專利名稱：一種防止同頻干擾的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防止同頻干擾的方法及裝置。
背景技術(shù)：
無線局域網(wǎng)WLAN是計算機網(wǎng)絡與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，可以免去或減少 網(wǎng)絡布線的工作量，只要安裝多個接入點AP設備，就可建立覆蓋整個建筑物的局域網(wǎng)絡。 無線接入點目前在IEEE802. 11系列標準中，工作方式都是基于IEEE802. llb/g的分布式訪 問控制機制，工作在ISM 2.4G公用頻道，而且實際可用的不重疊的信道非常有限，僅1、6、 11信道，這就使得WLAN極容易被干擾。 在數(shù)字家庭無線局域網(wǎng)中，包括多種終端設備，含有各種通信方式，例如藍牙、紫 蜂zigbee、超寬帶局域網(wǎng)通信方式等。這些方式在互相通信時容易造成干擾。目前的干擾 檢測和避免主要包括兩類方法，可歸納為靜態(tài)法和動態(tài)法。(1)靜態(tài)法各接入點工作頻率 固定，通過技術(shù)手段再輔以工程建設規(guī)范來規(guī)避干擾，但是在家庭網(wǎng)絡中，各終端設備間的 物理距離非常近，很難做到高度隔離；(2)動態(tài)法根據(jù)實際干擾情況動態(tài)切換信道以避開 干擾?，F(xiàn)有動態(tài)干擾避免方法多數(shù)引入一個接入控制器AC。通過AC定期的探測AP狀態(tài)開 發(fā)現(xiàn)干擾，同時由AC協(xié)調(diào)整個WLAN信道的分配。該方法中干擾檢測和信道分配由AC集中 處理，限制了 WLAN的組網(wǎng)方案，而且信道的重新分配需要考慮整個WLAN的信道分配情況， 容易導致牽一發(fā)而動全身，造成WLAN的不穩(wěn)定和頻繁信道切換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種防止同頻干擾的方法及裝置，能夠有效避免 在數(shù)字家庭無線局域網(wǎng)中各個AP之間的同頻干擾，及其他干擾源對各AP的干擾。
本發(fā)明提供一種防止同頻干擾的方法，包括 接入點AP設備判斷是否發(fā)生干擾，如否，進入空閑狀態(tài)，若是，進行信道抑制，所
述信道抑制包括確定抑制時間的范圍和粒度； 再進行信道質(zhì)量評估； 在信道質(zhì)量評估完成后，進行信道選擇； 根據(jù)選擇的信道進行信道切換。 優(yōu)選的，所述接入點AP設備通過對信號幀進行監(jiān)測判斷是否發(fā)生干擾，若設定時 間內(nèi)檢測到的信號幀的延遲次數(shù)達到設定閥值，認為干擾發(fā)生。 優(yōu)選的，所述接入點AP設備采用信道的空閑率和檢測到的AP設備數(shù)量來進行信 道質(zhì)量評估。 優(yōu)選的，所述抑制時間的粒度二AP評估信道質(zhì)量需要的時間+AP通知客戶端下線 時間+AP信道切換時間+客戶端重新連接需要的時間； 所述抑制時間的范圍二最大可能被干擾的AP數(shù)量々抑制時間的粒度。
本發(fā)明提供一種防止同頻干擾的裝置，包括
第一處理單元，用于判斷是否發(fā)生干擾，如否，進入空閑狀態(tài)，若是，進行信道抑 制，所述信道抑制包括確定抑制時間的范圍和粒度；
第二處理單元，用于進行信道質(zhì)量評估； 第三處理單元，用于在信道質(zhì)量評估完成后，進行信道選擇；
第四處理單元，用于根據(jù)選擇的信道進行信道切換。
優(yōu)選的，第一處理單元中包括計數(shù)器和確定單元； 所述計數(shù)器，用于對信號幀進行監(jiān)測，計算檢測到的信號幀的延遲次數(shù)； 所述確定單元，用于在設定時間內(nèi)所述計數(shù)器檢測的信號幀的延遲次數(shù)達到設定
