专利名称：在无线通信系统中实现信道切换的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种降低无线通信系统中的通信干扰影响的技术。
背景技术：
在无线通信系统中，通信设备之间进行的通信都需要在特定的信道上进行。而且，由于改变工作信道需要相应的代价，因此，当选定了相应的工作信道后，通常不会频繁的改变。
在通信系统中，每发起一个通信过程，便需要占用一条信道，而且，为避免信号间干扰，保证不同的信号可以方便地被区分出来，通常两个同时进行的通信过程不能占用相同的信道。因此，当其它无线电波进入到通信过程所使用的信道范围内，便成为了相应的干扰。当干扰比较小的时候，可以通过系统的纠错能力来抵抗干扰，但是如果干扰比较大，就会影响设备之间的通信。为减少干扰，则要求通信双方应当选择一个干扰比较小的信道来进行通信。但是通信环境是随时变化的，干扰也随时间而变，对于以前干扰比较小的信道，可能经过一段时间干扰会增大到严重影响正常通信的程度。
基于信道的实时变化特性，若两个设备之间的通信过程受到比较严重的干扰影响，则可以选择一个新的信道重新建立通信过程。
在目前的PAN(个人域网络)通信机制当中，通常每个网络所使用的工作信道，在网络建立之后将不再改变，此时，如果有干扰产生，就会导致数据发送的不正常，为解决干扰导致的问题，只有重新建立网络才能选择一个新的干扰小的工作信道，这必然导致相应的实现成本较高。另外，对于PAN来说，由于不仅在不同的时间信道的干扰有所不同，同时对于不同的节点也会受到不同的干扰，因此相应的信道切换过程较为复杂。
为解决上述问题，目前采用了由网络协调器控制周期性地对网络工作信道进行切换的处理方式，所述的一个周期是指所有可能的信道都依次作为过工作信道，又要重新切换到新的信道的切换过程；其中，所述的网络协调器为可以管理网络中所有节点的设备。在切换周期内包括工作信道切换判决、工作信道选择、通知和切换的操作。
具体为在周期开始的时候，预先产生一个切换信道的序列。PAN当中的节点在工作当中根据接收信号判断是否有邻道干扰或共道干扰，如果有邻道干扰或共道干扰，则选择切换信道序列中的下一个信道作为新的工作信道，同时将选择的新的工作信道通知网络中的其它节点，其它节点也进行工作信道的切换，同时给出应答，最先通知切换的节点接收到所有的应答则完成一次切换操作，否则重发切换请求。就这样每次切换选择序列当中的下一个信道，直到所有信道都选择过，就开始新的切换周期。
从上述描述可以看出，由于切换的信道序列是预先选定的，而不是根据实时的信道干扰情况判定应该切换到的信道，所以经常会切换到比较差的信道，导致很快又会再次发生切换。而且，在PAN中的节点数目可能比较多，如果每个节点产生干扰都要进行一次信道切换，则信道切换将过于频繁。另外，不同的节点可能有不同的干扰，在没有统一协调的情况，处理整个PAN的平均干扰情况，由各个节点自己判断是否进行切换，则可能整个网络多数时间都工作在有干扰的信道下，不利于整体性能的最优化。
发明内容
本发明的目的是提供一种在无线通信系统中实现信道切换的方法及系统，从而解决通信网络中无法根据实时的干扰情况选择相应的工作信道的问题，使得能够通过较少的信道切换操作次数，选择到最合适的工作信道。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明提供了一种在无线通信系统中实现信道切换的方法，包括A、在无线通信系统中检测各个信道的干扰参数信息；B、根据所述的干扰参数信息确定符合预定的信道切换条件的信道，并进行信道切换处理，将所述信道切换作为工作信道。
所述的步骤A包括A1、在建立无线通信系统时，由网络协调器和网络中的各节点扫描各信道，检测确定各信道对应的干扰参数信息，并保存。
所述的步骤A包括A2、在通信过程中，对系统中各个信道进行干扰检测并确定各信道对应的干扰参数信息；A3、根据确定的各信道对应的干扰参数信息对保存的各信道的干扰参数信息进行更新。
所述的步骤A2包括当发生需要进行干扰检测的事件或者到达预定的干扰检测时间，则节点自动触发或者由网络协调器通知节点进行信道干扰检测，确定各信道对应的干扰参数信息。
在步骤A2中，所述的触发节点对各个信道进行干扰检测的处理包括根据预定的规则触发系统中的部分节点对各个信道进行干扰检测。
所述的预定的规则包括在系统中的各节点至少具有一个检测概率或检测频率，且每次根据所述的概率或频率检测信道的干扰参数信息。
所述的节点中针对不同的信道设置不同的检测概率或检测频率。
