无线自组网节点及利用其快速部署无线自组网的方法与流程

本发明涉及通信领域，具体涉及一种无线自组网节点及利用其快速部署无线自组网的方法。

背景技术：

在自然灾害或者应急事件发生时，移动网络的基站可能瘫痪，导致事件区域的网络中断。这时就需要利用其它通信设备来保障现场区域的通信，以支撑自然抢险、应急救灾等工作的进行。

移动自组网简称manet，它是一种新型的移动网络。移动自组网由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成，在网络中的每个终端都可以自由移动，且地位相等。移动自组网是一种多跳、临时、无中心网络，不需要现有信息基础网络，解决了现场区域信息孤岛问题，成为一种应急救灾指挥通信网的有效解决方案。

现有的移动自组网在进行节点布置时，需要进行节点定位，同时引入繁琐的节点定位算法，以保证节点的可靠性，其定位算法复杂，需要花费的时间较长，不适用于在抢险救灾等条件简陋、时间紧迫的场景。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无线自组网节点及利用其快速部署无线自组网的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无线自组网节点，包括处理器模块、自组网通信模块以及网络通信模块，所述自组网通信模块及网络通信模块分别与所述处理器模块相连，所述自组网通信模块用于实现节点间的组网通信，所述网络通信模块用于实现节点与外部网络的通信，其还包括与所述处理器模块相连的网络信号质量指示灯模块，所述网络信号质量指示灯为多色指示灯；将无线自组网节点的网络信号质量划分为若干个质量等级，赋予所述网络信号质量指示灯以不同颜色或不同闪烁频率的指示光以与各质量等级匹配；所述处理器模块根据其所属的节点与参考节点的通信数据判断当前的网络信号质量并归类至对应的质量等级，所述网络信号质量指示灯发出对应的指示光。

进一步地，还包括与所述处理器模块相连的蜂鸣告警器，所述蜂鸣告警器对应于各质量等级匹配进行不同频率的鸣报。

进一步地，所述网络信号质量按一定强度阈值由强到弱依次划分为信号很好、信号一般、信号较差、信号很差以及无网络信号5个等级；所述网络信号质量指示灯为红绿双色指示灯，其分别以绿色常亮、橙色常亮、红色常亮、红色闪烁、熄灭五个状态依次对应由强到弱的5个网络信号等级；所述蜂鸣告警器在信号很好、信号一般或信号较差时不发出鸣报，在信号很差或无网络信号时发出鸣报示警。

本发明还提供一种无线自组网快速部署方法，利用前述无线自组网节点进行网络部署：

设自组网中已有节点vref为参考节点，将任意一个节点vi的网络信号质量设定为该节点与参考节点的通信质量，将每个节点的网络信号质量按一定强度阈值由强到弱依次划分为信号很好、信号一般、信号较差、信号很差以及无网络信号5个等级；

则无线自组网快速部署的方法具体包括以下步骤：

s1、在预部署自组网的区域中寻找一位置a1以部署无线自组网节点v1，使无线自组网节点v1与外部网络实现互联；

s2、在位置a1处打开又一无线自组网节点v2，持无线自组网节点v2往预部署无线自组网的方向推进，直至到达网络信号质量指示灯指示信号很差的a2位置停止；

s3、由a2位置往a1位置倒溯，寻找网络信号质量指示灯指示信号较差的位置,并布置节点v2；

s4、以节点v2为新的起点，重复步骤s2-s3，直至到达指定位置，完成网络的覆盖。

进一步地，节点网络信号质量按照如下方式确定，

其中，pper为节点vi与参考节点vref间的通信误包率，pdisconnet为误包率阈值；γp-v为节点vi与节点vp间相互通信的接收信噪比γp-v，vp为vi与vref的路由路径的上一跳节点，t1、t2及t3分别为由小到大的三个接收信噪比阈值。

进一步地，所述无线自组网节点还包括蜂鸣告警器，所述蜂鸣告警器在信号很好、信号一般及信号较差时不发出鸣报，在信号很差时发出鸣报示警；步骤s2-s3中，需保证各节点放置后，蜂鸣器不示警。