閥值后，確定干擾發(fā)生。 優(yōu)選的，所述第一處理單元還包括信息處理器，用于確定抑制狀態(tài)的時間范圍和 粒度。 上述技術(shù)方案可以看出，由于本發(fā)明實施例采用分布式同頻干擾避免方法，WLAN 中的各個AP根據(jù)自身所處的環(huán)境判斷干擾，獨立的進行干擾避免，不受其他外界的干擾， 最終結(jié)果會使整個系統(tǒng)很快穩(wěn)定和收斂，因此特別適用于AP密集，嚴重干擾的情況。所以 本發(fā)明方法能夠有效避免在數(shù)字家庭無線局域網(wǎng)中各個AP之間的同頻干擾，及其他干擾 源對各AP的干擾。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
圖1是本發(fā)明一種防止同頻干擾的方法的流程圖；
圖2是本發(fā)明方法的場景應用圖；
圖3是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。 本發(fā)明實施例提供一種在WLAN中防止同頻干擾方法，能夠有效的防止無線局域 網(wǎng)中各個AP通信中的同頻干擾，本發(fā)明實施例還提供能防止同頻干擾的裝置。以下分別進 行詳細說明。 本方法通過周期的對當前工作信道干擾檢測來發(fā)現(xiàn)干擾，如果干擾發(fā)生，則等待 一段時間后，再去評估所有可用信道的質(zhì)量，為信道切換提供參考信道，最后挑選最優(yōu)信道 切換，實現(xiàn)了避免干擾。 本方法涉及AP的六個狀態(tài)空閑，干擾檢測，抑制，信道質(zhì)量評估，信道選擇和信 道切換。其中
1、空閑狀態(tài) 處于該狀態(tài)的AP正常的工作，同時啟動一個定時器，當定時器超時后，啟動當前
信道質(zhì)量評估。
2、干擾檢測狀態(tài) 當存在干擾時，AP會依據(jù)IEEE802. 11規(guī)范，延遲任何包的發(fā)送。這里的干擾，主 要指同頻干擾，同頻干擾既包括干擾源對地理位置較密集的AP進行干擾，也包括地理位置 較密集的各AP之間的同頻干擾。
3、抑制狀態(tài) 處于抑制狀態(tài)的AP，仍然正常工作，只是對新的干擾發(fā)現(xiàn)通知不再處理，并等待抑 制時間結(jié)束。 4、信道質(zhì)量評估狀態(tài)； 采用信道的空閑率和檢測到的AP數(shù)量來評價信道的質(zhì)量。 概括而言，本發(fā)明的方法包括在AP處于空閑狀態(tài)時啟動計時器，計時器超時后 進入干擾檢測狀態(tài)，檢測過程定期統(tǒng)計一定時間內(nèi)信號幀的延遲次數(shù)，當延遲次數(shù)達到一 個閥值時認為干擾發(fā)生，進入信道抑制狀態(tài)，再進行信道評估和信道選擇，最后依次釋放各 狀態(tài)，各個AP根據(jù)選擇的信道切換到不同信道。這樣就不需要中心集中控制器干預，各被 干擾AP只根據(jù)自身所處環(huán)境合理選擇切換信道即可。
以下結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的方法。
圖1是本發(fā)明的方法流程圖，包括步驟 1)判斷是否檢測到干擾，若是，進入2)，若否，進入信道空閑狀態(tài)； 當存在干擾時，AP會依據(jù)IEEE802. 11規(guī)范，延遲任何包的發(fā)送。如果干擾持續(xù)存
在的話，AP就不再能發(fā)出任何包來。而干擾的檢測需要在AP有流量和沒有流量的時候都
能穩(wěn)定工作。那么這個檢測的方法就不能像傳統(tǒng)的做法那樣基于數(shù)據(jù)流量。 本發(fā)明方法采用對發(fā)射臺的信號幀進行監(jiān)測的辦法判斷是否進行干擾檢測。因為
所有的AP都會定期廣播信號幀，而絕大部分AP的廣播間隔都是固定的100ms，因此本發(fā)明
在AP上啟動一個記數(shù)器，記錄信號幀延遲的次數(shù)，并且定期的統(tǒng)計一定時間內(nèi)，信號幀的
延遲次數(shù)。當延遲次數(shù)達到一個閥值時，即認為干擾發(fā)生了。該干擾檢測算法對AP的性能
和吞吐量不會有任何影響。而且檢測的方法本身簡單有效，結(jié)果也很準確可靠。 2)進行信道抑制； 當通過步驟l)檢測到干擾時，AP選擇一個隨機時間，然后進入抑制狀態(tài)。處于抑
