專利名稱：自組織的無線局域網(wǎng)及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自組織的無線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方法及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，確切地說，涉及一種自組織的無線局域網(wǎng)的自行配置、優(yōu)化及其愈合的方法，以及該無線局域網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無線局域網(wǎng)WLAN(Wireless Local Area Networks)是一種基于 IEEE 802. 11 標(biāo)準(zhǔn)、由WiFi論壇推進(jìn)而能夠很便利地實(shí)現(xiàn)寬帶無線接入的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，無線局域網(wǎng)是利用射頻RF技術(shù)取代傳統(tǒng)的雙絞銅線組成的局域網(wǎng)，利用簡單的存取架構(gòu)，就能讓用戶實(shí)現(xiàn) “信息隨身化、便利走天下”的比較理想的通信境界。由于WLAN接入速率高、架構(gòu)使用靈便、 可支持移動(dòng)計(jì)算、系統(tǒng)費(fèi)用低廉和可擴(kuò)展性好等許多優(yōu)點(diǎn)，在許多熱點(diǎn)地區(qū)得到日益廣泛的布設(shè)和應(yīng)用，已經(jīng)成為近年來全球信息通信領(lǐng)域的一個(gè)亮點(diǎn)。早期的WLAN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是一種自治式體系，這種體系結(jié)構(gòu)中，所有的802. 11功能， 即802. 11物理層和媒體接入控制MAC功能，都在接入點(diǎn)AP (Access Point)中實(shí)現(xiàn)；這種AP 又稱為胖AP。在這種WLAN結(jié)構(gòu)中，必須對接入點(diǎn)進(jìn)行單個(gè)管理，而且不易實(shí)施負(fù)載均衡控制，也不可能根據(jù)話音類的實(shí)時(shí)應(yīng)用需求執(zhí)行快速切換等，這些因素決定了這種網(wǎng)絡(luò)不適宜于大規(guī)模的部署。為了解決胖AP的資源管理復(fù)雜、大規(guī)模組網(wǎng)時(shí)協(xié)商不容易等問題，后來提出了集中式WLAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也即瘦AP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，存在一個(gè)集中式設(shè)備，即接入控制器AC (Access Controller).利用一個(gè)或多個(gè)集中式AC對AP進(jìn)行管理、控制和配置， 這時(shí)不需要AP之間進(jìn)行協(xié)商，而由AC統(tǒng)一進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理，使得WiFi具有很好的管理性和擴(kuò)展性。需要注意的是，無論是胖AP還是瘦AP結(jié)構(gòu)，WLAN系統(tǒng)的AP都是一種即插即用的電子設(shè)備，使用非常簡單，且通常不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化。然而，這也造成了 WLAN的干擾較大，覆蓋性能有待完善等缺陷。如何針對WLAN中由于設(shè)置大量即插即用的用戶和AP，而且沒有合理配置各AP的功率和頻率，更沒法根據(jù)WLAN布置的無線環(huán)境進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整等一系列問題，提出一種能夠自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)配置及其優(yōu)化的方法，并提供相應(yīng)設(shè)備的課題，就成為業(yè)內(nèi)科技人員的研究焦點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種自組織的無線局域網(wǎng)及其實(shí)現(xiàn)方法，用于解決因無線局域網(wǎng)內(nèi)的AP沒有進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化，從而導(dǎo)致WLAN網(wǎng)絡(luò)性能下降，用戶服務(wù)質(zhì)量不佳等問題，本發(fā)明能夠在不需要人工干預(yù)和操作的前提下，智能化地自動(dòng)完成新AP 的性能參數(shù)自配置和已配置的AP的自優(yōu)化。