所述的检测概率或检测频率设置为根据信道环境实时变化。
所述的信道环境是指信道干扰情况的时间相关性。
所述的时间相关性是通过计算本次检测得到的干扰参数和保存的原先检测得到的干扰参数之间的相关系数得到。
所述的根据信道环境实时变化包括信道变化频度超过预定值时增加检测概率或检测频率，信道变化频度低于预定值时降低检测概率或检测频率。
所述的增加或降低检测概率或检测频率是按步长进行增加或降低一个预定的值。
所述的增加或降低检测概率或检测频率是需要在设定的最高检测概率或检测频率和最低检测概率或检测频率之间进行。
本发明中，当信道变化的频度低于预定的值时，若此时的信道干扰参数大于预设的门限值，需要将保存的干扰参数报告给网络协调器。
在所述步骤A2中，所述的对系统中各个信道进行干扰检测包括对于非工作信道，通过测量接收能量确定相应的干扰参数信息；和/或，对于工作信道，通过测量包发送失败概率确定相应的干扰参数信息；和/或，通过测量信道的平均噪声，确定信道的干扰参数信息。
所述的步骤A3包括A31、采用确定的各信道对应的干扰参数信息替代保存的各信道的干扰参数信息，并作为当前保存的各信道的干扰参数信息；或者，A32、利用保存的各信道的干扰参数信息和确定的各信道对应的干扰参数信息计算确定新的干扰参数信息，并将所述新的干扰参数信息作为当前保存的各信道的干扰参数信息保存。
所述的步骤A还包括当执行步骤A32时，则需要周期性对保存的各信道的干扰参数信息进行退化处理，更新所述的干扰参数信息值。
所述的退化处理包括设定预定的退化处理方式及退化处理条件，根据所述预定的退化处理方式及退化处理条件对所述的干扰参数信息进行退化处理。
所述的方法还包括设定预定的判决门限值作为预定的信道切换条件，且，当所述的判决门限值为差值门限时，所述的步骤B具体包括判断当前工作信道对应的干扰参数信息与系统中干扰最小的信道的干扰参数信息之间的差值是否超过预定的判决门限值，如果是，则各节点进行信道切换处理，将所述信道切换作为工作信道，否则，不进行信道切换处理；或者，当所述的判决门限值为绝对门限时，所述的步骤B具体包括判断当前检测到的信道对应的干扰参数信息值是否低于所述的判决门限值，如果是，则各节点进行信道切换处理，将所述信道切换作为工作信道，否则，不进行信道切换处理。
所述的步骤B还包括当确定进行信道切换处理时，则通知系统中的各个节点进行信道的切换处理，各节点接收到所述的通知后进行信道切换处理。
所述的干扰参数信息为信道的干扰数据值，或者，信道的干扰数据值和信道的使用状态信息。
所述的方法还包括C、在个人接入网络PAN中，当其中的休眠节点唤醒后，若找不到原来与其互相通信的节点，则通过信道扫描的方式确定与原来与其互相通信的节点之间通信采用的信道，并利用相应的信道接入网络。
所述的步骤C包括无法找到与其互通信息的节点首先在原来的信道上进行扫描，且当扫描失败时，则再在其它所有可能的信道上进行扫描，并根据原先保存的网络信息来判断扫描发现的节点是否为原来互相通信的节点，当找到原来互相通信的节点时，该休眠节点在新的信道上重新加入网络。
所述的原先保存的网络信息包括网络标识和节点地址。
所述的方法应用的系统网络包括无线个人域网络WPAN。
本发明还提供了一种在无线通信系统中实现信道切换的系统，包括干扰检测单元，用于对系统中的各信道进行干扰检测，确定各信道对应的干扰参数信息；信道切换处理单元，根据各信道对应的干扰参数信息及预定的信道切换条件进行信道切换处理。
所述的信道切换处理单元设置于网络协调器中，且此时，所述的系统还包括，切换通知单元，用于当确定需要进行信道切换时，向各节点发送控制各节点进行信道切换的信道切换通知。
所述的系统还包括干扰信息存储单元，用于保存干扰检测单元确定的各信道对应的干扰参数信息，并用于提供给信道切换处理单元调用。
所述的干扰检测单元设置于网络协调器和/或节点中，且当所述的干扰检测单元设置于节点中时，所述的节点中还设置有干扰情况上报单元，用于将干扰检测单元检测到的干扰参数信息通过预定格式的数据包上报给网络协调器。
所述的干扰检测单元具体包括初始检测处理单元，用于在网络建立时，控制扫描各信道，并检测确定各信道的干扰参数信息；
更新检测处理单元，用于在网络建立后，在事件触触发或时间触发下，检测确定各信道的干扰参数信息。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过合理的工作信道切换的方法减小了系统中干扰对通信过程的影响。
