一种基于网络评估策略的大规模无线局域网信道规划方法，属于无线网络性能优化领域，其特征在于，从整个网络的角度出发，提出系统评估参数。首先将一个规模较大的网络收到的干扰区域化，通过划分冲突区域来实现，针对每个冲突区域定义冲突指数。而在系统评估策略中把所有冲突区域的冲突指数统一优化，目标为最小化网络中最大的干扰，可以较为均匀的减少干扰。这一策略既可以用来评估一个信道划分方案的合理性，也可以作为设计信道分配方案的目标。本发明专利技术引入保证优先区域、从中心到边缘、避免重干扰信道的工程经验，设计了信道分配方法。并利用参数对网络现状分配方案和发明专利技术中提出的方法所得出的信道分配方案进行了评估和比较。
【技术实现步骤摘要】
基于网络评估策略的大规模无线局域网信道规划方法属于无线网络规划及性能优化领域。
技术介绍
近年来，基于IEEE 802.11协议体系的无线局域网得到了广泛的部署。其规模发展迅速的主要原因在于使用开放频段，设备廉价，及安装便利。相对于3G网络来讲，WLAN可为移动终端提供距离较短但是速率较高的网络接入。智能移动终端的出现使得网络流量飞速增长，为承载激增的流量需求，WLAN基础设施被更加密集、大规模的部署。无线宽带联盟发表的一份报告中指出，到2015年，全球公共W1-Fi热点的数量将增长350%。国内除各种机构、组织纷纷建设自己的无线网络外，运营商均积极发展W1-Fi业务。中国移动计划在2013年底将在全国范围内部署100万个热点，中国电信预计于2012年底热点数增加至100万个。然而大量的、密集部署的热点给网络带来了挑战。用户的体验未必随着热点的增多而增加，反而，大量热点之间的复杂干扰可能严重影响网络性能。802.11无线局域网使用两个开放频段，分别是2.4GHz工业、学术、医疗(ISM)频带和5GHz无需执照的国家信息基础设施(UNII)频带。每个频带被划分为多个相互重叠的信道，其中完全不重叠信道个数有限。距离较近的AP (热点)如果被分配了相同的信道或者重叠信道，将互相干扰。2.4GHz频段被应用于各种应用如蓝牙、微波炉、无绳电话等，且不重叠信道个数较少(3个)，因此干扰较重。在规模大的无线网络中，合理为AP分配信道，优化干扰是保证网络性能的关键。工业界生产的设备中，往往采取较为简单的信道划分机制，如当AP处的干扰超过一定阈值，则其通过监听选择一个其他的使用率最低的信道。当网络规模较大时，信道使用冲突非常严重，单一 AP无法通过简单的判断选择一个较好信道，且系统中所有AP在全分布式的自动配置信道，对整个系统的影响不可知。传统的理论上的研究也从AP的角度，局部优化干扰。部分研究开始考虑从系统的角度追求信道分配的优化，但是引入的信息过多，包括需要用户回传监听信息等。修改所有客户端的协议以配合网络做计算，在一段时间内还很难实现，就目前的条件来讲，客户端数量巨大，很多信息难于准确提取。对于大规模网络，信道的规划必须从系统的角度考虑。目标为优化整个系统的干扰，而非从单一的各点来看干扰情况，实现系统优化需要切实能够应用的系统评估策略、及相应的信道划分方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计无线网络信道分配系统评估参数，利用评估参数制定评估策略，可以评估整个网络的干扰情况。并针对评估参数，以优化系统干扰为目标，提出信道规划方法。应用场景为对大规模无线网络的AP做信道划分，及对不同的划分方案做出评估与对比验证。专利技术分为三个部分，第一部分为相关参数及系统评估参数的定义，并给出参数的具体推导方法；第二部分实现信道划分方法，获得划分结果并应用于网络；最后对划分结果进行理论评估，给出该划分方案的评估结果。评估结果表明在系统参数方面，信道划分方法比未应用之前大幅提高。实验验证了在应用了信道划分的结果后，网络的系统干扰有所下降。本专利技术的特征在于是一种在大规模无线局域网中对未分配信道的无线接入点集合APset中的各个无线接入点也称热点的干扰进行全局优化的信道分配方法，在一个网络信道规划服务器中依次进行以下步骤实现:步骤(I)所述信道规划服务器初始化:设定:优化目标位网络的最严重的干扰最小化，为此设立以下优化参数 冲突区域集合S，也是网络覆盖的区域，S= {S1; S2,…，Ss}，下标中的大写的S同时表示冲突区域的个数和序号，所述冲突区域是指一个热点APp所能完全覆盖的区域；信道冲突指数CCI (S，C。)，其中:信道集合C=IC1, C2，…，C。...，C。}，其中，下标中大写的C表示信道的个数同时也表示序列C中最后一个信道的序号，下标中小写的C表示任意一个信道，C是非重叠且供分配的信道集合，所述信道冲突指数CCI (S，C。)是指任何一个信道C。在冲突区域S中受干扰的程度，CCI (S，C。) =m+n*a，其中m是所述冲突区域内使用信道C。的热点AP1^个数，c e C，η是与所述冲突区域S相邻的冲突区域S’中使用信道C。