CN105578565A - 一种无线网络中信道扫描的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线网络中信道扫描的方法及系统，应用于包括AP设备的无线局域网中，所述AP设备包括一个无线网卡，且该无线网卡包括一个monitor接口和一个或者多个master接口，其中，所述信道扫描方法包括步骤有：无线驱动实现一种信道切换的接口，接受外部传入的信道切换表及信道切换时间，使monitor接口能改变所述无线网卡的信道；应用程序调用信道切换的接口，在第二固定时间内扫描全信道。本发明实现了monitor接口能够和master接口同时工作，且monitor接口可以根据应用层配置参数扫描全信道，对master接口的工作影响非常小。

Description

一种无线网络中信道扫描的方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种无线网络中信道扫描的方法。
背景技术
目前，在无线网络领域，无线局域网(WLAN，WirelessLAN)快速发展，对WLAN覆盖的需求也日益增长，同时，国家监管部门对无线网络的监管的需求也日益增长。因此，如何在提供公共WLAN的同时，进行无线网络信道扫描和监控，成为监管部门亟待解决的问题。
其中，作为无线局域网的一个重要部分，无线AP提供无线网络服务及实现全信道扫描功能，其同时有monitor模式和master模式，由于master模式的接口的存在，占用了无线物理网卡的信道，则monitor模式的虚拟接口是不能单独改变无线物理网卡的信道和功率，从而也就无法收集到邻近无线AP信息以及其他无线终端的MAC信息。
而现有技术中，如果一个无线AP内部有两块无线物理网卡同时工作时，可以设置其中一块无线物理网卡工作在master模式下，另一块无线物理网卡工作在monitor模式下，工作在monitor模式下的无线物理网卡就能收集到邻近无线AP信息以及其他无线终端的MAC信息，而且不影响工作在master模式下的无线物理网卡，但是，这样就需要修改无线AP的硬件，增加了一块无线物理网卡，从而大大增加了无线AP的成本。同时，如果在无线AP上只有一块无线物理网卡的情况下，应用程序可以调用无线驱动的scan命令，实现全信道切换，这样实现收集邻近无线AP信息以及其他无线终端的MAC信息，从而达到监控的目的，但是调用驱动scan命令的缺点有：信道切换顺序不可控制，切换时间不可控制，从而使得监控不易控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述无法收集到邻近无线AP信息以及其他无线终端的MAC信息，提供一种无线网络中信道扫描的方法。
本发明解决上述问题的技术方案是：
一种无线网络中信道扫描的方法，应用于包括AP设备的无线局域网中，其特征在于：所述信道方法包括以下步骤：
S1、无线驱动实现一种信道切换的接口，接受外部传入的信道切换表及信道切换时间，使monitor接口能改变所述无线网卡的信道；
S2、无线驱动调用无线驱动中信道保持接口，使所述无线网卡的信道切换到指定信道；
S3、无线驱动检查信道切换列表中是否有信道未切换，如果有，则执行所述步骤S2，否则执行所述步骤S4；
S4、应用程序调用信道切换的接口，并按照信道扫描列表，在第二固定时间内扫描全信道；
S5、使所述无线网卡恢复到master接口的工作信道，仅扫描master接口的工作信道，并使master接口提供无线服务第三固定时间。
在本发明所述的一种无线网络中信道扫描的方法中，所述步骤S1还包括以下步骤：
将接口功率调至最大，并设置定时器，使所述无线网卡的信道停留在指定信道的停留时间为第一固定时间。
在本发明所述的一种无线网络中信道扫描的方法中，所述第一固定时间由应用程序传递给无线驱动去设置。
在本发明所述的一种无线网络中信道扫描的方法中，在所述步骤S4中，所述第二固定时间为信道切换列表中的信道数目乘以第一固定时间；在所述步骤S5中，所述第三固定时间由应用程序控制，且设置为30秒。
在本发明所述的一种无线网络中信道扫描的方法中，在所述步骤S4中，所述信道扫描列表为选取不相干扰的信道的错位顺序。
