[发明专利]一种无线网络的在线测量节点选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是指一种无线网络的在线测量节点选择方法。

背景技术

无线网络由于其网络节点和无线链路的时变性，需要动态调整，因此引入了拓扑控制、动态频谱分配等资源优化技术，从而提供大容量、高可靠性的无线传输能力。然而这些关键技术的实现有赖于对无线网络工作状态及其无线资源占用等信息的有效获取，依靠于无线网络测量和认知技术。

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers美国电气和电子工程师协会)工作组发布的802.11h和802.11k标准从物理层和MAC(Media Access Control媒体访问控制)子层分别详细叙述了无线网络的基本测量，包括：空闲信道评估测量，接收功率指数噪声图测量，Beacon(信标帧)测量，信道负载测量，噪声时间柱状图，节点统计测量，位置信息测量，邻居节点测量，链路测量的具体实现过程。这些测量侧重于底层协议的参数测量，例如系统中的接受信号电平，接收信号质量，载波干扰水平参数。测量方法从测量信号和手段分类是：

1)被动的、直接的无线测量，通过AP点(Access Point，或称为基站)获取无线网络内部信息，测量信息通过SNMP(Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议)等协议通过有线方式传输到分析中心，无需多余的设备来执行测量任务，通过分析AP点(基站)处的统计信息重点分析无线网络内部的用户表现和网络性能。无线网络内部的AP点(基站)在其无线覆盖区域内被动收集来自移动站的主动业务，并测量多个层次的通信质量。随着无线网络的范围扩大和无线网络内部用户的增多，该无线测量方式受限于测量节点地理位置，缺乏足够的可伸展性。

2)被动的、间接的无线测量，布置无线探测器获取无线网络信息。探测器在不影响现有网络运行情况下，被动地捕获无线网络中的数据包，并以无线或有线方式传输到分析中心。探测器和无线用户的相对位置是影响探测器测量能力的关键因素，探测器的捕获能力和信息有效性成为无线网络的研究重点。无线网络中附加的探测器增加了测量成本，而且独立于无线网络的设备缺乏通信协议解析能力。

3)主动的无线测量，无线网络各个节点之间主动地发送Probes(探测帧)等测量帧来测量和分析无线网络内部在线业务的动态特性，例如端到端的丢包率、时延等。这种测量方法还可以实现协议测量，判定“隐藏终端”。但是，过多的测量信息会增加无线网络负载，影响无线网络内部测量的性能。

认知无线电的频谱感知是目前无线测量技术研究重点，通过感知认知无线电网络的频谱空穴，判断空闲的频谱资源，使得认知无线电用户采用机会频谱接入的方式与使用该频谱资源的主用户共存。单个认知无线电用户频谱感知技术的研究已日趋成熟，例如匹配滤波器检测、能量检测、循环平稳特性检测和小波检测等。当前认知无线电网络的重点研究协同频谱感知技术，联合多个认知无线电用户的测量信息来检测主用户的存在，解决单点检测性能不高，避免隐藏暴露终端问题：

1)协同集中式频谱感知研究，认知无线电用户感知目标信道并上报感知结果到中心控制器，由中心控制器处理感知结果并判决主用户的存在。

2)协同分布式频谱感知研究，认知无线电用户感知目标信道并相互交换感知结果，独立地判决主用户的存在。

目前，无线网络的在线测量研究侧重于测量对象的分类和测量信息的融合，很少考虑测量节点数量和位置对于测量性能的影响。从协同频谱感知技术可知：仅仅依靠增添感知节点数目并不一定到达提升检测概率的性能要求。马里兰大学的研究表明测量节点和无线用户的相对位置是影响测量节点的测量能力的重要因素。其中无线Mesh网络不同于采用有线骨干网的无线网络，其在线测量不仅存在测量位置选择问题，还有测量信息的通信代价因素。因为测量信息实际上是在无线Mesh网络的无线信道中多跳传输，伴随着测量信息也增加了传输代价。这些测量信息在带宽受限的网络中传输可能发生碰撞、丢失和时延等现象，从而阻碍了测量能力的无限制提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决无线网络的在线测量节点选择问题，在满足网络所需的检测概率前提下能减少测量报告的传输代价。

本发明为解决上述技术问题提供一种无线网络的在线测量节点选择方法，其特征在于：