而且，由于干扰检测的触发和报告，以及信道切换的判决条件或门限值的设置，使得仅有满足相应的条件或达到相应的门限值才进行信道切换，而这个过程必须有一段时间的积累，因此，本发明的实现还可以有效避免过于频繁的信道切换，也可以避免“乒乓”效应，即频繁的反复在两个信道之间进行切换。
另外，因为本发明提供的信道表记录的是整个PAN的干扰水平，因此，本发明的实现综合考虑到PAN的整体干扰水平，从而使得信道切换操作具有一定的公平及合理性。
图1为本发明所述方法的具体实现方式示意图；图2为PAN的结构示意图；图3为本发明所述系统的具体实现方式示意图。
具体实施例方式
本发明主要是在通信系统中，能够根据信道的干扰检测结果(即信道的干扰参数信息)实现信道切换操作。例如，可以在网络建立的过程中检测并记录信道的干扰水平，在网络建立完成之后，能够及时地检测干扰，并利用检测到的干扰更新记录的信道的干扰参数信息，以便于根据更新后的信道干扰情况决定是否需要进行信道切换，并在确定需要进行信道切换的情况下，将整个网络的节点都切换到新的工作信道上面。
本发明在具体实现过程中实现检测记录和更新信道干扰的操作处理的实体可以为现有的网络协调器，通过网络协调器根据记录的信道干扰水平控制进行相应信道切换处理。
下面将结合图1对本发明的具体实现方式进行描述，如图1所示，包括步骤11在网络建立时，由每个节点对所有可能的工作信道进行扫描，以检测并记录各信道的干扰水平并汇报给网络协调器；所述的干扰水平以干扰参数信息衡量，所述的干扰参数信息包括相应的不小于零的干扰数据值信息和信道的使用状态信息；需要说明的是，在建立网络的时候，网络协调器自身也需要对所有可能的工作信道进行扫描，并记录所有可能的工作信道的以干扰数据值信息衡量的干扰情况和信道的使用状态信息，其中，所述的使用状态是指某个信道是否正在使用或仍没被使用，或者被用户禁止使用等。
在网络协调器中具体可以保存一个信道表，通过该信道表记录所有信道的干扰情况和使用状态。
步骤12在网络建立之后，网络协调器还需要根据接收到的干扰检测和报告对其记录的信道表中记载的内容进行更新，因此，在系统中需要判断当前是否符合进行干扰检测的条件，如时间条件或事件条件等，当判断符合相应条件时，则继续执行步骤13，否则继续判断是否符合进行干扰检测的条件；也就是说，在系统中如果干扰情况发生变化，例如，节点报告新的干扰情况或者根据时间推定干扰情况会发生变化，则网络协调器还需要根据当前检测到的干扰情况更新所保存的信道表中记录的信息；在网络建立后，具体可以由时间触发和事件触发进行信道的干扰检测，其中(1)所述的时间触发的方式是PAN当中的节点保存预设的相同的扫描周期，当扫描周期开始的时候，节点对可用的信道进行扫描，得到干扰情况；所述的时间触发的干扰检测方式适用于无应答的业务，这是因为无应答的业务通常很难通过计算数据包发送失败概率来得知干扰情况。
另外，由于PAN当中节点的数目通常很大，如果每个节点均采用时间触发的方式进行干扰检测和干扰报告，则会消耗太多的资源，因此，本发明中可以由用户预先指定网络当中某些节点具有干扰检测能力，其它节点不需要进行干扰检测，即仅选择部分节点进行检测，得到一个近似的结果。
但是由于干扰的不可预测性，使得很难确定需要进行检测的节点，因此，可以采用随机的方法确定进行检测的节点，这样在对干扰完全未知的情况下，得到的结果跟精心安排某些节点进行检测在统计上是相等的，而且算法简单，只要增大检测的概率就能提高结果的精确度。同时，为了适应信道的变化，还可以令检测概率实时变化。
也就是说，对时间触发的信道检测，在每次检测周期开始的时候，并不是让PAN当中所有节点都进行信道检测，而是根据检测概率或检测频率选择部分节点进行检测，获得相应的检测结果；其中，所述的检测概率或检测频率可以实时进行调整的或者也可以不调整。
为此，需要在系统当中，针对每个节点至少具有一个检测概率或检测频率，且每次根据所述的检测概率或检测频率检测信道的干扰参数信息，对于不同的信道可以为其设置不同的检测概率或检测频率，即各个信道的分别根据相应的检测概率或检测频率进行干扰检测。
同时，所述的检测概率或检测频率还可以根据信道环境实时变化的，所述的信道环境是信道干扰情况的时间相关性，所述的时间相关性是通过计算本次检测到的干扰值和所保存的以往检测的干扰值之间的相关系数得到。
具体可以在节点中设置为信道变化比较快(即变化频度超过预定的值)时，增加检测概率或检测频率，信道变换比较慢(即变化频率低于预定的值)时，降低检测概率或检测频率。每次增加或降低检测概率或检测频率的时候按步长进行增加或降低操作，即增加或降低一个确定的值。检测概率或检测频率的变化需要在设置的最高和最低检测概率或检测频率范围内实现，即当检测概率或检测频率增加到最高检测概率或检测频率的时候就不能再增加，当检测概率或检测频率降低到最低检测概率或检测频率的时候就不能再降低。
