通信网络中检测并避免干扰的方法及装置制造方法及图纸

一种无线网状通信网络包括：相对于彼此以层级方式被管理的多个无线路由器，所有的路由器能够检测并避免彼此通信所在的信道上的干扰。取决于信道是活动的还是非活动的，无线路由器可以被动地检测干扰并随后切换信道以避免干扰，或者主动地检测干扰并随后切换信道以避免干扰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及无线通信网络中射频干扰领域，尤其涉及如何检测并避免这类 干扰。
技术介绍
电磁干扰，也称为射频干扰(RFI :Radio Frequency Interference)，在无线通信 网络运行环境中比较普遍，并主要造成不可接受的有噪声的通信会话或者更严重的是造成 掉话。取决于无线通信网络运行的频带，不同类型的设备可以成为这类RFI的源。通过雷 达设备以及通过无线通信设备(如移动电话、诸如无线路由器或无线电话的WiFi设备)可 以发射RFI。这类RFI发射可以妨碍在与所发射的RFI相同的频带运行的通信网络的运行。 如果通信会话期间RFI的水平升至高于特定的门限，则通信会话的质量或无线通信设备的 维持会话的能力会变得有问题。这类RFI自身可以表现为无线通信设备的用户所经历的噪 声或与无线电噪声有关的声音(static sound)，或者这类RFI自身可以表现为发送至无线 通信设备的或来自无线通信设备的信号的损失。无线通信网络(如无线网状网络)典型地应用在不能实际安装有线基础网络的 环境中。总的说，无线的、网状网络架构包括多个无线路由器，各无线路由器在空间中被布 置为创建“小区”。无线网状网络被设计为使得网络中任何单个点的故障都不能够致命地 破坏网络通信。典型地，可以将无线网状网络中的路由器连接至在该范围内的两个或更多 个其他的无线路由器，并且各路由器可以并入一定的智能，如果路由器当前发送业务的链 路由于某种原因发生故障，该智能使得该路由器能够至少暂时将业务重路由到其他的路由 器。在链路故障的情况下，在网状网络中有可能通过改变在链路故障之前正在发送业务的 信道来避开出现了故障的网状网络链路。这样，就可以恢复在两个路由器之间的之前的业 务流，从而最有效地利用网状网络基础设施。更具体地，在两个路由器之间的链路发生故障 的情况下，任何业务的再路由都将对通过至少与该业务所离开的路由器直接链接的那些路 由器的业务流造成影响，并有可能对网络中通过所有路由器的业务流造成影响。由于网状 网络被设计为提供优化通过网络的业务流的信道分配方案，因此两个路由器之间的通信链 路的任何单个的故障都有可能造成网络中一些或全部其他路由器切换它们发送和/或接 收业务的信道，以便重新优化通过网络的业务流。如所提及的，该通信链路故障的主要原因 是RFI，因此，对于无线网状网络的运行而言，在RFI造成任何特定的通信链路发生故障之 前能够检测到RFI是非常重要的。在无线通信网络中所用的无线通信设备中已经使用了有效地检测上述RFI的多 种不同的方法。一种检测RFI的方法是在各无线通信设备中包含副收发机，该副收发机专 用于被动地扫描无线通信网络所使用的信道上的无线媒质。该专用副收发机保持扫描到的 所有信道的列表和各信道的RFI水平。使用该方法，当在特定的信道上受到不可接受水平 的RFI，该无线通信设备可以切换至当前具有可接受水平的RFI的信道。虽然在单个无线通 信设备中包含专用副收发机的方法能够达到好的效果，但是在无线通信设备中包含副收发机的额外的成本是非常高的。另一种可以用来检测RFI的方法是在同一无线通信网络中配置两个或更多个无 线通信设备，来周期性地向彼此发送短消息并使用丢帧率和帧重试率来间接地反映在特定 信道上存在的RFI的水平。虽然该方法对支持任何无线通信设备上的通信会话的可用带 宽具有很小的影响，但它并不直接检测RFI，而造成分组丢失或重试的原因确实非常多，RFI 仅是这些原因中的一种。另一种可以由无线通信设备用来检测RFI的方法是将无线通信设备配置为周期 性地将其收发机从主动工作模式切换为被动工作模式，并使该设备监测不同的信道以确定 在各信道上的RFI水平。虽然该方法不直接在物理层检测各信道上的RFI水平，但不利地 影响了通信会话以其他方式可用的带宽。