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種自組織的無線局域網(wǎng)WLAN的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于WLAN覆蓋范圍內(nèi)的各用戶測量無線傳輸信息，并把測量信息通過WLAN內(nèi)的接入點(diǎn)AP(ACCesS Point)反饋給WLAN后臺服務(wù)器，WLAN后臺服務(wù)器收集并分析各用戶反饋的測量信息，判決是否存在覆蓋或干擾問題，并自動(dòng)完成信道和功率的優(yōu)化配置，同時(shí)也便利于新AP的自動(dòng)配置，以顯著提高WLAN用戶的傳輸性能、網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)性能和健壯性； 所述方法包括下列兩個(gè)操作步驟(1)每個(gè)新的接入點(diǎn)AP執(zhí)行智能化的自配置性能參數(shù)的操作；(2)無線局域網(wǎng)內(nèi)的各網(wǎng)元周期地執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化操作，解決因用戶的移動(dòng)和周圍AP的隨時(shí)啟動(dòng)與關(guān)閉，造成各AP之間的干擾動(dòng)態(tài)變化的問題。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種自組織的無線局域網(wǎng)WLAN系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括增設(shè)測量模塊、測量信息匯報(bào)模塊和調(diào)整模塊的用戶設(shè)備，增設(shè)接收模塊、測量模塊、測量信息匯報(bào)模塊和自組網(wǎng)調(diào)整模塊的接入點(diǎn)AP，以及增設(shè)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)挖掘模塊、自配置/自優(yōu)化分析模塊和自組網(wǎng)反饋模塊的WLAN后臺服務(wù)器其中增設(shè)的各個(gè)模塊功能分別為用戶設(shè)備測量模塊，用于測量和計(jì)算該用戶設(shè)備的位置坐標(biāo)、信號強(qiáng)度、信干噪比和傳輸誤幀率，再將測量信息傳送到測量匯報(bào)模塊；用戶設(shè)備測量匯報(bào)模塊，用于周期接收測量模塊發(fā)來的測量信息，并通過無線傳輸方式匯報(bào)給WLAN中的AP接收模塊；用戶設(shè)備調(diào)整模塊，用于周期接收AP自組網(wǎng)調(diào)整模塊發(fā)來的調(diào)整命令，并按照相應(yīng)參數(shù)對該用戶設(shè)備進(jìn)行調(diào)整；AP接收模塊，用于接收用戶設(shè)備測量匯報(bào)模塊發(fā)送給AP的信息，再傳送到AP測量匯報(bào)模塊；AP測量模塊用于測量和計(jì)算該AP自身的發(fā)射功率和信道配置信息，再將測量信息傳送到AP測量匯報(bào)模塊；AP測量匯報(bào)模塊，用于周期接收AP接收模塊和AP測量模塊的信息，再傳送到 WLAN后臺服務(wù)器的數(shù)據(jù)采集模塊；AP自組網(wǎng)調(diào)整模塊，用于接收來自WLAN后臺服務(wù)器的自組網(wǎng)反饋模塊發(fā)來的建議調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)該調(diào)整建議對各AP配置相關(guān)參數(shù)，同時(shí)將包含該相關(guān)參數(shù)的命令發(fā)送到用戶設(shè)備調(diào)整模塊；數(shù)據(jù)采集模塊，用于為WLAN后臺服務(wù)器接收AP測量匯報(bào)模塊發(fā)送的信息，再傳送給數(shù)據(jù)挖掘模塊。數(shù)據(jù)挖掘模塊，用于接收數(shù)據(jù)采集模塊傳送的包括用戶測量模塊和AP測量模塊測量并計(jì)算的所有信息，并對其中低于相應(yīng)預(yù)設(shè)門限值的測量信息進(jìn)行挖掘，進(jìn)而發(fā)送到自配置/自優(yōu)化分析模塊。