无线局域网的频谱扩展方法和设备 【技术领域】
本发明涉及无线通信技术， 尤其涉及一种无线局域网的频谱扩展方法和设备。背景技术
无线局域网 （Wireless Local Area Network， WLAN）能 够 提 供 一 定 范 围 内 的 高 速 数 据 连 接。 中 国 对 WLAN 在 2.4GHz 频 段 的 信 道 划 分 情 况 为 ： 工作频率范围为 2400~2483.5MHz， 属于无需申请的工业科学医学 （Industrial Scientific Medical， ISM） 频段 ； 划分为 13 个信道， 每个信道可占用带宽为 22MHz。但是， 这 13 个信道中只有 3 个互 不相扰的信道， 如信道 1、 信道 6 和信道 11。发明内容
本发明实施例提供一种无线局域网的频谱扩展方法和设备， 用以扩展 WLAN 技术 应用的中能够同时支持的频谱范围。 本发明实施例提供了一种无线局域网的频谱扩展方法， 包括 ：
确定 WLAN 采用的频段， 所述频段为 2.4G 频段或者包括 2.4G 频段和已商用频段 ；
当所述频段为 2.4G 频段时， 选择至少 4 个互不干扰的信道， 或者， 当所述频段为 2.4G 频段和已商用频段时， 选择至少 1 个互不干扰的信道 ；
将选择的信道确定为提供 WLAN 服务的 WLAN 信道。
本发明实施例提供了一种无线局域网的频谱扩展设备， 包括 ：
确定模块， 用于确定 WLAN 采用的频段， 所述频段为 2.4G 频段或者包括 2.4G 频段 和已商用频段 ；
选择模块， 用于当所述频段为 2.4G 频段时， 选择至少 4 个互不干扰的信道， 或者， 当所述频段为 2.4G 频段和已商用频段时， 选择至少 1 个互不干扰的信道 ；
配置模块， 用于将选择的信道确定为提供 WLAN 服务的 WLAN 信道。
由上述技术方案可知， 本发明实施例通过上述选择信道的方式， 可以在配置 WLAN 的信道信息时， 使得 2.4GHz 频段上能够同时支持至少 4 个互不干扰的 WLAN 信道， 或者使得 已商用的频段上能够支持互不干扰的 WLAN 信道， 可以实现在现有 2.4GHz 频段上增加互不 干扰的信道个数， 或者， 在已商用的频段内设置 WLAN 信道， 可以提高 WLAN 技术应用的频谱 范围。
附图说明
图 1 为本发明无线局域网的频谱扩展方法一实施例的流程示意图 ；
图 2 为本发明实施例中信道配置一实施例的示意图 ；
图 3 为图 2 对应的信道的功率谱的示意图 ；
图 4 为本发明实施例中信道配置另一实施例的示意图 ；
图 5 为本发明实施例中信道配置另一实施例的示意图 ；图 6 为本发明实施例中信道配置另一实施例的示意图 ； 图 7 为本发明实施例中信道配置另一实施例的示意图 ； 图 8 为本发明无线局域网的频谱扩展设备一实施例的结构示意图。具体实施方式
图 1 为本发明无线局域网的频谱扩展方法一实施例的流程示意图， 包括 ：
步骤 11 ： WLAN 中的设备确定 WLAN 采用的频段， 所述频段为 2.4G 频段或者包括 2.4G 频段和已商用频段 ；
步骤 12 ： WLAN 中的设备当所述频段为 2.4G 频段时， 选择至少 4 个互不干扰的信 道， 或者， 当所述频段为 2.4G 频段和已商用频段时， 选择至少 1 个互不干扰的信道 ；
步骤 13 ： WLAN 中的设备将选择的信道确定为提供 WLAN 服务的 WLAN 信道。
: 其中， WLAN 中的设备可以为接入点 （Access Point， AP）或者为接入控制器 （Access Controller， AC） 、 WLAN 终端， 或者使用 WLAN 技术的任意一种设备。
为了实现 WLAN 的应用频谱范围， 本发明实施例给出 4 种具体实现方式， 分别为 ：
方式一 ： 在 2.4GHz 频段 （也就是 2400MHz~2500MHz） 内， 配置至少 4 个互不干扰的 信道。
由于该方式相对于现有 WLAN 标准配置 （现有技术为 3 个互不干扰的信道）增 加了互不干扰的可配置信道数量， 可以扩展 WLAN 系统的工作频谱， 在工作频谱范围不变 （2400MHz~2500MHz） 时， 提高频谱利用效率。
可选的， 该方式中可以是在 2484MHz 频点新增一个频宽为 22MHz 的信道 （该信道可 以称为信道 14） ， 与现有的信道 1、 6、 11 互不干扰。
现有 WLAN 在 2.4G 频段内的工作范围是 2400MHz~2483.5MHz， 在这一工作范围内不 仅 WLAN 设备可以使用， 其它的非 WLAN 设备， 例如蓝牙设备、 无绳电话、 Zigbee、 遥控设备、 视 频监控等也可以使用， 那么这些非 WLAN 设备会对 WLAN 设备造成系统外干扰。
