一种信道分配方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线网络通信领域，尤其涉及一种信道分配方法和系统。
【背景技术】
[0002]无线网状网(WMN)是一种由Mesh路由器和Mesh终端设备以无线链路形式连接的静态无线网络，被认为Internet的无线版本。WMN大幅降低了网络部署的复杂程度及高昂的成本。随着无线网络用户及业务量的急剧增加，用户对带宽的要求也随之成比例增长，如何提高网络容量是无线Mesh网络发展的一个关键问题。在Mesh网络中使用多信道同时通信是解决这一问题有效的方法，并被纳入到IEEE 802.11、IEEE 802.15和IEEE 802.16标准中。
[0003]现有的无线技术标准，如IEEE 802.llb/g，工作在2.4?2.4835GHz频段，这些频段被分为11个信道，但是这些信道在使用的过程中，不是所有的信道都能被同时使用，因为相邻的信道因频率相交会互相干扰。通常，信道1、信道6和信道11为正交信道，能够用于同时通信而不相互干扰。IEEE 802.11a扩充了标准的物理层，规定该层使用5GHz的频带。该标准采用0FDM调制技术，提供了 12个非重叠的传输信道，它的传输速率范围为6Mbps-54Mbps。不过，也正是因为802.11a使用的频段较高，使其传输距离大打折扣，其无线AP的覆盖范围甚至不到802.llb/g的一半。以实际情况来说，假如一个使用了 802.lib标准的无线AP的覆盖为80米，那么使用802.11a标准的无线AP就只能达到30米左右。另夕卜，由于设计复杂，基于802.11a标准的无线产品的成本要比基于802.lib的无线产品高的多。所以当前的无线Mesh网络使用802.lib标准居多。那么只有合理有效的分配非常有限的信道资源，才能够在很大程度上消除Mesh节点间的信号干扰，从而提高无线Mesh网络的吞吐量，确保无线Mesh网络数据的可靠传输，降低丢包率，使无线Mesh网络能够实际应用到各个领域。
[0004]传统的无线Mesh网络信道研究得比较多的是单信道MAC协议，其设计难点主要集中在解决隐藏终端和暴露终端问题，大多数的协议都采用RTS/CTS分组的预约机制来解决该问题。采用单信道的一个共同问题就是移动节点数的增加将加剧节点间的竞争和分组发送的冲突，使得网络性能随之急剧下降，信道利用率降低。采用多接口多信道技术可以为网络中的节点或链路分配不同信道，有效降低网络干扰，提升网络容量。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提出了一种信道分配方法和系统，能够有效降低网络干扰，提升网络容量。
[0006]为了达到上述目的，本发明提出了一种信道分配方法，该方法包括:
[0007]需要通信的第一节点检查自身保存的信道信息表；根据所述信道信息表中的数据选择可以使用的信道，并更新自身的信道信息表；将更新后的信道信息表的信息加入第一路由信息中，通过公共控制信道对第一路由信息进行本地广播。
[0008]第二节点接收到所述第一路由信息后检查自身保存的信道信息表，根据所述信道信息表中的数据选择可以使用的信道，并更新自身的信道信息表；将更新后的信道信息表的信息加入第二路由信息中，通过公共控制信道对所述第二路由信息进行本地广播。
[0009]第三节点接收到第二路由信息后检查自身保存的信道信息表，根据所述信道信息表中的数据选择可以使用的信道，并更新自身的信道信息表；将更新后的信道信息表的信息加入第三路由信息中，通过公共控制信道对所述第三路由信息进行本地广播；直至路由信息到达目的节点。
[0010]其中，第一节点为源节点，第二节点为所述第一信道中第一节点的下一跳节点；第三节点为第二信道中第二节点的下一跳节点；第一节点、第二节点、第三节点和目的节点都包含在一个最小子网络内，最小子网络是预先根据贪心算法将整个网络进行划分后获得的多个能够通信的最小网络，每一个最小网络作为一个最小子网络。
[0011]优选地，该方法还包括:
[0012]通过公共控制信道对路由信息进行本地广播后，以路由信息相对应的节点为中心，在预设的中心的干扰范围内的全部节点都能接收到路由信息，并根据接收到的路由信息确定自己是否为路由信息中所包含的下一跳节点，当确定自己不是下一跳节点时，在分配信道时，根据自身所保存的信道信息表选择该路由信息中包含的信道以外的其他信道，并更新自身所保存的信道信息表。
[0013]优选地，该方法还包括:在预设的中心的干扰范围以外的节点监听到公共控制信道被使用时，采取规避算法等待公共控制信道被让出。
[0014]优选地，该方法还包括:
[0015]处于通信中的每一跳节点接收到上一跳节点的路由信息时，根据自身的通道信息表获得一个可以使用的信道后，计算通道的预约时间，并将预约时间记录在节点相对应的路由信息中；并且选择另一个可以使用的信道，计算另一个可以使用的通道的预约时间，并将另一个可以使用的通道的预约时间记录在节点相对应的路由信息中；其中，另一个可以使用的通道是当前节点与下一跳节点的预约通道。
[0016]当通信结束时，每一跳节点释放所选择的通道的控制权，并再次更新自身所保存的信道信息表。
[0017]优选地，该方法还包括:
[0018]当通信中的每一跳节点根据自身所保存的信道信息表都能够获得可以使用的信道时，目的节点根据获得可以使用的信道建立反向通道，向源节点发送反馈信息；其中，在反向通道上的每一跳节点依次将自身所保存的信道信息表的信息加入反馈信息中。
[0019]为了达到上述目的，本发明还提出了一种信道分配系统，该系统包括:第一处理模块、第二处理模块、第三处理模块。
[0020]第一处理模块，用于检查自身保存的信道信息表；根据所述信道信息表中的数据选择可以使用的信道，并更新自身的信道信息表；将更新后的信道信息表的信息加入第一路由信息中，通过公共控制信道对第一路由信息进行本地广播。
[0021]第二处理模块，用于接收到第一路由信息后检查自身保存的信道信息表，根据所述信道信息表中的数据选择可以使用的信道，并更新自身的信道信息表；将更新后的信道信息表的信息加入第二路由信息中，通过公共控制信道对第二路由信息进行本地广播。
[0022]第三处理模块，用于接收到第二路由信息后检查自身保存的信道信息表，根据所述信道信息表中的数据选择可以使用的信道，并更新自身的信道信息表；将更新后的信道信息表的信息加入第三路由信息中，通过公共控制信道对第三路由信息进行本地广播。
[0023]其中，第一处理模块包含在第一节点中，第二处理模块包含在第二节点中，第三处理模块包含在第三节点中。
[0024]优选地，该系统还包括:确定模块。
[0025]通过公共控制信道对路由信息进行本地广播后，以路由信息相对应的节点为中心，在预设的中心的干扰范围内的全部节点都能接收到所述路由信息。
[0026]确定模块，用于并根据接收到的路由信息确定自己是否为路由信息中所包含的下一跳节点，当确定自己不是下一跳节点时，在分配信道时，根据自身所保存的信道信息表选择该路由信息中包含的信道以外的其他信道，并更新自身所保存的信道信息表。
[0027]优选地，该系统还包括:等待模块；等待模块，用于在预设的中心的