[发明专利]网状结构型网络中的信道切换

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于检查在诸如但不限于无线局域网（WLAN）的网状结构（mesh）的无线传输系统中的信道可用性的装置、系统、方法和计算机程序产品。

背景技术

在没有网状结构服务的WLAN部署中，终端站（STA）必须与接入点（AP）关联以便获得对网络的访问。这些终端站依赖于它们所关联的AP以进行通信。

从其它网络和较高层协议的观点来看，所谓的网状结构网络看起来在功能上等效于广播以太网。作为例子，网状结构网络可以是根据IEEE（电气和电子工程师学会）802.11规范的LAN，其中链路和控制元件在网络成员之间转发帧。因此，通常看起来好像网状结构中的所有无线电节点或网状结构点（MP）直接连接在链路层。这种功能性对较高层协议是透明的（transparent）。

当前的信息技术标准草案-系统之间的电信和信息交换-LAN/MAN具体要求-第11部分：无线介质接入控制（MAC）和物理层（PHY）规范：修改：网状结构联网，IEEE未批准草案，IEEE P802.11s/D2.0，2008年3月包括用于信道切换的协议。但是，仍然存在多个与在上述草案标准的11B.4节中描述的且具体地在11B.4.3节中描述的当前协议关联的问题。信道切换是基于信道切换通知（announcement）帧（对照7.4.16.10节），除了关于要切换到的频道的信息之外，该帧还包含定时器值和信道优先值。

根据该协议，检测干扰的无线电节点（例如雷达等）或需要切换信道的另一节点决定要切换到的频道。然后，该无线电节点或者另一节点通过将信道切换通知中的新信道信息发送到其对等方而发起信道切换。但是，该无线电节点或者另一节点不立即切换信道，而是将实际的切换推迟由定时器值指示的时间量。而且，该无线电节点或者另一节点在通知中包括信道优先值。这是随机值，并在更多站或多或少地同时发起信道切换的情况下用于优先级化。

此外，根据该协议，接收信道切换通知的站将该通知传播到其对等方，并且还设置它们的定时器。已经设置其定时器的站处于切换的过程中。如果处于信道切换过程中的节点接收到另一信道切换消息，则其将该新消息中的信道优先值与其当前信道优先值相比较。如果新的值超过当前值，则接受该消息，相应地设置信道切换操作的参数，并且将该消息传播到对等方。如果该信道优先值在数值上小于当前信道优先值，则该新消息被忽略。如果这两个信道优先值相等，则存在基于MAC地址的平分决胜规则（tie breaking rule）。

该随机信道优先值因此被包括在通知中以在多个站同时发起信道切换的情况下作为决定支持。

因此，要切换到的信道由检测干扰并发起信道切换的无线电节点决定。但是，该协议不包含关于要切换到的信道是有效信道的保证或甚至预警。在图2中图示了简单的情况。第一无线电节点A发起信道切换，并计划以信道优先值CPV=5而切换到信道No.5。但是，第二无线电节点B是已经使其无线电设备之一以更高的信道优先值CPV=7调谐到信道No.5的多无线电节点。在此情况下，不能实施信道切换，并且破坏了网状结构。

如果第二无线电节点B经历了许多例如由于位于附近的基站子系统（BSS）引起的对信道No.5的干扰，则将出现类似的情况。

另外，在以上协议中，可操作的频道总是由信道优先值表征。为了发起切换，发起者节点必须随机选择比当前信道上的信道优先值高的信道优先值。但是，在某些信道切换之后，这可能不再能够进行。

如已经所述的，该协议基于定时器值。直到定时器到期才执行信道切换。但是，定时器值应该被选择为使得信道切换消息可以传播到操作在要被撤离的信道上的所有节点。但是，应该允许附加的时间余量，因为可以从网状结构的另一方发起竞争消息。

图3示出了信道切换消息（例如信道切换通知（CSA））从网状结构网络的一端（节点A）传播到另一端（节点Z）的示意性网络环境。在此，节点A发起信道切换。因此它需要在信道切换消息中设置定时器。定时器值T应该足够大，以不仅允许信道切换消息传播到网状结构的边缘节点（节点Z），而且使具有较高信道优先值（CPV）的竞争消息传播回来，在此是从节点Z传播回节点A。由于信道切换消息的始发者节点（节点A）既不知道网状结构的大小也不知道网状结构的拓扑，因此问题加剧。如果未恰当地设置定时器值，比如设置的太短，则这将导致断开的网状结构。因此，信道切换时间必须被设置为使得信道切换消息可以从网状结构的一端传播到另一端，但是还必须具有用于竞争消息传播回来的足够余量。