[发明专利]用于检测无线网络的信道中的干扰的方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及无线网络，并且更特别地，涉及检测、分类和减少无线局域网中的干扰。

背景技术

无线局域网(WLAN)已显示出吞吐量的改进和部署成本的显著下降。由于提供部署的灵活性和容易性，使得WLAN在住宅、商业和工业应用中越来越流行。然而，在这些技术变为有线网络(尤其是针对时间敏感的应用)的可行替代方案之前，无线通信(固有地不可靠)需要显著改进。

无线通信网络的主要问题是干扰。干扰可能源于在地理上的附近地区并且在相同或类似的频带或信道中工作的其它类似网络。很多现有无线通信网络被允许在相同的未经许可的频带中工作，因此彼此干扰。一些示例包括在2.4GHz或5.8GHz的未经许可的工业、科学和医疗(ISM)频段中工作的Wi-Fi和蓝牙(BT)设备、无绳电话、智能电话等。

干扰还可能来自非通信源(诸如微波炉、荧光灯泡)和信号路径中的物体(其可能导致阴影和多路径问题)。这些因素中的大多数通常不受WLAN的运营商控制。因此，WLAN必须能够通过采用使干扰的影响最小化的技术来适应这样的环境。

影响WLAN的性能的干扰可以被分类为来自其它网络设备的具有20MHz或更大的带宽的宽带干扰以及通常为1MHz或更小的窄带干扰信号。

跳频可以通过在多个频道之上对信息信号扩频来使干扰的影响最小化。具有正交频分复用(OFDM)的系统和多输入多输出(MIMO)系统能够提供可靠的通信和增加的吞吐量。虽然这些技术已经显著降低了干扰水平，但是干扰仍然是WLAN的性能退化的主要来源。

使干扰的影响最小化的第一步是检测干扰并且对其类型进行分类(例如，窄带、或者宽带、或者二者)。然后，可以设计适当动作，诸如，改变工作信道，在周期性干扰信号的非活动周期期间发送等。然而，这样做消耗网络资源并且不利地影响性能。在能够投入处理干扰的资源与在性能上获得的可能改进之间必须存在良好计算的权衡。

然而，大多数传统方法仅关注单个干扰源。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种用于检测无线网络中的干扰并且将无线网络中的干扰分类为窄带信号、宽带信号、或两者的组合的方法。然后，基于该分类，使用干扰减少技术来确保有效吞吐量。

无线网络中的节点在预先指定的扫描周期内扫描无线信道，并且产生表示信道上的无线活动的快速傅立叶变换(FFT)或等效值。这些值被用于以低成本和有效方式检测干扰并且对干扰分类。考虑到数据速率和期望的有效吞吐量，本发明确定对扫描预算的限制，其中，扫描预算可用于实现至少用于网络的期望吞吐量。

具体地，该方法通过首先将二样本柯尔莫诺夫-斯米尔诺夫(Kolmogorov-Smirnov，K-S)检验应用至在无线网络的信道的两次连续扫描期间获得的第一周期图和第二周期图以获得第一统计量，来检测所述信道中的干扰。然后，通过将第一统计量与阈值进行比较，将干扰分类为宽带的或窄带的。根据该分类减少干扰。

附图说明

[图1]

图1是根据本发明的实施方式的用于对无线信道进行采样的过程的示意图；

[图2]

图2是根据本发明的实施方式的从采样构造的周期图的示意图；

[图3]

图3是根据本发明的实施方式的用于检测、分类和减少干扰的方法的流程图；

[图4]

图4是图3的方法的分类阶段的流程图；

[图5]

图5是根据本发明的实施方式的示例性宽带干扰的图表；

[图6]

图6是根据本发明的实施方式的示例性窄带干扰的图表；以及

[图7]

图7是根据本发明的实施方式的两个连续经验分布之间的距离的图表。

具体实施方式

本发明的实施方式提供了一种用于检测、分类和减少无线网络的信道中的干扰的方法。

如图1所示，干扰减少中的第一步以成本有效方式检测干扰。代替试图对个别干扰信号进行检测和分类，所述实施方式在时间105期间在扫描周期101期间周期性地检测信道上的无线活动的变化。所述检测在扫描持续时间102期间发生，扫描持续时间102可以是整个周期或周期的一部分。如果检测到显著变化，则对干扰活动执行更透彻的分析。