WO2020114295A1 - 一种网络抗干扰方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种网络抗干扰方法、装置及计算机可读存储介质，该方法包括：在第一通信协议信道和第二通信协议信道中进行CSMA/CA检测；当检测到第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中有传输的报文时，控制第二通信协议主设备在预设时长内停止在所述第二通信协议信道中发送报文。

Description

一种网络抗干扰方法、装置及计算机可读存储介质
交叉引用
本发明要求在2018年12月07日提交中国专利局、申请号为201811497743.9、发明名称为“一种网络抗干扰方法、装置及计算机可读存储介质”的中国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用结合在本发明中。
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种网络抗干扰方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
随着WiFi和ZigBee的发展，WiFi和ZigBee通常均工作在2.4Ghz频段，因此相互存在网络干扰的可能，尤其是同一网关设备或者相邻网关设备的WiFi和ZigBee网络之间干扰冲突非常严重。
为了降低同一网关设备或者相邻网关设备的ZigBee与WiFi网络之间干扰冲突的问题，在一些情形下提供了一种ZigBee与WiFi网络共存方法，通过先扫描周围WiFi网络的信号强度，并根据扫描结果告知ZigBee网络周围空间WiFi网络的信道的占用状况。ZigBee网络也通过自身扫描到的信道占用情况，同时结合WiFi网络的信道占用信息，判断本身应该使用的信道，以避免WiFi与ZigBee信道重叠导致相互间的干扰。
但是上述方法中WiFi网络只能在WiFi信道上避让，ZigBee网络只能在ZigBee信道上避让，WiFi网络和ZigBee网络之间仍然存在一定的相互干扰问题。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种网络抗干扰方法、装置及计算机可读存储介质。
第一方面，本申请提供了一种网络抗干扰方法，所述方法包括：在第一通信协议信道和第二通信协议信道中进行CSMA/CA检测；当检测到第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中有传输的报文时，控制第二通信协议主设备在预设时长内停止在所述第二通信协议信道中发送报文。
第二方面，本申请提供了一种网络抗干扰装置，所述装置包括：CSMA/CA检测单元，配置用于在第一通信协议信道和第二通信协议信道中进行CSMA/CA检测；控制单元，配置用于当所述CSMA/CA检测单元检测到第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中有传输的报文时，控制第二通信协议主设备在预设时长内停止在所述第二通信协议信道中发送报文。
第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有网络抗干扰程序，所述网络抗干扰程序被处理器执行时实现如第一方面所述的网络抗干扰方法的步骤。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种网络抗干扰方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的另一种网络抗干扰方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的另一种网络抗干扰方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的另一种网络抗干扰方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的WiFi和ZigBee设备的CSMA/CA工作机制示意图；
图6为本申请实施例提供的WiFi和ZigBee设备接收信号处理示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种网络抗干扰方法的流程图；
图8为本申请实施例提供的另一种网络抗干扰方法的流程图；
图9为本申请实施例提供的一种网络抗干扰装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的一种网络抗干扰方法，主要应用于家庭网关但不局限于家庭网关，用于解决同一网关设备或者相邻网关设备的WiFi网络和ZigBee网络之间的干扰冲突问题，具体地，解决WiFi设备发送和ZigBee设备接收之间的干扰避让问题，该网络抗干扰方法包括以下步骤。
S101、在第一通信协议信道和第二通信协议信道中进行CSMA/CA(载波侦听多点接入/避让机制)检测。
