CN1589055A

CN1589055A - 无线接入点之间自动智能选择通信信道和发射功率的方法

Info

Publication number: CN1589055A
Application number: CN 200410051019
Authority: CN
Inventors: 雷绪恳; 周绍午
Original assignee: GCI Science and Technology Co Ltd
Current assignee: GCI Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2024-08-10
Also published as: CN1286344C

Abstract

本发明涉及一种智能AP之间自动智能选择通信信道和发射功率的方法，它属于无线局域网通信领域。该方法包括如下步聚：1.有一个新的AP加入或者有一个AP撤出由多个AP组成的覆盖网络；2.通过以太网用专用协议获得所有或其它AP当前使用的信道和功率情况；3.使用专用协议发起测试信道覆盖的命令，收集汇总得到各AP两两之间的信道和功率覆盖情况；4.根据WI模型及算法进行覆盖计算得到最优覆盖情况下各个AP使用的信道和功率配置；5.通知所有AP更改配置；6.各AP更改配置之前用原信道通知原覆盖区域的终端(STA)更改信道；7.各AP更改自身的配置。本方法在AP设备安装和撤除过程中能自动与其它AP交互协商并进行测量，获得所在覆盖区域信道和功率覆盖情况，并自动调节的使用信道和发射功率以最佳方式覆盖所在区域出现的干扰和频率问题，而且便于操作。

Description

无线接入点之间自动智能选择通信信道和发射功率的方法

所属技术领域

本发明涉及无线局域网通信领域，尤其涉及一种无线接入点之间自动智能选择通信信道和发射功率的方法。

背景技术

无线局域网(Wireless LAN以下简称WLAN)是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。WLAN的特点在于价格低廉、组网灵活、支持无线数据高速接入及开放频段，适宜于机场、酒店等热点地区的应用，也适合公司内部和家庭无线局域网接入使用。

在中国国家标准GB15629.11-2003和GB15629.1102-2003以及IEEE802.11标准中规定了支持物理层的媒体接入控制和无线局域网(WLAN)的物理特性，标准中规定了基础网络类型和特殊网络类型(AD-HOC)两种WLAN网络结构。在基础网络中，通信是在无线接入点(Access Point，简称AP)和终端(STA)之间进行。在同一个接入点(AP)的无线覆盖范围内的终端(STA)和接入点(AP)自身，称为基本业务单元(BSS)。

当临近的两个基本业务单元(BSS)在相同的信道上工作时，如果两个网络有重叠的部分，那么在重叠部分会产生相互的干扰，在此范围内的终端(STA)很难得到优良的服务。在施工前仔细规划也难以避免覆盖某区域存在的问题。特别是在家庭或办公室环境中使用无线局域网接入设备进行覆盖，无线局域网(WLAN)设备之间的距离都很近，设备间相互干扰的可能性更大，而人工的无线局域网接入设备设置是复杂的，没有专用的仪器和软件是难以完成的。

皇家菲利浦电子有限公司于2002.5.6申请，申请号为02801617.3，公开号CN1462523A的中国专利“IEEE802.11无线局域网的动态频率选择方案”，所公开的是用于在IEEE802.11无线局域网(WLAN)中的接入点(AP)和多个站(STA)之间动态选择通信信道的方法和系统，该方法包括步骤：确定是不需要被多个无线STA使用的新信道；由多个STA的至少一个测量多个频率信道的信道质量；根据接收的信号强度指示(RSSI)、无干扰信道估计(CCA)忙周期和周期性来报告多个频率信道的质量；以及，基于信道质量报告来选择信道之一用于AP和多个STA之间的通信。该方法虽然提及了多个AP共同覆盖所在区域出现的干扰和频率使用的问题，但未提供操作可行的解决该问题的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：提供一种在GB15529.11-2003和GB15629.1102-2003和IEEE802.11无线局域网(WLAN)设备中共同覆盖区域内的多个采用以太网相互连接的智能AP之间自动智能选择通信信道和发射功率的方法，本方法在无线接入点设备安装和撤除过程中能自动与其它无线接入点交互协商并进行测量，获得所在覆盖区域信道和功率覆盖情况，并自动调节的使用信道和发射功率以最佳方式覆盖所在区域出现的干扰和频率问题，而且便于操作。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：一种共同覆盖区域内的多个采用以太网相互连接的智能AP之间自动智能选择通信信道和发射功率的方法，该方法包括如下步聚：

