CN103987047A - 一种面向密集用户区域的集群ap频道分配和功率调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向密集用户区域的集群AP频道分配和功率调整方法，它以现有的频道分配和功率调整技术为基础，通过巧妙的设计，将两者融为一体，使两者相互支持，相互配合，形成了一个新的技术方案，应用于密集区域的无线AP部署中，可有效解决单一的频道分配或单一的功率调整方案无法解决的密集用户区域集群AP部署问题，在最大化减小无线AP之间相互干扰的问题，确保信号覆盖范围，提高带宽利用率，具有很高的实用价值和推广价值。

Description

一种面向密集用户区域的集群AP频道分配和功率调整方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信网络的频道和功率分配技术，具体地说，是涉及一种面向密集用户区域的集群AP频道分配和功率调整方法。 

背景技术

近年来，随着移动用户数目以及实时多媒体数据业务量的不断增加，用户对无线局域网络（WLAN）在带宽、性能、覆盖范围等方面的需求日益提高。无线局域网(WLAN)具备高速率、易部署、成本低等特点，使用环境十分广泛，特别是在用户密度大的热点区域，如车站、机场、商场等场所，高密度地部署无线AP是目前较为普遍的一种应用。但是，目前还缺乏统一的WLAN部署及频道分配方案，在用户密度大的热点区域部署高密度的无线AP，由于接入密度高，很容易造成冲突增大，多个AP同频信道分配造成干扰的情况更为严重，甚至会出现用户通信的中断，严重影响用户体验。由此可见，有效地解决用户密度大的热点区域内无线AP的信道干扰问题，已经成为了当前亟需解决的问题。 

为了解决无线AP信道干扰，现有的解决方案大多采用单一的频道分配或功率调整方案。频道分配方案为无线AP分配合适的信道，使整体干扰最小，但是由于WLAN信道本身的局限性，最多只能实现三个频道不存在干扰，如图1所示。而当AP数量增多且距离较近时，频道分配仍然存在较大的干扰。功率调整方案采用对使用同频道的无线AP降低发送功率的方式，来减少相互干扰的强度，但是功率过小会导致不能有效覆盖，带宽利用率也随之降低。因此，单一的频道分配或功率调整方案并不适用于密集用户区域的集群AP部署。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向密集用户区域的集群AP频道分配和功率调整方法，解决现有技术中单一频道分配或功率调整方案无法适应密集用户区域的集群AP部署的问题。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 

一种面向密集用户区域的集群AP频道分配和功率调整方法，包括以下步骤： 

（1）初始化所有被管理AP的RSSI值为-100； 

（2）通过多次扫描取平均值的方式来确定任意两台未确定频道的AP间的最终RSSI值； 

（3）根据AP间的最终RSSI值确定各AP的干扰信号强度值，并按照干扰程度从重至轻的顺序对AP进行排序； 

（4）以互不干扰的信道为基础，根据AP排序的先后顺序对AP进行频道分配； 

（5）所有确定频道的AP在全功率下进行站点扫描，找到频道相同且能从一方扫描到另一方的AP对； 

（6）将AP对中的任意一台AP作为功率调整对象，选取与该AP的RSSI值最大且频道不同的另一台AP作为第一辅助检测点，而频道相同的另一台AP作为第二辅助检测点； 

（7）逐步减小功率调整对象的功率，并实时检测第一辅助检测点和第二辅助检测点的RSSI值，直到第一辅助检测点的RSSI值不小于-60dbm，而第二辅助检测点的RSSI值最小； 

（8）判断所述AP对中另一台AP是否已进行功率调整，如果是，则执行下一步，反之，则以自身为功率调整对象，选取与该AP的RSSI值最大且频道 不同的另一台AP作为第一辅助检测点，而频道相同的另一台AP作为第二辅助检测点，并执行步骤（7）； 

