无线局域网ess中ap节能的方法
【专利摘要】本发明公开了一种无线局域网ESS中AP节能的方法，该方法利用无线局域网ESS中AP之间进行信息交互，并以此来判断AP之间是否存在重复覆盖，从而进行后续降低发射功率的操作。该方案能够降低AP之间的重复覆盖，不仅可以实现整体节能的效果，也能够减少AP重复覆盖地区的干扰，从而在保持整个ESS覆盖范围一定的情况下尽可能地降低AP的发射功率。
【专利说明】无线局域网ESS中AP节能的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信技术，具体涉及无线局域网ESS中AP技术。
【背景技术】
[0002]IEEE802.11标准规定无线局域网的最小构件是基本服务集BSS。一个基本服务集BSS包括一个基站和若干个移动站，所有的站在本BSS都可以直接通信，但在和本BSS以外的站通信时都必须通过本BSS的基站。在802.11的术语中，上面提到的接入点AP就是基本服务集内的基站。当网络管理员安装AP时，必须为该AP分配一个不超过32字节的服务集标识符SSID和一个信道。一个基本服务集BSS所覆盖的地理范围叫做一个基本服务区BSA。基本服务区BSA和无线移动通信的蜂窝小区相似。无线局域网的基本服务区BSA的范围直径一般不超过100米。
[0003]一个基本服务集可以是孤立的，也可通过接入点AP连接到一个分配系统DS，然后再连接到另一个基本服务集，这样就构成一个扩展的服务集ESS。分配系统的作用就是使扩展的服务集ESS对上层的表现就像一个基本服务集BSS —样。当同一 Internet服务提供商在某一区域部署多个AP时，这些AP通常形成一个ESS，在这种情况下就需要对AP的发射功率进行控制。这样既可以减少不必要的功耗，也能减少对相邻AP的干扰。
[0004]对于单个BSS内AP和STA节能的研究，国内外已有许多学者做了相关工作，并取得了一系列成果:
[0005]申请号为:200910086587.1的中国专利申请，公开了一种无线局域网接入点设备的功率控制方法和装置，其公开的方案中由AP根据客户端设备的数据帧中读取接收信号强度指示(RSSI)获取当前的信号强度，从而动态的调节发射功率；
[0006]申请号为:201010199097.5的中国专利申请，公开了一种无线接入点AP及AP节能的方法，其公开的方案中由AP检测自身无STA关联、且持续没有收到探测报文或者关联报文的时间达到时间阈值时，增大Beacon间隔，根据增大后的Beacon间隔发送Beacon报文，从而降低了 AP的功耗，实现了 AP的节能等等。
[0007]由上可知，现有的节能方案大部分都是针对单个基本服务集BSS内的节能，这种方案根本无法扩展应用于服务集ESS的节能。然而当今的热区是由许多热点和AP连接起来的，许多向公众提供W1-Fi服务的地方(如办公室、机场、酒店、旅馆、购物中心等)都可能会集中在一块区域，造成了 AP的重复覆盖，这既消耗了 AP的功率，也会造成信号的干扰。因此如何在无线局域网ESS中保证总的有效覆盖范围的前提下减少各个AP的覆盖重叠，从而达到节能的目的，是本领域亟需解决的问题。
【发明内容】
[0008]本发明针对现有AP节能技术所存在的问题，提供一种在AP比较密集的ESS中的节能方法。通过该方法能够在ESS中AP比较密集的情况下减少重复覆盖、降低AP能耗以及减小信号干扰。[0009]为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0010]无线局域网ESS中AP节能的方法，所述方法利用无线局域网ESS中AP之间进行信息交互，并以此来判断AP之间是否存在重复覆盖，从而进行后续降低发射功率的操作。
[0011]在本发明的优选实例中，所述无线局域网ESS中每个AP存储和维护两张表格:表一用来记录当前已关联终端STA的标识号ID及其信号强度；表二用来记录能够收到信号的非关联STA的ID及其信号强度；AP之间周期性地交互表二信息，然后与自身表一中的信息进行比较，判断AP之间是否存在重复覆盖。
[0012]进一步的，所述AP之间交互的信息数据中除了包含述表二中的信息之外还需要包含自身的发射功率。
