一種無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的信道分配方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的信道分配方法及系統(tǒng)；所述方法包括：S101.在由無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)劃分出的多個區(qū)域中，各區(qū)域的節(jié)點分別協(xié)商產(chǎn)生本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點；S102.預(yù)定的初始區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點從可選信道集合中選取一個信道；S103.選取信道的首領(lǐng)節(jié)點將所選取的信道作為本區(qū)域的缺省信道分配給本區(qū)域中其它節(jié)點，并通知相鄰區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點分配完成；S104.接收分配完成通知的首領(lǐng)節(jié)點如果判斷本區(qū)域未分配缺省信道，則根據(jù)本區(qū)域的邊界節(jié)點所獲取的各相鄰區(qū)域的信道分配情況，更新所述可選信道集合，從更新后的可選信道集合中選取一個信道，返回S103。本發(fā)明針對中小型無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)能夠在不降低網(wǎng)絡(luò)容量的同時保證較低的部署成本。
【專利說明】一種無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的信道分配方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的信道分配方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Network)是一種具有分層結(jié)構(gòu)的多跳新型無線網(wǎng)絡(luò)，具有可靠性強、高帶寬以及投資成本低等特點。因此，它被廣泛視為下一代無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0003]目前大多數(shù)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)都基于IEEE802.llb/g標準，該標準規(guī)定的11個可用信道，只有3個信道相互正交。如何提高無線信道的利用率，增加系統(tǒng)的容量是設(shè)計無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的一個關(guān)鍵問題；信道分配是增加無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量的最有效措施之一。
[0004]為了充分利用有限的無線信道資源，現(xiàn)有無線Mesh網(wǎng)絡(luò)也采用了一些新技術(shù)和措施。主要可以分為三類:
[0005]第一類采用基于單接口 /靜態(tài)信道分配方式，此類方法根據(jù)無線鏈路之間的干擾原理，基于集中控制的原則，給出統(tǒng)一的信道分配方案。該類方案優(yōu)點是集中控制、便于部署且成本較低；缺點是網(wǎng)絡(luò)中的信道容量可能不夠。
[0006]第二類采用基于單接口 /動態(tài)信道分配方式，此類方案大多設(shè)立信道分配控制節(jié)點或者其他控制設(shè)備來進行信道策略調(diào)整，Mesh網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點周期性反饋信道分配及流量控制情況，根據(jù)當前網(wǎng)絡(luò)通信狀況來判定干擾情況，從而根據(jù)實際情況及時調(diào)整信道分配策略，不斷降低干擾，增加網(wǎng)絡(luò)容量。缺點是計算、反饋代價較高，策略執(zhí)行的精度難以保障。
[0007]第三類采用節(jié)點擴展多接口的方式，此類方案中，各Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署多個接口，不同無線接口基于不同的無線標準技術(shù)，從而形成有效地正交信道，避免鏈路間的干擾；缺點是多個接口給部署和成本帶來了一定要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對中小型無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的快速部署，如何在不降低網(wǎng)絡(luò)容量的同時保證較低的部署成本。
[0009]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的信道分配方法，包括:
[0010]S101、在由所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)劃分出的多個區(qū)域中，各區(qū)域的節(jié)點分別協(xié)商產(chǎn)生本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點；
[0011]S102、預(yù)定的初始區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點從可選信道集合中選取一個信道；
[0012]S103、選取信道的首領(lǐng)節(jié)點將所選取的信道作為本區(qū)域的缺省信道分配給本區(qū)域中其它節(jié)點，并通知相鄰區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點分配完成；
[0013]S104、接收分配完成通知的首領(lǐng)節(jié)點如果判斷本區(qū)域未分配缺省信道，則根據(jù)本區(qū)域的邊界節(jié)點所獲取的本區(qū)域各相鄰區(qū)域的信道分配情況，更新所述可選信道集合，所述邊界節(jié)點是指同時屬于兩個或兩個以上區(qū)域、且與兩個或兩個以上屬于不同區(qū)域的節(jié)點之間均只有一跳的節(jié)點；從更新后的可選信道集合中選取一個信道，返回步驟S103。
[0014]可選地，所述邊界節(jié)點上部署有至少三個接口，其它節(jié)點上部署的接口為單接口。
[0015]可選地，所述更新所述可選信道集合的步驟包括:
