[发明专利]一种无线网格网络中的信道分配方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及多信道多接口无线网格网络(Mesh网络)技术，尤其涉及一种 无线网格网络中的信道分配方法和系统。

背景技术

当前对多信道多接口Mesh网络的联合信道分配和路由协议的研究主要有 两部分。一部分对协议的研究是基于集中式算法的，主要可以分为两类：第一 类算法将路由和信道分配划分为两个独立的阶段——即首先找到满足业务需求 的路由并获得每条链路的负荷估计，然后根据链路负荷来为链路分配信道，然 而在现实中，业务需求一般是难以事先获知的，此类算法难以实现；第二类算 法则用如整数线性编程(ILP)等数学方法来解决联合信道分配和路由问题，此 算法一般可以得到该问题的最优解，但计算复杂度太高。

另一部分对协议的研究是基于分布式算法的，但此类协议一般需要为每个 节点预先分配一个固定的接收信道，以便让邻居节点预知，从而方便地建立连 接，这种做法将会导致整个网络传输效率的降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线网格网络中的信道分配方 法和系统，克服现有信道分配和路由算法的局限，提高网络传输效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供的一种无线网格网络中的信道分配方法，该方法包括：

各节点周期性广播携带信道使用表的HELLO包进行信道状态估计，获得 各信道的信道干扰指数；

源节点根据信道干扰指数，将提议至下一跳节点的发送信道和接收信道的 标识由路由请求包(RREQ包)携带进行广播发送；

中间节点及目标节点接收路径上的RREQ包，利用路由判据确定最佳路径；

中间节点将自身提议至下一跳节点的发送信道和接收信道的标识由最佳路 径的RREQ包携带进行广播发送；

目标节点在确定最佳路径后，发送路由回复包(RREP包)，中间节点与目 标节点将上游节点的发送信道和接收信道的标识由RREP包携带，收到RREP 包的节点确认自身的发送信道和接收信道。

上述方案中，所述将提议至下一跳节点的发送信道和接收信道的标识由 RREQ包携带进行广播发送具体为：将提议至下一跳节点的发送信道的标识写 入提议发送信道列表(P-S-list)；将提议至下一跳节点的接收信道的标识写入提 议接收信道列表(P-R-list)，将P-S-list和P-R-list由RREQ包携带进行广播发 送。

上述方案中，所述将上游节点的发送信道和接收信道的标识由RREP包携 带具体为：将上游节点的发送信道和接收信道的标识加入到确认发送信道列表 (A-S-list)和确认接收信道列表(A-R-list)中，在RREP包中携带A-S-list和 A-R-list。

上述方案中，所述方法进一步包括：所述中间节点和目标节点在接收到 RREQ包后，检查提议的发送信道和接收信道的可用性，在提议的发送信道和/ 或接收信道信道不可用时，提议可用的信道，更改RREQ包中携带的不可用的 信道的标识为可用的信道的标识。

上述方案中，所述中间节点及目标节点利用路由判据确定最佳路径具体为： 中间节点及目标节点在收到第一个RREQ包时，启动一个定时器来捕获其他路 径到达的RREQ包，中间节点及目标节点从每个捕获的RREQ包中获取其路径 上瓶颈链路的信道干扰指数、路径上需要进行接口切换的节点的数量、及路径 的跳数，由这三类信息得到路由判据的值，将路由判据的值最小的路径作为最 佳路径。

本发明提供的一种无线网格网络中的信道分配系统，该系统包括：源节点、 至少一个中间节点、目标节点；各节点均用于周期性广播携带信道使用表的 HELLO包进行信道状态估计，获得各信道的信道干扰指数，其中，

源节点，用于根据信道干扰指数，提议至下一跳节点的发送信道和接收信 道，将提议至下一跳节点的发送信道和接收信道的标识由RREQ包携带进行广 播发送；以及根据RREP包中携带的自身的发送信道和接收信道的标识，确认 发送信道和接收信道；

中间节点，用于接收路径上的RREQ包，利用路由判据确定最佳路径；并 将自身提议的至下一跳节点的发送信道和接收信道的标识由最佳路径的RREQ 包携带进行广播发送；以及将上游节点的发送信道和接收信道的标识由RREP 包携带，并根据RREP包中携带的自身的发送信道和接收信道的标识，确认发 送信道和接收信道；