一种多信道无线网络的链路质量评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信领域，针对无线网络尤其是IEEE802.lln/ac等无线局域网 (WLAN)，当网络节点采用多信道（或多频点，以下信道和频点同义）联合传输数据时的链路 质量评估方法和系统。同时，对无线异构网络、无线传感网络、无线个域网络的链路质量预 测均适用。
【背景技术】
[0002] 在无线网络中，高效、准确而又稳定的链路质量估计是保证上层协议性能的基础。 然而，无线链路固有的动态特性和不可预测性使得实时、准确的链路质量估计面临巨大挑 战。
[0003] 目前，大量研宄人员对无线链路质量估计问题展开了深入研宄，提出许多链路质 量估计方法，一般分为两大类：基于硬件的链路质量估计和基于软件的链路质量估计。基 于硬件的链路质量估计直接从硬件获取相关信息，如RSSI(receivedsignalstrength indicator)，LQI(linkqualityindicator)，SNR(signaltonoiseratio)。这类方法简 单、开销小，但不能准确反应链路在一段时间内的状态。基于软件的链路质量估计方法一 般通过周期性的发送控制分组来探测链路的质量如ETX(expectedtransmissioncount)， 或统计成功发送一个分组所需要的发送次数如RNP(requestednumberpackets)，或使用 某种预测机制对链路在将来一段时间内的质量进行预测，如WMEWMA(windowmeanwith exponentiallyweightedmovingaverage)，EasiTOD等。这些研宄大都是针对无线传感 器网络的。
[0004] 通过对现有专利及相关技术的检索发现，现有的与多信道无线网络的链路质量评 估相关的方法和系统包括：
[0005] (1) 一种无线链路质量的检测方法及装置（CN103945409A)通过调整接入点（AP) 与移动台（STA)之间的发射功率并由AP向STA发送探测报文，解决了现有技术中无法确定 AP到STA的信号强度问题。
[0006] (2) -种无线网络链路质量估计方法（CN103338472A)实现了无线自组织网络或 无线传感器网络节点对链路丢包率与时间延迟的有效估计来全面反应网络的链路质量。
[0007] (3) -种无线传感器网络链路质量预测方法（CN103716808A)根据接收信号强度 数学模型和背景噪音数学模型，预测拓扑结构固定且已知的无线传感器网络中的节点间数 据包接收率Prr，并将节点间数据包接收率Prr作为链路质量评价指标。
[0008] (4)链路质量评估方法及其系统（CN103581974A)提供了一种基于动态模糊神经 网络的链路质量评估方法及其系统，提高了链路质量评估的学习能力、自适应能力，从在链 路质量评估中提高准确性、鲁棒性，适用于大规模无线传感器网络的多种应用。
[0009] (5)检测传输链路质量的方法及装置（CN102724086A)通过获取在检测周期内的 双向转发检测（BFD)检测报文的丢包率并判断丢包率是否大于预先设置的告警触发阈值， 进而达到了方便、简单地实现对传输链路中信号劣化进行检测的效果。
[0010] 现有技术中尚没有明确针对多信道联合传输的无线网络链路质量评估方法。
【发明内容】
[0011] 鉴于以上陈述的已有方案或相关技术的不足，本发明针对多信道联合传输的无线 网络，提出了一种新的无线链路质量评估方法，用来解决对无线网络各工作信道的干扰检 测问题。
[0012] 为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
[0013] 一种多信道联合传输的无线网络链路质量评估方法，通过周期性统计无线网络的 系统吞吐量、各工作信道的信道占空比及发送数据量等信息，实现对系统性能和各工作信 道性能的变化情况的监测。当无线网络中各节点有多个信道同步传输数据时，为保证系统 性能，需进行周期性的干扰检测过程，通过信道切换来归避外界干扰。同时，考虑到信道切 换过程对系统性能的影响，每次只在多个工作信道中选择当时传输性能最差的工作信道来 执行跳频，此性能最差的工作信道则通过链路质量评估来选择。无线网络中各节点上绑定 多张无线网卡，分别工作在不同的信道，则链路质量评估过程可描述为：
[0014] (1)统计各工作信道在一段时间内的总吞吐量，并连续统计多次各工作信道等待 发送的总数据量、实际发送的总数据量及每个工作信道在这段时间内的实际发送的总数据 量；
[0015] ⑵统计各工作信道在一定时间内的忙闲时间：active_time、busy_time、rx_ time、tX_time，分别表示信道的活跃时间、信道忙的时间、接收数据的时间、发送数据的时 间；
[0016] (3)由各信道的忙闲时间，估计信道占空比状态：BUSY_STATUS、Rx_STATUS、Tx_ STATUS；
[0017] 其中，BUSY_STATUS表示在监测时间内信道忙时占的百分比；Rx_STATUS表示信道 在监测时间内接收数据的时间占的百分比；Tx_STATUS表示信道在监测时间内发送数据的 时间占的百分比；
[0018] (4)由以上统计数据可知系统性能的变化及各工作信道性能的变化，若系统性能 明显下降，则判定存在外界干扰，需要选出性能最差的工作信道执行跳频；
[0019] (5)性能最差的工作信道为在统计时间内实际发送的总数据量最小或Tx_STATUS 值最小的信道。
[0020] 本发明公开了一种多信道无线网络的链路质量评估方法，既可以有效监测系统性 能的变化情况，判断是否存在外界干扰，又可以评估各工作信道的性能优劣，从而实现当受 到外界干扰时，只切换性能最差的工作信道，防止随机切换信道或多个信道同时切换造成 网络性能的进一步下降。
【附图说明】 [0021] 如下：
[0022] 图1为本发明实施例场景示意图。
[0023] 图2为本发明实施例链路质量评估方式A的流程图。
[0024] 图3为本发明实施例链路质量评估方式B的流程图。
[0025] 图4为本发明实施例链路质量评估方法整体流程图。
【具体实施方式】
[0026] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰，下面结合附图对本发明作进一 步的描述。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027] 下面以IEEE802.IlnWLAN为实施例对本发明中提出的多信道无线网络的链路质 量评估方法作解释说明。为方便清晰的描述本
【发明内容】
，图1中以两个节点（节点A、节点 B)为实施例来说明，其中，节点A、B分别看作AP端与STA端，且其上各绑定N张无线网卡， 各无线网卡工作于不同信道。
[0028] 为保证系统性能，即当存在外界干扰时需要及时切换工作信道，在此之前，需要完 成周期性的