[發明專利]一種適合深度并行數據處理的無線Mesh網路由節點裝置

有效

• 申請號: 202110225789.0
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN113055909B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 謝銀波;朱鶴然;梁至釗;于沛申;褚旭;艾宇晗
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W76/10;H04W84/18;H04B17/382;H04L45/60
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

1.一種適合深度并行數據處理的無線Mesh網路由節點裝置，其特征在于，包括：網絡處理核心模塊、SPGA控制模塊、ATIM分組模塊、CPL信道模塊、Beacon信號模塊、MKD安全模塊、射頻調控模塊和同頻通道模塊；

網絡處理核心模塊用于對節點之間的頻段信息進行處理；網絡處理核心模塊包括無線網卡模塊和SRAM閃存模塊，無線網卡模塊用于客戶端與蜂窩網絡進行連接，SRAM閃存模塊用于對頻段信息進行存儲；

SPGA控制模塊用于控制頻段信息的輸出與輸入；

ATIM分組模塊用于多信道無線Mesh網絡中多個信道的使用和管理，及控制CPL信道模塊和Beacon信號模塊使節點之間良好連通；

MKD安全模塊用于節點間的雙向認證，及各跳端到端鏈路數據流量的機密性和完整性保護；

射頻調控模塊用于自動根據終端上網情況選擇速度更快更穩定的頻段；

同頻通道模塊用于排除相鄰節點之間在信道之間進行信道傳輸時的干擾，調節節點之間的發送與接收。

2.根據權利要求1所述的適合深度并行數據處理的無線Mesh網路由節點裝置，其特征在于，射頻調控模塊包括網絡監測單元、射頻匹配單元和射頻反沖單元，通過網絡監測單元確定終端上網情況，利用射頻匹配單元保證為終端上網進行匹配通道，通過射頻反沖單元與終端進行連接。

3.根據權利要求1所述的適合深度并行數據處理的無線Mesh網路由節點裝置，其特征在于，同頻通道模塊包括信號穿透單元、信號標記單元和通道建立單元。

4.根據權利要求3所述的適合深度并行數據處理的無線Mesh網路由節點裝置，其特征在于，同頻通道模塊具體處理步驟如下：

步驟一：信號穿透單元感應到節點之間的信道頻段，對信道的頻段進行接觸穿透；

步驟二：利用信號標記單元在信道頻段中加入特定的識別信號，并將信道進行修復；

步驟三：在通道建立單元的作用下使節點之間建立特定識別信號的通道，使得節點之間能夠接收到指定的信道頻段。

5.根據權利要求1所述的適合深度并行數據處理的無線Mesh網路由節點裝置，其特征在于，ATIM分組模塊進行對信道頻段進行分組的命令后，在接收端通信范圍內，被較少節點使用的信道將被優先選取；

假設節點B選擇了信道1，然后，節點B向節點A回復ATIM分組模塊，分組中包含選擇的信道，節點A向節點B發送ATIM確認這次協商，根據ATIM和ATIMRES分組，節點A和節點B的鄰居也就知道了節點A和節點B將使用信道1通信，并更新自己的CPL信道，便于將來根據這些信息為自己選擇信道，當ATIM窗口結束，各節點切換到選擇的信道上，在信標間隔余下的時間內進行通信；

ATIM分組模塊將信道分為以下三種狀態：高優先級表示在當前信標間隔，此信道已經被該節點選用，每個信標間隔內，一個節點最多只能有一個信道處于高優先級狀態；中優先級表示此信道還沒有被傳輸范圍內的節點選用，低優先級表示此信道至少已經被一個鄰居節點所選用，每個信標間隔的開始，CPL中的信道被復位到中優先級狀態，如果發送節點和接收節點協商好某個信道，那么，這兩個節點就將該信道置為高優先級狀態；

如果一個節點偵聽到ATIM分組，并且該分組中指定的信道處于中等優先級，就將該信道置為低優先級，與其關聯的計數器設置為1，如果分組中指定的信道處于高優先級，則不改變狀態；如果分組中指定的信道已經處于低優先級，則與其關聯的計數器增加1。