本发明专利技术提供一种多信道无线局域网的信道负载均衡系统，包括接入无线局域网的控制器和部署在N个互不干扰信道的多个接入点；所述接入点用于在接收到终端发出的探测帧时，生成探测帧信息报文并将其上传至所述控制器，探测帧信息报文包括无线信号报头信息和终端MAC地址；接入点还用于在收到控制器下发的响应消息时向终端发送所述探测帧的响应，进而与终端建立连接；控制器用于根据多个所述接入点上传的探测帧信息报文，选定发送原始探测帧的终端接入无线局域网的信道和接入点，并向所选定的所述接入点下发响应消息。本发明专利技术还提供了相应的信道负载均衡方法。本发明专利技术能够以更低的开销低实现WLAN的信道负载均衡。并且，本发明专利技术对是终端透明的，易于推广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及网络接入控制
，具体地说，本专利技术涉及一种多信道无线局域 网的信道负载均衡系统及方法。
技术介绍
WLAN(WirelessLocalAreaNetworks，无线局域网）是使用无线电波作为数据 传送媒介进行连接的局域网。无线局域网和有线局域网的差异性大部分是由媒介的共享 特性和无线网卡半双工的工作特性所决定的。一个简单的WLAN由两类设备组成：终端和 AP(AccessPoint，接入点）。终端是连接到无线局域网中的设备；AP是提供无线工作站对 有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问的设备。 在大型的组织机构中，WLAN可能会有成百上千个AP，以便为大量的用户提供网络 服务。在这种场景下，大量的AP同时工作，不可避免的会出现无线设备之间的互相干扰。传 统的微蜂窝架构中，将同频信道隔离开，即任何两个基于同频信道的蜂窝区域之间，均存在 一个将二者隔离开的基于非同频信道的蜂窝区域，这样就能够在一定程度下减小同频干扰 的现象。然而，在保证网络性能的基础上，单个AP接入的数量是有限的，并且小区（即蜂窝 区域）的规模不能无限减小，导致了传统的微蜂窝架构的WLAN的接入规模和性能都受限， 难以适用于人员密集的大型应用场景，例如大型组织机构，大型会场等。 为了解决人员密集应用场景下的WLAN接入问题，现有技术中提出了一种基于虚 拟蜂窝的无线架构。该架构下，采用了多信道的分层部署结合集中管理的方式。首先，每个 信道作为一个服务平面，每个服务平面由多个AP提供接入服务，终端通过自身的算法扫描 并选择一个AP接入WLAN。其次，该架构中还增加了集中管理设备，它与各个AP连接，并监 测整个WLAN的网络负载，并在发现负载不均衡时，通过切换各个终端所接入的AP来进行优 化。这种构架能够在人员密集的大型应用场景（例如企业级部署场景）中提高无线接入规 模，然而，它还存在以下问题：首先，在人员密集的大型应用场景中，蜂窝区域的部署将十分 密集，两个同频蜂窝区域之间即便被非同频蜂窝区域隔离，二者之间的距离也十分有限。此 时为了降低无线信号冲突，不得不牺牲AP信号的覆盖边缘的传输速率。其次，在前述基于 虚拟蜂窝的无线架构中，终端会主动扫描发现附近AP，当在主动扫描时发现某一信道并有 AP响应的时候，二者将直接建立连接。然而终端在进行主动扫描的时候是具有顺序性的，即 中断往往从低频信道开始扫描，这种机制下，往往会导致终端拥挤在在频率较低的信道上， 导致信道负载优化的难度和开销显著增大。最后，在目前广泛使用的2. 4GHz无线环境中， 不支持802.Ilh规范的信道切换声明功能来控制终端的信道；而在5GHz的无线环境中，也 不是所有的设备都支持802.Ilh协议规范，这导致集中管理设备切换终端使用的信道难度 加大，甚至无法切换某些终端的信道，进而导致负载均衡的能力受限。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是提供一种能够克服上现有技术缺陷的多信道无线局域网的 信道负载均衡解决方案。 根据本专利技术的一个方面，提供了一种多信道无线局域网的信道负载均衡系统，包 括接入无线局域网的至少一个控制器和部署在N个互不干扰信道的多个接入点，其中N至 少为二； 所述接入点用于在接收到终端发出的探测帧时，生成探测帧信息报文并将其上传 至所述控制器，所述探测帧信息报文包括所述探测帧中提取的无线信号报头信息和终端 MAC地址；所述接入点还用于在收到所述控制器下发的响应消息时向所述终端发送所述探 测帧的响应，进而与所述终端建立连接；所述控制器用于根据多个所述接入点上传的探测 帧信息报文，选定发送原始探测帧的终端接入所述无线局域网的信道和接入点，并向所选 定的所述接入点下发响应消息。 