(1)有一个新的AP加入或者有一个AP撤出由多个AP组成的覆盖网络；

(2)通过以太网用专用协议获得其它或所有AP当前使用的信道和功率情况；

(3)使用专用协议发起测试信道覆盖的命令，收集汇总得到各AP两两之间的信道和功率覆盖情况；

(4)根据WI模型及算法进行覆盖计算得到最优覆盖情况下各个AP使用的信道和功率配置；

(5)通知所有AP更改配置；

(6)各AP更改配置之前用原信道通知原覆盖区域的终端(STA)更改信道；

(7)各AP更改自身的配置。

上述方法的步聚(1)中，有一个新的AP加入由多个AP组成的覆盖网络，如果所述的覆盖网络中没有设置一台服务器作为接入管理的服务器，则由新加入的AP发起或参与所述的步骤(2)-(5)。该方法的具体步骤是：首先由新加入的AP通过以太网用专用协议获得其AP当前使用的信道和功率情况，再使用专用协议与其它的AP进行协商，使各个AP先后处于多个信道的最大功率发射的测试状态，发送的测试数据包含有AP的标识和功率相关的信息，由其它AP进行接收，然后将接收的数据信息处理后汇总到新加入的AP。由此，新加入的无线接入点可以得到各AP两两之间的信道和功率覆盖情况。然后新加入的无线接入点根据测量到的信道和功率覆盖的情况，使用WI模型(Walfisch-Ikegami Model)及算法进行覆盖计算得到最优覆盖情况下各个AP使用的信道和功率配置，通过专用的协议通知其它AP进行更改配置，并按新的配置进行运行；AP更改配置之前用原信道通知原覆盖范围的终端(STA)更改信道，再更改AP自身的配置。

上述方法的步骤(1)中，一个新的AP加入一个由多个AP组成的覆盖网络，如果所述的覆盖网络中设置一台服务器作为接入管理的服务器时，由服务器发起或参与所述的步骤(2)-(5)。其具体步骤是：首先由服务器通过以太网用专用协议获得其它AP当前使用的信道和功率情况，再使用专用协议与所有的AP进行协商，各个AP先后处于多个信道的最大功率发射的测试状态，发送的测试数据包含有AP的标识和功率相关的信息，由其它AP进行接收，然后将接收的数据信息报告汇总到服务器。由此，服务器可以得到各AP两两之间的信道和功率覆盖情况的报告。然后服务器根据测量到的信道和功率覆盖的情况，使用WI模型(Walfisch-Ikegami Model)及相关算法进行覆盖计算得到最优覆盖情况下各个AP使用的信道和功率配置，通过专用的协议通知所有AP进行更改配置，并按新的配置进行运行。AP更改配置之前用原信道通知原覆盖范围的终端(STA)更改信道，再更改AP自己的配置，AP和服务器之间物理连接示意如附图4所示。

在所述的上述的步骤(1)中，一个AP撤出一个由多个无线接入点AP组成的覆盖网络，如果所述的覆盖网络中没有设置一台服务器作为接入管理的服务器时，先由被撤除的AP外的其它AP相互协商，找出媒体接入控制(MAC)地址最小的AP，再由所述的MAC地址最小的AP发起或参与所述的步骤(2)-(5)。其具体步聚是：首先由被撤除的AP外的其它AP相互进行协商，找出MAC地址最小的AP(所有AP的MAC地址不会相同)，由该AP先通过以太网用专用协议获得其它AP当前使用的信道和功率情况，再使用专用协议与其它的AP进行协商，各个AP先后处于多个信道的最大功率发射的测试状态，发送的测试数据包含有AP的标识和功率相关的信息，由其它AP进行接收，然后将接收的数据信息处理后汇总到MAC地址最小的AP。由此，MAC地址最小的AP可以得到各AP两两之间的信道和功率覆盖情况。然后MAC地址最小的AP根据测量到的信道和功率覆盖的情况，使用WI模型(Walfisch-IkegamiModel)及算法进行覆盖计算得到最优覆盖情况下各个AP使用的信道和功率配置，通过专用的协议通知其它AP进行更改配置，并按新的配置进行运行。AP更改配置之前用原信道通知原覆盖范围的终端(STA)更改信道，再更改AP自己的配置。