（9）判断所有确定频道的AP中是否存在未进行功率调整的AP对，如果是，则重复步骤（6）～（8），反之则结束。 

进一步地，所述步骤（2）的具体方法为： 

首先，所有未确定频道AP在全功率下进行至少两次站点扫描； 

然后，对所有扫描的RSSI值取平均值； 

最后，建立RSSI关系矩阵，从任意一对AP的两组RSSI中选择较大的平均值作为两台AP间的最终RSSI值。 

再进一步地，所述步骤（3）中AP的干扰信号强度值为与该AP相对应的所有最终RSSI值之和。 

更进一步地，所述步骤（4）的具体方法为： 

（a）判断当前是否存在未分配AP的频道，如果是，则按照AP排序的先后顺序将所有AP分配至未分配AP的频道内，反之，则将该AP分配至与该AP干扰信号强度值最小的AP所在的频道； 

（b）判断是否所有AP均已确定频道，如果是，则执行步骤（5），反之则执行（a）。 

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 

（1）本发明以现有的频道分配和功率调整原理为基础，将两者巧妙地结合于一体，相互融合，相互支持，从而形成了一种新的技术，并解决了单纯的频道分配和单纯的功率调整都无法解决的问题，即：单一的频道分配或功率调整方案无法适应密集用户区域的集群AP部署问题，使得在密集用户区域部署AP具有了统一的分配方案，而且能够有效地减少无线AP信道之间的干扰问题，同 时保证信道覆盖范围，确保带宽的有效利用率。 

（2）本发明技术复杂度低，易于现实，而且不会造成额外的硬件成本，能够有效利用无线频谱资源，提高无线网络吞吐量，具有很高的实用价值和推广应用价值。 

（3）本发明将频道分配和功率调整进行组合之后形成的新技术，其技术效果远远大于单一频道分配和单一功率调整的技术效果之和，具有突出的实质性特点和显著的进步，具有很高的创造性。 

附图说明

图1为无线网络中频道分配方案的信道分配示意图。 

图2为本发明的流程示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。 

实施例 

本实施例以同一公共环境下四台无线接入设备AP1、AP2、AP3和AP4为例，如图2所示，针对上述四台无线接入设备的频道分配和功率调整方法如下： 

首先，初始化四台无线接入设备的接收信号强度指示值为-100，如表1： 

RSSI	AP1	AP2	AP3	AP4
					AP1	--	-100	-100	-100
AP2	-100	--	-100	-100
					AP3	-100	-100	--	-100
AP4	-100	-100	-100	--

表1 

本技术中，所谓RSSI是指接收信号强度指示，RSSI值的单位为dbm，在 本文件的其他各处内容中不再单独说明。 

上述四台无线接入设备均未分配频道，因此，针对上述四台无线接入设备，每台无线接入设备分别进行三次站点扫描，每次扫描可得到一个RSSI值，然后取三次扫描结果的平均值，得到四台无线接入设备相互之间的RSSI值，假设四台无线接入设备相互之间的RSSI值如表2所示： 

RSSI	AP1	AP2	AP3	AP4
					AP1	--	-50	-49	-65
AP2	--49	--	-70	-50
					AP3	-50	-67	--	-49
AP4	-70	-50	-49	--

表2 

建立上述RSSI值的关系矩阵，从任意一对无线接入设备的两组RSSI中选择较大的均值作为两台无线接入设备之间的最终RSSI值。例如，在表2中，AP1与AP4之间的RSSI值为-65，而AP4与AP1之间的RSSI值为-70，选择较大的均值作为AP1和AP4之间的最终RSSI值，即为-65。 

按照上述方法，将表2调整为表3： 

RSSI	AP1	AP2	AP3	AP4
					AP1	--	-50	-49	-65
AP2	-49	--	-67	-50
					AP3	-50	-67	--	-49
AP4	-65	-50	-49	--

表3 

以表3为基准，按照RSSI值的高低对无线接入设备进行排序，RSSI值较大的无线接入设备排在前面，具体如下： 

AP1：AP3[-49dbm]，AP2[-50dbm]，AP4[-65dbm] 