自配置/自優(yōu)化分析模塊，用于接收數(shù)據(jù)挖掘模塊傳送的所有信息，再對這些信息進(jìn)行分析，給出各AP的自配置/自優(yōu)化參數(shù)的建議，并把這些建議傳送給自組網(wǎng)反饋模塊；自組網(wǎng)反饋模塊，用于接收自配置/自優(yōu)化分析模塊下發(fā)的建議，再分別轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的AP的自組網(wǎng)調(diào)整模塊，以指導(dǎo)各AP執(zhí)行相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整。本發(fā)明自組織的無線局域網(wǎng)及其實(shí)現(xiàn)方法，是針對WLAN中的AP因其即插即用，沒有合理配置發(fā)送功率和工作頻率，更沒法根據(jù)WLAN的無線工作環(huán)境自動(dòng)對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整等問題，提出的一種自動(dòng)進(jìn)行智能化的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)配置和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的自組織無線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方法，并且給出相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求和組成。本發(fā)明的有益效果是能夠在很大程度上降低WLAN的干擾，提高WLAN的覆蓋性能，增強(qiáng)WLAN組網(wǎng)能力和網(wǎng)絡(luò)性能，提高用戶服務(wù)質(zhì)量，并彌補(bǔ)了目前無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)自組織在WLAN方面的空白，因此，本發(fā)明具有很好的推廣應(yīng)用前景。


圖1是WLAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成示意圖。圖2是本發(fā)明WLAN自組織功能的實(shí)現(xiàn)方法操作流程方框圖。圖3是本發(fā)明WLAN自組織功能的實(shí)現(xiàn)方法中自優(yōu)化分析的操作流程圖。圖4是本發(fā)明自組織的WLAN的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖1，介紹WLAN網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成包括hternet網(wǎng)絡(luò)和下述網(wǎng)元WLAN 后臺服務(wù)器、無線接入點(diǎn)AP(Access Point)和用戶。其中，AP分別通過hternet網(wǎng)絡(luò)連接WLAN后臺服務(wù)器和通過無線鏈路連接各個(gè)用戶。本發(fā)明自組織的無線局域網(wǎng)WLAN的實(shí)現(xiàn)方法是在WLAN覆蓋范圍內(nèi)的各個(gè)用戶測量無線傳輸信息，并把測量信息通過WLAN內(nèi)的接入點(diǎn)AP反饋給WLAN后臺服務(wù)器，WLAN 后臺服務(wù)器收集與分析各用戶反饋的測量信息，判決是否存在覆蓋或干擾問題，并自動(dòng)完成各個(gè)AP的信道和功率優(yōu)化配置，再下發(fā)至相應(yīng)的AP，同時(shí)也便利于新AP的自動(dòng)配置，從而顯著提高WLAN用戶的傳輸性能，網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)性能和健壯性。參見圖2，介紹本發(fā)明無線局域網(wǎng)WLAN的自組織功能的實(shí)現(xiàn)方法中的自配置和自優(yōu)化的兩個(gè)操作步驟步驟1，每個(gè)新的接入點(diǎn)AP執(zhí)行智能化的下述自配置性能參數(shù)操作；(11)新AP加電后，先作為WLAN的一個(gè)用戶，測量該新AP周圍其他AP的工作頻率和接收功率信息，并向WLAN后臺服務(wù)器發(fā)起接入安全的鑒權(quán)請求；(12)成功通過安全鑒權(quán)后，該新AP向WLAN后臺服務(wù)器發(fā)送包括其測量的周圍其他AP的工作頻率和接收功率信息、該新AP所在位置參考信息的接入請求；(U)WLAN后臺服務(wù)器接收到該新AP的接入請求，在獲得該新AP發(fā)送的所在位置參考信息基礎(chǔ)上，采用定位技術(shù)，進(jìn)一步定位該新AP所在位置；(14) WLAN后臺服務(wù)器根據(jù)該新AP所在位置及其周圍其他AP的資源配置信息，為該新AP計(jì)算和設(shè)置優(yōu)化的信道資源和發(fā)射功率，并把優(yōu)化的信道資源和發(fā)射功率信息下發(fā)給該新AP，保證多AP的合理覆蓋和減少各AP之間的干擾；(15)該新AP根據(jù)接收到來自WLAN后臺服務(wù)器的信道資源和發(fā)射功率信息進(jìn)行資源和功率的配置；完成其自配置性能參數(shù)操作后，允許該AP覆蓋范圍內(nèi)的用戶直接接入， 并提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)。