上述方法的步骤(1)中，一个AP撤出一个由多个无线接入点AP组成的覆盖网络，如果所述的覆盖网络中设置一台服务器作为接入管理的服务器时，由服务器发起实施所述的步骤(2)-(5)。其具体步骤是：首先由服务器通过以太网用专用协议获得所有的AP当前使用的信道和功率情况，再使用专用协议与所有的AP进行协商，各个AP先后处于多个信道的最大功率发射的测试状态，发送的测试数据包含有AP的标识和功率相关的信息，由其它AP进行接收，然后将接收的数据信息报告汇总到服务器。由此，服务器可以得到各AP两两之间的信道和功率覆盖情况的报告。然后服务器根据测量到的信道和功率覆盖的情况，使用WI模型(Walfisch-Ikegami Model)及相关算法进行覆盖计算得到最优覆盖情况下各个AP使用的信道和功率配置，通过专用的协议通知所有AP进行更改配置，并按新的配置进行运行。AP更改配置之前用原信道通知原覆盖范围的终端(STA)更改信道，再更改AP自己的配置。

所述的WI模型(Walfisch-Ikegami Model)是由欧洲COST(Cooperation int the Fieldof Scientific and Technical Research)的COST231项目经实验性改良后的关于地面移动无线电通信的传播模型。是被ITU(International Telecommunications Union)认可的适用于蜂窝覆盖和个人通信系统的传播模型。

本发明的有益效果：

1.本发明的多个AP协同工作时，AP间自动相互间协商以最优的信道和功率覆盖方案进行自动设置。

2.本发明使用该智能无线接入点设备可在工程上方便的实现区域的快速覆盖，并大大减少工程安装过程中参数设置的复杂程度，增加和撤除无线接入设备时不用再重新设置信道和功率等配置即可自动以最佳方式覆盖所在区域。

3.本发明针对无线局域网(WLAN)中的AP智能选择信道和功率的方法，其中AP将要使用的信道是按照周围环境指标由AP自身做出判断与选择的，一旦配置完成将不再改变。

附图说明

图1中所表示的为由3个AP组成的一个所在区域无线覆盖情况。

图2中所表示的为由4个AP组成的一个所在区域无线覆盖的情况。

图3标识了四个无线接入点使用以太网相互连接的示意图。

图4标识了四个无线接入点使用以太网相互连接并且与无线接入管理服务器进行连接的示意图。

图5标识了一个AP新加入后自动协商更改配置的流程。

图6标识了一个AP撤出后其它AP自动协商更改配置的流程。

具体实施方式

实施例1、2

如图1所示AP1、AP2和AP3分别表示三个AP并标识所在的物理空间位置，三个AP分别使用信道1、6和11，AP1使用信道1，AP2使用信道6，AP3使用信道11。(AP的信道按照IEEE 802.11标准分为11个信道，分别标识为1～11，通常在使用的时候对邻近的2个信道有一定程度的占用，即若不同AP占用或者共同占用该信道时会造成不同程度的干扰)。对应于AP的虚线圆表示该AP一定功率的覆盖范围。图中AP1、AP2和AP3三个AP之间的以太网连接没有用图形标识出来。图1中AP1、AP2和AP3分别使用了不同的信道和不同的功率覆盖了如图的类似三角形的区域，AP1和AP3的外侧以及邻近AP1和AP3的区域由AP1和AP3的信号覆盖，AP1和AP3之间以及邻近AP2的区域由AP2用6信道进行覆盖。

图2是在图1原有覆盖的基础上增加入了一个新的AP重新配置进行覆盖的情况。AP自动进行信道测量和计算后进行重新配置使用新的信道和功率覆盖所在区域。计算调整配置的结果是：原AP1、AP2和AP3三个AP不用改变信道，新加入的AP4使用信道6，与AP2的信道相同；原AP1和AP3两个AP适当增加发射功率以覆盖AP1和AP3之间的区域；AP2减小发射功率，覆盖AP1和AP3之间上方的区域，AP4则使用与AP2相同的信道，以较小的功率覆盖AP1和AP3之间下方的区域；AP2和AP4之间没有共同覆盖的区域，在AP2与AP4之间的区域(同时也是AP1和AP3之间的区域)，由AP1和AP3的信道1和信道11进行覆盖，信道6在该区域没有干扰。

图3或者图4表示图2中AP1、AP2、AP3和AP4四个AP的以太网连接示意，有线以太网连接中是否有一台服务器作为无线接入管理的服务器对于无线覆盖的重新配置的结果没有影响。图3和图4中的以太网连接采用交换机或者集线器进行连接。

如图1、图2和图3所示，AP4新加入一个由三个AP组成的覆盖网络，如果所述的覆盖网络中没有设置一台服务器作为接入管理的服务器时，由新加入的AP4发起会话、测试、收集汇总、通知配置更改。

