[发明专利]绿色WLAN中基于节能和干扰规避的AP发射功率优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绿色无线局域网WLAN(Wireless Local Area Network)中旨在节能环保和减弱同频分量干扰的无线接入点AP(Access Point)发射功率优化方法，涉及WLAN技术领域。

背景技术

20世纪末发展起来的WLAN技术是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它利用射频传输技术进行数据的传送，为用户提供无线宽带接入服务。WLAN无需布线，网络成本大幅度降低，且可移动性强，这些优点使得WLAN广泛普及。越来越多的办公室、学校、家庭等开始使用WLAN。

WLAN提供便捷通信的同时，也带来了不可忽视的能源消耗问题，绿色WLAN秉承了绿色通信理念，是一种面向节能减耗、减少环境污染及对人体危害的新一代无线局域网。同时，WLAN内AP的密集部署，使得覆盖面积相互重叠，也不免造成同频分量干扰，导致无线网络的整体通信质量下降。

在一定范围内提供质量较好的无线局域网，需要通过干扰规避来提升无线网络运行质量。几种干扰规避的方法如下：

(a)同一区域尽可能使用不同的频率。无线网络中常用的IEEE802.11b工作在2.4～2.4835GHz频段，这些频段被分为13个可用信道，其中只有3个完全不重叠的信道频率；

(b)尽可能增加频率复用距离。即让使用同一频率的AP距离尽可能远；

(c)AP覆盖范围相互重叠时，调小AP的发射功率，保证AP之间的同频干扰最小。

现有的大量WLAN中部署的AP，其发射功率大都设置为同一默认值，导致AP覆盖半径相互重叠，通信时同频分量干扰时有发生。

发明内容

本发明为了解决在WLAN环境下，由于AP的密集部署及覆盖范围相互重叠导致的能量浪费和通信时各频率复用的AP同频分量相互干扰，影响通信质量的问题。换言之，本发明的目的在于WLAN中从控制AP发射功率的角度上进行节能和干扰规避，进而提出一种绿色WLAN中基于节能和干扰规避的AP发射功率优化方法。本发明考虑AP所在的地理位置和实际需要的发射功率大小，以最小的重复覆盖面积为指标，对AP的发射功率进行调整，以最低功耗实现WLAN信号全覆盖。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种绿色WLAN中基于节能和干扰规避的AP发射功率优化方法，所述方法是针对WLAN中已经密集部署的AP进行的，其过程为：

步骤一、计算WLAN全覆盖所需AP数：根据WLAN及单个AP默认发射功率时的覆盖范围，确定实现WLAN全覆盖所需的AP数，用WLAN区域总面积除以每个AP单独覆盖面积，向上取整得到整数N；

步骤二、对所有AP进行聚类识别数为4N，对WLAN内密集部署的AP进行聚类；在WLAN覆盖区域任意选取坐标原点，建立二维直角坐标系，通过聚类算法对WLAN中密集部署且均匀分布的AP按照地理位置进行聚类，目标是4N类；

步骤三、形成4N个AP拓朴结构：根据聚类结果，选择关闭多数AP，用剩余的少数AP实现WLAN无线信号全覆盖，同时形成AP分布结构，对AP发射功率优化方法进行初始化；

在每一类别中，选择处于或位置最接近聚类中心的AP作为可能开启的AP，关闭其余AP；

步骤四、选择开启N个AP：具体过程为，设集合U为选择开启的AP的集合，首先选则任一AP加入集合U，得U＝{AP₁}；其次选择与此AP距离最远的AP加入集合U，得U＝{AP₁，AP₂}；接着对于剩余的任一AP_i计算其与集合U＝{AP₁，AP₂，...，AP_j}中AP之间的距离d_ij，记d_i＝min{d_i1，d_i2，..，d_ij}；然后选择集合{d₁，d₂，..，d_i}中最大的元素对应的AP加入集合U，得U＝{AP₁，AP₂，...，AP_j，AP_j+1}，直至集合U中的元素个数达到N；

步骤五、检验全部开启集合U中的AP是否可对WLAN全覆盖，若未达到全覆盖，则继续按照上述原则从4N个待选择的AP中选择一个AP加入集合U，直至满足WLAN全覆盖要求，同时关闭剩余AP；然后再执行步骤六；