CN1791043A - 利用远程扫描的无线局域网信道选择方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用远程扫描的无线局域网络(WLAN)信道选择方法和其系统，其中通过信息全面识别无线环境选择最佳信道。从无线网络的每个节点(STA)的站获得信息，该信息不是在接入点附近的局部信息。在WLAN的初始配置和操作时配置自动执行信道选择。方法包括AP请求对构成WLAN的每个节点远程扫描。每个节点向AP传送远程扫描结果。基于从每个节点接收的信息，识别最佳信道，做出是否向该信道转移的确定。如果根据该识别执行信道转移，AP转移到这样识别的最佳信道形成新WLAN。

Description

利用远程扫描的无线局域网信道选择方法及其系统
本申请要求保护2004年12月14日提交的韩国专利申请No.2004-0105752的权益，在此引用作为参考。
技术领域
本发明涉及利用远程扫描的无线局域网络(WLAN)的信道选择方法和其WLAN系统，从而用从无线网络的每个站获得的信息全面识别无线环境，以在WLAN的初始配置时期和甚至在操作时实现和选择最佳信道。
背景技术
随着无线通信和网络技术的发展，能够无线传输如图像和音乐的多媒体内容的无线音频/视频(在下称为A/V)设备正在变得更为普遍。可以预计在各种数字媒体系统上的变成无线的不断增长的趋势会继续增长。与这种趋势一起的与无线环境关联的障碍也预计增加。
各种通信和非通信(如热点服务提供装置，装有WLAN的个人计算机，无绳电话和微波炉)污染无线A/V设备操作的信道环境。而且，在设备不停地接通和断开时，难以预计其操作延时。
通常，与有线通信环境不同，各种干扰困扰着无线通信环境，使得每个信道提供的通信质量不断地波动。
例如，由在与其相邻的或仅分开少量带宽的频带上操作的其他无线通信单元，波动地建立的通信业务负载引起的干扰(称为“相邻信道干扰”)。干扰的其他原因包括辐射到无线网络利用的频带宽度的非通信用途使用的电磁波，例如，从微波炉辐射的微波等可以引起干扰。
在这样的环境下，如果加入网络中的站是基于WLAN的移动单元，则由于它的移动性，通信质量会改变。其结果，接入点(AP)设备和包括站的WLAN系统在选择无线信道时应考虑周围信道情况，并且选择能够提供最好的通信质量的无线信道。下面，术语“AP”包括但是不限于：接入点，基站，节点-B，站点控制器，或无线环境中任何其他类型的接口设备。
因此，无线A/V设备需要适应无线环境，以便满足传输多媒体内容的服务质量(QoS)的要求。
如果系统是基于IEEE802.11a、IEEE802.11b或IEEE802.11g的物理层(PHY)标准的WLAN，那么仅从各种可用的信道选择单一信道。常规是，通过AP人工建立无线信道或根据AP最初启动操作和空间地监视周围的无线环境的结果来选择信道。
然而，在人工信道建立中的问题是，其不能够适应变化的无线环境。同样，在AP监视信道环境和建立信道的方法中的问题是，没有考虑站周围的信道环境。
图1是根据现有技术的WLAN配置的示意图，其示出在站位于远离的位置时，使得AP不能够空间监视站附近的无线环境的情形。
如果AP不能够测定引起干扰的无线设备，或将其识别为具有很小功率的信道，在初始WLAN设定时选择的信道可以是11(CH＝11)。此时，在信道10或11上操作的无线设备实际上在该站的周围可用，引起相关信道上的WLAN通信的严重的操作问题。
另外，根据WLAN标准，AP不能够在操作时进行信道扫描。结果，AP能够实现有效的无线环境和在操作时监视信道是困难的。即，在当前的信道的无线环境变恶化时，变得难以转移到最佳信道。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种利用远程扫描的WLAN信道选择方法及其WLAN系统，从而将信道选择配置成在WLAN的配置时和甚至在操作时，通过远程扫描自动进行。
另一目的是利用通过扫描无线网络的不是与AP相邻的局部站的每个节点的站而获得的信息，来全面识别无线环境，从而能够选择最佳的信道。
