CN115516828A - 网络环境健康监视 - Google Patents

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CN115516828A CN202180032635.8A CN202180032635A CN115516828A CN 115516828 A CN115516828 A CN 115516828A CN 202180032635 A CN202180032635 A CN 202180032635A CN 115516828 A CN115516828 A CN 115516828A
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Abstract

通过下列项提供了网络环境健康监视：接收警报，该警报指示第一站(STA)正在经历低于质量阈值的与第一接入点(AP)的连接；识别在第一AP的一跳内连接到与第一AP的共享网络的AP的集合；聚合来自第一AP和该AP的集合中的每个AP的针对第一STA的信号度量；基于聚合的信号度量，识别该连接低于质量阈值而执行的原因；以及基于识别的原因，执行补救策略。

Description

网络环境健康监视
技术领域
本公开中呈现的实施例总体涉及无线网络管理。更具体地，本文公开的实施例提供对位于环境中的用户装置设备与服务该用户装置设备的接入点之间的干扰的检测、识别和改善。
背景技术
无线网络管理应用具有若干强大的工具来自动更改网络配置，以更好地服务连接到网络中的接入点(AP)的各种用户装置设备(也称为站或STA)。给定STA的低性能的根本原因可以包括：不正确的设备设置(例如，天线上增益不足)、STA处的来自环境源的干扰、沿到AP的信号路径的干扰(例如，来自不同网络的AP部分)、或在AP处接收/处理过多流量。导致较低性能的这些根本原因中的每一个被不同地应对，并且针对一个根本原因的解决方案可能加剧由于不同的根本原因的低性能。此外，由于计算资源有限，并且根本原因分析会消耗宝贵的带宽，因此识别并解决导致较差信号质量的特定根本原因可能难以确定。
附图说明
为了能够详细理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施例来获得对上文简要概括的本公开的更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，要注意，附图说明了典型的实施例，因此不应被视为限制性的；其他同等有效的实施例被考虑。
图1示出了根据本公开的实施例的信令环境。
图2示出了根据本公开的实施例的使用若干AP的网络的部署场景。
图3示出了根据本公开的实施例的通过无线网络部署的路径。
图4是根据本公开的实施例的方法的流程图。
图5示出了根据本公开的实施例的关于图4讨论的方法的部分的详细视图。
图6示出了根据本公开的实施例的计算设备的硬件。
为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图共有的相同要素。预期在一个实施例中公开的要素可以有益地用于其他实施例中，而无需具体叙述。
具体实施方式
概览
本发明的各方面在独立权利要求中阐述并且优选特征在从属权利要求中阐述。一个方面的特征可以单独地或与其他方面结合应用于任何方面。
本公开中提出的一个实施例是一种方法，包括：接收警报，该警报指示第一站(STA)正在经历低于质量阈值的与第一接入点(AP)的连接；识别在第一AP的一跳(hop)内连接到与第一AP的共享网络的AP的集合；聚合来自第一AP和该AP的集合中的每个AP的针对第一STA的信号度量；基于聚合的信号度量，识别该连接低于质量阈值而执行的原因；以及基于识别出的原因，执行补救策略。
本公开中提出的一个实施例是一种计算机可读存储设备，包括指令，该指令当由处理器执行时能够执行包括下列项的操作：接收警报，该警报指示第一站(STA)正在经历低于质量阈值的与第一接入点(AP)的连接；识别在第一AP的一跳内连接到与第一AP的共享网络的AP的集合；聚合来自第一AP和该AP的集合中的每个AP的针对第一STA的信号度量；基于聚合的信号度量，识别该连接低于质量阈值而执行的原因；以及基于识别出的原因，执行补救策略。
本公开提出的一个实施例是一种设备，包括：处理器；以及存储器存储设备，包括指令，该指令当由处理器执行时使得设备能够执行以下操作：接收警报，该警报指示第一站(STA)正在经历低于质量阈值的与第一接入点(AP)的连接；识别在第一AP的一跳内连接到与第一AP的共享网络的、能够听到从第一AP发送的信标的AP的集合；从第一STA接收第一STA能够听到的AP列表；通过从该AP的集合移除出现在AP列表中的AP来从该AP的集合中选择AP子集；聚合来自第一AP和AP子集中的每个AP的针对第一STA的信号度量；基于聚合的信号度量，识别该连接低于质量阈值而执行的原因；以及基于识别出的原因，向第一STA发送补救策略。
示例实施例
本公开提供了对站(STA)以及与STA相关联的接入点(AP)(即维持与给定STA的无线通信会话的AP)之间的不良信号性能的检测和改善。AP识别与AP的共享网络中的一个或多个其他AP，这些其他AP在接收在AP和STA之间传输的信号的范围内。AP或网络控制器将其他AP观察到的信号度量与该AP观察到的度量进行聚合，以确定AP和STA之间的较差连接性的根本原因(例如，环境影响、恶意AP/STA、网络拥塞、较差天线设置等)。一旦识别出根本原因，则AP执行适当的动作来解决较差连接性，这可以包括通信的功率或频带调整、恶意设备遏制、将STA切换到不同的AP或AP中的不同无线电等。