本发明中采用检测概率和检测频率进行干扰检测控制时，相应的检测处理实现过程基本相同。以检测概率为例，根据所述检测概率选择部分节点进行检测的具体检测实现过程如下每当检测周期开始时，节点按照概率来决定是否进行信道检测，例如，每个周期以概率0.1进行检测。为了适应信道的变化，所述的检测概率可以实时改变，即根据每个节点维护的检测概率及最高检测概率和最低检测概率确定的变化范围进行变化。在每个周期中，各个节点根据自身维护的检测概率进行干扰检测。
例如，每个节点都有一个检测概率，假设为0.5，每个周期中节点以0.5的概率检测干扰，同时还规定最高检测概率、最低检测概率和每次检测概率变化步长，假设最高检测概率是1，最低检测概率是0.1，每次检测概率变化步长为0.1，则检测概率的变化需要在0.1至1范围内变化，每次改变值为0.1。
在各个节点中，还需要维护一个表，通过该表记录每个信道上一次扫描的干扰情况。若节点再次进行信道检测，则将检测结果跟保存的以往的结果进行比较，计算相关性或者相似性，如果相关性比较大，或者说结果比较相似，就降低检测概率，直到达到最低检测概率为止；如果相关性比较小，或者说结果差得比较远，就增加检测概率，直到达到最高检测概率为止。
其中，所述的相关性计算采用的公式可以为设上次的干扰值是(a1，a2，……，an)，这次的干扰值是(b1，b2，……，bn)，那么相关系数是(a1×b1+a2×b2+……+an×bn)/sqrt[(a12+a22+……+an2)(b12+b22+……+bn2)]，公式中的“sqrt”指的开方计算。显然如果两次干扰值完全相等，那么算出来的相关系数是1，这时候是完全相关的。同时，为便于进行检测概率的调整，可以设定2个相关值门限，比如0.2和0.8，大于0.8就降低检测概率，小于0.2就增加检测概率。
为便于对上述描述的理解，现举一具体应用实例进行说明假设节点A的检测概率是0.3，上一次检测的三个信道干扰值是(10，20，30)，这次检测的三个信道干扰值是(20，30，50)，计算相关系数是0.99，于是降低检测概率，如可以降低到0.2(设每次概率变化步长为0.1)；具体降低的数值可以根据预定设定的降低数值或降低的方式进行检测概率的降低调整。相应的提高检测概率的处理类似，此处不再详述。
此处，需要说明的是当信道变化比较慢时，如果所保存的信道干扰值大于预设的门限，即使不进行新的干扰检测，也需要把保存的干扰值报告给网络协调器。这是因为干扰比较大的信道也有可能变化的比较慢，此时，虽然无需检测也能估计出干扰参数的大小，因此，需要考虑该干扰参数。所述预设的门限可以根据系统参数，如设备接收灵敏度、发射功率等进行设置，如设备接收能力强，则该门限高些，发射功率大，该门限也要高些。
(2)所述的事件触发的方式是，发生了相应的影响信息干扰的事件才会触发节点进行干扰检测；例如，节点发现干扰比较严重情况便触发进行干扰检测，节点发现干扰比较严重的方法可以是统计的发送数据包失败概率超过预定的门限，则由节点扫描所有可能的工作信道，并把干扰情况汇报给网络协调器，网络协调器更新保存的信道干扰信息；
或者，如果是网络协调器本身检测到干扰存在，也会扫描所有可能的工作信道，并将干扰情况记录下来；或者，当其它设备在加入网络的时候也需要由其对所有可能的工作信道进行扫描，并把这些信道的干扰情况汇报给网络协调器；例如，在网络建立后，如果PAN当中有新的节点要加入，在该节点加入的时候也需要将干扰情况报告给网络协调器。
步骤13当判断符合进行干扰检测的条件时，则相应的节点或网络协调器便进行信道的干扰检测；在网络建立时及建立后，针对信道的干扰水平的测量方式可以为通过专门的硬件模块测量平均噪声值获得系统的干扰情况；或者，对于非工作信道还可以通过测量接收能量的方式确定信道的干扰情况，即对于非工作信道来说，测量到的接收能量就是干扰的能量；或者，对于不能根据接收能量来判断干扰水平(因为通过工作信道接收到的能量包括干扰的能量和有用信号的能量)的工作信道来说，可以根据数据包发送失败概率来判定，因为所述的失败概率跟干扰水平之间存在确定的关系。
步骤14将检测结构作为干扰报告发送给干扰协调器，以向干扰协调器上报信息的干扰情况；进行干扰检测后，报告干扰情况的方法可以为将干扰情况通过一个特殊的数据包(即一个专门用于进行干扰情况报告的特定格式的数据包)发送给网络协调器，所述的数据包中承载的信息包括各信道的量化了的干扰情况，同时，还可以包括上报该干扰情况的节点的身份信息，如末端节点、路由器或网络协调器。
