[发明专利]一种基于双收单发的多通道无线Mesh网络资源协商方法

说明书

本发明公开了一种基于双收单发的多通道无线Mesh网络资源协商方法，每个节点都具备主通道和感知通道，主通道能够发送或者接收，感知通道只能接收；当有数据包需要发送时，发送节点将主通道切换至发送状态并将主通道的工作信道调整为控制信道，发送RTS帧，RTS帧中携带的信息包括推荐的数据信道，然后发送节点将主通道切换至接收状态并将主通道的工作信道调整为推荐的数据信道，接收节点侦听到RTS帧后，如果接收节点正处于与其他节点通信的过程中则不作响应，否则接收节点将主通道切换至发送状态并将主通道的工作信道调整为推荐的数据信道，发送CTS帧，CTS帧中携带确认信息。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种基于双收单发的多通道无线Mesh网络资源协商方法。

背景技术

无线Mesh网是一种分布式、自组织的多跳无线网络，其最大的优势在于它天生的网络容错能力、易于架设，以及较高的带宽。传统的无线Mesh网络中，若有一对通信节点通信，在处于同一信道的一跳通信范围内的所有的邻居节点都要静默，这样就会使信道的利用率大幅度降低。

多通道技术是一种可以使网络具备多个物理通道，节点可以进行多信道通信的技术。相比于传统的单信道技术来说，克服了只能使用单一信道进行通信，所有节点的数据和信令都通过一条物理通道进行传输的瓶颈，大大提升了网络带宽和系统容量，但给每个节点配置多个物理通道又会给节点带来价格、体积、移动性和耗能等方面的问题。

现有技术中公开了一种采用基于载波侦听/冲突避免(CSMA/CA)的接入机制。多用户情况下，控制信令与用户数据在发送前需要对信道进行侦听，若空闲可竞争发送，若信道忙碌，则等待一段时间直至信道中的数据信息传输结束后再发起。若数据产生冲突了还需要进行回退尝试，进行相关数据信息的重传。在该机制下，节点需要发送的数据信息必须通过竞争等待的信令协商过程，且在节点密度较大时将产生严重的冲突，导致系统性能急剧下降。不太适合高带宽需求的通信场合，且一些无反馈的信令帧一旦冲突后只能丢失；另外，隐藏终端的问题，也会造成带宽的大幅度降低。

现有技术中还公开了一种CSMA/CS机制，节点设备有数据帧待传送时，会发起RTS-CTS帧协商过程。RTS帧本身带有两个目的：预约无线链路的使用权，并要求接收到这一消息的其他工作节点保持沉默。一旦收到RTS帧，接收端会以CTS帧应答。和RTS帧一样，CTS帧也会令附近的工作节点保持沉默。等到RTS/CTS完成交互过程，发送节点即可传送上面要传送的帧，无需担心来自其他隐藏节点的干扰。在CSMA/CS机制下，节点设备有数据需要传输时，发起RTS帧，对方节点必须回复CTS帧以确定信道可用。在此期间，其他邻居节点设备处于侦听状态。若发送节点有多个邻居，其邻居节点的静默时间则为该发送节点设备与其最远距离邻居节点的消息帧交互时延。这种机制为了减少控制信道的冲突率而牺牲了其带宽利用率。当邻居节点个数增多时，系统的网络收敛时间将恶化。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的基于双收单发的多通道无线Mesh网络资源协商方法。

技术方案：本发明所述的基于双收单发的多通道无线Mesh网络资源协商方法，每个节点都具备主通道和感知通道，主通道能够发送或者接收，感知通道只能接收，主通道处于接收状态时感知通道也处于接收状态，主通道处于发送状态时感知通道处于IDEL状态；当有数据包需要发送时，发送节点将主通道切换至发送状态并将主通道的工作信道调整为控制信道，发送RTS帧，RTS帧中携带的信息包括推荐的数据信道，然后发送节点将主通道切换至接收状态并将主通道的工作信道调整为推荐的数据信道，接收节点侦听到RTS帧后，如果接收节点正处于与其他节点通信的过程中则不作响应，否则接收节点将主通道切换至发送状态并将主通道的工作信道调整为推荐的数据信道，发送CTS帧，CTS帧中携带确认信息。

进一步，所述主通道的工作信道可在控制信道与多个数据信道之间切换，感知通道的工作信道固定为控制信道。这样将感知通道的工作信道固定为控制信道，大大降低了双通道的硬件成本。