通過上述操作，就能夠完成自組織的WLAN網(wǎng)絡(luò)中新AP的自配置過程。步驟2，無線局域網(wǎng)內(nèi)的各網(wǎng)元周期地執(zhí)行下述網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化操作，解決因用戶的移動(dòng)和周圍AP的隨時(shí)啟動(dòng)與關(guān)閉，造成各AP之間的干擾動(dòng)態(tài)變化的問題；(21)接入AP的激活用戶根據(jù)其當(dāng)前業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和無線傳輸信號的測量結(jié)果執(zhí)行周期性的判決如果其下述三個(gè)測量數(shù)據(jù)接收信號強(qiáng)度RSSI (Received Signal Strength Indication)或信干噪比SINR(Signal To Interference plus Noise Ratio)中有一個(gè)小于其設(shè)定門限值TSI或TSINR，或者傳輸誤幀率FER (Frame Error Rate)大于其設(shè)定門限值TFER時(shí)，該用戶就觸發(fā)周期地執(zhí)行測量各種傳輸性能的實(shí)時(shí)參數(shù)(包括接收信號強(qiáng)度、信干噪比、傳輸誤幀率、用戶所在位置、用戶發(fā)射功率及其周圍AP的信號強(qiáng)度等)， 并把測量信息反饋給為其服務(wù)的AP的操作。(22)每個(gè)AP周期地將其接收到的用戶測量信息轉(zhuǎn)發(fā)給WLAN后臺服務(wù)器，同時(shí)也把其自身的發(fā)射功率信息周期地匯報(bào)給WLAN后臺服務(wù)器。03) WLAN后臺服務(wù)器對其接收到的每個(gè)AP轉(zhuǎn)發(fā)的測量信息進(jìn)行處理對來自相同或相近位置的用戶的測量信息進(jìn)行均值處理，即分別計(jì)算包括無線覆蓋、無線傳輸質(zhì)量和無線信干噪比的WLAN網(wǎng)絡(luò)性能，并結(jié)合電子地圖將這些網(wǎng)絡(luò)性能顯示于WLAN后臺服務(wù)器；同時(shí)，WLAN后臺服務(wù)器還根據(jù)AP的匯報(bào)，能夠獲知各AP的收發(fā)信號強(qiáng)度、使用的信道及其發(fā)射功率的配置信息。(24)根據(jù)收集到的各AP的測量信息，WLAN后臺服務(wù)器分析每個(gè)AP的網(wǎng)絡(luò)性能， 一旦判斷某個(gè)AP的網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)低于預(yù)設(shè)門限值時(shí)，就立即觸發(fā)啟動(dòng)其周期的自優(yōu)化分析流程。(25) WLAN后臺服務(wù)器把對該AP的自優(yōu)化分析結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給該AP，該AP收到相應(yīng)的優(yōu)化建議參數(shù)后，根據(jù)該優(yōu)化建議參數(shù)調(diào)整其發(fā)送功率和/或信道頻率；然后，返回執(zhí)行步驟(21)，即進(jìn)入下一個(gè)無線測量周期。參見圖3，介紹本發(fā)明自組織WLAN中的AP自優(yōu)化的具體操作步驟(A)觸發(fā)自優(yōu)化分析流程。(B) WLAN后臺服務(wù)器評估AP的無線覆蓋性能，即計(jì)算AP的覆蓋率。(C)判斷AP的覆蓋率是否低于門限值TCR，如果是，則執(zhí)行步驟(D)，否則，跳轉(zhuǎn)至步驟(F)。(D)判斷AP當(dāng)前發(fā)射功率增加步長ΔΡ后，是否不大于其最大允許發(fā)射功率，如果是，則執(zhí)行步驟(E)，否則，跳轉(zhuǎn)至步驟(F)。(E)AP在當(dāng)前發(fā)射功率的基礎(chǔ)上增添步長ΔΡ后，跳轉(zhuǎn)至步驟(L)，結(jié)束本次自優(yōu)化分析過程。