S102、判断是否检测到第一通信协议主设备在第一通信协议信道中有传输的报文，若是，转步骤S103；否则，转步骤S104。
S103、控制第二通信协议主设备在预设时长内停止在第二通信协议信道中发送报文。
S104、确定第一通信协议主设备为接收空闲状态。
S105、控制第二通信协议主设备在第二通信协议信道中发送报文。
本申请实施例提供的该方法，在第一通信协议信道和第二通信协议信道 中均进行CSMA/CA检测，当检测到第一通信协议主设备在第一通信协议信道中有传输的报文时，控制第二通信协议主设备在预设时长内停止在第二通信协议信道中发送报文，即在检测到第一通信协议主设备传输报文时，控制第二通信协议主设备停止发送报文，进行干扰避让，等待第一通信协议主设备传输完报文后，再通过第二通信协议主设备发送报文，从而避免了第一通信协议主设备和第二通信协议主设备之间的网络干扰问题，而且本申请不涉及协议的修改，实现过程非常简单，设置速度较快，提高了通信的可靠性。
在本申请的另一实施例中，如图2所示，上述步骤S102、判断是否检测到第一通信协议主设备在第一通信协议信道中有传输的报文，包括以下步骤。
S1021、检测第一通信协议主设备在第一通信协议信道中是否有发送的CTS(Clear To Send，允许发送)报文和接收到的RTS(Request To Send，请求发送)报文，若是，转步骤S1022；否则，转步骤S1023。
S1022、确定第一通信协议主设备在第一通信协议信道中有传输的报文。
S1023、确定第一通信协议主设备为接收空闲状态。
在本申请的另一实施例中，上述步骤S103、控制第二通信协议主设备在预设时长内停止在第二通信协议信道中发送报文，包括：根据检测到的第一通信协议主设备在第一通信协议信道中发送的CTS报文和接收到的RTS报文计算预设时长。
在本申请的另一实施例中，如图3所示，上述步骤S102、判断是否检测到第一通信协议主设备在第一通信协议信道中有传输的报文，包括以下步骤。
S1021a、判断第一通信协议主设备的信号强度是否大于信号强度阈值。
S1022a、当第一通信协议主设备的信号强度大于信号强度阈值时，将第一通信协议主设备加入到发送避让名单中。
S1023a、检测发送避让名单中的第一通信协议主设备在第一通信协议信道中是否有发送的CTS报文和接收到的RTS报文，若是，转步骤S1024a；否则，转S1025a。
S1024a、确定发送避让名单中的第一通信协议主设备在第一通信协议信道中有传输的报文。
S1025a、确定发送避让名单中的第一通信协议主设备为接收空闲状态。
S1026a、控制第二通信协议主设备发送报文。
在本申请的另一实施例中，上述步骤S103、控制第二通信协议主设备在预设时长内停止在第二通信协议信道中发送报文，还包括：根据检测到的发送避让名单中的第一通信协议主设备在第一通信协议信道中发送的CTS报文和接收到的RTS报文计算预设时长。
在本申请的另一实施例中，如图4所示，该网络抗干扰方法还包括以下步骤。
S201、通过天线和RF射频接收无线信号。
S202、对无线信号进行IQ正交解调，得到解调信号。
S203、根据RF射频载波计算出解调信号中的I信号和Q信号。
S204、对I信号和Q信号分别进行第一通信协议解调处理和第二通信协议解调处理。
S205、将经过第一通信协议解调处理和第二通信协议解调处理的信号分别确定为第一通信协议主设备和第二通信协议主设备的接收信号。
下面针对本申请实施例应用于解决同一网关设备或者相邻网关设备的WiFi设备发送和ZigBee设备接收之间的干扰避让问题进行具体说明。
在本申请实施例中，同一网关设备集成了WiFi设备0(逻辑设备)和ZigBee设备0(逻辑设备)，或者相邻网关设备中的WiFi设备0(逻辑设备)和ZigBee设备0(逻辑设备)，WiFi设备0和ZigBee设备0作为主设备，WiFi设备0通过WiFi网络连接作为从设备的WiFi设备1和WiFi设备2；ZigBee设备0通过ZigBee网络连接到作为从设备的ZigBee设备1和ZigBee设备2。
如图5所示，在本申请实施例中，WiFi设备0除了具备在WiFi信道上 有CSMA/CA机制能力，还具备在ZigBee信道上有CSMA/CA机制能力(例如WiFi设备0的WiFi工作在6信道，频宽20Mhz，则应在ZigBee的信道15、16、17、18进行CSMA/CA检测)。当ZigBee设备1准备向ZigBee设备0发送ZigBee报文时，首先按照CSMA/CA机制发送RTS报文到ZigBee设备0，ZigBee设备0根据接收到的RTS报文按照CSMA/CA机制向ZigBee设备1返回CTS报文，ZigBee设备1根据接收到的CTS报文向ZigBee设备0发送ZigBee报文，ZigBee设备2根据CSMA/CA机制退避，此时WiFi设备0能够检测到ZigBee设备1发送的RTS报文和ZigBee设备0回应的CTS报文，WiFi设备0可以根据RTS报文和CTS计算出退避的时间。
