本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種無線網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點(diǎn)信道掃描與分配方法，用于在無線網(wǎng)絡(luò)特別是IEEE?802.11n/ac無線局域網(wǎng)WLAN中同一節(jié)點(diǎn)上多張無線網(wǎng)卡綁定情況下進(jìn)行聯(lián)合傳輸時(shí)的多節(jié)點(diǎn)聯(lián)合的信道掃描及統(tǒng)一信道分配，以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)地選擇不同帶寬、不相鄰的質(zhì)量較好的信道。利用5GHz頻段WLAN作為回傳通道。包括初始化信道掃描過程與周期性信道掃描過程，初始化信道掃描過程遍歷5GHz頻段上所有信道；周期性信道掃描過程則只需掃描各無線網(wǎng)卡所在的工作信道。這樣既節(jié)約了掃描時(shí)間，又避免了對(duì)工作信道的不利影響。同時(shí)，各節(jié)點(diǎn)采用多信道聯(lián)合傳輸數(shù)據(jù)，既達(dá)到了擴(kuò)展傳輸帶寬，提高系統(tǒng)吞吐量的目的，又克服了采用單一連續(xù)聚合信道傳輸時(shí)由于部分頻段信道質(zhì)量不佳造成系統(tǒng)整體性能下降的缺點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及無線通信領(lǐng)域，所述無線網(wǎng)絡(luò)，除IEEE 802.lln/ac無線局域網(wǎng)(WLAN)之外，包括無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、無線個(gè)域網(wǎng)絡(luò)的接入或回傳的帶寬聚合均適用。
技術(shù)介紹
為滿足日益增長的無線業(yè)務(wù)需求，無線網(wǎng)絡(luò)特別是IEEE 802.11 WLAN作為蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的補(bǔ)充，正在逐漸成為未來移動(dòng)通信系統(tǒng)不可分割的組成部分。眾所周知，在使用任何網(wǎng)絡(luò)之前，首先必須找出網(wǎng)絡(luò)的存在。在無線通信領(lǐng)域，移動(dòng)臺(tái)(STA)在所在區(qū)域識(shí)別現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的過程稱為掃描，主要有兩種形式:被動(dòng)掃描與主動(dòng)掃描。被動(dòng)掃描是通過被動(dòng)地接收各個(gè)接入點(diǎn)(AP)發(fā)送的“信標(biāo)(Beacon)”信息來確定周圍AP的存在，而主動(dòng)掃描則利用“探查請(qǐng)求(Probe Request)”/ “探查響應(yīng)(ProbeResponse) ”信息來主動(dòng)探測(cè)AP的存在，從而STA可知道一個(gè)BSS的存在。掃描結(jié)束后會(huì)產(chǎn)生一份掃描報(bào)告。這份報(bào)告列出了該次掃描所發(fā)現(xiàn)的所有BSS及其相關(guān)參數(shù)。進(jìn)行掃描的STA可利用這份完整的參數(shù)列表來加入其所發(fā)現(xiàn)的任何網(wǎng)絡(luò)。然而，上述掃描過程主要針對(duì)STA而言，STA —般選擇掃描所得信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的AP接入，由于AP所使用的信道固定，也可以說是選擇合適的信道接入。該掃描過程不能實(shí)現(xiàn)AP的信道自適應(yīng)選擇。同時(shí)，為提高系統(tǒng)吞吐量，IEEE 802.lln/ac WLAN將多個(gè)20MHz帶寬的相鄰信道聚合為一個(gè)帶寬更寬的信道(40/80/160MHZ)來傳輸數(shù)據(jù)，這存在當(dāng)部分頻段信道質(zhì)量不佳時(shí)系統(tǒng)整體性能下降的問題。通過對(duì)現(xiàn)有專利及相關(guān)技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的與多節(jié)點(diǎn)信道掃描技術(shù)相關(guān)的方法和系統(tǒng)包括:(1) 一種無線局域網(wǎng)絡(luò)信道掃描的方法和裝置(CN101662796)能夠提高信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)的速率和靈敏度。