[發(fā)明專利]一種用于三維場景的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)發(fā)射功率選擇方法及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410547371.1
• 申請(qǐng)日: 2014-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN104270807B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林水生;胡光曉;許維;閻波;周亮;衡鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W52/24
• 分類號(hào): H04W52/24;H04W52/26
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線Mesh網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別是一種用于三維場景的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)發(fā)射功率選擇方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

WMN(WirelessMeshNetwork)又被稱為無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，具有自組織性、多跳中繼等特點(diǎn)，是一種廣覆蓋、高速率、大容量的分布式網(wǎng)絡(luò)，從廣義上來說，任何拓?fù)湫螤顬榫W(wǎng)型的無線網(wǎng)絡(luò)均可以被看作是無線Mesh網(wǎng)絡(luò)，但從狹義上來說，其主要是由路由Mesh節(jié)點(diǎn)和用戶終端(STA)組成，其中路由Mesh節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性較弱，又可細(xì)分為3種：Mesh點(diǎn)(MeshPoint，MP)，指支持無線Mesh業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)，主要業(yè)務(wù)有路由選擇和信息轉(zhuǎn)發(fā)；Mesh接入點(diǎn)(MeshAccess Point，MAP)，MAP作為STA無線接入Mesh網(wǎng)絡(luò)的接口；Mesh入口點(diǎn)(MeshPortalPoint，MPP)，也可以稱為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(Gateway)，是Mesh網(wǎng)絡(luò)連接其他網(wǎng)絡(luò)的接口。終端STA通過路由Mesh節(jié)點(diǎn)之間的多跳到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，還可以通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(Gateway)訪問互聯(lián)網(wǎng)。

根據(jù)應(yīng)用場景不同，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以分為二維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和三維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。二維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適用于室外場景，Mesh節(jié)點(diǎn)在空曠的室外場景傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè)Mesh節(jié)點(diǎn)可傳輸幾十公里，因此Mesh節(jié)點(diǎn)之間的高度差相比水平傳輸距離要小很多，可忽略不計(jì)。而三維無線Mesh網(wǎng)絡(luò)適用于室內(nèi)場景，Mesh節(jié)點(diǎn)的傳輸距離會(huì)因?yàn)閴w的阻礙而大幅縮短，而且Mesh節(jié)點(diǎn)之間的高度差相比水平傳輸距離不能忽略。功率控制技術(shù)是無線Mesh網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)之一。

中國專利分布式Mesh網(wǎng)絡(luò)功率調(diào)整的方法及設(shè)備，申請(qǐng)?zhí)枺篊N201110318344.3公開了一種分布式Mesh網(wǎng)絡(luò)功率調(diào)整的方法及設(shè)備，用以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的覆蓋功率及當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的用戶質(zhì)量決定功率調(diào)整策略，從而實(shí)現(xiàn)在無需專門控制器的情況下，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都在需要功率調(diào)整時(shí)，與它的鄰居進(jìn)行深度協(xié)商后，決定功率調(diào)整策略，確保網(wǎng)絡(luò)在使用過程中不出現(xiàn)過渡覆蓋或覆蓋盲區(qū)的情況。其中，節(jié)點(diǎn)功率調(diào)整方法，包括：啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲取鄰居信息表；啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)多個(gè)STA后，統(tǒng)計(jì)每個(gè)STA質(zhì)量值；啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述收集到的鄰居信息表及STA質(zhì)量值，判定所述節(jié)點(diǎn)是否進(jìn)行功率調(diào)整；如需進(jìn)行功率調(diào)整，所述節(jié)點(diǎn)根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)的功率情況，選擇具體功率調(diào)整策略并進(jìn)行功率調(diào)整。該發(fā)明采用分布式的方法，不能得到詳細(xì)的全網(wǎng)拓?fù)洌龀龅墓β收{(diào)整策略缺乏全局性，不一定能做出最優(yōu)的功率選擇方案。而且，由于采用的是分布式的方法，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需與周圍的鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)商，網(wǎng)絡(luò)開銷較大，收斂速度慢。

中國專利Mesh網(wǎng)絡(luò)中的集中式拓?fù)淇刂萍肮β收{(diào)整的方法、裝置，申請(qǐng)?zhí)枺篊N200810068232.5，公開了一種mesh網(wǎng)絡(luò)中集中式拓?fù)淇刂频姆椒把b置，以及在集中式拓?fù)淇刂葡碌墓?jié)點(diǎn)功率調(diào)整的方法與裝置。所述mesh網(wǎng)絡(luò)中集中式拓?fù)淇刂频姆椒òú襟E：拓?fù)淇刂品?wù)器獲取mesh節(jié)點(diǎn)的鏈路信息；獲得所述鏈路信息后拓?fù)淇刂品?wù)器向該mesh節(jié)點(diǎn)發(fā)送前向拓?fù)涮綔y請(qǐng)求，進(jìn)行前向拓?fù)湫畔⑹占煌瓿汕跋蛲負(fù)湫畔⑹占螅負(fù)淇刂品?wù)器向該mesh節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送反向拓?fù)涮綔y請(qǐng)求，對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行反向拓?fù)湫畔⑹占Ｍㄟ^對(duì)網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點(diǎn)的正向和反向鄰居信息的收集，可以使得拓?fù)淇刂品?wù)器全面了解網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔ⅲ员阌谧龀鋈謨?yōu)化的拓?fù)淇刂茮Q策，并控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的mesh節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功率調(diào)整。該發(fā)明采用了集中式控制的方法來調(diào)整節(jié)點(diǎn)功率，由一個(gè)服務(wù)器向網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)發(fā)送功率調(diào)整信息，或節(jié)點(diǎn)向服務(wù)器發(fā)送功率調(diào)整請(qǐng)求信息。但是這種方式比較復(fù)雜，需要服務(wù)器與普通節(jié)點(diǎn)、普通節(jié)點(diǎn)之間都要進(jìn)行多次交互。

現(xiàn)有技術(shù)的功率控制方法都只考慮了二維場景，不適合應(yīng)用與三維場景；另外，現(xiàn)有的技術(shù)方案多只考慮單目標(biāo)優(yōu)化，沒有綜合考慮多個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于三維場景的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)發(fā)射功率選擇方法及設(shè)備，本發(fā)明解決三維場景的建模，綜合考慮節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率對(duì)網(wǎng)絡(luò)連通性和干擾度的影響，建立一個(gè)綜合性能權(quán)衡模型，定量分析節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率對(duì)網(wǎng)絡(luò)在這兩個(gè)方面的性能影響；提出一種全局迭代優(yōu)化算法，能快速求得最優(yōu)的全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率集，本發(fā)明的功率選擇方案能在保證網(wǎng)絡(luò)連通性的同時(shí)，使網(wǎng)絡(luò)干擾盡可能小，最大限度提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量，提高網(wǎng)絡(luò)性能，同時(shí)提出配合本發(fā)明的方法使用的設(shè)備。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種用于三維場景的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)發(fā)射功率選擇的方法，它包括以下步驟：