CN107211282B - 用于关于网络间干扰向无线计算机网络提出建议的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于关于网络间干扰向无线计算机网络在其生命期期间提出建议的系统和方法。本发明方法首先观测初始通道利用简况及对应的动态网络要素的时隙和第一网络的网络特性，并且存储为历史通道利用简况。干扰第二网络的初始传输简况也被记录。然后阈值传输简况记录为历史传输简况。聚合器通过比较历史通道利用简况与运行时间阈值传输简况确定干扰模式，并且向第一网络的网络管理器关于易干扰区建议和预警合适的网络动作。本发明的系统包含：具有共用多网络干扰观测器的第一网络，用于关于网络间的干扰提出建议。

Description

用于关于网络间干扰向无线计算机网络提出建议的系统和 方法

技术领域

本发明涉及用于关于网络间干扰向无线计算机网络提出建议的系统和方法。

背景技术

在大区域中配置的多网络环境中，需要在网络生命期期间管理干扰。这是因为一些通信协议诸如无线高速可寻址远程传感器（WirelessHART）和WLAN在相同的工业、科学以及医学（ISM）频带上以及有时紧密接近地工作，从而造成相互之间的干扰。

基于WirelessHART和WLAN标准的网络部署成用于在打算用于工业、科学以及医学（ISM）用途的相同无执照无线电频带上操作。当这两种网络在相同的工业厂区或者相互邻近操作时，则二者之间必定存在干扰。这些干扰的影响和造成的性能退化在本领域中是众所周知的。

在WirelessHART网络中，伪随机通道跳跃特征确保了WirelessHART网络在时间的任意长度期间内不会固定在特定的通道上。因此，该特征能在一定程度上消除干扰。然而，当两个或多个信息分组在同一时间和频率上传输使得分组在同一个物理空间 “碰撞”时，问题会出现。即使具有精准的系统模型和网络部署，也不总是可以限制在工业厂区生命周期期间的干扰；这可能主要是由于任一网络拓扑的变化（网络要素的添加或去除）或者随着厂区物理结构本身的变化。任何预操作干扰避免技术主要只考虑历史干扰信息数据用于提供任何必要输入至规划和工程阶段。因此，网络（拓扑、物理结构，对于某些网络要素的优先级）中的动态变化和造成的在运转阶段期间出现的干扰不可能被充分地解决。相应地，在网络运转阶段期间需要额外的措施以便限制来自其它干扰网络的干扰的影响。

本发明目的

本发明的主要目的是用于提供关于网络间干扰向无线计算机网络提出建议的系统和方法，其中基于利用受干扰网络的网络要素的运行时间与历史通道利用数据和干扰网络的传输简况（profile）。

本发明的目的是用于向无线计算机网络提出建议的系统和方法，其中共用多网络干扰建议装置配置成用于在网络生命期期间关于周期性与非周期性的网络间干扰向网络提出建议。

本发明的目的还是用于向无线计算机网络提出建议的系统和方法，其中共用多网络干扰建议装置配置成用于基于从历史事件的模式匹配来预警可能的网络间干扰预防动作。

本发明的目的还是用于向无线计算机网络提出建议的系统和方法，其中共用多网络干扰建议装置配置成用于在来自相邻网络的这种干扰发生之前通过考虑关于可能的网络间干扰的模式，向网络提出建议。

本发明的另一个目的是用于在网络生命期期间关于网络间干扰向无线计算机网络提出建议的系统和方法，其中网络间干扰对于网络要素和网络特性的动态变化是自适应的。

发明内容

本发明提供用于关于网络间干扰向无线计算机网络在其生命期期间提出建议的系统和方法。本发明方法首先观测初始通道利用简况及对应的动态网络要素的时隙和第一网络的网络特性，并且存储为历史通道利用简况。干扰第二网络的初始传输简况也被记录。然后阈值传输简况被记录为历史传输简况。聚合器通过比较历史通道利用简况与运行时间阈值传输简况来确定干扰模式，并且对第一网络的网络管理器关于易干扰区建议和预警合适的网络动作。本发明的系统包含：具有共用多网络干扰观测器的第一网络，用于关于网络间的干扰提出建议。