因此，例如，在被动模式下，无线通信设备可能不 能够接收或发送消息，这带来了明显的问题。已公开的美国专利申请No. 2007/0147236A1描述了在无线网络中检测并避免干 扰的方法。特别地，从第2页第41段开始描述了在无线网络中检测并避免干扰的五步法。 第一步为观测在无线网络中存在的平均掉包率并在使用该网络的无线通信设备上存储该 平均掉包率。将该掉包率用作基线干扰水平。第二步为在空闲网络时间期间发送和接收 消息，并将掉包率与存储的掉包率相比较。第三步为在空闲信道评估(CCA :clearchannel assessment)时间或其他未预留的时隙时段观测OFDM信号的活动性并存储指示哪个(哪 些)信道没有活动性的信息。在第四步，如果无线设备在未预留的时隙时间期间检测到UWB 信号，该无线设备确定任何过大的掉包率是由于与另一 UWB网络的干扰所引起，并可以切 换到另一信道。在第五步，如果无线设备在第三步没有检测到任何UWB信号，则确定它正在 引起干扰并可以切换信道。尽管以上参照申请No. 2007/0147236A1描述的干扰检测并避免方法对于标准无 线网络中的通信设备来说起到了好的效果，但是该方法仅适用于无线通信设备连接到单个 的、无线网络接入点的结构。此外，该方法不适用于这样的无线网状网络多个无线路由器 处于该无线网状网络，该多个无线路由器共同运行以为通过该网络的多个业务流提供优化 的路径。该方法也不能应用于具有以下能力的网络在网络路由器之间的一个或更多个通 信链路出现故障的情况下以最优方式对业务进行再路由。这种方法也不适用于具有下述能 力的网络在一个或更多个通信链路出现故障之后，生成用于重优化通过该网络的业务流 的网络信道使用方案。
技术实现思路
描述了一种无线通信网络中检测并避免干扰的方法和装置，在一个实施方式中其 包括第一网络节点，该第一网络节点检测到缺失第二网络节点有规律地发送的规律性出 现的信号达到预定时间段，检测到该规律性出现的信号的缺失触发该第一网络节点，以在 所述第一网络节点和第二网络节点之间的通信链路为活动的时启动干扰检测处理；所述第 一网络节点随后在检测到高于预定门限的干扰之后发送被路由到根父节点的信道切换消 息；所述根父节点接收所述信道切换消息，并选择要切换至的最好信道，并通过发送被路由 到网络中的所有子节点的信道切换消息来进行响应；所述子节点接收所述信道切换消息并 立即切换到所述信道切换消息中所指示的信道；并且在所述第一网络节点正在其上进行通信的信道出现故障的情况下，所述父节点感测至少一个合适信道的媒质；所述父节点发送 被路由到所述根父节点的、包括至少一个合适信道的信道切换请求消息；所述根父节点接 收所述信道切换请求消息并从所有的合适信道中选择最好信道，并通过发送被路由到网络 中的所有子节点的信道切换消息来进行响应；所有的子节点接收所述信道切换消息并立即 切换到所述信道切换消息中所指示的信道。附图说明图1为例示了在网状网络中如何配置无线路由器以及无线路由器之间的信道关系的图。图2为适于在网状网络中使用的无线路由器的功能框图。图3A为本专利技术的用于在活动链路中检测干扰的处理的逻辑流程图。图3B为图3A的流程图的继续。图4A为示出了本专利技术的用于在通信链路活动时避免干扰的处理的逻辑流程图。图4B为图4A的流程图的继续。图4C为图4B的流程图的继续本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线通信网络中检测并避免干扰的方法，该方法包括以下步骤：在第一网络节点正在上面与第二网络节点进行通信的当前信道为活动的时，所述第一网络节点检测与所述第二网络节点进行通信所使用的当前信道上的干扰，并且启动干扰检测处理；所述干扰检测处理确定出不同于所述当前信道的至少一个信道具有可接受的干扰水平，并编制包括至少一个可接受信道和与该至少一个可接受信道相关联的至少一个干扰参数的列表；所述第一网络节点从所编制的至少一个可接受信道的列表中选择要切换至的可接受信道，切换至所选择的可接受信道并向至少一个对等节点发送信道切换决定消息；在所述第一网络节点正在上面与所述第二网络节点进行通信的当前信道为非活动的时，所述第一网络节点启动干扰避免处理；所述干扰避免处理确定出至少一个信道具有可接受的干扰水平，并编制包括至少一个可接受信道和与该至少一个可接受信道相关联的至少一个干扰参数的列表；以及所述第一网络节点从所编制的至少一个可接受信道的列表中选择要切换至的可接受信道，切换至所选择的可接受信道并向至少一个对等节点发送信道切换决定消息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-20 