[發明專利]一種多信道無線局域網的信道負載均衡系統及方法

有效

• 申請號: 201510434117.5
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN105025525B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 何劍;張駿;張廣興;謝高崗
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: H04W28/08
• 分類號: H04W28/08;H04W84/12
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

本發明提供一種多信道無線局域網的信道負載均衡系統，包括接入無線局域網的控制器和部署在N個互不干擾信道的多個接入點；所述接入點用于在接收到終端發出的探測幀時，生成探測幀信息報文并將其上傳至所述控制器，探測幀信息報文包括無線信號報頭信息和終端MAC地址；接入點還用于在收到控制器下發的響應消息時向終端發送所述探測幀的響應，進而與終端建立連接；控制器用于根據多個所述接入點上傳的探測幀信息報文，選定發送原始探測幀的終端接入無線局域網的信道和接入點，并向所選定的所述接入點下發響應消息。本發明還提供了相應的信道負載均衡方法。本發明能夠以更低的開銷低實現WLAN的信道負載均衡。并且，本發明對是終端透明的，易于推廣。

技術領域

本發明涉及網絡接入控制技術領域，具體地說，本發明涉及一種多信道無線局域網的信道負載均衡系統及方法。

背景技術

WLAN(Wireless Local Area Networks，無線局域網)是使用無線電波作為數據傳送媒介進行連接的局域網。無線局域網和有線局域網的差異性大部分是由媒介的共享特性和無線網卡半雙工的工作特性所決定的。一個簡單的WLAN由兩類設備組成：終端和AP(Access Point，接入點)。終端是連接到無線局域網中的設備；AP是提供無線工作站對有線局域網和從有線局域網對無線工作站的訪問的設備。

在大型的組織機構中，WLAN可能會有成百上千個AP，以便為大量的用戶提供網絡服務。在這種場景下，大量的AP同時工作，不可避免的會出現無線設備之間的互相干擾。傳統的微蜂窩架構中，將同頻信道隔離開，即任何兩個基于同頻信道的蜂窩區域之間，均存在一個將二者隔離開的基于非同頻信道的蜂窩區域，這樣就能夠在一定程度下減小同頻干擾的現象。然而，在保證網絡性能的基礎上，單個AP接入的數量是有限的，并且小區(即蜂窩區域)的規模不能無限減小，導致了傳統的微蜂窩架構的WLAN的接入規模和性能都受限，難以適用于人員密集的大型應用場景，例如大型組織機構，大型會場等。

為了解決人員密集應用場景下的WLAN接入問題，現有技術中提出了一種基于虛擬蜂窩的無線架構。該架構下，采用了多信道的分層部署結合集中管理的方式。首先，每個信道作為一個服務平面，每個服務平面由多個AP提供接入服務，終端通過自身的算法掃描并選擇一個AP接入WLAN。其次，該架構中還增加了集中管理設備，它與各個AP連接，并監測整個WLAN的網絡負載，并在發現負載不均衡時，通過切換各個終端所接入的AP來進行優化。這種構架能夠在人員密集的大型應用場景(例如企業級部署場景)中提高無線接入規模，然而，它還存在以下問題：首先，在人員密集的大型應用場景中，蜂窩區域的部署將十分密集，兩個同頻蜂窩區域之間即便被非同頻蜂窩區域隔離，二者之間的距離也十分有限。此時為了降低無線信號沖突，不得不犧牲AP信號的覆蓋邊緣的傳輸速率。其次，在前述基于虛擬蜂窩的無線架構中，終端會主動掃描發現附近AP，當在主動掃描時發現某一信道并有AP響應的時候，二者將直接建立連接。然而終端在進行主動掃描的時候是具有順序性的，即中斷往往從低頻信道開始掃描，這種機制下，往往會導致終端擁擠在在頻率較低的信道上，導致信道負載優化的難度和開銷顯著增大。最后，在目前廣泛使用的2.4GHz無線環境中，不支持802.11h規范的信道切換聲明功能來控制終端的信道；而在5GHz的無線環境中，也不是所有的設備都支持802.11h協議規范，這導致集中管理設備切換終端使用的信道難度加大，甚至無法切換某些終端的信道，進而導致負載均衡的能力受限。

發明內容

因此，本發明的任務是提供一種能夠克服上現有技術缺陷的多信道無線局域網的信道負載均衡解決方案。

根據本發明的一個方面，提供了一種多信道無線局域網的信道負載均衡系統，包括接入無線局域網的至少一個控制器和部署在N個互不干擾信道的多個接入點，其中N至少為二；