一种自动评估无线信道干扰程度的方法和装置的制造方法
一种自动评估无线信道干扰程度的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及无线通信技术领域，具体地讲，是设及一种自动评估无线信道干扰程 度的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 无线通信系统的性能很大程度上受到无线信道的影响，无线网络设备进行数据传 送前通常需要对信道进行评估W选择干扰程度尽可能小的信道，从而保证信息的有效传 送。因此，对信道评估的精度将直接影响整个无线通信系统的性能。
[0003] 传统的信道评估方法通常分为如下两类：1)判定信道的信号能量，该方法通过对 接收信号进行一段时间的能量累积，再与判决口限进行比较来判决信道干扰程度，若信号 平均能量低于某一个口限值，则认为信道空闲，并选取能量值最低的作为最终信道;2)根据 无线信道的特征选取，例如，扩频信号和载波频率等，依据信号特征来选择信道。运些方案 都依赖于检测器对信号能量或频谱的了解程度，检测器的调制解调方式等。前者的评价指 标过于单一，而后者的复杂度较高。
[0004] 基于对多种因素的综合考虑，本发明提出一种自动评估无线信道干扰程度的方 案，W平衡信道评估方案的复杂度、适应性、检测时间W及业务特性等因素，并重点考虑各 无线信道之间的干扰影响。
【发明内容】
[0005] 为克服现有技术中的上述问题，本发明提供一种设计巧妙、应用方便、通过多项指 标较好地平衡评估准确性和复杂度的自动评估无线信道干扰程度的方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 一种自动评估无线信道干扰程度的方法，主要用于AP(Acess Point),包括如下步骤： (51) 根据AP的使用状态确定其工作的信道带宽为20MHz或40MHz; (52) 确定当前信道带宽下可用的信道，并将不可用的信道的评估分值设置为较大常 数； (53) 对每个可用信道进行扫描，侦听每个可用信道一段时间，并统计其各项指标，其 中，所述指标包括:信道间干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标； (54) 根据统计的各项指标分别计算每个可用信道的评估分值； (55) 由每个信道的评估分值确定最佳信道。
[0007] 其中，所述步骤(S2)中，较大常数为Oxffff。
[000引具体地，所述信道间干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他信道造成干 扰的影响程度的评估分值，用下述公式(1-1)表示： Score_l[ch] = rx_count * wei邑ht[ch] ..................(1-1) 其中，Score_lkh]为该信道间干扰指标，ch为当前信道编号，rx_count为扫描周期内 当前信道正确接收的802.11协议包的数目，巧61曲^证]为预设的当前信道对其他信道影响 的权重值。如图3所示为20MHz信道带宽情况下的预设权重值，如图4所示为40MHz信道带宽 情况下的预设权重值。
[0009] 具体地，所述异构系统干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他异构系统 在同一信道造成干扰的影响程度的评估分值，用下述公式(1-2)表示： Score_2[ch] = fa_count * fa_wei邑ht ..................(1-2) 其中，Score_2kh]为该异构系统干扰指标，fa_count为扫描周期内当前信道接收到的 非802.11协议包的数目，fa_weight为预设的根据当前信道接收到的802.11协议包的数目 ;rx_count确定异构系统在同一信道的干扰程度的权重值。当;rx_count不高于30时，fa_ weight设置为5;当;rx_count高于30且不高于200时，fa_wei曲t设置为3;当;rx_count高于 200时，fa_weight设置为 1。
[0010] 具体地，所述AP间干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他AP在各个信道 造成干扰的影响程度的评估分值，用下述公式(1-3)表示： Score_3[ch] = ap_count[ch] * ap_wei邑htkh] ..................(1-3) 其中，Score_3 kh ]为该AP间干扰指标，ap_count kh ]为预设的当前信道对其他信道影 响的程度估值，如图4所示为20MHz信道带宽情况下的预设的程度估值，如图5和图6所示为 40MHz信道带宽情况下的预设的程度估值，分别为向上和向下的两个方面;曰口_巧61曲^证] 为预设的与接收信号强度值相关的当前信道对其他信道影响的权重值，该预设权重值见下 述表1，
表1。
[0011] 具体地，所述噪声直方图指标是在当前信道的功率，该功率值被设置为由lv[l]至 lv[ 10]依次递增3地的10个级别，用下述公式(1-4)表示： Score_4[ch] = NHM_counte;r[ch] * [Iv] * (3~lv) ............(1-4) 其中，Score_4kh]为该噪声直方图指标，NHM_counte;rkh]为每隔固定时间统计的平 均功率值。该固定时间可W设置于4微秒。
[0012] 更具体地，所述步骤(S4)中，每个可用信道的评估分值由下述公式(1-5)求得： Score[ch] = Score_l[ch] + Score_2[ch] + Score_3[ch] + Score_"ch]-..(l-5)。