附图说明

图1是本发明的示例性高级别示意系统架构。

图2是本发明的系统的共用多网络干扰建议装置的示意表示。

图3是流程图，图示关于网络间干扰向无线网络提出建议的方法示例。

图4是流程图，图示确定通道利用简况和网络的网络特性的方法示例。

图5是流程图，图示关于网络间干扰向网络提出建议和预警的方法示例。

图6是示意附图，描述受干扰网络的易干扰区。

图7是在解决无线HART干扰中的CMIA处理流程的示例性流程图。

图8描述本发明的CMIA示例性建议装置动作。

图9是表格，图示在实现受干扰网络的通道和时隙占用中的动态变化的情况下的方法示例。

具体实施方式

现在将在下文参考附图更完善地描述本发明的主旨。然而本发明可能实施在许多不同形式中，因此其不应该解释为受限于本文阐述的实施例。而是，这些实施例的提供使本公开将更加透彻和完整，以及将本发明的范围完全传达至本领域技术人员。本领域技术人员可以能够使用本发明的各种实施例。

在本发明中，描述了用于关于网络间干扰向无线计算机网络提出建议的系统，其基于利用网络间干扰和网络活动的运行中信息和历史信息。

相应地，在本发明中描述了配置于大区域的多网络环境，其中多网络干扰建议装置（CMIA）保护受监视网络的网络要素的运行时间和历史活动信息，以及然后以建议形式将仅与易干扰区相关的活动信息提供至受建议的目标网络。该建议包含潜在高活动性（highactivity）区间的基于历史数据库的预警、运行时间活动信息、运行时间干扰信息以及基于从数据库较早期事件的模式匹配的可能预防动作。

本发明系统能在以下环境中实现：诸如两个或以上互相紧密接近地工作的WLAN网络、两个或以上互相紧密接近地工作的WirelessHART网络、一个WirelessHART网络在WLAN网络附近操作、在ISM频带中操作的任何网络，等等。

相应地，本发明提供关于网络间干扰向无线计算机网络提出建议的系统，尤其用于异构网络。网络间干扰通常是从相邻网络的传输装置的传输幅度和频率、操作通道的重叠而产生的无线电频率干扰。

如图1所图示，本发明的示例性宽广系统架构100包含第一网络101，其在本发明中有利地是具有WLAN网络要素（诸如服务器、客户端、防火墙、存储网络、路由器、交换器、网络适配器等）布置的WLAN网络。实现用于本发明的第一网络101的示例性无线LAN技术（WLAN）是IEEE802.11标准。如下文所描述，图1是第一网络101的示例，一些网络要素示出为客户端装置（客户端1……N），具有对应的网络接入点，以及共有多网络操作建议装置104。客户端装置可以是平板式个人电脑、个人数字助手（PDA）、桌面PC、移动电话、膝上型电脑中的一个或多个。然而无线客户端装置可大体是任何具有无线能力的客户端装置。客户端装置也可以是具有无线能力的有线客户端装置。此外，用于关于网络间干扰向无线计算机网络提出建议的实现可以通过多种其它通用或者专用装置环境或者配置来实现。可能适合使用的众所周知的装置、系统、环境和配置的示例包含：多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费者电子产品、视频会议装备、小型计算机和其某种组合，等等。

第一网络101可以是任何在工业、科学以及医学（ISM）频带中操作的网络。第一网络101，在本示例性实施例中示出为单个单元，并且在此理解为第一网络101也可以是一组网络。第一网络101还提供有动态联网特性，诸如网络要素的容量或密度、物理网络结构、网络拓扑以及应用优先级。第一网络101的拓扑可以是联网拓扑（诸如点对点、总线、星状、环状、网状、树状、混合和菊花链）中的一种或者其适当的组合。第一网络的物理结构包含网络要素间的相对距离，其中这些网络要素在网络操作过程期间设置成改变其彼此之间的相对物理位置。网络要素的容量或密度包含指定区域的网络要素出于多种原因所经历的变化的信号强度，该多种原因诸如物理障碍的合并、网络要素多层取向的移位等等，导致信号强度的变化，导致来自网络的网络要素的信号的重叠，从而造成干扰。动态联网特性包含在第一网络的运行期间发生的网络拓扑中任何变化。