本实施例通过在 2.4GHz 频段内新增一个与现有信道不干扰的信道， 扩展 WLAN 设 备的应用范围， 可以减少非 WLAN 设备对 WLAN 设备造成的干扰。
方式二 ： 对方式一得到的 4 个信道进行频移， 频移过程中保持 4 个信道之间的间距 不变， 频移范围为 2300MHz~2600MHz。
方式三 ： 对方式一的得到的 4 个信道进行镜像映射， 对镜像映射后的 4 个信道进行 频移， 频移过程中保持 4 个信道之间的间距不变， 频移范围为 2300MHz~2600MHz。
方式二和方式三属于在 2.4GHz 频段内和与之相邻的已商用的频段内， 配置至少 4 个互不干扰的信道， 方式二和方式三同样在工作频谱高低范围不变的前提下， 增加了同 时可配置的互不干扰信道数量， 可以实现系统的工作频谱扩展， 在工作频谱高低范围不变 的前提下， 提高频谱利用效率 ； 另外， 由于 2.4GHz 频段是免费的， 信道规划缺少管制， 会对 WLAN 的稳定性造成不利影响， 而方式二和方式三可以使用与之相邻的商用频段， 可以在一 定程度上提高稳定性。
方式四 ： 在已商用的频段内配置互不干扰的信道。
其中， 在已商用的频段内配置的互不干扰的信道的个数可以为至少一个。由于现 有技术中 WLAN 技术没有应用在已商用的频段内， 方式四通过在已商用的频段内配置 WLAN信道， 同样可以扩展 WLAN 的工作频谱， 缓解 WLAN 系统内干扰 ； 另外， 由于已商用的频段可 以被运营商有效管理， 那么在已商用的频段内规划 WLAN 的信道， 可以组建无干扰、 稳定的 WLAN 商用网络。
上述四种方式的具体实现可以参见下述内容。
方式一 ：
为了更好的理解本发明实施例， 首先对现有技术中的一些规定进行描述。
首先， WLAN 在 2.4GHz 频段内的相关规定如下 ：
（1） WLAN 在 2.4GHz 频段内实际支持的频谱范围为 ： 2400MHz~2497MHz， 也就是说 2.4GHz 的实际支持频宽为 97MHz。
（2） WLAN 在 2.4GHz 频段内的信道频点规划为 ： 该频段内可以包括 14 个信道， 每个 信道的中心频点分别为 ： 2412MHz， 2417MHz， 2422MHz， 2427MHz， 2432MHz， 2437MHz， 2442MHz， 2447MHz， 2452MHz， 2457MHz， 2462MHz， 2467MHz， 2472MHz 和 2484MHz。
其次， WLAN 22MHz 信道功率谱密度模板表明 ： 如果相邻的两个信道互不干扰需要 信道的通道外干扰在信道的通带区间 -11MHz~11MHz 内小于等于 -20dB。
中国目前使用的是上述信道规划中的前 13 个信道， 每个信道的频宽为 22MHz。其 中互不干扰的信道分别为信道 1、 信道 6 和信道 11 ； 信道 1 的中心频点为 2412MHz， 频谱范 围为 2401MHz~2423MHz ； 信道 6 的中心频点为 2437MHz， 频谱范围为 2426MHz~2448MHz ； 信道 11 的中心频点为 2462MHz， 频谱范围为 2451MHz~2473MHz。 信道 1、 信道 6、 信道 11 共占用的频宽为 2473-2401=72MHz， 但是， WLAN 在 2.4GHz 频段内实际支持的频宽为 97MHz， 那么， 在信道 11 的右侧 （即大于信道 11 的频谱范围） 完全 可以增加一个 22MHz 的信道。
参见图 2， 本实施例新增的信道为信道 14， 信道 14 的中心频点为 2484MHz， 频谱 范围为 2473MHz~2495MHz。由于该信道 14 的最大频率为 2495MHz， 没有超出现有技术的 2497MHz 范围 ； 信道 14 的中心频点为 2484MHz， 符合现有技术中对信道频点的规划。
另外， 参见图 3， 本实施例中的 4 个信道 （信道 1、 信道 6、 信道 11 和信道 14） 的干扰 情况表明 ： 上述 4 个信道中的任一个信道的通道外干扰都小于或等于 -20dB， 也就是说， 上 述 4 个信道是互不干扰的信道。
因此， 本实施例中配置的信道 1、 信道 6、 信道 11 和信道 14 符合信道规划条件， 也 符合互不干扰条件， 是可以同时支持的 4 个互不干扰的信道。
方式二 ：
参见图 4， 本实施例将信道 1、 信道 6、 信道 11 和信道 14 中心频点间隔结构保持不 变向右移动 25MHz， 移动后的信道， 也就是本实施例配置的 4 个信道分别为 ：