其中，所述无线信号报头信息包括：探测帧所使用信道，探测帧发送端信号强度， 探测帧发送端噪音信息，以及探测帧所采用调制编码方式的比特率。 其中，所述接入点包括： 扫描帧接收发送处理模块，用于接收所述探测帧和向终端发送对所述探测帧的响 应；以及 接入点状态信息统计模块，用于向控制器周期上报AP及终端的状态信息以及为 控制器提供AP及终端的状态信息的查询服务。 其中，所述控制器包括： 终端定位模块，用于对终端进行定位； 接入点位置信息存储模块，用于存储各个接入点的位置信息； 连接AP的通信模块，用于接收所述探测帧信息报文和下发响应消息；以及 决策模块，用于根据终端和接入点的位置以及各个信道的负载情况进行信道决策 和接入点决策，以及用于维护任务集，所述任务集记录终端MAC地址和针对相应终端的最 新信道决策所得到的信道。 其中，所述N个互不干扰信道采用相同的SSID。 其中，对于所述N个互不干扰信道中的每个信道，采用空间密集型的方式部署所 述接入点。 根据本专利技术的另一方面，还提供了一种基于前述多信道无线局域网的信道负载均 衡系统的负载均衡方法，它包括下列步骤： 1)接入点接收终端发出的探测帧； 2)所述接入点生成探测帧信息报文并将其上传至所述控制器，所述探测帧信息报 文包括所述探测帧中提取的无线信号报头信息和终端MAC地址； 3)控制器根据多个所述接入点上传的探测帧信息报文，选定发送原始探测帧的终 端接入所述无线局域网的信道和接入点，并向所选定的所述接入点下发响应消息； 4)所述所选定的接入点接收所述控制器下发的响应消息，然后向所述终端发送所 述探测帧的响应，进而与所述终端建立连接。 其中，所述步骤2)包括下列子步骤： 21)所述接入点提取探测帧的无线信号报头信息，对所述无线信号报头信息和终 端MAC地址进行打包，生成探测帧信息报文； 22)所述接入点将步骤21)所生成的探测帧信息报文上传至所述控制器。 其中，所述步骤3)包括下列子步骤： 31)控制器接收探测帧信息报文，提取其中携带的终端MAC地址及上传该探测帧 信息报文的接入点所属的信道； 32)在任务集中进行查询步骤31)所提取的终端MAC地址，如果未查找到该终端 MC地址，直接开始进行信道决策，获得信道决策结果后将该终端MC地址及所得信道加入 所述任务集中；如果查找到该终端MAC地址，则进入步骤33);所述任务集记录终端MAC地 址和针对相应终端的最新信道决策所得到的信道； 33)判断所述任务集中记录的所述终端MAC地址对应的信道是否与上传当前探测 帧信息报文的接入点所属的信道一致，如果是，则进入步骤34)，否则直接丢弃当前探测帧 信息报文，返回步骤31)开始接收下一个探测帧信息报文； 34)在任务集当前记录的对应于所述终端MAC地址的信道范围内进行接入点决 策，得到选定接入点； 35)删去任务集中对应于所述终端MAC地址的记录，向所述选定接入点下发响应 消息。 其中，所述步骤32)中，所述信道决策的方法包括： 321)根据终端选取备选接入点集合； 322)在备选接入点集合选取平均负载最低的信道作为该终端将要接入的信道。 其中，所述步骤321)包括下列子步骤： 3211)进行终端定位； 3212)选取与所述待接入终端相邻的接入点集合作为备选接入点集合。 其中，所述步骤32)还包括：根据历史记录选取终端对应的所属区域，用该所属区 域中的AP构建该终端所对应的备选AP集合。 其中，所述步骤322)中，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多信道无线局域网的信道负载均衡系统，包括接入无线局域网的至少一个控制器和部署在N个互不干扰信道的多个接入点，其中N至少为二；所述接入点用于在接收到终端发出的探测帧时，生成探测帧信息报文并将其上传至所述控制器，所述探测帧信息报文包括所述探测帧中提取的无线信号报头信息和终端MAC地址；所述接入点还用于在收到所述控制器下发的响应消息时向所述终端发送所述探测帧的响应，进而与所述终端建立连接；所述控制器用于根据多个所述接入点上传的探测帧信息报文，选定发送原始探测帧的终端接入所述无线局域网的信道和接入点，并向所选定的所述接入点下发响应消息。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何剑，张骏，张广兴，谢高岗，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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