第一网络101连接至至少第二网络或邻近网络102或一组网络，其图示地示出为网络或一组网络，其干扰第一网络101。如在本发明中示例性地实现的第二网络102是遵从IEEE802.15.4的高速可寻址远程传感器协议（WirelessHART）。示例性通信协议可合适地适配于第二网络102，包含：WLAN、WirelessHART、Zigbee、蓝牙装置网络、近场通信（NFC）以及其它相似的网络。因此，在如图1所示配置于大区域的多网络环境中，需要在网络生命期期间管理干扰。这是因为之前提及的通信协议诸如WirelessHART和WLAN在相同ISM频带上以及有时邻近地工作从而彼此造成干扰。

第一网络101提供有网络管理器103。网络管理器103装备成用于控制和管理第一网络101的网络要素。网络管理器103是计算装置，配置成用于执行功能或网络动作：诸如启用和/或禁用网络要素相应功能、配置参数诸如网络要素的传输功率、操作通道和频率、网络冲突检测等等。本发明中，网络管理器103还配置成用于从共用网络干扰建议装置104接收网络建议以及采用网络动作的形式实现建议。网络管理器103还能够实现为在网络接入点和路由器中所布置的可执行装置。

网络管理器103的数量和功能方面在考虑诸如网络要素的异构性和拓扑等因素下能够被适用地适配。换言之，设想多于一个网络管理器也处于本发明的范围中。

同样地，第二网络102或者该组网络还提供有网络管理器105。在本发明中，网络管理器105还配置成用于以网络动作的形式从共用网络干扰建议装置104处接收网络建议以及用于实现建议。

在本发明的一方面，如图2所示，共用多网络干扰建议装置（CMIA）104连接至第一网络101。该共用多网络干扰建议装置104布置用于收集第一网络101网络要素的运行时间和历史活动信息，以及仅提供与必须被建议的第二网络102中的易干扰区相关的活动信息。

CMIA是处理器，包括具有处理器可执行指令的集成电路（ICs）。备选地，处理器的可执行物还能够由量子计算、光计算和类似物所实施。

CMIA包含观测器106、具有处理器的数字计算装置，其配置成用于观测运行时间中的第一网络101网络事件的通道利用和来自第二网络102的网络干扰。该观测器106布置用于动态地观测网络事件的出现，诸如第一网络101网络要素的通道利用，其出现在实时和在周期与非周期阶段中。换言之，观测器106顺序地监视在每一个可用通道第一网络101的网络吞吐率（throughout）（其是第一网络101网络数据成功传送率），以便观测每一个可用通道的利用程度。通道利用的观测为通道操作的进一步配置作出准备，诸如特定通道的分配或重新分配、一个或多个通道的黑名单化，以及一个或多个通道的临时挂起。

观测器106还配置成用于通过优选地测量在第一网络101不同通道的分组数据的丢失和通过测量在第一网络101有效带宽的下降来感测来自第二网络102的网络间干扰。

观测器106还是监听块，连续监听节点活动和任何来自第一网络101的网关/接入点的与干扰相关的信息。观测器106从个体网络（第一网络）的网络管理器接收关于在相应网络的节点运行时间活动的更新，以及干扰信息（频谱利用），其可能由网络中节点（在第一网络中）观测。该信息被处理，并且通信模式将存储于历史数据库。该信息还传达至建议部件。

在本发明的再另一方面中，聚合器107作为具有处理器的数字计算装置，连接至观测器106并且配置成用于从来自相邻网络102的受观测的网络干扰中确定运行时间中的阈值网络干扰。聚合器107通过网络节点或接口连接至观测器106。

聚合器107进一步配置成识别由于相邻网络102的存在而造成的第一网络101的易干扰区，并且存储对应的阈值网络干扰。

聚合器107还通过以下方式配置成聚合输入：将值规格化以确定运行时间中的阈值网络干扰的网络干扰模式，以及通过网络管理器103和105向网络易干扰区建议网络动作，以及将网络干扰模式存储至下文将会描述的动态数据库群集中。

