專利名稱：一種無線網(wǎng)(Mesh)多網(wǎng)信道控制技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線網(wǎng)(Mesh)多網(wǎng)信道控制技術(shù)，尤其是大大提高Mesh網(wǎng)的吞 吐量等性能。多信道控制技術(shù)是Mesh網(wǎng)多信道無線的關(guān)鍵技術(shù)和難點，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)層多信 道控制機制不能保證在所有情況下都能正確分配信道。實現(xiàn)簡單而準確的多信道控制，包 括信道分配，信道切換和沖突檢測等控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
信道分配目的是分配無干擾的空閑信道(或利用率最低的信道)給某數(shù)據(jù)通信的 收發(fā)節(jié)點，使所有通信在不同的信道上同時進行而不會產(chǎn)生相互干擾。信道切換是指節(jié)點 根據(jù)所分配的信道在各信道間切換以服務(wù)不同數(shù)據(jù)流。信道切換時存在一定時延，降低此 時延是設(shè)計時要考慮的限制條件，另外數(shù)據(jù)收發(fā)節(jié)點必須同步切換。沖突檢測是指網(wǎng)絡(luò)拓 撲結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)流模式發(fā)生變化時，原有的信道分配不能保證無干擾的信道使用，此時通信 節(jié)點能及時檢測到信道沖突而進行信道的重新分配。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無線網(wǎng)(Mesh)多網(wǎng)信道控制技術(shù)，它提出 多信道無線Mesh在網(wǎng)絡(luò)層簡便網(wǎng)絡(luò)中地實現(xiàn)多信道控制的機制；設(shè)計適應(yīng)多信道無線 Mesh網(wǎng)絡(luò)的智能路由協(xié)議。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用技術(shù)方案是信道分配目的是分配無干擾的空閑信道(或利用率最低的信道)給某數(shù)據(jù)通信的 收發(fā)節(jié)點，使所有通信在不同的信道上同時進行而不會產(chǎn)生相互干擾。信道切換是指節(jié)點 根據(jù)所分配的信道在各信道間切換以服務(wù)不同數(shù)據(jù)流。信道切換時存在一定時延，降低此 時延是設(shè)計時要考慮的限制條件，另外數(shù)據(jù)收發(fā)節(jié)點必須同步切換。沖突檢測是指網(wǎng)絡(luò)拓 撲結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)流模式發(fā)生變化時，原有的信道分配不能保證無干擾的信道使用，此時通信 節(jié)點能及時檢測到信道沖突而進行信道的重新分配。另外，多信道環(huán)境下進行智能也在路由協(xié)議選路的研究范圍內(nèi)，傳統(tǒng)的最由協(xié)議 短路有時不能充分利用多信道資源，研究新的路由協(xié)議使之在選路時考慮信道使用情況， 以進一步提高多信道的利用率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是適應(yīng)多信道環(huán)境的智能路由協(xié)議可從兩 方面提高信道利用的智能化①避免交叉路由的出現(xiàn)；②在同等長度的路徑中，選擇信道 干擾最小的路徑。把信道干擾程度作為一個加權(quán)系數(shù)來結(jié)合路徑長度以計算最優(yōu)路由。
具體實施方式1、擬通過跨層設(shè)計的思想在網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)簡單而準確的多信道控制?？鐚釉O(shè)計的思 想已廣泛無線網(wǎng)絡(luò)Ad hoc的設(shè)計中，利用網(wǎng)絡(luò)層的拓撲結(jié)構(gòu)進行網(wǎng)絡(luò)無線干擾估計，并進 一步控制網(wǎng)絡(luò)接入層的多信道分配是現(xiàn)有控制的一般思路。