图1示出了根据本公开的实施例的信令环境100。在信令环境100中，AP 110维持与STA 120的连接以在这两个设备之间发送和接收通信。然而，其他信号源可能干扰AP 110和STA 120之间的通信，或以其他方式导致STA 120从AP 110接收到低于期望的服务水平。
例如，AP 110可以服务与STA 120竞争网络资源的若干其他STA 130，这降低了STA120的可用带宽。因此，STA 120可能与AP 110具有较强且不受阻碍的信号，但由于AP 110将网络资源分配给其他STA 130而无法接收到期望的服务水平。因此，增加STA 120和AP 110之间的通信功率(例如，重新配置AP 110或STA 120的天线的增益或方向性)、切换信道、或清除干扰源的信道将对STA 120接收到的服务水平的影响很小。相反，AP 110可以将STA120切换到网络中的另一个AP(未示出)、限制其他STA 130的资源消耗、指示STA 120重新评估期望的服务水平(例如，降低某些应用的流量的优先级以接收其他应用的更好的服务、确定是否可以降低期望的服务水平等)。
在另一示例中，作为不同网络的一部分的恶意AP 140和恶意STA 150可能尝试使用与AP 110和STA 120相同的频带/信道。由于恶意AP 140和恶意STA 150在AP 110(或与AP110的共享网络中的其他AP或中央控制器)的直接控制之外(反之亦然)，这两个网络可能同时使用相同的频率空间和信道，造成两个网络之间的干扰。增加STA 120和AP 110之间的通信功率可以有效地相对于恶意AP 140和恶意STA 150的信号在空间上隔离STA 120或AP110的信号并提高STA 120或AP 110的信号相对于恶意AP 140和恶意STA 150的信号的信噪比(SNR)，但也可能升级恶意AP 140和恶意STA 150增加相应的信号强度以试图克服AP 110和STA 120对恶意网络上的干扰的响应周期。类似地，将STA 120切换到与AP 110的共享网络中的不同AP可以有效地减轻来自恶意网络的干扰，但也可能由于恶意网络的响应周期而无效。替代地，AP 110可以将STA 120切换到另一个信道或清理信道(例如，使恶意AP 140和恶意STA 150切换信道)以提高对AP 110和STA 120的服务质量。
在另一示例中，环境干扰源160可能阻挡或反射AP 110和STA 120之间的信号，或者可能产生影响AP 110和STA 120之间的信号质量的噪声170。例如，物体可能反射和/或吸收在AP 110和STA 120之间运载的信号，并且各种电子设备(例如，微波炉、自动门传感器)可能在AP 110和STA 120使用的信道上主动产生噪声170。这种环境干扰源160通常是局部的，但会影响若干信道。因此，切换到不同信道或尝试清理信道可能是无效的，并且取决于干扰源160位于何处，将STA 120切换到不同的AP 110也可能无效也可能有效。增加信号强度以改善所发送信号的SNR可以更有效地克服噪声170和/或无源干扰源160的信号衰减。
在另一示例中，AP 110或STA 120可能具有被错误配置的收发器设置180。例如，在发送器或接收器(或作为其一部分的滤波器)未被正确调谐到信道的情况下，增益过低、增益过高(例如，加剧来自环境中的反射信号的干扰、修剪数据波形)、天线被不当地瞄准或波束成形(例如，将信号引导离开目标并浪费功率、增加反射信号强度)等。为了解决错误配置收发器设置的根本原因，AP 110向STA 120发送新的配置设置和/或重新配置AP 110的该收发器。
如将理解的，在各种实施例中，低服务水平的部分或所有示例原因(及其一个或多个实例)可能存在于信令环境100中。
图2示出了根据本公开的实施例的使用若干AP的网络的部署场景200。如图所示，连接AP(CAP)210和连接STA(CSTA)220具有经建立的通信会话，其可能受到关于图1所讨论的低服务水平的任何根本原因的影响。若干联网AP 230a-e(通常为NAP 230)是与CAP 210的共享网络的一部分，并且可以提供到其他STA 130的连接，如CAP 210。
如将理解的，为了清楚起见，将给定AP 110指定为CAP 210或NAP 230，并将给定STA 120指定为CSTA 220或其他STA 130之一，但CAP 210和NAP 230中的每一个可以对应于关于图1讨论的AP 110并且可能受到与其连接的若干STA的低连接性的个体根本原因的影响。AP 110可以包括被配置为根据各种联网标准或无线电接入技术(RAT)(例如，IEEE802.11或“WiFi”网络、
Figure BDA0003922958870000051
网络、“蜂窝”(包括其各世代及其子类型)(如长期演进(LTE)和第五代新无线电(5G NR))网络、公民宽带无线电服务(CBRS)网络、专有网络)提供无线网络的各种联网设备。关于图6更详细地讨论可以包括在AP 110中的示例硬件。
类似地，每个CSTA 220和其他STA 130可以对应于关于图1所讨论的STA 120，并且可能受到与相关联的CAP 210的低连接性的个体根本原因的影响。STA 120/130可以包括被配置为无线连接到一个或多个AP 110的任何计算设备。示例STA 120/130可以包括但不限于：智能电话、功能电话、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机、物联网(IoT)设备等。关于图6更详细地讨论可以包括在STA 120/130中的示例硬件。