动态数据库群集108连接至第一网络101以及配置成存储关于干扰第二网络的通道利用和阈值传输简况的信息。动态数据库群集108有利地以多层结构化构件的形式，具有高速大数据构件109和持久性数据构件110。混合数据库连接器111布置用于连接高速数据构件109和持久性数据构件110。高速大数据构件109有利地是存储介质，用于处理高速和大量的数据。介质使用分布式计算和平行数据处理。高速大数据构件109存储第一网络101的网络要素的细节，诸如服务集标识符（SSID）、IP地址、带宽、通道、网络拓扑信息、网络活动、干扰、物理结构以及类似物。此外，网络活动模式诸如尤其从第二网络102引发的在第一网络中出现的周期性活动和干扰（传输简况）的模式也被存储于高速大数据构件109。这些模式包含运行时间和历史模式。在本发明中，数据群集优选用于在有效的管理数据冗余、负载均衡和网络要素可扩展性中起协助作用。高速大数据构件109运用基于宽栏存储的数据结构。例如，诸如

和Big Table的数据库。持久性数据构件被并入用于存储经验证的活动和干扰模式。尤其当在网络101的网络架构中实行基础变化对网络实体行为或功能造成影响时，持久性数据构件107采取成用于保存活动和干扰模式的先前版本。例如，在网络规划阶段期间部署的收发器的数量和配置发生变化的情况下，本发明中的持久性数据构件不仅动态适配于这些变化而且保留收发器的两个版本。持久性数据构件107优选地是RDBMS。备选地，平行数据库还可用于本发明中的系统。

为了在不同类型和配置的两个群集之间通信，混合数据库连接器111作为数字处理器连接高速大数据构件109和持久性数据构件110两者与网络的其它要素。混合数据库连接器111布置成用于处理数据构件109和110的结构和非结构数据。

网络动作通信器112连接至聚合器107以及配置成用于传递网络建议至网络管理器103和105。该网络动作通信器112是数字处理器，其连接至聚合器以用于以网络消息的形式接收网络动作和传输该网络动作至网络管理器，或者在系统被手动操作的情况下传输可听消息。

收发器113连接至网络动作通信器112以用于接收和传递建议至第一网络101的指定的网络资源以及还传递至第二网络102。该收发器113是路由器、交换器或者适配器。

本发明还提供关于网络间干扰在网络生命期期间向无线计算机网络提出建议的方法。关于网络间干扰向无线计算机网络提出建议的方法以处理器可执行指令的形式实现。大体上，处理器可执行指令包含：例程、程序、协议、对象、函数、接口、部件、数据结构等等，其执行特定任务。本发明方法还可以实现于分布式处理环境，其中任务由通过通信链路或网络连接的远程关联处理装置所执行。该处理器可执行指令可位于分开的存储介质，通过不同的处理器执行以及在传输介质上传播。

在相邻网络位于彼此的周围并且可能寻找和/或共享网络资源与网络数据的环境中，被选择的网络（第一网络）或者多个网络在开始时初始化为确定和存储用于执行网络事件的第一网络的动态网络要素在运行时间的通道利用。第一网络的CMIA观测、搜集以及存储该信息作为历史信息在数据库中，并且通过相应网络管理器向视为干扰网络的第一和第二网络（相邻网络）建议合适的网络动作。

通道利用通过确定以下内容来在周期性和非周期性阶段中执行：网络要素的容量、网络拓扑、物理网络结构以及应用优先级的动态特性。

每当相似网络事件在第一网络中以重现方式发生时，有关通道利用的历史信息由CMIA所检索，以及预先向（特别是属于干扰第二网络的）网络管理器建议对应的网络动作。

网络事件是周期性以及非周期性的。周期性网络事件包含调度的网络事件，诸如在所给时间点中定期出现的导致网络带宽峰值消耗的第一网络的活动的开端。而，非周期性事件是那些零星出现的事件，诸如由于网络要素数量增加而造成的额外的对WLAN（第一网络）通道的需求。

因此，这些网络事件的出现，由于造成不期望的网络活动（诸如带宽下降、网络分组数据丢失、网络IP地址冲突），对第一网络资源的运行造成影响。

CMIA除了监视第一网络的网络事件之外，还通过观测来自第二网络或者周围相邻网络的网络干扰以确定运行时间中的阈值传输简况。在此过程中，CMIA确定第一网络的易干扰区以及将阈值传输简况存储于数据库中。