根据本发明的目的利用远程扫描的WLAN信道选择方法包括：AP设备请求对与其WLAN连接的每个站进行远程扫描；基于根据该请求的每个站的响应中含有的扫描结果，AP设备相对于可操作的信道组，选择相对较少干扰的信道作为要转移的信道；如果选择了要转移的信道，在AP设备在选择的信道形成新的WLAN。
优选地，该方法进一步包括：在初始启动时Ap设备将操作模式设立为站点模式；站点模式的AP基于信道扫描的信息选择要转移的信道；和在站点模式信道选择后AP设备返回到Ap模式，并且在站点模式选择的信道上形成新WLAN。
该方法可以进一步包括如果在初始启动时AP设备被设定成人工选择信道，在初始启动时AP设备在预先设定的信道上形成WLAN。
优选地，通过媒体访问控制协议实施请求和响应。另外，也可以通过传输关于TCP/IP(传输控制协议/IP)或UDP/IP(用户数据报协议/IP)IP(因特网协议)分组来实施请求和响应。另外，在站初始连接到AP设备时同时实现IP分配和网络层连接。
该扫描结果包括关于属于该信道组的每个信道的信息，所述关于每个信道的信息至少包括无线网络类型或接收功率或相关信道测定的接收功率。
关于AP设备和站当前操作的信道的信息是从AP设备的接收功率。
该扫描结果可以进一步包括空闲信道评估率(Clear ChannelAssessment，CCA)、雷达测定或不测定(radar detection or non-detection)、噪声功率、和相对于整个时间窗口测量的分组差错率(PER)的组的一个。
在选择要转移的信道时，作为基于每个站的响应的AP识别结果，当前操作信道可以是最佳的。如果情况如此，则AP设备保持当前信道，而不是选择和转移到另一个信道。
形成新WLAN包括如果AP设备支持IEEE 802.11h的动态频率选择(DFS)功能和选择的信道在5GHz频带范围内，则AP设备和站利用动态频率选择(DFS)指定的信道选择和宣告(advertising)方法在选择的信道形成新WLAN。在选择的信道不在5GHz频带范围，和AP设备不支持DFS功能的两种情况的至少之一中，AP设备通过释放AP操作的和与每个站关联的WLAN在选择的信道上形成新WLAN。
如果未通过操作信道接收信标，通过站扫描每个信道和搜索新的WLAN来实现每个站与新的WLAN的关联。
根据本发明另一实施例的WLAN系统至少包括单个站或AP设备。
站响应预定的扫描请求，发送包括可操作信道组的每个信道的扫描结果的响应。
AP设备对站执行扫描请求，如果基于在所述响应中的扫描的结果选择了要转移的信道，在选择的信道形成新的WLAN。
附图说明
参照附图的以下实施例的说明可以获得本发明的更详细的理解。
图1是根据现有技术WLAN的配置方法的示意图；
图2是根据本发明通过远程扫描能够进行信道选择的WLAN系统的示意图；
图3是根据本发明在AP上配置初始WLAN的处理过程流程图；
图4是根据本发明如果站加入WLAN，确定信道是否转移的处理过程流程图；和
图5是根据本发明WLAN的信道转移处理过程的流程图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的优选实施例。
见图2，说明根据本发明其中通过远程扫描能够进行信道选择的WLAN系统。
根据本发明的WLAN系统形成包括AP设备(201)和至少一个站(203)的WLAN。
在一个单一信道操作的根据本发明的WLAN系统可能被在相同信道或相邻信道中操作的网络和干扰设备干扰。例如，图2示出存在能够对本发明WLAN系统的通信引起干扰的在信道1、6、10和11上存在的无线网络。
在根据本发明的WLAN系统中，AP设备从远程站(203)获得关于信道状况的信息，以便能够掌握相邻的干扰状况，并且根据此通过选择最佳信道，配置形成新的WLAN。
AP设备(201)的功能是起主设备作用，并且与相邻的移动站(203)一起在单一信道上形成WLAN。
AP设备(201)的初始启动相应于附近没有站的情况，可以人工或自动选择信道形成WLAN。如果自动选择该信道，则AP设备本身在站点模式下操作，并且选择信道形成WLAN。如果人工选择信道，AP设备(201)在预设的信道上形成WLAN。
