CN103269498B - 一种邻频干扰的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种邻频干扰的检测方法及装置，该方法包括：AP按照设定周期在自身所占信道上广播第一静默报文；在第一设定时长内对信道进行频谱分析，得到信道的频谱分析数据；根据得到的频谱分析数据中各采样点的RSSI值，确定满足预设条件的频谱分析数据，并判断确定出的频谱分析数据的数量是否大于等于设定数量；在判断为大于等于设定数量的情况下，确定自身存在邻频干扰。在本发明实施例中，AP通过发送静默报文，使接收到此报文的STA和AP处于静默状态一段时间，然后只对自身占用的信道进行频谱分析，无需对其他信道进行频谱分析，即可检测AP是否存在邻频干扰，这就节省了很多时间，进而提高了检测效率。

Description

一种邻频干扰的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种邻频干扰的检测方法及装置。

背景技术

无线局域网络(WirelessLocalAreaNetwork，WLAN)是使用无线通信技术将计算机设备互连，构成可以互相通信和资源共享的局域网络。

如图1所示，目前WLAN架构通常包括网关101、与网关101交互的核心交换机102、与核心交换机102交互的无线控制器((AccessControler，AC)103和至少一台接入交换机104、与接入交换机交互的至少一个接入点105(AccessPoint，AP)以及与AP105交互的至少一个站点106(Station，STA)等。在此架构中，对于AP105提供的与站点106进行通信的无线网络资源，可以由AC103从2.4GHz频段上分布的14个信道(如图2所示)中选择信道分配道给AP，也可以人工设置信道资源，这样在AC已为WLAN架构中的AP分配信道，用户又为AP私设信道的情况下，用户使用WLAN时往往会受到私设信道的频段干扰，即出现邻频干扰的现象。

所谓的邻频干扰，是指干扰源信道的信号功率落入用户正在通信的信道内造成的信号干扰，它会影响WLAN架构的整体服务性能。目前，通常利用无线入侵检测系统(WirelessIntrusionDetectionSystem，WIDS)检测邻频干扰，具体检测流程为：AP扫描自身所占信道，直到获取到自身所占信道上接收的所有报文；然后从获取到的所有报文中解析出引导接入帧，进一步判断引导接入帧中是否携带有其他AP标识；在判断为是的情况下，即检测出存在邻频干扰，在判断为否的情况下，还要依次对与自身所占信道存在重叠频段的其他信道进行扫描，最终检测AP自身是否存在邻频干扰。在这里，例如AP所占信道的是1信道，那么，在检测出1信道不存在邻频干扰的情况下，还需依次检测与1信道存在重叠频段的2-5信道，并且在扫描每个信道时，往往需要等待一段时间才能够获取到信道上接收的所有报文，例如等待几百毫秒。

从上述检测邻频干扰流程可以看出，虽然通过上述检测方式可以检测邻频干扰，但是，AP在扫描每个信道时，都要等待一段时间才能获取到信道上接收的所有报文，并且AP可能要不断调换扫描信道，以检测邻频干扰，这样就导致检测邻频干扰的效率较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种邻频干扰的检测方法及装置，用以解决采用现有邻频干扰的检测方式检测效率低的问题。

基于上述问题，本发明实施例提供的一种邻频干扰的检测方法，应用于WLAN中，包括：

AP按照设定周期在自身所占信道上广播第一静默报文，所述第一静默报文用于将接收到该报文的站点STA和其他AP静默第一设定时长；

在所述第一设定时长内对所述信道进行频谱分析，得到所述信道的频谱分析数据，所述频谱分析数据包括多个采样点的接收信号强度指示(ReceivedSignalStrengthIndication，RSSI)值；