的个数，c e C，无线接入点集合APset=MP1, AP2, -,APp,…，APP}，下标中大写的P表示热点的个数，同时也是APset中最后一个热点的序号，APp表不任意一个AP,a是指冲突区域S’中使用了 C。信道的η个热点对冲突区域S中使用了 C。信道的m个热点的影响参数，取a=0.25，冲突指数Cl (S)，是指所述冲突区域内S内的受干扰最严重信道的干扰程度，Cl (S) =MAX {CCI (S，Cl)，—, CCI (S, Cc)}，与每个APp相关的信息的集合APi,包括APp所在的冲突区域area，APp是否处在优先保证的冲突区域的指示prior，APh受限使用的信道limitCh，受限使用是指冲突该区域在某些信道上存在其他网络的干扰，则避免为该区域内AP分配这些信道，与所述APp相邻的热点neighbor,及为APp分配的信道channel, channel的初始值为空，APi表示为:APi= {area, prior, IimCh, neighbor, channel}, i 为热点在热点集合中的序号，1=1,2,…P， 每个冲突区域S的信息Sj表示为，Sj= {APp, CCI (S，Cl)，-,CCI (S，CC)，Cl}，APp 为区域包含的热点，j 为每个冲突区域信息的序号，j=l, 2,…S ；步骤(2)所述网络信道规划服务器依次按以下步骤进行信道分配:步骤(2.1)建立一个未分配信道的无线接入点集合APset，步骤(2.2)在所述APset中按以下步骤选择一个未分配信道的热点APm:步骤(2.2.1)判断所述APset中是否存在处于优先保证冲突区域的热点组，若有，则从所述的热点组中选择一个邻居数最多的的热点APni,若无，则从所述APset中选择邻居数最多的热点APm，步骤(2.2.2)若步骤(2.2.1)中存在多个邻居数最多且数目相同的热点，则从中选择一个存在受限使用信道的热点APm，若无受限使用信道的热点，则从多个邻居数最多且数目相同的热点中任意选择一个热点APm，步骤(2.3)为步骤(2.2)中得到的APm分配一个可用信道，此时计算每个冲突区域的CI(S)值，记录下所有区域中最大的Cl值CImax，及此时为APm分配的信道，APm所在冲突区域的Cl值CI1()。，步骤(2.4)为步骤(2.2)中得到的APm分配下一个可用信道，并计算当时每个冲突区域的Cl值，记录下此时所有冲突区域中最大的Cl值CImaxtomp,及APm所在冲突区域的Cl值CI1。。一，比较CImax和CImaxtemp,记录较小的一个Cl值，并赋给CImax,及记录较小的一个对应的给APm分配的信道，若两个值相等，则比较CIltrc和Cl—，较小的一个赋给CIltj。，及记录较小的一个对应的给APni分配的信道，步骤(2.5)继续为(2.2)中选出的APm分配可用信道，重复(2.4)步骤，循环执行一直到循环完信道集合C中所有可用信道为止，若该热点是受限使用信道的区域内APp，则不使本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于网络评估策略的大规模无线局域网信道规划方法，其特征在于，是一种在大规模无线局域网中对未分配信道的无线接入点集合APset中的各个无线接入点也称热点的干扰进行全局优化的信道分配方法，在一个网络信道规划服务器中依次进行以下步骤实现：步骤(1)?所述信道规划服务器初始化：设定：优化目标位网络的最严重的干扰最小化，为此设立以下优化参数冲突区域集合S，也是网络覆盖的区域，S={S1，S2，…，SS}，下标中的大写的S同时表示冲突区域的个数和序号，所述冲突区域是指一个热点APP所能完全覆盖的区域；信道冲突指数CCI(S,Cc)，其中：信道集合C={C1,C2，…，Cc…，CC}，其中，下标中大写的C表示信道的个数同时也表示序列C中最后一个信道的序号，下标中小写的c表示任意一个信道，C是非重叠且供分配的信道集合，所述信道冲突指数CCI(S,Cc)是指任何一个信道Cc在冲突区域S中受干扰的程度，CCI(S,Cc)=m+n*a，其中m是所述冲突区域内使用信道Cc的热点APp的个数，c∈C，n是与所述冲突区域S相邻的冲突区域S’中使用信道Cc的个数，c∈C，无线接入点集合APset={AP1，AP2，…，APp，…，APP}，下标中大写的P表示热点的个数，同时也是APset中最后一个热点的序号，APp表示任意一个AP，a是指冲突区域S’中使用了Cc信道的n个热点对冲突区域S中使用了Cc信道的m个热点的影响参数，取a=0.25，冲突指数CI(S)，是指所述冲突区域内S内的受干扰最严重信道的干扰程度，CI(S)=MAX{CCI(S,C1)，…，CCI(S,CC)}?,与每个APh相关的信息的集合APi，包括APp所在的冲突区域area，APp是否处在优先保证的冲突区域的指示prior，APh受限使用的信道limitCh，受限使用是指冲突该区域在某些信道上存在其他网络的干扰，则避免为该区域内AP分配这些信道，与所述APp相邻的热点neighbor，及为APp分配的信道channel，channel的初始值为空，APi表示为：APi={area，prior，limCh，neighbor，channel}，i为热点在热点集合中的序号，i=1,2,…P，每个冲突区域S的信息Sj表示为，Sj={APp，CCI(S,C1)，…，CCI(S,CC)，CI}，APp为区域包含的热点，j为每个冲突区域信 息的序号，j=1,2,…S；步骤(2)?