专利名称：一种自组网节点无线信道确定方法及实现装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种自组网节点无线信道确定方法及实现装置。
背景技术：
在现有生活中，基于环境的制约，在很多时候无法采用有线的网络通信方式。比如，安装在矿山下的网络。由于矿山生产条件恶劣，开采技术水平落后，导致矿山事故如冒顶事故等频发。如果在矿山下采用有线连接方式的通信网络，在发生事故时，很容易造成网络的瘫痪。而且矿下道路错综复杂，采用有线方式势必导致连接线错综复杂，不易维护。因此，现有技术中在矿山下采用基于无线的自组网网络，然后通过该自组网网络中的网关与地面上的有线网络进行通信。由于自组网的系统带宽与无线间的干扰有很大关系，因此，需 要总体规划系统的信道使用，才能达到很好的带宽。现有技术中，都是通过静态规划系统链路的信道实现系统的带宽最大化。但该种方式增加了网络部署的工作量。而且在部分部署修改其中某设备出现问题时，需要人工重新进行部署或修改全部或部分链路的信道。基于网络节点间错综复杂的连接关系，该重新部署或修改工作的工作量大，用人工的方式效率比较低，也不及时。比如图I所示的自组网，通过静态的信道规划使节点I、节点2、节点3之间建立链路。当节点2的射频损坏时，节点3将成为信息孤岛，无法与节点I建立链接，除非人工重新配置。因此，如何在保证系统带宽的前提下进行动态信道确定目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是解决无法现有技术中在保证自组网系统带宽的前提下无法动态确定信道的问题。针对此目的，本发明提供了一种自组网节点无线信道确定方法，包括节点启动无线信道确定过程；所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道；所述节点在所述每一可用信道内发送探测请求消息；所述节点接收所述射频在所述每一可用信道内的邻居节点返回的探测响应消息；所述探测响应消息包括所述邻居节点的属性、所述邻居节点的状态、所述邻居节点所属网关、所述邻居节点至所属网关的路径信息以及所述邻居节点维护的信道使用信息；其中，所述信道使用信息包括所述邻居节点获知的所述自组网中的信道使用情况；所述节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点返回的探测响应消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道；其中，所述无干扰信息包括无干扰时节点跳数与信道间隔的对应关系。优选的，所述方法还包括
所述节点接收所述邻居节点发送的通告消息；其中，所述通告消息中包括所述邻居节点的属性、所述邻居节点的状态、所述邻居节点所属网关、所述邻居节点至所属网关的路径信息以及所述邻居节点维护的所述信道使用信息；所述节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点发送的通告消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道。优选的，当所述节点为网关节点时，所述节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点返回的探测响应信息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道包括所述网关节点根据所述探测响应消息判断是否有未确定信道且标识大于所述网关节点标识的邻居网关节点；若有，则所述网关节点延迟所述无线信道确定过程；
若无，则所述网关节点根据自身已经确定的信道信息、已确定信道的邻居网关节点维护的信道使用信息、已确定网关的非网关节点维护的信道使用信息以及所述无干扰信息确定所述射频要使用的信道。优选的，当所述节点为非网关节点时，所述节点根据所述邻居节点的信息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道包括所述非网关节点根据所述邻居节点的所属网关以及所述邻居节点至所属网关的路径信息确定所述非网关节点的第一所属网关；所述非网关节点确定检测到所述第一所属网关的射频为至所述第一所属网关的出口射频；所述非网关节点确定所述出口射频检测到所述第一所属网关的信道为所述出口射频的信道；所述非网关节点根据自身已经确定的信道信息以及已确定网关的所述邻居节点的维护信道使用信息确定所述非网关节点其他射频的信道；其中，所述其他射频为所述非网关节点至所述第一所属网关出口射频外的射频。优选的，所述节点启动无线信道确定过程包括所述非网关节点在自身无到达网关的链路、原所属网关服务质量Qos无法保证节点及其下行链路网络时启动无线信道确定过程。