一种无线Mesh网络及接入点规划方法

技术领域

本发明属于无线组网技术领域，具体涉及一种无线Mesh网络及接入点规划方法。

背景技术

无线Mesh组网技术已经大范围的应用在了物联网通讯领域，在实际应用场景中，全部无线设备均散落在不同的地理位置上，为了提高无线接入区域内无线设备的整体通信性能，接入点的位置规划尤为重要。

目前接入点的规划主要使用两种方法：

使用网格或蜂窝方式划分无线接入区域，直接在每个网格或蜂窝的中心位置设置接入点；

确定无线接入区域内的所有无线设备的位置，然后在覆盖所有无线设备的前提下，通常全部无线设备所成几何图形的几何中心作为接入点。

然而，因为每个无线设备的性能及接入参数各不相同，上述两种方法均无法很好的解决物联网设备的接入点规划问题，因为即使成功覆盖了所有设备的通讯距离，也无法同时保证不同种类的无线设备均通讯效果良好。

因此，需要一种无线Mesh网络及接入点规划方法，能够保证无线接入区域内的所有不同种类的无线设备均能够以较高通信质量运行，提高无线接入区域内无线设备的整体通信性能。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种无线Mesh网络及接入点规划方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种无线Mesh网络接入点规划方法，具体包括：

S1、获取无线接入区域内的无线设备地理位置及网络参数，网络参数包括每个无线设备的通讯带宽和信号灵敏度；

S2、根据网络参数计算每个无线设备的权重；

S3、根据每个无线设备的权重及地理位置计算无线接入区域的无线网络质心坐标；

S4、将无线网络质心坐标作为无线接入区域的接入点位置。

作为一种优选的方案，步骤S1之前，还包括步骤：

S0、规划网格，划分若干无线接入区域，每个无线接入区域中包括若干无线设备。

作为一种优选的方案，步骤S2具体包括如下步骤：

S21、统计全部无线设备的最大通讯带宽和最小信号灵敏度；

S22、对于每个无线设备，根据最大通讯带宽及该无线设备的通讯带宽计算得到通讯带宽参数；

S23、对于每个无线设备，根据最小信号灵敏度及该无线设备的信号灵敏度计算得到信号灵敏度参数；

S24、对于每个无线设备，根据该无线设备的通讯带宽参数及信号灵敏度参数计算得到该无线设备的权重。

作为一种进一步优选的方案，步骤S24中，根据该无线设备的通讯带宽参数及信号灵敏度参数计算得到总权重，具体包括：

设置通讯带宽权重值及信号灵敏度权重值；

以通讯带宽权重值对通讯带宽参数加权，以信号灵敏度权重值对信号灵敏度参数加权，将加权后的通讯带宽参数及信号灵敏度参数相加得到该无线设备的权重。

作为一种优选的方案，步骤S3具体包括如下步骤：

以每个无线设备的权重对其地理位置的经度加权，得到无线接入区域的质心的经度坐标；

以每个无线设备的权重对其地理位置的纬度加权，得到无线接入区域的质心的纬度坐标；

将经度坐标及纬度坐标结合得到无线接入区域的无线区域质心坐标。

第二方面，本发明还提供一种无线Mesh网络，包括设于无线接入区域内的接入点及若干无线设备，接入点位置使用如上述任一项的无线Mesh网络接入点规划方法计算得到。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明的无线mesh网络接入点规划方法，其规划的接入点不仅考虑了无线设备的地理位置，而且根据各个设备的网络参数对地理位置加权，从而将接入点设置在无线接入区域的质心处，使无线接入区域内全部无线设备的整体通信性能最优，传统规划方法直接将接入点设置在无线接入区域的几何中心，相较而言本发明的方法所规划的接入点具有更好的整体通信性能。

本发明的无线mesh网络，由于接入点设置在了无线接入区域的质心处，因此在无线接入区域内具有更好的整体通信性能。

附图说明

图1是本发明的一种无线Mesh网络接入点规划方法的流程图；

图2是本发明的一个无线接入区域中的无线接入设备的分布示意图；

图3是本发明的一个无线接入区域的质心计算示意图；

图4是本发明的步骤S0的划分示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在下述介绍中提供了本申请的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。

下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本申请内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。

本申请的一个实施例提供一种无线Mesh网络接入点规划方法，其流程图如图1所示，具体包括：

S1、获取无线接入区域内的无线设备地理位置及网络参数，网络参数包括每个无线设备的通讯带宽和信号灵敏度。

在步骤S1中，需要根据划定的无线接入区域范围统计该无线接入区域内的全部无线设备，如图2所示是一个划定好的六边形无线接入区域中的无线接入设备的分布示意图。

无线设备的统计具体包括每个设备的地理位置及网络参数，网络参数包括该无线设备的通讯带宽和信号灵敏度，通信带宽和信号灵敏度用于计算每个无线设备的数据收发能力，进而根据数据收发能力确定无线设备与接入点间的通信性能。

