一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法。其实现方案是：首先建立无线Mesh网络拓扑结构包括为网络分配可用正交信道和建立各节点的邻节点集合；其次对网络节点上的射频进行信道分配，选取网络中的一个节点并设置为当前节点，考虑当前节点与当前节点的邻节点集合中的每一个节点的射频的信道分配情况，根据两个节点可能的场景状态选择不同的处理，进而依次确定所有节点上不同射频对应的信道分配。本发明专利技术提出了一种多射频多信道无线Mesh网络中信道分配的新方法，实现了更好地抑制信道间干扰、提升无线Mesh网络整体性能的目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，尤其涉及一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法。
技术介绍
无线Mesh网络是一种多跳、自组织、自配置网络，Mesh网络中的MP(Mesh Point路由节点），MAP(Mesh Access Point接入点)，MPP（Mesh Portal Point网关节点）通过多跳的方式进行连接和数据传输。多射频多信道无线Mesh网络是无线Mesh网络的高级技术形式，网络中的信道分配技术能够使用某种信道分配方案来减小信道之间的干扰，显著提升无线Mesh网络的吞吐量、减小传输时延以满足人们日益增长的带宽需求。如何在多射频多信道无线Mesh网络中合理地进行信道分配，也逐渐成为无线Mesh网络的研究热点。现有多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法主要有BFCA(暴力计算信道分配方法)、EIZM-CA(提高干扰缓解信道分配方法)以及CCA(集中式信道分配方法)。BFCA的计算开销与网络节点数成指数关系，计算量随节点数增加而迅速变大因此更适合于小型网络；EIZM-CA是近年来新提出的方法之一，但在网络吞吐量、平均时延和丢包率方面的表现并不突出；CCA方法专门为栅格无线Mesh 网络设计，它基于冲突图和TID(总干扰度)分配信道，但存在的主要问题是不能控制正在使用中的信道因而可能导致某一信道过度使用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，该方法在充分考虑多射频多信道无线Mesh网络信道分配应该避免的问题，一是同一网络节点不同射频不能分配相同的信道，二是互连节点应避免具有一对或更多公共信道，基于网络节点可能呈现的不同场景采取相应措施，从而提高多射频多信道无线Mesh网络的信道分配性能。为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括如下：一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，包括：（1）建立无线Mesh网络拓扑结构；（2）对网络节点上的射频进行信道分配。进一步根据本专利技术所述一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，建立无线Mesh网络拓扑结构，按如下步骤进行：步骤（1-1）、分配可用正交信道，确定无线Mesh网络可用的正交信道，用集合表示无线Mesh网络可用的正交信道集合，其中分别表示该无线Mesh网络中的可用的信道，是正交的，表示最大可用正交信道号。步骤（1-2）、建立各节点的邻节点集合，用表示无线Mesh网络中的网络节点集合，对于中的每个节点，寻找该节点的邻节点并分别创建该节点的邻节点的集合，用i表示该无线Mesh网络中的任意一个节点，用表示节点i的邻节点的集合。进一步根据本专利技术所述一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，对网络节点上的射频进行信道分配，网络节点集合中的每个节点i进行信道预分配处理，在信道预分配处理过程中，通过分析节点i和节点i的邻节点集合中的每一个节点的射频的信道分配情况确定分配给节点i的信道，在信道预分配处理中将节点i作为当前节点，将节点j作为当前节点i的一个邻节点，用表示当前节点i的分配信道集合，用表示节点j的分配信道集合，用表示当前节点i的邻节点集合中的所有节点已分配信道，初始情况下，、、都是空集，在信道预分配处理过程中，对于当前节点i和当前节点i的邻节点集合中中的每个邻节点都进行处理。进一步根据本专利技术所述一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，对网络节点上的射频进行信道分配，当前节点i和当前节点i的邻节点j都有至少一个未分配信道的射频，则在当前节点i及当前节点i的邻节点集合中的节点的未使用的信道中优先选取一个信道分配给这两个节点的未分配信道的射频，两个节点分别为当前节点i和当前节点i的邻节点j；若不存在当前节点i及当前节点i的邻节点集合中的节点的未使用的信道，则在当前节点i和当前节点i的邻节点j未使用的信道中选取一个信道分配给这两个节点的未分配信道的射频，两个节点分别为节点i和节点i的邻节点j，有，，若不是空集，则在中任意选取一个元素放入和中；若是空集，则在中任意选取一个元素放入和中，即更新集合和。进一步根据本专利技术所述一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，对网络节点上的射频进行信道分配，若只有当前节点i有至少一个未分配信道的射频，则在无线Mesh网络可用正交信道集合中除去当前节点i的邻节点集合中的节点和当前节点i的邻节点j 都已使用的信道后选取一个信道分配给当前节点i的未分配信道的射频，有，∩指交集，若不是空集，则在中任意选取一个元素放入中；若是空集，则在中任意选取一个元素放入中。