需要說明的是步驟(F)是在步驟(C)或⑶后執(zhí)行的，即表明系統(tǒng)的性能問題不是出在覆蓋方面，即優(yōu)化方案不能從提高覆蓋率入手，因此，應(yīng)考慮AP的無線傳輸質(zhì)量，并執(zhí)行下述相應(yīng)操作(F)計(jì)算信干噪比或傳輸誤幀率低于預(yù)設(shè)門限值的用戶比率，再判斷用戶比率是否超過預(yù)設(shè)的用戶比率門限值TQ，如果是，則執(zhí)行步驟(G)，否則，跳轉(zhuǎn)至步驟(L)，結(jié)束本次自優(yōu)化分析過程。(G)判斷相鄰AP間的信道頻率復(fù)用因子是否小于3，如果是，則執(zhí)行步驟(H)，否則跳轉(zhuǎn)至步驟(I)。(H)通過更改頻點(diǎn)的方式，修改鄰近AP的信道配置。(I)判斷信號質(zhì)量不好區(qū)域是否處于交叉覆蓋區(qū)域，即該步驟用來判斷系統(tǒng)問題是否屬于過覆蓋導(dǎo)致的干擾問題，如果是，執(zhí)行步驟(J)，否則，跳轉(zhuǎn)至步驟(L)，結(jié)束本次自優(yōu)化分析過程。(J)判斷AP當(dāng)前發(fā)射功率減小步長ΔΡ后，是否不小于其最小允許發(fā)射功率，如果是，則執(zhí)行步驟(K)，否則，跳轉(zhuǎn)至步驟(L)，結(jié)束本次自優(yōu)化分析過程。(K)AP在當(dāng)前發(fā)射功率的基礎(chǔ)上減小步長ΔΡ。(L)AP的自優(yōu)化分析結(jié)果結(jié)束。參見圖4，介紹本發(fā)明自組織的WLAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成其中用戶端設(shè)備要增設(shè)下述三個(gè)模塊測量模塊、測量信息匯報(bào)模塊和調(diào)整模塊，接入點(diǎn)AP 要增設(shè)下述四個(gè)模塊接收模塊、測量模塊、測量信息匯報(bào)模塊和自組網(wǎng)調(diào)整模塊，WLAN后臺服務(wù)器要增設(shè)下述四個(gè)模塊數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)挖掘模塊、自配置/自優(yōu)化分析模塊和自組網(wǎng)反饋模塊。下面，對不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備增設(shè)的相應(yīng)模塊進(jìn)行詳細(xì)說明用戶端增設(shè)的各個(gè)模塊功能是用戶設(shè)備測量模塊，用于測量和計(jì)算該用戶設(shè)備的位置坐標(biāo)、信號強(qiáng)度、信干噪比和傳輸誤幀率，再將測量信息傳送到測量匯報(bào)模塊。用戶設(shè)備測量匯報(bào)模塊，用于周期性地接收測量模塊的測量數(shù)據(jù)，并通過無線傳輸方式匯報(bào)給WLAN中的AP接收模塊。用戶設(shè)備調(diào)整模塊，用于周期性地接收AP自組網(wǎng)調(diào)整模塊發(fā)來的調(diào)整命令，并按照相應(yīng)參數(shù)對該用戶設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。AP端增設(shè)的各個(gè)模塊功能是AP接收模塊，用于接收用戶設(shè)備測量匯報(bào)模塊發(fā)送給AP的信息，再傳送到AP測量匯報(bào)模塊。AP測量模塊用于測量和計(jì)算該AP自身的發(fā)射功率和信道配置信息，再將測量信息傳送到AP測量匯報(bào)模塊。AP測量匯報(bào)模塊，用于周期性地接收AP接收模塊和AP測量模塊的信息，再傳送到 WLAN后臺服務(wù)器的數(shù)據(jù)采集模塊。AP自組網(wǎng)調(diào)整模塊，用于接收來自WLAN后臺服務(wù)器的自組網(wǎng)反饋模塊發(fā)來的建議調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)該調(diào)整建議對各AP配置相關(guān)性能參數(shù)，同時(shí)將包含該相關(guān)性能參數(shù)的命令發(fā)送到用戶設(shè)備調(diào)整模塊。WLAN后臺服務(wù)器端增設(shè)的各個(gè)模塊功能是數(shù)據(jù)采集模塊，用于為WLAN后臺服務(wù)器接收AP測量匯報(bào)模塊發(fā)送的信息，再傳送給數(shù)據(jù)挖掘模塊。數(shù)據(jù)挖掘模塊，用于接收數(shù)據(jù)采集模塊傳送的包括用戶測量模塊和AP測量模塊測量并計(jì)算的所有信息，并對其中低于相應(yīng)預(yù)設(shè)門限值的測量信息進(jìn)行挖掘，進(jìn)而發(fā)送到自配置/自優(yōu)化分析模塊。