CN1241364C - 通信环境监测方法 - Google Patents
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Abstract
一种通信环境监测方法包括以下步骤：取当前通信信息，保存为堆栈通信信息；进行信道扫描，以获取通信环境信息；扫描完成后，传输所保存的堆栈通信信息。该方法满足了用户既要保持无线连接又要实时掌握无线网络环境变化的迫切需要。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤指在无线局域网中，利用信道扫描进行通信环境监测方法。
背景技术
当前，在无线局域网环境下，尤其是IEEE802.11无线局域网环境下的客户端设备一般只有一套无线收发设备，并且不能同时占用两个或两个以上的信道进行通信。又由于IEEE802.11WLAN无线局域网的环境监测和扫描要求在其14个无线信道上逐一进行环境监测和扫描。所以IEEE802.11WLAN设备如果要进行环境监测和扫描的话，就必须断开当前的连接，然后才能对所有14个无线信道逐一进行环境监测和扫描。
这样，用户当前的连接就会被断开，也就是说，用户正在进行的数据传输、网络交互将被中止。另外，在现有方法中，用户必须自行手动恢复断开的连接，这就经常给用户带来巨大的困扰，比如用户在传输文件时，如果所使用的文件传输的应用软件不支持断点续传，一旦连接被断开，不管已经传输了多少内容，用户都必须重传整个文件。
然而，用户又确实经常需要实时掌握无线网络环境变化的情况，在接受信息服务时，能够在移动的情况下，优先选择信号稳定，信道不拥塞的接入点请求服务。在这种移动环境需求之下，环境监测与数据通信就形成了严重的矛盾。
若WLAN设备对于当前环境中WLAN频段1～14信道的信号监测和搜索，是在WLAN设备数据通信的间隔时间，进行信道扫描，从而得知周围的其它WLAN环境信息，更新到相应信息寄存器；若当前WLAN设备正在进行数据通信，则无法中断通信进行WLAN信道扫描，因而提供到信息寄存器中的环境信息，仍为上次扫描后的信息参数，而这些信息往往很多时候不正确或不准确的。
发明内容
本发明要解决的问题是实现在进行不中断通信的前提下，进行IEEE802.11无线局域网的环境监测和扫描。
为解决上述问题，本发明通信环境监测方法包括以下步骤：
1)确定当前堆栈容量；
2)判断所述堆栈容量是否达到阈值，如果没有达到阈值，则延迟进行扫描；如果达到阈值，则转步骤3)；
3)保护现场，记录当前信息，保存通信参数信息，并将通信信息存储为堆栈通信信息，且断开物理连接；
4)进行信道扫描，以获取通信环境信息；
5)扫描完成后，传输所保存的堆栈通信信息。
与现有技术相比，本发明的优点在于：满足用户既要保持无线连接又要实时掌握无线网络环境变化的迫切需要。
附图说明
图1是本发明通信环境监测方法的流程图。
具体实施方式
本发明技术方案主要涉及协议：IEEE802.11b/a/g协议，因为IEEE802.11b/a/g只规定了开放式系统互联参考模型(OSI/RM)的物理层和数据链路层。所以将物理层和数据链路层操作(帧处理，帧接收/发送)进行控制，可以做到对用户透明，即，使用户感觉不到正在进行的数据传输、网络交互因为环境扫描而受到影响。
本发明适用于WLAN(Wireless Lan)客户端设备进行不中断通信的环境监测和扫描。本发明通信环境监测方法主要包括以下步骤：
1)对信号进行过滤和堆栈；
数字处理时通过设置过滤机制，获取同步帧(Beacon帧)；
将当前通信信息，保存为堆栈通信信息；
在信号堆栈之前，根据当前通信状态和信号分析的结果，确定堆栈的时机与门限；
现场保护与恢复：现场保护，即保存当前的通信参数信息；当信号堆栈后，并信号平滑完成后，进行现场恢复。
2)采用信道跳换方式进行信道扫描，以获取通信环境信息；
扫描：采用信道跳换扫描WLAN频段各信道，这种模式下的扫描方式能够有效地缩短堆栈要求时间，保证通信平滑的可行性，以及误码率的门限要求。
信号平滑：在进行信号堆栈和信道扫描的边界点，有一定的信号损失，在搜索策略的保证下，进行简单的信号平滑可以使信号提高到接受门限；如果成本允许，在数字部分还可以进行一定位数的校验。
3)扫描完成后，传输所保存的堆栈通信信息。
详细描述如下：
1.采用信号过滤和堆栈
无线局域网设备在通信状态下，当启动本发明通信环境监测方法时，在数字处理时设置过滤机制，获取同步帧(Beacon帧)，并获取当前WLAN通信信息，进行堆栈，保存此时的WLAN通信信息为堆栈通信信息；采用信道跳换方式进行信道的扫描；扫描完成后，再传输所保存的堆栈通信信息，实现通信状态下的主动的环境搜索，此种方式通信信息传输会有一定的延时。
IEEE802.11b/a/g协议规定是通过Beacon帧来传送某信道所属无线网络的SSID、某信道所支持的传输速率等环境信息的。简化的Beacon帧体如下表所示。
| 顺序 | 信息 | 备注 |
| 1 | Timestamp | |
| 2 | Beacon interval | Beacon帧间隔 |
| 3 | Capability information | |
| 4 | SSID | 无线网络的SSID |
| 5 | Supported rates | 信道所支持的传输速率 |
| 6 | FH Parameter Set | |