[0013] 更具体地，为了准确地确定最佳信道，所述步骤(S5)中，确定最佳信道的方法具体 为： 若信道带宽为20MHz，则将评估分值Score[ch]最小的信道作为最佳信道； 若信道带宽为40MHz，则对当前信道的邻近信道也进行考查，按下述公式(1-6)或（1-7) 计算每个信道的总分值To化l_Score，并将总分值To化l_Score最小的信道作为最佳信道； 当考查的信道编号ch<卵寸，现J Total_Score[ch] = Score[ch] + Score[ch+4]..................(1-6)； 否则，Total_Score[ch] = Score[ch] + Score[ch-4] ............(1-7)。
[0014] 基于上述方法，本发明还提供一种实现该自动评估无线信道干扰程度方法的装 置，包括： 初始化单元，用于为AP选择工作的信道带宽，确定可用的信道，并将不可用的信道的评 估分值设置较大常数； 信道评估单元，用于扫描每个可用信道，侦听每个可用信道一段时间，统计包括信道间 干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标在内在各项指标，并计算各 个信道的评估分值； 信道选择单元，用于根据各信道的评估分值来确定选择的最佳信道。
[0015] 其中，所述信道评估单元包括： 数据收发子单元，用于扫描每个可用信道，并侦听每个可用信道一固定时间； 统计子单元，用于计算各个信道的评估分值。
[0016] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果： (1)本发明构思巧妙，综合考查了信道干扰的各种因素，定义了评价指标，包括用于考 查当前信道对其他信道的干扰程度的"信道间干扰"指标、用于考查同一频道各种接入设 备存在相互干扰的"异构系统干扰"指标、用于考查系统中多个AP存在相互干扰的"AP间干 扰"指标，W便于针对高密度部署环境下的多种干扰因素进行定量评估，在很大程度上提高 了信道评估的准确性，也在一定程度上降低了信道评估的复杂度，并且本发明新颖独特，具 有广泛的应用前景，适合推广应用。
[0017] (2)传统的方法均为考虑负载情况，与业务量信息无直接关系，因为某个信道虽然 被AP占用，但是使用该信道的AP收发数据量较小，则仍可W与其他AP共享此信道，而本发明 采用异构系统干扰指标来评估信道数据量大小，在一定程度上补偿了不考虑业务量影响进 行评估所带来的缺陷，提高了信道带宽利用率。
[001引（3)本发明提供的信道评估分值计算方法，旨在高密集AP部署场景下，为各个AP尽 可能找到干扰程度较小的信道，改善了数据传输可靠度，提高了网络整体性能。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的流程示意图。
[0020] 图2为本发明中在20MHz信道带宽下weightkh]的分布示意图。
[0021 ]图3为本发明中在40MHz信道带宽下weightkh]的分布示意图。
[0022] 图4为本发明中在20MHz信道带宽下ap_countkh]的分布示意图。
[0023] 图5为本发明中在40MHz信道带宽下ap_countkh]的向上分布示意图。
[0024] 图6为本发明中在40MHz信道带宽下ap_countkh]的向下分布示意图。
[0025] 图7为本发明中装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0026] 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
[0027] 如图1至图7所示，该自动评估无线信道干扰程度的方法及装置，应用于AP或路由 器中，其中装置部分主要包括如下硬件单元:依次连接的初始化单元、信道评估单元和信道 选择单元，并且信道评估单元中还包括数据收发子单元和统计子单元。
[0028] 每个硬件单元的作用如下： 初始化单元，用于为AP选择工作的信道带宽，确定可用的信道，并将不可用的信道的评 估分值设置较大常数。
[0029] 信道评估单元，用于扫描每个可用信道，侦听每个可用信道一段时间，统计包括信 道间干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标在内在各项指标，并计 算各个信道的评估分值； 其中，数据收发子单元，用于扫描每个可用信道，并侦听每个可用信道一固定时间； 统计子单元，用于计算各个信道的评估分值。
[0030] 信道选择单元，用于根据各信道的评估分值来确定选择的最佳信道。
[0031] 该自动评估无线信道干扰程度的方法，包括如下步骤： (51) 根据AP的使用状态确定其工作的信道带宽为20MHz或40MHz; (52) 确定当前信道带宽下可用的信道，并将不可用的信道的评估分值设置为较大常 数;通常该较大常数为Oxffff; (53) 对每个可用信道进行扫描，侦听每个可用信道一段时间，并统计其各项指标，其 中，所述指标包括:信道间干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标； (54) 根据统计的各项指标分别计算每个可用信道的评估分值； (55) 由每个信道的评估分值确定最佳信道。
[0032] 下面对每个指标进行具体说明： 所述信道间干扰指标，是在当前信道进行数据收发时，对其他信道造成干扰的影响程 度的评估分值，用下述公式(1-1)表示： Score_l[ch] = rx_count * wei邑ht[c h] ..................(1-1) 其中，Score_lkh]为该信道间干扰指标，ch为当前信道编号，rx_count为扫描周期内 当前信道正确接收的802.11协议包的数目，巧61曲^证]为预设的当前信道对其他信道影响 的权重值，如图2和图3所示。