步骤15网络协调器收到所述的干扰报告后，则需要对保存的相应信道对应的干扰信息进行更新处理；即网络协调器进行干扰信息更新的时刻包括网络协调器每收到一个干扰报告便会更新一次所保存的信道干扰信息；对于网络协调器自身检测到干扰时，也同样会对其所保存的信道干扰信息进行更新。
对保存的干扰信息更新的具体方法可以为直接利用新检测到的干扰信息替换原来保存的干扰信息，以实现进行更新；或者，利用新检测到的干扰信息结合原来保存的干扰信息进行干扰信息的更新。
对于利用检测到的干扰信息结合原来保存的干扰信息进行干扰信息的更新时，为提供更新后的干扰信息的可用性，可以根据保存的时间对原来保存的干扰信息进行退化处理，从而使得时间越长原来保存的干扰信息对当前干扰信息的影响越小。进行退化处理的原因是干扰为一个随机过程，随时间不断变化，而且当前的干扰跟以前的干扰有一定相关性，即相差的时间越长，相关性越小。因此，如果直接将当前的干扰加到原来保存的干扰信息上，则将无法获得准确的干扰信息。
本发明中，具体采用的退化处理方式可以为针对两个不同时间点的干扰值，由于相关性的原因，可以将原来的相对干扰值乘以一个退化指数α(t)，退化指数跟时间有关，其中α(∞)＝0，α(0)＝1，随时间t的增加，α(t)的值变小。在具体实现过程中，可以在网络协调器那里设置一个计时器，每隔一段时间对保存的相对干扰值做一次退化处理操作，例如，令相对干扰值减半等。
这样，当需要进行干扰信息更新时，直接将退化后的干扰参数值加上或减去新干扰参数值即可，或者，也可以采用其他任何计算方式利用退化后的干扰参数与新检测到的干扰参数确定当前需要保存的相应信息对应的干扰参数信息。为了保证干扰数值不至于溢出，可以规定加减的总和为0，比如3个信道，其中信道1加6，而信道2和信道3减3。
在进行干扰信息更新处理过程中，还可以根据节点的身份为相应节点测量得到的干扰情况加上不同的权重，例如，测得的干扰均为6，设定的权重为末端节点不变，路由器乘2，网络协调器乘6，那么根据相应的权重更新处理后相应的干扰信息分别为末端节点为6，路由器为12，网络协调器为36。
步骤16根据网络协调器当前保存的各信道的干扰参数信息及预定的信道切换条件判断当前是否符合信道切换条件，如果是，则执行步骤17，否则，执行步骤12；在网络协调器中，为实现该步骤，需要预先设置一个信道切换条件，所述的信道切换条件可以为一个判决门限值，之后根据该判决门限值判断是否符合信道切换条件；具体为当所述的判决门限值为一个相对门限值，即两个信道干扰值之间的差值对应的切换门限值，此时，在网络协调器中保存的信道干扰数值中，若发现其中一个信道对应的干扰信息(即干扰数值)比当前使用的信道低，并且相差的数值大于所述信道切换判决门限值，则触发信道切换，即执行步骤17；对于信道切换的条件，除了根据相对门限值进行切换判决外，还可以根据绝对门限进行切换判决，即采用一个绝对门限值作为判决门限值，其中，所述的绝对门限是本次信道检测得到的网络总体干扰的门限，例如，节点A和D进行扫描，得到的干扰是(40，20，10)和(60，20，30)，那么当前绝对门限是2个干扰的和除以2，(50，20，20)，不考虑以前的干扰；此时，网络协调器当中的信道表可以不存在，仅根据每次检测的结果来判决是否进行信道切换即可，而不需要考虑以前的干扰测量结果。
步骤17当符合信道切换条件时，则通知相应的节点进行信道切换操作；具体为网络协调器可以自动选择干扰小的信道作为新的工作信道，并且通知网络当中所有其它节点改变工作信道，节点收到改变工作信道的命令之后改变自己的工作信道，从而实现相应的信道切换。
在此需要说明的是，在PAN当中通常会存在一些休眠节点，以便节省能量。对于休眠节点在休眠期间发生的信道切换操作，相应节点很可能收不到改变工作信道的命令。因此，在休眠节点唤醒之后，若找不到原来互相通信的节点，则首先在原来的信道上进行扫描，尝试发现原来互相通信的节点；如果扫描失败，则认为可能是信道发生了切换，于是在其它所有可能的信道上进行扫描，此时，需要根据原先保存的网络信息来判断扫描发现的节点是否为原来互相通信的节点，所述的网络信息包括网络标识和节点地址；如果能找到原来互相通信的节点，休眠节点在新的信道上重新加入网络。
为了更好的理解，下面以一个具体实现的例子对本发明作进一步的解释说明。假设只有3个可能的工作信道，分别是信道1、信道2和信道3。
