本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域,具體地,涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)入網(wǎng)方法及無線設(shè)備。
背景技術(shù):
讓智能家電順利接入家庭無線局域網(wǎng),即配網(wǎng),是智慧家居的第一步。配網(wǎng)的基本思想是通過手機(jī)或平板等智能聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的程序APP、電腦等已知家庭Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)集標(biāo)識(shí)(Service Set Identifier,SSID)和密碼等入網(wǎng)信息的設(shè)備(也可以是已經(jīng)入網(wǎng)的智能家電),將入網(wǎng)信息發(fā)送給待入網(wǎng)家電。
家庭無線局域網(wǎng)所采用的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)所遵循的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)中對2.4G頻段的信道定義如圖1所示,每個(gè)信道的基礎(chǔ)帶寬為20MHz。所有Wi-Fi終端與接入點(diǎn)之間的通信,均至少占用一個(gè)信道。同時(shí),目前最廣泛應(yīng)用的802.11n標(biāo)準(zhǔn)還支持由兩個(gè)相鄰20MHz信道聚合而成的高吞吐(High Throughput,HT)信道,但由于在2.4GHz頻段上僅支持3個(gè)互不干擾信道,HT模式應(yīng)用較少。在實(shí)踐中,廠商往往給接入點(diǎn)(Access Point,AP)分配1、6、11信道。
用于聯(lián)網(wǎng)的無線設(shè)備一般具有Wi-Fi模塊(例如,可以包括天線和處理器),其通??商幱?種獨(dú)立模式:接入點(diǎn)(Access Point,AP)模式、站點(diǎn)(Station,STA)模式、嗅探(Sniffer)模式。舉例來說,家用Wi-Fi路由器處于AP模式,作為接入點(diǎn),向終端STA提供Wi-Fi服務(wù);手機(jī)等終端工作于STA模式,通過接入某個(gè)AP實(shí)現(xiàn)上網(wǎng);Sniffer,即偵聽模式,通常用于廠商定制Wi-Fi模塊。在Sniffer狀態(tài)下,Wi-Fi模塊會(huì)偵聽所設(shè)定信道上所 有的Wi-Fi信號,并根據(jù)設(shè)定的過濾器,將符合規(guī)則的數(shù)據(jù)包上傳到上層軟件,進(jìn)行進(jìn)一步處理。Wi-Fi芯片可被配置為混雜模式,通過軟件周期性改變芯片物理層的收、發(fā)設(shè)置,從而實(shí)現(xiàn)上述多種模式分時(shí)“共存”。由于芯片的處理能力和軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜度等限制,通常是2種模式并存。當(dāng)前,廠商采用兩種主流配網(wǎng)技術(shù):AP模式配網(wǎng)與Sniffer模式配網(wǎng)。
AP配網(wǎng)方式下,家電Wi-Fi模塊先進(jìn)入AP模式,使安裝有相應(yīng)APP的手機(jī)、平板電腦等用戶終端接入到家用電器的Wi-Fi熱點(diǎn),向家用電器推送無線網(wǎng)絡(luò)名稱(SSID)和密碼。家用電器在接收到賬號和密碼后進(jìn)入STA模式,作為一個(gè)客戶端根據(jù)密碼連接到SSID對應(yīng)的無線局域網(wǎng)。中給出了家電以AP模式入網(wǎng)的示意圖,其中,為了聚焦在配網(wǎng)主要流程,圖中未示出鑒權(quán)、身份認(rèn)證等與設(shè)備識(shí)別和安全相關(guān)的配網(wǎng)步驟。
使用AP配網(wǎng)方式,手機(jī)需要暫時(shí)斷開與現(xiàn)有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的連接,等待智能家電確認(rèn)入網(wǎng)后,才能重新連入家庭Wi-Fi,對用戶帶來業(yè)務(wù)中斷的不便。為解決該缺點(diǎn),業(yè)內(nèi)轉(zhuǎn)向采用嗅探模式(如圖3)。該模式下,Wi-Fi模塊處于嗅探(Sniffer)狀態(tài),在例如收到手機(jī)APP發(fā)出的特定廣播信息后,解析出其中攜帶的諸如SSID和密碼的入網(wǎng)信息,之后切換至STA狀態(tài),利用所獲取的入網(wǎng)信息,實(shí)現(xiàn)成功入網(wǎng)。