自配置/自優(yōu)化分析模塊，用于接收數(shù)據(jù)挖掘模塊傳送的所有信息，再對這些信息進(jìn)行分析，給出各AP的自配置/自優(yōu)化參數(shù)的建議，并把這些建議傳送給自組網(wǎng)反饋模塊；自組網(wǎng)反饋模塊，用于接收自配置/自優(yōu)化分析模塊下發(fā)的建議，再分別轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的AP的自組網(wǎng)調(diào)整模塊，以指導(dǎo)其執(zhí)行相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整。需要說明的是，本發(fā)明提出的自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的方法不僅可應(yīng)用于無線局域網(wǎng)中，也可應(yīng)用于3G、B3G、4G等無線蜂窩通信系統(tǒng)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自組織的無線局域網(wǎng)WLAN的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于WLAN覆蓋范圍內(nèi)的各用戶測量無線傳輸信息，并把測量信息通過WLAN內(nèi)的接入點(diǎn)AP反饋給WLAN后臺服務(wù)器，WLAN 后臺服務(wù)器收集并分析各用戶反饋的測量信息，判決是否存在覆蓋或干擾問題，并自動(dòng)完成信道和功率的優(yōu)化配置，同時(shí)也便利于新AP的自動(dòng)配置，以顯著提高WLAN用戶的傳輸性能、網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)性能和健壯性；所述方法包括下列兩個(gè)操作步驟(1)根據(jù)后臺服務(wù)器中已有AP的無線配置信息和覆蓋特征，為新安裝或者新啟動(dòng)的新 AP執(zhí)行智能化的自配置性能參數(shù)的操作；(2)無線局域網(wǎng)內(nèi)的各網(wǎng)元周期地執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化操作，解決因用戶的移動(dòng)和周圍AP 的隨時(shí)啟動(dòng)與關(guān)閉，造成各AP之間的干擾動(dòng)態(tài)變化的問題。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(1)包括下列操作內(nèi)容(11)新AP加電后，先作為WLAN的一個(gè)用戶，測量該新AP周圍其他AP的工作頻率和接收功率信息，并向WLAN后臺服務(wù)器發(fā)起接入安全的鑒權(quán)請求；(12)成功通過安全鑒權(quán)后，該新AP向WLAN后臺服務(wù)器發(fā)送包括其測量的周圍其他AP 的工作頻率和接收功率信息、該新AP所在位置參考信息的接入請求；(13)WLAN后臺服務(wù)器接收到該新AP的接入請求，在獲得該新AP發(fā)送的所在位置參考信息基礎(chǔ)上，采用定位技術(shù)，進(jìn)一步定位該新AP所在位置；(14)WLAN后臺服務(wù)器根據(jù)該新AP所在位置及其周圍其他AP的資源配置信息，為該新 AP計(jì)算和設(shè)置優(yōu)化的信道資源和發(fā)射功率，并把優(yōu)化的信道資源和發(fā)射功率信息下發(fā)給該新AP，保證多AP的合理覆蓋和減少各AP之間的干擾；(15)該新AP根據(jù)接收到來自WLAN后臺服務(wù)器的信道資源和發(fā)射功率信息進(jìn)行資源和功率的配置；完成其自配置性能參數(shù)操作后，允許該AP覆蓋范圍內(nèi)的用戶直接接入，并提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(2)包括下列操作內(nèi)容(21)接入AP的激活用戶根據(jù)其當(dāng)前業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和無線傳輸信號的測量結(jié)果執(zhí)行周期性的判決如果其下述三個(gè)測量數(shù)據(jù)接收信號強(qiáng)度RSSI或信干噪比SINR中有一個(gè)小于其設(shè)定門限值，或者傳輸誤幀率FER大于其設(shè)定門限值時(shí)，該用戶就觸發(fā)執(zhí)行測量各種傳輸性能參數(shù)，并把測量信息反饋給為其服務(wù)的AP的操作；(22)每個