在本申请实施例中，也可以根据ZigBee设备0的信号强度判断WiFi设备0的WiFi发送是否会对ZigBee设备0的ZigBee接收产生严重干扰(当检测到ZigBee设备0的信号强度大于信号强度阈值时，通常确定ZigBee设备0和WiFi设备0为同一网关设备内或者为邻近网关设备内)，如果会对ZigBee接收产生严重干扰，则进行退避(WiFi设备0不发送报文)预设时长。WiFi设备0等待ZigBee设备0接收ZigBee数据完成后，再根据WiFi信道的CSMA/CA机制进行WiFi报文发送，从而保证了ZigBee设备0的ZigBee报文接收，避免了ZigBee设备0和WiFi设备0之间的网络干扰问题。
如图6所示，通过天线和RF(Radio Frequency，射频)接收2.4Ghz的无线信号，对无线信号进行IQ正交解调(两路相互正交的载波)，得到解调信号，根据RF射频载波(中心频率)计算出I信号和Q信号，然后对I信号和Q信号分别进行ZigBee解调处理和WiFi解调处理。对于2.4Ghz的WiFi信号，经过WiFi解调处理后可以得到WiFi报文，对于2.4Ghz的ZigBee信号，经过ZigBee解调处理后可以得到ZigBee报文。
在本申请实施例中，由于同一网关设备内或相邻网关设备的WiFi和ZigBee网络干扰可能在ZigBee的2.4Ghz频段的所有信道，ZigBee解调处理应在ZigBee的2.4Ghz频段的所有信道上对I信号和Q信号进行解调处理。 为了减少ZigBee解调处理的计算量，可以通过配置方式确定ZigBee设备0的工作信道，或者通过判断ZigBee设备0的信号强度大于一定的信号强度阈值的2.4Ghz信号，确定邻近ZigBee设备所在信道。需要说明的是，ZigBee设备0通常为单路收发，只需要其中一路支持ZigBee解调处理即可。
在本申请的另一实施例中，通过网关设备集成WiFi设备0和ZigBee设备0，控制WiFi设备0和ZigBee设备0工作在重叠信道；WiFi设备1、WiFi设备2和WiFi设备0通讯；ZigBee设备1、ZigBee设备2和ZigBee设备0通讯，如图7所示，该网络抗干扰方法包括以下步骤。
S111、通过WiFi设备0在重叠的WiFi信道和ZigBee信道中进行CSMA/CA检测。
S112、判断是否检测到ZigBee设备0在ZigBee信道发送的CTS报文和接收到的RTS报文，若是，转步骤S113；否则，转步骤S115。
S113、根据检测到的ZigBee设备0在ZigBee信道发送的CTS报文和接收到的RTS报文，计算WiFi设备0停止在WiFi信道中发送报文的预设时长。
S114、ZigBee设备0接收其它作为从设备的ZigBee设备(ZigBee设备1或者ZigBee设备2)发来的ZigBee报文，转步骤S115。
S115、ZigBee设备0为接收空闲状态，WiFi设备0可以发送WiFi报文。
S116、WiFi设备0按照正常的报文发送流程发送WiFi报文。
在本申请的另一实施例中，WiFi设备0加电后正常工作，WiFi设备1、WiFi设备2和WiFi设备0通讯；ZigBee设备1、ZigBee设备2和ZigBee设备0通讯，如图8所示，该网络抗干扰方法包括以下步骤。
S211、通过WiFi设备0在重叠的WiFi信道和ZigBee信道中进行CSMA/CA检测。
S212、当检测到ZigBee信道上的ZigBee设备0的信号强度大于信号强度阈值时，将ZigBee设备0加入到发送避让名单中。
S213、检测发送避让名单中的ZigBee设备0在ZigBee信道中是否有发 送的CTS报文和接收到的RTS报文，若是，转步骤S214；否则，转步骤S216。
S214、根据检测到的发送避让名单中的ZigBee设备0在ZigBee信道发送的CTS报文和接收到的RTS报文，计算WiFi设备0停止在WiFi信道中发送报文的预设时长。
S215、通过发送避让名单中的ZigBee设备0接收其它作为从设备的ZigBee设备(ZigBee设备1或者ZigBee设备2)发来的ZigBee报文，转步骤S216。
S216、发送避让名单中的ZigBee设备0为接收空闲状态，WiFi设备0可以发送WiFi报文。
S217、WiFi设备0按照正常的报文发送流程发送WiFi报文。
本申请实施例提供的该方法，在WiFi信道和ZigBee信道中均进行CSMA/CA检测，当检测到ZigBee主设备(ZigBee设备0)在ZigBee信道中有传输的报文，控制WiFi主设备(WiFi设备0)在预设时长内停止在WiFi信道中发送报文，即在检测到ZigBee主设备传输报文时，控制WiFi主设备停止发送报文，进行干扰避让，等待ZigBee主设备传输完报文后，再通过WiFi主设备发送报文，从而避免了ZigBee主设备和WiFi主设备之间的网络干扰问题，而且本申请不涉及协议的修改，实现过程非常简单，设置速度较快，提高了通信的可靠性。