优选的，在所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道前，所述方法还包括所述节点在原信道上发送指示所述节点将进行射频信道切换的消息至邻居节点，以使所述邻居节点将需要通过信道切换的射频建立的原链路转发的第一数据缓存；在所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道时，将收到的需要信道切换的射频进行转发的第二数据缓存；在所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道后，所述节点恢复至原信道，并发送指示所述节点射频信道切换结束的消息至所述邻居节点，以使所述邻居节点发送第一缓存数据；所述节点转发第二缓存数据。优选的，所述方法还包括所述节点根据自身已确定的信道信息和所述邻居节点维护的信道使用信息建立所述节点维护的信道使用信息。优选的，所述信道使用信息以信道使用信息表的形式存在。本发明还提供了一种实现自组网节点无线信道确定的装置，所述装置包括启动单元，用于使节点启动无线信道确定过程；切换单元，用于使节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道；探测请求发送单元，用于使节点在所述每一可用信道内发送探测请求消息；探测响应接收单元，用于使节点接收所述射频在所述每一可用信道内的邻居节点返回的探测响应消息；所述探测响应消息包括所述邻居节点的属性、所述邻居节点的状态、所述邻居节点所属网关、所述邻居节点至所属网关的路径信息以及所述邻居节点维护的信 道使用信息；其中，所述信道使用信息包括所述邻居节点获知的所述自组网中的信道使用情况；第一确定单元，用于使节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点返回的探测响应消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道；其中，所述无干扰信息包括无干扰时节点跳数与信道间隔的对应关系。优选的，所述装置还包括通告消息接收单元，用于使所述节点接收所述邻居节点发送的通告消息；其中，所述通告消息中包括所述邻居节点的属性、所述邻居节点的状态、所述邻居节点所属网关、所述邻居节点至所属网关的路径信息以及所述邻居节点维护的所述信道使用信息；第二确定单元，用于使所述节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点发送的通告消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道。优选的，当所述节点为网关节点时，所述第一确定单元包括判断单元，用于使所述网关节点根据所述探测响应消息判断是否有未确定信道且标识大于所述网关节点标识的邻居网关节点；延迟单元，用于在有未确定信道且标识大于所述网关节点标识的邻居网关节点时，延迟所述无线信道确定过程；第一确定子单元，用于在无未确定信道且标识大于所述网关节点标识的邻居网关节点时，使所述网关节点根据自身已经确定的信道信息、已确定信道的邻居网关节点维护的信道使用信息、已确定网关的非网关节点维护的信道使用信息以及所述无干扰信息确定所述射频要使用的信道。优选的，当所述节点为非网关节点时，所述第一确定单元包括网关确定单元，用于使所述非网关节点根据所述邻居节点的所属网关以及所述邻居节点至所属网关的路径信息确定所述非网关节点的第一所属网关；出口射频确定单元，用于使所述非网关节点确定检测到所述第一所属网关的射频为至所述第一所属网关的出口射频；第二确定子单元，用于使所述非网关节点确定所述出口射频检测到所述第一所属网关的信道为所述出口射频的信道；第三确定子单元，用于使所述非网关节点根据自身已经确定的信道信息以及已确定网关的所述邻居节点的维护信道使用信息确定所述非网关节点其他射频的信道；其中，所述其他射频为所述非网关节点至所述第一所属网关出口射频外的射频。
优选的,所述启动单元包括第一启动单元，用于使所述非网关节点在自身无到达网关的链路、原所属网关服务质量Q0S无法保证节点及其下行链路网络时启动无线信道确定过程。优选的，所述装置还包括第一发送单元，用于使所述节点在即将启动信道确定过程前，在原信道上发送指示所述节点将进行射频信道切换的消息至邻居节点，以使所述邻居节点将需要通过信道切换的射频建立的原链路转发的第一数据缓存；缓存单元，用于使所述节点在将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道时，将收到的需要信道切换的射频进行转发的第二数据缓存；第二发送单元，用于使所述节点在将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可 用信道后，恢复至原信道，并发送指示所述节点射频信道切换结束的消息至所述邻居节点，以使所述邻居节点发送第一缓存数据；第三发送单元，用于使所述节点转发第二缓存数据。优选的，所述装置还包括信道使用信息维护单元，用于使所述节点根据自身已确定的信道信息和所述邻居节点维护的信道使用信息建立所述节点维护的信道使用信息。