一種無線區域網路ap布設規劃的方法
2023-05-31 16:13:51
一種無線區域網路ap布設規劃的方法
【專利摘要】本發明公開了一種無線區域網路AP布設規劃的方法，通過快速背包測試獲取室內的無線網絡環境信息，包括異網AP的位置、頻點，用戶數量、位置。通過用戶還原模型，得到真實場景下尖峰時段的最大用戶數，以尖峰時段的最大用戶數作為容量參考，結合現場無線環境、規劃期，利用基於啟發式算法的智能無線區域網路規划算法，實現無線區域網路的精確規劃。在實現規劃的基礎上，增加了智能人工幹預功能，可實現對無線區域網路內的某些AP屬性進行設定，從而實現個性化規劃。本發明在進行無線區域網路規劃時，充分考慮用戶分布的不均勻性，充分考慮待規劃區域的無線網絡環境，創新性的採用背包測試儀對無線網絡環境進行探測，使用方便，獲取數據準確。
【專利說明】—種無線區域網路AP布設規劃的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線網絡【技術領域】，特別涉及一種無線區域網路AP布設規劃的方法。
【背景技術】
[0002]無線區域網路(Wireless Local Area Networks ；WLAN)是一種相當便利的數據傳輸系統。近些年來，由於其對於2G/3G網絡的重要補充作用，得到的運營商的支持，得以大力發展，如中國移動WLAN、中國電信WLAN等。從目前已投入運營的AP來看，閒置AP比例較高。由於缺乏有效精確的規劃，一些已布設AP的WLAN熱點存在如下問題，如幹擾嚴重、覆蓋率不足或過大、規劃容量過大或過小等。這些問題會導致某些熱點AP資源的浪費，或者在用戶較多的熱點區域用戶的網絡感知較差，甚至出現掉線、不能接入網絡等問題。
[0003]目前基於場景的無線網絡AP布放規劃，這種方法是將待規劃區域分成不同的場景，如醫院、高校、酒店等，通過輸入待規劃區域的相關參數匹配出最適合的場景類型，這種AP布放方法雖然能規劃出網絡，其缺陷是，並沒有考慮實際的應用場景中，用戶的分部可能並不均勻。更重要的是，其他運營商甚至企業、個人都可能在此處已經布設了 AP，由於WLAN沒有專用的頻段，這些AP對待規劃區域網絡布設的AP有很強的幹擾，幹擾過大會大大降低無線網絡的容量和用戶感知。
[0004]還有一種是基於網絡容量概率模型的無線網絡規劃方法，它是通過建立一個網絡容量概率統計模型來估算網絡容量，將建築圖紙、障礙物、用戶寬帶等客觀條件放入模型，綜合考慮場景的環境和AP的各項參數，通過模擬仿真對無線網絡進行規劃部署。這種方法缺陷是將現實環境搬移到系統中，其操作複雜度相對較高，規劃的結果不一定令人滿意。
【發明內容】
[0005]本發明公開了一種無線區域網路AP布設規劃的方法，解決了現有技術中，在進行無線區域網路規劃時，充分考慮用戶分布的不均勻性，充分考慮待規劃區域的無線網絡環境，創新性的採用背包測試儀對無線網絡環境進行探測，使用方便，獲取數據準確。
[0006]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0007]一種無線區域網路AP布設規劃的方法，包括通過快速背包測試儀獲取室內的無線網絡環境信息，包括異網AP的位置、頻點，用戶數量，位置，通過用戶還原模型，得到真實場景下尖峰時段的最大用戶數，以尖峰時段的最大用戶數作為容量參考，結合現場無線環境、規劃期望，利用基於啟發式算法的智能無線區域網路規划算法，實現無線區域網路的精確規劃。
[0008]在實現規劃的基礎上，本設計方案還增加了智能人工幹預功能，可實現對區域網路內的某些AP屬性進行設定，從而實現個性化規劃。
[0009]上述AP布設規劃的方法採用的是啟發式算法的智能無線區域網路規划算法，包括如下步驟:
[0010](I)根據前端測試定位的用戶數據查找並定位出用戶忙區，根據預測的忙時用戶數來推算各個用戶忙區的用戶數並確定應該布放的初始AP數目，所有初始布放的AP設置成最大功率，這些AP構成初始解集合SO ；
[0011](2)在SO的基礎上，結合盲區中心獲取模塊，以全覆蓋為標準獲取所有候選AP位置集合，所有新獲取的AP構成候選集合SI。
[0012](3)解集組成，以增加AP後增加的被覆蓋的用戶最多為原則，每次均從SI中選擇合適AP併入到SO中，直至所有用戶被覆蓋為止，此時得到的解集SO
