[發(fā)明專利]基于鏈路多速率的多射頻多信道無線Mesh網(wǎng)絡信道分配算法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510916811.0
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105554888B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 張頡;林水生;張?zhí)?/a>;王勝;王海;柴繼文;梁暉輝;余夢璐
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)四川省電力公司電力科學研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/08
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 崔建中

本發(fā)明公開了一種基于鏈路多速率的多射頻多信道無線Mesh網(wǎng)絡信道分配算法，根據(jù)網(wǎng)絡中節(jié)點的BNRSM值確定根節(jié)點，從而確定根節(jié)點的傳輸速率和鄰居節(jié)點；再確定上述鄰居節(jié)點的傳輸速率及其下一級鄰居節(jié)點；進而確定整個網(wǎng)絡中的鏈路，得到多速率網(wǎng)絡拓撲結構；對節(jié)點進行分級，根據(jù)節(jié)點等級計算鏈路的等級，將所有鏈路按照等級順序排列，形成分級鏈路集合；對分級鏈路集合中的鏈路按等級依次進行信道分配，選取帶寬損失最小的信道賦給當前鏈路及其端部節(jié)點的空間接口。本發(fā)明可有效緩解多速率網(wǎng)絡中存在的多速率共享問題，能夠充分利用信道資源增大網(wǎng)絡吞吐量，達到提升網(wǎng)絡整體傳輸性能的目的。

技術領域

本發(fā)明涉及無線Mesh網(wǎng)絡信道分配技術領域，具體為一種基于鏈路多速率的多射頻多信道無線Mesh網(wǎng)絡信道分配算法(LMRFCA Link Multi-Rate Fixed ChannelAssignment)。

背景技術

無線Mesh網(wǎng)絡是一種多跳自組織、自配置網(wǎng)絡，Mesh網(wǎng)絡中的MP(Mesh Point路由節(jié)點)，MAP(Mesh Access Point接入節(jié)點)，MPP(Mesh Portal Point網(wǎng)關節(jié)點)通過多跳的方式進行連接和數(shù)據(jù)傳輸。傳統(tǒng)的無線Mesh網(wǎng)絡使用單射頻單信道模式，在這種情況下，由于無線Mesh網(wǎng)絡中鏈路數(shù)較多且網(wǎng)絡中的每條鏈路都使用相同的信道，鏈路之間的干擾嚴重，嚴重制約了無線Mesh網(wǎng)絡的整體傳輸性能。作為接入回傳網(wǎng)絡，傳統(tǒng)的單射頻單信道無線Mesh網(wǎng)絡所提供的傳輸性能已經(jīng)滿足不了人們?nèi)找嬖鲩L的帶寬需求，如何提升無線Mesh網(wǎng)絡的傳輸性能是一個亟待解決的問題。

多射頻多信道無線Mesh網(wǎng)絡中的信道分配技術能夠使用多個信道來減小鏈路之間的干擾，顯著提升無線Mesh網(wǎng)絡的吞吐量，減小傳輸延時，滿足人們的需求。如何在多射頻多信道無線Mesh網(wǎng)絡中合理的進行信道分配，也逐漸成為無線Mesh網(wǎng)絡的研究熱點。而同時，多射頻多信道無線Mesh網(wǎng)絡的信道分配算法的設計也帶來了以下幾個關鍵問題：

(1)最小化干擾：多射頻多信道無線Mesh網(wǎng)絡能夠顯著提升網(wǎng)絡性能，主要問題就是如何使得網(wǎng)絡中的干擾最小化。根據(jù)可用的射頻接口和信道集合，設計合理的干擾模型最小化網(wǎng)絡干擾是信道分配需要考慮的首要問題。

(2)連通度：信道分配其實可以改變網(wǎng)絡拓撲，這也是多射頻多信道無線Mesh網(wǎng)絡跟單射頻單信道無線Mesh網(wǎng)絡的一個關鍵性區(qū)別。如果忽略了這種區(qū)別，在進行信道分配的時候很可能就會導致網(wǎng)絡分割，甚至出現(xiàn)孤立點。合理的信道分配方案需要網(wǎng)絡拓撲是連通的，因此在最小化網(wǎng)絡干擾的同時滿足網(wǎng)絡連通性是信道分配的必要條件。

(3)路由依賴：信道分配和路由其實是相互依存的關系。由于信道分配會改變網(wǎng)絡的邏輯鏈路與實際鏈路之間的關系，影響網(wǎng)絡的拓撲，而路由策略依賴于網(wǎng)絡拓撲，這意味著信道分配能直接影響路由。同時路由算法也需要體現(xiàn)多射頻多信道無線Mesh網(wǎng)絡中存在的流間干擾和流內(nèi)干擾問題，信道分配和路由的相互協(xié)作才能使得網(wǎng)絡的整體性能最大化。

雖然目前很多信道分配技術都能夠取得很好的效果，但其中大部分的研究考慮的是在網(wǎng)絡中鏈路單速率的情況下，即網(wǎng)絡中所有的鏈路在一個基本速率或者一個固定速率下所做的信道分配，這樣的分配結果雖然能給鏈路單速率網(wǎng)絡的容量帶來提升，然而在一個實際Mesh網(wǎng)絡中，不同Mesh節(jié)點對之間的信道條件可能不一樣，由于速率自適應調(diào)整機制的作用，不同的節(jié)點對之間選取的傳輸速率會不一致，信道條件較好的節(jié)點對之間其傳輸速率選取的較高，而信道條件較差的節(jié)點對之間其傳輸速率選取的較低，網(wǎng)絡中會存在各種不同傳輸速率的鏈路，而在這種鏈路多速率的網(wǎng)絡中，各種不同速率的鏈路之間在分配信道時候就需要充分考慮到多速率共享問題，傳統(tǒng)的信道分配手段忽視了實際網(wǎng)絡中多速率的存在。

發(fā)明內(nèi)容