CAP 210可以识别NAP 230，这些NAP 230是作为共享网络的一部分的所有AP的网络列表的一部分(标识在CAP 210的一跳内的共享网络的AP子集的邻居列表)。单跳允许从CAP 210发送到给定NAP 230(反之亦然)的无线通信被直接发送，而无需中间设备转发该通信。CAP 210的范围240在图2中被示出为包括在一跳内的第一NAP 230a、第二NAP 230b和第三NAP 230c；第四NAP 230d和第五NAP 230e被示为在CAP 210的范围240之外(例如，距CAP210两跳或更多跳)。
CSTA 220可以类似地跟踪哪些AP在CSTA 220的范围250内。例如，AP可以广播信标信号，CSTA 220使用信标信号基于信标是否可解释或高于给定功率阈值或SNR阈值来确定是否可以听到给定AP。在另外的示例中，CSTA 220可以广播ping请求或向CSTA 220可以听到的AP发送ping请求以接收来自可以听到CSTA 220的AP的响应。CSTA 220的范围250在图2中被示为包括第一NAP 230a、第二NAP 230b和第五NAP 230e；第四NAP 230d和第三NAP230c被示为在CSTA 220的范围250之外。
为了识别CAP 210和CSTA 220之间的较差连接性的根本原因，CAP 210识别共享网络中的一个或多个NAP 230，该一个或多个NAP 230如果没有干扰则能够或应该听到CAP210和CSTA 220之间的通信。CAP 210可以识别共享网络中的AP的集合，并将该集合筛选为可以听到CAP 210和CSTA 220之间的通信的AP子集，以有助于识别CAP 210和CSTA 220之间的较差连接性的根本原因。例如，CAP 210可以移除不在CAP 210的一跳内的那些AP，从而移除不能听到从CAP 210发送的通信的任何AP(例如，从使用的AP子集移除第四NAP 230d和第五NAP 230e)。CAP 210还可以移除未报告听到CSTA 220的那些AP或者CSTA 220未报告听到的那些AP(例如，从使用的AP子集移除第三NAP 230c)。保留在AP子集中的各个AP在本文中称为嗅探器(Sniffer)AP(SAP)270，并且在图2中包括对应于第一NAP 230a的第一SAP 270a和对应于第二NAP 230b的第二SAP 270b。
选择包括在AP子集中的SAP 270监视CAP 210和CSTA 220之间的通信，以有助于找到和识别CAP 210和CSTA 220之间的连接性问题或低信号质量的根本原因。SAP 270可以监视若干信号度量(例如，SNR、信号功率、载波频率等)，但也被设置为嗅探器以通过解码传输的分组/数据帧并将有效载荷与分组/数据帧中的校验和、奇偶校验位或其他错误检测或纠错机制进行比较，来检查诸如误码率之类的信号度量。在CAP 210和CSTA 220之间的通信被加密的实施例中，CAP 210与SAP 270共享用于通信的加密密钥，使得分组/数据帧可以被正确地解密以进行分析。
CAP 210向SAP 270提供CAP 210和CSTA 220的MAC(介质访问控制)地址，使得SAP270知道哪些通信在被接收时要用于监视各种信号度量。在一些实施例中，当SAP 270使用监视CAP 210和CSTA 220之间的通信所需的同一天线与另一STA 130连接时，CAP 210和CSTA 220的MAC地址被添加到恶意监视列表，使得包括这些MAC地址的通信(而不是在接收时被丢弃的通信)被分析信令度量以有助于确定CAP 210和CSTA 220之间的连接的联网状况。在其中CAP 210和CSTA 220被包括在恶意监视列表上但在SAP 270和该另一STA 130之间使用的不同信道上通信的一些实施例中，SAP 270执行信道外扫描(off-channel scan)以接收通过被CAP 210用来服务CSTA 220的信道所发送的通信。
CAP 210(或中央网络控制器)聚合由AP子集测量的信号度量，这些信号度量与测量信号度量(可以包括这些AP在环境中的物理位置)的各个AP相关联，以识别干扰源相对于CAP 210和CSTA 220位于哪里来有助于识别较差连接性的根本原因。在各种实施例中，信号度量通过无线传输被发送到CAP 210，但也可以通过有线传输被发送。
图3示出了根据本公开的实施例的通过无线网络部署的路径300。由于STA在环境中可能是移动的，因此被选择在AP子集中以监视CAP 210和CSTA 220之间的通信的特定AP可能随时间改变，或者个体AP可能被预测地选择为SAP 270，即使当前无法听到CSTA 220。
例如，可以观察到或预测CSTA 220遵循路径300通过环境，该路径300在不同时间将CSTA 220置于不同AP的范围内。如图所示，CSTA 220在第一时间t1位于第一位置310，在第二时间t2位于第二位置320，在第三时间t3位于第三位置330，并且CSTA 220在这些时间的对应范围250a-c包括不同的NAP 230。例如，时间t1的第一范围250a包括第二NAP 230b和第三NAP 230，时间t2的第二范围250b包括第一NAP 230a和第二NAP 230b，时间t3的第三范围250c包括第二NAP 230b和第五NAP 230e(其在图3中在CAP 210的范围240之外)。