本发明还提供了一种无线网络中信道扫描的系统，该无线网络包括多个AP设备，其特征在于，所述AP设备包括一个无线网卡，且该无线网卡包括一个monitor接口和一个或者多个master接口，其中，所述monitor接口用于扫描无线网络上的所有信道的无线帧；所述master接口用于提供无线网络服务；所述AP设备执行所述信道扫描方法，使得monitor接口和master接口能同时工作。
基于一个无线网卡，本发明实现了monitor接口能够和master接口同时工作，且根据应用层配置参数，monitor接口可以进行扫描全信道，而且每次扫描占用时间短而可控，无线用户尚未感知即能完成扫描工作，因而，对master接口的工作影响非常小。同时信道切换规则以及信道停留时间等控制信息由应用程序传给驱动去执行，方便业务逻辑的修改；以及monitor接口抓获的所有无线数据帧都由应用层去处理，监控业务逻辑编写非常容易，成本低廉，可移植性非常强。
附图说明
图1是本发明实施例的无线网络的示意图。
图2是本发明实施例的一种无线网络中信道扫描的方法的流程图。
图3是本发明实施例的全信道扫描的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明实施例的无线网络的示意图。无线网络100包括AP(接入点)110、120、130及140和STA(移动台)102，其中，AP分别分布在不同的场所，如火车站、商店、汽车站、网吧等，提供无线网络服务，同时进行全信道扫描；STA102可以是能够在无线网络100中通信的任何类型的移动台，比如，可以是计算机、个人数字助理，支持无线的蜂窝电话、具有内置无线能力的无线设备等。当STA102从汽车站走到网吧时，在汽车站时，AP130使用信号132与STA102通信，信号132利用很多可能的信道中的一条信道，AP130进行全信道扫描，将STA102的所在地点(汽车站)上传给中心控制器150；在网吧时，AP140使用信号142与STA102通信，信号142利用很多可能的信道中的一条信道，AP140进行全信道扫描，将STA102的所在地点(网吧)上传给中心控制器150。其中，AP130和140将STA102的所在地点上传给中心控制器150可以是通过无线传输，还可以是通过有线传输。
可以理解，通过AP130和140给STA102提供无线网络服务，并进行全信道扫描，将STA102的所在地点上传给中心控制器150，则中心控制器150就能够知道STA102的移动路线，从而能对STA102进行监管。
在本实施例中，AP设备包括一个无线网卡，该无线网卡包括一个monitor接口和一个或者多个master接口，其中，monitor接口用于扫描无线网络上的所有信道的无线帧；多个master接口用于给多个STA提供无线网络服务。应用层分析处理monitor接口捕获到的无线数据帧，并扫描分析无线终端的上网移动轨迹以及其他业务要求。
由于无线驱动的限制，以及master接口提供无线网络服务的制约，若monitor接口需要修改无线网卡的信道，就要在无线驱动中增加一种信道切换的机制。
如图2所示，为本发明实施例的一种无线网络中信道扫描的方法的流程图。该信道扫描的方法应用在一个同时存在monitor模式和master模式的AP设备中，例如，应用在图1中AP130和140。
下面详细说明下该信道扫描方法，包括以下步骤：
S201、无线驱动实现一种信道切换的接口，接受外部传入的信道切换表及信道切换时间；
在此步骤中，无线驱动实现一种信道切换的接口，是为了使monitor接口能修改所述无线网卡的信道，
S202、无线驱动调用remainofchannel接口(信道保持接口)，并设置定时器，使得所述无线网卡的信道停留在指定信道第一固定时间，并将所述信道切换的接口的功率调至最大；
从步骤S201和S202中，可以理解，第一固定时间是信道切换时间，且第一固定时间由应用程序传递给无线驱动去设置。
S203、无线驱动检查信道切换列表中是否有信道未切换；
在此步骤中，如果无线驱动检查到列表中有信道未切换，则执行步骤S201，如果无线驱动检查到列表中没有信道未切换，则执行步骤S203。
S204、应用程序调用信道切换的接口，在第二固定时间内扫描全信道；
在此步骤中，第二固定时间为信道切换列表中的信道数目乘以第一固定时间，由应用程序控制，在实际扫描过程中约为1秒。在实际应用时，利用相应的信道扫描参数，对2.4GHz或者5GHz的频道进行全信道扫描，信道扫描的顺序为不相干扰的错位信道，后续以示意图的形式说明，在此不再赘述。