根据得到的频谱分析数据中各采样点的RSSI值，确定满足预设条件的频谱分析数据，并判断确定出的频谱分析数据的数量是否大于等于设定数量；

如果判断为大于等于所述设定数量，则AP确定自身存在邻频干扰。

本发明实施例提供的一种邻频干扰的检测装置，应用于WLAN中，包括：

广播模块，用于按照设定周期在自身所占信道上广播第一静默报文，所述第一静默报文用于将接接收到该报文的站点STA和其他AP静默第一设定时长；

频谱分析模块，用于在所述第一设定时长内对所述信道进行频谱分析，得到所述信道的频谱分析数据，所述频谱分析数据包括多个采样点的接收信号强度指示RSSI值；

确定模块，用于根据得到的频谱分析数据中各采样点的RSSI值，确定满足预设条件的频谱分析数据；以及在判断模块判断为大于等于所述设定数量时，确定自身存在邻频干扰；

判断模块，用于判断确定模块确定出的频谱分析数据的数量是否大于等于设定数量。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种邻频干扰的检测方法及装置，该方法应用于WLAN中，具体包括：首先，AP会按照一定周期在自身所占信道上广播第一静默报文，此报文可将接收到该报文的STA和其他AP静默第一设定时长，这样，其他信道下的STA和AP正常工作，不影响其他用户的正常通信，之后，AP可在第一设定时长内对信道进行频谱分析，从而得到信道的频谱分析数据；然后再根据得到的频谱分析数据中各采样点的RSSI值，来确定满足预设条件的频谱分析数据；最后，再判断选择出的频谱分析数据的数量是否大于等于设定数量，在判断出是的情况下，即AP确定自身存在邻频干扰。本发明实施例只需对自身占用的信道进行频谱分析，无需对其他信道进行频谱分析，即可检测AP是否存在邻频干扰，这就节省了很多时间，进而提高了检测效率。

附图说明

图1为现有WLAN架构的示意图；

图2为现有2.4G频段上的14个信道的分布示意图；

图3为本发明实施例提供的邻频干扰的检测方法流程图；

图4为本发明实施例提供的确定满足预设条件的频谱分析数据的流程图；

图5为本发明实施例提供的经过平滑处理后的频谱分析数据图的示意图；

图6为本发明实施例提供的邻频干扰的检测装置的结构示意图。

具体实施方式

在采用现有的无线入侵检测系统检测邻频干扰的过程中，AP在扫描信道时，需要等待一段时间才能获取到所有报文，然后进行后续分析，在检测过程中，AP可能需要不断调换扫描频段，以检测出邻频干扰，这样一来，检测邻频干扰的时间就较长，导致检测的效率低。基于此问题，本发明实施例提供一种邻频干扰的检测方法及装置，在该方法中，AP通过发送静默报文，可使自身所占信道下所有接收到此报文的STA和AP处于静默状态一段时间，其他信道下的STA和AP正常工作，不影响其他用户的正常通信，且在这种情况下，只需对自身占用的信道进行频谱分析，无需对其他信道进行频谱分析，即可检测AP是否存在邻频干扰，这就节省了很多时间，进而提高了检测效率。

下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的一种邻频干扰的检测方法及装置及基站的具体实施方式进行说明。

本发明实施例提供的一种邻频干扰的检测方法，应用于WLAN中，如图3所示，具体包括以下步骤：

S301：AP按照设定周期在自身所占信道上广播第一静默报文；

S302：在第一设定时长内对信道进行频谱分析，得到信道的频谱分析数据；

S303：根据得到的频谱分析数据中各采样点的RSSI值，确定满足预设条件的频谱分析数据；

S304：判断确定出的频谱分析数据的数量是否大于等于设定数量，若是，执行步骤S305；否则，执行步骤S306；

S305：AP确定自身存在邻频干扰；

S306：结束检测。

较佳地，在上述步骤S301中，上述设定周期和第一设定时长均可以根据WLAN网络的实际情况来设定，例如设定周期可为120秒，第一设定时长可为1000微秒，当然二者也可以是其他数值。

需要说明的是，为了便于检测AP自身是否存在邻频干扰，AP通过广播静默报文的方式来实现，上述第一静默报文主要用于将接收到该报文的STA和其他AP静默第一设定时长。也就是说，接入此AP的STA和与AP共用信道的其他AP接收到此报文后，可以解析出来，停止工作一段时间；对于占用其他信道的AP或接入其他信道的AP的STA来说，即使收到此报文，也无法解读，仍然继续工作。