[0016]從所述可選信道集合中篩除所獲取的本區(qū)域的各相鄰區(qū)域所分配的缺省信道，得到剩余信道集合；
[0017]判斷本區(qū)域的各相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域是否有公共區(qū)域；
[0018]如果各相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域均沒有公共區(qū)域則將所述剩余信道集合作為更新后的可選信道集合；如果有的相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域有公共區(qū)域，則通過本區(qū)域與該相鄰區(qū)域的邊界節(jié)點獲取該相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域的公共區(qū)域的信道，將所獲取的公共區(qū)域的信道從所述剩余信道集合中篩除，得到更新后的可選信道集合。
[0019]可選地，所述各區(qū)域的節(jié)點分別協(xié)商產(chǎn)生本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點的步驟包括:
[0020]每個區(qū)域的各節(jié)點分別發(fā)送維持連接活躍消息給本節(jié)點下一跳的鄰居節(jié)點，消息中含有預(yù)置的區(qū)域的編號；
[0021]各個節(jié)點接收其它節(jié)點發(fā)送的所述維持連接活躍消息，并對接收的來自于本區(qū)域的所述維持連接活躍消息進行計數(shù)；所述來自于本區(qū)域的維持連接活躍消息是指該維持連接活躍消息中攜帶的編號與本節(jié)點預(yù)置的編號相同；
[0022]將一個區(qū)域各節(jié)點中計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點確定為該區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點。
[0023]可選地，所述將一個區(qū)域各節(jié)點中計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點確定為該區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點的步驟包括:
[0024]各節(jié)點廣播本節(jié)點的所述計數(shù)結(jié)果，并且每個節(jié)點均維護一個統(tǒng)計表，用于記錄本區(qū)域各節(jié)點的標識及其計數(shù)結(jié)果；各節(jié)點當收到來自于本區(qū)域的維持連接活躍消息時，將發(fā)送方節(jié)點的標識記錄在所述統(tǒng)計表中，當收到其它節(jié)點廣播的計數(shù)結(jié)果時，記錄到所述統(tǒng)計表中的相應(yīng)位置；各節(jié)點根據(jù)該統(tǒng)計表查找出本區(qū)域所述計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點，將查找出的節(jié)點記錄為本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點。
[0025]實施例二、一種無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的信道分配系統(tǒng)，包括:位于所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點上的信道分配裝置；所述信道分配裝置包括:
[0026]初始化模塊，用于在由所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)劃分出的多個區(qū)域中，與本節(jié)點所在區(qū)域的其它節(jié)點協(xié)商本節(jié)點所在區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點；
[0027]選擇模塊，用于當本節(jié)點為預(yù)定的初始區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點時，從可選信道集合中選取一個信道；
[0028]分配模塊，用于在所述選擇模塊選取信道后將所選信道作為本區(qū)域的缺省信道分配給本區(qū)域中其它節(jié)點，并通知本節(jié)點所在區(qū)域的相鄰區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點分配完成；
[0029]更新模塊，用于當本節(jié)點接收到分配完成通知后，如果判斷本節(jié)點所在區(qū)域未分配缺省信道，則根據(jù)本節(jié)點所在區(qū)域的邊界節(jié)點所獲取的本區(qū)域各相鄰區(qū)域的信道分配情況，更新所述可選信道集合；所述邊界節(jié)點是指同時屬于兩個或兩個以上區(qū)域、且與兩個或兩個以上屬于不同區(qū)域的節(jié)點之間均只有一跳指示所述選擇模塊從更新后的可選信道集合中選取一個信道。
[0030]可選地，所述信道分配裝置還包括:
[0031]接口模塊，當本節(jié)點為邊界節(jié)點時，所述接口模塊至少包括三個接口 ；當所在節(jié)點不是邊界節(jié)點時，所述接口模塊為單接口。
[0032]可選地，所述更新模塊更新所述可選信道集合是指:
[0033]所述更新模塊從所述可選信道集合中篩除本節(jié)點所在區(qū)域的各相鄰區(qū)域所分配的缺省信道，得到剩余信道集合；判斷本節(jié)點所在區(qū)域的各相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域是否有公共區(qū)域；如果各相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域均沒有公共區(qū)域則將所述剩余信道集合作為更新后的可選信道集合；如果有的相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域有公共區(qū)域，則通過本節(jié)點所在區(qū)域的邊界節(jié)點獲取該相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域的公共區(qū)域的信道，將所獲取的公共區(qū)域的信道從所述剩余信道集合中篩除，得到更新后的可選信道集合。
[0034]可選地，所述初始化模塊與本節(jié)點所在區(qū)域的其它節(jié)點協(xié)商本節(jié)點所在區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點是指:
[0035]所述初始化模塊發(fā)送維持連接活躍消息給所在節(jié)點下一跳的鄰居節(jié)點，消息中含有預(yù)置的區(qū)域的編號；接收其它節(jié)點發(fā)送的所述維持連接活躍消息，并對接收的來自于本節(jié)點所在區(qū)域的所述維持連接活躍消息進行計數(shù)；所述來自于本區(qū)域的維持連接活躍消息是指該維持連接活躍消息中攜帶的編號中至少一個與本節(jié)點預(yù)置的編號相同；將本節(jié)點所在區(qū)域中計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點確定為本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點。
[0036]可選地，所述初始化模塊將本節(jié)點所在區(qū)域中計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點確定為本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點是指:
[0037]所述初始化模塊廣播本節(jié)點的所述計數(shù)結(jié)果，并維護一個統(tǒng)計表，用于記錄本節(jié)點所在區(qū)域各節(jié)點的標識及其計數(shù)結(jié)果；當收到來自于本節(jié)點所在區(qū)域的維持連接活躍消息時，將發(fā)送方節(jié)點的標識記錄在所述統(tǒng)計表中，當收到其它節(jié)點廣播的計數(shù)結(jié)果時，記錄到所述統(tǒng)計表中的相應(yīng)位置；根據(jù)該統(tǒng)計表查找出本區(qū)域所述計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點，將查找出的節(jié)點記錄為本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點。
[0038]本發(fā)明的至少一個實施例給出了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)下基于分簇的信道分配方法，相比于【背景技術(shù)】中的第一類方式，相鄰區(qū)域所用的信道互不相同，以避免相鄰區(qū)域之間的干擾，因此整個網(wǎng)絡(luò)的容量得到了保證；相比【背景技術(shù)】中的第二類和第三類方式，整個過程采用靜態(tài)配置一次完成，計算量較小，且僅有邊界節(jié)點使用多接口，其它節(jié)點為單接口，因此部署成本較低，適用于中小型Mesh網(wǎng)絡(luò)的快速部署過程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1為實施例一的無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的信道分配方法的流程示意圖；
[0040]圖2為實施例一中相鄰簇中各類型節(jié)點的示意圖；
[0041]圖3為實施例一中公共區(qū)域的示意圖；
[0042]圖4為實施例二的無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的信道分配裝置的示意框圖。
【具體實施方式】
[0043]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行更詳細的說明。
[0044]需要說明的是，如果不沖突，本發(fā)明實施例以及實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。另外，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。[0045]實施例一、一種無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的信道分配方法，如圖1所示，包括:
[0046]S101、在由所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)劃分出的多個區(qū)域中，各區(qū)域的節(jié)點分別協(xié)商產(chǎn)生本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點；
[0047]S102、預(yù)定的初始區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點從可選信道集合中選取一個信道；所述預(yù)定的初始區(qū)域可以但不限于為所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中連接外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)所在的區(qū)域，也可以設(shè)置為其它區(qū)域；
[0048]S103、選取信道的首領(lǐng)節(jié)點將所選取的信道作為本區(qū)域的缺省信道分配給本區(qū)域中其它節(jié)點，并通知相鄰區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點分配完成；
[0049]S104、接收分配完成通知的首領(lǐng)節(jié)點如果判斷本區(qū)域未分配缺省信道，則根據(jù)本區(qū)域的邊界節(jié)點所獲取的本區(qū)域各相鄰區(qū)域的信道分配情況，更新所述可選信道集合，所述邊界節(jié)點是指同時屬于兩個或兩個以上區(qū)域、且與兩個或兩個以上屬于不同區(qū)域的節(jié)點之間均只有一跳的節(jié)點；從更新后的可選信道集合中選取一個信道，返回步驟S103。
[0050]本實施例的信道分配方法分為兩個階段，第一階段是準備階段，對整個Mesh網(wǎng)絡(luò)進行區(qū)域劃分，可以但不限于將劃分出的區(qū)域各作為一個簇cluster，并進一步通過各節(jié)點的協(xié)商確定每個簇的首領(lǐng)節(jié)點，同時確定簇間的邊界節(jié)點。在這個階段，劃分簇的過程可以采用現(xiàn)有技術(shù)進行。確定為首領(lǐng)節(jié)點的節(jié)點會將本節(jié)點的標識通知給整個無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點；確定為邊界節(jié)點的節(jié)點將會告知所在區(qū)域(存在兩個或兩個以上區(qū)域)的首領(lǐng)節(jié)點本節(jié)點的標識及所屬區(qū)域，從而使首領(lǐng)節(jié)點獲知本區(qū)域的邊界節(jié)點以及相鄰區(qū)域；當然，也可以將邊界節(jié)點和相鄰區(qū)域的信息都預(yù)先保存在各節(jié)點中。