在一些实施例中，SAP 270随着时间进展从AP子集中添加和移除以包括在给定时间可以听到CAP 210和CSTA 220两者的那些AP。例如，在时间t1，子集可以包括分别作为第二SAP 270b和第三SAP 270c的第二NAP 230b和第三NAP 230，但不包括作为第一SAP 270a的第一NAP 230a，因为第一NAP 230a在第一范围250a之外。继续该示例，在时间t2，子集可以包括分别作为第一SAP 270a和第二SAP 270b的第一NAP 230a和第二NAP 230b，但不包括作为第三SAP 270c的第三NAP 230c，因为第三NAP 230c在第二范围250b之外。类似地，在时间t3，子集可以仅包括作为第二SAP 270b的第二NAP 230b，因为没有其他NAP 230在CAP210的第三范围250c和范围240内。
在一些实施例中，SAP 270被包括在AP子集中以主动监视CAP 210和CSTA 220之间的通信。例如，在时间t1-t3，路径300指示CSTA 220正在(或预计将)遵循路径300通过环境，其中第一至第三NAP 230a-c在CAP 210的范围240内，并且因此将在子集中包括第一至第三NAP 230a-c作为时间t1-t3的各自的第一至第三SAP 270a-c，尽管这些AP在时间t1-t3的整个持续时间内不一定在CSTA 220的范围250内。
图4是根据本公开的实施例的用于解决无线网络中的STA的较差信号质量的方法400的流程图。虽然从AP的角度进行了讨论，但在各种实施例中，方法400可以由外部网络控制器计算设备、基于云的分析计算设备等代表AP在分布式计算环境中执行。
方法400开始于框410，响应于接收连接到给定AP的给定STA将被监视以改善或防范STA与AP之间的连接的警报。在一些实施例中，框410使方法400开始，响应于在CAP 210处从CSTA 220接收到警报，该警报指示CSTA正在经历低于质量阈值的连接、或者CSTA 220已被指定为被提供服务水平保证(例如，贵宾(VIP)的设备)而保持在质量阈值之上。在各种实施例中，质量阈值可以指示上行链路和/或下行链路通信的重试率、或其他健康遥测测量(例如，SNR、信号强度、误码率、数据传输率)。
在框420，CAP 210评估CAP 210处的拥塞是否是连接低于质量阈值的根本原因。例如，CAP 210可以服务除了CSTA 220之外的若干其他STA 130、与各种其他AP通信、以及执行会降低CAP 210处理CSTA 220的通信需求的速度的各种站保持功能(例如，广播网络信标、处理恶意网络管理命令等)，这竞争CAP 210的计算和联网资源。在各种实施例中，当CAP210处的资源使用高于使用阈值(例如，缓冲器使用>X％、资源单元(RU)分配>Y％、处理器使用>Z％等)时，CAP 210确定拥塞是根本原因。当CAP 210确定拥塞是根本原因时，方法400可以进行到框450，而不执行框430或框440。当CAP 210确定拥塞不是根本原因时，方法400进行到框430。
在框430，CAP 210识别AP的集合以用作SAP 270来确定较差连接性的根本原因(即什么导致连接低于质量阈值)。在一些实施例中，CAP 210选择CSTA 220的范围内的所有NAP230(例如，可以听到来自CSTA 220的探测的那些NAP 230)。在一些实施例中，CAP 210选择也可以听到CSTA 220的到CAP 210的所有单跳邻居NAP 230。在一些实施例中，CAP 210从CSTA 220接收指示哪些NAP 230可以被CSTA 220听到的信标报告，并且对由CAP 210维护的邻居列表进行过滤以选择可以被CAP 210和CSTA 220两者听到的SAP 270。在一些实施例中，CAP 210选择可以听到CAP 210和CSTA 220两者的SAP 270(例如，通过报告SAP 270可以听到并解码包括将CSTA 220标识为源的MAC头部的信号以及从CAP 210发送的信标)，以确保上行链路和下行链路帧两者可以被同一SAP 270听到。在一些实施例中，已经基于共享网络中的先前STA的关联和漫游模式而此前被识别为SAP 270的SAP被包括在AP的集合中，而不管给定的NAP 230当前是否能够听到CAP 210或CSTA 220(例如，用于预测性地包含为SAP270)。
在各种实施例中，当识别出的SAP 270当前连接到另一STA 130时，CAP 210和CSTA220的MAC地址被添加到恶意监视列表，使得SAP 270可以继续提供与该另一STA 130的连接，同时通过将这些通信视为伪恶意通信来监视CAP 210和CSTA 220之间的通信。SAP 270可以通过信道外扫描来监视通信(或在同一信道上，如果SAP 270和其他STA 130与CAP 210和CSTA 220共享信道的话)。
在各种实施例中，当CAP 210和CSTA 220之间的通信被加密时，CAP 210向监视CAP210和CSTA 220之间的通信的SAP 270共享用于通信的解密密钥。
在框440，SAP 270和CAP 210观察并聚合CAP 210和CSTA 220之间的通信的信号度量。SAP 270和CAP 210被指示使用嵌入式监视无线电来观察通过CAP 210和CSTA 220之间的通信的信号特征可识别的面向无线的MAC问题。在各种实施例中，从SAP 270和CAP 210接收的与CAP 210和CSTA 220之间的通信的信号度量相关的数据被聚合以评估较差连接性的潜在根本原因。
