，向各信道上的每 个无线接入点AP发送探测请求帧；
[0038] 步骤102 :STA接收每个AP返回的探测请求响应帧，从探测请求响应帧中提取每个 AP的忙碌度和信号强度，将忙碌度小于预设忙碌度且信号强度大于预设信号强度的AP加 入到初选集合中；
[0039] 步骤103 :STA根据平均底噪、每个AP的忙碌度和信号强度，计算初选集合中每个 AP的干扰强度，根据干扰强度，计算STA与初选集合中每个AP通信时的信干比，并将信干比 小于预设信干比的AP从初选集合中去剔除，形成复选集合；所述信干比为信号强度与干扰 强度的比值；
[0040] 步骤104 :STA根据信号强度、忙碌度和干扰强度，得到最优AP判决函数，并根据所 述最优AP判决函数，计算所述复选集合中每个AP的判决函数值；
[0041] 步骤105 :STA根据复选集合中每个AP的忙碌度、信号强度、信干比和判决函数值， 选择所要关联的最优候选AP作为当前关联AP。
[0042] 具体实施时，在上述步骤101中，STA扫描各个WIFI信道，依次获得各个信道的平 均底噪的强度η，并在保存该值之后继续向该信道发送探测请求帧。
[0043] 具体实施时，分布在各个信道上的AP收到STA的探测请求帧后，统计当前AP的流 量L，并根据与AP容量C的比值得到AP的当前忙碌度Β，将该值作为信息元素附加在探测 响应帧的变长部分。
[0044] 具体实施时，在上述步骤102中，STA接收到各AP的探测响应帧后，提取该AP的 信号强度RSSI和忙碌度Β，然后判断：若信号强度RSSI小于阈值馬，则舍弃该AP ;若忙碌度 B大于阈值ΗΒ，则舍弃该AP ;将通过筛选条件的AP加入STA的可选AP集合（初选集合）U 中。
[0045] 具体实施时，在上述步骤103中，STA在遍历完所有WIFI信道并获得完备的可选 AP集合（初选集合）U后，根据已获得的参数估算STA与可选AP集合（初选集合）U中，各 个AP通信时可能受到的干扰强度I，并得到信干比SINR，然后STA将信干比SINR低于阈值 Hs的AP从可选AP集合（初选集合）U中剔除，更新可选AP集合U，形成复选集合。
[0046] 具体实施时，在上述步骤104和105中，STA根据已获得的信号强度RSSI、忙碌度 B和干扰强度I等参数，最终推导出最优AP判决函数Ω ;然后STA基于信号强度RSSI，忙 碌度B，干扰强度I和最优AP判决函数值Ω等不同特征的AP画像为用户提供AP关联方 法。其中，画像可以理解是能够描述某一类事物的一个特征组合，我们把AP看成一个事物， 那么我们宄竟要选择哪个AP，可以用一个特征组合来代表AP。根据用户选择的模式不同， 我们得到关于AP的不同特征组合来代表该AP，这些特征可以看成AP的一个画像。AP画像 是智能终端刻画出来的，根据用户选择的模式确定了用户所需要的具有特定特征的AP，这 个叫做AP画像。最终，STA根据用户选择的某种关联模式，确定对应的AP画像，从复选后 的AP中选择符合特征的AP作为当前关联AP。
[0047] 上述方法进一步包括步骤：
[0048] 在STA与AP保持预设通信时间后，STA根据图1重复步骤101至步骤105,重新选 出最优候选AP，以重新确定当前关联AP ;具体地，当最优候选AP与当前关联AP相同时，STA 继续关联当前关联AP，并延长STA与当前关联AP的通信保持时间；或当最优候选AP与当 前关联AP不同时，将最优候选AP更换为当前关联AP，并缩短STA与当前关联AP的通信保 持时间。
[0049] 具体实施时，STA与AP关联之后，将保持一定的通信时间T ;然后重复前面步骤 101至步骤105,重新扫描信道评估最优候选AP ;若重新评估后的最优候选AP与原来的关 联AP相同，则延长STA与AP的通信保持时间T ;否则缩短STA与AP的通信保持时间T。
[0050] 在一个实施例中，最优AP判决函数可以为：
[0051]
【主权项】
1. 一种WIFI自动关联方法，其特征在于，包括： 智能终端STA扫描各信道，获取各信道的平均底噪，向各信道上的每个无线接入点AP发送探测请求帧； STA接收每个AP返回的探测请求响应帧，从探测请求响应帧中提取每个AP的忙碌度和 信号强度，将忙碌度小于预设忙碌度且信号强度大于预设信号强度的AP加入到初选集合 中； STA根据平均底噪、每个AP的忙碌度和信号强度，计算初选集合中每个AP的干扰强度， 根据干扰强度，计算STA与初选集合中每个AP通信时的信干比，并将信干比小于预设信干 比的AP从初选集合中去剔除，形成复选集合；所述信干比为信号强度与干扰强度的比值； STA根据信号强度、忙碌度和干扰强度，得到最优AP判决函数，并根据所述最优AP判决 函数，计算所述复选集合中每个AP的判决函数值； STA根据复选集合中的每个AP的忙碌度、信号强度、信干比和判决函数值，选择所要关 联的最优候选AP作为当前关联AP。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最优AP判决函数为：