[0013]即為所需布放的AP位置集合，集合SI變成候補AP集合，本過程計算時SO和SI中所有AP均為最大功率。
[0014](4)功率調整:首先將SO和SI中所有AP的功率設置為最小功率。
[0015]i覆蓋率滿足用戶設定，程序跳出；
[0016]ii計算當前覆蓋盲區中心；
[0017]iii若SO中所有AP功率均達最大(20dbm)，SO中所有功率重置為最小功率，
[0018]從SI中查找離盲區中心最近的AP併入到SO中，返回ii ;否則繼續；
[0019]iv查找SO中離盲區中心最近的未達最大功率的AP，緩慢調整其功率，每次調整均重新計算覆蓋率，覆蓋率滿足要求則跳出，若該AP功率增大至最大功率，則返回ii。
[0020](5)信道分配。
[0021 ] 在規划算法步驟(I)中，通過對前端測試儀測得的用戶位置信息進行聚類分析，將平面內用戶劃分到不同區域，並從這些區域內找出忙區(用戶數大於一定數目的區域)，若不存在這樣的區域，則調整聚類分析門限值，對所有用戶的位置信息重新聚類，如此重複操作，直至查找到至少一個用戶忙區為止，隨後在忙區所在的最小外接矩形的區域內按長邊均勻布放一定數目的初始AP，初始AP均設置為最小功率，每個忙區內初始AP的個數由用戶設定的單AP最大並發用戶數以及該區域內的預測忙時用戶數共同決定。當測得的二維平面內所有用戶的個數小於用戶忙區判定用戶數門限時，則按單AP覆蓋半徑在建築內均勻布放AP，並將這些AP設置為初始功率(最小功率)。
[0022]在優化算法步驟(2)中，通過最小距離原則對初始布放AP與原始AP進行匹配，從而找到初始布放的原始AP位置信息，這些AP構成初始解集S0，且都設置為最大功率(20dbm)。
[0023]在優化算法步驟(3)中，通過結合一定的傳播模型，計算出二維平面內所有AP在所有平面點的覆蓋面積，判斷覆蓋率是否達到用戶設定，如果未達到用戶設定門限，則通過優化算法步驟d)中的幾個步驟來加強AP覆蓋。在盲區中心尋找的過程中，首先對二維平面內所有點進行覆蓋判決，滿足覆蓋條件的點布爾值為true,否則該點的布爾值為false。再根據單AP在自由空間中的衰減公式得到無牆體環境下的覆蓋半徑，並以此為依據設置模板函數的大小。通過模板函數與二維平面覆蓋判決表的卷積來查找二維平面內覆蓋盲點最為集中的點坐標，該坐標即為當前二維平面覆蓋盲區的中心。
[0024]在優化算法步驟(4)中，考慮到信道分配本身屬於NP問題，經典優化方案無重求解，同時考慮到異網AP對本網AP的幹擾，所以在對d)過程得到的AP進行信道分配時採用遺傳算法分配信道，結合電池波空間傳播衰減模型計算不同功率的AP的有效覆蓋半徑，使得本網AP與本網AP之間、本網AP與異網AP之間的重複覆蓋面積最小，從而提升本網容量。
[0025]完成規划算法模塊後，系統會根據所得結果輸出AP規劃布放圖、AP覆蓋仿真圖、各信道AP幹擾仿真圖、AP規劃統計詳表等圖表結果，直觀反映本次規劃結果。
[0026]本發明的有益效果是:在進行無線區域網路規劃時，充分考慮用戶分布的不均勻性，充分考慮待規劃區域的無線網絡環境；創新性的採用背包測試儀對無線網絡環境進行探測，使用方便，獲取數據準確。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本發明的規劃方法流程示意圖。
[0029]圖2為本發明的人工幹預實現流程圖。
【具體實施方式】
[0030]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0031]參照圖1，一種無線區域網路AP布設規劃的方法，通過快速背包測試獲取室內的無線網絡環境信息，包括異網AP的位置、頻點，用戶數量、位置。通過用戶還原模型，得到真實場景下尖峰時段的最大用戶數，以尖峰時段的最大用戶數作為容量參考，結合現場無線環境、規劃期，利用基於啟發式算法的智能無線區域網路規划算法，實現無線區域網路的精確規劃。在實現規劃的基礎上，增加了智能人工幹預功能，可實現對無線區域網路內的某些AP屬性進行設定，從而實現個性化規劃。