制狀態(tài)的AP，仍然正常工作，只是對新的干擾發(fā)現(xiàn)通知不再處理，并等待抑制時間結(jié)束。 本發(fā)明引入抑制過程，而不是直接進入信道質(zhì)量評估階段的原因如下 當工作在同一信道的AP較密集時，往往同一干擾源會對多個AP造成干擾，如果此
時各AP在同一時間啟動信道質(zhì)量評估，將會對信道質(zhì)量做出相同的評價，所以必然導致當
干擾發(fā)生時，附近相同信道工作的AP都選擇相同的信道進行干擾避免，這樣各AP之間相互
干擾，導致性能并不理想。 當加入抑制過程后，各AP在抑制結(jié)束后，才去進行信道質(zhì)量評估，這樣如果有被 干擾的AP先切換到某一信道，后面的AP也可以通過信道質(zhì)量評估過程發(fā)現(xiàn)這一變化，所以 多個AP切換到相同信道的可能性大大降低。因此，本發(fā)明方法增加抑制過程步驟。
該階段一個關(guān)鍵的過程就是抑制時間的范圍和粒度的確定。抑制時間的粒度需要 根據(jù)AP從開始切換信道到信道切換完成并能正常工作所需要的時間確定。
抑制時間的粒度=AP評估信道質(zhì)量需要的時間+AP通知客戶端下線時間+AP信 道切換時間+客戶端重新連接需要的時間。 抑制時間的范圍=最大可能被干擾的八？數(shù)量*抑制時間的粒度。AP的抑制時 間可以是下列時間的任一值0*抑制時間的粒度，1*抑制時間的粒度，2*抑制時間的粒 度，……，最大可能被干擾的八？數(shù)量*抑制時間的粒度。
3)進行信道質(zhì)量評估； 當AP在一定范圍內(nèi)較密集時同一干擾源對多個AP干擾，因此各AP應依次結(jié)束抑 制狀態(tài)再進行信道質(zhì)量評估。 本發(fā)明采用信道的空閑率和檢測到的AP數(shù)量來評價信道的質(zhì)量。通過信道質(zhì)量 評估為信道選擇提供依據(jù)。 空閑率在一段時間內(nèi)，定時去檢測信道的占用情況，在一次檢測中，若載波檢測 機制或虛擬載波檢測機制指示信道空閑，則認為信道空閑，據(jù)此統(tǒng)計出信道的空閑率。 一般 說來，空閑率越高，則信道質(zhì)量也好。 載波檢測機制通過通用通信適配器CCA實現(xiàn)，CCA是IEEE802. 11物理層根據(jù)接收 端能量是否高于一個閥值來判斷當前無線介質(zhì)是處于忙狀態(tài)還是空閑狀態(tài)，如果檢測超過 閥值的任何能量，CCA將報告無線介質(zhì)當前狀態(tài)為忙。 AP數(shù)量通過監(jiān)聽信道上的信號幀來統(tǒng)計信道的上工作的AP數(shù)量，AP數(shù)量與范圍
內(nèi)整體信道質(zhì)量成正比。 4)進行信道選擇； 由于工作在相同信道上的無線設備越多，發(fā)送數(shù)據(jù)時碰撞的幾率越大，反而造成 信道的利用率低，所以單純用信道的空閑率作為挑選信道的依據(jù)，難免有失偏頗。所以本發(fā) 明方法同時結(jié)合可選信道上工作的無線設備數(shù)目、無線設備信號的強度等因素來確定切換 的信道，這樣選擇更為準確。 5)在完成信道選擇后，根據(jù)選擇的信道切換。 通過選擇可用信道的切換，避免干擾源對各AP及各個AP之間的同頻干擾。
以下結(jié)合一個應用例舉例說明本發(fā)明方法。 —般的，僅將1，6，11信道為可用的信道。假設采用四臺無線路由器、一個干擾源 和四臺筆記本搭建了測試平臺，四臺筆記本分別與四臺無線路由器關(guān)聯(lián)。干擾設備WD采用 連續(xù)的單窄波，工作在信道1 (CH1)所在的頻率上，處于AP2和P4的CCA范圍，對其構(gòu)成干 擾。如圖2所示，為本發(fā)明的場景應用圖。圖中包括4個AP，分別是AP1、AP2、AP3和AP4， 還包括干擾設備WD。 1)在檢測到干擾后，進入信道抑制過程 原本AP1和AP2、AP4在信道1上自由通信，AP1向AP2、AP4傳送數(shù)據(jù)，信道1處在 空閑狀態(tài)；加上干擾源WD， AP2、 AP4上計數(shù)器接收API發(fā)出的信號幀，當干擾發(fā)生，API的 信號幀超過100ms發(fā)送，AP2、AP4的計數(shù)器在超過100ms時進行計數(shù)，超過設定數(shù)目例如超 出32時判定干擾發(fā)生；AP2、 AP4進入抑制狀態(tài)，仍然正常工作，對新通知干擾不處理，等待 抑制時間結(jié)束。該階段一個關(guān)鍵的過程就是抑制時間的范圍和粒度的確定。抑制時間的粒度需要根據(jù)AP從開始切換信道到信道切換完成并能正常工作所需要的時間確定。 抑制時間的粒度=AP評估信道質(zhì)量需要的時間+AP通知客戶端下線時間+AP信