S205、使无线网卡恢复到master接口的工作信道，仅扫描master接口的工作信道，并使master接口提供无线服务第三固定时间。
在此步骤中，可以理解，应用程序进行信道切换扫描之后，无线网卡才恢复到master接口的工作信道，并仅扫描master接口的工作信道。另外，第三固定时间由应用程序控制，且设置为30秒。
在上述步骤的基础上，如果应用程序再次开启一轮全信道扫描，再执行上述步骤，可以看出，每隔30秒，进行一次信道扫描，且每次信道扫描的占用时间短且可控，从而对master接口的工作影响非常小。上述步骤执行之后，应用程序将扫描收集到的邻居AP信息，以及其他无线终端的MAC信息上报给中心控制器，则中心控制器分析无线终端的移动行为轨迹信息以及其他业务信息，可以理解，应用层处理扫描到的全信道的无线数据帧。
如图3所示，为本发明实施例的全信道扫描的示意图。在本实施例中，信道扫描列表和扫描时间等参数均是根据应用层配置的，信道扫描列表选取不相干扰的错位顺序，如图所示，为1，7，13…其中1、7、13均表示信道编号，无线驱动按照该扫描列表，开始设定信道为相应的扫描信道，并调整功率以及其他额外参数。图中示出了两轮全信道扫描情况，一轮全信道扫描结束之后，无线驱动恢复信道为AP的master接口设定的工作信道，为无线终端提供无线网络服务。
基于一个无线网卡，本发明实现了monitor接口能够和master接口同时工作，且根据应用层配置参数，monitor接口可以进行扫描全信道，而且每次扫描占用时间短而可控，无线用户尚未感知即能完成扫描工作，因而，对master接口的工作影响非常小。同时信道切换规则以及信道停留时间等控制信息由应用程序传给驱动去执行，方便业务逻辑的修改；以及monitor接口抓获的所有无线数据帧都由应用层去处理，监控业务逻辑编写非常容易，成本低廉，可移植性非常强。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种无线网络中信道扫描的方法，应用于包括AP设备的无线局域网中，其特征在于：所述信道扫描方法包括以下步骤：
S1、无线驱动实现一种信道切换的接口，接受外部传入的信道切换表及信道切换时间，使monitor接口能改变所述无线网卡的信道；
S2、无线驱动调用无线驱动中信道保持接口，使所述无线网卡的信道切换到指定信道；
S3、无线驱动检查信道切换列表中是否有信道未切换，如果有，则执行所述步骤S2，否则执行所述步骤S4；
S4、应用程序调用信道切换的接口，并按照信道扫描列表，在第二固定时间内扫描全信道；
S5、使所述无线网卡恢复到master接口的工作信道，仅扫描master接口的工作信道，并使master接口提供无线服务第三固定时间。
2.根据权利要求1所述的一种无线网络中信道扫描的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括以下步骤：
将接口功率调至最大，并设置定时器，使所述无线网卡的信道停留在指定信道的停留时间为第一固定时间。
3.根据权利要求2所述的一种无线网络中信道扫描的方法，其特征在于，所述第一固定时间由应用程序传递给无线驱动去设置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种无线网络中信道扫描的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述第二固定时间为信道切换列表中的信道数目乘以第一固定时间；在所述步骤S5中，所述第三固定时间由应用程序控制，且设置为30秒。
5.根据权利要求4所述的一种无线网络中信道扫描的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述信道扫描列表为选取不相干扰的信道的错位顺序。
6.一种无线网络中信道扫描的系统，该无线网络包括多个AP设备，其特征在于，所述AP设备包括一个无线网卡，且该无线网卡包括一个monitor接口和一个或者多个master接口，其中，所述monitor接口用于扫描无线网络上的所有信道的无线帧；所述master接口用于提供无线网络服务；所述AP设备执行所述信道扫描方法，使得monitor接口和master接口能同时工作。
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