[发明专利]一种基于邻居数量的信道分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，涉及WIFI设备之间基于邻居个数的为网络拓扑的不同节点快速分配信道的方法。

背景技术

在无线通信领域，一个含有数十个甚至成百上千个WIFI热点的场景业已不足为奇，如：大型体育场、大型商场。然而，由于各种原因(各国法律或标准规范)，可以使用的信道数量往往是有限的。在拥有上千个WIFI热点的高密场景中，每个WIFI都包含大量的邻居，相同信道上的邻居设备之间在同时收发报文的过程中往往相互冲突，大大降低了网络的性能。

目前的诸多算法如迭代、K-Best算法，主要思想为对网络的节点(或部分节点)按照接收的信号强度指示值(RSSI)进行遍历，然后将RSSI转化为功率(mW)进行代数运算，最后根据总体干扰量(相同信道上邻居间的干扰量之和)代价函数的大小选择一个最优信道分配结果。诸如此类的方法，运行过程中CPU占用率高，算法复杂度大，每次分配占用的时间较长，性能不尽理想。众所周知，对于在线信道优化而言，算法复杂度对于产品的性能影响较大，如何快速高效地为不同的WIFI设备分配信道，对于无线通信而言，具有非常重要的意义。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种基于邻居数量的信道分配方法，根据高密场景中网络的拓扑结构以及拓扑结构的动态变化，快速实现不同WIFI设备间信道的优化与再分配，并尽最大可能地提升网络的性能(整体吞吐量以及各个信道上干扰信息的均衡度)。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种基于邻居数量的信道分配方法，包括以下步骤：

步骤一：计算位于网络的拓扑结构中节点的邻居个数，根据节点的邻居个数对节点进行降序排序；

步骤二：将排序后的前M个节点分配到对应的M个可用信道上，计算此时各信道上的干扰量；

步骤三：将已分配过信道的节点以及相关的边从网络的拓扑结构中剔除，对剩余节点继续计算其邻居个数，根据节点的邻居个数对节点再次进行降序排序；

步骤四：对步骤三排序后的前M个节点，逐个比较节点与不同信道之间的距离，将相应节点分配至距离最大的信道上，并记录下该信道上的当前干扰总量，当节点到两个或多个信道的距离相等，则将该节点分配至距离相等的信道中当前干扰总量最小的信道上，并更新该信道的干扰总量；

步骤五：对步骤四中未分配信道的节点，重复执行步骤三与步骤四的操作，直至所有节点分配完成。

所述步骤四中，节点与不同信道之间的距离，是指在原网络的拓扑结构中该节点到各个信道中所有已分配节点之间最短的跳数。所谓跳数，即该节点到达目的节点所经过的节点个数。

所述节点为WIFI节点。

所述步骤一中邻居个数计算时，每个WIFI都有自己的发射功率，从而产生一个辐射半径为R的圆，在该圆内的其他WIFI能够感知到该WIFI的存在，则称该WIFI为其辐射半径内其他WIFI的一个邻居；

每个WIFI都有自己的服务集标识，每个WIFI检测到服务集标识的个数，即为其邻居的个数。

所述步骤二中干扰量计算时，干扰量是指相同信道上邻居之间的干扰关系，互为邻居的两个WIFI都能收到彼此的信号强度指示，该信号强度的单位为dBm，通过公式：mW＝10^(dBm/10)将相应的干扰量单位转化为毫瓦(mW)，然后进行累加计算干扰总量。

本发明的有益效果：

本发明根据高密场景中网络的拓扑结构以及拓扑结构的动态变化，快速实现不同WIFI设备间信道的优化与再分配，并尽最大可能地提升网络的性能(整体吞吐量以及各个信道上干扰信息的均衡度)。本专利从WIFI的邻居个数出发，避免了大量复杂的干扰强度比较及计算，大大降低了算法运行的算法复杂度，将极大提升动态调优的性能，对于WIFI设备的信道分配尤其是在线分配起到了非常重要的作用。因此具有很强的实用性。

附图说明

图1为网络最原始的拓扑结构图；

图2为初次分配后剩余节点拓扑结构图；

图3为两次分配后剩余节点拓扑结构图；

图4为最后所剩节点拓扑结构图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明：

本发明的技术解决方案是提出了一种基于邻居个数的信道分配方法。与传统基于干扰量的信道分配方法相比，该方法将大大缩短信道分配所占用的时间。以12个节点3个信道为例进行示例说明，如图1所示，本发明首先从网络拓扑中的节点邻居个数出发。