AP2：AP1[-49dbm]，AP4[-50dbm]，AP3[-67dbm] 

AP3：AP4[-49dbm]，AP1[-50dbm]，AP2[-67dbm] 

AP4：AP3[-49dbm]，AP2[-50dbm]，AP1[-65dbm] 

对上述各无线接入设备的RSSI值求和，得到各无线接入设备相互之间的干扰信号强度值，如下： 

AP1：AP3[-49dbm]，AP2[-50dbm]，AP4[-65dbm]干扰信号强度值：-164 

AP2：AP1[-49dbm]，AP4[-50dbm]，AP3[-67dbm]干扰信号强度值：-166 

AP3：AP4[-49dbm]，AP1[-50dbm]，AP2[-67dbm]干扰信号强度值：-166 

AP4：AP3[-49dbm]，AP2[-50dbm]，AP1[-65dbm]干扰信号强度值：-164 

根据干扰信号强度值的大小进行无线接入设备的排序，如下： 

AP1：AP3[-49dbm]，AP2[-50dbm]，AP4[-65dbm] 

AP4：AP3[-49dbm]，AP2[-50dbm]，AP1[-65dbm] 

AP2：AP1[-49dbm]，AP4[-50dbm]，AP3[-67dbm] 

AP3：AP4[-49dbm]，AP1[-50dbm]，AP2[-67dbm] 

至此，假设图1中互不干扰的1、6、11三个信道均未分配无线接入设备，则按照上述排序结果，首先为AP1分配频道，由于信道1、6、11均为空，因此将AP1分配至信道1中；然后从表3的RSSI关系矩阵中选择与AP1干扰程度最大的一台未分配频道的无线接入设备AP3，对AP3进行频道分配，此时，信道6、11仍然为空，因此，将AP3分配至信道6中；然后再从表3的RSSI关系矩阵中选择与AP3干扰程度最大的一台未分配频道的无线接入设备AP4，对AP4进行频道分配，此时，仅剩下信道11为空，则直接将AP4分配至信道11中。同理，在表3的RSSI关系矩阵中选择与AP4干扰程度最大的一台无线接入设备AP2，对其进行频道分配。由于此时互不干扰的信道1、6、11均已分配有无线接入设备，为尽可能地减小两台无线接入设备之间的干扰，则选择与AP2干扰 程度最弱的一台无线接入设备所在的信道，分配给AP2。从上述依据干扰信号强度值大小进行的无线接入设备排序中可以看出，与AP2干扰信号强度值最小的为AP3，因此将AP3所在的信道6分配给AP2，即AP2、AP3同时分配至信道6中。 

上述频道分配过程中，对未分配无线接入设备的信道的使用顺序可以灵活变化，并非必须按照上述信道1、6、11的先后顺序进行分配，例如：也可以将上述AP1分配给信道6，将AP3分配给信道11。只要该信道尚未分配有无线接入设备，即可任意使用。 

此时，四台无线接入设备已经全部分配至频道中。为了进一步减小四台无线接入设备之间的干扰，提高信号覆盖率和带宽利用率，对上述已分配频道的四台无线接入设备在全功率下进行站点扫描，找到频道相同，且能从一台无线接入设备扫描到另一台无线接入设备的一对AP，即AP2和AP3。 

假设将AP2作为功率调整对象，选取与AP2之间的RSSI值最大，且频道不相同的无线接入设备AP1作为第一辅助检测点，而与AP2频道相同的无线接入设备AP3作为第二辅助检测点。采用逐步减小AP2功率的方式，在第一辅助检测点和第二辅助检测点上检查相应的RSSI值，直到使第二辅助检测点的RSSI值尽量小，而第一辅助检测点上的RSSI值不小于-60dbm为止，如此既保证了AP2的有效覆盖范围，保证了带宽的利用率，又最大化地减小了AP2与AP1、AP3之间的干扰。 