在框450，分析聚合数据以识别较差连接性的潜在根本原因。例如，评估每个AP处的上行链路和下行链路RSSI(接收信号强度指示符)或另一信号度量之间的差异，以识别对信号质量的不对称环境影响。基于AP在环境中的位置分析不对称差异以确定环境影响是否可以局限于环境中的区域。
在框460，取决于在框450中确定的对根本原因的识别，CAP 210、CSTA 220或SAP270通过基于所识别的原因执行补救策略来解决较差信号质量的原因。方法400然后可以结束。
图5示出了根据本公开的实施例的关于图4讨论的方法400的框450和框460的详细视图500。取决于根据框450识别的根本原因，采取不同的补救策略来根据框460解决较差信号质量的原因。
在一些实施例中，当在子框451中确定原因是在CAP 210处检测到的拥塞时，框450进行到子框461。例如，当CAP 210处的计算或网络使用被确定为高于阻止CSTA 220赢得对所需资源的竞争的使用阈值时，框450可以解析到子框451。
在子框461，CAP 210或SAP 270执行补救策略，该补救策略指示CSTA 220切换到经历比CAP 210更少的拥塞的新AP。在一些实施例中，将CSTA 220引导到新AP的AP与该新AP和来自CSTA 220的信标报告交叉验证该新AP在CSTA 220的范围240内并且能够提供比CAP210或其他候选新AP更高的质量服务。
在一些实施例中，当在子框452中确定原因是CAP 210本地的环境干扰时，框450进行到子框461和/或子框462以执行其中概述的一种或多种补救策略。例如，当一些或所有SAP 270报告来自CSTA 220的高质量信号但来自CAP 210的低质量信号时，框450可以解析到子框452。在另一示例中，当CAP 210识别从位于不同位置的若干不同的CSTA 220接收到的较差信号质量时，框450可以解析到子框452。
在子框462，CAP 210或SAP 270执行补救策略，该补救策略指示CSTA 220切换到经历比CAP 210更少的拥塞的新AP。在一些实施例中，将CSTA 220引导到新AP的AP与该新AP和来自CSTA 220的信标报告交叉验证该新AP在CSTA 220的范围240内并且能够提供比CAP210或其他候选新AP更高的质量服务。
在一些实施例中，当在子框453中确定原因是CSTA 220本地的环境干扰时，框450进行到子框462和/或子框463以执行其中概述的一种或多种补救策略。例如，当一些或所有SAP 270报告来自CSTA 220的低质量信号但来自CAP 210的低质量信号时，框450可以解析到子框453。在另一示例中，当CAP 210识别从位于不同位置的若干不同的CSTA 220接收到的较差信号质量时，框450可以解析到子框453。
在子框463，CAP 210或SAP 270指示CAP 210或CSTA 220调整收发器配置，包括天线的增益和/或定向/方向性。在一些实施例中，提高增益以提供更强的信号强度来克服环境干扰，或降低增益以减少信号反射的影响。在一些实施例中，调整天线的方向性以减少反射信号的出现或严重性，或者跟踪信号以便为CAP 210和CSTA 220之间的通信获得更直接的行进线路。
在一些实施例中，当在子框454中确定原因是沿着CAP 210和CSTA 220之间的信号路径的CAP 210和CSTA 220中间的环境干扰时，框450进行到子框461、子框462和/或子框463以执行其中概述的一种或多种补救策略。例如，当位于CSTA 220和CAP 210中间的SAP270报告来自CAP 210和CSTA 220两者的低质量信号，并且CAP 210报告来自CSTA 220的低质量上行链路信号时，框450可以解析到子框454。
在一些实施例中，当在子框455中确定原因与收发器配置有关时，框450进行到子框463。例如，当SAP 270报告CAP 210和CSTA 220之间的预期信号降级(例如，无意外干扰源)或CAP 210和CSTA 220之间的信号反射过多时，框450可以解析到子框455。
在一些实施例中，当在子框456中确定原因与恶意网络(恶意AP 140和/或恶意STA150)有关时，框450进行到子框461、子框462和/或子框46以执行其中概述的一种或多种补救策略。例如，当一些AP检测到具有MAC地址的信号不是发往或来自NAP 230时，框450解析到子框456。
在子框463，CAP 210或SAP 270执行恶意遏制程序。恶意遏制程序可以包括各种方法来清除由CAP 210和CSTA 220使用的、来自恶意AP 140和恶意STA 150之间的通信的信道。在一些实施例中，恶意遏制包括向恶意STA 150发送解除认证消息，以断开恶意AP 140和恶意STA 150或者使恶意网络将恶意STA 150和恶意AP 140转移到不同的信道。在一些实施例中，NAP 230尝试作为客户端(冒充STA)连接到恶意AP 140，并且使用足以维持与恶意AP 140的连接的信道并保留信道中的剩余时间以供CAP 210和CSTA 220用于相互通信，而没有未知的恶意STA 150同时竞争同一信道。
图6示出了如可以在本公开中描述的AP 110或STA 120中使用的计算设备600的硬件。计算设备600包括处理器610、存储器620和通信接口630。处理器610可以是能够执行本文描述的功能的任何处理元件。处理器610表示单个处理器、多个处理器、具有多个核心的处理器及其组合。通信接口630促进计算设备600和其他设备之间的通信。通信接口630表示无线通信天线和各种有线通信端口。存储器620可以是易失性或非易失性存储器，并且可以包括RAM、闪存、高速缓存、磁盘驱动器和其他计算机可读存储器存储设备。尽管示为单个实体，但存储器620可以划分为不同的存储器存储元件，例如，RAM和一个或多个硬盘驱动器。