CMIA连续监视WLAN网络（第一网络）的频谱利用，然后将该信息馈送至典型地位于WirelessHART拓扑中的网关处的WirelessHART（第二网络）的网络管理器。因此除了运行中频谱利用信息之外，CMIA还提供WLAN网络的历史频谱利用信息至WirelessHART网络管理器。运行中信息能关于在一天过去的某分钟/小时期间某通道的密集使用而警告WirelessHART网络管理器；而，历史信息能关于在一天特定时间期间频繁使用的通道密集使用进行警告。例如，WLAN网络可能只在厂区办公工作小时期间是活动的，以及因此仅影响在这些工作小时期间与WLAN客户端紧密接近的那些WirelessHART现场装置。

第二网络（WirelessHart）的传输简况（网络间干扰）也同样是周期性以及非周期性的。周期性网络干扰包含在相邻网络定期寻找第一网络资源的情况下与第一网络的网络要素的事件与通道同步相重叠的干扰。周期性干扰出现在比如当卸货车靠近第一网络周围并试图寻找和访问第一网络的资源或带宽的情况时。因此，这些网络干扰的出现由于造成不期望的网络活动（诸如带宽下降、网络分组数据丢失、网络IP地址冲突）而给第一网络资源运行造成影响。

通过CMIA的网络干扰确定由以下一个或多个步骤来执行：在运行时间中，吞吐数据的监视，确定分组数据冲突，测量网络干扰的幅度和类型。

网络干扰是静态的以及移动的。换言之，本发明方法在相邻网络的网络要素是静态或者移动的情况下都能够实现。

CMIA配置成用于通过比较当前网络干扰与之前或历史干扰以及通过向第一和第二网络的网络管理器建议对应的网络动作来确定运行时间中的网络阈值网络干扰的网络干扰模式。

CMIA从网络要素、网络事件、网络干扰、网络建议中确定干扰模式。这些包含：动态网络拓扑事件、历史事件、实时干扰、网络建议消息、优先网络要素、网络应用以及网络活动日志。

通过CMIA向网络管理器建议网络动作包含：避免网络事件时隙和频率的同步，减少第二网络的带宽使用组装，从易干扰区路由第二网络的数据分组，将第一网络的网络要素在使用（under use）的通道列入黑名单，减少网络要素的更新率，通过较低的吞吐率管理网络事件;以及通过使对于阈值网络干扰的在使用的通道不可用来重新配置第一网络的网络要素。

通过CMIA建议的网络动作是预防性的、实时的以及基于接近度的。

通过具体参照图3至图5现在进一步描述用于关于网络间干扰向无线计算机网络在其生命期期间提出建议的方法。本方法中，一旦开启要求被监视网络干扰的网络（第一网络），除了引导过程例程的执行之外，第一网络的网络管理器还有利地执行动态网络要素的通道利用简况的记录。通道利用简况识别和指明第一网络的每一个网络要素的通道使用的细节，同时执行被指派的用户任务。该通道利用简况的细节包含：通道数量、通道频率和传输功率或传输的幅度。除了这些细节之外，还有动态网络要素的相应通道利用简况的对应的时隙。此外，还捕捉第一网络的网络特性。该初始通道利用简况作为历史通道利用简况存储于第一网络的动态数据群集中。周期性地、非周期性地、在运行时间中和在网络生命期范围的过程期间执行通道利用简况的捕捉。还会在运行时间中捕捉网络特性和网络要素中的任何变化，以及将其存储于动态数据群集中。第一网络的通道利用简况的捕捉提供对第一网络的每一个网络要素的网络状态和数据流的洞察。

附随地，干扰或相邻第二网络的初始传输简况的观测或监听由观测器所执行，其中初始传输简况干扰第一网络的初始通道利用简况。受观测的初始传输简况传递至第一网络的聚合器。周期性地、非周期性地以及在运行时间中执行传输简况的观测。观测器连续地监听寻找或者干扰第一网络通道利用简况的相邻网络的传输简况。初始传输简况包含以下各项的细节：干扰第二网络的网络名称、服务集标识符（SSID）、网络类型、时间、接近度、网络强度、间歇或持久的干扰等。