所述网络信道规划服务器依次按以下步骤进行信道分配：步骤(2.1)??建立一个未分配信道的无线接入点集合APset，步骤(2.2)??在所述APset中按以下步骤选择一个未分配信道的热点APm:步骤(2.2.1)?判断所述APset中是否存在处于优先保证冲突区域的热点组，若有，则从所述的热点组中选择一个邻居数最多的的热点APm，?若无，则从所述APset中选择邻居数最多的热点APm，步骤(2.2.2)?若步骤(2.2.1)中存在多个邻居数最多且数目相同的热点，则从中选择一个存在受限使用信道的热点APm，若无受限使用信道的热点，则从多个邻居数最多且数目相同的热点中任意选择一个热点APm，步骤(2.3)??为步骤(2.2)中得到的APm分配一个可用信道，此时计算每个冲突区域的CI(S)值，记录下所有区域中最大的CI值CImax，及此时为APm分配的信道，APm所在冲突区域的CI值CIloc，步骤(2.4)??为步骤(2.2)中得到的APm分配下一个可用信道，并计算当时每个冲突区域的CI值，记录下此时所有冲突区域中最大的CI值CImaxtemp，及APm所在冲突区域的CI值CIloctemp，比较CImax?和CImaxtemp，记录较小的一个CI值，并赋给CImax，及记录较小的一个对应的给APm分配的信道，若两个值相等，则比较CIloc和CIloctemp，较小的一个赋给CIloc，及记录较小的一个对应的给APm分配的信道，步骤(2.5)??继续为(2.2)中选出的APm分配可用信道，重复(2.4)步骤，循环执行一直到循环完信道集合C中所有可用信道为止，若该热点是受限使用信道的区域内APp，则不使用受限的信道，步骤(2.6)??把步骤(2.4)到(2.5)得到的已记录的信道分配给步骤(2.2)中选择的热点APm，并重新计算各个冲突区域的CCI(S,Cc)及CI(S)，形成最终的APi，步骤(2.7)??重复步骤(2.2)到步骤(2.5)，直到选择完APset中所有无线接入点为止。...
【技术特征摘要】
1.一种基于网络评估策略的大规模无线局域网信道规划方法，其特征在于，是一种在大规模无线局域网中对未分配信道的无线接入点集合APset中的各个无线接入点也称热点的干扰进行全局优化的信道分配方法，在一个网络信道规划服务器中依次进行以下步骤实现:步骤(I)所述信道规划服务器初始化:设定:优化目标位网络的最严重的干扰最小化，为此设立以下优化参数冲突区域集合S，也是网络覆盖的区域，S= {S1; S2,…，Ss}，下标中的大写的S同时表示冲突区域的个数和序号，所述冲突区域是指一个热点APp所能完全覆盖的区域；信道冲突指数CCI (S，C。)，其中:信道集合C=IC1, C2，…，C。...，C。}，其中，下标中大写的C表示信道的个数同时也表示序列C中最后一个信道的序号，下标中小写的c表示任意一个信道，C是非重叠且供分配的信道集合，所述信道冲突指数CCI (S，C。)是指任何一个信道C。在冲突区域S中受干扰的程度，CCI (S，(；)=m+n*a，其中m是所述冲突区域内使用信道C。的热点APp的个数，c e C，η是与所述冲突区域S相邻的冲突区域S’中使用信道C。的个数，c e C，无线接入点集合APset= {AP1; AP2,…，APp,,下标中大写的P表示热点的个数，同时也是APset中最后一个热点的序号，APp表不任意一个AP,a是指冲突区域S’中使用了 C。 信道的η个热点对冲突区域S中使用了 C。信道的m个热点的影响参数，取a=0.25，冲突指数Cl (S)，是指所述冲突区域内S内的受干扰最严重信道的干扰程度，Cl (S) =MAX {CCI (S，Cl)，…，CCI (S，Cc)}，与每个APh相关的信息的集合APi,包括APp所在的冲突区域area，APp是否处在优先保证的冲突区域的指示prior，APh受限使用的信道limitCh，受限使用是指冲突该区域在某些信道上存在其他网络的干扰，则避免为该区域内AP分配这些信道，与所述APp相邻的热点neighbor,及为APp分配的信道channel, channel的初始值为空，APi表不为:APi= {area, prior, IimCh, neighbor, channel}, i 为热点在热点集合中的序号，1=1,2,…P，每个冲突区域S的信息S」表示为，Sj= {APp, CCI (S，Cl)，…，CCI (...
【专利技术属性】
技术研发人员：李贺武，孙文琦，吴建平，李凤华，吴茜，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。