[0033] 所述异构系统干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他异构系统在同一信 道造成干扰的影响程度的评估分值，用下述公式(1-2)表示： Score_2[ch] = fa_count * fa_wei邑ht ..................(1-2) 其中，Score_2kh]为该异构系统干扰指标，fa_count为扫描周期内当前信道接收到的 非802.11协议包的数目，fa_weight为预设的根据当前信道接收到的802.11协议包的数目 ;rx_count确定异构系统在同一信道的干扰程度的权重值。当;rx_count不高于30时，fa_ weight设置为5;当;rx_count高于30且不高于200时，fa_wei曲t设置为3;当;rx_count高于 200时，fa_weight设置为 1。
[0034] 所述AP间干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他AP在各个信道造成干扰 的影响程度的评估分值，用下述公式(1-3)表示： Score_3[ch] = ap_count[ch] * ap_wei邑htkh] ..................(1-3) 其中，Score_3 kh ]为该AP间干扰指标，ap_count kh ]为预设的当前信道对其他信道影 响的程度估值，如图4、图5、图6所示;ap_we i ght kh ]为预设的与接收信号强度值相关的当 前信道对其他信道影响的权重值，如表1所示。
[0035] 所述噪声直方图指标是在当前信道的功率，该功率值被设置为由lv[l]至lv[10] 依次递增3地的10个级别，用下述公式(1-4)表示： Score_4[ch] = NHM_counte;r[ch] * [Iv] * (3~lv) ............(1-4) 其中，Score_4kh]为该噪声直方图指标，NHM_counte;rkh]为每隔固定时间统计的平 均功率值。优选为该固定时间为4微秒。
[0036] 具体地，当网络中存在多个AP，WAP1为例，启动时，按如下步骤执行： (Sll)APl选择工作的信道带宽为20MHz。
[0037] (S12)确定可用的信道，当前信道1~13均可用。
[0038] (S13MP1扫描每个可用信道，整体每个信道100毫秒，统计各项指标，包括信道间 干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标。
[0039] (S14)根据各指标值，计算各个信道的评估分值，如表2所示。
[0040] (S15)AP1确定最佳信道为信道5。
[0041] 表2 API统计的各信道评估分值。
[0042] 在WAP2为例，其启动时，按如下步骤执行： (S2DAP2选择工作的信道带宽为40MHz。
[0043] (S22)确定可用的信道，当前信道1~13均可用。
[0044] (S23MP2扫描每个可用信道，整体每个信道100毫秒，统计各项指标，包括信道间 干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标。
[0045] (S24)根据各指标值，计算各个信道的评估分值，如表3所示。
[0046] (S25MP2确定最佳信道，由于AP2的信道带宽为40MHz，需要对其邻近信道也进行 考查，计算每个信道的Total_Score计入表3,确定最小的Total_Score所对应的信道9作为 最佳信道。 I_^,
[0047] 表3 AP2统计的各个信道评估分值。
[0048] 基于上述连接情况，对网络性能测试，结果如下： (a)在未开启本发明提供的信道干扰程度评估功能时，每秒丢包数目为5个;开启后，每 秒平均转发的数据包数目达到2个，性能有了成倍提升。
[0049] (b)吞吐量方面，在未开启本发明提供的信道干扰程度评估功能时，吞吐量仅5M左 右;开启后，吞吐量达到13M。
[0050] 可见，本发明通过准确地评估信道干扰情况，选择干扰较小的信道进行数据传输， 有效地改善了数据传输可靠度，提高了网络整体性能。
[0051] 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，W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。
【主权项】
1. 一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，包括如下步骤： (51)根据AP的使用状态确定其工作的信道带宽为20MHz或40MHz; (52) 确定当前信道带宽下可用的信道，并将不可用的信道的评估分值设置为较大常 数； (53) 对每个可用信道进行扫描，侦听每个可用信道一段时间，并统计其各项指标，其 中，所述指标包括:信道间干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标； (54) 根据统计的各项指标分别计算每个可用信道的评估分值； (S5)由每个信道的评估分值确定最佳信道。2. 根据权利要求1所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所述步 骤(S2)中，较大常数为Oxffff。3. 