如图所示，存储器620包括各种指令，这些指令可以由处理器610执行以提供操作系统621来管理计算设备600和一个或多个应用622的各种功能，以向计算设备600的用户提供各种功能，包括在本公开中描述的功能和功能性中的一个或多个。此外，存储器620包括指示计算设备600可以(或期望)检测到哪些AP的邻居列表623或恶意列表624中的一个或多个。
邻居列表623可以识别作为共享网络的一部分的AP(这些AP位于物理环境中)、这些AP的能力、以及通信经过多少跳以从计算设备600到达网络中的给定AP。在各种实施例中，邻居列表623填充有可以从计算设备600“听到”的AP的标识，并且可以随着环境和联网状况改变而周期性地更新。在一些实施例中，当来自AP的信标广播由计算设备600以至少阈值信号质量(例如，SNR、信号强度、错误率等)接收时，确定该AP被听到。在一些实施例中，邻居列表可以移除不能听到计算设备600的AP，使得邻居列表623包括可以与计算设备600双向通信的那些AP。
恶意列表624识别不受计算设备600控制或者不在与计算设备600的共享网络中的AP或STA，但也可以识别共享网络中的被指定为伪恶意的AP或STA，这些伪恶意的AP或STA报告遭受计算设备600将监视的较差连接性。恶意列表624可以用于被动监视使用与计算设备600相同的(一个或多个)信道进行无线通信的设备，以避免选择恶意设备所使用的信道，或主动尝试清除来自恶意设备的通信的那些信道。可以在新的恶意设备被检测到或离开计算设备600的无线信令范围时周期性地更新恶意列表624。在一些实施例中，共享网络中的设备可以共享恶意设备的识别和信令度量，以允许网络作为整体来配置共享网络中的AP和STA以避免来自在共享网络的一部分处检测到的恶意设备的干扰。例如，易受来自恶意AP的干扰的第一AP以及与第一AP相邻且不受来自恶意AP的传输影响(例如，由于距离)的第二AP可以将第二AP配置为使用由恶意AP使用的信道，从而释放第一AP来选择不同的信道。
在本公开中，参考了各种实施例。然而，本公开的范围不限于具体描述的实施例。相反，所描述的特征和要素的任何组合，无论是否涉及不同的实施例，都被考虑以实施和实践所考虑的实施例。另外，当以“A和B中的至少一个”的形式描述实施例的要素时，将理解，排他性地包括要素A、排他性地包括要素B、以及包括要素A和B的实施例均被考虑。此外，尽管本文公开的一些实施例可以实现优于其他可能的解决方案或现有技术的优点，但给定实施例是否实现特定优点不限制本公开的范围。因此，本文公开的方面、特征、实施例和优点仅是说明性的并且不被认为是所附权利要求的要素或限制，除非在(一个或多个)权利要求中明确记载。同样，对“本公开”的引用不应被解释为对本文公开的任何发明主题的概括，并且不应被视为所附权利要求的要素或限制，除非在(一个或多个)权利要求中明确记载。
总之，通过下列项提供了网络环境健康监视：接收指示第一站(STA)正在经历低于质量阈值的与第一接入点(AP)的连接的警报；识别在第一AP的一跳内连接到与第一AP的共享网络的AP的集合；聚合来自第一AP和该AP的集合中的每个AP的针对第一STA的信号度量；基于聚合的信号度量识别该连接低于质量阈值而执行的原因；以及基于识别的原因执行补救策略。
如本领域技术人员将理解的，本文公开的实施例可以体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，实施例可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)、或结合软件和硬件方面的实施例的形式，这些实施例在本文中都可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，实施例可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，在该一个或多个计算机可读介质上体现有计算机可读程序代码。
体现在计算机可读介质上的程序代码可以使用任何合适的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等、或前述项的任何合适的组合。
用于执行本公开的实施例的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括诸如Java、Smalltalk、C++等之类的面向对象编程语言以及诸如“C”编程语言或类似编程语言之类的传统过程编程语言。程序代码可以完全在用户的计算机上、部分地在用户的计算机上、作为独立软件包、部分地在用户计算机上并且部分地在远程计算机上、或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以连接到外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)。
本文参考根据本公开中呈现的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本公开的各方面。应当理解，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以通过计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实施流程图和/或框图的(一个或多个)框中指定的功能/动作的方式。