聚合器分析初始传输简况并且确定可能干扰第一网络通道利用简况的阈值传输简况。换言之，聚合器忽略那些简短和间歇的实际不引起对第一网络的干扰的传输简况。

例如，在具有11 mbps数据率的网络中，典型峰值信噪比（SNR）是7 db，其被当作低等级干扰或者传输简况。较高的峰值SNR能高达24 db，其被当作高等级干扰或者传输简况。为了平衡网络之间的干扰，聚合器保持SNR大于24 db。因此，如表1所示，较低干扰的阈值为7 db而较高干扰的阈值为24 db。

表1

802.11数据率（Mbps）	SNR（dB）	802.11g数据率（Mbps）	SNR（dB）
				1	0	6	5
2	2	9	6
				5.5	3	12	8
11	7	18	10
						24	13
		36	16
						48	21
		54	24

如图6所示，当这样做的时候，聚合器还将识别第一网络的易干扰区，使得只有网络的的受相邻网络（第二网络）的大量干扰所影响的区域被考虑到建议中。

一旦确定阈值传输简况，聚合器将这些阈值传输简况作为历史传输简况存储于动态数据群集中。

一旦确定阈值传输简况，聚合器获得比较历史通道利用简况与运行时间阈值传输简况的任务以用于获取运行时间中的干扰模式。将该干扰模式存储于动态数据群集中。该干扰模式是在各种网络阶段（诸如周期性、非周期性和运行时间）而确定的那些匹配事件，其用于在该干扰发生之前向网络管理器发起抢占式动作（诸如预警潜在干扰），以便第一网络能够采取合适的补救措施：保护第一网络的通道利用简况或者将第一网络的资源重新分配，以便允许第一网络资源用于干扰网络。将如此确定的网络模式存储于动态网络数据群集中。

因此，聚合器关于易干扰区向第一网络的网络管理器提出建议，用于发起恰当合适的网络动作。

通过聚合器建议网络动作含有多层动作，在取决于传输简况（干扰）的本质和类型的情况下，聚合器建议动作，诸如：对干扰第二网络减少带宽分配，从第一网络的易干扰区路由第二网络的数据分组，对第二网络将第一网络的网络要素在使用的通道列入黑名单，以及通过优化第一网络的吞吐率以管理第一网络的网络活动。

而通过聚合器的预警是通过建议网络管理器避免由第二网络的通道利用简况的时隙和频率的同步所执行。

在本发明的系统和方法中，基于第二网络（WirelessHART）传输简况的控制第一网络WLAN传输的实体取决于WLAN网络的配置而有利地布置于应用层或网络层中。比如，在以下任意一个或多个步骤中，基于WirelessHART流量优选地协调WLAN流量。

在从主控（Master）的应用层控制WLAN传输的情况下，能够根据时分多址（TDMA）操作第一网络（WLAN）。该主控能够从WirelessHART静态链路表传输调度中获得输入，以及当WirelessHART现场装置在高干扰区是活动时避免在通道&时隙的传输。在此情况中，WLAN传输的控制发生于实现TDMA方案的控制器的应用层中。

WLAN第一网络具有诸如点协调功能（PCF）的接入方法，接入点担当点协调器，并且协调在WLAN网络中的通信。轮询协调器一直具有通道上的优先级。以PCF 模式的通道访问为中心，以及因此点协调器将CF-Poll帧发送至具有PCF能力的站以准许其传输帧。如此以PCF 模式用作点协调器的馈送有关于WirelessHART链路表传输调度的信息的WLAN接入点能够保持无WLAN流量的WirelessHART传输时隙，因而减少干扰。

在第一网络（WLAN）操作于混合协调模式（HCF）的情况下，协调器（接入点）在帧的某部分期间控制WLAN传输，以及在该无竞争时期的时期能被WirelessHART网络用于传输。这要求WirelessHART网络管理器以及WLAN接入点之间的协调。此处可理解，CMIA可要求对WirelessHART和WLAN系统的协议栈的极少或无变化。额外需要用于处理这样变化的可执行物能够适用地并入应用层以增加该功能。