根据权利要求1或2所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所 述信道间干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他信道造成干扰的影响程度的评估 分值，用下述公式（1-1)表示： Score_l[ch] =rx_count*weight[ch] ..................(1-1) 其中，Score_l[ch]为该信道间干扰指标，ch为当前信道编号，rx_count为扫描周期内 当前信道正确接收的802.11协议包的数目，Weight[ch]为预设的当前信道对其他信道影响 的权重值。4. 根据权利要求3所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所述 异构系统干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他异构系统在同一信道造成干扰的 影响程度的评估分值，用下述公式(1-2)表示： Score_2[ch] =fa_count*fa_weight..................(1-2) 其中，Sc〇re_2[ch]为该异构系统干扰指标，fa_c〇unt为扫描周期内当前信道接收到的 非802.11协议包的数目，fa_weight为预设的根据当前信道接收到的802.11协议包的数目 rx_count确定异构系统在同一信道的干扰程度的权重值。5. 根据权利要求4所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所述 AP间干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他AP在各个信道造成干扰的影响程度的 评估分值，用下述公式(1-3)表示： Score_3[ch] =ap_count[ch] *ap_weight[ch] ..................(1-3) 其中，Sc〇re_3[ch]为该AP间干扰指标，ap_C〇unt[ch]为预设的当前信道对其他信道影 响的程度估值，ap_Weight[Ch]为预设的与接收信号强度值相关的当前信道对其他信道影 响的权重值。6. 根据权利要求5所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所述 噪声直方图指标是在当前信道的功率，该功率值被设置为由Ml]至M10]依次递增3dB的 10个级别，用下述公式(1-4)表示： Score_4[ch] =NHM_counter[ch] * [lv] * (3'1ν) ............(1-4) 其中，Score_4[ch]为该噪声直方图指标，NHM_counter[ch]为每隔固定时间统计的平 均功率值。7. 根据权利要求6所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所述步 骤(S4)中，每个可用信道的评估分值由下述公式(1-5)求得： Score[ch] =Score_l[ch] +Score_2[ch] +Score_3[ch] +Score_4[ch]-"(l_5)〇8. 根据权利要求7所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所述步 骤(S5)中，确定最佳信道的方法具体为： 若信道带宽为20MHz，则将评估分值Sc〇re[ch]最小的信道作为最佳信道； 若信道带宽为40MHz，则对当前信道的邻近信道也进行考查，按下述公式（1-6)或（1-7) 计算每个信道的总分值T〇tal_Sc〇re，并将总分值T〇tal_Sc〇re最小的信道作为最佳信道； 当考查的信道编号ch< 9时，则 Total_Score[ch] =Score[ch] +Score[ch+4]..................(1-6)； 否则，Total_Score[ch] =Score[ch] +Score[ch_4] ............(l_7)〇9. 实现如权利要求1~8任一项所述方法的装置，其特征在于，包括： 初始化单元，用于为AP选择工作的信道带宽，确定可用的信道，并将不可用的信道的评 估分值设置较大常数； 信道评估单元，用于扫描每个可用信道，侦听每个可用信道一段时间，统计包括信道间 干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标在内在各项指标，并计算各 个信道的评估分值； 信道选择单元，用于根据各信道的评估分值来确定选择的最佳信道。10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述信道评估单元包括： 数据收发子单元，用于扫描每个可用信道，并侦听每个可用信道一固定时间； 统计子单元，用于计算各个信道的评估分值。
【专利摘要】本发明公开了一种自动评估无线信道干扰程度的方法，包括（S1）确定AP工作的信道带宽；（S2）确定当前信道带宽下可用的信道，并将不可用的信道的评估分值设置为较大常数；（S3）对每个可用信道进行扫描，侦听每个可用信道一段时间，并统计其各项指标，其中，所述指标包括：信道间干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标；（S4）计算每个可用信道的评估分值；（S5）确定最佳信道。本发明解决了现有信道干扰程度估计不够准确的问题，提供了一种综合考虑多种因素的信道干扰程度的评估方案，并给出多项评价指标，在评价准确性和复杂度之间取得较好的折中，整体来讲降低了复杂度，提高了准确性，并改善了网络整体性能。
【IPC分类】H04B17/345, H04W72/08, H04B17/382
【公开号】CN105491669
【申请号】CN201610074348