然后，选择与AP2同频道的AP3为功率调整对象，选取与AP3之间的RSSI值最大，且频道不相同的无线接入设备AP4作为第一辅助检测点，而与AP3频道相同的无线接入设备AP2作为第二辅助检测点。采用逐步减小AP3功率的方式，在第一辅助检测点和第二辅助检测点上检查相应的RSSI值，直到使第二辅 助检测点的RSSI值尽量小，而第一辅助检测点上的RSSI值不小于-60dbm为止，如此既保证了AP3的有效覆盖范围，又最大化地减小AP3与AP4、AP2之间的干扰。 

最后再判断是否还存在未进行功率调整的AP对，如果存在，则重复上述AP对的功率调整过程，反之则结束。本实施例中，仅有AP2和AP3一对，因此在完成AP2和AP3的功率调整之后，功率调整结束。 

通过上述方法，既实现了在密集区域进行集群AP部署，又最大化地减小了密集区域内无线AP之间的信号干扰，保证了带宽利用率，为密集区域的集群AP部署提供了一个统一的方案，开辟了密集区域AP部署的全新道路，为无线AP提供了更优的应用环境，具有很高的实用价值和推广价值。 

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。 

Claims (4)

1.一种面向密集用户区域的集群AP频道分配和功率调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）初始化所有被管理AP的RSSI值为-100；

（2）通过多次扫描取平均值的方式来确定任意两台未确定频道的AP间的最终RSSI值；

（3）根据AP间的最终RSSI值确定各AP的干扰信号强度值，并按照干扰程度从重至轻的顺序对AP进行排序；

（4）以互不干扰的信道为基础，根据AP排序的先后顺序对AP进行频道分配；

（5）所有确定频道的AP在全功率下进行站点扫描，找到频道相同且能从一方扫描到另一方的AP对；

（6）将AP对中的任意一台AP作为功率调整对象，选取与该AP的RSSI值最大且频道不同的另一台AP作为第一辅助检测点，而频道相同的另一台AP作为第二辅助检测点；

（7）逐步减小功率调整对象的功率，并实时检测第一辅助检测点和第二辅助检测点的RSSI值，直到第一辅助检测点的RSSI值不小于-60dbm，而第二辅助检测点的RSSI值最小；

（8）判断所述AP对中另一台AP是否已进行功率调整，如果是，则执行下一步，反之，则以自身为功率调整对象，选取与该AP的RSSI值最大且频道不同的另一台AP作为第一辅助检测点，而频道相同的另一台AP作为第二辅助检测点，并执行步骤（7）；

（9）判断所有确定频道的AP中是否存在未进行功率调整的AP对，如果是，则重复步骤（6）～（8），反之则结束。

2.根据权利要求1所述的一种面向密集用户区域的集群AP频道分配和功率调整方法，其特征在于，所述步骤（2）的具体方法为：

首先，所有未确定频道AP在全功率下进行至少两次站点扫描；

然后，对所有扫描的RSSI值取平均值；

最后，建立RSSI关系矩阵，从任意一对AP的两组RSSI中选择较大的平均值作为两台AP间的最终RSSI值。

3.根据权利要求1所述的一种面向密集用户区域的集群AP频道分配和功率调整方法，其特征在于，所述步骤（3）中AP的干扰信号强度值为与该AP相对应的所有最终RSSI值之和。

4.根据权利要求1所述的一种面向密集用户区域的集群AP频道分配和功率调整方法，其特征在于，所述步骤（4）的具体方法为：

 （a）判断当前是否存在未分配AP的频道，如果是，则按照AP排序的先后顺序将所有AP分配至未分配AP的频道内，反之，则将该AP分配至与该AP干扰信号强度值最小的AP所在的频道；

（b）判断是否所有AP均已确定频道，如果是，则执行步骤（5），反之则执行（a）。