| 7 | DS Parameter Set | |
| 8 | CF Parameter Set | |
| 9 | IBSS Parameter Set | |
| 10 | TIM |
该环境信息存储在寄存器中，该寄存器的大小由以下公式确定：
M＝λ流量*t信道切换*n扫描信道个数；
t信道切换＝t1+t2；
λ流量：通信最大流量；
t信道切换：单次信道切换时间t1与Beacon帧捕获，分析时间t2之和；
n扫描信道个数：需扫描信道的个数；由信道跳换扫描策略来确定；保险值可以为：14(2.4G WLAN)或8(5G WLAN)。
2.采用信道跳换扫描WLAN频段各个信道
目前协议规定在2.4G频段供WLAN使用的信道为14个，5G频段被划分为8个不重叠的信道。
由于WLAN多接入点(AP)环境布网要求，为了防止无线通信干扰，2.4G频段WLAN布网时，要求使用频率跨越干扰信道2～3个信道间隔；例如对同一环境范围，布设多个WLAN，在做网络信道规划时，若有一个接入点使用的为1信道，那么第2个最临近的AP则至少应为3信道，或者更高的信道，以形成类似于蜂窝状的网络覆盖模式。
对于5G频段WLAN，虽然各信道之间不重叠，但考虑到WLAN信号的旁瓣干扰等无线干扰，对于同一有效环境中的WLAN，其网络信道规划也应为跳跃式，1个信道的跳跃可保证干扰限定在可控范围之内。
基于这样的WLAN网络信道规划原则，对于相应信道的扫描，我们采用信道跳换扫描的方法来进行WLAN环境扫描。
以当前工作信道为基准，先跳跃切换到可能信道进行扫描和监测，至两端最高信道，或最低信道，先跳跃切换到没有进行扫描的信道，进行扫描；直到发现5个(2.4G WLAN)或8(5GWLAN)，则可认为全频段扫描完成。
这种信道跳换扫描的方法，可以尽量缩短扫描要求的堆栈时间，同时可以减少堆栈需求的存储空间。
3.信号平滑，校验及向网络层传输
在进行信号堆栈和信道扫描的边界点，有一定的信号损失。在搜索策略的保证下，进行简单的信号平滑可以使信号提高到接受门限；如果成本允许，在数字部分还可以进行一定位数的校验。
当扫描触发完成后，将保存的堆栈通信信息向网络层传输。
WLAN设备在通信状态下，当启动不中断通信WLAN环境扫描机制时，在数字处理时设置过滤机制，获取当前WLAN信息，进行堆栈延时，信道跳换，进行多个信道的扫描；扫描完成后，再传输延时的堆栈通信信息，实现通信状态下的主动的环境搜索。
下面将参考附图1对本发明采用信号过滤和堆栈实现不中断通信WLAN环境扫描进行详细描述。
执行步骤101，指定信道号，如1，则准备从信道1开始扫描；
执行步骤102，确定当前堆栈容量；
执行步骤103，判断堆栈容量是否到达阈值？如果没有到达阈值，即缓存的数据量不足，则执行步骤104，否则执行步骤105；
执行步骤104，延迟进行扫描，等待堆栈中缓存有足够的数据；
执行步骤105，保护现场，记录下所有有用的信息，保存通信参数信息，并将通信信息存储为堆栈通信信息，且断开当前物理连接；
执行步骤106，对指定的无线信道进行环境监测和扫描，即进行信号过滤，获取该信道的Beacon帧，从而得到该WLAN设备在该信道所处的环境信息；
执行步骤107，将堆栈通信信息进行平滑后以一定的速率送给网络层；
执行步骤108，恢复现场，恢复物理连接；
执行步骤109，判断是否达到规定频段信道使用峰值？如果达到，则判定可使用频段都扫描完毕，就结束扫描，否则就执行步骤110；
执行步骤110，根据预先设定的信道跳换的规则，将信道号加或者减N，返回执行步骤102，以扫描下一信道。
Claims (7)
1.一种通信环境监测方法，其特征在于，该监测方法包括以下步骤：
1)确定当前堆栈容量；
2)判断所述堆栈容量是否达到阈值，如果没有达到阈值，则延迟进行扫描；如果达到阈值，则转步骤3)；
3)保护现场，记录当前信息，保存通信参数信息，并将通信信息存储为堆栈通信信息，且断开物理连接；
4)进行信道扫描，以获取通信环境信息；
5)传输所保存的堆栈通信信息。
2.如权利要求1所述的通信环境监测方法，其特征在于，步骤4)中采用信道跳换方式进行信道扫描。
3.如权利要求1所述的通信环境监测方法，其特征在于，步骤4)中通过获取信道的Beacon帧来获取通信环境信息。
4.如权利要求1所述的通信环境监测方法，其特征在于，在执行步骤5)之前，对所保存的堆栈通信信息进行平滑。
5.如权利要求3所述的通信环境监测方法，其特征在于，通过过滤机制获取Beacon帧。
6.如权利要求2所述的通信环境监测方法，其特征在于，在执行步骤5)之后，恢复现场，恢复物理连接。
7.如权利要求6所述的通信环境监测方法，其特征在于，信道跳换方式包括以下步骤：
在执行步骤1)前，指定信道号；
在恢复连接后，判断无线局域网可以使用的所有频段是否都已经扫描完毕；
若是，则就结束扫描；
若没有扫描完毕，则将信道号加或者减N，以再次执行步骤1)。
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| CNB031026877A CN1241364C (zh) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | 通信环境监测方法 |
Publications (2)
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