(一)首先，在网络的建立阶段，PAN的结构如图1所示，A是网络协调器，B，C，D和E是一般节点。
A建立网络的时候通过扫描，发现三个可选信道的干扰水平分别是2，14和20，于是选择干扰最小的信道1为工作信道，同时记录下3个信道的干扰情况，得到的信道表如表1所示。
表1
在B加入网络时，对3个信道进行扫描后也选择信道1作为工作信道，如果无法测量信道1上的干扰噪声，则B可以假设信道1的干扰为0，同时测出信道2、3的干扰分别是16、16；B通过命令帧，将干扰情况向网络协调器A汇报，并由A更新其保存的信道表，获得如表2所示的信道表。汇报干扰情况时，B也可以不用特定的命令帧，而利用已有的命令帧，如关联命令将干扰情况携带发送给网络协调器A。
表2
同样，C、D和E加入网络时都通过扫描得到三个信道的干扰分别是(0，10，16)、(0，20，12)和(0，30，6)，经过针对信道表的3次更新后，信道表变成表3所示结果。
表3
同时，还需要根据预定的周期对信道表中的各值进行退化处理，当经过一个退化周期之后，对信道表执行退化算法(假设是减半)，得到信道表如表4所示。
表4
(二)其次，在网络运行阶段的处理包括(1)干扰检测，干扰报告和干扰信息更新假设使用时间触发检测的方式。第一次周期性的扫描后，由于预定的网元A和D进行扫描，得到的干扰是(40，20，10)和(60，20，30)。D把结果报告给A，A根据A和D的检测结果更新信道表，得到的信道表如表5所示。
表5
(2)信道切换判决和通知执行A检查信道表发现信道3的干扰值比信道1小，假设判决门限值，即切换门限值是30，则由于各信道之间的干扰值之间的差值低于门限值，所以系统中目前不需要执行信道切换操作。
假设第二次周期性扫描后，A和D得到的干扰分别是(30，30，20)和(50，25，10)，则更新后信道表如表6所示。
表6
此时，发现信道3的干扰值比信道1低，并且相差的值超过差值门限30，于是判决进行信道切换。
A选择信道3作为新的工作信道，通过广播信道更改命令数据来通知网络所有节点切换到新的工作信道上。于是B、C、D和E收到命令后把工作信道改成信道3。此时，信道表如表7所示。
表7
从上述针对具体实施例的描述可以看出，通过本发明能够将信道准确地切换到干扰最小的信道上，避免了频繁的信道切换过程。
本发明还提供了一种在无线通信系统中实现信道切换的系统，其具体实现结构如图3所示，主要包括干扰检测单元和信道切换处理单元，其中(1)所述的干扰检测单元，用于对系统中的各信道进行干扰检测，确定各信道对应的干扰参数信息；所述的干扰检测单元可以同时设置于网络协调器和节点中，或者，也可以单独设置于网络协调器或节点中；需要说明的是，当所述的干扰检测单元设置于节点中时，所述的节点中还设置有干扰情况上报单元，用于将干扰检测单元检测到的干扰参数信息通过预定格式的数据包上报给网络协调器，以便于网络协调器获得所述的干扰参数信息，进行信道切换判决处理。
所述的干扰检测单元具体包括初始检测处理单元，用于在网络建立时，控制扫描各信道，并检测确定各信道的干扰参数信息；更新检测处理单元，用于在网络建立后，在事件触发或时间触发下，由预定的节点(可能包括干扰协调器)或所有的节点检测确定各信道的干扰参数信息，即获得用于进行干扰参数信息更新的当前各信道的干扰参数信息。
(2)所述的信道切换处理单元，根据各信道对应的干扰参数信息及预定的信道切换条件进行信道切换处理。
所述的信道切换处理单元设置于网络协调器中，且此时，所述的系统还包括，切换通知单元，用于当确定需要进行信道切换时，向各节点发送控制各节点进行信道切换的信道切换通知。
(3)干扰信息存储单元，为便于存储干扰参数信息，所述的系统还可选地包括该单元，其用于保存干扰检测单元确定的各信道对应的干扰参数信息，并用于提供给信道切换处理单元调用。
综上所述，本发明的实现使得可以通过根据信道干扰检测结果进行工作信道切换的方法，减小干扰的影响。并可以避免过于频繁的信道切换以及切换过程中可能出现的“乒乓”效应。而且，本发明中，考虑到网络整体的信道干扰水平进行信道切换，因而具有一定的公平合理性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种在无线通信系统中实现信道切换的方法，其特征在于，包括A、在无线通信系统中检测各个信道的干扰参数信息；B、根据所述的干扰参数信息确定符合预定的信道切换条件的信道，并进行信道切换处理，将所述信道切换作为工作信道。