具体的，一个无线设备的地理位置可以由(x,y)坐标表示，其中x表示无线设备所在地理位置的纬度坐标，y表示无线设备所在地理位置的经度坐标。

S2、根据网络参数计算每个无线设备的权重。

S3、根据每个无线设备的权重及地理位置计算无线接入区域的无线网络质心坐标；

S4、将无线网络质心坐标作为无线接入区域的接入点位置。

在一个更进一步的实施例中，上述步骤S2具体包括如下步骤：

S21、统计全部无线设备的最大通讯带宽和最小信号灵敏度；

S22、对于每个无线设备，根据最大通讯带宽及该无线设备的通讯带宽计算得到通讯带宽参数；

S23、对于每个无线设备，根据最小信号灵敏度及该无线设备的信号灵敏度计算得到信号灵敏度参数；

S24、对于每个无线设备，根据该无线设备的通讯带宽参数及信号灵敏度参数计算得到该无线设备的权重。

作为上述实施例的进一步优选，步骤S24中，根据该无线设备的通讯带宽参数及信号灵敏度参数计算得到总权重，具体包括：

设置通讯带宽权重值及信号灵敏度权重值；

以通讯带宽权重值对通讯带宽参数加权，以信号灵敏度权重值对信号灵敏度参数加权，将加权后的通讯带宽参数及信号灵敏度参数相加得到该无线设备的权重。

经过上述改进后，在本实施例中，步骤S2具体以如下流程实现：

基于上述步骤S1的具体实现，用(x,y)表示每个无线设备的地理位置，并获取每个无线设备的通讯带宽

S21、统计全部无线设备的通讯带宽和信号灵敏度，找出通讯带宽中的最大值，作为最大通讯带宽

S22、计算每个无线设备的通讯带宽参数，具体的，第i个无线设备的通讯带宽参数以公式

S23、计算每个无线设备的信号灵敏度参数，具体的，第i个无线设备的信号灵敏度参数以公式

S24、设置通讯带宽权重值

综合上述过程以后，第i个无线设备的权重计算公式为：

。

另外，上述实施例中，通讯带宽权重值

在步骤S2得到每个无线设备的权重以后，使用无线接入区域内每个无线设备的权重计算整个无线接入区域的无线区域质心，在一个优选中，步骤S3具体包括如下步骤：

以每个无线设备的权重对其地理位置的纬度加权，得到无线接入区域的质心的纬度坐标；

以每个无线设备的权重对其地理位置的经度加权，得到无线接入区域的质心的经度坐标；

将纬度坐标及经度坐标结合得到无线接入区域的无线区域质心坐标。

上述过程的一个具体实现如下：

图3是本实施例中无线区域的质心计算示意图，基于上述步骤S2已经计算出的无线设备的权重，在一个有无线设备1-5的无线接入区域中，其位置及权重分布如图所示。

该无线接入区域中质心的纬度坐标的计算公式具体为：

；

质心的经度坐标的计算公式具体为：

。

上述两步计算将该无线接入区域中的每个无线设备的经纬度坐标使用该无线设备的权重进行加权，再除以总权重。从而将无线设备的通信能力作为密度，得到整个无线接入区域中，在纬度和经度两个方向上综合考虑了通信能力的的加权中心点。等到纬度和经度两个方向的加权中心点后，将其综合得到整个无线接入区域的无线网络质心坐标。

该无线网络质心综合考虑了每个无线设备的通信能力，从而在整个无线接入区域中分布多个不同种类的无线设备时保证整体的通信能力最优。

得到该无线网络质心坐标后，执行步骤S4，将其作为接入点的安装位置。

上述无线mesh网络接入点规划方法，其规划的接入点不仅考虑了无线设备的地理位置，而且根据各个设备的网络参数对地理位置加权，从而将接入点设置在无线接入区域的质心处，使无线接入区域内全部无线设备的整体通信性能最优。相较传统规划方法而言，上述方法所规划的接入点具有更好的整体通信性能。

在一个更进一步的实施例中，本申请还提供一种无线Mesh网络接入点规划方法，在步骤S1之前，还包括步骤：

S0、规划网格，划分若干无线接入区域，每个无线接入区域中包括若干无线设备。

如图4所示是本实施例步骤S0的划分示意图，所划分的每个网格需要满足如下条件：

1)接入点的通讯距离需要满足网格内的所有设备通讯要求；

2)接入点的接入设备数量满足网格内的最大设备数量。

上述划分可以使用正六边形或正四边形划分每个无线接入区域，但也使用其他形状对无线接入区域进行划分。将所规划的整个区域分为若干个无线接入区域，确保每个无线设备均归属于其中一个无线接入区域，然后对于其中每个无线接入区域，进行上述实施例中步骤S1-S4的接入点规划。

另一方面，在本申请的另一个实施例中，还提供一种无线Mesh网络，该无线Mesh网络由一个或多个无线接入区域组成，每个无线接入区域中包括设于无线接入区域内的接入点及若干无线设备，其中，每个无线接入区域的接入点位置使用如上述任一实施例中的无线Mesh网络接入点规划方法计算得到。

上述无线Mesh网络的接入点不仅考虑了无线设备的地理位置，而且根据各个设备的网络参数对地理位置加权，从而将接入点设置在无线接入区域的质心处，使无线接入区域内全部无线设备的整体通信性能最优。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。