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果本发明通过结合自组网中的信道使用信息和无干扰信息，使得动态确定的信道实现了节点间彼此干扰小的效果。即本发明实现了在保证系统带宽的前提下动态确定信道。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是现有技术中自组网示意图；图2是本发明实施例I方法流程图；图3是本发明自组网节点连接示意图；图4A-4E是本发明实施例I中各节点信道使用信息表示意图；图5是本发明中无干扰信息表不意图；图6是本发明中网关节点上电启动的信道确定流程图图7是本发明中非网关节点上电后启动的出口射频信道确定流程图；图8是本发明中非网关节点其他射频信道确定流程图；图9是本发明中一种自组网节点连接示意图；图10A-10D为本发明实施例中各节点信道使用信息表；图11为本发明装置结构图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。首先 需要说明的是，本发明的方法应用在一种无线自组网中。该无线自组网可以是矿下自组网或其他类型的自组网。在网络中，系统带宽与网络中节点射频间的干扰有关，干扰越小，带宽越能实现最大化。干扰与节点的跳数和信道间隔有关。跳数越大、信道间隔越大，干扰就越小。本发明正是基于自动获取射频周围的信道使用情况，结合节点跳数与信道间隔与干扰的关系选择干扰最小的信道，以实现在保证系统带宽最大化的前提下对信道的动态选择。本发明实施例I提供了一种自组网节点无线信道确定方法，参见图2，该方法包括S11、节点启动无线信道确定过程。在本发明中，节点可以在上电后或基于一定的触发事件启动无线信道确定过程，也可以周期性的启动无线信道确定过程。S12、所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道。可用信道集指节点每一射频可以使用的信道集合。比如[1，13]，表示自组网中节点的每一射频都可以使用1-13中的任一信道。在本发明中，可用信道集可以包括多个。S13、所述节点在所述每一可用信道内发送探测请求消息。以[1，13]可用信道集为例，节点将一射频依次切换至1-13，然后在切换至每一信道时，广播探测请求消息以获取邻居节点的包括信道使用情况的信息。S14、所述节点接收所述射频在所述每一可用信道内的邻居节点返回的探测响应消息；所述探测响应消息包括所述邻居节点的属性、所述邻居节点的状态、所述邻居节点所属网关、所述邻居节点至所属网关的路径信息以及所述邻居节点维护的信道使用信息；其中，所述信道使用信息包括所述邻居节点获知的所述自组网中的信道使用情况。具体的包括邻居节点自身和获知的其他节点的信道使用情况。如图3所示，假设节点I能够获知网关I和网关2的信道使用分别为1、3，节点I确定属于网关2，因此其左下射频信道为3。则节点I的信道使用信息就包含网关I使用信道I、网关2使用信道3和自身使用信道3的信息。在本发明中，节点处维护的信道使用信息是通过自身已确定的信道信息和获知的已确定网关的邻居节点的信道使用信息构建的。具体的，节点处维护的信道使用信息以信道使用表的形式存在。在该表中，包含有信道和使用该信道的节点距离维护该表的节点的最小跳数。节点可将接收的邻居节点的信道使用信息表中的跳数加1，然后结合自身已经确定的信道信息构建本节点维护的信道使用信息表。接上述例子，网关I处的信道使用信息表如图4A所示，网关2处的信道使用信息表如图4B所示。节点I接收到网关I和网关2的表后，分别将跳数加I并取最小跳数项形成图4C所示的表。然后结合自身确定的左下射频信道3，其信道3对应的最小跳数变为0，以此构建如图4D所示的信道使用信息表。若节点I此时根据信道确定过程确定其左上射频为6，右射频为9，则构建最终的信道使用信息表如图4E所示。其中，对应信道1，跳数为I ;对应信道3，跳数为0 ;对应信道6,跳数为O，对应信道9,跳数为O。S15、所述节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点返回的探测响应消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道；其中，所述无干扰信息包括无干扰时节点跳数与信道间隔的对应关系。在本发明中，无干扰信息是根据长期的实践总结的无干扰或干扰可忽略时节点跳数与信道间隔的对应关系。无干扰信息可以以无干扰信息表的形式存在。如图5所示，其
表示在节点跳数为0,信道间隔为3时,节点跳数为1，信道间隔为2时......彼此间无干扰。