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤A包括A1、在建立无线通信系统时，由网络协调器和网络中的各节点扫描各信道，检测确定各信道对应的干扰参数信息，并保存。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤A包括A2、在通信过程中，对系统中各个信道进行干扰检测并确定各信道对应的干扰参数信息；A3、根据确定的各信道对应的干扰参数信息对保存的各信道的干扰参数信息进行更新。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤A2包括当发生需要进行干扰检测的事件或者到达预定的干扰检测时间，则节点自动触发或者由网络协调器通知节点进行信道干扰检测，确定各信道对应的干扰参数信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤A2中，所述的触发节点对各个信道进行干扰检测的处理包括根据预定的规则触发系统中的部分节点对各个信道进行干扰检测。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的预定的规则包括在系统中的各节点至少具有一个检测概率或检测频率，且每次根据所述的概率或频率检测信道的干扰参数信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的节点中针对不同的信道设置不同的检测概率或检测频率。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的检测概率或检测频率设置为根据信道环境实时变化。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的信道环境是指信道干扰情况的时间相关性。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的时间相关性是通过计算本次检测得到的干扰参数和保存的原先检测得到的干扰参数之间的相关系数得到。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的根据信道环境实时变化包括信道变化频度超过预定值时增加检测概率或检测频率，信道变化频度低于预定值时降低检测概率或检测频率。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述的增加或降低检测概率或检测频率是按步长进行增加或降低一个预定的值。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述的增加或降低检测概率或检测频率是需要在设定的最高检测概率或检测频率和最低检测概率或检测频率之间进行。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当信道变化的频度低于预定的值时，若此时的信道干扰参数大于预设的门限值，需要将保存的干扰参数报告给网络协调器。
15.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤A2中，所述的对系统中各个信道进行干扰检测包括对于非工作信道，通过测量接收能量确定相应的干扰参数信息；和/或，对于工作信道，通过测量包发送失败概率确定相应的干扰参数信息；和/或，通过测量信道的平均噪声，确定信道的干扰参数信息。
16.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤A3包括A31、采用确定的各信道对应的干扰参数信息替代保存的各信道的干扰参数信息，并作为当前保存的各信道的干扰参数信息；或者，A32、利用保存的各信道的干扰参数信息和确定的各信道对应的干扰参数信息计算确定新的干扰参数信息，并将所述新的干扰参数信息作为当前保存的各信道的干扰参数信息保存。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述的步骤A还包括当执行步骤A32时，则需要周期性对保存的各信道的干扰参数信息进行退化处理，更新所述的干扰参数信息值。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述的退化处理包括设定预定的退化处理方式及退化处理条件，根据所述预定的退化处理方式及退化处理条件对所述的干扰参数信息进行退化处理。