而且，如果站(203)在附近，AP设备(201)从站(203)接收信道信息，启动和改变可操作的信道。如果由于相邻信道的干扰或在远程站(203)的信道的状况改变，操作的WLAN的情况不令人满意，改变进一步有效。因此，AP设备(201)被配置成总是通过选择最佳信道在相关信道上建立新的WLAN。
因此，AP设备(201)请求远程站(203)对于在信道组内的信道进行扫描，并且接收其扫描结果。AP设备(201)基于接收的扫描结果确定转移和不转移信道。连续地，AP设备(201)转移到相关信道形成新的WLAN。信道组是其中根据本发明的WLAN能够操作的信道的组，并可以根据WLAN的标准和区域变化。
如果AP设备(201)和站(203)支持5GHz的IEEE 802.11h标准的DFS，则信道转移被配置成通过利用信道选择和DFS指定的方法执行。
站(203)作为相对AP设备(201)的从设备操作，并且形成WLAN。
站(203)配置成响应AP设备(201)的请求，向AP设备(201)传送在信道组内的每个信道的扫描结果。另外，如果由于AP设备(201)释放了在现有信道上的WLAN以移动信道而未实现通信，那么站(203)由其本身扫描信道，来搜索AP设备(201)，并且配置成与新形成的WLAN关联。
作为参考，优选地，通过媒体访问控制(MAC)协议建AP设备(201)和站(203)之间的请求和响应，在本发明中该AP设备(201)是基站。然而，如果不存在终端的MAC的支持，也可以根据传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)或用户数据报协议/因特网协议(UDP/IP)通过发送IP分组来实施请求和响应。此时，假设在站(203)连接到AP设备(201)时同时连接IP分配和网络层。
下面参照图3至图5说明利用远程扫描的WLAN信道选择方法。基于图2的WLAN系统说明图3至图5。但是，为了解释方便，假定根据这一非限定性的例子的WLAN环境仅包括一个站(203)。
为了说明本发明的正确的操作，图3至5示出方法或过程。首先，说明AP设备初始启动和选择最佳信道形成WLAN的处理过程。
因为AP设备(201)开始初始操作，所以在空间中存在的站尚未连接到AP设备(201)。在初始操作期间做出识别，AP设备(201)是否被设置到自动选择信道。如果作为识别的结果，AP设备(201)被设置自动选择信道，则AP设备(201)将操作模式设置到站点模式(S303)。
AP设备(201)主动或被动扫描信道组内的信道，基于扫描信息选择形成WLAN的信道(S305)，并且在选择的信道形成WLAN(S307)。
如果作为识别的结果，AP设备(201)的选择方法不是自动设置，则在预设的信道形成WLAN(S309)，并且完成基于AP设备(201)的初始WLAN网络的形成。
下面参照图4说明AP设备(201)确定信道是否已被转移的处理过程。参照图5说明信道转移处理过程。
见图4，下面说明根据本发明确定操作的信道是否已通过与WLAN关联的站被转移。
AP设备(201)请求网络上的每个站进行扫描。但是，如果与每个站(203)的通信状况不令人满意，则根据优选实施例也可以执行扫描请求(S401)。
每个站响应AP设备(201)的扫描请求，主动或被动地扫描信道组中的每个信道(S403)。每个站(203)向AP设备(201)发送包括扫描结果的响应。如稍早所述，优选地，由MAC协议实施请求和响应。但是，如果MAC终端不支持它们，能够根据TCP/IP或UDP/IP协议通过IP分组的传输来实施它们(S405)。
AP设备(201)从每个站(203)接收并处理扫描的结果(S407)，并基于扫描结果确定是否转移或不转移。AP设备(201)根据从站(203)接收的扫描结果，选择具有最满意信道状况的信道，这取决于在相关信道中不存在WLAN操作和较少受相邻信道干扰(S409)。
基于远程扫描结果一旦确定转移信道，AP设备(201)选择最佳信道并转移信道。相反，如果做出不转移信道的确定，AP设备(201)保持当前的信道(S411)。
