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CN105188102A - 一种无线信道自动选择方法及系统 - Google Patents

一种无线信道自动选择方法及系统 Download PDF

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CN105188102A CN201510616431.5A CN201510616431A CN105188102A CN 105188102 A CN105188102 A CN 105188102A CN 201510616431 A CN201510616431 A CN 201510616431A CN 105188102 A CN105188102 A CN 105188102A
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Abstract

本发明提供一种无线信道自动选择方法及系统，包括步骤S1、定期监控周围的无线设备信息，所述无线设备信息包括周围各信道上的无线访问节点的个数、各个无线访问节点的信号强度；步骤S2、根据无线设备信息分别计算周围各信道的信道干扰值；步骤S3、选择信道干扰值最小的信道作为无线信道。本发明无线信道自动选择方法及系统实现了无线信道的自动选择；有效地提升了无线路由器本身的无线性能；适用于SOHO、企业等众多场所使用。

Description

一种无线信道自动选择方法及系统
技术领域
本发明涉及无线通信的技术领域，特别是涉及一种无线信道自动选择方法及系统。
背景技术
目前，无线网络已经深入到人们日常生活的方方面面中。通信行业的产品中，具有无线功能的产品也越来越多，涉及到家用、商用、公共场所等各个方面。
无线信道，即通道(Channel)，是以无线电波信号作为传输媒体的数据信号传送通道。对于一般的无线路由器来说，如图1所示，在常用的2.4GHz(2.4-2.4835GHz)频段上，将其划分为13个信道。通常无线信道的选择包括自动选择和手动选择两种。
当无线设备自动连接无线信道时，无线路由器会选择使用默认的信道。这将增加使用相同信道的几率，令无线信号极易相互冲突、干扰，降低无线传输质量。在无线信号多、周围环境干扰大的情况下，会直接影响到无线的性能，甚至会发生掉线，导致用户无法正常使用。
当无线设备手动连接无线信道时，需尽量选择一个与周围无线源不同的信道以避开无线的同频干扰，改善无线传输效果。另外，一个信道的无线信号会同时干扰与其相邻的两个信道，因此在设置无线信道的时候，应该选择远离其他无线信号源的两个以上的信道。
信道带宽，也称为频段带宽，用于调制载波占据的频率范围，也是发送无线信号频率的标准。在常用的2.4-2.4835GHz频段上，每个信道的带宽为20MHz。在实际使用中，频率越高越容易失真，其中20MHz在11n的情况下能达到144Mbps带宽，它穿透性较好，传输距离远(约100米左右)；40MHz在802.11n的情况下能达到300Mbps带宽，但穿透性稍差，传输距离近(约50米左右)。
为了让802.11n达到最优速率，受其自身协议所限，就必须使用40MHz的频宽，即对两个20MHz的信道加以捆绑，这样整个2.4GHz频段范围内只能容纳一个40MHz的频宽。而一旦使用了40MHz的频宽，整个2.4GHz就只有一个信道可用，容易产生干扰，影响网络传输。鉴于以上无线信道和频宽的影响，无线路由器在干扰较多的情况下会自动切换工作在20MHZ下。
现有技术中的无线信道选择方法通常具有以下不足：
(1)无线设备开机时或重启后，均需重新侦测周围无线信道，导致效率低下；
(2)个别产品无线信道不遵守信道切换规则，直接处于非1,6,11信道上，导致周围干扰较大，性能下降。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无线信道自动选择方法及系统，通过侦测周围无线访问节点(AccessPoint，AP)的干扰环境来选择最优信道，从而提高了无线产品的性能。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种无线信道自动选择方法，包括以下步骤：步骤S1、定期监控周围的无线设备信息，所述无线设备信息包括周围各信道上的无线访问节点的个数、各个无线访问节点的信号强度；步骤S2、根据无线设备信息分别计算周围各信道的信道干扰值；步骤S3、选择信道干扰值最小的信道作为无线信道。