信道 1’ ： 中心频点为 2437MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 2426~2448MHz） ；
信道 6’ ： 中心频点为 2462MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 2451~2473MHz） ；
信道 11’ ： 中心频点为 2487MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 2476~2498MHz） ；
信道 14’ ： 中心频点为 2509MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 2498~2520MHz） 。
可以理解的是， 图 4 所示的移动方式只是一种示例， 在 2300~2600MHz 这一范围内 还可以移动其它的距离和 / 或方向。
方式三 ：
参见图 5， 本实施例将信道 1、 信道 6、 信道 11 和信道 14 中心频点间隔结构保持不 变进行镜像映射， 将镜像映射后的 4 个信道中心频点间隔结构保持不变向左移动 25MHz， 移 动后的信道， 也就是本实施例配置的 4 个信道分别为 ：
信道 1” ： 中心频点为 2459MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 2448~2470MHz） ；
信道 6” ： 中心频点为 2434MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 2423~2445MHz） ；
信道 11” ： 中心频点为 2409MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 2398~2420MHz） ；
信道 14” ： 中心频点为 2387MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 2376~2398MHz） 。
可以理解的是， 图 5 所示的移动方式只是一种示例， 在 2300~2600MHz 这一范围内 还可以存在其它的移动方式。
方式四 ：
本方式下假设相邻信道的中心频点的最小间距为 fmin， 信道的频宽为 B， 那么本实 施例中需要 fmin ≥ B。本实施例以信道频宽 B 为 22MHz， 中心频点间距为 25MHz 为例。
参见图 6， 以在 2300~2400MHz 这一商用频段内配置为例， 配置的 4 个互不干扰的信 道分别为 ：
信道 A ： 中心频点为 2312MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 ： 2301~2323MHz） ； 信道 B ： 中心频点为 2337MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 ： 2326~2348MHz）
信道 C ： 中心频点为 2362MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 ： 2351~2373MHz）
信道 D ： 中心频点为 2387MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 ： 2376~2398MHz）
参见图 7， 以在 2500~2600MHz 这一商用频段内配置为例， 配置的 4 个互不干扰的信 道分别为 ：
信道 E ： 中心频点为 2512MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 ： 2501~2523MHz） ；
信道 F ： 中心频点为 2537MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 ： 2526~2548MHz）
信道 G ： 中心频点为 2562MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 ： 2551~2573MHz）
信道 H ： 中心频点为 2587MHz， 频宽为 22MHz（即频谱范围为 ： 2576~2598MHz） 。
图 8 为本发明无线局域网的频谱扩展设备一实施例的结构示意图， 该设备可以为 AP、 AC、 WLAN 终端或者任意一种使用 WLAN 技术的设备， 该设备包括确定模块 81、 选择模块 82 和配置模块 83 ； 确定模块 81 用于确定 WLAN 采用的频段， 所述频段为 2.4G 频段或者包 括 2.4G 频段和已商用频段 ； 选择模块 82 用于当所述频段为 2.4G 频段时， 选择至少 4 个互 不干扰的信道， 或者， 当所述频段为 2.4G 频段和已商用频段时， 选择至少 1 个互不干扰的信 道； 配置模块 83 用于将选择的信道确定为提供 WLAN 服务的 WLAN 信道。