[0051]第二階段集中進行信道的統(tǒng)一分配；首先開始進行網(wǎng)關(guān)所在區(qū)域的信道分配，分配完缺省信道的區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點可以通知相鄰的區(qū)域，如果被通知的區(qū)域還未分配缺省信道，則可以根據(jù)與本區(qū)域相鄰的區(qū)域的信道分配情況更新可選信道集合后從中選取本區(qū)域的缺省信道；如果已分配則不進行處理。重復(fù)上述步驟直到所劃分出的多個區(qū)域均完成了信道分配。經(jīng)過信道分配以后，避免了相鄰區(qū)域之間重復(fù)信道的干擾。
[0052]本實施例中，通過相鄰區(qū)域的信道分配情況更新可選信道集合，可以避免和相鄰區(qū)域使用相同的信道，能夠有效減少中、小型規(guī)模的Mesh網(wǎng)絡(luò)相鄰區(qū)域之間的干擾，從而大大提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，提高用戶的服務(wù)質(zhì)量的體驗。需要說明的是，一個簇內(nèi)的多個節(jié)點雖然被分配了同一個缺省信道，但這些節(jié)點采用相同信道通信會帶來干擾的問題通過現(xiàn)有技術(shù)可以克服，并不會影響網(wǎng)絡(luò)整體的容量。
[0053]本實施例的一種實施方式中，劃分出的多個區(qū)域均設(shè)置有唯一的標識，比如每個區(qū)域分別編號(1、2......m),m為正整數(shù)，是劃分出的區(qū)域的個數(shù)。
[0054]本實施方式中，所述通知相鄰區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點分配完成的步驟具體可以包括:
[0055]獲取本區(qū)域各相鄰區(qū)域的編號，根據(jù)給定的編號排列順序，依次通知各相鄰區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點本區(qū)域分配完成。
[0056]所述給定的編號的排列順序可以是從小到大，也可以是從大到小，或者是其它的排列順序。
[0057]比如網(wǎng)關(guān)所在區(qū)域為區(qū)域6，先從所述可選信道集合中選取信道a分配給區(qū)域6的首領(lǐng)節(jié)點，區(qū)域6的首領(lǐng)節(jié)點將信道a作為區(qū)域6的缺省信道分配給區(qū)域6中其它節(jié)點，區(qū)域6內(nèi)各節(jié)點將使用信道a進行通信。[0058]假設(shè)區(qū)域6的相鄰區(qū)域為區(qū)域I和區(qū)域3，排列順序是從小到大；則區(qū)域6的首領(lǐng)節(jié)點先通知區(qū)域I的首領(lǐng)節(jié)點分配完成，在收到區(qū)域I的首領(lǐng)節(jié)點的確認消息后通知區(qū)域3的首領(lǐng)節(jié)點分配完成。
[0059]區(qū)域I的首領(lǐng)節(jié)點將通過區(qū)域I中的邊界節(jié)點獲取區(qū)域I的相鄰區(qū)域的信道分配情況(假設(shè)目前只有區(qū)域6進行過分配)，根據(jù)該信道分配情況更新所述可選信道集合，然后從更新后的可選信道集合中選取信道b作為區(qū)域I的缺省信道。區(qū)域I的首領(lǐng)節(jié)點也會按照編號從小到大的順序依次通知與區(qū)域I相鄰的各區(qū)域分配完成。其中，作為區(qū)域I的相鄰區(qū)域之一的區(qū)域6由于已經(jīng)進行過缺省信道分配，因此不用再次進行分配，而區(qū)域I的其它相鄰區(qū)域則類似地進行更新可選信道集合、分配缺省信道、通知相鄰區(qū)域分配完成的步驟。
[0060]后續(xù)各區(qū)域的信道分配過程以此類推，直到所有的區(qū)域都分配好信道。
[0061]本實施例的一種實施方式中，所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)所劃分成的多個區(qū)域具體可以包括:
[0062]將整個無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)區(qū)域利用近似正六邊形分割所劃分成的m個區(qū)域，其中每個六邊形邊長的2倍為各個節(jié)點的無線信號傳輸范圍。
[0063]該劃分可以通過現(xiàn)有技術(shù)完成。
[0064]本實施例的一種實施方式中，所述各區(qū)域的節(jié)點分別協(xié)商產(chǎn)生本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點的步驟具體可以包括:
[0065]每個區(qū)域的各節(jié)點分別發(fā)送維持連接活躍消息給本節(jié)點下一跳的鄰居節(jié)點(只發(fā)一跳消息)，消息中含有預(yù)置的區(qū)域(即:本節(jié)點所屬區(qū)域)的編號(比如但不限于cluster ID)，用于區(qū)分消息來源是否屬于本區(qū)域內(nèi)；
[0066]各個節(jié)點接收其它節(jié)點發(fā)送的所述維持連接活躍消息，并對接收的來自于本區(qū)域的所述維持連接活躍消息進行計數(shù)；所述來自于本區(qū)域的維持連接活躍消息是指該維持連接活躍消息中攜帶的編號與本節(jié)點預(yù)置的編號相同；
[0067]將一個區(qū)域各節(jié)點中計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點確定為該區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點CH。
[0068]也就是說，在每個區(qū)域中，接收到本節(jié)點所屬區(qū)域的節(jié)點發(fā)送的所述維持連接活躍消息最多的節(jié)點為該區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點。具體來說，各節(jié)點可以廣播本節(jié)點的所述計數(shù)結(jié)果，并且每個節(jié)點均維護一個統(tǒng)計表，用于記錄本區(qū)域各節(jié)點的標識及其計數(shù)結(jié)果；各節(jié)點當收到來自于本區(qū)域的維持連接活躍消息時，將發(fā)送方節(jié)點的標識記錄在所述統(tǒng)計表中，當收到其它節(jié)點廣播的計數(shù)結(jié)果時，記錄到所述統(tǒng)計表中的相應(yīng)位置；各節(jié)點根據(jù)該統(tǒng)計表查找出本區(qū)域所述計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點，將查找出的節(jié)點記錄為本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點。