本发明的方法的实现现以以下说明性示例而实例化。

示例1

第一网络提供有WLAN以及第二网络，其具有WirelessHART架构。每当WirelessHART落入WLAN网络的工作范围中时，WirelessHART现场装置和WLAN客户端的通道利用简况的重叠在某些重干扰区中被观测。在本实例中，来自WLAN的干扰只有在由WirelessHART网络访问的地区才显著。显著地远离WLAN客户端的WirelessHART现场装置只诱发中到低的干扰。CMIA然后建议第一网络的网络管理器向网络管理器建议执行网络重置方法（诸如黑名单化、重新配置）以便在由WirelessHART装置引起的干扰周围工作。CMIA连续地监听在WLAN网络中有关处于重干扰区的WLAN客户端的通道使用简况的活动，并且然后向WirelessHART充分地告知运行中和历史数据。基于来自CMIA的该信息，在调度的时间WirelessHART网络管理器执行网络重新配置，如图7所示，诸如：

（i）重新配置网络使得在重干扰区的WirelessHART现场装置不被分配潜在受WLAN网络干扰的任何通道；

（ii）经过操作员手动或者自动将被WLAN网络重度使用的通道列入黑名单（通过网络管理器）；

（iii）降低更新率或者仅仅激活某些能够以较低吞吐率或者延时（由于干扰造成）管理的应用。比如，在一天某小时期间或者当WLAN网络有突然重度的利用时，应用的要求可从控制改成针对特别是易干扰的区的仅日志应用。

示例2

第一网络提供为WLAN以及第二网络提供有WirelessHART架构。WirelessHART布置成落入WLAN网络的工作范围中，由此观测WirelessHART现场装置对WLAN客户端通道利用简况的重叠。如图8所示，CMIA向WLAN网络管理器提供WirelessHART装置的传输调度，以及网路管理器建议WLAN接入点基于来自WirelessHART网络可用的静态调度信息以中央式控制第一网络的传输。如图8所示的具有WirelessHART网络传输调度信息的链路表通过CMIA被馈送于控制WLAN传输的实体。典型地在WirelessHART网络中，网络管理器在配置阶段期间已经定义在不同现场装置之间的通道和时隙调度。类似这样的表维持静态直到下一个配置期。该信息直接馈送于WLAN，并且基于该信息，WLAN网络在高干扰区中以合适的时间以及采用非干扰通道调度其传输。考虑寻找WLAN资源的WirelessHART传输简况，在来自WirelessHART的活动对于选择区造成干扰的情况下，对应的WLAN通道受干扰影响。比如，如图8所示，在时隙1中的7号通道从网络管理器处接收指令以移位至2号通道。同样地，2号通道的活动被移至时隙29的6号通道处。

如图9所示的是在网络管理器和CMIA之间的一些通信示例性情景。这些示例性情景强调阈值干扰（传输简况）和对应的网络建议和动作（包括预警）的确定。

在一个情景中，WirelessHART网络管理器能向CMIO告知下一个间隔的传输调度。如图9序号1所示，CMIO将该信息传递至周围的其它网络管理器，以及其他网络管理器采取必要的动作以避免时隙&频率组合以避免对于自身和WirelessHART网络的可能干扰。

在另一个示例性情景中，在企业级WLAN和工厂级WirelessHART网络共存的建立中，历史数据库含有与WLAN网络相关的模式，诸如其是活动的预期的时间期间。CMOA建议工厂级WirelessHART在该繁忙期间减少带宽使用，或者在远离办公空间的网状路径中路由分组，如图9序号2和3所示。

在再另一个示例性情景中，一个网络的网络管理器能够向CMIA宣布给定的通道在给定的时间期间中将是活动的。如图9序号4和5所示，CMIA向在周围的其它网络管理器提出建议，以便它们能够避免给定的通道。

在再另一个情景中，无线应用用于重工程企业（诸如采矿、石油和天然气），其中干扰网络事件跟随有一阵网络活动。比如，接近的集装箱或卸货车，跟随有许多在通信网络上的通信，用于协调周围中的不同节点的动作。CMIA检测与事件对应的这种通信模式，并且基于这样事件预测网络活动。它基于其检测的事件关于对于网络即将到来的繁忙期间向周围的网络提出建议，以便附近网络管理器能够采取步骤来管理干扰流量，如图9序号7所示。