無線接入點(diǎn)(AP)對(duì)初始上報(bào)周期檢測(cè)到報(bào)文的信道進(jìn)行記錄，在后續(xù)上報(bào)周期內(nèi)，如果存在已記錄的信道，則AP在前N個(gè)時(shí)間段對(duì)已記錄的信道進(jìn)行掃描，在剩余的時(shí)間段對(duì)沒有記錄的信道進(jìn)行掃描；如果不存在已記錄的信道，則在各時(shí)間段對(duì)所有信道進(jìn)行掃描；將當(dāng)前上報(bào)周期檢測(cè)到報(bào)文的信道加入所述記錄，并上報(bào)掃描結(jié)果。(2) 一種無線信道切換方法及裝置(CN103596228A)通過AP在混雜模式下對(duì)當(dāng)前工作信道和部分非工作信道進(jìn)行設(shè)定時(shí)長的掃描，得到各信道的掃描信息，計(jì)算對(duì)應(yīng)的信道質(zhì)量評(píng)估值，切換到信道質(zhì)量較好的信道上。(3) 一種無線網(wǎng)絡(luò)中信道掃描的方法和系統(tǒng)(CN102457942A)規(guī)劃了支持多個(gè)信道化集合方案的設(shè)備的信道掃描過程，使接入點(diǎn)(AP)和/或與AP所關(guān)聯(lián)的非AP站點(diǎn)按照規(guī)定的三種方式的一種或多種進(jìn)行信道掃描。上述專利(1) (2)中涉及了 AP的信道掃描方法，但其均是針對(duì)單節(jié)點(diǎn)而言，只能檢測(cè)在該節(jié)點(diǎn)所處環(huán)境下的各信道條件，而不能有效評(píng)估在其他節(jié)點(diǎn)處的各信道質(zhì)量，因此不適用于本專利技術(shù)中所述為實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)上多網(wǎng)卡綁定時(shí)進(jìn)行統(tǒng)一信道分配的信道掃描研究情境。由于各節(jié)點(diǎn)所在地理位置的不同，其所在無線環(huán)境也不同，若要對(duì)多節(jié)點(diǎn)上綁定的多張無線網(wǎng)卡進(jìn)行統(tǒng)一的信道分配，必須采用多節(jié)點(diǎn)聯(lián)合的信道掃描方法。上述專利(3)中信道掃描不只涉及AP，還包括與AP所關(guān)聯(lián)的非AP站點(diǎn)，但其重點(diǎn)為:在一個(gè)或多個(gè)不同的信道化集合內(nèi)的信道上進(jìn)行重疊基本服務(wù)集(0BSS)信道掃描。這同樣與本專利技術(shù)中研究情境有很大差異。現(xiàn)有專利中尚沒有明確針對(duì)為實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)上多網(wǎng)卡綁定統(tǒng)一信道分配的信道掃描方法和系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于以上陳述的已有方案或相關(guān)技術(shù)的不足，本專利技術(shù)通過多節(jié)點(diǎn)聯(lián)合信道掃描方法得到最終的信道掃描列表，并由各節(jié)點(diǎn)的特定網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)周期性信道掃描的過程，同時(shí)在此基礎(chǔ)上提出一種對(duì)多網(wǎng)卡綁定進(jìn)行統(tǒng)一信道分配的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是:—種無線網(wǎng)絡(luò)中多節(jié)點(diǎn)信道掃描與分配方法，用于解決無線網(wǎng)絡(luò)特別是IEEE802.lln/ac無線局域網(wǎng)WLAN中同一節(jié)點(diǎn)上多張無線網(wǎng)卡綁定后進(jìn)行聯(lián)合傳輸時(shí)的多節(jié)點(diǎn)聯(lián)合的周期性信道掃描問題及統(tǒng)一信道分配，以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)地選擇不同帶寬、不相鄰的質(zhì)量較好的信道；利用5GHz頻段WLAN作為回傳通道，回傳端節(jié)點(diǎn)同時(shí)配置多張無線網(wǎng)卡，選取各節(jié)點(diǎn)上多張無線網(wǎng)卡中的一張作為控制網(wǎng)卡，用于執(zhí)行信道掃描功能，其余各無線網(wǎng)卡均作為數(shù)據(jù)網(wǎng)卡，用于完成數(shù)據(jù)的傳輸過程，以兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A、B為例，其具體過程包括:a.