本申请实施例提供了一种网络抗干扰装置，如图9所示，装置包括：CSMA/CA检测单元11，配置用于在第一通信协议信道和第二通信协议信道中进行CSMA/CA检测；控制单元12，配置用于当CSMA/CA检测单元11检测到第一通信协议主设备在第一通信协议信道中传输的报文时，控制第二通信协议主设备在预设时长内停止在第二通信协议信道中发送报文。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质上存储有网络抗干扰程序，网络抗干扰程序被处理器执行时实现如图1所示的网络抗干扰方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

  1. 一种网络抗干扰方法，其中，所述方法包括：
    在第一通信协议信道和第二通信协议信道中进行CSMA/CA检测；
    当检测到第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中有传输的报文时，控制第二通信协议主设备在预设时长内停止在所述第二通信协议信道中发送报文。
  2. 根据权利要求1所述的网络抗干扰方法，其中，所述当检测到第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中有传输的报文时，包括：
    当检测到所述第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中有发送的CTS报文和接收到的RTS报文时，确定所述第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中有传输的报文。
  3. 根据权利要求2所述的网络抗干扰方法，其中，所述方法包括：
    当检测到所述第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中没有发送的CTS报文和接收到的RTS报文时，确定所述第一通信协议主设备为接收空闲状态；
    控制所述第二通信协议主设备在第二通信协议信道中发送报文。
  4. 根据权利要求2所述的网络抗干扰方法，其中，所述控制第二通信协议主设备在预设时长内停止在所述第二通信协议信道中发送报文，包括：
    根据检测到的所述第一通信协议主设备在第一通信协议信道中发送的CTS报文和接收到的RTS报文计算所述预设时长。
  5. 根据权利要求2所述的网络抗干扰方法，其中，所述方法包括：
    当所述第一通信协议主设备的信号强度大于信号强度阈值时，将所述第一通信协议主设备加入到发送避让名单中；
    当检测到所述发送避让名单中的第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中有发送的CTS报文和接收到的RTS报文时，确定所述发送避让名单中的第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中有传输的报文。
  6. 根据权利要求5所述的网络抗干扰方法，其中，所述方法包括：
    当检测到所述发送避让名单中的第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中没有发送的CTS报文和接收到的RTS报文时，确定所述发送避让名单中的第一通信协议主设备为接收空闲状态；
    控制所述第二通信协议主设备在第二通信协议信道中发送报文。
  7. 根据权利要求5所述的网络抗干扰方法，其中，所述控制第二通信协议主设备在预设时长内停止在所述第二通信协议信道中发送报文，还包括：
    根据检测到的所述发送避让名单中的所述第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中发送的CTS报文和接收到的RTS报文计算所述预设时长。
  8. 根据权利要求1所述的网络抗干扰方法，其中，所述方法还包括：
    通过天线和RF射频接收无线信号；
    对所述无线信号进行IQ正交解调，得到解调信号；
    根据RF射频载波计算出所述解调信号中的I信号和Q信号；
    对所述I信号和Q信号分别进行第一通信协议解调处理和第二通信协议解调处理；
    将经过所述第一通信协议解调处理和第二通信协议解调处理的信号分别确定为所述第一通信协议主设备和第二通信协议主设备的接收信号。
  9. 一种网络抗干扰装置，其中，所述装置包括：
    CSMA/CA检测单元，配置用于在第一通信协议信道和第二通信协议信道中进行CSMA/CA检测；
    控制单元，配置用于当所述CSMA/CA检测单元检测到第一通信协议主设备在所述第一通信协议信道中有传输的报文时，控制第二通信协议主设备在预设时长内停止在所述第二通信协议信道中发送报文。
  10. 一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质上存储有网络抗干扰程序，所述网络抗干扰程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述的网络抗干扰方法的步骤。
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