:
所述第二AP发送第二信标帧,所述第二信标帧携带所述第二分组编号。
29.根据权利要求24或26所述的方法,或,权利要求25或26所述第二AP,其特征在于,所述第二AP根据所述第二AP所属的分组调整所述第二AP连接的STA,包括:
所述第二AP确定所述第二AP所属的分组中包括的STA;
所述第二AP判断所述第二AP和第三STA是否属于同一分组,所述第三STA为与所述第二AP已建立连接的STA;
若是,则所述第二AP保持为所述第三STA提供服务;
若否,则所述第二AP根据所述第三STA所属的分组确定第七AP,并向所述第七AP发送第三指示信息;
其中,所述第三指示信息用于指示所述第七AP为所述第三STA提供服务,所述第七AP与所述第三STA属于同一分组。
30.一种网络管理方法,其特征在于,所述方法包括:
第四站点STA接收第二AP发送的所述第二AP所属的分组的信息;
所述第四STA根据所述第二AP所属的分组的信息确定所述第二AP与所述第四STA属于同一分组;
所述第四STA将其连接的AP调整为所述第二AP。
31.一种第四站点STA,其特征在于,所述第四STA包括:
收发模块,用于接收第二AP发送的所述第二AP所属的分组的信息;
分组管理模块,用于根据所述第二AP所属的分组的信息确定所述第二AP与所述第四STA属于同一分组;将其连接的AP调整为所述第二AP。
32.根据权利要求30所述的方法,或,权利要求31所述的第四STA,其特征在于,所述第二AP所属的分组的信息包括所述第二AP所属的分组的第二分组编号;所述第四STA接收第二AP发送所述第二AP所属的分组的信息,包括:
所述第四STA接收所述第二AP发送的第二信标帧,所述第一信标帧携带所述第二分组编号;
所述第四STA根据所述第二分组编号确定所述第二AP与所述第四STA属于同一分组,包括:
若所述第二分组编号与所述第四STA所属的分组的分组编号一致,所述第四STA确定所述第二AP与所述第四STA属于同一分组。
33.根据权利要求30或32所述的方法,或,权利要求31或32所述的第四STA,其特征在于,所述方法还包括:
所述第四STA接收第八AP发送的所述第四STA所属的分组的信息,所述第八AP为所述第四STA调整连接之前所连接的AP。
34.一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括计算机指令,当所述计算机指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1以及如权利要求3至19中任一项所述的方法,或者,使得所述计算机执行如权利要求20、权利要求22以及权利要求23中任一项所述的方法,或者,使得所述计算机执行如权利要求24以及如权利要求26至29中任一项所述的方法,或者,使得所述计算机执行如权利要求30、如权利要求32以及如权利要求33中任一项所述的方法。
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