其中节点条数为0是指同一节点不同射频之间的跳数关系。跳数越大、间隔越大，干扰越小，因此，可以理解的，当对应某一跳数的信道间隔大于表中的间隔或对应某一信道间隔的跳数大于表中的跳数时，彼此间亦无干扰。比如跳数为0时，信道间隔为4，明显的，此时彼此间无干扰。射频信道的切换会影响其正常的数据。为此，在本发明的优选实施例中，所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道前，所述方法还包括所述节点在原信道上发送指示所述节点将进行射频信道切换的消息至邻居节点，以使所述邻居节点将需要通过信道切换的射频建立的原链路转发的第一数据缓存。在所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道时，将收到的需要信道切换的射频进行转发的第二数据缓存。在所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道后，所述节点恢复至原信道，并发送指示所述节点射频信道切换结束的消息至所述邻居节点，以使所述邻居节点发送第一缓存数据。 所述节点转发第二缓存数据。在本发明的优选实施例中，为方便相邻节点之间信道使用信息的维护，邻居节点还可以周期性的或在自身信道改变时发送携带相关信道信息的通告消息。因此，节点还可以基于接收的通告消息进行信道的确定。具体的，所述方法还包括所述节点接收所述邻居节点发送的通告消息；其中，所述通告消息中包括所述邻居节点的属性、所述邻居节点的状态、所述邻居节点所属网关、所述邻居节点至所属网关的路径信息以及所述邻居节点维护的所述信道使用信息；所述节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点发送的通告消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道。在自组网中，节点分为网关节点和非网关节点。其具体的信道确定过程不尽相同。本发明实施例2对网关节点的信道确定进行介绍，具体为网关节点启动信道确定过程，依次切换自身每一射频至可用信道集内的每一可用信道。然后在所有射频的每一可用信道内广播探测请求消息。邻居节点会在收到该探测请求消息的信道内返回探测响应消息。这样，网关节点就会接收到所有射频在每一可用信道内接收到的所有探测响应消息。在本发明中，为保证各网关依次序确定各自的信道，可预先设置各网关间确定信道的次序。在优选实施例中，可为各网关设置标识，比如网关I、网关2，并设置标识大的优先确定信道。这样网关根据接收到的探测响应消息首先判断邻居节点中是否有标识大于该网关的邻居网关尚未确定彳目道。
若有，则延迟自己的信道确定过程，直至标识大于自己的邻居网关均确定完信道。若无，则该网关根据自身已经确定的信道信息、接收的探测响应消息中已确定信道的邻居网关的信道使用信息和已确定网关的非网关节点的信道使用信息以及无干扰信息确定自身射频的信道。在具体的确定中，网关选择与其它节点干扰小的信道，并且至网关链路低于至该网关链路的非网关节点邻居较多的信道。仍以图3为例，假设网关I、网关2设置初始信道分别为1、3。在网关I的信道确定过程中，根据接收到的探测响应消息发现网关2还未确定信道，由于网关2标识大，因此网关I本次信道确定过程结束，等待下次信道确定过程。对于网关2由于探测到网关I还未确定信道，但网关I标识小，忽略网关I当前的信道I。因此，网关2可以选择信道I。接上述例子，假设网关I信道确定时，节点I还未确定所属网关，网关I探测到周围网关2已使用信道1，因网关I与网关2跳数为1，根据图4的无干扰信息表，网关I选择信道3 ;假设网关I信道确定时，网关2已确定使用信道1，节点I已确定所属网关2，并确定其左下射频信道为1，右射频信道为4，左上射频信道为7，网关I在信道7上探测到节点1，而且节点I的现有至网关链路质量低于至网关I的链路质量，因此，网关I确定其信道为7，即保证干扰小，又可使节点I在之后可直接更改有效网关为网关I。另外，如果此时节点2也确定了所属网关，且节点I获知了节点2的信道信用信息。那么网关I在确定信道时，就需要根据网关2的信道使用信息、节点I的即包括节点I本身和节点2的信道使用信息以及无干扰信息来确定信道。在本发明中，网关节点的信道确定过程可在上电后随机等待一段时间进行，也可在后续过程中，周期性的进行。图6是网关节点上电后启动的信道确定过程的具体流程S21、网关节点上电后，启动无线信道确定过程。S22、初始化射频设备.S23、判断射频设备是否有效。若射频设备有效，则转到S24。若射频设备无效，则转到S30。S24、初始化射频信道。S25、判断信道是否有效。若信道有效，则转到S26。若信道无效，则转到S29。S26、设置射频信道，广播探测请求消息，设置等待响应定时器。S27、定时器超时前，缓存接收到的探测响应消息。S28、判断是否有大于自己标识的邻居网关尚未确定信道。若有，转到S29，若无，转到 S30。S29、等待，重新开始网关信道确定过程。S30、设置为下一信道。S31、取下一射频设备。并返回S25。S32、结合所有探测响应消息，确定自身信道。本发明实施例3对非网关节点的信道确定过程进行介绍。