[发明专利]一种简易无线自组网方案

权利要求书

1.一种简易无线自组网方案，基于现有自组网系统搭建，包括Wifi AC模块和回传控制模块、Wifi AP模块、信道规划模块和网络规划模块；其特征在于：设计两层无线组网方式，将回传网络和用户网络隔离，回传网络采用顺序部署方式，不需要路由，每个节点部署时分配独立且唯一的地址；节点采用双频段wifi设备，一个频段用于回传，另一个频段用于本地网络mesh服务；Wifi AC模块和回传控制模块包含本节点的WIFI AP控制和回传控制,其中wifi AC负责实现对本节点下的wifi AP的控制，除遵循802.11协议族外，实现自定义测量消息传输接口，数据结构包括频率8bits、干扰节点8bits、测量节点8bits、信噪比32bits；测量消息分为回传层测量和本地测量两类，回传层测量由回传控制模块执行，周期性对当前信道情况进行估计，测量周期配置含1s，10s可配置，测量结果代表当前信道估计的结果；回传控制模块按照同样周期，将测量结果上报信道规划模块，进行回传层的信道规划，保障回传链路不出现降速现象；

Wifi AP模块根据现有自组网协议组成mesh自组网，遵循802.11协议族，除wifi协议规定的wifi AC的控制外，自定义测量和网络规划过程，接受wifi AC的控制，包括频率和网络控制；鉴于网络中存在多个wifi AP，在现有wifi协议中，wifi AC根据事先配置与相应wifiAP通信；增加自组网模式，简化网络路由，即在wifi AP组成本地自组网的条件下，wifi AC模块只与其中信号最好的Wifi AP进行通信，其他Wifi AP通过自组网模式互联，遵循802.11s协议；

信道规划模块，根据回传控制模块上报的测量结果，调整信道规划，信道规划模块在监控回传层的信道状况的同时，也在监控其他信道情况，信道规划模块根据WIFI AP信道的占用情况进行规划，使WIFI AC调度本节点下的WIFI AP，实现网络的最优部署；

信道规划模块测量接收信号质量和通过调整信道规划实现回传链路不降速，即通过信道交替转发避免前后级之间的干扰和传输带宽的损失；隧道特定场景布网，前后节点间使用F0和F1两个频点交替转发，每个节点只需考虑前后两级的同频信号干扰，且信号为同步信号，功率控制过程在节点入网时展开，确定每个节点在入网后的功率大小和干扰水平；

入网过程增加自动组网和信道规划功能；网络规划模块根据信道规划模块的信息，调整网络拓扑，包括限制每个WIFI AC模块下所管理的WIFI AP 节点的数量，保证无线mesh自组网规模不会过大，减少mesh 多跳距离，实现用户终端侧的带宽保障；

A）节点入网时，首先探测现有信号，根据现有网络信道，选择接入某个节点的覆盖，此处遵循802.11协议；

B）计算信道质量，例如SNR等，接收系统广播消息，包括父节点的信道规划和网络规划配置，由本节点信道规划模块来选择本节点的信道；在隧道掘进场景下，一般一个节点只有一个父节点；信道质量计算方式参见信道规划模块描述；

在当前wifi协议基础上，在数据面层增加广播消息定义包括：一字节帧标识、一字节节点号、一字节信道号列表、四字节父节点信息、四字节子节点信息、一字节节点数、一字节节点号、一字节在用信道列表、一字节网络列表和所辖节点数、一字节保留；

C）信道规划确立后，由网络规划模块开启本节点下的wifi mesh组网功能，遵循802.11协议。