[发明专利]采用ZigBee网络建立实时WiFi接入点能量图谱的方法

说明书

技术领域

本发明涉及WiFi网络，特别涉及一种采用ZigBee网络建立实时WiFi接入点能量图谱的方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

WiFi网络是近年来无线网络研究方向的重点，在近年来的商业应用中获得了很大的市场份额，并拥有了广大的用户基础和良好的市场前景，在家用和商用领域中获得了不同程度的推广。在近年来的应用情况中，一个区域内分布着不同用户所布置的WiFi接入点的情况愈发常见，因此了解不同WiFi接入点在同一个位置的接收信号强度和同一个WiFi接入点在不同位置的接收信号强度，对用户有着重要的意义。

WiFi能量图谱能够显示出在给定的环境下分布在不同位置的WiFi接入点的接收信号强度，这使得WiFi能量图谱在接入点选择和定位方面非常有用。在拥有该能量图谱的情况下，WiFi网络的使用者可以选择接收信号强度最强的WiFi接入点，甚至通过移动位置以获得更好的接收信号强度，从而享受更好的网络服务质量。WiFi接入点能量图谱具有两个特点：（1）能量图谱受限于布置区域的环境，因此需要进行实际测量才能感知环境因素对于能量图谱的影响；（2）一旦任何WiFi接入点的位置或布置区域的环境发生改变，那么整个能量图谱也将发生改变，这种改变是无法预知的，因此WiFi接入点的能量图谱的时效性较低。

目前常用的是直接建立WiFi接入点能量图谱的方法，其使用带有WiFi网卡的移动设备扫过整个给定的区域，对区域中每个位置的所有信道的接收信号强度进行测量，并汇总和计算数据，最终建立WiFi接入点能量图谱。但是由于扫过整个给定区域需要花费很长的时间，因此这种方法应用起来并不方便，而且代价较高，尤其要想建立实时的WiFi接入点能量图谱更是不可能的。

ZigBee传感器网络是近年来新兴的一种无线自组织传感器网络，作为IEEE802.15.4规范被发布和推广。ZigBee传感器网络由于其结构简单、可靠性高、成本较低和省电的优点，而在家庭和工业环境上具有良好的应用价值。由于ZigBee传感器网络的工作频段与WiFi网络的工作频段相同，因此ZigBee传感器能够听到WiFi接入点发送的帧，但不能对帧进行解码。本发明基于这一点，提出了一种使用ZigBee传感器网络来估计WiFi接入点的接收信号强度，以建立WiFi接入点能量图谱的方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有直接建立WiFi接入点能量图谱方法的不足，提供一种采用ZigBee网络建立实时WiFi接入点能量图谱的方法，通过使用近年来广为使用的ZigBee传感器网络，动态估计WiFi在每个传感器节点的接收信号强度，以实现对整个WiFi能量图谱数据的收集，从而建立实时WiFi接入点能量图谱，达到减少收集数据的时间，提高WiFi能量图谱的有效性和可靠性的效果，更好地满足WiFi用户对于WiFi能量图谱的需求。

为了达到以上目的，本发明是通过以下技术方案来解决其技术问题的：

一种采用ZigBee网络建立实时WiFi接入点能量图谱的方法，其包括以下步骤：

（1）在系统工作中，某WiFi用户通过WiFi网络向网关节点提出对特定信道建立WiFi能量图谱的情求，网关节点通过ZigBee网络向所有的ZigBee传感器广播该请求；

（2）在接受所述请求后，各ZigBee传感器监听所述特定信道，并按照一定的频率采样该特定信道中WiFi帧的接收信号强度；

（3）网关节点对所述特定信道进行监听，并捕获一系列WiFi帧序列中每一WiFi帧的长度及其与下一WiFi帧的时间间隔，按照其所属的WiFi接入点划分为子序列，并将这些WiFi接入点子序列广播给所有的ZigBee传感器；

（4）各ZigBee传感器对来自网关节点的WiFi接入点子序列进行进一步匹配后，根据之前采样到的WiFi帧的接收信号强度估计得到ZigBee接收信号强度，再根据估计所得的ZigBee接收信号强度进一步估计得到所在位置的WiFi接收信号强度，并将之发送至网关节点；

（5）网关节点收集来自ZigBee传感器网络中每一传感器估计得到的WiFi接收信号强度，进行计算和建立实时WiFi接入点能量图谱，并将该实时WiFi接入点能量图谱发送给之前提出请求的该某WiFi用户。

所述步骤（4）中，彼此相关的AP子序列与接收信号强度序列的判定指标为：