在本发明中，非网关节点可在自身无到达网关的链路、原所属网关服务质量Qos无法保证节点及其下行链路网络时启动无线信道确定过程。具体为 非网关节点启动信道确定过程，依次切换自身每一射频至可用信道集内的每一可用信道。然后非网关节点在所有射频的每一可用信道内广播探测请求消息。邻居节点会在收到该探测请求消息的信道内返回探测响应消息。这样，非网关节点就会接收到所有射频在每一可用信道获取的所有探测响应消息。所述非网关节点根据所述邻居节点的所属网关以及所述邻居节点至所属网关的路径信息确定所述非网关节点的第一所属网关，并确定检测到所述第一所属网关的射频为至所述第一所属网关的出口射频，同时确定所述出口射频检测到所述第一所属网关的信道为所述出口射频的信道。所述非网关节点根据自身已经确定的信道信息包括上述确定的出口射频信息以及已确定网关的所述邻居节点的维护信道使用信息确定所述非网关节点其他射频的信道；其中，所述其他射频为所述非网关节点至所述第一所属网关出口射频外的射频。需要明确的是，在本发明中，当非网关节点与网关间不存在其它节点时，该非网关节点可根据自身至网关的路径信息确定所属网关。
从上述流程可以看出，非网关节点的信道确定过程分为非网关节点出口射频的信道确定过程和非网关节点其他射频的确定过程两部分。图7示出了一种非网关节点上电后的出口射频信道的具体确定过程S41、启动信道确定过程。S42、初始化射频设备。S43、判断初始化射频设备是否有效。若有效，转到S44，若无效，转到S49。S44、初始化射频信道。S45、判断信道是否有效。若有效，转到S46，若无效，转到S50。S46、设置射频信道，广播探测消息，设置等待响应定时器。S47、定时器超时前，缓存接收到的探测响应消息。S48、信道设置为下一信道。之后,转到S45。S49、取下一个射频设备。S50、结合所有探测消息中的网关代价信息，选择最合适的网关，至该网关的射频为出口射频，探测到该网关的信道也即为出口射频的信道。图8示出了一种非网关节点其他射频信道的具体确定过程S51、将出口射频将出口射频从射频设备集中剔除，并将出口射频的信道信息更新至信道使用情况表中，选择一射频设备。S52、判断该射频设备是否有效。若有效，转到S53，若无效，转到S55。S53、根据信道使用情况表以及无干扰信息表，选择干扰最小的信道作为该射频的信道。S54、将该射频的信道信息更新至信道使用情况表中，并选择下一个射频设备后转到 S52。S55、结束。下面通过具体的实例对非网关节点出口射频和其他射频的信道确定过程进行说明。仍以图3为例，假设网关2信道为1，网关I信道为3 ;节点I在左下射频信道I上探测到网关2，在左上射频信道3上探测到网关1，且至网关I的路径信号差，因此，选择网关2为所属网关，选择检测到网关2的左下射频为出口射频，其信道配置为检测到该网关的信道I。根据该出口射频的信道配置，结合图5所示的无干扰信息表，可设置节点I的左上射频为4，右射频为7。以图9为例，假设网关2信道为1，网关I信道为3 ;节点I所属网关为1，右射频信道为6。节点4所属网关为2，右射频信道为4。节点2在左上射频信道6上探测到节点I，在左下射频信道4上探测到节点4。其中，节点I至网关I的路径比节点4至网关2的路径差。因为节点I和节点4至所属网关的跳数相同，因此，节点2选择网关2为所属网关，则左下射频为出口射频，其在信道4上检测到节点4从而检测到网关2，因此，出口射频信道确定为4。确定完出口射频信道后，接着对节点的其他射频信道进行确定。假设在该处，节点的信道使用信息以信道使用信息表的形式存在。接上述例子，节点I所属网关为网关1，节点4所属网关为网关2，根据网关I、网关2的信道可知节点I的出口射频为3，节点4的出口射频为I。则节点I处的信道使用信息表如图IOA所示，节点4处的信道使用信息表如图IOB所示。节点2选择网关2为所属网关，则左下射频为出口射频，其在信道4上检测到节点4从而检测到网关2，因此，出口射频信道确定为4。节点2根据自身确定的出口射频信道、节点I和节点4的信道使用信息表确定自身的信道使用信息表如图IOC所示。结合该图IOC和图4的无干扰信息可确定节点2的左上射频为4。进一步的依上述过程确定节点2右射频为9。基于此，将节点2的信道使用信息表从IOC更新为图10D。需要说明的是，在本发明中为某一射频确定信道时，可能会有多个信道可选，此时可优先选择该射频的原信道。该原信道在节点上电启动的信道确定过程中指每个射频的初始化信道，在节点正常工作后启动的信道确定过程中指上次信道确定过程确定的射频信道。本发明实施例4还提供了一种实现自组网节点无线信道确定的装置，如图11所示，该装置包括启动单元11，用于使节点启动无线信道确定过程；切换单元12，用于使节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道；探测请求发送单元13，用于使节点在所述每一可用信道内发送探测请求消息；探测响应接收单元14，用于使节点接收所述射频在所述每一可用信道内的邻居节点返回的探测响应消息；所述探测响应消息包括所述邻居节点的属性、所述邻居节点的状态、所述邻居节点所属网关、所述邻居节点至所属网关的路径信息以及所述邻居节点维护的信道使用信息；其中，所述信道使用信息包括所述邻居节点获知的所述自组网中的信道使用情况。