下面，详细说明在步骤S405由每个站(203)向AP设备(201)传输的响应。包括有扫描结果的响应含有信道组的每个信道的信息。除了当前的WLAN系统正在操作的信道的信息相应于来自AP设备(201)的信号接收功率外，信道的信息，即属于信道组的每个信道的信息，包括每个测定的无线网络的类型和其接收功率。
可利用RSSI(接收信号强度指示Received Signal StrengthIndication)或RCPI(接收信道功率指示符Received Channel PowerIndicator)传送从AP设备(201)的信号接收功率。如果支持RSSI(通用802.11WLAN)和RCPI(支持WLAN的802.11k)，则利用RCPI。RCPI是IEEE802.11k规定的参数，IEEE802.11k是规定无线资源测量(Radio Resource Measurement)新标准的标准。
关于每个信道的信息中的测出的WLAN接收功率可利用RSSI或RCPI。这类WLAN是指IEEE802.11a，IEEE802.11b，IEEE802.11g等。
如果从扫描的信道测定的WLAN是与传统标准IEEE802.11b/如IEEE802.11g的IEEE802.11兼容，并且相关的网络与符合传统标准的甚至单一设备关联，该相关WLAN被认作传统网络。
例如，即使相关的WLAN的AP设备支持IEEE802.11g，并且如果仅支持802.11b的设备在关联的设备中存在，则整个网络被认作IEEE802.11b。这能够通过时隙大小等识别。
将信道组的单个信道的信息配置成与连接到WLAN的站的数目同样多。因此，AP设备(201)基于该信息选择带有相对较小可能干扰的信道。而且，也配置包括下面的信息：
1.CCA(空闲信道评估)率：CCA是根据整个时隙测量的时隙率；
2.是否存在雷达测定：根据规定如5Ghz频带可能需要。
3.是否存在无线信号如其他噪声和功率的测定；和
4.整个时间窗口测量的分组差错率。
另外，如果需要配置传输其他可监视的信息。
如通过图4中的方法说明的，如果站(203)与WLAN关联，AP设备(201)确定是否传输或不传输。
如果确定信道传输，AP设备(201)基于远程扫描结果选择最佳信道，传输该信道。相反，如果AP设备确定不转移信道，则通过如下说明的跳过信道传输处理保持当前信道。
下面参照图5说明WLAN的信道转移和传输处理过程。
如果决定信道转移和传输(S501)，则AP设备(201)确定选择的信道(S503)。所述的信道选择可以与信道转移和传输决定的同时或在信道转移和传输决定前执行。
AP设备(201)识别选择的信道是否在5Ghz频带或2.4GHz频带。
如果选择的信道是在5GHz频带，则AP设备(201)识别是否支持IEEE802.11h的DFS功能(S507)，如果肯定，则利用DFS指定的信道选择方法和宣告方法转移信道。
但是在不支持DFS功能时，即使在S505作为识别的结果是设定的信道是2.4GHz频带，或S507作为识别的结果要转移的信道是5GHz频带，AP设备(201)执行常规的信道转移方法。也就是说，AP设备(201)释放当前WLAN，在选择的信道上形成新WLAN网络(S511)。
结果，在未接收信标时，每个站(203)扫描每个信道，寻找AP设备要转移的新信道。然后，站(203)与新WLAN关联。
从上述可见，根据本发明的WLAN系统被配置成考虑在AP设备和各站附近的信道环境来选择信道。结果，能够选择与每个站通信的干扰最少的最佳信道，和保证WLAN的Qos。
另外，配置在操作时每个站扫描信道环境提供的信息被利用来使得AP设备能够应对在操作时不能扫描的信道的限制。这使得能够执行无线信道环境的全面识别，和对应于有效信道转移的决定。
通过特定实施例在各种细节中说明了本发明。但是，这些特定细节不认为是限制本发明范围，仅是说明优选的一些例子。应进一步理解，本领域的技术人员可以做出其他改变，而不偏离本发明的范围。各种改变和替换应认为在本发明的技术思想和方面的范围内。

Claims (20)

1.一种利用远程扫描的无线局域网络(WLAN)信道选择方法，所述方法包括：
通过接入点(AP)设备请求与WLAN连接的每个站的远程扫描；
