摘要：IEEE802.11b研究表明，只要重疊或相鄰BSS小區(qū)中心頻率相距25MHz以上，就可以有效避免同頻或鄰頻干擾。在BSS小區(qū)密集地區(qū)，需要嚴格的頻率規(guī)劃。提出并實現(xiàn)適用于IEEE802.11b的一種抗干擾自適應(yīng)頻率規(guī)劃機制。測試表明，在無嚴格頻率規(guī)劃條件下，該機制能抗同頻或鄰頻干擾和其它窄帶信號干擾，改善BSS小區(qū)性能。

     關(guān)鍵詞：VLAN 抗干擾 自適應(yīng) 頻率規(guī)劃

作為無線通信領(lǐng)域的熱點之一，無線局域網(wǎng)得到了越來越多的關(guān)注。在有線線纜安裝困難的地區(qū)，無線局域網(wǎng)作為有線網(wǎng)絡(luò)的替代，提供到有線骨干網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。近年來，無線局域網(wǎng)還被用來在熱點地區(qū)提供高速的公眾無線接入服務(wù)。作為無線局域網(wǎng)基礎(chǔ)協(xié)議之一，IEEE802.11b工作在2.4GHz的ISM頻段，其物理層采用直接序列擴頻技術(shù)（DSSS），提供了最高達11Mbps的數(shù)據(jù)速率。

工作在2.4GHz的ISM頻段上的其它無線發(fā)射機可能會對IEEE802.11b設(shè)備的工作造成干擾，例如藍牙網(wǎng)絡(luò)、商業(yè)微波爐等。很多文獻研究了藍牙網(wǎng)絡(luò)與IEEE802.11b的共存和商業(yè)微波爐對IEEE802.11的干擾問題，本文不討論這類問題。由于采用DSSS物理層，IEEE802.11b設(shè)備具有一定的抗干擾能力。這樣干擾主要是高斯白噪聲、突發(fā)性噪聲干擾或者其它不同類型無線發(fā)射機干擾。當干擾強度超過某門限值時，引起IEEE802.11b小區(qū)性能顯著下降，甚至不可用。其它，對抗干擾的最好方法就是重新進行頻率配置，減少信道帶寬與干擾信道帶寬的重疊。因此，本文提出了適用于IEEE802.11b基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)頻率規(guī)劃機制，并對該機制進行了工程實現(xiàn)。相對于其它通過改進DCF達到抗干擾目的的MAC層方案，本文提出的方案能簡單通過軟件升級實現(xiàn)，而且抗干擾能力更強。

1 IEEE802.11b物理層特性

IEEE802.11b定義了兩種工作模式；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（Infrastructure）和自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad hoc)。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，BSS小區(qū)的所有站點工作信道由AP決定。通常情況下，AP的工作信道在初始化中配置。遇到強外部干擾，AP的配置無法改變，導(dǎo)致BSS小區(qū)的性能嚴重下降。

在83.5MHz帶寬上，一共定義了14個信道。每個信道的中心頻率相距5MHz。信道編號及其對應(yīng)的中心頻率見文件。在中國，遵守相關(guān)無線頻率規(guī)劃，支持其中11個信道。盡管支持四種不同速率，IEEE802.11b物理層信號帶寬為22MHz，占有超過4個信道帶寬。稱來自重疊或相鄰BSS小區(qū)工作信道的干擾為BSS小區(qū)干擾。只要工作信道中心頻率至少相距25MHz，小區(qū)干擾就不會產(chǎn)生。由于使用相同的偽隨機擴頻序列碼，仔細測量表明，在通常情況下，當重疊或相鄰的BSS小區(qū)中心頻率在15MHz內(nèi)時，小區(qū)干擾會成為影響B(tài)SS小區(qū)性能的主要因素。因此，為減少或避免小區(qū)干擾的發(fā)生，通常需要預(yù)先進行嚴格的頻率配置規(guī)劃，或者采用信號分集處理技術(shù)。在很多情況下，由于應(yīng)用環(huán)境的限制，普通分集技術(shù)難以消除小區(qū)干擾的影響。

2．4GHz的ISM頻段還有可能存在其它窄帶信號干擾。這樣的窄帶干擾信號可能來自于其它無線發(fā)射機的帶外泄漏。這樣的窄帶信號通常持續(xù)時間長，具有較高的信號功率，對BSS小區(qū)性能影響較大。從對干擾信號的分析得到自適應(yīng)頻率規(guī)劃機制的基本思路：當BSS小區(qū)受到強烈干擾導(dǎo)致性能降低時，AP依據(jù)一定的算法通過軟件重新配置工作信道，直至成功躲避干擾信號為止。

2 自適應(yīng)頻率規(guī)劃機制簡述

自適應(yīng)頻率規(guī)劃機制的流程描述為：AP采集平均噪聲值，按照預(yù)定干擾判決準則進行干擾判斷。如果判斷干擾消失，持續(xù)時間重置為0，經(jīng)過延時重新進行干擾參數(shù)采集和干擾判決。如果判決干擾存在且持續(xù)時間大于干擾定值時，按照隨機產(chǎn)生的工作信道切換序列重新進行工作信道配置；否則延時后重新進行干擾參數(shù)采集和干擾判決。當重新配置工作信道完成后，若干擾噪聲值恢復(fù)，結(jié)束信道配置過程。否則繼續(xù)按照已產(chǎn)生的工作信道切換序列配置工作信道。直至遍歷所有工作信道后結(jié)束。

設(shè)工作信道切換序列為：Fx={fx(1),fx(2),fx(3),…，fx(p)}。此時，fx(i)表示在種子數(shù)x產(chǎn)生的工作序列中第個頻率的工作信道編號，p是該序列中信道的個數(shù)（p=11）。假設(shè)當前工作信道編號為fx（i），則重新配置的工作信道編號為fx（i+1）。因此，給定種子數(shù)x和序列素引i,就可以得到重新配置的工作信道編號。

工作信道編號由式（1）給定：

fx(i)=[b(i)+x]mod(11)+1     (1)