第一确定单元15，用于使节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点返回的探测响应消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道；其中，所述无干扰信息包括无干扰时节点跳数与信道间隔的对应关系。为对信道使用信息进行维护，本发明的装置还包括信道使用信息维护单元，用于使所述节点根据自身已确定的信道信息和所述邻居节点维护的信道使用信息建立所述节点维护的信道使用信息。在本发明的优选实施例中，为方便相邻节点之间信道使用信息的维护，邻居节点还可以周期性的或在自身信道改变时发送携带相关信道信息的通告消息。因此，节点还可以基于接收的通告消息进行信道的确定。具体的，所述装置还包括通告消息接收单元，用于使所述节点接收所述邻居节点发送的通告消息；其中，所述通告消息中包括所述邻居节点的属性、所述邻居节点的状态、所述邻居节点所属网关、所述邻居节点至所属网关的路径信息以及所述邻居节点维护的所述信道使用信息；第二确定单元，用于使所述节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点发送的通告消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道。射频信道的切换会影响其正常的数据。为此，在本发明的优选实施例中，所述装置还包括第一发送单元，用于使所述节点在即将启动信道确定过程前，在原信道上发送指示所述节点将进行射频信道切换的消息至邻居节点，以使所述邻居节点将需要通过信道切换的射频建立的原链路转发的第一数据缓存；缓存单元，用于使所述节点在将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道时，将收到的需要信道切换的射频进行转发的第二数据缓存；第二发送单元，用于使所述节点在将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道后，恢复至原信道，并发送指示所述节点射频信道切换结束的消息至所述邻居节点，以使所述邻居节点发送第一缓存数据；第三发送单元，用于使所述节点转发第二缓存数据。在自组网中，节点分为网关节点和非网关节点。在本发明的实施例5中，当为网关节点时，所述第一确定单元包括判断单元，用于使所述网关节点根据所述探测响应消息判断是否有未确定信道且 标识大于所述网关节点标识的邻居网关节点；延迟单元，用于在有未确定信道且标识大于所述网关节点标识的邻居网关节点时，延迟所述无线信道确定过程；第一确定子单元，用于在无未确定信道且标识大于所述网关节点标识的邻居网关节点时，使所述网关节点根据自身已经确定的信道信息、已确定信道的邻居网关节点维护的信道使用信息、已确定网关的非网关节点维护的信道使用信息以及所述无干扰信息确定所述射频要使用的信道。在本发明实施例6中，当所述节点为非网关节点时，所述第一确定单元包括网关确定单元，用于使所述非网关节点根据所述邻居节点的所属网关以及所述邻居节点至所属网关的路径信息确定所述非网关节点的第一所属网关；出口射频确定单元，用于使所述非网关节点确定检测到所述第一所属网关的射频为至所述第一所属网关的出口射频；第二确定子单元，用于使所述非网关节点确定所述出口射频检测到所述第一所属网关的信道为所述出口射频的信道；第三确定子单元，用于使所述非网关节点根据自身已经确定的信道信息以及已确定网关的所述邻居节点的维护信道使用信息确定所述非网关节点其他射频的信道；其中，所述其他射频为所述非网关节点至所述第一所属网关出口射频外的射频。在本发明的优选实施例中,所述启动单元包括第一启动单元,用于使所述非网关节点在自身无到达网关的链路、原所属网关服务质量Qos无法保证节点及其下行链路网络时启动无线信道确定过程。本发明装置是与本发明方法对应的装置，因此对装置部分不再详述，相关部分参见方法实施例即可。以上对本发明所提供的一种自组网节点无线信道确定方法及实现自组网节点无 线信道确定装置进行了介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种自组网节点无线信道确定方法，其特征在于，所述方法包括 节点启动无线信道确定过程； 所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道； 所述节点在所述每一可用信道内发送探测请求消息； 所述节点接收所述射频在所述每一可用信道内的邻居节点返回的探测响应消息；所述探测响应消息包括所述邻居节点的属性、所述邻居节点的状态、所述邻居节点所属网关、所述邻居节点至所属网关的路径信息以及所述邻居节点维护的信道使用信息；其中，所述信道使用信息包括所述邻居节点获知的所述自组网中的信道使用情况； 所述节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点返回的探测响应消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道；其中，所述无干扰信息包括无干扰时节点跳数与信道间隔的对应关系。