[发明专利]一种简易无线自组网方案

说明书

本发明涉及一种简易无线自组网方案，属无线通信技术领域。Wifi AC模块和回传控制模块的wifi AC实现对本节点下的wifi AP的控制，遵循802.11协议族，实现自定义测量消息传输接口；Wifi AP模块组成本地自组网条件下，wifi AC模块只与其中信号最好的Wifi AP通信，其他Wifi AP通过自组网模式互联；信道规划模块通过信道交替转发避免前后级间干扰和传输带宽损失；网络规划模块根据信道规划模块信息限制每个WIFI AC模块下管理的WIFI AP节点的数量，减少mesh多跳距离，实现用户带宽保障。适合隧道环境使用，有效带宽利用率高，高效传输数据，人员设备灵活接入，成本低。

技术领域

本发明涉及一种简易无线自组网方案，属无线通信技术领域。

背景技术

现有的无线自组网系统方案针对的是无规则、移动条件下的任意组网场景，例如在野战环境中，单兵和战车都无法预测其运动方向和规律，这样，自组网系统方案就需要考虑移动场景、远近效应，网络拓扑的随时变化，因此现有自组网系统方案中必须设计复杂的路由算法和同步算法以保证自组网系统内节点不产生冲突、网内不形成自环造成拥塞，导致现有自组网系统的成本和开销非常大，且在多跳之后，现有自组网系统的有效带宽利用率会下降至少25%，而其设备成本又是普通wifi设备成本的数十倍之多。尽管现有自组网系统方案十分灵活，但在很多特殊应用场景下，却并不需要无限灵活的组网，像隧道掘进场景，狭窄、绵延数公里，盾构机上配有光纤，在狭长的隧道中仅能实现端到端的通信需求，对于隧道内大量安装的安全监控传感器和摄像头，及隧道内众多工作人员的情况则无法有效掌握，所以自组网系统如何对隧道掘进施工场景实现全无线覆盖是关键。因此，研发一种适配隧道类施工环境使用，支持对隧道内人员设备的灵活接入，极大提高有效带宽利用率，自组网系统数据传输效率高，成本低廉的简易无线自组网方案是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种针对隧道掘进过程设计研发，基于现有自组网系统搭建，特别适合隧道类掘进施工环境使用，极大提高有效带宽利用率，保证高效率传输大量数据，支持隧道内人员设备灵活接入，有效降低成本，操作简单，工作稳定可靠的简易无线自组网方案；以解决现有技术价格昂贵，无法适配隧道狭长应用场景，有效带宽利用率低，难以保证隧道内大量数据高效率传输，造成自组网系统设备浪费，隧道掘进成本高的问题。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

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： 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wifiAP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wifi AP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；