初始化信道掃描方法:(1)各節(jié)點(diǎn)(A、B)的控制網(wǎng)卡分別遍歷5GHz頻段上的所用信道，根據(jù)掃描所得數(shù)據(jù)，分別估計(jì)各信道的信道質(zhì)量；(2)節(jié)點(diǎn)A選取本端信道掃描列表(表A)中信道質(zhì)量最好的信道給控制網(wǎng)卡使用，并建立接入點(diǎn)-O(AP-O);(3)節(jié)點(diǎn)B的控制網(wǎng)卡作為移動(dòng)臺(tái)-0 (STA-0)，連接AP-0，并將本端的信道掃描列表(表B)傳給節(jié)點(diǎn)A ;(4)斷開節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B間的連接，即ΑΡ-0與STA-0間的連接；(5)節(jié)點(diǎn)A通過聯(lián)合處理兩端信道掃描列表(表A與表B)中相應(yīng)信道的掃描信息，得到最終的信道掃描列表(表C);b.統(tǒng)一信道分配方法:(1)節(jié)點(diǎn)A在最終的信道掃描列表(表C)中為各數(shù)據(jù)N個(gè)網(wǎng)卡分配不同的工作信道，信道帶寬自適應(yīng)選擇，如20/40/80MHZ，信道分配的基本準(zhǔn)則是:選取信道質(zhì)量盡量好，且所選的N個(gè)工作信道盡量相互隔開；(2)節(jié)點(diǎn)A的各數(shù)據(jù)網(wǎng)卡分別在為其分配的工作信道上建立AP (ΑΡ-l?AP_N)，節(jié)點(diǎn)B的各數(shù)據(jù)網(wǎng)卡則分別作為STA-1?STA-N連接節(jié)點(diǎn)A上相應(yīng)的AP，并開始數(shù)據(jù)傳輸過程;(3)若除已選的N個(gè)工作信道外，還有符合信道分配準(zhǔn)則的信道可用，則在其中選取一個(gè)信道給控制網(wǎng)卡使用，節(jié)點(diǎn)A建立ΑΡ-0，節(jié)點(diǎn)B的控制網(wǎng)卡作為STA-0連接ΑΡ-0，開始數(shù)據(jù)傳輸過程；c.周期性信道掃描方法:(1)節(jié)點(diǎn)A、B的控制網(wǎng)卡分別執(zhí)行周期性的信道掃描過程，且只掃描除工作信道以外的其他各信道；(2)節(jié)點(diǎn)B將其信道掃描列表(表B)傳給節(jié)點(diǎn)A ;(3)節(jié)點(diǎn)A對(duì)兩端的信道掃描列表(表A、表B)作聯(lián)合處理，得到最終的信道掃描列表(表C);在多節(jié)點(diǎn)處理時(shí)，構(gòu)成AP端及STA端的各節(jié)點(diǎn)均進(jìn)行周期性信道掃描，最終的信道掃描列表由兩端的掃描信息聯(lián)合得到，當(dāng)受到外界干擾時(shí)，在周期性獲得的信道掃描列表中選擇N個(gè)工作信道外其他信道質(zhì)量較好的信道進(jìn)行切換來避開此干擾。周期性信道掃描過程與初始化信道掃描過程的不同之處在于，本過程不掃描各數(shù)據(jù)網(wǎng)卡的工作信道，防止對(duì)工作信道造成干擾，降低系統(tǒng)性能，同時(shí)縮短了信道掃描的時(shí)間，提高了信道掃描的效率。同時(shí)，若在統(tǒng)一信道分配方法的步驟(3)中為各節(jié)點(diǎn)的控制網(wǎng)卡也分配了信道用來傳輸數(shù)據(jù)，則在各控制網(wǎng)卡執(zhí)行周期性的信道掃描之前需要先停止其數(shù)據(jù)的傳輸過程。采用本專利技術(shù)的方法，各節(jié)點(diǎn)配置多張無線網(wǎng)卡，選取其中一張無線網(wǎng)卡用作控制網(wǎng)卡，其余的無線網(wǎng)卡用作數(shù)據(jù)網(wǎng)卡，其中，控制網(wǎng)卡主要執(zhí)行信道掃描過程，且當(dāng)可選信道的數(shù)量足夠時(shí)可以與數(shù)據(jù)網(wǎng)卡一起用于傳輸數(shù)據(jù)。由各節(jié)點(diǎn)的特定網(wǎng)卡(控制網(wǎng)卡)進(jìn)行本端的信道掃描，而不需要同一節(jié)點(diǎn)上多張無線網(wǎng)卡均進(jìn)行此過程，這樣可以使各數(shù)據(jù)網(wǎng)卡省掉信道掃描過程，專用于數(shù)據(jù)傳輸，提高系統(tǒng)傳輸性能。