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括设定预定的判决门限值作为预定的信道切换条件，且，当所述的判决门限值为差值门限时，所述的步骤B具体包括判断当前工作信道对应的干扰参数信息与系统中干扰最小的信道的干扰参数信息之间的差值是否超过预定的判决门限值，如果是，则各节点进行信道切换处理，将所述信道切换作为工作信道，否则，不进行信道切换处理；或者，当所述的判决门限值为绝对门限时，所述的步骤B具体包括判断当前检测到的信道对应的干扰参数信息值是否低于所述的判决门限值，如果是，则各节点进行信道切换处理，将所述信道切换作为工作信道，否则，不进行信道切换处理。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述的步骤B还包括当确定进行信道切换处理时，则通知系统中的各个节点进行信道的切换处理，各节点接收到所述的通知后进行信道切换处理。
21.根据权利要求1至18中的任一项所述的方法，其特征在于，所述的干扰参数信息为信道的干扰数据值，或者，信道的干扰数据值和信道的使用状态信息。
22.根据权利要求1至18中的任一项所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括C、在个人接入网络PAN中，当其中的休眠节点唤醒后，若找不到原来与其互相通信的节点，则通过信道扫描的方式确定与原来与其互相通信的节点之间通信采用的信道，并利用相应的信道接入网络。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述的步骤C包括无法找到与其互通信息的节点首先在原来的信道上进行扫描，且当扫描失败时，则再在其它所有可能的信道上进行扫描，并根据原先保存的网络信息来判断扫描发现的节点是否为原来互相通信的节点，当找到原来互相通信的节点时，该休眠节点在新的信道上重新加入网络。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述的原先保存的网络信息包括网络标识和节点地址。
25.根据权利要求1至18中的任一项所述的方法，其特征在于，所述的方法应用的系统网络包括无线个人域网络WPAN。
26.一种在无线通信系统中实现信道切换的系统，其特征在于，包括干扰检测单元，用于对系统中的各信道进行干扰检测，确定各信道对应的干扰参数信息；信道切换处理单元，根据各信道对应的干扰参数信息及预定的信道切换条件进行信道切换处理。
27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述的信道切换处理单元设置于网络协调器中，且此时，所述的系统还包括，切换通知单元，用于当确定需要进行信道切换时，向各节点发送控制各节点进行信道切换的信道切换通知。
28.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括干扰信息存储单元，用于保存干扰检测单元确定的各信道对应的干扰参数信息，并用于提供给信道切换处理单元调用。
29.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述的干扰检测单元设置于网络协调器和/或节点中，且当所述的干扰检测单元设置于节点中时，所述的节点中还设置有干扰情况上报单元，用于将干扰检测单元检测到的干扰参数信息通过预定格式的数据包上报给网络协调器。
30.根据权利要求26、27、28或29所述的系统，其特征在于，所述的干扰检测单元具体包括初始检测处理单元，用于在网络建立时，控制扫描各信道，并检测确定各信道的干扰参数信息；更新检测处理单元，用于在网络建立后，在事件触触发或时间触发下，检测确定各信道的干扰参数信息。
全文摘要
本发明涉及一种在无线通信系统中实现信道切换的方法及系统。本发明的实现主要包括首先，在无线通信系统中检测各个信道的干扰参数信息；之后，根据所述的干扰参数信息确定符合预定的信道切换条件的信道，并进行信道切换处理，将所述信道切换作为工作信道。本发明通过合理的工作信道切换的方法有效减小了系统中干扰对通信过程的影响。而且仅有满足相应的条件或达到相应的门限值才进行信道切换，因而避免了过于频繁的信道切换操作。另外，本发明的实现还综合考虑了网络中的整体干扰水平，从而使得信道切换操作具有一定的公平合理性。
文档编号H04W36/30GK101035358SQ20061005735
公开日2007年9月12日 申请日期2006年3月10日 优先权日2006年3月10日
发明者刘永俊, 钟永锋, 张玲 申请人:华为技术有限公司