这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以指示计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生制品，该制品包括实施流程图和/或框图的(一个或多个)框中指定的功能/动作的指令。
计算机程序指令还可以加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上以使一系列操作步骤在计算机、其他可编程设备或其他设备上执行以产生计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行的指令提供用于实施流程图和/或框图的(一个或多个)框中指定的功能/动作的过程。
附图中的流程图和框图图示了根据各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个框可以表示模块、分段、或代码部分，其包括用于实施(一个或多个)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代实施方式中，框中标注的功能可以不按附图中标注的顺序出现。例如，连续显示的两个框实际上可以被基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还应注意，框图和/或流程图的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行指定功能或动作的专用基于硬件的系统、或专用硬件和计算机指令的组合来实施。
鉴于上述内容，本公开的范围由所附权利要求确定。

Claims (23)

1.一种方法，包括：
接收警报，所述警报指示第一站(STA)正在经历低于质量阈值的与第一接入点(AP)的连接；
识别在所述第一AP的一跳内连接到与所述第一AP的共享网络的AP的集合；
聚合来自所述第一AP和所述AP的集合中的每个AP的针对所述第一STA的信号度量；
基于聚合的所述信号度量，识别所述连接低于所述质量阈值而执行的原因；以及
基于识别出的所述原因，执行补救策略。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述AP的集合还包括：
从所述第一STA接收所述第一STA能够听到的AP列表；以及
从所述AP的集合移除所述AP列表中不存在的AP。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，识别所述AP的集合还包括：
从所述AP的集合移除不能听到来自所述第一AP的信标的AP；以及
从所述AP的集合移除不能对从所述第一STA发送到所述第一AP的消息中的MAC头部进行解码的AP。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，识别所述AP的集合还包括：
基于所述第一STA在物理环境中的预测路径以及所述AP在所述物理环境中的物理位置，在一段时间内向所述AP的集合添加和移除所述AP。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括：
从第二STA接收第二警报，所述第二警报指示所述第二STA正在经历低于所述质量阈值的与所述第一AP的第二连接；以及
响应于确定所述第一AP正在经历网络拥塞或所述第一AP本地的干扰中的一个，所述补救策略包括在识别所述AP的集合之前用信号通知所述第二STA切换到第二AP。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，响应于确定所述原因是由于不是所述共享网络的一部分的恶意AP，所述补救策略包括：
向连接到所述恶意AP的恶意STA发送解除认证分组。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述连接承载所述第一STA与所述第一AP之间的加密通信，所述方法还包括：
将来自所述第一AP的解密密钥共享给所述AP的集合；并且
其中，所述信号度量是基于在所述AP的集合中的各个AP处接收的所述第一STA和所述第一AP之间的解密通信的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述AP的集合中的给定AP正在服务第二STA：
将所述第一STA和所述第一AP的MAC地址添加到所述给定AP上的恶意监视列表；
在所述给定AP处接收在所述第一STA和所述第一AP之间传输的包括数据帧的通信；以及
响应于所述通信中的MAC地址与所述第一STA和所述第一AP的MAC地址相匹配，分析所述数据帧以确定所述第一STA和所述第一AP之间的所述连接的联网状况。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，被所述给定AP用来服务所述第二STA的给定信道不是被所述第一AP用来服务所述第一STA的第一信道，所述方法还包括：
执行信道外扫描以接收通过被所述第一AP用来服务所述第一STA的所述第一信道发送的通信。
10.一种计算机可读存储设备，包括指令，所述指令当由处理器执行时能够执行包括下列项的操作：
接收警报，所述警报指示第一站(STA)正在经历低于质量阈值的与第一接入点(AP)的连接；
识别在所述第一AP的一跳内连接到与所述第一AP的共享网络的AP的集合；