道切換時間+客戶端重新連接需要的時間。 抑制時間的范圍=最大可能被干擾的八？數(shù)量*抑制時間的粒度。AP的抑制時 間可以是下列時間的任一值0*抑制時間的粒度，1*抑制時間的粒度，2*抑制時間的粒 度，……，最大可能被干擾的八？數(shù)量*抑制時間的粒度。
2)啟動信道質(zhì)量評估過程及進行信道選擇 AP2、 AP4中虛擬載波檢測機制判定信道6和11為空閑信道虛擬的載波檢測機 制通過網(wǎng)絡向量分配(NAV)實現(xiàn)，無線設備在發(fā)送的每個分組中將通過持續(xù)時間duration 字段的值向其他移動站指示信道重新空閑所需的時間。所有收到該分組的移動站將根據(jù)該 duration字段的值更新自己的NAV，并隨著時間流逝，遞減NAV的值，當NAV的值為零時，無 線設備才有機會訪問信道；最后AP2、 AP4調(diào)頻到信道6，完成信道選擇。
3)根據(jù)選擇的信道進行信道切換。 AP2、AP4完成信道選擇后，進行信道切換。信道切換按現(xiàn)有過程操作，此處不再敘 述。 上述介紹了本發(fā)明的方法，相應的，本發(fā)明還提供一種防止同頻干擾的裝置。該裝 置為AP設備。 參見圖3，為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 該裝置包括第一處理單元、第二處理單元、第三處理單元和第四處理單元。
第一處理單元，用于判斷是否發(fā)生干擾，如否，進入空閑狀態(tài)，若是，進行信道抑 制，所述信道抑制包括確定抑制時間的范圍和粒度；
第二處理單元，用于進行信道質(zhì)量評估； 第三處理單元，用于在信道質(zhì)量評估完成后，進行信道選擇；
第四處理單元，用于根據(jù)選擇的信道進行信道切換。
其中，第一處理單元中包括計數(shù)器和確定單元； 所述計數(shù)器，用于對信號幀進行監(jiān)測，計算檢測到的信號幀的延遲次數(shù)； 所述確定單元，用于在設定時間內(nèi)所述計數(shù)器檢測的信號幀的延遲次數(shù)達到設定
閥值后，確定干擾發(fā)生。 所述第一處理單元還包括信息處理器，用于確定抑制狀態(tài)的時間范圍和粒度。
上述技術(shù)方案可以看出，由于本發(fā)明實施例采用分布式同頻干擾避免方法，WLAN 中的各個AP根據(jù)自身所處的環(huán)境判斷干擾，獨立的進行干擾避免，不受其他外界的干擾， 最終結(jié)果會使整個系統(tǒng)很快穩(wěn)定和收斂，因此特別適用于AP密集，嚴重干擾的情況。所以 本發(fā)明方法能夠有效避免在數(shù)字家庭無線局域網(wǎng)中各個AP之間的同頻干擾，及其他干擾 源對各AP的干擾。 需要說明的是，上述裝置和系統(tǒng)內(nèi)的各單元之間的信息交互、執(zhí)行過程等內(nèi)容，由 于與本發(fā)明方法實施例基于同一構(gòu)思，具體內(nèi)容可參見本發(fā)明方法實施例中的敘述，此處 不再贅述。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實施例的各種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，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質(zhì)中，存