进一步地，本发明实施例为了防止广播的第一静默报文丢失，进而导致后续的误检测，本发明实施例是采用发送两次静默报文的方式，例如在发送第一静默报文之前，先在自身所占信道上广播第二静默报文，此报文将接收到该报文的STA和其他AP静默时间较短的第二设定时长，接着再发出符合后续频谱分析时间要求的第一静默报文。在这里，第二设定时长仍可根据WLAN网络的实际情况来设定，且通常小于第一设定时长，例如在第一设定时长为1000微秒的情况下，第二设定时长可为50微秒，当然第二设定时长也可以是其他数值。可选地，上述第一静默报文和第二静默报文均可以是CTS-to-SELF报文。

较佳地，在上述步骤S302中，AP在对自身所占信道进行频谱分析时，一般需要204微秒完成一次频谱分析，这样一来，AP可确定出在第一设定时长内能够进行频谱分析的次数，例如在第一设定时长为1000微秒的情况下，可以对AP占用的信道进行4次频谱分析，这样的话，后续即可得到4条频谱分析数据。

需要说明的是，AP每完成一次频谱分析即可得到一条频谱分析数据，此条频谱分析数据实际上是AP对一次频谱分析后的数据进行快速傅立叶变换之后得到的，通常包括有多个采样点的RSSI值，例如对于22M宽度的信道来说，每条频谱分析数据中一般包括有256个采样点的RSSI值。

在这里，如果AP对所占信道进行了4次频谱分析，那么，即可得到4条频谱分析数据。另外，AP对自身占用信道进行频谱分析的具体处理流程为现有技术，在此不再赘述。

较佳地，在上述步骤S303中，如图4所示，AP可通过执行下述流程确定出满足预设条件的频谱分析数据：

S401：AP从得到的频谱分析数据中，选择不包括非干扰源的RSSI值的频谱分析数据，并对选择出的频谱分析数据进行平滑处理；

S402：计算平滑处理后的频谱分析数据中每个采样点的RSSI值与设定的初始RSSI值的差值；

S403：统计平滑处理后的频谱分析数据中计算出的差值大于设定门限值的采样点数；

S404：判断平滑处理后的频谱分析数据中统计出的采集点数是否超过设定个数，若是，执行步骤S405，否则，执行步骤S406；

S405：AP将对应的频谱分析数据作为确定出的频谱分析数据；

S406：结束。

较佳地，在上述步骤S401中，在AP经频谱分析后得到的频谱分析数据中，可能会存在窄带干扰数据，也就是说，得到的频谱分析数据中有一部分频谱分析数据可能包括有非干扰源的RSSI值，这种数据的存在会导致后续无法判断邻频干扰，因此，本发明实施例是将不包括非干扰源的RSSI值的频谱分析数据作为后续判断的依据，由此，执行此步骤可将不包括非干扰源的RSSI值的频谱分析数据先选择出来。在这里，AP选择不包括非干扰源的RSSI值的频谱分析数据的具体流程为现有技术，在此不再赘述。

进一步地，为了减小因频谱分析导致采样点的信号能量出现较大起伏而导致后续的误判，本发明实施例需要对选择出的频谱分析数据再进行一次平滑处理。在这里，通常采用预设窗口对频谱分析数据进行平滑处理，例如采用预设窗口大小为1MHz的窗口进行处理，具体的平滑处理流程为现有技术，在此不再赘述。

较佳地，在上述步骤S402中，上述设定的初始RSSI值可根据人工对WLAN网络的多次分析后的经验来设定，例如设定的初始RSSI值可为-85dbm，当然也可以是其他数值，在此不再一一枚举。

进一步地，在上述步骤S403中，上述设定的门限值仍可根据人工对WLAN网络的多次分析后的经验来设定，例如设定的门限值可为10dbm，当然也可以是其他数值，在此不再一一枚举。

较佳地，在上述步骤S404中，由于WLAN网络中的AP使用的通常是2.4G频段上的信道，每个信道的带宽为22MHz，这样，每个信道和其他信道重合频段范围为5MHz或者2MHz，由于频谱分析数据中包括的采样点有256个，那么，5MHz内通常对应58个采样点，2MHz内通常对应24个采样点，在这种情况下，在与AP自身所占信道的频段重叠的范围为5MHz时，可将上述设定个数设为58个；在与AP自身所占信道的频段重叠的范围为2MHz时，可将上述设定个数设为24个。