聚合来自所述第一AP和所述AP的集合中的每个AP的针对所述第一STA的信号度量；
基于聚合的所述信号度量，识别所述连接低于所述质量阈值而执行的原因；以及
基于识别出的所述原因，执行补救策略。
11.根据权利要求10所述的计算机可读存储设备，其中，识别所述AP的集合还包括：
从所述第一STA接收所述第一STA能够听到的AP列表；以及
从所述AP的集合移除所述AP列表中不存在的AP。
12.根据权利要求10或11所述的计算机可读存储设备，其中，识别所述AP的集合还包括：
从所述AP的集合移除不能听到来自所述第一AP的信标的AP；以及
从所述AP的集合移除不能对从所述第一STA发送到所述第一AP的消息中的MAC头部进行解码的AP。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的计算机可读存储设备，其中，识别所述AP的集合还包括：
基于所述第一STA在物理环境中的预测路径以及AP在所述物理环境中的物理位置，在一段时间内向所述AP的集合添加和移除所述AP。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的计算机可读存储设备，其中，所述操作还包括：
从第二STA接收第二警报，所述第二警报指示所述第二STA正在经历低于所述质量阈值的与所述第一AP的第二连接；以及
响应于确定所述第一AP正在经历网络拥塞或所述第一AP本地的干扰中的一个，并且在识别所述AP的集合之前，用信号通知所述第二STA切换到第二AP。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的计算机可读存储设备，其中，所述补救策略包括响应于确定所述原因是由于不是所述共享网络的一部分的恶意AP，向连接到所述恶意AP的恶意STA发送解除认证分组。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的计算机可读存储设备，其中，所述连接承载所述第一STA与所述第一AP之间的加密通信，所述操作还包括：
将来自所述第一AP的解密密钥共享给所述AP的集合；并且
其中，所述信号度量是基于在所述AP的集合中的各个AP处接收的所述第一STA和所述第一AP之间的解密通信的。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的计算机可读存储设备，其中，所述AP的集合中的给定AP正在服务第二STA，所述操作还包括：
将所述第一STA和所述第一AP的MAC地址添加到所述给定AP上的恶意监视列表；
在所述给定AP处接收在所述第一STA和所述第一AP之间传输的包括数据帧的通信；以及
响应于所述通信中的MAC地址与所述第一STA和所述第一AP的MAC地址相匹配，分析所述数据帧以确定所述第一STA和所述第一AP之间的所述连接的联网状况。
18.根据权利要求17所述的计算机可读存储设备，其中，被所述给定AP用来服务所述第二STA的给定信道不是被所述第一AP用来服务所述第一STA的第一信道，其中，所述操作还包括：
执行信道外扫描以接收通过被所述第一AP用来服务所述第一STA的所述第一信道发送的通信。
19.一种设备，包括：
处理器；以及
存储器存储设备，包括指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述设备能够执行以下操作：
接收警报，所述警报指示第一站(STA)正在经历低于质量阈值的与第一接入点(AP)的连接；
识别在所述第一AP的一跳内连接到与所述第一AP的共享网络的、能够听到从所述第一AP发送的信标的AP的集合；
从所述第一STA接收所述第一STA能够听到的AP列表；
通过从所述AP的集合移除出现在所述AP列表中的AP来从所述AP的集合中选择AP子集；
聚合来自所述第一AP和所述AP子集中的每个AP的针对所述第一STA的信号度量；
基于聚合的所述信号度量，识别所述连接低于所述质量阈值而执行的原因；以及
基于识别出的所述原因，向所述第一STA发送补救策略。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述指令还使得所述设备能够执行以下操作：
接收连接到第二AP的第二STA的MAC地址；
将所述第二STA和所述第二AP加入恶意监视列表；
接收在所述第二STA和所述第二AP之间传输的包括数据帧的通信；以及
响应于所述通信中的MAC地址与所述第二STA和所述第二AP的MAC地址相匹配，分析所述数据帧以确定所述第二STA和所述第二AP之间的所述连接的联网状况。
21.一种设备，包括：
用于接收警报的装置，所述警报指示第一站(STA)正在经历低于质量阈值的与第一接入点(AP)的连接；
用于识别在所述第一AP的一跳内连接到与所述第一AP的共享网络的AP的集合的装置；
用于聚合来自所述第一AP和所述AP的集合中的每个AP的针对所述第一STA的信号度量的装置；
用于基于聚合的所述信号度量识别所述连接低于所述质量阈值而执行的原因的装置；以及
用于基于识别出的所述原因执行补救策略的装置。
22.根据权利要求21所述的设备，还包括用于实施根据权利要求2至9中任一项所述的方法的装置。
23.一种计算机程序、计算机程序产品或计算机可读介质，包括指令，所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
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