根据上述的无线信道自动选择方法，其中：仅针对1、6和11信道进行无线信道的自动选择。
根据上述的无线信道自动选择方法，其中：所述步骤S1中，每隔30分钟监控周围的无线设备信息。
根据上述的无线信道自动选择方法，其中：所述步骤S2包括以下步骤：
21)根据公式B＝(100+A)％计算每个无线访问节点的信号强度百分比，其中，A为无线访问节点的信号强度，B为无线访问节点的信号强度百分比；
22)分别获取周围各信道上的同频干扰信息，所述同频干扰信息包括相同信道中B≥55％的无线访问节点的个数NX、相同信道中55％＞B＞25％的无线访问节点的个数NY，以及相同信道中B≤25％的无线访问节点的个数NZ；
23)分别获取周围各信道上的邻频干扰信息，该邻频干扰信息包括相邻信道中B≥55％的无线访问节点的个数TX、相邻信道中55％＞B＞25％的无线访问节点的个数TY，以及相邻信道中B≤25％的无线访问节点的个数TZ；
24)利用公式Sr＝NX*100+(NY+1/2*TY)*10+NZ+1/4*TZ，分别计算周围各信道的信道干扰值Sr。
根据上述的无线信道自动选择方法，其中：所述步骤S3中，当信道干扰值最小的信道包括两个或两个以上的信道时，选择信道编码较小的信道作为无线信道。
同时，本发明还提供一种无线信道自动选择系统，包括监控模块、计算模块和选择模块；
所述监控模块用于定期监控周围的无线设备信息，其中无线设备信息包括周围各信道上的无线访问节点的个数、各个无线访问节点的信号强度；
所述计算模块用于根据无线设备信息分别计算周围各信道的信道干扰值；
所述选择模块用于选择信道干扰值最小的信道作为无线信道。
根据上述的无线信道自动选择系统，其中：仅针对1、6和11信道进行无线信道的自动选择。
根据上述的无线信道自动选择系统，其中：所述监控模块每隔30分钟监控周围的无线设备信息。
根据上述的无线信道自动选择系统，其中：所述计算模块采用以下方式计算信道的信道干扰值：
1)根据公式B＝(100+A)％计算每个无线访问节点的信号强度百分比，其中，A为无线访问节点的信号强度，B为无线访问节点的信号强度百分比；
2)分别获取周围各信道上的同频干扰信息，所述同频干扰信息包括相同信道中B≥55％的无线访问节点的个数NX、相同信道中55％＞B＞25％的无线访问节点的个数NY，以及相同信道中B≤25％的无线访问节点的个数NZ；
3)分别获取周围各信道上的邻频干扰信息，该邻频干扰信息包括相邻信道中B≥55％的无线访问节点的个数TX、相邻信道中55％＞B＞25％的无线访问节点的个数TY，以及相邻信道中B≤25％的无线访问节点的个数TZ；
4)利用公式Sr＝NX*100+(NY+1/2*TY)*10+NZ+1/4*TZ，分别计算周围各信道的信道干扰值Sr。
根据上述的无线信道自动选择系统，其中：所述选择模块中，当信道干扰值最小的信道包括两个或两个以上的信道时，选择信道编码较小的信道作为无线信道。
如上所述，本发明的无线信道自动选择方法及系统，具有以下有益效果：
(1)实现了无线信道的自动选择；
(2)有效地提升了无线路由器本身的无线性能；
(3)适用于SOHO(SmallOfficeHomeOffice，家居办公)、企业等众多场所使用。
附图说明
图1显示为现有技术中的2.4GHz频段上的信道划分示意图；
图2显示为本发明的无线信道自动选择方法的流程图；
图3显示为本发明的无线信道自动选择系统的结构示意图。
元件标号说明
1监控模块
2计算模块
3选择模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的无线信道自动选择方法能够自动根据周围相同或相邻信道上无线AP数量来自动选取最优信道。具体地，本发明的无线信道自动选择方法利用无线路由器来获取周围信号强度百分比、周围所有无线AP个数、所有无线AP占用的信道、所有AP的服务集标识(ServiceSetIdentifier，SSID)、MAC地址和加密模式等信息，然后通过不同信道上无线AP数量和信号强度来选择最优信道。
参照图2，本发明的无线信道自动选择方法包括以下步骤：
步骤S1、定期监控周围的无线设备信息，其中无线设备信息包括周围各信道上的无线AP的个数、各个无线AP的信号强度。
