无线局域网自组织网络抗干扰方法技术领域
本发明涉及一种应用于无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)自
组织网络抗干扰方法，属于无线局域网抗干扰技术领域。
背景技术
近年来，无线局域网作为无线通信领域内的代表技术，取得了很大发展。
无线局域网具有成本低，组网灵活，速率高等优点，在企业、教育等不同领域
得到广泛应用，并被电信业务运营商用于在“热点”地区提供公众无线接入服
务。
无线局域网工作在免费的工科医频段。在中国使用的无线局域网设备，遵
守国际电子电气工程师协会(International Electrical Electronic Engineers，IEEE)
802.11无线局域网系列标准。目前使用最广泛的IEEE802.11b标准，采用直接
序列扩展频谱方式工作在2.4GHz，共占用83.5MHz带宽，支持11Mbps的最高
速率。在实际应用中，自组织网络不需要无线接入点(Access Point，AP)，可用于
若干移动终端(Mobile Terminal，MT)直接互连，实现信息快速共享和传输。
目前，很多设备选择工作在2.4GHz，造成2.4GHz频段上干扰现象比较严
重。IEEE802.11b设备采用直接序列扩展频谱方式工作，而直接序列扩展频谱
技术自身就能提供一定的抗干扰能力。这种干扰主要针对于白噪声、突发性干
扰和来自其它不同类型设备的干扰。在IEEE802.11b使用中，由于用户缺少专
业无线局域网布网知识，而且无线信号受环境等因素影响较大，同信道或相邻
信道干扰很难避免。同信道或相邻信道干扰是指在自组织网络工作范围内，由
其它无线局域网无线接入点或移动终端工作在相同信道或相邻信道所造成的干
扰。由于IEEE802.11b使用相同的扩频序列码，这种同信道或相邻信道干扰强
度大，而且持续时间长，对系统吞吐量性能影响严重。
已经有许多方法用于对抗这种同信道或相邻信道干扰。其中包括使用无线
信号能量分集技术或时分复用技术等。各种形式的抗干扰技术都是通过在时间
或空间上合理分布无线信号能量的方法实现降低或消除同信道或相邻信道干扰
发生概率来实现的。
现在采用的无线局域网对抗同信道或相邻信道技术存在着许多缺点。其中
主要是由于无线信号传播受环境因素的影响比较大，无线信号无法确定传播边
界，造成无法对无线信号的分布情况进行定量分析。而且实际情况往往不允许
采用分集技术，即使采用分集技术也增加了系统成本而不能广泛应用。采取时
分复用技术也降低了系统性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于无线局域网自组织网络的抗干扰方法。该
方法在实现IEEE802.11b有效对抗同信道或相邻信道干扰的同时，还具有以下
特点：不增加系统成本，原理简单，易于软件实现。
本发明的目的是这样实现的：提供一种无线局域网自组织网络抗干扰方法，
其主要步骤有：工作信道切换判决、工作信道选择、通知和切换；所述的工作
信道切换判决用于判决同信道或相邻信道干扰是否发生，工作信道选择按照预
定的工作信道选择算法产生的工作信道序列选择新的工作信道，工作信道通知
用于移动终端将工作信道选择结果通过特定数据帧通知其它移动终端，工作信
道切换用于当前工作信道切换到新的工作信道；若选择的新的工作信道判决无
同信道或相邻信道干扰发生，结束信道切换过程并稳定工作，否则继续按照工
作信道序列选择新的工作信道，直至扫描完所有工作信道；若所有工作信道均
判决有同信道或相邻信道干扰发生，则选择同信道或相邻信道干扰最小的信道
切换并工作，等待新的切换周期来临。
所述的工作信道切换判决，当平均噪声值超过预定噪声门限值而且持续时
间超过预定时长门限值时，判决同信道或相邻信道干扰发生，否则判决同信道
或相邻信道干扰没有发生。
所述的平均噪声值，由移动终端对当前工作信道参数通过软件获取，用于
对同信道或相邻信道干扰是否发生判决。
所述的工作信道选择，按照预定的工作信道选择算法选择新的工作信道。
所述的工作信道选择算法，在每一个切换周期内，算法随机生成工作信道
