[發(fā)明專利]用于多信道固定無線網(wǎng)絡(luò)的信道分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010600731.1
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102056304A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余旭濤;張?jiān)阼?/a>;施小翔
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種信道分配方法，屬于無線通信和信息傳播技術(shù)領(lǐng)域。。

背景技術(shù)

多信道技術(shù)利用多個(gè)正交的物理信道，使得多條鏈路可以同時(shí)通信，顯著提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量、降低了傳輸延遲。

以得到廣泛應(yīng)用的IEEE?802.11系列協(xié)議為例，IEEE?802.11b標(biāo)準(zhǔn)工作在2.4GHz頻段，將85.3MHz的頻帶劃分為14個(gè)可供選擇的物理信道，每個(gè)相鄰信道間的間隔為5MHz。IEEE?802.11a標(biāo)準(zhǔn)在5GHz頻段劃分了12個(gè)可供選擇的物理信道，其中8個(gè)信道位于在5.15GHz～5.35GHz，4個(gè)信道位于5.725GHz～5.825GHz。雖然協(xié)議中規(guī)定了多個(gè)信道可用，但實(shí)際的系統(tǒng)一般工作在單信道，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)共用一個(gè)信道。為了利用多個(gè)已劃分的頻譜資源，需要設(shè)計(jì)用于多信道網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的信道分配方法，使得網(wǎng)絡(luò)可以工作在多信道方式。

按這些協(xié)議的規(guī)劃雖然可以采用多信道進(jìn)行通信，但在協(xié)議中并沒有提出采用何種方法解決網(wǎng)絡(luò)如何分配多個(gè)信道資源問題。目前的多信道接入方法主要有兩類，一類采用專門的控制信道，一類無控制信道。采用專門控制信道的多信道接入方法可以分為兩類，第一類方法每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要配備兩個(gè)以上的無線網(wǎng)卡，其中一個(gè)網(wǎng)卡工作于控制信道用于交換控制信息，其余可以在多個(gè)數(shù)據(jù)信道間切換用于傳送數(shù)據(jù)和應(yīng)答，如S.-L.Wu提出的DCA協(xié)議，詳細(xì)內(nèi)容參見文章“A?New?Multi-Channel?MAC?Protocol?with?On-Demand?ChannelAssignment?for?Multi-Hop?Ad?Hoc?Networks”，此類方法會(huì)降低信道利用率，并增加成本；第二類方法采用時(shí)間同步，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)可以有一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)卡，在特定時(shí)隙將網(wǎng)卡工作在控制信道上，同其它節(jié)點(diǎn)協(xié)商預(yù)約信道，然后在下一個(gè)時(shí)隙在預(yù)約的信道上傳輸數(shù)據(jù)，如Jungmin?So等提出的MMAC協(xié)議，詳細(xì)內(nèi)容參加文章“Multi-Channel?MAC?for?Ad?Hoc?Networks：Handling?Multi-ChannelHidden?Terminals?Using?A?Single?Transceiver”。無控制信道的接入方法一般采用全網(wǎng)同步的方法，發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以預(yù)知接收節(jié)點(diǎn)所在信道，如Hoi-Sheung?So等提出的McMAC協(xié)議，詳細(xì)內(nèi)容參加文章“McMAC：A?Parallel?RendezvousMulti-Channel?MAC?Protocol”。采用同步的方法，由于需要整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)同步，因此實(shí)現(xiàn)比較困難。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于多信道固定無線網(wǎng)絡(luò)的信道分配方法，該方法可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間分配信道，增加網(wǎng)絡(luò)的容量。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種用于多信道固定無線網(wǎng)絡(luò)的信道分配方法，包括如下步驟：

(a)多信道固定無線網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)獲得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D并初始化，將已分配信道點(diǎn)集以及未分配信道點(diǎn)集設(shè)為空集；

(b)根據(jù)步驟(a)中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D得到單信道情況下的網(wǎng)絡(luò)沖突圖以及該網(wǎng)絡(luò)沖突圖中各點(diǎn)的度(點(diǎn)的度指的是與該點(diǎn)相連的邊的條數(shù))；

(c)從步驟(b)中的網(wǎng)絡(luò)沖突圖中選取一個(gè)點(diǎn)；

(d)判斷步驟(c)選取的點(diǎn)是否存在可分配信道，如果存在可分配信道，從可分配信道集合中任意選擇一個(gè)信道分配給該點(diǎn)，然后將該點(diǎn)添加入已分配信道點(diǎn)集；如果不存在可分配信道，則在未分配信道點(diǎn)集中添加該點(diǎn)；

(e)在網(wǎng)絡(luò)沖突圖中去掉步驟(d)所述的點(diǎn)及其相連邊，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)沖突圖；

(f)判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)沖突圖是否為空圖，如果是空圖，信道分配結(jié)束，否則轉(zhuǎn)至步驟(c)。

所述步驟(b)中的網(wǎng)絡(luò)沖突圖通過如下方式得到：網(wǎng)絡(luò)沖突圖中的點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中的鏈路(邊)相對應(yīng)，網(wǎng)絡(luò)沖突圖中兩點(diǎn)間的連線表示兩條鏈路(邊)間存在沖突關(guān)系，首先將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中的鏈路(邊)轉(zhuǎn)換為沖突圖中對應(yīng)的點(diǎn)，然后將有沖突關(guān)系的點(diǎn)用連線連接，最后得到的圖為網(wǎng)絡(luò)沖突圖。

所述步驟(c)中從網(wǎng)絡(luò)沖突圖中選取一個(gè)點(diǎn)的方法如下：首先從網(wǎng)絡(luò)沖突圖中選擇一個(gè)最大團(tuán)(團(tuán)為圖的點(diǎn)集，該集合的特點(diǎn)在于集合中任意兩個(gè)點(diǎn)相連，即任意兩點(diǎn)間有邊連接。最大團(tuán)為圖中包含點(diǎn)最多的團(tuán)。)，如果網(wǎng)絡(luò)沖突圖存在多個(gè)最大團(tuán)，則從多個(gè)最大團(tuán)中任意選擇一個(gè)；然后從該最大團(tuán)中選取度最小的點(diǎn)，如果度最小的點(diǎn)有多個(gè)，則從多個(gè)度最小的點(diǎn)中任意選擇一個(gè)點(diǎn)。