[发明专利]基于频谱分析的无线信号干扰检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及干扰源特征提取、基于决策树的干扰识别、数字信号处理以及模式分类技术，并且具体涉及基于频谱分析的无线信号干扰检测系统及方法。

背景技术

近年来，随着信息技术的快速发展以及通信业务种类的不断增加，用户对网络的要求越来越高。传统的计算机网络已经不能满足这种不断丰富的业务需求。为了应对需求，无线局域网(WLAN，Wireless Local Area Network)技术应运而生。因为WLAN具有灵活性、移动性、快速接入及易于安装和扩展的特点，其得到了广泛的应用。但由于2.4G ISM(Industrial,Scientific and Medical)频段中存在多种无线网络设备，例如微波炉、无绳电话、蓝牙设备、无线摄像机等，这些设备产生的干扰将严重地影响WLAN的网络性能。如何有效地检测这些干扰在无线通信领域具有非常重要的意义。

目前，专用的信号检测网络和提供接入的网络之间存在两种协作方式：一种相互独立方式，即用于信号检测的设备和用于提供网络接入的设备是由不同控制器来管理的，二者无任何交互；另一种是集成方式，即用于信号检测的设备和用于提供网络接入的设备是由相同的控制器来管理的，用于信号检测的服务器也能处理来自接入点的监控数据。针对于网络结构来说，集成方式相比较于独立方式具有能够统一管理、充分利用接入网资源、检测和定位方便等优点。

无线信号干扰检测实际上需要持续地监视空口信号。当空口信号能量超过阈值时，进行快速傅里叶变换(FFT，Fast Fourier Transformation)，并进一步输出给WLAN接收机和各种识别器(Classifier)。其中，WLAN接收机判断干扰是否为WLAN信号，并进一步分析MAC信息，各种识别器判断非WLAN信号的干扰源的类型。

现有的干扰信号检测技术大部分都是基于频谱的。通过分析各种干扰信号的频谱门限值，提取频谱特征并且进行简单分类来进行干扰信号检测。现有技术中的这些分类方法过于简单并且容易对干扰信号进行错误分类。因此，现有技术中需要一种基于频谱分析的无线信号干扰检测系统及方法，从而实现对干扰信号的快速和准确识别。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于频谱分析的无线信号干扰检测系统及方法，实现无线信号干扰的检测与分析。

根据一个发明，提供一种基于频谱分析的无线信号干扰检测系统，其特征在于，所述系统包括：

数据采集单元(710)：用于收集环境中的无线信号，对所收集的无线信号进行快速傅氏变换FFT，以获得具有频谱信息的FFT数据，其中所述具有频谱信息的FFT数据至少包括：无线信号强度、无线信号持续时间、无线信号的时间戳和无线信号底噪，并且将所收集的无线信号和具有频谱信息的FFT数据传送给数据预处理单元(720)；

数据预处理单元(720)：用于从所收集的无线信号获取时域信息并且从具有频谱信息的FFT数据获取频谱信息，并将所述时域信息和频谱信息传送给特征提取单元(730)；

特征提取单元(730)：用于从所获取的时域信息提取时域特征，并且从所获取的频谱信息提取频谱特征，并将时域特征和频谱特征传送给分类检测单元(740)；

分类检测单元(740)：用于根据特征单元(730)传送的时域特征和频谱特征对待检测的无线信号进行分类检测，并且将分类检测结果传送给结果显示单元(750)；

显示单元(750)：用于提供交互界面，从而显示分类检测结果。

根据另一方面，提供一种基于频谱分析的无线信号干扰检测方法，其特征在于，所述方法包括：

A.收集环境中的无线信号，对所收集的无线信号进行快速傅氏变换FFT，以获得具有频谱信息的FFT数据，其中所述具有频谱信息的FFT数据至少包括：无线信号强度、无线信号持续时间、无线信号的时间戳和无线信号底噪；

B.从所收集的无线信号获取时域信息并且从具有频谱信息的FFT数据获取频谱信息；

C.从所获取的时域信息提取时域特征，并且从所获取的频谱信息提取频谱特征；

D.根据时域特征和频谱特征对待检测的无线信号进行分类检测，以确定分类检测结果；以及

E.提供交互界面，从而通过所述交互界面来显示分类检测结果。

优选地，其中所述从所获取的时域信息提取时域特征包括：根据所获取的时域信息，确定确定特定干扰源的干扰信号在周期内呈现的负载百分比，以及根据所获取的时域信息，确定特定干扰源的干扰信号在给定时间内的持续时间；