[0013]进一步的，所述AP之间通过两者之间的分配系统(DS)进行周期性的交互信息。
[0014]进一步的，当APi接收到APj发送的表二信息时:
[0015](1)查看是否存在本APi关联的STA信息，并将查找到的STA进行轮询，对每一个STA,进行计算其接受APi和AP^的信号强度；
[0016](2)若STAk接收到APj的信号更强，则转入步骤(3);若STAk接收到APj的信号较小但超过了某一门限值，转至步骤(5)；
[0017](3) APi给APj发送切换请求帧，若在一定时间内收到APj的切换允许帧，则APi给STAk发送去关联帧，并将STAk的信息和未完成传输的数据帧转发给APp然后把STAk的数据从表一中删除；
[0018](4) APj收到APi发送的STAk信息后对STAk发送关联请求帧；
[0019](5) APi给AP^发送重复覆盖帧，APj收到该帧后发起降低自身发射功率的操作。
[0020]再进一步的，上述方案中降低发射功率的AP在收到终端的探测请求帧PRF后立即将发射功率恢复至原始值，以保证覆盖范围。
[0021]再进一步的，当AP接收到切换请求帧时:
[0022](11)首先查看用于标识AP在当前周期是否已经降低了功率的标识位F1，若F1为0，则转至步骤(12);否则返回初始位置；
[0023](12)回馈切换允许帧，若在一定时间内接收到待切换的终端的信息及其未完成传输的数据，则提取该终端的信息并存储待传输的数据，然后给该终端发送关联请求帧；否则回到初始位置。
[0024]再进一步的，当AP接收到重复覆盖帧时:
[0025](21)首先查看用于标识AP在当前周期是否已经降低了功率的标识位F1和用于标识AP在当前周期尝试降低发射功率的操作是否成功的标识位F2 ;若F1和F2都为0，则转至步骤(22);否则返回初始位置；
[0026](22)降低发射功率，给所有本AP关联的STA发送探测帧，若在一定时间内收到所有关联STA的确认帧，则将标识位F1置为1，返回初始位置；否则F1不变，将F2置为1，并将发射功率大小置为本次降低前的值。
[0027]根据上述方案能够降低AP之间的重复覆盖，不仅可以实现整体节能的效果，也能够减少AP重复覆盖地区的干扰，从而在保持整个ESS覆盖范围一定的情况下尽可能地降低AP的发射功率。
[0028]同时，本方案不仅适合于IEEE802.11系列标准所规定的无线局域网(WLAN)，也可以延伸到其他类似的无线通信网络(如蜂窝网)。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本发明。
[0030]图1为AP间交互信息的操作流程图；
[0031]图2为关联STA需要切换时，AP间信息交互的流程图；
[0032]图3为AP接收到其它AP发送的控制帧后的操作流程图；
[0033]图4为不采用本发明时多个AP之间产生重复覆盖的场景示意图；
[0034]图5为图4所示场景经本方案处理后的多个AP的覆盖示意图。
【具体实施方式】
[0035]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0036]本实例提供的方案在于利用AP之间的信息交互判断AP之间是否存在重复覆盖，从而进行后续的降低发射功率的操作，以达到减少重复覆盖、降低AP能耗以及减小信号干扰的目的。
[0037]基于上述原理，本实例的具体实施过程如下:
[0038]为了便于清楚说明本实例的方案，首先进行相关名词定义。
[0039]本实例首先定义以下几种新的帧格式:
[0040]1.重复覆盖帧(RCF)，这是在检测到重复覆盖时在AP之间发送的。
[0041]2.切换请求帧(HRF)，这是AP检测到当前服务的某个STA需要切换到另一个AP时，由当前AP发送给目标AP的控制帧。
[0042]3.切换允许帧(HPF)，这是当条件允许时，目标AP对切换请求帧的响应。
[0043]同时，在本发明中需要引入几个定时器:
[0044]DT1:某AP向目标AP发送切换请求帧后等待目标AP响应的最大等待时间。如果等待时间超过T1，则当前AP认为目标AP拒绝切换请求。