[0069]首領(lǐng)節(jié)點確定以后，還可以向所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點廣播發(fā)送自身信肩、O
[0070]對于屬于兩個或兩個以上區(qū)域的節(jié)點，將會預(yù)置兩個或兩個以上區(qū)域的編號；這些節(jié)點在發(fā)送所述維持連接活躍消息時，攜帶預(yù)置的所有編號；對于收到維持連接活躍消息的節(jié)點而言，只要該消息中攜帶的至少一個編號和本節(jié)點預(yù)置的編號相同，就判斷該消息來自本區(qū)域。這些節(jié)點中的一部分為邊界節(jié)點，還需要做進一步的判斷，這將在后文進行介紹。
[0071]圖2所示的是所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的一部分，其中虛線表示各簇的范圍，以實線相連的兩個節(jié)點表示這兩個節(jié)點之間為一跳。以簇C2中的節(jié)點為例，由于簇C2中與節(jié)點N2之間為一跳的節(jié)點最多，因此節(jié)點N2收到的來自本區(qū)域的維持連接活躍消息數(shù)量最多，節(jié)點N2將作為簇C2的首領(lǐng)節(jié)點；雖然節(jié)點N2也會收到簇C3中的節(jié)點N6的維持連接活躍消息，但因為其中攜帶的是簇C3的編號，和本節(jié)點預(yù)置的編號不同，因此不對該條維持連接活躍消息計數(shù)；節(jié)點NI就是簇C2中的普通節(jié)點。節(jié)點N3和N4為同時屬于兩個或兩個以上簇的節(jié)點，其中節(jié)點N3所發(fā)送的維持連接活躍消息中會攜帶Cl、C2、C3的編號，節(jié)點N4所發(fā)送的維持連接活躍消息中會攜帶C1、C2的編號。
[0072]節(jié)點N2收到節(jié)點N3的維持連接活躍消息后，會發(fā)現(xiàn)其中攜帶了簇C2的編號，因此將其作為來自本簇的維持連接活躍消息，并將節(jié)點N3的標識記錄到所述統(tǒng)計表中。簇Cl的節(jié)點N5和區(qū)域C3的節(jié)點N6的處理過程類似，節(jié)點N2對于節(jié)點N4發(fā)送的維持連接活躍消息的處理過程也類似。
[0073]本實施例的一種實施方式中，可以通過維持連接活躍消息來確定邊界節(jié)點；所述方法還可以包括:各節(jié)點記錄所收到的各維持連接活躍消息中攜帶的區(qū)域的編號，如果至少存在兩條維持連接活躍消息中所攜帶的區(qū)域的編號彼此完全不同(說明該節(jié)點與兩個或兩個以上屬于不同區(qū)域的節(jié)點——比如圖2中節(jié)點N3與節(jié)點N2、N5、N6——之間均只有一跳)，且本節(jié)點預(yù)置了兩個或兩個以上區(qū)域的編號，則確定本節(jié)點為所記錄的編號對應(yīng)區(qū)域之間的邊界節(jié)點。
[0074]如圖2所示，節(jié)點N4只會收到攜帶簇C2編號的維持連接活躍消息，因此節(jié)點N4雖然預(yù)置了兩個簇編號，也不是邊界節(jié)點；而預(yù)置了三個簇編號的節(jié)點N3將會收到攜帶簇C2編號、攜帶簇Cl編號、以及攜帶簇C3編號的維持連接活躍消息，因此節(jié)點N3是簇C2、簇Cl和簇C3之間的邊界節(jié)點。對于節(jié)點N2，從節(jié)點NI收到了攜帶簇C2編號的維持連接活躍消息，從節(jié)點N3收到了同時攜帶簇C1、C2、C3編號的維持連接活躍消息，由于C2和(Cl、C2、C3)部分相同，所以這兩條維持連接活躍消息所攜帶的簇編號不算完全不同；雖然節(jié)點N2從節(jié)點N6收到的維持連接活躍消息攜帶了簇C3的編號，和從節(jié)點NI收到的簇編號完全不同，但由于節(jié)點N2并未預(yù)置兩個或以上的簇編號，因此節(jié)點N2不是邊界節(jié)點。
[0075]邊界節(jié)點的確認方式并不限于本實施方式，在其它實施方式中可以用其它方式確定，比如將收到至少兩個簇的節(jié)點的廣播消息的節(jié)點確認為邊界節(jié)點，再比如直接將預(yù)置了兩個或兩個以上區(qū)域編號的節(jié)點確認為邊界節(jié)點等。
[0076]本實施方式中，各個區(qū)域之間的邊界節(jié)點最多可以同屬于三個區(qū)域，S卩:最多可以同時和三個相鄰區(qū)域通信，因此邊界節(jié)點至少應(yīng)該部署η > 3個接口，其它節(jié)點則可以只部
署單接口。
[0077]本實施方式采用單接口 /靜態(tài)信道和節(jié)點擴展多接口相結(jié)合的形式，對于區(qū)域內(nèi)節(jié)點均部署單接口即可，對于區(qū)域間的邊界節(jié)點部署多個接口，進而有效降低了多接口部署成本，同時保證了信道容量。
[0078]本實施例的一種實施方式中，所述更新所述可選信道集合的步驟具體可以包括:
[0079]從所述可選信道集合中篩除所獲取的本區(qū)域的各相鄰區(qū)域所分配的缺省信道，得到剩余信道集合C_remain ；
[0080]判斷本區(qū)域的各相鄰區(qū)域是否與另外的區(qū)域有公共區(qū)域；這里另外的區(qū)域是指本區(qū)域以外的其它區(qū)域；[0081]如果各相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域均沒有公共區(qū)域則將所述剩余信道集合C_remain作為更新后的可選信道集合C_ChoiCe ;如果有的相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域有公共區(qū)域，則通過本區(qū)域與該相鄰區(qū)域的邊界節(jié)點獲取該相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域的公共區(qū)域的信道，將所獲取的公共區(qū)域的信道從所述剩余信道集中篩除，得到更新后的可選信道集合 C_choice。
