[發(fā)明專利]一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)的覆蓋規(guī)劃和信道分配方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810241142.1
• 申請日: 2008-12-31
• 公開（公告）號: CN101453738A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設計）人: 王春峰;羅海云
• 申請（專利權）人: 阿德利亞科技（北京）有限責任公司
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W84/10
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發(fā)明總體上涉及無線網(wǎng)狀網(wǎng)的規(guī)劃部署方法，更特別地，涉及一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)的覆蓋規(guī)劃和信道分配方法及裝置。

背景技術

隨著寬帶無線通信技術的飛速發(fā)展，基于802.11的無線網(wǎng)狀網(wǎng)技術在不斷地發(fā)展、成熟，已經(jīng)成為一種重要的“最后一公里”寬帶無線接入方案。在無線網(wǎng)狀網(wǎng)實現(xiàn)一個區(qū)域的寬帶接入時，需要解決如何在該區(qū)域內(nèi)部署無線網(wǎng)狀網(wǎng)的問題，也就是，如何在區(qū)域內(nèi)放置無線路由器以提供良好的區(qū)域覆蓋，并保持無線路由器之間的連通性。當前普遍采用經(jīng)驗方法，手動選擇無線路由器的放置點。如果需要覆蓋的區(qū)域很小，只需要幾個無線路由器時這種方法是可行的。然而，隨著人們越來越多的選擇部署無線網(wǎng)狀網(wǎng)來提供無線接入，當需要放置大量的無線路由器時，傳統(tǒng)的經(jīng)驗部署方法很難滿足需求，因此需要一種更系統(tǒng)、有效的覆蓋規(guī)劃方法來解決無線網(wǎng)狀網(wǎng)的區(qū)域部署問題。

節(jié)點放置和覆蓋信道分配是無線網(wǎng)狀網(wǎng)覆蓋規(guī)劃中兩個方面。節(jié)點放置是通過在需要覆蓋的區(qū)域中合理的選擇無線路由器的放置點以達到該區(qū)域的覆蓋目標，并保持無線路由器之間的連通性。在節(jié)點放置中，需要考慮區(qū)域覆蓋和連通性兩個方面的因素。而覆蓋信道分配是通過合理的分配各個無線路由器上負責接入服務的射頻單元的工作頻率以盡可能地提高網(wǎng)絡的接入吞吐量。同頻干擾是覆蓋信道分配中的主要問題，無線網(wǎng)狀網(wǎng)的寬帶接入一般使用802.11g模式，此模式最多有三個相互不重疊的信道(1，6，11)可供使用。當使用無線網(wǎng)狀網(wǎng)進行區(qū)域覆蓋時，由于覆蓋區(qū)域的連續(xù)性，在信道分配過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)某一區(qū)域被多個無線路由器所覆蓋，且這幾個無線路由器工作在相同的信道，這就產(chǎn)生了同頻干擾的問題。覆蓋信道分配對覆蓋層面的接入性能影響巨大。

現(xiàn)階段，在無線網(wǎng)狀網(wǎng)規(guī)劃過程中，節(jié)點放置和覆蓋信道分配是分開考慮，也就是先進行節(jié)點放置，合理的選擇放置點，對指定區(qū)域進行覆蓋，滿足覆蓋的需求；再對已經(jīng)選擇的放置點進行信道分配。這種分開考慮的缺點是很難綜合考慮網(wǎng)絡的覆蓋和接入性能，使得網(wǎng)絡取得整體優(yōu)化的效果。良好的覆蓋可以通過高密度的移動節(jié)點(MNs)實現(xiàn)，然而，這樣勢必會造成較多的同頻重疊區(qū)域。另一方面，如果沒有同頻的重疊區(qū)域，在部署中勢必會有很多的黑洞或區(qū)域沒有被覆蓋。而且，目前無線網(wǎng)狀網(wǎng)規(guī)劃方法也僅僅考慮了節(jié)點放置方法，覆蓋信道分配方法更多的是在節(jié)點放置的基礎上進行手工的信道選擇。這種手動的方法已經(jīng)被證明是無法獲得理想的效果的。正如上面所述，由于可分配信道數(shù)量的限制，當使用無線網(wǎng)狀網(wǎng)進行區(qū)域覆蓋時，同頻干擾不可避免。由于802.11是工作在共享信道方式，同頻干擾越大則意味著有更多的競爭相同信道的可能性，從而導致接入帶寬由于信道的競爭而下降，從而影響網(wǎng)絡的接入吞吐量。因此，如何有效的減少同頻干擾，已成為覆蓋規(guī)劃中的一個至關重要的問題。

因此，有必要針對無線網(wǎng)狀網(wǎng)的覆蓋規(guī)劃問題，設計一種新的無線網(wǎng)狀網(wǎng)規(guī)劃方法，以綜合考慮以下因素：(1)區(qū)域覆蓋，能合理的選擇放置點，對指定區(qū)域進行覆蓋，滿足覆蓋的需求；(2)連通性，在放置點選擇中，考慮各個放置點之間的通信關系，保證無線網(wǎng)狀網(wǎng)的連通性；(3)同頻干擾，考慮放置點之間的信道分配，盡可能減少同頻干擾，為寬帶接入提供更高的接入吞吐量。來合理的均衡最大化覆蓋和最小化同頻干擾。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于如上現(xiàn)有的無線網(wǎng)狀網(wǎng)規(guī)劃方法存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)的覆蓋規(guī)劃和信道分配方法及裝置，以在無線網(wǎng)狀網(wǎng)的部署過程中綜合考慮覆蓋范圍和同頻干擾因素，合理的均衡最大化覆蓋和最小化同頻干擾。

本發(fā)明實施例提供一種無線網(wǎng)狀網(wǎng)的覆蓋規(guī)劃和信道分配方法，該方法包括：

步驟1，在待覆蓋的區(qū)域中，選擇具有最大覆蓋范圍的備選放置點作為第一個無線網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點放置點，放入節(jié)點放置點集合；

步驟2，搜索符合如下條件的備選放置點，形成評估點集合：

與所述至少一個無線網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點放置點的距離在給定的最大距離d內(nèi)；

與節(jié)點放置點集合中的至少一個無線網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點放置點存在設定的視距通信關系；

步驟3，將所述評估點集合中的每一備選放置點各自與節(jié)點放置點集合組成對應的預選放置點集合，按照該預選放置點集合中各放置點之間的最小重疊覆蓋區(qū)域的大小進行節(jié)點信道分配，將相同的信道分配在重疊覆蓋區(qū)域盡量小的對應節(jié)點之間，獲得下列目標函數(shù)的最優(yōu)目標函數(shù)值：

OF＝k1*COV-k2*I；

其中，k1、k2為大于0的權重系數(shù)，COV為該預選放置點集合中所有放置點在待覆蓋的區(qū)域中的覆蓋范圍，I為該放置點集合對應節(jié)點之間產(chǎn)生的同頻干擾；