其中，无线信道的总数为13。优选地，本发明的无线信道自动选择方法可以仅针对1、6和11信道进行计算，无需针对13个信道进行计算。
优选地，每隔30分钟监控周围的无线设备信息。
步骤S2、根据无线设备信息分别计算周围各信道的信道干扰值。
具体地，步骤S2又包括以下步骤：
21)根据公式B＝(100+A)％计算每个无线AP的信号强度百分比，其中，A为无线AP的信号强度，B为无线AP的信号强度百分比。
例如：对于信号强度为-45dbm的无线AP，其对应的信号强度百分比为55％。其中，dbm为信号强度的单位。信号强度为负值，一般为在-25dbm～-75dbm这个范围内。信号强度越接近0表示信号强度越好，干扰越大。
22)分别获取周围各信道上的同频干扰信息，该同频干扰信息包括相同信道中B≥55％的无线AP的个数NX、相同信道中55％＞B＞25％的无线AP的个数NY，以及相同信道中B≤25％的无线AP的个数NZ。
23)分别获取周围各信道上的邻频干扰信息，该邻频干扰信息包括相邻信道中B≥55％的无线AP的个数TX、相邻信道中55％＞B＞25％的无线AP的个数TY，以及相邻信道中B≤25％的无线AP的个数TZ。
24)利用公式Sr＝NX*100+(NY+1/2*TY)*10+NZ+1/4*TZ，分别计算周围各信道的信道干扰值Sr。
步骤S3、选择信道干扰值最小的信道作为无线信道。
具体地，当信道干扰值最小的信道包括两个或两个以上的信道时，选择信道编码较小的信道作为无线信道。
例如，当本发明的无线信道自动选择方法可以仅针对1、6和11信道进行计算时，计算得到Sr1>Sr6>Sr11时，无线路由器自动选择11信道作为无线信道；如果Sr1>Sr6＝Sr11，则选择6信道作为无线信道。这是因为6小于11，在本发明中信道编码较小的信道具有更高的优先级。
为了更好地说明本发明的无线信道自动选择方法的预期效果，下面以SOHO的WiFi产品来举例来具体阐述本发明。
设定无线路由器的默认配置和相关信息如下：
A、无线路由器支持802.11n；
B、频宽自适应为20MHZ/40MHZ；当周围干扰BG信号时，工作模式为20MHZ；
C、具有无线信道自动选择功能；
D、无线路由器每30分钟针对无线路由器周围环境进行监控，并获取无线设备信息。
通过采用本发明的无线信道自动选择方法，无线路由器每30分钟进行一次无线信道的自动选择，从而保证能够连接到当前最优信道，有效地提升了无线路由器本身的无线性能。
参照图3，本发明的无线信道自动选择系统包括依次相连的监控模块1、计算模块2和选择模块3。
监控模块1用于定期监控周围的无线设备信息，其中无线设备信息包括周围各信道上的无线AP的个数、各个无线AP的信号强度。
其中，无线信道的总数为13。优选地，本发明的无线信道自动选择系统可以仅针对1、6和11信道进行计算，无需针对13个信道进行计算。
优选地，监控模块每隔30分钟监控周围的无线设备信息。
计算模块2用于根据无线设备信息分别计算周围各信道的信道干扰值。
具体地，通过以下方法来计算各信道的信道干扰值。
(1)根据公式B＝(100+A)％计算每个无线AP的信号强度百分比，其中，A为无线AP的信号强度，B为无线AP的信号强度百分比。
例如：对于信号强度为-45dbm的无线AP，其对应的信号强度百分比为55％。其中，dbm为信号强度的单位。信号强度为负值，一般为在-25dbm～-75dbm这个范围内。信号强度越接近0表示信号强度越好，干扰越大。
(2)分别获取周围各信道上的同频干扰信息，该同频干扰信息包括相同信道中B≥55％的无线AP的个数NX、相同信道中55％＞B＞25％的无线AP的个数NY，以及相同信道中B≤25％的无线AP的个数NZ。
(3)分别获取周围各信道上的邻频干扰信息，该邻频干扰信息包括相邻信道中B≥55％的无线AP的个数TX、相邻信道中55％＞B＞25％的无线AP的个数TY，以及相邻信道中B≤25％的无线AP的个数TZ。
(4)利用公式Sr＝NX*100+(NY+1/2*TY)*10+NZ+1/4*TZ，分别计算周围各信道的信道干扰值Sr。
选择模块3用于选择信道干扰值最小的信道作为无线信道。
具体地，当信道干扰值最小的信道包括两个或两个以上的信道时，选择信道编码较小的信道作为无线信道。