[0082]所述公共區(qū)域是指兩個區(qū)域重疊的部分，即兩個區(qū)域都覆蓋到的部分；如圖3所示，假設(shè)區(qū)域C5在更新可選信道集合，相鄰區(qū)域包括區(qū)域C4和區(qū)域C6，其中區(qū)域C4和區(qū)域C5以外的其它區(qū)域之間沒有公共區(qū)域，區(qū)域C6和區(qū)域C7之間存在公共區(qū)域，即區(qū)域C6和區(qū)域C7重疊的部分。區(qū)域C5通過與區(qū)域C6之間的邊界節(jié)點N7獲取該公共區(qū)域的信道分配情況，該邊界節(jié)點N7可以直接通過區(qū)域C6與區(qū)域C7之間的邊界節(jié)點N9獲取，或通過區(qū)域C6的首領(lǐng)節(jié)點N8從邊界節(jié)點N9獲取。
[0083]本實施方式中，在獲取與本區(qū)域相鄰的區(qū)域中公共區(qū)域的信道后，還可以先對所獲取的各區(qū)域中公共區(qū)域的信道取并集，得到鄰居公共區(qū)域信道配置集合C_neighb0Ur_sharing，然后從所述剩余信道集合C_remain中篩除該鄰居公共區(qū)域信道配置集合C_neighbour_sharing,即可得到所述更新后的可選信道集合C_choice。
[0084]本實施例的一種實施方式中，所述方法還可以包括:
[0085]各個區(qū)域的節(jié)點發(fā)送注冊(cluster_register)消息至本區(qū)域內(nèi)的首領(lǐng)節(jié)點；所述邊界節(jié)點需要發(fā)送注冊消息給兩個或三個區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點，所述邊界節(jié)點可以在所述注冊消息中注明自己是邊界節(jié)點，并注明是與哪一個相鄰區(qū)域之間的邊界節(jié)點；比如圖2中的邊界節(jié)點N3在發(fā)給首領(lǐng)節(jié)點N2的注冊消息中可注明是與簇Cl、簇C2及簇C3的之間的邊界節(jié)點。
[0086]各所述首領(lǐng)節(jié)點回復(fù)所收到的所述注冊消息，并根據(jù)所述注冊消息維持本區(qū)域的節(jié)點列表；首領(lǐng)節(jié)點如果保存了邊界節(jié)點注冊消息中注明的信息，就可以根據(jù)該節(jié)點列表得知本區(qū)域有哪些邊界節(jié)點，以及這些邊界節(jié)點分別是與哪個相鄰區(qū)域之間的邊界節(jié)點；
[0087]各所述首領(lǐng)節(jié)點通過本區(qū)域與相鄰區(qū)域的邊界節(jié)點獲取本區(qū)域與所述相鄰區(qū)域的連接情況，根據(jù)所獲取的連接情況維持本區(qū)域的相鄰區(qū)域列表；所述連接情況是指本區(qū)域和所述相鄰區(qū)域是否相連，如果所述邊界節(jié)點可以收到所述相鄰區(qū)域的節(jié)點的回復(fù)，則判斷本區(qū)域與所述相鄰區(qū)域相連；如果收不到，則判斷本區(qū)域與所述相鄰區(qū)域已斷開連接。
[0088]實施例二、一種無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的信道分配系統(tǒng)，包括位于所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點上的信道分配裝置；如圖4所示，所述信道分配裝置包括:
[0089]初始化模塊21，用于在由所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)劃分出的多個區(qū)域中，與本節(jié)點所在區(qū)域的其它節(jié)點協(xié)商本節(jié)點所在區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點；
[0090]選擇模塊22，用于當本節(jié)點為預(yù)定的初始區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點時，從可選信道集合中選取一個信道；
[0091]分配模塊23，用于在所述選擇模塊選取信道后將所選信道作為本區(qū)域的缺省信道分配給本區(qū)域中其它節(jié)點，并通知本節(jié)點所在區(qū)域的相鄰區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點分配完成；
[0092]更新模塊24，用于當本節(jié)點接收到分配完成通知后，如果判斷本節(jié)點所在區(qū)域未分配缺省信道，則根據(jù)本節(jié)點所在區(qū)域的邊界節(jié)點所獲取的本區(qū)域各相鄰區(qū)域的信道分配情況，更新所述可選信道集合；所述邊界節(jié)點是指同時屬于兩個或兩個以上區(qū)域、且與兩個或兩個以上屬于不同區(qū)域的節(jié)點之間均只有一跳指示所述選擇模塊從更新后的可選信道集合中選取一個信道。
[0093]本實施例的一種實施方式中，所述的信道分配裝置還可以包括:
[0094]接口模塊，當本節(jié)點為邊界節(jié)點時，所述接口模塊至少包括三個接口 ；當所在節(jié)點不是邊界節(jié)點時，所述接口模塊為單接口。
[0095]本實施例的一種實施方式中，所述更新模塊更新所述可選信道集合具體可以是指:
[0096]所述更新模塊從所述可選信道集合中篩除本節(jié)點所在區(qū)域的各相鄰區(qū)域所分配的缺省信道，得到剩余信道集合；判斷本節(jié)點所在區(qū)域的各相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域是否有公共區(qū)域；如果各相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域均沒有公共區(qū)域則將所述剩余信道集合作為更新后的可選信道集合；如果有的相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域有公共區(qū)域，則通過本節(jié)點所在區(qū)域的邊界節(jié)點獲取該相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域的公共區(qū)域的信道，將所獲取的公共區(qū)域的信道從所述剩余信道集合中篩除，得到更新后的可選信道集合。
[0097]本實施例的一種實施方式中，所述初始化模塊與本節(jié)點所在區(qū)域的其它節(jié)點協(xié)商本節(jié)點所在區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點具體可以是指:
[0098]所述初始化模塊發(fā)送維持連接活躍消息給所在節(jié)點下一跳的鄰居節(jié)點，消息中含有預(yù)置的區(qū)域的編號；接收其它節(jié)點發(fā)送的所述維持連接活躍消息，并對接收的來自于本節(jié)點所在區(qū)域的所述維持連接活躍消息進行計數(shù)；所述來自于本區(qū)域的維持連接活躍消息是指該維持連接活躍消息中攜帶的編號中至少一個與本節(jié)點預(yù)置的編號相同；將本節(jié)點所在區(qū)域中計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點確定為本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點。
[0099]本實施方式中，所述初始化模塊將本節(jié)點所在區(qū)域中計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點確定為本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點具體可以是指:
[0100]所述初始化模塊廣播本節(jié)點的所述計數(shù)結(jié)果，并維護一個統(tǒng)計表，用于記錄本節(jié)點所在區(qū)域各節(jié)點的標識及其計數(shù)結(jié)果；當收到來自于本節(jié)點所在區(qū)域的維持連接活躍消息時，將發(fā)送方節(jié)點的標識記錄在所述統(tǒng)計表中，當收到其它節(jié)點廣播的計數(shù)結(jié)果時，記錄到所述統(tǒng)計表中的相應(yīng)位置；根據(jù)該統(tǒng)計表查找出本區(qū)域所述計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點，將查找出的節(jié)點記錄為本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點。
[0101]其它實現(xiàn)細節(jié)可參考實施例一。所述信道分配裝置中還可以包括用于完成實施例一中所提及的其它操作的相應(yīng)功能模塊，這里不再贅述。
[0102]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關(guān)硬件完成，所述程序可以存儲于計算機可讀存儲介質(zhì)中，如只讀存儲器、磁盤或光盤等。可選地，上述實施例的全部或部分步驟也可以使用一個或多個集成電路來實現(xiàn)。相應(yīng)地，上述實施例中的各模塊/單元可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。本發(fā)明不限制于任何特定形式的硬件和軟件的結(jié)合。
[0103]當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的信道分配方法，包括: 5101、在由所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)劃分出的多個區(qū)域中，各區(qū)域的節(jié)點分別協(xié)商產(chǎn)生本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點； 5102、預(yù)定的初始區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點從可選信道集合中選取一個信道； 5103、選取信道的首領(lǐng)節(jié)點將所選取的信道作為本區(qū)域的缺省信道分配給本區(qū)域中其它節(jié)點，并通知相鄰區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點分配完成； 5104、接收分配完成通知的首領(lǐng)節(jié)點如果判斷本區(qū)域未分配缺省信道，則根據(jù)本區(qū)域的邊界節(jié)點所獲取的本區(qū)域各相鄰區(qū)域的信道分配情況，更新所述可選信道集合，所述邊界節(jié)點是指同時屬于兩個或兩個以上區(qū)域、且與兩個或兩個以上屬于不同區(qū)域的節(jié)點之間均只有一跳的節(jié)點；從更新后的可選信道集合中選取一個信道，返回步驟S103。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 所述邊界節(jié)點上部署有至少三個接口，其它節(jié)點上部署的接口為單接口。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述更新所述可選信道集合的步驟包括: 從所述可選信道集合中篩除所獲取的本區(qū)域的各相鄰區(qū)域所分配的缺省信道，得到剩余信道集合； 判斷本區(qū)域的各相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域是否有公共區(qū)域； 如果各相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域均沒有公共區(qū)域則將所述剩余信道集合作為更新后的可選信道集合；如果有的相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域有公共區(qū)域，則通過本區(qū)域與該相鄰區(qū)域的邊界節(jié)點獲取該相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域的公共區(qū)域的信道，將所獲取的公共區(qū)域的信道從所述剩余信道集合中篩除，得到更新后的可選信道集合。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述各區(qū)域的節(jié)點分別協(xié)商產(chǎn)生本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點的步驟包括: 每個區(qū)域的各節(jié)點分別發(fā)送維持連接活躍消息給本節(jié)點下一跳的鄰居節(jié)點，消息中含有預(yù)置的區(qū)域的編號； 各個節(jié)點接收其它節(jié)點發(fā)送的所述維持連接活躍消息，并對接收的來自于本區(qū)域的所述維持連接活躍消息進行計數(shù)；所述來自于本區(qū)域的維持連接活躍消息是指該維持連接活躍消息中攜帶的編號與本節(jié)點預(yù)置的編號相同； 將一個區(qū)域各節(jié)點中計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點確定為該區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述將一個區(qū)域各節(jié)點中計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點確定為該區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點的步驟包括: 各節(jié)點廣播本節(jié)點的所述計數(shù)結(jié)果，并且每個節(jié)點均維護一個統(tǒng)計表，用于記錄本區(qū)域各節(jié)點的標識及其計數(shù)結(jié)果；各節(jié)點當收到來自于本區(qū)域的維持連接活躍消息時，將發(fā)送方節(jié)點的標識記錄在所述統(tǒng)計表中，當收到其它節(jié)點廣播的計數(shù)結(jié)果時，記錄到所述統(tǒng)計表中的相應(yīng)位置；各節(jié)點根據(jù)該統(tǒng)計表查找出本區(qū)域所述計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點，將查找出的節(jié)點記錄為本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點。