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 所述节点接收所述邻居节点发送的通告消息；其中，所述通告消息中包括所述邻居节点的属性、所述邻居节点的状态、所述邻居节点所属网关、所述邻居节点至所属网关的路径信息以及所述邻居节点维护的所述信道使用信息； 所述节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点发送的通告消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，当所述节点为网关节点时，所述节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点返回的探测响应信息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道包括 所述网关节点根据所述探测响应消息判断是否有未确定信道且标识大于所述网关节点标识的邻居网关节点； 若有，则所述网关节点延迟所述无线信道确定过程； 若无，则所述网关节点根据自身已经确定的信道信息、已确定信道的邻居网关节点维护的信道使用信息、已确定网关的非网关节点维护的信道使用信息以及所述无干扰信息确定所述射频要使用的信道。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，当所述节点为非网关节点时，所述节点根据所述邻居节点的信息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道包括 所述非网关节点根据所述邻居节点的所属网关以及所述邻居节点至所属网关的路径信息确定所述非网关节点的第一所属网关； 所述非网关节点确定检测到所述第一所属网关的射频为至所述第一所属网关的出口射频； 所述非网关节点确定所述出口射频检测到所述第一所属网关的信道为所述出口射频的信道； 所述非网关节点根据自身已经确定的信道信息以及已确定网关的所述邻居节点的维护信道使用信息确定所述非网关节点其他射频的信道；其中，所述其他射频为所述非网关节点至所述第一所属网关出口射频外的射频。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述节点启动无线信道确定过程包括 所述非网关节点在自身无到达网关的链路、原所属网关服务质量Qos无法保证节点及其下行链路网络时启动无线信道确定过程。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道前，所述方法还包括 所述节点在原信道上发送指示所述节点将进行射频信道切换的消息至邻居节点，以使所述邻居节点将需要通过信道切换的射频建立的原链路转发的第一数据缓存； 在所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道时，将收到的需要信道切换的射频进行转发的第二数据缓存； 在所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道后，所述节点恢复至原信道，并发送指示所述节点射频信道切换结束的消息至所述邻居节点，以使所述邻居节点发送第一缓存数据； 所述节点转发第二缓存数据。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 所述节点根据自身已确定的信道信息和所述邻居节点维护的信道使用信息建立所述节点维护的信道使用信息。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述信道使用信息以信道使用信息表的形式存在。