[0045]2) T2:AP给其关联终端发送探测帧后,等待关联终端响应的最大时间。
[0046]3) T3:目标AP响应源AP发送的切换请求帧后，等待源AP发送含终端信息数据帧的最大时间。4)T4=AP之间交互数据的周期。
[0047]5)T5:表一中数据的最大生存时间。
[0048]6)T6:表二中数据的最大生存时间。
[0049]此外，还为每个AP定义两个标识位:
[0050]F1:标识AP在当前周期是否已经降低了功率。
[0051]b)F2:标识AP在当前周期尝试降低发射功率的操作是否成功。
[0052]在此基础上，本实例实施如下:
[0053]在无线局域网ESS中每个AP都存储和维护两张表格:表一用来记录当前已关联STA的ID及其信号强度；表二用来记录能收到信号的非关联STA的ID及其信号强度。表一和表二的内容举例如下:
[0054]表一 APi关联的STA信息:[0055]
【权利要求】
1.无线局域网ESS中AP节能的方法，其特征在于，所述方法利用无线局域网ESS中AP之间进行信息交互，并以此来判断AP之间是否存在重复覆盖，从而进行后续降低发射功率的操作。
2.根据权利要求1所述的无线局域网ESS中AP节能的方法，其特征在于，所述无线局域网ESS中每个AP存储和维护两张表格:表一用来记录当前已关联终端STA的标识号ID及其信号强度；表二用来记录能够收到信号的非关联STA的ID及其信号强度；AP之间周期性地交互表二信息，然后与自身表一中的信息进行比较，判断AP之间是否存在重复覆盖。
3.根据权利要求2所述的无线局域网ESS中AP节能的方法，其特征在于，所述AP之间交互的信息数据中除了包含述表二中的信息之外还需要包含自身的发射功率。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的无线局域网ESS中AP节能的方法，其特征在于，当APi接收到APj发送的表二信息时: (1)查看是否存在本APi关联的STA信息，并将查找到的STA进行轮询，对每一个STA，进行计算其接受APi和AP^的信号强度； (2)若STAk接收到APj的信号更强，则转入步骤(3);若STAk接收到APj的信号较小但超过了某一门限值，转至步骤(5)； (3)APi给APj发送切换请求帧，若在一定时间内收到APj的切换允许帧，则APi给STAk发送去关联帧，并将STAk的信息和未完成传输的数据帧转发给APp然后把STAk的数据从表一中删除； (4)APj收到APi发送的STAk信息后对STAk发送关联请求帧； (5)APi给AP^发送重复覆盖帧，APj收到该帧后发起降低自身发射功率的操作。
5.根据权利要求4所述的无线局域网ESS中AP节能的方法，其特征在于，降低发射功率的AP在收到终端的探测请求帧PRF后立即将发射功率恢复至原始值，以保证覆盖范围。
6.根据权利要求4所述的无线局域网ESS中AP节能的方法，其特征在于，当AP接收到切换请求帧时: (11)首先查看用于标识AP在当前周期是否已经降低了功率的标识位F1，若F1为O，则转至步骤(12);否则返回初始位置； (12)回馈切换允许帧，若在一定时间内接收到待切换的终端的信息及其未完成传输的数据，则提取该终端的信息并存储待传输的数据，然后给该终端发送关联请求帧；否则回到初始位置。
7.根据权利要求4所述的无线局域网ESS中AP节能的方法，其特征在于，当AP接收到重复覆盖帧时: (21)首先查看用于标识AP在当前周期是否已经降低了功率的标识位F1和用于标识AP在当前周期尝试降低发射功率的操作是否成功的标识位F2 ;若F1和F2都为O，则转至步骤(22);否则返回初始位置； (22)降低发射功率，给所有本AP关联的STA发送探测帧，若在一定时间内收到所有关联STA的确认帧，则将标识位F1置为1，返回初始位置；否则F1不变，将F2置为1，并将发射功率大小置为本次降低前的值。
【文档编号】H04W52/02GK103476097SQ201310347342
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】汪子元, 范哲权, 李勇, 彭木根 申请人:上海润欣科技股份有限公司