可选的， 所述选择模块具体用于 ：
在 2.4GHz 频段内， 选择至少 4 个信道， 其中， 任意两个相邻的信道的中心频点之间 的间隔至少为信道的频宽。
可选的， 所述选择模块具体用于 ：
在 2.4GHz 频段内和与所述 2.4GHz 频段相邻的已商用的频段内， 选择互不干扰的 信道 ； 或者，
在已商用的频段内， 选择互不干扰的信道。
可选的， 所述选择模块具体用于 ：
选择信道 1、 信道 6、 信道 11、 信道 14 作为同时支持的 4 个互不干扰的 WLAN 信道， 其
中， 信道 1 是指中心频点为 2412MHz， 频宽为 22MHz 的信道， 信道 6 是指中心频点为 2437MHz， 频宽为 22MHz 的信道， 信道 11 是指中心频点为 2462MHz， 频宽为 22MHz 的信道， 信道 14 是指 中心频点为 2484MHz， 频宽为 22MHz 的信道。
可选的， 所述选择模块具体用于 ：
选择信道 1’ 、 信道 6’ 、 信道 11’ 和信道 14’ 作为同时支持的 4 个互不干扰的 WLAN 信道， 其中， 信道 1’ 、 信道 6’ 、 信道 11’和信道 14’是信道 1、 信道 6、 信道 11、 信道 14 在 2300MHz 与 2600MHz 范围内、 保持中心频点间隔结构不变， 向左或向右平移任意频宽后得到 的； 或者，
选择信道 1” 、 信道 6” 、 信道 11” 和信道 14” 作为同时支持的 4 个互不干扰的 WLAN 信道， 其中， 信道 1” 、 信道 6” 、 信道 11” 和信道 14” 是信道 1、 信道 6、 信道 11、 信道 14 进行镜 像映射后， 将镜像映射后的 4 个信道在 2300MHz 与 2600MHz 范围内、 保持中心频点间隔结构 不变， 向左或向右平移任意频宽后得到的 ；
其中， 信道 1 是指中心频点为 2412MHz， 频宽为 22MHz 的信道， 信道 6 是指中心频点 为 2437MHz， 频宽为 22MHz 的信道， 信道 11 是指中心频点为 2462MHz， 频宽为 22MHz 的信道， 信道 14 是指中心频点为 2484MHz， 频宽为 22MHz 的信道。 可选的， 所述选择模块具体用于 ：
在已商用的频段内， 选择至少 1 个信道作为同时支持的互不干扰的信道， 其中， 在 选择的信道至少为 2 个时所述至少为 2 个的信道中任意两个相邻的信道的中心频点之间的 间隔至少为信道的频宽。
可选的， 所述选择模块具体用于选择如下的 4 个信道 ：
中心频点为 2312MHz， 频宽为 22MHz 的信道， 中心频点为 2337MHz， 频宽为 22MHz 的 信道， 中心频点为 ,262MHz， 频宽为 22MHz 的信道， 以及， 中心频点为 2387MHz， 频宽为 22MHz 的信道 ； 或者，
中心频点为 2512MHz， 频宽为 22MHz 的信道， 中心频点为 2537MHz， 频宽为 22MHz 的 信道， 中心频点为 2562MHz， 频宽为 22MHz 的信道， 以及， 中心频点为 2587MHz， 频宽为 22MHz 的信道。
本实施例可以提高 WLAN 技术应用的频谱范围， 并在工作频谱高低范围不变的前 提下， 可以提高频率利用率。
本领域普通技术人员可以理解 ： 实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通 过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程 序在执行时， 执行包括上述各方法实施例的步骤 ； 而前述的存储介质包括 ： ROM、 RAM、 磁碟 或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是 ： 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制 ； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解 ： 其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征 进行等同替换 ； 而这些修改或者替换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的范围。