9.一种实现自组网节点无线信道确定的装置，其特征在于，所述装置包括 启动单元，用于使节点启动无线信道确定过程； 切换单元，用于使节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道； 探测请求发送单元，用于使节点在所述每一可用信道内发送探测请求消息； 探测响应接收单元，用于使节点接收所述射频在所述每一可用信道内的邻居节点返回的探测响应消息；所述探测响应消息包括所述邻居节点的属性、所述邻居节点的状态、所述邻居节点所属网关、所述邻居节点至所属网关的路径信息以及所述邻居节点维护的信道使用信息；其中，所述信道使用信息包括所述邻居节点获知的所述自组网中的信道使用情况； 第一确定单元，用于使节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点返回的探测响应消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道；其中，所述无干扰信息包括无干扰时节点跳数与信道间隔的对应关系。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 通告消息接收单元，用于使所述节点接收所述邻居节点发送的通告消息；其中，所述通告消息中包括所述邻居节点的属性、所述邻居节点的状态、所述邻居节点所属网关、所述邻居节点至所属网关的路径信息以及所述邻居节点维护的所述信道使用信息； 第二确定单元，用于使所述节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点发送的通告消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，当所述节点为网关节点时，所述第一确定单元包括 判断单元，用于使所述网关节点根据所述探测响应消息判断是否有未确定信道且标识大于所述网关节点标识的邻居网关节点； 延迟单元，用于在有未确定信道且标识大于所述网关节点标识的邻居网关节点时，延迟所述无线信道确定过程； 第一确定子单元，用于在无未确定信道且标识大于所述网关节点标识的邻居网关节点时，使所述网关节点根据自身已经确定的信道信息、已确定信道的邻居网关节点维护的信道使用信息、已确定网关的非网关节点维护的信道使用信息以及所述无干扰信息确定所述射频要使用的信道。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，当所述节点为非网关节点时，所述第一确定单元包括 网关确定单元，用于使所述非网关节点根据所述邻居节点的所属网关以及所述邻居节点至所属网关的路径信息确定所述非网关节点的第一所属网关； 出口射频确定单元，用于使所述非网关节点确定检测到所述第一所属网关的射频为至所述第一所属网关的出口射频； 第二确定子单元，用于使所述非网关节点确定所述出口射频检测到所述第一所属网关的信道为所述出口射频的信道； 第三确定子单元，用于使所述非网关节点根据自身已经确定的信道信息以及已确定网关的所述邻居节点的维护信道使用信息确定所述非网关节点其他射频的信道；其中，所述其他射频为所述非网关节点至所述第一所属网关出口射频外的射频。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述启动单元包括 第一启动单元，用于使所述非网关节点在自身无到达网关的链路、原所属网关服务质量Qos无法保证节点及其下行链路网络时启动无线信道确定过程。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 第一发送单元，用于使所述节点在即将启动信道确定过程前，在原信道上发送指示所述节点将进行射频信道切换的消息至邻居节点，以使所述邻居节点将需要通过信道切换的射频建立的原链路转发的第一数据缓存； 缓存单元，用于使所述节点在将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道时，将收到的需要信道切换的射频进行转发的第二数据缓存； 第二发送单元，用于使所述节点在将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道后，恢复至原信道，并发送指示所述节点射频信道切换结束的消息至所述邻居节点，以使所述邻居节点发送第一缓存数据； 第三发送单元，用于使所述节点转发第二缓存数据。
15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括 信道使用信息维护单元，用于使所述节点根据自身已确定的信道信息和所述邻居节点维护的信道使用信息建立所述节点维护的信道使用信息。
全文摘要
本发明公开了一种自组网节点无线信道确定方法及实现装置，其中，所述方法包括节点启动无线信道确定过程；所述节点将自身射频依次切换至可用信道集内的每一可用信道；所述节点在所述每一可用信道内发送探测请求消息；所述节点接收所述射频在所述每一可用信道内的邻居节点返回的探测响应消息；所述节点根据自身已经确定的信道信息、所述邻居节点返回的探测响应消息和无干扰信息确定所述射频要使用的信道。本发明中通过结合周围信道信息和无干扰信息选择信道，使得选择的信道实现了节点间、节点内干扰小，实现了在保证了系统带宽的前提下动态选择信道，解决了信道配置耗费大量人力且不及时的问题。
文档编号H04W16/10GK102711117SQ20121018528
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者陈海波 申请人:上海乾视通信技术有限公司