[发明专利]一种与路由相结合的信道分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络中的节点间通信前的路由算法、信道分配方法，具体提供了一种与路由相结合的信道分配方法。

技术背景

无线网状网(WMN)是一种由Mesh路由器和Mesh终端设备以无线链路形式连接的静态无线网络，并且被认为Internet的无线版本。WMN大幅降低了网络部署的复杂程度，而且由于使用无线连接所以减少了对成本高昂的有线连接的需求。作为一种新型的网络，Mesh结构已被纳入到IEEE 802.11、IEEE 802.15和IEEE 802.16标准中。随着无线网络中业务的发展，用户数量和业务量的急剧增加，用户对带宽的需求也在不断增长。如何满足用户需求，提高网络容量是无线Mesh网络发展的一个关键问题，在Mesh网络中使用多信道是解决这一问题简单有效的方法。

现有的无线技术标准，如IEEE 802.11b/g，工作在2.4～2.4835GHz频段，这些频段被分为11个信道，其中，只有3条是正交信道（即频率不重叠）。在信道的使用过程中，不是所有的信道都能被同时使用，因为相邻的信道因频率相交会互相干扰。通常，信道1、信道6和信道11能够用于同时通信而不相互干扰。IEEE 802.11a扩充了标准的物理层，规定该层使用5GHz的频带。该标准采用OFDM调制技术，提供了12个非重叠的传输信道，它的传输速率范围为6Mbps-54Mbps。不过，也正式因为802.11a使用的频段较高，使其传输距离大打折扣，其无线AP的覆盖范围甚至不到802.11b/g的一半。以实际情况来说，假如一个使用了802.11b标准的无线AP的覆盖为80米，那么使用802.11a标准的无线AP就只能达到30米左右。另外，由于设计复杂，基于802.11a标准的无线产品的成本要比基于802.11b的无线产品高的多。所以当前的无线Mesh网络使用802.11b标准居多。那么只有合理有效的分配非常有限的信道资源，才能够在很大程度上消除Mesh节点间的信号干扰，从而提高无线Mesh网络的吞吐量，确保无线Mesh 网络数据的可靠传输，降低丢包率，使无线Mesh网络能够实际应用到各个领域。

传统的无线Mesh网络信道研究得比较多的是单信道MAC协议，其设计难点主要集中在解决隐藏终端和暴露终端问题，大多数的协议都采用RTS/CTS分组的预约机制来解决该问题。采用单信道的一个共同问题就是移动节点数的增加将加剧节点间的竞争和分组发送的冲突，使得网络性能随之急剧下降，信道利用率降低。采用多接口多信道技术可以为网络中的节点或链路分配不同信道，有效降低网络干扰，提升网络容量。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种结构简单、方便实用的电源结构。

本发明的技术方案是按以下方式实现的，该一种与路由相结合的信道分配方法，其实现步骤包括：

1）、获得MAC层数据；

2）、在路由协议中加入MAC数据，建立节点之间的链接；

3）、根据获得的数据得到较优的链路进行信道分配，同时采取避免干扰机制。

上述步骤3）的信道分配过程为：

a、发送节点检查自己的信道信息表CIT，选择可以使用的信道C_USE并将此信息加入到路由信息中，使用公共控制信道进行本地广播，寻找接收节点；

b、在步骤发送节点的实现过程中，发送节点的干扰范围内的所有邻居节点都会收到发送节点的路由信息，并根据收到的信息更新自己的CIT；

c、发送节点干扰范围以内的节点可以根据自己的CIT分配其他信道；发送节点干扰范围以外的节点如果监听到控制信道被使用，则采用规避算法等待信道让出，直到此信道被让出；

d、接收节点收到路由信息包后，根据收到的信道信息查询自己CIT中的当前被占用信道C_CUR，确定能够使用的信道C_USE，更新CIT，并以此信道进行通信；

e、当通信完毕后，发送节点通知接收节点信道C_USE使用完毕，让出此信道的控制权，两个节点更新CIT。

所述避免干扰机制是指如果上一跳节点预约的信道不能使用，则节点返回自己的信道信息，上一跳更新自己的信道信息表后，重新选择可以使用的信道重新进行协调信道的工作。

本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：