其中，Q为AP的判决函数值，RSSI为信号强度，B为的忙碌度，I为干扰强度，Y为奖 励因子；当候选AP与当前关联AP相同时，使Y值大于1 ;当候选AP与当前关联AP不同时， 使y值小于1。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述STA根据复选集合中的每个AP的忙碌 度、信号强度、信干比和判决函数值，选择所要关联的最优候选AP作为当前关联AP，包括： STA自动关联复选集合中判决函数值最大的AP作为当前关联AP。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述STA根据复选集合中每个AP的忙碌度、 信号强度、信干比和判决函数值，选择所要关联的最优候选AP作为当前关联AP，包括： STA根据用户的选择，关联复选集合中忙碌度最优的AP、信号强度最优的AP、信干比最 优的AP或判决函数值排名的前三名中任一AP作为当前关联AP; STA根据用户的选择，关联复选集合中判决函数值排名中的任一AP作为当前关联AP。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，STA接收每个AP返回的探测请求响应帧，从 探测请求响应帧中提取每个AP的忙碌度和信号强度，将忙碌度小于预设忙碌度的AP且信 号强度大于预设信号强度的AP加入到初选集合中，包括： STA将在当前信道上接收到的探测请求响应帧的AP加入到可侦听AP集合中； STA提取所述加入到可侦听AP集合中的，位于当前信道上的AP的探测请求响应帧中的 信号强度和忙碌度； STA将所述忙碌度小于预设忙碌度阈值的AP且信号强度大于预设信号强度阈值的AP加入到初选集合中。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，按如下公式计算所述干扰强度：
其中，I为当前关联APi的干扰强度，n为当前关联APi所在信道的平均底噪，集合 是STA与当前关联APi通信时受到的干扰AP2集合，纪为干扰AP2的信号强度，（i>(A) 为当前关联APiK在信道和干扰AP2所在信道之间的能量干扰系数，为当前关联 忙碌度，Sap2为干扰AP2的忙碌度。
7. -种智能终端，其特征在于，包括： 获取模块，用于扫描各信道，获取各信道的平均底噪，向各信道上的每个无线接入点AP发送探测请求帧； 初选模块，用于接收每个AP返回的探测请求响应帧，从探测请求响应帧中提取每个AP的忙碌度和信号强度，将忙碌度小于预设忙碌度且信号强度大于预设信号强度的AP加入 到初选集合中； 复选模块，用于根据平均底噪、每个AP的忙碌度和信号强度，计算初选集合中每个AP的干扰强度，根据干扰强度，计算STA与初选集合中每个AP通信时的信干比，并将信干比小 于预设信干比的AP从初选集合中去剔除，形成复选集合；所述信干比为信号强度与干扰强 度的比值； AP判决函数计算模块，用于根据信号强度、忙碌度和干扰强度，得到最优AP判决函数， 并根据所述最优AP判决函数，计算所述复选集合中每个AP的判决函数值； 终选模块，用于根据复选集合中的每个AP的忙碌度、信号强度、信干比和判决函数值， 选择所要关联的最优候选AP作为当前关联AP。
8. 如权利要求7所述的智能终端，其特征在于，所述终选模块包括： 全自动关联模块，用于自动关联复选集合中判决函数值最大的AP作为当前关联AP。
9. 如权利要求7所述的智能终端，其特征在于，所述终选模块包括： 半自动关联模块，用于根据用户的选择，关联复选集合中忙碌度最优的AP、信号强度最 优的AP、信干比最优的AP或判决函数值排名的前三名中任一AP作为当前关联AP; 手动关联模块，用于根据用户的选择，关联复选集合中判决函数值排名中的任一AP作 为当如关联AP。
10. 如权利要求7所述的智能终端，其特征在于，所述初选模块包括： 第一初选模块，用于将在当前信道上接收到的探测请求响应帧的AP加入到可侦听AP集合中； 第二初选模块，用于提取所述加入到可侦听AP集合中的，位于当前信道上的AP的探测 请求响应帧中的信号强度和忙碌度； 第三初选模块，用于将所述忙碌度小于预设忙碌度阈值的AP且信号强度大于预设信 号强度阈值的AP加入到初选集合中。
【专利摘要】本发明提供了一种WIFI自动关联方法及智能终端，该方法包括：智能终端STA根据每个无线接入点AP的忙碌度和信号强度，对可侦听到的AP集合进行初步筛选；STA根据信道的平均底噪、每个AP的忙碌度和信号强度，计算每个AP的干扰强度，并根据信号强度与干扰强度的比值，对初选后的AP集合进行复选；STA根据最优AP判决函数，对复选后的AP集合中的每个AP的判决函数值进行计算；STA根据上述层层筛选后的每个AP的忙碌度、信号强度、信干比和判决函数值，选择所要关联的AP。发明技术方案综合考虑了覆盖、容量、干扰、切换掉话损失和切换开销进行WIFI自动关联，提高了用户在WIFI网络中的上网体验。
【IPC分类】H04W48-20, H04W48-16
【公开号】CN104581887
【申请号】CN201510033853
【发明人】梁栋, 陈东涌, 耿刘杨, 王振东, 纪晓东
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月23日