【发明人】叶柯, 刘军, 李可
【申请人】深圳市蜂联科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年2月2日
【技术领域】
[0001 ]本发明设及无线通信技术领域，具体地讲，是设及一种自动评估无线信道干扰程 度的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 无线通信系统的性能很大程度上受到无线信道的影响，无线网络设备进行数据传 送前通常需要对信道进行评估W选择干扰程度尽可能小的信道，从而保证信息的有效传 送。因此，对信道评估的精度将直接影响整个无线通信系统的性能。
[0003] 传统的信道评估方法通常分为如下两类：1)判定信道的信号能量，该方法通过对 接收信号进行一段时间的能量累积，再与判决口限进行比较来判决信道干扰程度，若信号 平均能量低于某一个口限值，则认为信道空闲，并选取能量值最低的作为最终信道;2)根据 无线信道的特征选取，例如，扩频信号和载波频率等，依据信号特征来选择信道。运些方案 都依赖于检测器对信号能量或频谱的了解程度，检测器的调制解调方式等。前者的评价指 标过于单一，而后者的复杂度较高。
[0004] 基于对多种因素的综合考虑，本发明提出一种自动评估无线信道干扰程度的方 案，W平衡信道评估方案的复杂度、适应性、检测时间W及业务特性等因素，并重点考虑各 无线信道之间的干扰影响。
【发明内容】
[0005] 为克服现有技术中的上述问题，本发明提供一种设计巧妙、应用方便、通过多项指 标较好地平衡评估准确性和复杂度的自动评估无线信道干扰程度的方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 一种自动评估无线信道干扰程度的方法，主要用于AP(Acess Point),包括如下步骤： (51) 根据AP的使用状态确定其工作的信道带宽为20MHz或40MHz; (52) 确定当前信道带宽下可用的信道，并将不可用的信道的评估分值设置为较大常 数； (53) 对每个可用信道进行扫描，侦听每个可用信道一段时间，并统计其各项指标，其 中，所述指标包括:信道间干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标； (54) 根据统计的各项指标分别计算每个可用信道的评估分值； (55) 由每个信道的评估分值确定最佳信道。
[0007] 其中，所述步骤(S2)中，较大常数为Oxffff。
[000引具体地，所述信道间干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他信道造成干 扰的影响程度的评估分值，用下述公式(1-1)表示： Score_l[ch] = rx_count * wei邑ht[ch] ..................(1-1) 其中，Score_lkh]为该信道间干扰指标，ch为当前信道编号，rx_count为扫描周期内 当前信道正确接收的802.11协议包的数目，巧61曲^证]为预设的当前信道对其他信道影响 的权重值。如图3所示为20MHz信道带宽情况下的预设权重值，如图4所示为40MHz信道带宽 情况下的预设权重值。
[0009] 具体地，所述异构系统干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他异构系统 在同一信道造成干扰的影响程度的评估分值，用下述公式(1-2)表示： Score_2[ch] = fa_count * fa_wei邑ht ..................(1-2) 其中，Score_2kh]为该异构系统干扰指标，fa_count为扫描周期内当前信道接收到的 非802.11协议包的数目，fa_weight为预设的根据当前信道接收到的802.11协议包的数目 ;rx_count确定异构系统在同一信道的干扰程度的权重值。当;rx_count不高于30时，fa_ weight设置为5;当;rx_count高于30且不高于200时，fa_wei曲t设置为3;当;rx_count高于 200时，fa_weight设置为 1。
[0010] 具体地，所述AP间干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他AP在各个信道 造成干扰的影响程度的评估分值，用下述公式(1-3)表示： Score_3[ch] = ap_count[ch] * ap_wei邑htkh] ..................(1-3) 其中，Score_3 kh ]为该AP间干扰指标，ap_count kh ]为预设的当前信道对其他信道影 响的程度估值，如图4所示为20MHz信道带宽情况下的预设的程度估值，如图5和图6所示为 40MHz信道带宽情况下的预设的程度估值，分别为向上和向下的两个方面;曰口_巧61曲^证] 为预设的与接收信号强度值相关的当前信道对其他信道影响的权重值，该预设权重值见下 述表1，
表1。
[0011] 具体地，所述噪声直方图指标是在当前信道的功率，该功率值被设置为由lv[l]至 lv[ 10]依次递增3地的10个级别，用下述公式(1-4)表示： Score_4[ch] = NHM_counte;r[ch] * [Iv] * (3~lv) ............(1-4) 其中，Score_4kh]为该噪声直方图指标，NHM_counte;rkh]为每隔固定时间统计的平 均功率值。该固定时间可W设置于4微秒。
[0012] 更具体地，所述步骤(S4)中，每个可用信道的评估分值由下述公式(1-5)求得： Score[ch] = Score_l[ch] + Score_2[ch] + Score_3[ch] + Score_"ch]-..(l-5)。
