[发明专利]一种信道分配方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线网状网络技术领域，尤其涉及一种信道分配方法及装置。

背景技术

多跳无线网络是无线局域网（Wireless Local Area Networks，WLAN）的扩展，能有效弥补WLAN覆盖范围小、传输距离有限、自由组网和施工困难的问题，具有更低部署成本，更大覆盖范围，能提供经济的网络接入服务。如何通过有效的技术手段，如路由协议和信道分配来提升多跳无线网络的容量是一直以来备受关注的热门领域。

其中机会路由是多跳无线网络中新兴的路由方式，它利用无线媒介广播性质和多用户分集，不事先确定路由的下一跳，直接广播发送数据包，周围可能有多个邻居节点都正确收到数据包。在收到数据包的节点间进行某种协调，由其中一个离目的节点最“近”的节点继续转发。当然并不是所有的节点都参与，机会路由按某种规则选择其中的一部分参加，这些被选中的邻居节点称为候选节点或候选转发节点。经多方验证，与只有一个预先设定下一跳的传统固定路由相比，机会路由这种使用多个候选节点转发数据包的方式更能适应不可靠的无线链路，尤其能充分利用远距离和高丢失率的无线链路，能明显提升多跳无线网络，尤其是无线网状网的端到端吞吐量。

然而，机会路由的一对多传输方式使得利用现有的统一信道分配方法进行信道分配或与传统路由兼容的传统信道分配方法时，存在信道分配的吞吐量不高的问题。

例如：在4个节点的网络拓扑中每个节点配备2个无线射频，可用信道数为3。源节点为S，目的节点为D，S的候选节点为D，A，B。图1为传统最小化链路干扰的信道分配结果，图2为统一信道分配结果，网络中所有节点都使用完全相同的信道，例中所有节点都只使用信道1和信道2。其中，节点间的虚线边表示链路，边上的值为链路包投递率，实线表示信道C1，带一点的虚线表示信道C2，带两点的虚线表示信道C3。使用多射频多信道机会路由吞吐量EMORE分析模型对两种信道分配下的吞吐量进行分析，传统信道分配的吞吐量可达0.5，统一信道分配可达0.6475。

传统信道分配利用多信道的并发传输来获得更高的吞吐量，但从图1中可看出传统信道分配后可能出现以下缺点：1）切断节点与某些候选节点的链路，如链路AB，这是节点与候选节点没有共享信道造成的；2）以某信道发送时，候选节点数目变少，如S以C1发送，B无法成为其候选节点，候选节点只剩A和D，导致机会路由的偷听机会减少；主要原因是传统信道分配是通过最小化边与边之间的干扰来增加并发传输进而获得更高的吞吐量。这是是基于链路的干扰模型，这与传统路由的一对一的传输方式和以一条链路为传输单元的性质完全吻合。但机会路由利用无线传输的广播特性，是一对多的传输方式，一个传输单元存在多条链路，因此传统信道分配方式与机会路由需要多个候选节点冲突。

统一信道分配完全使用相同的信道，虽然与传统信道分配相比存在较多信道冲突，可并发的传输较少，但却保留了候选节点和偷听机会。在这个例子中虽然保留候选节点的统一信道分配比利用并发传输传统信道分配吞吐量高，但是传统信道分配只关注了多信道，统一信道分配只关注了机会路由，也就只获得了其中一种技术带来的好处，因而现有技术的信道分配方案在针对使用机会路由及多信道的无线网络网中存在不能兼顾并发传输和保留候选节点和偷听机会的问题，这在某种程度上使得无线网状网的吞吐量较低。

发明内容

本发明实施例提供一种信道分配方法及装置，用以解决现有的信道分配方案中存在不能兼顾并发传输和保留候选节点和偷听机会的问题。

一种信道分配方法，所述方法包括：

确定与无线网状网中每一节点对应的候选节点集，所述与每一节点对应的候选节点集包含该节点和该节点的候选节点；

根据候选节点集信道分配数目约束条件和各节点的射频接口数目约束条件，确定所有可行的候选节点集信道分配方案；

从所有可行的候选节点集信道分配方案中选择一个信道分配方案，其中，在选择的所述信道分配方案下，所有候选节点集间的链路干扰最小，所有候选节点集间的链路干扰是指候选节点集中两两个候选节点集间的链路干扰的总和，所述两两候选节点集间的链路干扰是指一候选节点集中包含的节点构成的链路与另一候选节点集中包含的节点构成的链路之间的干扰；

将为节点所属的每一候选节点集分配的信道均作为给该节点分配的信道。

一种信道分配装置，所述装置包括：

候选节点集确定模块，用于确定与无线网状网中每一节点对应的候选节点集，所述与每一节点对应的候选节点集包含该节点和该节点的候选节点；