2、引起Mesh網(wǎng)絡(luò)信道重新分配的主要原因是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的變化，這些都是 網(wǎng)絡(luò)層信息，并且其變化頻率相對媒體接入MAC層狀態(tài)的變化慢得多，所以從網(wǎng)絡(luò)層對MAC 層的信道進行跨層低開銷控制是一種高效的控制機制。3、但如前面技術(shù)難點部分所述，單純從拓撲信息而來的無線干擾信息是不完整 的，因而有時會產(chǎn)生錯誤的信道分配。4、通過數(shù)據(jù)緩存隊監(jiān)測數(shù)據(jù)鏈路層的列以判斷信道沖突的發(fā)生，一個節(jié)點中數(shù)據(jù) 緩存隊列的異常增加(甚至數(shù)據(jù)溢出)是信道沖突發(fā)生的一個標志，這種方法可以用于應(yīng) 對通信過程中出現(xiàn)的信道沖突。5、對于數(shù)據(jù)傳輸前，網(wǎng)絡(luò)層可能做出錯誤的初始信道分配，而我們也缺少數(shù)據(jù)緩 存隊列行為比較的基礎(chǔ)，所以不能使用上述方法。那么，我們可以讓MAC層來做準確的初始 信道分配，而利用網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)緩存隊列信息來動態(tài)分配信道、檢測信道沖突。
權(quán)利要求
1.一種無線網(wǎng)(Mesh)多網(wǎng)信道控制技術(shù)是當(dāng)前Mesh網(wǎng)一個研究方向，多信道可大大 提高Mesh的吞吐量等性能。
2.如權(quán)利要求1所述的，簡單地使用多個天線，每個天線固定使用一個信道的多信道 方案具有成本高、效率低等缺點。而在少量(一兩個)天線上動態(tài)使用信道的方式很顯然 是一種優(yōu)化的設(shè)計，但其中多信道控制是需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的，從不同的協(xié)議多信道層研究控制的問題，設(shè)計了一種使用控 制數(shù)據(jù)天線獨立的，在網(wǎng)絡(luò)層控制信道分配的多信道多天線控制機制[Qu06，Qu07]，仿真結(jié) 果顯示，它可比傳統(tǒng)的單天線單信道網(wǎng)Mesh提高5倍的吞吐量。
4.如權(quán)利要求3所述的，其核心思想是引起Mesh網(wǎng)絡(luò)信道重新分配的主要原因是網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)拓撲和模式的變化，這些都是信息網(wǎng)絡(luò)層，所以從變化發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)層對信道MAC層 進行跨層控制是一種高效的低開銷控制機制。
5.如權(quán)利要求4所述的，因為沒有修改數(shù)據(jù)鏈MAC層路層協(xié)議，這種技術(shù)可以直接應(yīng)用 在802. 11通用標準設(shè)備上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線網(wǎng)(Mesh)多網(wǎng)信道控制技術(shù)，無線網(wǎng)狀(Mesh)網(wǎng)是通過跳多(multi-hop)通信的無線網(wǎng)絡(luò)。與WiFi相比，WiFi中的移動終端(AP)直接通過接入點訪問Internet，而Mesh網(wǎng)的移動終端是通過網(wǎng)Mesh的多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的進行中繼通信或訪問Internet。當(dāng)前實際應(yīng)用的無線Mesh網(wǎng)方案很多都采用雙天線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)節(jié)點。其中一個天線用作用戶接入，另一個天線用作Mesh節(jié)點間的無線中繼。傳統(tǒng)Mesh網(wǎng)的連接中繼通常工作在一個公共信道。單信道限制了網(wǎng)絡(luò)速率，而同時有很多信道資源閑置沒有得到利用。多信道技術(shù)比傳統(tǒng)的單一信道可大大提高無線狀網(wǎng)(Mesh)吞吐量等性能，多信道控制是其中的關(guān)鍵技術(shù)和難點。本項目將研究如何在網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)簡單而準確的多信道控制，同時研究多信道智能環(huán)境下路由協(xié)議選路的以進一步提高信道的利用率。
文檔編號H04W40/12GK102111772SQ20091025098
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者楊槐 申請人:楊槐