[0013] 更具体地，为了准确地确定最佳信道，所述步骤(S5)中，确定最佳信道的方法具体 为： 若信道带宽为20MHz，则将评估分值Score[ch]最小的信道作为最佳信道； 若信道带宽为40MHz，则对当前信道的邻近信道也进行考查，按下述公式(1-6)或（1-7) 计算每个信道的总分值To化l_Score，并将总分值To化l_Score最小的信道作为最佳信道； 当考查的信道编号ch<卵寸，现J Total_Score[ch] = Score[ch] + Score[ch+4]..................(1-6)； 否则，Total_Score[ch] = Score[ch] + Score[ch-4] ............(1-7)。
[0014] 基于上述方法，本发明还提供一种实现该自动评估无线信道干扰程度方法的装 置，包括： 初始化单元，用于为AP选择工作的信道带宽，确定可用的信道，并将不可用的信道的评 估分值设置较大常数； 信道评估单元，用于扫描每个可用信道，侦听每个可用信道一段时间，统计包括信道间 干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标在内在各项指标，并计算各 个信道的评估分值； 信道选择单元，用于根据各信道的评估分值来确定选择的最佳信道。
[0015] 其中，所述信道评估单元包括： 数据收发子单元，用于扫描每个可用信道，并侦听每个可用信道一固定时间； 统计子单元，用于计算各个信道的评估分值。
[0016] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果： (1)本发明构思巧妙，综合考查了信道干扰的各种因素，定义了评价指标，包括用于考 查当前信道对其他信道的干扰程度的"信道间干扰"指标、用于考查同一频道各种接入设 备存在相互干扰的"异构系统干扰"指标、用于考查系统中多个AP存在相互干扰的"AP间干 扰"指标，W便于针对高密度部署环境下的多种干扰因素进行定量评估，在很大程度上提高 了信道评估的准确性，也在一定程度上降低了信道评估的复杂度，并且本发明新颖独特，具 有广泛的应用前景，适合推广应用。
[0017] (2)传统的方法均为考虑负载情况，与业务量信息无直接关系，因为某个信道虽然 被AP占用，但是使用该信道的AP收发数据量较小，则仍可W与其他AP共享此信道，而本发明 采用异构系统干扰指标来评估信道数据量大小，在一定程度上补偿了不考虑业务量影响进 行评估所带来的缺陷，提高了信道带宽利用率。
[001引（3)本发明提供的信道评估分值计算方法，旨在高密集AP部署场景下，为各个AP尽 可能找到干扰程度较小的信道，改善了数据传输可靠度，提高了网络整体性能。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的流程示意图。
[0020] 图2为本发明中在20MHz信道带宽下weightkh]的分布示意图。
[0021 ]图3为本发明中在40MHz信道带宽下weightkh]的分布示意图。
[0022] 图4为本发明中在20MHz信道带宽下ap_countkh]的分布示意图。
[0023] 图5为本发明中在40MHz信道带宽下ap_countkh]的向上分布示意图。
[0024] 图6为本发明中在40MHz信道带宽下ap_countkh]的向下分布示意图。
[0025] 图7为本发明中装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0026] 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
[0027] 如图1至图7所示，该自动评估无线信道干扰程度的方法及装置，应用于AP或路由 器中，其中装置部分主要包括如下硬件单元:依次连接的初始化单元、信道评估单元和信道 选择单元，并且信道评估单元中还包括数据收发子单元和统计子单元。
[0028] 每个硬件单元的作用如下： 初始化单元，用于为AP选择工作的信道带宽，确定可用的信道，并将不可用的信道的评 估分值设置较大常数。
[0029] 信道评估单元，用于扫描每个可用信道，侦听每个可用信道一段时间，统计包括信 道间干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标在内在各项指标，并计 算各个信道的评估分值； 其中，数据收发子单元，用于扫描每个可用信道，并侦听每个可用信道一固定时间； 统计子单元，用于计算各个信道的评估分值。
[0030] 信道选择单元，用于根据各信道的评估分值来确定选择的最佳信道。
[0031] 该自动评估无线信道干扰程度的方法，包括如下步骤： (51) 根据AP的使用状态确定其工作的信道带宽为20MHz或40MHz; (52) 确定当前信道带宽下可用的信道，并将不可用的信道的评估分值设置为较大常 数;通常该较大常数为Oxffff; (53) 对每个可用信道进行扫描，侦听每个可用信道一段时间，并统计其各项指标，其 中，所述指标包括:信道间干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标； (54) 根据统计的各项指标分别计算每个可用信道的评估分值； (55) 由每个信道的评估分值确定最佳信道。
[0032] 下面对每个指标进行具体说明： 所述信道间干扰指标，是在当前信道进行数据收发时，对其他信道造成干扰的影响程 度的评估分值，用下述公式(1-1)表示： Score_l[ch] = rx_count * wei邑ht[c h] ..................(1-1) 其中，Score_lkh]为该信道间干扰指标，ch为当前信道编号，rx_count为扫描周期内 当前信道正确接收的802.11协议包的数目，巧61曲^证]为预设的当前信道对其他信道影响 的权重值，如图2和图3所示。