盡管嗅探模式不需要手機(jī)斷開與Wi-Fi的現(xiàn)有連接,但家電Wi-Fi模塊由于不知道手機(jī)會(huì)在哪個(gè)信道進(jìn)行通信,通常需要進(jìn)行全信道掃描,即周期性掃描所有可能的信道(在2.4GHz頻段上國內(nèi)共分配了13個(gè)信道),直到收到特定的入網(wǎng)信息報(bào)文,或者在超過設(shè)定時(shí)間后退出配網(wǎng)模式。因此,上述配網(wǎng)模式存在以下缺點(diǎn):全信道掃描需要輪流偵聽各個(gè)信道。信道越多,模塊進(jìn)行輪詢花的時(shí)間越長,浪費(fèi)在空閑信道上的時(shí)間越多。
針對上述問題,現(xiàn)有技術(shù)中尚無良好解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種方法和設(shè)備,該方法和設(shè)備能夠提高配網(wǎng)效率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種無線網(wǎng)絡(luò)入網(wǎng)方法,該方法包括:
從多個(gè)信道中確定活躍信道;
偵聽所確定的活躍信道以獲取入網(wǎng)信息報(bào)文,其中,從所述活躍信道中的入網(wǎng)信道獲取所述入網(wǎng)信息報(bào)文,以及所述入網(wǎng)信息報(bào)文中包含入網(wǎng)信息;以及
根據(jù)所述入網(wǎng)信息,通過所述入網(wǎng)信道接入無線網(wǎng)絡(luò)。
進(jìn)一步地,所述從多個(gè)信道中確定活躍信道的步驟包括:對于所述多個(gè)信道中的每個(gè)信道,確定信道中是否存在標(biāo)識(shí)幀;以及將存在所述標(biāo)識(shí)幀的信道確定為所述活躍信道。
進(jìn)一步地,所述標(biāo)識(shí)幀包括以下至少之一者:信標(biāo)幀、以及響應(yīng)于廣播的探測請求幀的探測響應(yīng)幀。
進(jìn)一步地,所述偵聽所確定的活躍信道的步驟包括:確定在多個(gè)活躍信道中的每個(gè)活躍信道上接收的所述標(biāo)識(shí)幀的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI);以及根據(jù)所確定的針對每個(gè)活躍信道的RSSI為每個(gè)活躍信道分配偵聽時(shí)間。
進(jìn)一步地,該方法包括:根據(jù)所確定的RSSI并基于以下公式確定任意兩個(gè)活躍信道間的偵聽時(shí)間比:
M=2^((RSSI1-RSSI2)/6)
其中,M為偵聽時(shí)間比,RSSI1為一個(gè)活躍信道的RSSI值,RSSI2為另一個(gè)活躍信道的RSSI值;以及
根據(jù)所確定的偵聽時(shí)間比為每個(gè)活躍信道比分配偵聽時(shí)間。
進(jìn)一步地,該方法還包括:當(dāng)從一個(gè)活躍信道接收到多個(gè)標(biāo)識(shí)幀時(shí),選擇所述多個(gè)標(biāo)識(shí)幀中的最大RSSI作為針對該活躍信道的RSSI。
本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供了一種無線設(shè)備,該無線設(shè)備包括:
天線;以及
處理器,被配置成:
從多個(gè)信道中確定活躍信道;
偵聽所確定的活躍信道以獲取入網(wǎng)信息報(bào)文,其中,從所述活躍信道中的入網(wǎng)信道獲取所述入網(wǎng)信息報(bào)文,以及所述入網(wǎng)信息報(bào)文中包含入網(wǎng)信息;以及
根據(jù)所述入網(wǎng)信息,通過所述入網(wǎng)信道接入無線網(wǎng)絡(luò)。
進(jìn)一步地,所述處理器還被配置成:對于所述多個(gè)信道中的每個(gè)信道,確定信道中是否存在標(biāo)識(shí)幀;以及將存在所述標(biāo)識(shí)幀的信道確定為所述活躍信道。
進(jìn)一步地,所述標(biāo)識(shí)幀包括以下至少之一者:信標(biāo)幀、以及響應(yīng)于廣播的探測請求幀的探測響應(yīng)幀。
進(jìn)一步地,所述處理器還被配置成:確定在多個(gè)活躍信道中的每個(gè)活躍信道上接收的所述標(biāo)識(shí)幀的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI);以及根據(jù)所確定的針對每個(gè)活躍信道的RSSI為每個(gè)活躍信道分配偵聽時(shí)間。