7儲介質(zhì)可以包括只讀存儲器(ROM, Read Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM, Random Access Memory)、磁盤或光盤等。 以上對本發(fā)明實施例所提供的一種防止同頻干擾的方法及裝置，進行了詳細介 紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只 是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā) 明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理 解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
一種防止同頻干擾的方法，其特征在于，包括接入點AP設備判斷是否發(fā)生干擾，如否，進入空閑狀態(tài)，若是，進行信道抑制，所述信道抑制包括確定抑制時間的范圍和粒度；再進行信道質(zhì)量評估；在信道質(zhì)量評估完成后，進行信道選擇；根據(jù)選擇的信道進行信道切換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止同頻干擾的方法，其特征在于所述接入點AP設備通過對信號幀進行監(jiān)測判斷是否發(fā)生干擾，若設定時間內(nèi)檢測到 的信號幀的延遲次數(shù)達到設定閥值，認為干擾發(fā)生。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防止同頻干擾的方法，其特征在于所述接入點AP設備采用信道的空閑率和檢測到的AP設備數(shù)量來進行信道質(zhì)量評估。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防止同頻干擾的方法，其特征在于 所述抑制時間的粒度=AP評估信道質(zhì)量需要的時間+AP通知客戶端下線時間+AP信道切換時間+客戶端重新連接需要的時間；所述抑制時間的范圍二最大可能被干擾的AP數(shù)量*抑制時間的粒度。
5. —種防止同頻干擾的裝置，其特征在于，包括第一處理單元，用于判斷是否發(fā)生干擾，如否，進入空閑狀態(tài)，若是，進行信道抑制，所 述信道抑制包括確定抑制時間的范圍和粒度； 第二處理單元，用于進行信道質(zhì)量評估；第三處理單元，用于在信道質(zhì)量評估完成后，進行信道選擇； 第四處理單元，用于根據(jù)選擇的信道進行信道切換。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的防止同頻干擾的裝置，其特征在于， 第一處理單元中包括計數(shù)器和確定單元；所述計數(shù)器，用于對信號幀進行監(jiān)測，計算檢測到的信號幀的延遲次數(shù)； 所述確定單元，用于在設定時間內(nèi)所述計數(shù)器檢測的信號幀的延遲次數(shù)達到設定閥值 后，確定干擾發(fā)生。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的防止同頻干擾的裝置，其特征在于 所述第一處理單元還包括信息處理器，用于確定抑制狀態(tài)的時間范圍和粒度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防止同頻干擾的方法及裝置。本發(fā)明的方法包括接入點AP設備判斷是否發(fā)生干擾，如否，進入空閑狀態(tài)，若是，進行信道抑制，所述信道抑制包括確定抑制時間的范圍和粒度；再進行信道質(zhì)量評估；在信道質(zhì)量評估完成后，進行信道選擇；根據(jù)選擇的信道進行信道切換。本發(fā)明提供的方案能夠有效避免在數(shù)字家庭無線局域網(wǎng)中各個AP之間的同頻干擾，及其他干擾源對各AP的干擾。
文檔編號H04W24/00GK101790172SQ20101001940
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者傅明, 周倩, 羅笑南 申請人:中山大學