[0033] 所述异构系统干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他异构系统在同一信 道造成干扰的影响程度的评估分值，用下述公式(1-2)表示： Score_2[ch] = fa_count * fa_wei邑ht ..................(1-2) 其中，Score_2kh]为该异构系统干扰指标，fa_count为扫描周期内当前信道接收到的 非802.11协议包的数目，fa_weight为预设的根据当前信道接收到的802.11协议包的数目 ;rx_count确定异构系统在同一信道的干扰程度的权重值。当;rx_count不高于30时，fa_ weight设置为5;当;rx_count高于30且不高于200时，fa_wei曲t设置为3;当;rx_count高于 200时，fa_weight设置为 1。
[0034] 所述AP间干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他AP在各个信道造成干扰 的影响程度的评估分值，用下述公式(1-3)表示： Score_3[ch] = ap_count[ch] * ap_wei邑htkh] ..................(1-3) 其中，Score_3 kh ]为该AP间干扰指标，ap_count kh ]为预设的当前信道对其他信道影 响的程度估值，如图4、图5、图6所示;ap_we i ght kh ]为预设的与接收信号强度值相关的当 前信道对其他信道影响的权重值，如表1所示。
[0035] 所述噪声直方图指标是在当前信道的功率，该功率值被设置为由lv[l]至lv[10] 依次递增3地的10个级别，用下述公式(1-4)表示： Score_4[ch] = NHM_counte;r[ch] * [Iv] * (3~lv) ............(1-4) 其中，Score_4kh]为该噪声直方图指标，NHM_counte;rkh]为每隔固定时间统计的平 均功率值。优选为该固定时间为4微秒。
[0036] 具体地，当网络中存在多个AP，WAP1为例，启动时，按如下步骤执行： (Sll)APl选择工作的信道带宽为20MHz。
[0037] (S12)确定可用的信道，当前信道1~13均可用。
[0038] (S13MP1扫描每个可用信道，整体每个信道100毫秒，统计各项指标，包括信道间 干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标。
[0039] (S14)根据各指标值，计算各个信道的评估分值，如表2所示。
[0040] (S15)AP1确定最佳信道为信道5。
[0041] 表2 API统计的各信道评估分值。
[0042] 在WAP2为例，其启动时，按如下步骤执行： (S2DAP2选择工作的信道带宽为40MHz。
[0043] (S22)确定可用的信道，当前信道1~13均可用。
[0044] (S23MP2扫描每个可用信道，整体每个信道100毫秒，统计各项指标，包括信道间 干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标。
[0045] (S24)根据各指标值，计算各个信道的评估分值，如表3所示。
[0046] (S25MP2确定最佳信道，由于AP2的信道带宽为40MHz，需要对其邻近信道也进行 考查，计算每个信道的Total_Score计入表3,确定最小的Total_Score所对应的信道9作为 最佳信道。 I_^,
[0047] 表3 AP2统计的各个信道评估分值。
[0048] 基于上述连接情况，对网络性能测试，结果如下： (a)在未开启本发明提供的信道干扰程度评估功能时，每秒丢包数目为5个;开启后，每 秒平均转发的数据包数目达到2个，性能有了成倍提升。
[0049] (b)吞吐量方面，在未开启本发明提供的信道干扰程度评估功能时，吞吐量仅5M左 右;开启后，吞吐量达到13M。
[0050] 可见，本发明通过准确地评估信道干扰情况，选择干扰较小的信道进行数据传输， 有效地改善了数据传输可靠度，提高了网络整体性能。
[0051] 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，W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。
【主权项】
1. 一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，包括如下步骤： (51)根据AP的使用状态确定其工作的信道带宽为20MHz或40MHz; (52) 确定当前信道带宽下可用的信道，并将不可用的信道的评估分值设置为较大常 数； (53) 对每个可用信道进行扫描，侦听每个可用信道一段时间，并统计其各项指标，其 中，所述指标包括:信道间干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标； (54) 根据统计的各项指标分别计算每个可用信道的评估分值； (S5)由每个信道的评估分值确定最佳信道。2. 根据权利要求1所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所述步 骤(S2)中，较大常数为Oxffff。3. 