进一步根据本专利技术所述一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，对网络节点上的射频进行信道分配，若只有当前节点i的邻节点j有至少一个未分配信道的射频，则在无线Mesh网络可用正交信道集合中除去当前节点i的邻节点j的邻节点集合中的节点和当前节点i都已使用的信道后选取一个信道分配给当前节点i的邻节点j的未分配信道的射频，有，若不是空集，则在中任意选取一个元素放入中；若是空集，则在中任意选取一个元素放入中。进一步根据本专利技术所述一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，对网络节点上的射频进行信道分配，若当前节点i和当前节点i的邻节点j都没有未分配信道的射频，则改变某一射频分配的信道使得既能保证节点间通信又使干扰增加最小，先找到当前节点i的邻节点j的邻节点集合所有节点的分配信道集合中信道使用次数最少且包含在当前节点i的分配信道集合中的信道，记为k ；再找到当前节点i的邻节点集合所有节点的分配信道集合中信道使用次数最少，且包含在当前节点i的邻节点j的分配信道集合中的信道，记为l ；最后更新当前节点i的邻节点j的分配信道集合。进一步根据本专利技术所述一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，对网络节点上的射频进行信道分配，通过对网络节点集合中的每个节点都进行上述信道预分配处理，网络节点集合中节点i对应的最终的信道分配集合中的元素对应的信道即为分配给节点i的信道，也就是说该无线Mesh网络中的每个节点的最终的信道分配集合中的元素对应的信道即为分配给该节点的信道。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术从无线Mesh网络信道分配时各节点可能出现的不同场景角度出发，通过分析当前节点和当前节点的邻节点集合中的每一个节点的射频的信道分配情况采取不同行为，在网络吞吐量、平均时延和丢包率三个典型指标上都表现良好；（2）本专利技术的时间复杂度只是O(m)即时间复杂度与节点数m成线性关系，计算复杂度小；（3）本专利技术通过改进信道分配方法有效降低了干扰，提升了无线Mesh网络的整体性能。附图说明图1为本专利技术所述一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法的流程图；图2为开发的测试场景实例；图3为四种不同方法在无线Mesh网络下的吞吐量对比；图4为四种不同方法在无线Mesh网络下的平均时延对比；图5为四种不同方法在无线Mesh网络下的丢包率对比。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术所述方案和效果作进一步详细描述。图1为本专利技术所述一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法的流程图，本专利技术可分为建立无线Mesh网络拓扑结构、对网络节点上的射频进行信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，其特征在于，包括：（1）、建立无线Mesh网络拓扑结构；（2）、对网络节点上的射频进行信道分配。

【技术特征摘要】
1.一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，其特征在于，包括：（1）、建立无线Mesh网络拓扑结构；（2）、对网络节点上的射频进行信道分配。2.根据权利要求1所述一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，其特征在于步骤一中建立无线Mesh网络拓扑结构，按如下步骤进行：（1-1）、分配可用正交信道，确定无线Mesh网络可用的正交信道，用集合表示无线Mesh网络可用的正交信道集合，其中分别表示该无线Mesh网络中的可用的信道，是正交的，表示最大可用正交信道号；（1-2）、建立各节点的邻节点集合，用表示无线Mesh网络中的网络节点集合，对于中的每个节点，寻找该节点的邻节点并分别创建该节点的邻节点的集合，用i表示该无线Mesh网络中的任意一个节点，用表示节点i的邻节点的集合。3.根据权利要求1或2所述一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，其特征在于步骤二中对网络节点上的射频进行信道分配，网络节点集合中的每个节点i进行信道预分配处理，在信道预分配处理过程中，通过分析节点i和节点i的邻节点集合中的每一个节点的射频的信道分配情况确定分配给节点i的信道，在信道预分配处理中将节点i作为当前节点，将节点j作为当前节点i的一个邻节点，用表示当前节点i的分配信道集合，用表示节点j的分配信道集合，用表示当前节点i的邻节点集合中的所有节点已分配信道，初始情况下，、、都是空集，在信道预分配处理过程中，对于当前节点i和当前节点i的邻节点集合中中的每个邻节点都进行处理。4.根据权利要求1-3任一项所述一种多射频多信道无线Mesh网络中的信道分配方法，其特征在于，当前节点i和当前节点i的邻节点j都有至少一个未分配信道的射频，则在当前节点i及当前节点i的邻节点集合中的节点的未使用的信道中优先选取一个信道分配给这两个节点的未分配信道的射频，两个节点分别为当前节点i和当前节点i的邻节点j；若不存在当前节点i及当前节点i的邻节点集合中的节点的未使用的信道，则在当前节点i和当前节点i的邻节点j未使用的信道中选取一个信道分配给这两个节点的未分配信道的射频，两个节点分别为...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙振辉，刘宇鹏，王思阳，
申请(专利权)人：陕西尚品信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61