[发明专利]针对无线网格节点中的基础设施操作主动重评估周围信道的可用性和质量的系统、装置和方法

说明书

技术领域

本发明总地涉及无线设备连通性的领域。更具体而言，本发明的一个或多个实施例涉及用于主动管理构成无线网络的节点之间的连通性和无线信道选择的装置和方法。

背景技术

无线网络可提供灵活的数据通信系统，这种系统可以取代或扩展有线网络。利用射频(RF)技术，无线网络在没有有线线缆的情况下穿过墙壁、天花板、甚至水泥建造物在空气中发送和接收数据。例如，无线局域网(WLAN)提供了诸如以太网和令牌环之类的传统LAN技术的所有特征和益处，但却没有被线缆束缚在一起的限制。这提供了更大的自由和更高的灵活性。

当前，根据电气与电子工程师学会(IEEE)802.11标准(例如IEEE Std.802.11a/b/g/n)工作的无线网络可被配置在基础设施模式或自组织模式中工作。截至今日，大多数安装的无线网络被配置成基础设施模式并在基础设施模式中工作，其中一个或多个接入点(AP)被配置为对有线分布网络(例如以太网)的接口。在基础设施模式中，具有无线连通性的移动设备(例如具有无线电网络接口卡“NIC”的膝上型计算机)能够与AP建立通信并与AP相关联，从而，这些设备的用户能够访问与有线网络相连的服务器内的内容。

然而，作为一个可选的特征，IEEE 802.11标准规定了自组织模式，其允许每个无线设备内的无线电NIC在独立基本服务集(IBSS)网络配置中工作。因此，无线设备相互间执行对等通信，而不是利用AP来支持这种无线通信。

一类自组织网络被称为网格网络(mesh network)，其允许通过从一个设备“跳”到另一设备直到到达目的地，来进行绕过断开或阻塞的路径的连续连接和重配置。网格网络与其他网络的不同之处在于，设备全都可以在没有基础设施(例如有线AP)的情况下经由多跳相互连接，并且这些设备可以是移动的或静止的。与网格网络相关地，移动自组织网络(MANET)是移动路由器的自配置网络，其中路由器可以自由重定位。

传统的网格网络的主要优点之一是其不能有效地管理与移动设备的连通性以便最小化干扰。当前，网格网络的信道选择是通过网络管理员或家庭用户物理地访问每个AP并为该AP选择无线通信信道来实现的。在一些情形中，此判决是基于该信道的流量的量的(例如与其他AP相关联的流量)，以便实现更好的负载均衡。不幸的是，传统的信道选择过程没有有效地最小化干扰，因为其不会针对系统配置的变化而自动调整。因此，传统的信道选择过程不会阻碍由单跳分隔的邻居节点具有非重叠的无线信道(例如具有不重叠的频率带的信道)的可能性。因此，需要一种为在基础设施模式中工作的节点提供优化的自动非重叠信道选择的系统和机制。

附图说明

在附图中以示例方式而非限制方式图示了本发明的实施例，附图中：

图1是图示出三层级无线自组织网格网络的实施例的框图。

图2A是图示出图1的网络内的网格层级2节点的第一实施例的框图。

图2B是图示出图1的网络内的网格层级2节点的第二实施例的框图。

图3是图示出无线网格网络协议体系架构的实施例的框图。

图4是图示出图2A和图2B的层级2节点内实现的自动信道选择逻辑的操作的示例性实施例的框图。

图5图示出根据本发明一个实施例的通用WMN消息分组格式。

图6图示出设定信道消息的示例性格式。

图7图示出信道不可用消息的示例性格式。

图8A至图8D图示出自动信道选择逻辑的操作的第一示例性实施例。

图9A至图9C图示出自动信道选择逻辑的操作的第二示例性实施例。

图10A至图10C图示出自动信道选择逻辑的操作的第三示例性实施例。

图11A至图11C图示出自动信道选择逻辑的操作的第四示例性实施例。

具体实施方式

在以下描述中，出于说明目的，阐述了许多具体细节以帮助透彻理解本发明。然而，本领域的技术人员将会清楚，没有这些具体细节中的一些也可以实现本发明。此外，以下描述提供了示例，并且附图出于例示目的示出了各种示例。然而，这些示例不应当被解释为限制性的，因为它们只是想要提供本发明的实施例的示例，而不想要提供所有可能的实现方式的详尽列表。例如，本发明可应用于根据任何IEEE 802.11标准(例如IEEE 802.11 a/b/g/n/…)以及其他标准(例如HiperLAN)或者支持利用非重叠信道的无线通信的专有通信协议来工作的网络。在一些情况下，未以框图形式示出公知的结构和设备，以避免模糊所描述的各种实施例的公开特征的细节。