[发明专利]一种基于信道间隔的无线网络信道分配策略

权利要求书

1.一种基于信道间隔的无线网络信道分配策略，其特征在于：所述策略整合了信道间隔的干扰信息、网络层协议和MAC层信道信息，使节点对在通信时尽量能够分配到较好的通信链路，并使用时间与不同信道间隔的丢包率作为量度并与队列相结合来避免干扰，该策略包括：1)获得MAC层数据,2)在路由协议中加入MAC层数据,3)根据获得的数据计算干扰度选择较优的链路,4)避免干扰机制,其中：

1)获得MAC层数据，是信道分配的数据基础，节点根据MAC层的数据进行路由和避免干扰；

2)在路由协议中加入MAC层数据，主要负责建立节点对之间的链接；

3)选择较优的链路，主要负责根据得到的MAC层数据、网络层数据和预设阀值计算干扰度，并以此为依据来判断节点在路由时链路和避免干扰的操作；其中，预设阀值表示网络可以接受的最差的信道干扰时的信道间隔；

4)避免干扰机制，是信道分配策略核心部分，解决了在不同的链路以及信号干扰的情况下节点通信时该如何尽量避免干扰的问题。

2.根据权利要求1所述的一种基于信道间隔的无线网络信道分配策略，其特征在于：所述策略以时间作为量度并与队列相结合来避免干扰，使用时间和不同信道间隔的干扰关系相结合作为节点负载情况度量，并通过一个队列来实现较优的信道分配，通过对时间、占用信道和队列的操作可以改变网络中的链路状况。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于信道间隔的无线网络信道分配策略，其特征在于：当两个节点进行通信时，在信道协调和分配过程中，需要网络中有一个固定的控制信道来对干扰范围内的节点进行载波监听并协调信道，以此来避免多信道的隐藏终端问题，其他的信道作为数据传输使用的信道。

4.根据权利要求3所述的一种基于信道间隔的无线网络信道分配策略，其特征在于,当节点A要与节点B进行通信时，所述节点分配信道的步骤如下:

1)预设阀值；

2)节点A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，寻找节点B；在这个过程中，A的干扰范围内的所有邻居节点都会收到A的路由信息，并根据收到的信息更新自己的CIT；这样节点A干扰范围以内的节点可以根据自己的CIT中的信道信息计算干扰度，在小于等于阀值的干扰度中，以干扰度由低到高的顺序分配信道；A干扰范围以外的节点如果监听到控制信道被使用，则尽量选取干扰度较小的信道采用规避算法选取信道，直到得到通信质量较好的信道；

3)节点B收到路由信息包后，根据收到的信道信息计算自己CIT中的当前被占用信道的阀值C_CUR，根据阀值确定能够使用的信道C_USE，更新CIT，并以此信道进行通信；

4)当通信完毕后，节点A通知节点B信道C_USE使用完毕，让出此信道的控制权，两个节点分别更新CIT。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于信道间隔的无线网络信道分配策略，其特征在于，对于A、B、C三个节点，当节点A要建立与C节点的路由时，RREQ广播及信道分配过程如下：

1)节点A作为通信发起端，以控制信道为基础，根据自己等待队列中的总时间和不同信道间隔的干扰情况计算出A节点干扰范围内的的每个信道的干扰度，并在小于预设值的干扰度中选取最小干扰度所对应的信道作为预约信道，然后在控制信道上广播一个携带信道状态信息的RREQ消息给下一跳邻居节点B；

2)节点B作为通信接收端，从接收到源节点A的RREQ后，通过对比自己的信道信息表，以收到的A的C_CUR为基础，使用计算信道预约时间T_PRE、干扰度，确定A的C_CUR是否可用，如果可用则继续选择另一个可用信道作为预约信道与下一个节点进行下一步协调工作，并作为通信发起端将更新后信道信息和预约时间的值附在RREQ中，广播给下一跳节点C；

3)此时，作为通信接收端的节点C接收到节点B的RREQ后，通过步骤2）的方法确定信道，然后，B更新自己的CIT表；由于C是目的节点，不需要再转发RREQ。

6.根据权利要求5所述的一种基于信道间隔的无线网络信道分配策略，其特征在于：当每个节点都有可以使用的信道可以选择时，节点C向节点A发送RREP包，每个节点将自己信道信息附在RREQ中向上一跳节点进行回复，建立反向链路。

7.根据权利要求5所述的一种基于信道间隔的无线网络信道分配策略，其特征在于：当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，重新选择通信质量尽量好的信道重新进行协调信道的工作。