[0032]該模塊主要是通過對樓宇快速室內背包軌跡測試，測試到異網如其他運營商、企業或個人的AP、用戶和流量。根據某時段較短時的測試數據，通過一系列的算法和實驗，推算出忙時較真實的異網用戶數和流量數據，根據一定的市場策略，將異網用戶數據再折算為規劃參考數據。最終根據忙時規劃的用戶和流量的分布等(業務規劃)，實現AP布放容量規劃和覆蓋規劃(網絡規劃)，且可通過規劃仿真軟體，輸出AP布放覆蓋仿真效果圖。另一方面，通過一定的算法定位到異網AP布放位置和用戶位置信息，再根據測試到異網AP的頻點，輸出我方AP布放頻點、功率設置等初始工參建議等(工程規劃)。
[0033]規劃模塊採用智能啟發式算法，分為以下幾步:
[0034]1、根據前端測試定位的用戶數據查找並定位出用戶忙區，根據預測的忙時用戶數來推算各個用戶忙區的用戶數並確定應該布放的初始AP數目，所有初始布放的AP設置成最大功率，這些AP構成初始解集合SO ；
[0035]2、在SO的基礎上，結合盲區中心獲取模塊，以全覆蓋為標準獲取所有候選AP位置集合，所有新獲取的AP構成候選集合SI。
[0036]3、解集組成，以增加AP後增加的被覆蓋的用戶最多為原則，每次均從SI中選擇合適AP併入到SO中，直至所有用戶被覆蓋為止，此時得到的解集SO即為所需布放的AP位置集合，集合SI變成候補AP集合，本過程計算時SO和SI中所有AP均為最大功率。
[0037]4功率調整:首先將SO和SI中所有AP的功率設置為最小功率(14dbm)
[0038]i覆蓋率滿足用戶設定，程序跳出；
[0039]ii計算當前覆蓋盲區中心；
[0040]iii若SO中所有AP功率均達最大(20dbm)，S0中所有功率重置為最小功率，從SI中查找離盲區中心最近的AP併入到SO中，返回ii ;否則繼續；
[0041]iv查找SO中離盲區中心最近的未達最大功率的AP，緩慢調整其功率，每次調整均重新計算覆蓋率，覆蓋率滿足要求則跳出，若該AP功率增大至最大功率，則返回ii ；
[0042]e信道分配
[0043]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種無線區域網路AP布設規劃的方法，其特徵在於，通過快速背包測試儀獲取室內的無線網絡環境信息，通過用戶還原模型，得到真實場景下尖峰時段的最大用戶數，以尖峰時段的最大用戶數作為容量參考，結合現場無線環境、規劃期望，利用基於啟發式算法的智能無線區域網路規划算法，實現無線區域網路的精確規劃。
2.如權利要求1所述的一種無線區域網路AP布設規劃的方法，其特徵在於，所述無線網絡環境信息包括異網AP的位置、頻點，用戶數量，位置。
3.如權利要求1所述的一種無線區域網路AP布設規劃的方法，其特徵在於，所述啟發式算法的智能無線區域網路規划算法包括如下步驟: (1)根據前端測試定位的用戶數據查找並定位出用戶忙區，根據預測的忙時用戶數來推算各個用戶忙區的用戶數並確定應該布放的初始AP數目，所有初始布放的AP設置成最大功率，這些AP構成初始解集合SO ； (2)在SO的基礎上，結合盲區中心獲取模塊，以全覆蓋為標準獲取所有候選AP位置集合，所有新獲取的AP構成候選集合SI。 (3)解集組成，以增加AP後增加的被覆蓋的用戶最多為原則，每次均從SI中選擇合適AP併入到SO中，直至所有用戶被覆蓋為止，此時得到的解集SO 即為所需布放的AP位置集合，集合SI變成候補AP集合，本過程計算時SO和SI中所有AP均為最大功率。 (4)功率調整:首先將SO和SI中所有AP的功率設置為最小功率(14dbm) (5)信道分配。
4.如權利要求3所述的一種無線區域網路AP布設規劃的方法，其特徵在於，其中步驟(4)操作如下: i覆蓋率滿足用戶設定，程序跳出； ?計算當前覆蓋盲區中心； iii若SO中所有AP功率均達最大(20dbm)，SO中所有功率重置為最小功率， 從SI中查找離盲區中心最近的AP併入到SO中，返回ii ;否則繼續； IV查找SO中離盲區中心最近的未達最大功率的AP，緩慢調整其功率，每次調整均重新計算覆蓋率，覆蓋率滿足要求則跳出，若該AP功率增大至最大功率，則返回ii。
【文檔編號】H04W16/20GK104427516SQ201310370571
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】江昊, 周晨, 王振亞, 錢峰, 林志超 申請人:武漢飛沃科技有限公司