通过AP设备基于在每个站的响应中包括的扫描结果，从多个信道中选择至少相对于干扰是优化的信道作为转移信道；
如果选择了转移的信道，通过AP设备在选择的信道上形成新的WLAN。
2.如权利要求1的方法，进一步包括：
在初始启动时通过AP设备设置操作模式为站点模式；
通过站点模式时的AP设备基于信道扫描的信息选择转移信道；和
通过AP设备，在站点模式时在所述选择和所述在选择的信道上形成新WLAN后，切换到AP模式。
3.如权利要求1的方法，进一步包括：如果在启动时AP设备设定为人工选择信道，则在启动时通过AP设备基于预设的信道形成WLAN。
4.如权利要求1的方法，其中根据媒体访问控制协议(MAC)执行该请求和响应。
5.如权利要求1的方法，进一步包括在每个站初始连接到AP设备时，同时执行IP分配和网络层连接，并且根据关于TCP/IP(传输控制协议/IP)或UDP/IP(用户数据报协议/IP)的因特网协议(IP)，执行所述请求和响应。
6.如权利要求1的方法，其中该扫描结果包括关于信道组的每个信道的信息，关于每个信道的信息至少包括通过相关信道测定的无线网络的类型或接收功率。
7.如权利要求6的方法，其中关于AP设备和站当前操作的信道的信息包括从AP设备的接收功率。
8.如权利要求1的方法，其中该扫描结果进一步包括空闲信道评估(CCA)率、雷达测定或不测定、噪声功率和相对于整个时间窗口测量的分组差错率(PER)的至少一个。
9.如权利要求1的方法，其中所述选择转移信道包括如果基于每个站的响应将当前的操作信道识别为最佳信道，则AP设备保持当前操作的信道。
10.如权利要求1的方法，其中如果AP设备支持IEEE 802.11h的DFS功能并且选择的信道在5GHz频带范围内，所述形成新WLAN包括通过AP设备和每个站利用动态频率选择(DFS)指定的信道选择和宣告方法，在选择的信道形成新WLAN。
11.如权利要求1的方法，其中所述形成新WLAN包括基于选择的信道没有在5GHz频带范围内和AP设备不支持DFS功能的至少之一，通过释放当前与AP设备和每个站关联的WLAN，通过AP设备在选择的信道形成新WLAN。
12.如权利要求11的方法，进一步包括与每个站的新WLAN关联，其包括如果通过操作的信道未接收到信标，则站扫描每个信道并搜索新WLAN以便关联。
13.一种无线局域网络(WLAN)系统，包括：
至少一个站，其根据扫描请求传输响应，该响应包括可操作信道的信道组的每个信道的扫描结果；和
接入点(AP)设备，如果该AP设备请求站的扫描和基于扫描结果选择转移信道，则基于选择的信道形成新WLAN。
14.如权利要求13的系统，其中该AP设备在启动时设置操作模式为站点模式用于自动信道选择，并且基于信道扫描信息选择转移信道，并且在站点模式时信道选择后切换到AP模式，以在站点模式时选择的信道上形成新WLAN。
15.如权利要求13的系统，其中该扫描结果包括关于属于信道组的每个信道的信息，关于每个信道的信息至少包括通过相关信道测定的无线网络的类型或接收功率。
16.如权利要求15的系统，其中关于站当前操作的信道的信息包括来自AP设备的接收功率。
17.如权利要求15的系统，其中该扫描结果进一步包括空闲信道评估(CCA)率、雷达测定或不测定、噪声功率和相对于整个时间窗口测量的分组差错率(PER)的至少一个。
18.如权利要求13的系统，其中如果基于至少一个站的响应识别当前操作的信道是最佳的，则AP设备不选择转移信道。
19.如权利要求13的系统，其中如果识别选择的信道在5GHz范围内并且AP设备支持IEEE 802.11h的DFS功能，则AP设备利用动态频率选择指定的信道选择和宣告方法在选择的信道形成新WLAN。
20.如权利要求13的系统，其中基于选择的信道不在5GHz频带范围内和AP设备不支持IEEE 802.11h的DFS功能的至少之一，AP设备释放操作的WLAN，以在选择的信道形成新WLAN；其中如果通过操作的信道未接收到信标，所述至少一个站扫描每个信道，搜索新WLAN以便关联。
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