11/986,158一种无线通信网络中检测并避免干扰的方法，该方法包括以下步骤在第一网络节点正在上面与第二网络节点进行通信的当前信道为活动的时，所述第一网络节点检测与所述第二网络节点进行通信所使用的当前信道上的干扰，并且启动干扰检测处理；所述干扰检测处理确定出不同于所述当前信道的至少一个信道具有可接受的干扰水平，并编制包括至少一个可接受信道和与该至少一个可接受信道相关联的至少一个干扰参数的列表；所述第一网络节点从所编制的至少一个可接受信道的列表中选择要切换至的可接受信道，切换至所选择的可接受信道并向至少一个对等节点发送信道切换决定消息；在所述第一网络节点正在上面与所述第二网络节点进行通信的当前信道为非活动的时，所述第一网络节点启动干扰避免处理；所述干扰避免处理确定出至少一个信道具有可接受的干扰水平，并编制包括至少一个可接受信道和与该至少一个可接受信道相关联的至少一个干扰参数的列表；以及所述第一网络节点从所编制的至少一个可接受信道的列表中选择要切换至的可接受信道，切换至所选择的可接受信道并向至少一个对等节点发送信道切换决定消息。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一网络节点相对于所述第二网络节点为 根父节点。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述干扰检测处理为被动的干扰感测处理。4.根据权利要求1所述的方法，其中，检测干扰的步骤包括所述第一网络节点检测到 所述第二网络节点发送的周期性信号缺失了预定时间段。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可接受的干扰水平为低于预定门限值的干 扰水平。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个干扰参数为以下各项中的一项信 号强度、SNR、信号稳定性、分组抖动、RSSI、重试百分比、基本噪声水平、CCA和管理帧传输状 态。7.根据权利要求1所述的方法，其中，选择可接受信道的步骤还包括接受最好的可接 受信道。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个对等节点为子节点。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述干扰避免处理为主动的干扰感测处理。10.一种无线通信网络中检测并避免干扰的方法，该方法包括以下步骤在第一网络节点正在上面与第二网络节点进行通信的当前信道为活动的时，所述第一 网络节点检测与所述第二网络节点进行通信所使用的当前信道上的干扰，并且启动干扰检 测处理；所述干扰检测处理确定出不同于所述当前信道的至少一个信道具有可接受的干扰水 平，并编制包括至少一个可接受信道和与该至少一个可接受信道相关联的至少一个干扰参 数的列表；所述第一网络节点向至少一个对等节点发送信道切换请求消息，该信道切换请求消息 包括所编制的所述至少一个可接受信道的列表；所述至少一个对等节点接收所述信道切换请求消息，并且如果所述至少一个对等节点为根父节点，则所述至少一个对等节点从所编制的所述至少一个可接受信道的列表中选择 要切换至的[在从属中为最好的]信道，切换至所选择的信道并且至少向所述第一网络节 点发送包括其余可接受信道的列表的信道切换决定消息；所述第一网络节点接收所述信道切换决定消息，并如果该消息影响所述第一网络节 点，则所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹叙，
申请(专利权)人：阿德利亚网络公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]