信道掃描過程為多節(jié)點(diǎn)聯(lián)合實(shí)現(xiàn)，由于各節(jié)點(diǎn)所處地理位置不同，所得的掃描結(jié)果不盡相同，通過聯(lián)合處理多節(jié)點(diǎn)的信道掃描結(jié)果本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無線網(wǎng)絡(luò)中多節(jié)點(diǎn)信道掃描與分配方法，用于解決無線網(wǎng)絡(luò)特別是IEEE?802.11n/ac無線局域網(wǎng)WLAN中同一節(jié)點(diǎn)上多張無線網(wǎng)卡綁定后進(jìn)行聯(lián)合傳輸時(shí)的多節(jié)點(diǎn)聯(lián)合的周期性信道掃描問題及統(tǒng)一信道分配，以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)地選擇不同帶寬、不相鄰的質(zhì)量較好的信道；利用5GHz頻段WLAN作為回傳通道，回傳端節(jié)點(diǎn)同時(shí)配置多張無線網(wǎng)卡，選取各節(jié)點(diǎn)上多張無線網(wǎng)卡中的一張作為控制網(wǎng)卡，用于執(zhí)行信道掃描功能，其余各無線網(wǎng)卡均作為數(shù)據(jù)網(wǎng)卡，用于完成數(shù)據(jù)的傳輸過程，以兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A、B為例，其具體過程包括：a.初始化信道掃描方法：(1)各節(jié)點(diǎn)(A、B)的控制網(wǎng)卡分別遍歷5GHz頻段上的所用信道，根據(jù)掃描所得數(shù)據(jù)，分別估計(jì)各信道的信道質(zhì)量；(2)節(jié)點(diǎn)A選取本端信道掃描列表(表A)中信道質(zhì)量最好的信道給控制網(wǎng)卡使用，并建立接入點(diǎn)?0(AP?0)；(3)節(jié)點(diǎn)B的控制網(wǎng)卡作為移動(dòng)臺(tái)?0(STA?0)，連接AP?0，并將本端的信道掃描列表(表B)傳給節(jié)點(diǎn)A；(4)斷開節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B間的連接，即AP?0與STA?0間的連接；(5)節(jié)點(diǎn)A通過聯(lián)合處理兩端信道掃描列表(表A與表B)中相應(yīng)信道的掃描信息，得到最終的信道掃描列表(表C)；b.統(tǒng)一信道分配方法：(1)節(jié)點(diǎn)A在最終的信道掃描列表(表C)中為各數(shù)據(jù)網(wǎng)卡(N個(gè))分配不同的工作信道，信道帶寬自適應(yīng)選擇，如20/40/80MHz，信道分配的基本準(zhǔn)則是：選取信道質(zhì)量盡量好，且所選的N個(gè)工作信道盡量相互隔開；(2)節(jié)點(diǎn)A的各數(shù)據(jù)網(wǎng)卡分別在為其分配的工作信道上建立AP(AP?1～AP?N)，節(jié)點(diǎn)B的各數(shù)據(jù)網(wǎng)卡則分別作為STA?1～STA?N連接節(jié)點(diǎn)A上相應(yīng)的AP，并開始數(shù)據(jù)傳輸過程；(3)若除已選的N個(gè)工作信道外，還有符合信道分配準(zhǔn)則的信道可用，則在其中選取一個(gè)信道給控制網(wǎng)卡使用，節(jié)點(diǎn)A建立AP?0，節(jié)點(diǎn)B的控制網(wǎng)卡作為STA?0連接AP?0，開始數(shù)據(jù)傳輸過程；c.周期性信道掃描方法：(1)節(jié)點(diǎn)A、B的控制網(wǎng)卡分別執(zhí)行周期性的信道掃描過程，且只掃描除工作信道以外的其他各信道；(2)節(jié)點(diǎn)B將其信道掃描列表(表B)傳給節(jié)點(diǎn)A；(3)節(jié)點(diǎn)A對(duì)兩端的信道掃描列表(表A、表B)作聯(lián)合處理，得到最終的信道掃描列表(表C)；在多節(jié)點(diǎn)處理時(shí)，構(gòu)成AP端及STA端的各節(jié)點(diǎn)均進(jìn)行周期性信道掃描，最終的信道掃描列表由兩端的掃描信息聯(lián)合得到，當(dāng)受到外界干擾時(shí)，在周期性獲得的信道掃描列表中選擇N個(gè)工作信道外其他信道質(zhì)量較好的信道進(jìn)行切換來避開此干擾。...
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：薛青，方旭明，倪克順，張凱，李鴻斌，劉宏源，陳琳，王軼歐，凌揚(yáng)珺，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西南交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51
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