[发明专利]基于频谱态势综合感知的多点集中式抗干扰方法及系统

权利要求书

1.一种基于频谱态势综合感知的多点集中式抗干扰方法，用于使MESH网络中各个节点之间的无线通信链路能够抵御非802.11干扰以及802.11干扰，其中MESH网络中的节点包括汇聚根节点、子节点和中心网管节点，汇聚根节点、子节点的802.11无线协议从下到上划分为PHY层，MAC层和应用层，其特征在于：所述集中式抗干扰方法包括以下步骤：

S1.各个汇聚根节点、子节点检测本节点PHY层在单位时间内产生的PHYERR错误的数量，并根据其数量大小划分为不同的干扰等级，每一个干扰等级均对应着一组用于减少PHYERR的PHY层参数集；

S2.将汇聚根节点、子节点各自确定的干扰等级对应的PHY层参数集设置至各自的PHY层；

S3.再次检测汇聚根节点、子节点各自PHY层在单位时间内产生的PHYERR错误的数量n，并判断是否大于等于k，若是将汇聚根节点、子节点各自对应的干扰等级提高一级并执行步骤S4，否则执行步骤S3；

S4. 各个汇聚根节点、子节点判断本节点干扰等级是否达到最大值，若否则执行步骤S3，否则向中心网管节点输出该节点包含有干扰等级信息的非802.11干扰标识；

S5.周期性检测汇聚根节点是否处于空闲流量状态，若是则向中心网管节点发送空闲流量状态标识；

S6.中心网管节点将检测到的空闲流量状态标识、非802.11干扰标识和信道扫描周期作为发起信道扫描请求的判决依据：当收到非802.11 干扰标识且扫描周期到，或者当所有汇聚根节点的空闲流量状态标识为空闲状态且信道扫描周期到，则通知MESH网络中的汇聚根节点、子节点使用基于功率谱探测的频谱感知算法发起信道扫描，并等待各个汇聚根节点、子节点上报扫描结果；

S7. MESH网络中的汇聚根节点、子节点收到信道扫描请求命令后，自动切换至指定的应急信道；各个汇聚根节点、子节点扫描完成后，向中心网管节点上报信道扫描的频谱结果；

S8.中心网管节点根据上报的频谱结果采用循环信道分配方法计算出最佳信道分配方案，并分发最佳信道分配方案到各个汇聚根节点、子节点；

S9.各个汇聚根节点、子节点收到最佳信道分配方案后，设置最佳信道分配方案。

2.根据权利要求 1所述的基于频谱态势综合感知的多点集中式抗干扰方法，其特征在于：所述步骤S6使用基于功率谱探测的频谱感知算法发起信道扫描的过程具体如下：

S11.汇聚根节点、子节点开始扫描频道，确认预分析的单元信道所在频段；

S12.确认预分析的单元信道的边界；

S13.对预分析的单元信道进行频谱分析；

S14.对得到的单元信道的频谱信息的每个频率间隔使用三组功率值来表征信道信息：最大功率值、最小功率值和平均功率值，其中最大功率值、最小功率值由频率间隔的两条谱线的平方值大小来确定，平均功率值由两者的均方值确定；将所有频率间隔的三组功率值存储起来，并同一设定的门限进行比较，用于判断每一单元信道的通信状态。

3.根据权利要求1所述的基于频谱态势综合感知的多点集中式抗干扰方法，其特征在于：所述步骤S6使用基于功率谱探测的频谱感知算法发起信道扫描的过程具体如下：

S21.汇聚根节点、子节点开始扫描频道，确认预分析的单元信道所在频段；

S22.确认预分析的单元信道的边界；

S23.对预分析的单元信道进行频谱分析；

S24.对得到的单元信道的频谱信息的每个频率间隔使用平均功率值来表征信道信息：其中平均功率值由最大功率值、最小功率值的均方值确定，而最大功率值、最小功率值由频率间隔的两条谱线的平方值大小来确定；

S25.将无线局域网络规范下使用802.11信号的预存功率谱线值预先存入系统；

S26.在预存功率谱线值中匹配与单元信道测量所得的平均功率值最相似的部分，从而确定单元信道或单元信道集合的使用情况。

4.根据权利要求3所述的基于频谱态势综合感知的多点集中式抗干扰方法，其特征在于：所述步骤S26的匹配过程是将单元信道测量的平均功率值与相同宽度内的预存功率谱线值进行互相关运算，并在运算取最大值时判断出单元信道处在该预存功率谱线值的对应位置。