進(jìn)一步地,所述處理器還被配置成:根據(jù)所確定的RSSI并基于以下公式確定任意兩個(gè)活躍信道間的偵聽時(shí)間比:
M=2^((RSSI1-RSSI2)/6)
其中,M為偵聽時(shí)間比,RSSI1為一個(gè)活躍信道的RSSI值,RSSI2為另一個(gè)活躍信道的RSSI值;以及
根據(jù)所確定的偵聽時(shí)間比為每個(gè)活躍信道比分配偵聽時(shí)間。
進(jìn)一步地,所述處理器還被配置成:當(dāng)從一個(gè)活躍信道接收到多個(gè)標(biāo)識(shí)幀時(shí),選擇所述多個(gè)標(biāo)識(shí)幀中的最大RSSI作為針對該活躍信道的RSSI。
上述技術(shù)方案,通過先確定活躍信道,然后偵聽活躍信道以獲取入網(wǎng)信 息報(bào)文,避免了在空閑信道上消耗時(shí)間,提高了配網(wǎng)入網(wǎng)效率。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明,但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
圖1是舉例的2.4GHz頻段Wi-Fi信道分布示意圖;
圖2是示例的AP配網(wǎng)模式信號流圖;
圖3是示例的嗅探配網(wǎng)模式信號流圖;
圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的無線網(wǎng)絡(luò)入網(wǎng)方法流程圖;
圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的無線網(wǎng)絡(luò)入網(wǎng)方法中活躍信道確定方法流程示意圖;
圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比信道掃描時(shí)間對比圖;以及
圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的2.4GHz電磁波信號衰減模型。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明,并不用于限制本發(fā)明。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的無線網(wǎng)絡(luò)入網(wǎng)方法流程圖。如圖4所示,本發(fā)明實(shí)施例提供的無線網(wǎng)絡(luò)入網(wǎng)方法可以包括:
S402,從多個(gè)信道中確定活躍信道。
如上面描述的,在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)所遵循的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)中對2.4G頻段 的信道進(jìn)行了定義,定義的信道包括1-13共13個(gè)信道。這些信道在正常使用中有大部分為空閑信道。如果能夠?qū)⒖臻e信道從待篩選的信道中去除,則能夠極大地提高配網(wǎng)效率。本發(fā)明的實(shí)施方式中,采用確定活躍信道的方式。從多個(gè)可用信道中去除空閑信道,而保留活躍信道。具體的確定活躍信道的方法將在下文詳細(xì)描述。
S404,偵聽所確定的活躍信道以獲取入網(wǎng)信息報(bào)文,其中,從所述活躍信道中的入網(wǎng)信道獲取所述入網(wǎng)信息報(bào)文,以及所述入網(wǎng)信息報(bào)文中包含入網(wǎng)信息。
在確定了活躍信道之后,可以以嗅探模式偵聽活躍信道的狀態(tài),在收到諸如手機(jī)APP發(fā)出的特定廣播信息(例如,入網(wǎng)信息報(bào)文)后,解析出其中攜帶的入網(wǎng)信息,例如,SSID和密碼,之后到步驟S406。在本發(fā)明的實(shí)施例中入網(wǎng)信道為傳送入網(wǎng)信息報(bào)文的信道,即可以實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的信道。
S406,根據(jù)所述入網(wǎng)信息,通過所述入網(wǎng)信道接入無線網(wǎng)絡(luò)。
上述配網(wǎng)入網(wǎng)過程可以如圖3所示。在現(xiàn)有技術(shù)的嗅探模式中執(zhí)行的是全信道掃描,需要輪流偵聽各個(gè)信道。信道越多,模塊進(jìn)行輪詢花的時(shí)間越長,浪費(fèi)在空閑信道上的時(shí)間越多。與現(xiàn)有技術(shù)中的嗅探模式相比,上述技術(shù)方案,通過先確定活躍信道,然后偵聽活躍信道以獲取入網(wǎng)信息報(bào)文,避免了在空閑信道上消耗時(shí)間,提高了配網(wǎng)入網(wǎng)效率。
圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的無線網(wǎng)絡(luò)入網(wǎng)方法中活躍信道確定方法流程示意圖。如圖5所示,在無線設(shè)備上電之后,可以從任一信道開始判斷其是否為活躍信道(S501)。具體的判斷方法可以是對于多個(gè)信道中的每個(gè)信道,確定信道中是否存在標(biāo)識(shí)幀;然后將存在所述標(biāo)識(shí)幀的信道確定為所述活躍信道(S502)。在本發(fā)明的實(shí)施例中,標(biāo)識(shí)幀可以是在信道上發(fā)送的信標(biāo)幀,也可以是在信道上廣播探測請求幀之后接收到的探測響應(yīng)幀。在不同的實(shí)施例中,標(biāo)識(shí)幀可以同時(shí)包括上述信標(biāo)幀和探測響應(yīng)幀二者。
接著,可以根據(jù)確定的活躍信道(即有AP的信道)更新及維護(hù)有AP信道列表,其中列出了活躍信道清單(S503)。在實(shí)施例中,可以在判斷出一個(gè)信道為活躍信道之后就將其在列表中更新,然后判斷是否已經(jīng)遍歷或掃描了所有信道,以確保無遺漏地判斷每個(gè)信道是否為活躍信道(S504)。當(dāng)確定已經(jīng)掃描了所有信道時(shí),可以利用嗅探模式提供的過程對列表中的活躍信道進(jìn)行掃描以查找入網(wǎng)信息報(bào)文(S505和S506)。
與現(xiàn)有技術(shù)中的嗅探模式相比,上述過程減少了對空閑信道的掃描時(shí)間,因而能夠提高配網(wǎng)入網(wǎng)效率。如圖6所示,本發(fā)明實(shí)施例提供的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比信道掃描時(shí)間相比,假定家庭Wi-Fi路由器工作在1信道,1、6、11三個(gè)信道都存在干擾AP(即三個(gè)信道都存在信標(biāo)幀或響應(yīng)于廣播的探測請求幀的探測響應(yīng)幀),掃描這3個(gè)信道也比全信道掃描能縮短約77%的掃描時(shí)間,從而增加在單位時(shí)間內(nèi)停留在可能接收配網(wǎng)信息信道的時(shí)間,提升配網(wǎng)成功率。
在進(jìn)一步的實(shí)施例中,本發(fā)明提供的方法能夠根據(jù)一個(gè)信道是否為入網(wǎng)信道的可能性來進(jìn)一步優(yōu)化針對活躍信道的掃描或偵聽時(shí)間。具體而言,不同信道上接收到的來自AP的信標(biāo)幀或探測響應(yīng)幀信號的信號強(qiáng)度指示(RSSI)不同,可以表示各個(gè)AP與諸如智能家電的無線設(shè)備間距離遠(yuǎn)近不同??紤]在家庭環(huán)境中,距離越近的AP越有可能是待接入的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)AP,因此考慮在這樣的活躍信道上配置的偵聽時(shí)間。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的2.4GHz電磁波信號衰減模型。2.4GHz頻段上的電磁波信號的傳播衰減,可使用以下公式(1)來表示:
RSSI(d)=Pt–40.2–10×2×lgd,d≤8m (1)
其中RSSI(d)為信號接收強(qiáng)度指示,表示在距離AP為d米的終端上接收到的AP信號的強(qiáng)度,單位是dBm。Pt為AP(例如家用Wi-Fi路由器)發(fā)射功率,家用Wi-Fi路由器通常用法定最大功率發(fā)送,即20dBm=100mW。 根據(jù)上述公式,在家庭環(huán)境中,通常距離每增加一倍,衰減增加6dB。對于非家庭環(huán)境,可以使用以下公式(2)來表示2.4GHz頻段上的電磁波信號的傳播衰減:
RSSI(d)=Pt–58.5–10×3.3×lgd,d>8m (2)
在本發(fā)明的實(shí)施例中,當(dāng)諸如家電的Wi-Fi模塊的無線設(shè)備分別接收到AP1和AP2的信號,強(qiáng)度分別為RSSI1和RSSI2時(shí),AP1和AP2作為目的AP的概率P1和P2間的比值(假設(shè)與距離成反比),基于信號衰減模型(如圖7所示),可通過RSSI值計(jì)算如下:
P1:P2=2^((RSSI1-RSSI2)/6)
