CN104502890B - 一种无线WiFi信号源定向方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线WiFi信号源定向方法，利用定向天线接收到的无线WiFi信号进行分析，结合定向天线的固有参数，水平辐射接收角度和垂直辐射接收角度，判断无线WiFi信号源的方位，给出平面无线WiFi信号方位雷达图和接收到的信号列表以及各个信号的具体物理信息。本发明信号方位判断准确，本发明的方法简单、实用、响应快速。

Description

一种无线WiFi信号源定向方法

技术领域

本发明涉及2.4G射频信号分析领域,特别是一种无线WiFi信号源定向方法。

背景技术

目前，国内外对于无线WiFi信号进行检测或探测的原理已比较成熟，相应的无线WiFi信号专业分析软件也有许多。然而，通过利用高精度、高增益、窄波瓣的定向天线配合特定的软件层算法对无线WiFi信号源进行精确定位这一功能的实现还未见有先例。

目前尚没有成熟的可应用于对无线WiFi信号源进行精确的方位定向的相关方法，已有的对无线WiFi信号进行收集和分析的软硬件技术，如美国福禄克电子仪器仪表公司的AirCheck无线网络测试仪以及美国MetaGeek公司的Wi-Spy无线网络分析仪，都不具备对无线WiFi信号方位的精确判断以及对水平360度方向上的自动扫描功能。并且他们的主要功能也仅仅是集中在无线WiFi网络的维护、网络健康监测以及信号质量的判断方面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提供一种无线WiFi信号源定向方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种无线WiFi信号源定向方法，包括以下步骤：

1）控制定向天线水平360°转动，定向天线接收无线WiFi信号；

2）解析并打包上述无线WiFi信号，读取每个无线WiFi信号的信号名称、信号强度、MAC地址，并列表显示每个无线WiFi信号的信号名称、信号强度、MAC地址；

3）读取每个无线WiFi信号在水平360°方向上的各个定向天线水平转动单元上的信号强度，利用加权法，计算每一个无线WiFi信号的最优方位判断值，并最终在方位雷达图上显示。

所述步骤3）中，无线WiFi信号最优方位判断值计算方法为：以t度为一个定向天线水平转动单元，则对于某一个无线WiFi信号，得到360°/t°个信号强度点；每个信号强度点的信号强度值乘以该信号强度点对应的方位角度值，再除以所有信号强度点的方位角度值的总和，得到的值就是该WiFi信号的最优方位判断值。

本发明中，t=10。

所述方位角度值的计算方法为：若定向天线的云台旋转速度为r度/秒，采样频率为f秒/次，则第一个信号强度点的方位角度值为r×f度；第二个信号强度点的方位角度值为2r×f度，第三个信号强度点的方位角度值为3 r×f度，其余各信号强度点的方位角度值依此类推。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明信号方位判断准确，本发明的方法简单、实用、响应快速；本发明的信号接收灵敏度可达-120dB，探测距离为小于等于100米，水平角度分辨率达到10度， 信号接收频率为2400.0MHz~2483.5MHz。

附图说明

图1为本发明一实施例方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明通过对利用定向天线接收到的无线WiFi信号进行分析，结合定向天线的固有参数，水平辐射接收角度和垂直辐射接收角度，判断无线WiFi信号源的方位，给出平面无线WiFi信号方位雷达图和接收到的信号列表以及各个信号的具体物理信息。定向天线接收无线WiFi信号，以其固有的物理参数（水平辐射接收角度和垂直辐射接收角度）提供大概的方位角度信息 （方位角度信息就是定向天线的固有参数，比如，定向天线的水平辐射接收角度是10°，那么，分辨率就是10°）；根据接收到的无线WiFi信号和定向天线的固有参数以及定向天线水平旋转的角度，分析判断无线WiFi信号的精确方位，并以方位雷达图的形式显示。无线WiFi信号的各项具体信息包括信号名称（SSID）、信号强度、MAC地址、加密方式等。

本发明具体实现过程如下：

1）控制定向天线的水平360°转动；

2）接收无线WiFi信号并解析；

3）得到无线WiFi信号的具体信息（信号名称、信号强度、MAC地址等）；

4）通过信号强度这个信息，得到某个无线WiFi信号在水平360°方向上的信号强度分布数据（对应的角度分辨率基本可以认为是定向天线的水平辐射接收角度）；

5）根据加权计算处理，得出某个无线WiFi信号在水平方向上方位角度的最优判断值；

6）将最终得到的各个无线WiFi信号的方位角度描绘在雷达图上。

本发明的方法能对以定向天线为圆心，半径100米范围内的无线WiFi信号源的方位进行较精确的判断。

实际操作中，本发明方法的实现过程为：

第一步：基于Palco-D协议的控制命令，对承载定向天线的水平旋转云台进行控制；

第二步：接收从无线网卡中已解析并打包的无线WiFi信号数据包，读取其中的每个无线WiFi信号的具体信息；

第三步：将每个无线WiFi信号的具体信息进行列表显示；

第四步：读取每个无线WiFi信号在水平360°方向上的各个角度单元上的信号强度，利用加权法，计算每一个无线WiFi信号的方位最优判断值，并最终在方位雷达图上显示。

例如，以10°为一个定向天线水平转动单元，则对于某一个无线WiFi信号，理论上将会得到360°/10°=36个信号强度点（由于使用的是定向天线，在很大范围内此无线WiFi信号的信号强度值为0）。每个信号点的信号强度值乘以其对应的方位角度值（定向天线的云台是可以水平旋转的，云台的旋转速度是一定的，比如五度每秒，那么如果转动一秒采样一次，第一个信号强度点的方位角度值就是5⁰，第二个信号强度点的方位角度值就是10⁰，依此类推），再除以每个信号点的方位角度的总和，得到的值就是此无线WiFi信号的最优方位判断值。此方法有效地减小了测量带来的误差影响，精度较高，计算简单。

Claims (3)

1.一种无线WiFi信号源定向方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）控制定向天线水平360°转动，定向天线接收无线WiFi信号；

2）解析并打包上述无线WiFi信号，读取每个无线WiFi信号的信号名称、信号强度、MAC地址，并列表显示每个无线WiFi信号的信号名称、信号强度、MAC地址；

3）读取每个无线WiFi信号在水平360°方向上的各个定向天线水平转动单元上的信号强度，利用加权法，计算每一个无线WiFi信号的最优方位判断值，并最终在方位雷达图上显示；无线WiFi信号最优方位判断值计算方法为：以t度为一个定向天线水平转动单元，则对于某一个无线WiFi信号，得到360°/t°个信号强度点；每个信号强度点的信号强度值乘以该信号强度点对应的方位角度值，再除以所有信号强度点的信号强度值的总和，得到的值就是此无线WiFi信号的最优方位判断值。

2.根据权利要求1所述的无线WiFi信号源定向方法，其特征在于，t=10。

3.根据权利要求2所述的无线WiFi信号源定向方法，其特征在于，所述方位角度值的计算方法为：若定向天线的云台旋转速度为r度/秒，采样频率为f秒/次，则第一个信号强度点的方位角度值为r×f度；第二个信号强度点的方位角度值为2r×f度，第三个信号强度点的方位角度值为3 r×f度，其余各信号强度点的方位角度值依此类推。