根据权利要求1或2所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所 述信道间干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他信道造成干扰的影响程度的评估 分值，用下述公式（1-1)表示： Score_l[ch] =rx_count*weight[ch] ..................(1-1) 其中，Score_l[ch]为该信道间干扰指标，ch为当前信道编号，rx_count为扫描周期内 当前信道正确接收的802.11协议包的数目，Weight[ch]为预设的当前信道对其他信道影响 的权重值。4. 根据权利要求3所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所述 异构系统干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他异构系统在同一信道造成干扰的 影响程度的评估分值，用下述公式(1-2)表示： Score_2[ch] =fa_count*fa_weight..................(1-2) 其中，Sc〇re_2[ch]为该异构系统干扰指标，fa_c〇unt为扫描周期内当前信道接收到的 非802.11协议包的数目，fa_weight为预设的根据当前信道接收到的802.11协议包的数目 rx_count确定异构系统在同一信道的干扰程度的权重值。5. 根据权利要求4所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所述 AP间干扰指标是在当前信道进行数据收发时，对其他AP在各个信道造成干扰的影响程度的 评估分值，用下述公式(1-3)表示： Score_3[ch] =ap_count[ch] *ap_weight[ch] ..................(1-3) 其中，Sc〇re_3[ch]为该AP间干扰指标，ap_C〇unt[ch]为预设的当前信道对其他信道影 响的程度估值，ap_Weight[Ch]为预设的与接收信号强度值相关的当前信道对其他信道影 响的权重值。6. 根据权利要求5所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所述 噪声直方图指标是在当前信道的功率，该功率值被设置为由Ml]至M10]依次递增3dB的 10个级别，用下述公式(1-4)表示： Score_4[ch] =NHM_counter[ch] * [lv] * (3'1ν) ............(1-4) 其中，Score_4[ch]为该噪声直方图指标，NHM_counter[ch]为每隔固定时间统计的平 均功率值。7. 根据权利要求6所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所述步 骤(S4)中，每个可用信道的评估分值由下述公式(1-5)求得： Score[ch] =Score_l[ch] +Score_2[ch] +Score_3[ch] +Score_4[ch]-"(l_5)〇8. 根据权利要求7所述的一种自动评估无线信道干扰程度的方法，其特征在于，所述步 骤(S5)中，确定最佳信道的方法具体为： 若信道带宽为20MHz，则将评估分值Sc〇re[ch]最小的信道作为最佳信道； 若信道带宽为40MHz，则对当前信道的邻近信道也进行考查，按下述公式（1-6)或（1-7) 计算每个信道的总分值T〇tal_Sc〇re，并将总分值T〇tal_Sc〇re最小的信道作为最佳信道； 当考查的信道编号ch< 9时，则 Total_Score[ch] =Score[ch] +Score[ch+4]..................(1-6)； 否则，Total_Score[ch] =Score[ch] +Score[ch_4] ............(l_7)〇9. 实现如权利要求1~8任一项所述方法的装置，其特征在于，包括： 初始化单元，用于为AP选择工作的信道带宽，确定可用的信道，并将不可用的信道的评 估分值设置较大常数； 信道评估单元，用于扫描每个可用信道，侦听每个可用信道一段时间，统计包括信道间 干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标在内在各项指标，并计算各 个信道的评估分值； 信道选择单元，用于根据各信道的评估分值来确定选择的最佳信道。10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述信道评估单元包括： 数据收发子单元，用于扫描每个可用信道，并侦听每个可用信道一固定时间； 统计子单元，用于计算各个信道的评估分值。
【专利摘要】本发明公开了一种自动评估无线信道干扰程度的方法，包括（S1）确定AP工作的信道带宽；（S2）确定当前信道带宽下可用的信道，并将不可用的信道的评估分值设置为较大常数；（S3）对每个可用信道进行扫描，侦听每个可用信道一段时间，并统计其各项指标，其中，所述指标包括：信道间干扰指标、异构系统干扰指标、AP间干扰指标、噪声直方图指标；（S4）计算每个可用信道的评估分值；（S5）确定最佳信道。本发明解决了现有信道干扰程度估计不够准确的问题，提供了一种综合考虑多种因素的信道干扰程度的评估方案，并给出多项评价指标，在评价准确性和复杂度之间取得较好的折中，整体来讲降低了复杂度，提高了准确性，并改善了网络整体性能。
【IPC分类】H04B17/345, H04W72/08, H04B17/382
【公开号】CN105491669
【申请号】CN201610074348
【发明人】叶柯, 刘军, 李可
【申请人】深圳市蜂联科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年2月2日
最新回复(0)