6.一種無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的信道分配系統(tǒng)，其特征在于，包括:位于所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點上的信道分配裝置；所述信道分配裝置包括: 初始化模塊，用于在由所述無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)劃分出的多個區(qū)域中，與本節(jié)點所在區(qū)域的其它節(jié)點協(xié)商本節(jié)點所在區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點；選擇模塊，用于當本節(jié)點為預(yù)定的初始區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點時，從可選信道集合中選取一個信道； 分配模塊，用于在所述選擇模塊選取信道后將所選信道作為本區(qū)域的缺省信道分配給本區(qū)域中其它節(jié)點，并通知本節(jié)點所在區(qū)域的相鄰區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點分配完成； 更新模塊，用于當本節(jié)點接收到分配完成通知后，如果判斷本節(jié)點所在區(qū)域未分配缺省信道，則根據(jù)本節(jié)點所在區(qū)域的邊界節(jié)點所獲取的本區(qū)域各相鄰區(qū)域的信道分配情況，更新所述可選信道集合；所述邊界節(jié)點是指同時屬于兩個或兩個以上區(qū)域、且與兩個或兩個以上屬于不同區(qū)域的節(jié)點之間均只有一跳指示所述選擇模塊從更新后的可選信道集合中選取一個信道。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信道分配裝置還包括: 接口模塊，當本節(jié)點為邊界節(jié)點時，所述接口模塊至少包括三個接口 ；當所在節(jié)點不是邊界節(jié)點時，所述接口模塊為單接口。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述更新模塊更新所述可選信道集合是指: 所述更新模塊從所述可選信道集合中篩除本節(jié)點所在區(qū)域的各相鄰區(qū)域所分配的缺省信道，得到剩余信道集合；判斷本節(jié)點所在區(qū)域的各相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域是否有公共區(qū)域；如果各相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域均沒有公共區(qū)域則將所述剩余信道集合作為更新后的可選信道集合；如果有的相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域有公共區(qū)域，則通過本節(jié)點所在區(qū)域的邊界節(jié)點獲取該相鄰區(qū)域與另外的區(qū)域的公共區(qū)域的信道，將所獲取的公共區(qū)域的信道從所述剩余信道集合中篩除 ，得到更新后的可選信道集合。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述初始化模塊與本節(jié)點所在區(qū)域的其它節(jié)點協(xié)商本節(jié)點所在區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點是指: 所述初始化模塊發(fā)送維持連接活躍消息給所在節(jié)點下一跳的鄰居節(jié)點，消息中含有預(yù)置的區(qū)域的編號；接收其它節(jié)點發(fā)送的所述維持連接活躍消息，并對接收的來自于本節(jié)點所在區(qū)域的所述維持連接活躍消息進行計數(shù)；所述來自于本區(qū)域的維持連接活躍消息是指該維持連接活躍消息中攜帶的編號中至少一個與本節(jié)點預(yù)置的編號相同；將本節(jié)點所在區(qū)域中計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點確定為本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述初始化模塊將本節(jié)點所在區(qū)域中計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點確定為本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點是指: 所述初始化模塊廣播本節(jié)點的所述計數(shù)結(jié)果，并維護一個統(tǒng)計表，用于記錄本節(jié)點所在區(qū)域各節(jié)點的標識及其計數(shù)結(jié)果；當收到來自于本節(jié)點所在區(qū)域的維持連接活躍消息時，將發(fā)送方節(jié)點的標識記錄在所述統(tǒng)計表中，當收到其它節(jié)點廣播的計數(shù)結(jié)果時，記錄到所述統(tǒng)計表中的相應(yīng)位置；根據(jù)該統(tǒng)計表查找出本區(qū)域所述計數(shù)結(jié)果最高的節(jié)點，將查找出的節(jié)點記錄為本區(qū)域的首領(lǐng)節(jié)點。
【文檔編號】H04W72/04GK103945551SQ201410188193
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】房秉毅, 張云勇 申請人:中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團有限公司