如图1、图2和图4所示，AP4新加入一个由三个AP组成的覆盖网络，如果所述的覆盖网络中设置一台服务器作为接入管理的服务器时，由服务器发起会话、测试、收集汇总、通知配置更改。

实施例3、4

图1也可以作为图2覆盖的情况撤除一个AP剩下AP1、AP2和AP3进行覆盖测试和更改配置来重新覆盖所在区域的情况。如图2、图1所示，AP4撤出网络后，原AP1、AP2和AP3三个AP不用改变信道，原AP1和AP3两个AP适当减小发射功率；AP2适当增加发射功率，覆盖AP1和AP3之间的区域；

如图2、图3和图1所示，AP4从由四个AP组成的覆盖网络撤出时，如果所述的覆盖网络中没有设置一台服务器作为接入管理的服务器时，先由AP1、AP2、AP3相互协商，找出媒体接入控制(MAC)地址最小的AP，由媒体接入控(控MAC)地址最小的AP发起会话、测试、收集汇总、通知配置更改。

如图2、图4和图1所示，AP4从由四个AP组成的覆盖网络撤出时，如果所述的覆盖网络中设置一台服务器作为接入管理的服务器时，由服务器发起会话、测试、收集汇总、通知配置更改。

在以上实施例1-4中，图1只描述了三个AP，图2、只描述了四个AP，图3、图4只描述了四个AP相互连接的情况。实际使用时可连接多个，具体数量根据交换机和系统容量来确定。

如图5所示，一种共同覆盖区域内的多个采用以太网相互连接的智能AP之间自动智能选择通信信道和发射功率的方法，它包括如下步骤：

1.一个新的AP加入由多个AP组成的覆盖网络，并上电；

2.通过以太网用专用协议获得其它或所有AP当前使用的信道和功率情况；

3.使用专用协议发起测试信道覆盖的命令，收集汇总得到各AP两两之间的信道和功率覆盖情况；

4.根据WI模型及算法进行覆盖计算得到最优覆盖情况下各个AP使用的信道和功率配置；

5.通知所有AP更改配置；

6.各AP更改配置之前用原信道通知原覆盖区域的终端(STA)更改信道；

7.各AP更改自身的配置。

如图6所示，一种共同覆盖区域内的多个采用以太网相互连接的智能AP之间自动智能选择通信信道和发射功率的方法：它包括如下步骤：

1.有一个AP撤出由多个AP组成的覆盖网络；

2.各AP相互协商找出MAC地址最小的AP；

3.通过以太网用专用协议获得其它或所有AP当前使用的信道和功率情况；

4.用专用协议发起测试信道覆盖的命令，收集汇总得到各AP两两之间的信道和功率覆盖情况；

5.根据WI模型及算法进行覆盖计算得到最优覆盖情况下各个AP使用的信道和功率配置；

6.通知所有AP更改配置；

7.各AP更改配置之前用原信道通知原覆盖区域的终端(STA)更改信道；

8.各AP更改自身的配置。

Claims

1.一种共同覆盖区域内的多个采用以太网相互连接的智能AP之间自动智能选择通信信道和发射功率的方法，该方法包括如下步聚：

(2)通过以太网用专用协议获得所有或其它AP当前使用的信道和功率情况；

(5)通知所有AP更改配置；

(6)各AP更改配置之前用原信道通知原覆盖区域的终端(STA)更改信道：

(7)各AP更改自身的配置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步聚(1)中，一个新的AP加入由多个AP组成的覆盖网络，如果所述的覆盖网络中没有设置一台服务器作为接入管理的服务器，则由新加入的AP发起或参与所述的步骤(2)-(5)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，一个新的AP加入由多个AP组成的覆盖网络，如果所述的覆盖网络中设置了一台服务器作为接入管理的服务器时，由服务器发起或参与所述的步骤(2)-(5)。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步聚(1)中，一个AP撤出由多个AP组成的覆盖网络，如果所述的覆盖网络中没有设置一台服务器作为接入管理的服务器时，先由被撤除的AP外的其它AP相互协商，找出媒体接入控制(MAC)地址最小的AP，再由所述的媒体接入控制(MAC)地址最小的AP发起或参与所述的步骤(2)-(5)。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步聚(1)中，一个AP撤出由多个AP组成的覆盖网络，如果所述的覆盖网络中设置一台服务器作为接入管理的服务器时，由服务器发起或参与所述的步骤(2)-(5)。