例如，假设AP所占信道为1信道，设定的初始RSSI值为-85dbm，设定的门限值为10dbm，那么，从图5所示的一张平滑处理后的频谱分析数据图中可以看到，从2.407GHz对应的采样点的RSSI值突变到-65dbm，此时与-85dbm相差20db，大于10dbm，可以从此采样点开始计数，统计大于10dbm的采样点的个数，以便于后续判断。

较佳地，在上述步骤S304中，由于AP确定出的频谱分析数据可能有多条，在这种情况下，为了防止误判，通常会设定数量门限，以更准确地确定出邻频干扰。假设设定数量的数值为3，如果AP确定出4条(大于3条)符合上述条件的频谱分析数据，符合数量判定条件，在这种情况下，AP确定出自身存在邻频干扰。

另外，在本发明实施例中，在经过上述步骤S301-S306之后，如果AP确定出自身存在邻频干扰，那么，还可通过下述流程进一步确定邻频干扰的信道：

AP将任一条选择出的频谱分析数据中RSSI值与设定的初始RSSI值的差值大于设定门限值的第一个采样点的频段对应的信道，确定邻频干扰的信道。

在这里，由于频谱分析的周期通常较短，这样，在确定出的频谱分析数据中，第一个采样点对应的频段通常是一样的，并且通常是与AP所占用的信道重叠的其他信道的起始频段位置，本发明实施例可根据此特性，进一步确定出邻频干扰的信道，例如，仍以AP占用1信道为例，如图5所示，AP在频谱分析到2.407GHz对应的采样点时，发现此采样点的RSSI值为-65dbm，与-85dbm相差20db，大于10dbm，也就是说，此采样点是第一个采样点，由于此采样点对应的是2信道的起始频段位置，即2.407GHz频段，因此，可以据此确定AP受到的是2信道的干扰。

需要说明的是，一般在正常的无线网络环境下，AP同时受到几个信道的邻频干扰的情况甚少，即使出现几个信道的邻频干扰，采用上述方法，也只能检测出一个信道的邻频干扰，如果想要检测出其他信道的邻频干扰，还需在采用一定的手段排除掉识别出的信道的邻频干扰后，才能检测出来。另外，本发明实施例提供的上述邻频干扰的检测方法，不仅可以应用于2.4G频段，还可以应用于5G频段。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种邻频干扰的检测装置，由于该装置所解决问题的原理与前述邻频干扰的检测方法相似，因此该装置的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的邻频干扰的检测装置，应用于WLAN中，如图6所示，具体包括：

广播模块601，用于按照设定周期在自身所占信道上广播第一静默报文；

在这里，上述第一静默报文用于将接收到该报文的站点STA和其他AP静默第一设定时长；

频谱分析模块602，用于在第一设定时长内对信道进行频谱分析，得到信道的频谱分析数据；

在这里，上述频谱分析数据包括多个采样点的接收信号强度指示RSSI值；

确定模块603，用于根据频谱分析模块602得到的频谱分析数据中各采样点的RSSI值，确定满足预设条件的频谱分析数据；以及在判断模块604判断为大于等于设定数量时，确定自身存在邻频干扰；

判断模块604，用于判断确定模块603确定出的频谱分析数据的数量是否大于等于设定数量。

较佳地，上述确定模块603，具体用于从频谱分析模块602得到的频谱分析数据中，选择不包括非干扰源的RSSI值的频谱分析数据，并对选择出的频谱分析数据进行平滑处理；计算平滑处理后的频谱分析数据中每个采样点的RSSI值与设定的初始RSSI值的差值；统计平滑处理后的频谱分析数据中计算出的差值大于设定门限值的采样点数；判断统计出的采样点数是否超过设定个数；以及在判断为超过设定个数时，将对应的频谱分析数据作为确定出的频谱分析数据。