序列，由移动终端根据当前工作信道选择新的工作信道。
所述的工作信道通知，由移动终端采用特定的数据帧，将选择新的工作信
道通知其它移动终端。
所述的特定数据帧，由帧头、帧结构体、校验码等组成，其中帧结构体含
有自定义的标识段、工作信道代码等信息。
所述的工作信道选择算法，产生的信道序列为：
Fx＝{fx(1)，fx(2)，fx(3)，…，fx(p)}
式中：fx(i)是基于随机数x产生的工作信道序列号。
所述的工作信道切换，根据工作信道选择算法产生的工作信道序列，由移
动终端选择新的工作信道，并通过软件方法设置。
所述的工作信道选择算法，随机生成的工作信道序列之间中心频率点相距
至少20MHz。
本发明是一种原理简单、易于软件实现的无线局域网自组织网络抗干扰方
法，可提供优良的对抗同信道或相邻信道干扰效果，该方法的原理可以用于各
种需要多信道工作切换工作的无线通信设备中。其主要特点是：采用软件方法
检测当前工作信道质量，不受无线信号受环境变化的影响，而且易于软件实现
集成在无线局域网设备中。因此本发明与其他对抗同信道或相邻信道干扰的方
法相比较，抗干扰效果强且易于软件实现，具有较好的推广应用前景。
附图说明
图1是本发明无线局域网自组织网络抗干扰方法的流程图。
图2是本发明无线局域网自组织网络抗干扰方法的工作信道通知帧结构。
图3是根据本发明无线局域网自组织网络抗干扰方法测试的吞吐量对比图。
具体实施方式
参见图1，下面结合图示说明本发明具体工作原理。本发明是一种无线局
域网自组织网络抗干扰的方法，其主要步骤有：工作信道切换判决、工作信道
选择、通知和切换；所述的工作信道切换判决用于判决同信道或相邻信道干扰
是否发生，工作信道选择按照预定的工作信道选择算法产生的工作信道序列选
择新的工作信道，工作信道通知用于移动终端将工作信道选择结果通过特定数
据帧通知其它移动终端，工作信道切换用于当前工作信道切换到新的工作信道。
当无线局域网设备启动后，通过软件方法采集平均噪声值。当平均噪声值
大于预设噪声门限值时，增加噪声持续时间，否则噪声持续时间清零。噪声采
集采取延时循环的方法。当噪声持续时间超过预定时长门限值时，判决同信道
或相邻信道干扰发生并记录当前噪声值，否则判决同信道或相邻信道干扰没有
发生。
当判决同信道或相邻信道干扰发生，则判决是新的切换周期开始还是处于
切换周期中。如判决是新的切换周期开始，则由预定算法产生工作信道序列，
否则根据已有的工作信道序列，由移动终端根据当前的工作信道选择序列中下
一个信道作为新的工作信道。
在实施例中，工作信道选择算法产生的信道序列为：
Fx＝{fx(1)，fx(2)，fx(3)，…，fx(p)}
式中：fx(i)是基于随机数x产生的工作信道序列号。
为了保证产生的信道序列不重复，x随机取值，服从区间(0，p-1)的均匀分
布。fx(i)由下式产生：
fx(i)＝[b(i)+x]mod(11)+1
其中b(i)在区间[0，11]随机取值，且满足相邻两个取值之间至少相差4。
在实施例中，特定数据帧结构如图2所示。移动终端发送工作信道切换请
求帧并启动相关定时器，向自组织网络中其它移动终端请求进行工作信道切换。
在定时器时间范围内，移动终端收到来自其它移动终端的工作信道切换确认帧
后，进行工作信道切换。否则，移动终端重发工作信道切换请求帧。
移动终端收到来自其它移动终端的工作信道切换请求帧时，终止自己的工
作信道切换过程，重新开始工作信道切换判决。移动终端通过软件设置新的工
作信道。
移动终端设置新的工作信道后，返回工作信道切换判决过程。当完成一个
扫描周期，判决所有工作信道均有同信道或相邻信道干扰，并根据记录的平均
噪声值选择噪声值最小的工作信道作为新的工作信道。移动终端通过循环等待
新的切换周期来临。
当新的切换周期开始时，移动终端进入工作信道切换判决过程，开始新的
工作信道扫描过程。
图3为该实施例的测试结果，同信道或相邻信道干扰持续时间为20秒。从
图3可以看出，相对于没有采用此发明方法的实验网络，采用此发明方法的实
验网络的吞吐量受干扰影响更小，能更快从同信道或相邻信道干扰造成的吞吐
量下降中恢复。