本发明的优势

本发明的系统和方法能够实现有对于网络（诸如WirelessHART和WLAN）的协议栈的极少或无变化。

本发明的系统和方法鉴于一个网络已经在适当位置而实现基于ISM网络的有效部署，或反之亦然。

本发明的系统和方法能够实现在网络的应用层。

Claims (10)

1.一种用于向无线计算机网络在其生命期期间关于网络间干扰提出建议的方法，所述方法包括以下步骤：

（i）通过观测器确定至少第一网络的初始通道利用简况以及对应的动态网络要素的时隙和网络特性，以及将所述初始通道利用简况作为历史通道利用简况存储于所述至少第一网络的动态数据群集中；

（ii）通过所述观测器观测至少干扰第二网络的初始传输简况，其中所述初始传输简况干扰所述至少第一网络的所述初始通道利用简况，以及将所述初始传输简况传递至聚合器；

（iii）通过所述聚合器确定阈值传输简况以及识别易干扰区，以及将所述阈值传输简况作为历史传输简况存储于所述动态数据群集中；

（iv）通过所述聚合器通过比较历史通道利用简况和运行时间阈值传输简况而确定运行时间中的干扰模式，并且将所述干扰模式存储于所述动态数据群集中；

（v）关于所述易干扰区向所述至少第一网络的网络管理器建议网络动作；以及

（vi）基于所述干扰模式关于所述通道利用简况向所述网络管理器发出预警和警报。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述初始通道利用简况、运行时间通道利用简况和运行时间传输简况是周期性以及非周期性的。

3.如权利要求1所述的方法，其中初始传输简况和运行时间阈值传输简况的所述观测通过以下方式执行：

a．识别所述干扰第二网络的名称；

b．检测将受所述干扰第二网络干扰的所述第一网络的节点ID；以及

c．从所述第一网络中获取运行时间通道利用简况。

4.如权利要求1所述的方法，其中网络动作的所述建议包括以下中的一个或多个步骤：

a．对所述干扰第二网络减少带宽分配；

b．从所述第一网络的所述易干扰区中路由所述第二网络的数据分组；

c．对于所述第二网络将所述第一网络的网络要素在使用的通道列入黑名单；以及

d．通过优化所述第一网络的吞吐率以管理所述第一网络的网络活动。

5.如权利要求1所述的方法，其中通过对所述网络管理器提出建议来执行所述预警以避免由所述第二网络的所述通道利用简况的时隙和频率的同步。

6.一种用于关于网络间干扰向无线计算机网络提出建议的系统，包括：

（i）具有动态网络要素的至少第一网络以及具有网络管理器的至少干扰第二网络；

（ii）共有多网络干扰观测器，包含：

- 至少观测器，配置成用于观测运行时间中的所述第一网络的动态网络要素的通道利用简况和所述干扰第二网络的阈值传输简况；

- 聚合器，可操作地连接至所述观测器，所述聚合器配置成用于从被观测的网络干扰确定运行时间中的阈值网络干扰；

- 动态数据群集，可操作地连接至所述第一网络以及配置成用于存储关于通道利用和阈值传输简况的信息；

- 所述聚合器进一步配置成用于识别所述第一网络的易干扰区，以及用于存储所述阈值传输简况，以及用于在运行时间中确定所述阈值传输简况的网络干扰模式，以及通过所述网络管理器向所述网络易干扰区建议网络动作，以及将所述网络干扰模式存储在所述动态数据群集中；以及

-网络动作通信器，可操作地连接至所述聚合器以及配置成用于将网络建议传递至所述网络管理器。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述动态网络要素包含网络拓扑、物理网络结构、客户端装置以及应用优先级。

8.如权利要求6所述的系统，其中所述第一网络是无线局域网络（WLAN）以及所述第二网络是高速无线可寻址远程传感器（WirelessHART）协议，或者是在工业、科学以及医学（ISM）频带上操作的网络。

9.如权利要求6所述的系统，其中收发器设置成用于将所述第一和第二网络连接，所述收发器是路由器、交换器或者适配器。

10.如权利要求6所述的系统，其中所述动态数据群集包括：

（a）至少高速大数据构件；

（b）至少持久性数据构件；以及

（c）混合数据库连接器，可操作地将所述高速大数据构件和所述持久性数据构件连接。

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