较佳地，上述广播模块601，还用于在自身所占信道上广播第二静默报文。

在这里，上述第二静默报文用于将接收到该报文的STA和其他AP静默第二设定时长，且第二设定时长小于第一设定时长。

较佳地，上述确定模块603，还用于将任一条确定出的频谱分析数据中RSSI值与设定的初始RSSI值的差值大于设定门限值的第一个采样点的频段对应的信道，确定为邻频干扰的信道。

较佳地，上述广播模块601发送的第一静默报文和第二静默报文均可为CTS-to-SELF报文。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种邻频干扰的检测方法，应用于无线局域网络WLAN中，其特征在于，包括：

接入点AP按照设定周期在自身所占信道上广播第一静默报文，所述第一静默报文用于将接收到该报文的站点STA和其他AP静默第一设定时长，所述接收到该报文的站点STA和其他AP是指接入该AP的STA和与该AP共用信道的其他AP；

在所述第一设定时长内对所述信道进行频谱分析，得到所述信道的频谱分析数据，所述频谱分析数据包括多个采样点的接收信号强度指示RSSI值；

根据得到的频谱分析数据中各采样点的RSSI值，确定满足预设条件的频谱分析数据，并判断确定出的频谱分析数据的数量是否大于等于设定数量；

如果判断为大于等于所述设定数量，则AP确定自身存在邻频干扰。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下述方式确定满足预设条件的频谱分析数据：

AP从得到的频谱分析数据中，选择不包括非干扰源的RSSI值的频谱分析数据，并对选择出的频谱分析数据进行平滑处理；

计算平滑处理后的频谱分析数据中每个采样点的RSSI值与设定的初始RSSI值的差值；

统计平滑处理后的频谱分析数据中计算出的差值大于设定门限值的采样点数；

判断平滑处理后的频谱分析数据中统计出的采样点数是否超过设定个数；

如果判断为超过设定个数，AP将对应的频谱分析数据作为确定出的频谱分析数据。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在AP广播所述第一静默报文之前，还包括：

AP在自身所占信道上广播第二静默报文，所述第二静默报文用于将接收到该报文的STA和其他AP静默第二设定时长，所述第二设定时长小于所述第一设定时长。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

AP将任一条确定出的频谱分析数据中RSSI值与设定的初始RSSI值的差值大于设定门限值的第一个采样点的频段对应的信道，确定为邻频干扰的信道。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一静默报文和第二静默报文均为CTS-to-SELF报文。

6.一种邻频干扰的检测装置，应用于无线局域网络WLAN中，其特征在于，包括：

广播模块，用于按照设定周期在自身所占信道上广播第一静默报文，所述第一静默报文用于将接收到该报文的站点STA和其他AP静默第一设定时长，所述接收到该报文的站点STA和其他AP是指接入该AP的STA和与该AP共用信道的其他AP；

频谱分析模块，用于在所述第一设定时长内对所述信道进行频谱分析，得到所述信道的频谱分析数据，所述频谱分析数据包括多个采样点的接收信号强度指示RSSI值；

确定模块，用于根据频谱分析模块得到的频谱分析数据中各采样点的RSSI值，确定满足预设条件的频谱分析数据；以及在判断模块判断为大于等于设定数量时，确定自身存在邻频干扰；

判断模块，用于判断确定模块确定出的频谱分析数据的数量是否大于等于设定数量。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于从频谱分析模块得到的频谱分析数据中，选择不包括非干扰源的RSSI值的频谱分析数据，并对选择出的频谱分析数据进行平滑处理；计算平滑处理后的频谱分析数据中每个采样点的RSSI值与设定的初始RSSI值的差值；统计平滑处理后的频谱分析数据中计算出的差值大于设定门限值的采样点数；判断统计出的采样点数是否超过设定个数；以及在判断为超过设定个数时，将对应的频谱分析数据作为确定出的频谱分析数据。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述广播模块，还用于在自身所占信道上广播第二静默报文，所述第二静默报文用于将接收到该报文的STA和其他AP静默第二设定时长，所述第二设定时长小于所述第一设定时长。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块，还用于将任一条确定出的频谱分析数据中RSSI值与设定的初始RSSI值的差值大于设定门限值的第一个采样点的频段对应的信道，确定为邻频干扰的信道。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述广播模块发送的第一静默报文和第二静默报文均为CTS-to-SELF报文。