簡單來講,當(dāng)RSSI1比RSSI2大6dB時(shí),即家電與AP1間的距離是其與AP2間距離一半的時(shí)候,AP1作為目標(biāo)AP的概率,是AP2的兩倍。相應(yīng)地,在AP1所在信道CH1和AP2所在信道CH2上的偵聽時(shí)間比M為:
M=T1:T2=P1:P2=2^((RSSI1-RSSI2)/6)
在實(shí)施例中,當(dāng)信道上存在多個(gè)AP時(shí),即在一個(gè)信道上可以接收到多個(gè)標(biāo)識(shí)幀時(shí),為簡化計(jì)算,可以僅取信道上RSSI最大者,用于計(jì)算偵聽時(shí)間比例。
當(dāng)3個(gè)及以上信道存在AP時(shí),即存在3個(gè)以上活躍信道時(shí),各信道偵聽時(shí)間的比值,可以通過上面的方法逐一兩兩計(jì)算得到。實(shí)施例提供的上述方法,確定在多個(gè)活躍信道中的每個(gè)活躍信道上接收的所述標(biāo)識(shí)幀的接收信號強(qiáng)度指示RSSI;然后根據(jù)所確定的針對每個(gè)活躍信道的RSSI為每個(gè)活躍信道分配偵聽時(shí)間。在現(xiàn)有技術(shù)的嗅探模式中對于不同信道分配相同的偵聽時(shí)間,而實(shí)際上,距離近的AP更有可能是目標(biāo)AP,因此,對于目標(biāo)AP所在的信道分配更長的偵聽時(shí)間能夠進(jìn)一步提到配網(wǎng)入網(wǎng)效率。
根據(jù)上述原理,本發(fā)明的另一個(gè)方面,還提供了一種無線設(shè)備,該無線設(shè)備包括:天線;以及處理器被配置成:從多個(gè)信道中確定活躍信道;偵聽 所確定的活躍信道以獲取入網(wǎng)信息報(bào)文,其中,從所述活躍信道中的入網(wǎng)信道獲取所述入網(wǎng)信息報(bào)文,以及所述入網(wǎng)信息報(bào)文中包含入網(wǎng)信息;以及根據(jù)所述入網(wǎng)信息,通過所述入網(wǎng)信道接入無線網(wǎng)絡(luò)。
進(jìn)一步地,處理器還可以被配置成:對于所述多個(gè)信道中的每個(gè)信道,確定信道中是否存在標(biāo)識(shí)幀;以及將存在所述標(biāo)識(shí)幀的信道確定為所述活躍信道。
在實(shí)施例中,所述處理器還被配置成:確定在多個(gè)活躍信道中的每個(gè)活躍信道上接收的所述標(biāo)識(shí)幀的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI);以及根據(jù)所確定的針對每個(gè)活躍信道的RSSI為每個(gè)活躍信道分配偵聽時(shí)間。需要說明的是,在可替換的實(shí)施例中,上述處理器執(zhí)行的功能也可以通過設(shè)置的模塊來進(jìn)行。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成,該程序存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中,包括若干指令用以使得一個(gè)設(shè)備(可以是單片機(jī),芯片等)或處理器執(zhí)行本申請各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM,Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,但是,本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié),在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型,這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如,可以將探測AP改變?yōu)樘綔y諸如手機(jī)的STA;再如,可以通過私有協(xié)議,直接探測STA的存在,從由此獲得入網(wǎng)信息。此外,上述計(jì)算概率比或信道偵聽比的公式可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的其他相似公式替換。
另外需要說明的是,在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必 要的重復(fù),本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外,本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合,只要其不違背本發(fā)明的思想,其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。