(gè)AP周期地將其接收到的用戶測量信息轉(zhuǎn)發(fā)給WLAN后臺服務(wù)器，同時(shí)也把其自身的發(fā)射功率信息周期地匯報(bào)給WLAN后臺服務(wù)器；03) WLAN后臺服務(wù)器對其接收到的每個(gè)AP轉(zhuǎn)發(fā)的測量信息進(jìn)行處理對來自相同或相近位置的用戶的測量信息進(jìn)行均值處理，即分別計(jì)算包括無線覆蓋、無線傳輸質(zhì)量和無線信干噪比的WLAN網(wǎng)絡(luò)性能，并結(jié)合電子地圖將這些網(wǎng)絡(luò)性能顯示于WLAN后臺服務(wù)器；同時(shí)，WLAN后臺服務(wù)器還根據(jù)AP的匯報(bào)，能夠獲知各AP的收發(fā)信號強(qiáng)度、使用的信道及其發(fā)射功率的配置信息；(24)根據(jù)收集到的各AP的測量信息，WLAN后臺服務(wù)器分析每個(gè)AP的網(wǎng)絡(luò)性能，一旦判斷某個(gè)AP的網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)低于預(yù)設(shè)門限值時(shí)，就立即觸發(fā)啟動(dòng)其周期的自優(yōu)化分析流程；(25)WLAN后臺服務(wù)器把對該AP的自優(yōu)化分析結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給該AP，該AP收到相應(yīng)的優(yōu)化建議參數(shù)后，根據(jù)該優(yōu)化建議參數(shù)調(diào)整其發(fā)送功率和/或信道頻率；然后，返回執(zhí)行步驟(21)，即進(jìn)入下一個(gè)無線測量周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟中，所述用戶周期測量的傳輸性能的實(shí)時(shí)信息包括接收信號強(qiáng)度、信干噪比、傳輸誤幀率、用戶所在位置、用戶發(fā)射功率及其周圍AP的信號強(qiáng)度以及使用的信道。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟04)中，WLAN后臺服務(wù)器執(zhí)行的周期自優(yōu)化分析流程包括下列操作內(nèi)容(241)評估每個(gè)AP的無線覆蓋性能一旦判斷某個(gè)AP的無線覆蓋性能處于欠覆蓋狀態(tài)，且覆蓋率低于預(yù)設(shè)門限值時(shí)，則按照設(shè)定步長ΔΡ增大該AP的發(fā)射功率，再判斷此時(shí)該 AP的發(fā)射功率是否不大于其最大允許值；若是，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟05)；否則，對該AP的發(fā)射功率不做調(diào)整，執(zhí)行后續(xù)步驟042)；(242)評估每個(gè)AP的無線傳輸質(zhì)量判斷某個(gè)AP下屬的每個(gè)用戶的信噪比或傳輸誤幀率是否低于其相應(yīng)的預(yù)設(shè)門限值，一旦符合上述條件的用戶比率超過了預(yù)設(shè)的用戶比率門限值時(shí)，則執(zhí)行下列操作內(nèi)容先判斷該AP的鄰近AP是否使用與其相同的信道如果該信道的頻率復(fù)用因子小于3， 則通過更改頻點(diǎn)的方式，修改鄰近AP的信道配置，并退出網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化流程，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟 (25)；否則，執(zhí)行后續(xù)操作；接著判斷是否屬于過覆蓋導(dǎo)致的干擾問題如果信號質(zhì)量不好的區(qū)域處于交叉覆蓋區(qū)域，則按照設(shè)定步長Δ P減小過覆蓋區(qū)域中AP的發(fā)射功率，再判斷該AP此時(shí)的發(fā)射功率是否大于其最小允許值；若是，則執(zhí)行后續(xù)步驟05)；否則，對該AP的發(fā)射功率不作調(diào)整。