例如，当本发明的无线信道自动选择系统可以仅针对1、6和11信道进行计算时，计算得到Sr1>Sr6>Sr11时，无线路由器自动选择11信道作为无线信道；如果Sr1>Sr6＝Sr11，则选择6信道作为无线信道。这是因为6小于11，在本发明中信道编码较小的信道具有更高的优先级。
综上所述，本发明无线信道自动选择方法及系统实现了无线信道的自动选择；有效地提升了无线路由器本身的无线性能；适用于SOHO、企业等众多场所使用。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种无线信道自动选择方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1、定期监控周围的无线设备信息，所述无线设备信息包括周围各信道上的无线访问节点的个数、各个无线访问节点的信号强度；
步骤S2、根据无线设备信息分别计算周围各信道的信道干扰值；
步骤S3、选择信道干扰值最小的信道作为无线信道。
2.根据权利要求1所述的无线信道自动选择方法，其特征在于：仅针对2.4GHz频段上13信道中的1、6和11信道进行无线信道的自动选择。
3.根据权利要求1或2所述的无线信道自动选择方法，其特征在于：所述步骤S1中，每隔30分钟监控周围的无线设备信息。
4.根据权利要求1或2所述的无线信道自动选择方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：
21)根据公式B＝(100+A)％计算每个无线访问节点的信号强度百分比，其中，A为无线访问节点的信号强度，B为无线访问节点的信号强度百分比；
22)分别获取周围各信道上的同频干扰信息，所述同频干扰信息包括相同信道中B≥55％的无线访问节点的个数NX、相同信道中55％＞B＞25％的无线访问节点的个数NY，以及相同信道中B≤25％的无线访问节点的个数NZ；
23)分别获取周围各信道上的邻频干扰信息，该邻频干扰信息包括相邻信道中B≥55％的无线访问节点的个数TX、相邻信道中55％＞B＞25％的无线访问节点的个数TY，以及相邻信道中B≤25％的无线访问节点的个数TZ；
24)利用公式Sr＝NX*100+(NY+1/2*TY)*10+NZ+1/4*TZ，分别计算周围各信道的信道干扰值Sr。
5.根据权利要求1或2所述的无线信道自动选择方法，其特征在于：所述步骤S3中，当信道干扰值最小的信道包括两个或两个以上的信道时，选择信道编码较小的信道作为无线信道。
6.一种无线信道自动选择系统，其特征在于：包括监控模块、计算模块和选择模块；
所述监控模块用于定期监控周围的无线设备信息，其中无线设备信息包括周围各信道上的无线访问节点的个数、各个无线访问节点的信号强度；
所述计算模块用于根据无线设备信息分别计算周围各信道的信道干扰值；
所述选择模块用于选择信道干扰值最小的信道作为无线信道。
7.根据权利要求6所述的无线信道自动选择系统，其特征在于：仅针对2.4GHz频段上13信道中的1、6和11信道进行无线信道的自动选择。
8.根据权利要求6或7所述的无线信道自动选择系统，其特征在于：所述监控模块每隔30分钟监控周围的无线设备信息。
9.根据权利要求6或7所述的无线信道自动选择系统，其特征在于：所述计算模块采用以下方式计算信道的信道干扰值：
1)根据公式B＝(100+A)％计算每个无线访问节点的信号强度百分比，其中，A为无线访问节点的信号强度，B为无线访问节点的信号强度百分比；
2)分别获取周围各信道上的同频干扰信息，所述同频干扰信息包括相同信道中B≥55％的无线访问节点的个数NX、相同信道中55％＞B＞25％的无线访问节点的个数NY，以及相同信道中B≤25％的无线访问节点的个数NZ；
3)分别获取周围各信道上的邻频干扰信息，该邻频干扰信息包括相邻信道中B≥55％的无线访问节点的个数TX、相邻信道中55％＞B＞25％的无线访问节点的个数TY，以及相邻信道中B≤25％的无线访问节点的个数TZ；
4)利用公式Sr＝NX*100+(NY+1/2*TY)*10+NZ+1/4*TZ，分别计算周围各信道的信道干扰值Sr。
10.根据权利要求6或7所述的无线信道自动选择系统，其特征在于：所述选择模块中，当信道干扰值最小的信道包括两个或两个以上的信道时，选择信道编码较小的信道作为无线信道。
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