[发明专利]用于多信道无线网络的信道选择接入方法

说明书

技术领域

本发明是一种应用于多信道无线网络节点间通信时的信道选择接入方法，属于无线通信和信息传播技术领域。

背景技术

多信道无线网络在节点已有硬件资源的条件下，充分利用多个正交的物理信道，能够显著提高网络吞吐量、降低传输延迟。

以IEEE 802.11b标准为例，其在2.4GHz频段共有14个可供选择的物理信道，这其中包括多组互相正交(频段不重叠)的信道，如编号为1、6和11的三个信道。在传统的网络设计中，根据频率资源划分方案，正交的信道一般被划分给相邻的不同子网，单个节点只能使用这些正交信道中的一个。但是如果将与IEEE802.11b兼容的节点设备用于构建Mesh结构的无线网络，因为不存在固定的网络结构，这些正交的物理信道就可以被节点充分利用，获得更多的传输资源，使得使用同样的网卡，获得成倍提高的网络性能。

多信道协议的设计中，从降低硬件复杂度等要求考虑，一般假设节点所配备的网卡(或网络接口)数目小于可用的正交信道数目，这就带来了网络分割的问题。网络分割问题使得一般无线网络中的问题，如隐藏终端/暴露终端问题等，变得更加复杂。多信道网络中，由于邻近节点可以工作在不同信道上，因此即使采用握手信号，目的节点所在范围内的邻近节点也可能收不到信息，邻近节点跳至目的节点所在频段时，由于侦听不到该信道正在被使用，会认为该信道空闲，因此如果有数据发送将产生冲突。另外还存在节点丢失问题：由于节点可以工作在不同的信道，使得节点发送消息的时候，不能确定目的节点一定位于该信道。本发明所述的多信道无线网络接入方法通过节点更新中信道状态表中信息，从而可以获得当前信道使用状况，通过源节点和目的节点协商，确定传送数据所用信道，该方法实现简单，不需要网络中节点同步，并且可以用于多个网络接口卡情况。

发明内容

技术问题：本发明针对多信道网络存在的由多信道带来的隐藏终端、节点丢失，造成节点间不能正常通信的问题，提出了一种用于多信道无线网络的信道选择接入方法，节点选择信道的时候，通过查询该表可以获知可供传递数据的可选信道，通过源节点和目的节点协商，确定信道，传递数据。

技术方案：本发明的目的是提出一种适用于于多信道无线网络的信道选择接入方法，用于在多条信道中选择可用信道建立连接进行通信。

该方法包括以下步骤：

a.源节点有数据需要传送，源节点发送一个传送数据的请求信息帧，该请求包含了源节点和目的节点MAC地址，以及源节点各信道信息，

b.目的节点收到该请求信息帧后，检查自己的信道状态表，与源节点请求信息帧中提供的可用信道相比较，从中选定用于通信的信道，并将确定的信道信息通过应答信息帧发回源节点，

c.源节点收到应答信息帧后，源节点发送一个选择发送信息帧，告知其相邻节点数据信道的选择情况，相邻节点将据此修改信道状态表。

步骤a中发送的请求信息帧结构中包含了可选择信道字段，该字段中给出了源节点目前处于空闲状态的，可以用于传递数据的信道。

步骤b中目的节点发送的应答信息帧中包含目的节点所选定的用于传递数据的信道字段，该信道由目的节点根据源节点请求信息帧中提供的可供选择的信道结合本节点的信道状态表确定。

步骤c中源节点发送的选择发送信息帧中包含了本次数据发送所选择的信道号字段。

步骤a中源节点发送请求信息帧以及步骤b中目的节点发送应答信息帧，均需要查询信道状态表；源节点根据本节点信道状态表来获得可供目的节点选择的用于传递数据的信道，目的节点根据本节点信道状态表结合源节点所提供的可选择信道来选定传送数据的信道。

信道状态表所包含的内容为：

a.信道状态表包含了本节点所有可用信道，

b.信道状态表包含了信道忙闲时间指示，用以表示所对应信道距离忙闲状态的时间单位数，

c.信道状态表包含了确定标志，用于表示所对应的信道的忙闲时间指示是否是确定的。

有益效果：本发明提出的用于无线网络多信道接入的方法，具有以下优点：1、与传统的用于无线单信道接入方法相比较，该方法可以提高信道利用率，明显增加网络容量，支持更大负荷的无线局域网络。2.该方法适用范围广，可适用于单网络接口多信道情况，也可用于多网络接口多信道情况。3.通过信道状态表中的信道状态字段与确定标志字段，使得节点选择信道时，可以排除不确定状态信道，降低了信道冲突。4、该方法复杂度低，接入过程简单，且不需要全网同步，易实现。

附图说明

图1为请求信息帧的结构。

图2为应答信息帧结构。