6.一種自組織的無線局域網(wǎng)WLAN系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括增設(shè)測量模塊、測量信息匯報(bào)模塊和調(diào)整模塊的用戶設(shè)備，增設(shè)接收模塊、測量模塊、測量信息匯報(bào)模塊和自組網(wǎng)調(diào)整模塊的接入點(diǎn)ΑΡ，以及增設(shè)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)挖掘模塊、自配置/自優(yōu)化分析模塊和自組網(wǎng)反饋模塊的WLAN后臺服務(wù)器其中增設(shè)的各個(gè)模塊功能分別為用戶設(shè)備測量模塊，用于測量和計(jì)算該用戶設(shè)備的位置坐標(biāo)、信號強(qiáng)度、信干噪比和傳輸誤幀率，再將測量信息傳送到測量匯報(bào)模塊；用戶設(shè)備測量匯報(bào)模塊，用于周期接收測量模塊發(fā)來的測量信息，并通過無線傳輸方式匯報(bào)給WLAN中的AP接收模塊；用戶設(shè)備調(diào)整模塊，用于周期接收AP自組網(wǎng)調(diào)整模塊發(fā)來的調(diào)整命令，并按照相應(yīng)參數(shù)對該用戶設(shè)備進(jìn)行調(diào)整；AP接收模塊，用于接收用戶設(shè)備測量匯報(bào)模塊發(fā)送給AP的信息，再傳送到AP測量匯報(bào)模塊；AP測量模塊用于測量和計(jì)算該AP自身的發(fā)射功率和信道配置信息，再將測量信息傳送到AP測量匯報(bào)模塊；AP測量匯報(bào)模塊，用于周期接收AP接收模塊和AP測量模塊的信息，再傳送到WLAN后臺服務(wù)器的數(shù)據(jù)采集模塊；AP自組網(wǎng)調(diào)整模塊，用于接收來自WLAN后臺服務(wù)器的自組網(wǎng)反饋模塊發(fā)來的建議調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)該調(diào)整建議對各AP配置相關(guān)參數(shù)，同時(shí)將包含該相關(guān)參數(shù)的命令發(fā)送到用戶設(shè)備調(diào)整模塊；數(shù)據(jù)采集模塊，用于為WLAN后臺服務(wù)器接收AP測量匯報(bào)模塊發(fā)送的信息，再傳送給數(shù)據(jù)挖掘模塊。數(shù)據(jù)挖掘模塊，用于接收數(shù)據(jù)采集模塊傳送的包括用戶測量模塊和AP測量模塊測量并計(jì)算的所有信息，并對其中低于相應(yīng)預(yù)設(shè)門限值的測量信息進(jìn)行挖掘，進(jìn)而發(fā)送到自配置/自優(yōu)化分析模塊。自配置/自優(yōu)化分析模塊，用于接收數(shù)據(jù)挖掘模塊傳送的所有信息，再對這些信息進(jìn)行分析，給出各AP的自配置/自優(yōu)化參數(shù)的建議，并把這些建議傳送給自組網(wǎng)反饋模塊；自組網(wǎng)反饋模塊，用于接收自配置/自優(yōu)化分析模塊下發(fā)的建議，再分別轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的AP的自組網(wǎng)調(diào)整模塊，以指導(dǎo)各AP執(zhí)行相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整。
全文摘要
一種自組織的無線局域網(wǎng)及其實(shí)現(xiàn)方法，該網(wǎng)絡(luò)中的用戶端增設(shè)測量模塊、測量信息匯報(bào)模塊和調(diào)整模塊，接入點(diǎn)AP端增設(shè)接收模塊、測量模塊、測量信息匯報(bào)模塊和自組網(wǎng)調(diào)整模塊，后臺服務(wù)器端增設(shè)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)挖掘模塊、自配置/自優(yōu)化分析模塊和自組網(wǎng)反饋模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)無線局域網(wǎng)的自動(dòng)組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化功能。無線局域網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的各用戶測量無線傳輸信息，并把測量信息通過接入點(diǎn)反饋給后臺服務(wù)器，后臺服務(wù)器收集并分析各用戶反饋的測量信息，判決是否存在覆蓋或干擾問題，并自動(dòng)完成信道和功率的優(yōu)化配置，同時(shí)有利于新接入點(diǎn)的自動(dòng)配置。本發(fā)明不需人工干預(yù)，智能、自動(dòng)地完成新接入點(diǎn)的性能參數(shù)自配置和已配置接入點(diǎn)的自優(yōu)化。
文檔編號H04W24/00GK102300229SQ20111028065
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者崔扎根, 段慧真 申請人:北京富國鴻信科技有限公司