采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：

本发明以网络信号质量指示灯来表征各节点当前的网络信号质量，同时利用蜂鸣告警器监控网络信号质量的状态，在网络信号质量不符合组网需求时发出警报，从而根据这些提示快速确定合适的节点位置，其部署方法快捷高效，且易于操作，在应用于抢险救灾时具有极大的优势。

附图说明

图1为本发明无线自组网节点结构示意图；

图2为网络节点vi与参考节点vref间的通信拓扑图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参考图1所示，本发明公开了一种无线自组网节点，其包括处理器模块、存储模块、电源模块、自组网通信模块、网络通信模块、蜂鸣告警器以及网络信号质量指示灯。所述存储模块、电源模块、自组网通信模块、网络通信模块、蜂鸣告警器以及网络信号质量指示灯分别与所述处理器模块相连。

所述存储模块用于存储处理器模块所需的程序，所述网络通信模块(为以太网接口或wifi模块)用于与外部网络(如抢险指挥车的公网链路、卫星链路)通信，所述自组网通信模块用于实现节点间的组网通信，所述网络信号质量指示灯用于指示节点的网络信号质量，所述蜂鸣告警器用于在网络信号质量不符合组网需求时发出鸣报，所述电源模块为节点中的各模块供电。所述网络信号质量指示灯为多色指示灯，本实施例中所述网络信号质量指示灯为红绿双色指示灯。

将无线自组网节点的网络信号质量划分为若干个质量等级，赋予所述网络信号质量指示灯以不同颜色或不同闪烁频率的指示光以与各质量等级匹配；赋予所述蜂鸣告警器以不同频率的鸣报以与各质量等级匹配。

具体地，所述网络信号质量按一定强度阈值由强到弱依次划分为信号很好、信号一般、信号较差、信号很差以及无网络信号5个等级；所述网络信号质量指示灯为，其分别以绿色常亮、橙色常亮、红色常亮、红色闪烁、熄灭五个状态依次对应由强到弱的5个网络信号等级；所述蜂鸣告警器在信号很好、信号一般或信号较差时不发出鸣报，在信号很差时或无网络信号时发出鸣报示警(具体地，当信号很差时，发出间断的报警音；当无网络信号时，发出持续的报警音)。

无线自组网节点工作时，其处理器模块根据其与参考节点的通信数据判断当前的网络信号质量并归类至对应的质量等级，所述网络信号质量指示灯发出对应的指示光，当网络信号质量不符合组网需求时，蜂鸣告警器发出鸣报示警。

实施例2

本发明还提供一种无线自组网快速部署方法，利用前述的无线自组网节点进行网络部署。

首先，以已有节点vref为参考节点，将任意一个节点vi的网络信号质量设定为该节点与参考节点的通信质量，将每个节点的网络信号质量按一定强度阈值由强到弱依次划分为信号很好、信号一般、信号较差、信号很差以及无网络信号5个等级。

则节点网络信号质量按照如下方式确定，

其中，pper为节点vi与参考节点vref间的通信误包率，pdisconnet为误包率阈值；γp-v为节点vi与节点vp间相互通信的接收信噪比γp-v，vp为vi与vref的路由路径的上一跳节点，t1、t2及t3分别为由小到大的三个接收信噪比阈值。如图2所示，智能无线自组系统的网络节点vi不断发送探测数据包检测它与参考节点vref的连通性，vref收到探测数据包后，按照原路径返回给vi。节点vi的处理器模块根据收发的探测数据包可以确定vi与vref的通信的误包率pper。

则部署的具体步骤如下：

s1、在预部署自组网的区域中寻找一位置a1以部署无线自组网节点v1，在位置a1处，节点v1与外部网络实现良好的互联。

对应于不同的场景，位置a1的选择方式不同。如在无基站覆盖的多山地区，为了满足施工、侦查、勘探等工作的通信需求，可以利用智能无线自组系统对相关区域进行快速的覆盖，为了尽量扩大覆盖面积，第一个节点的位置通常架设在空旷、可视范围大、无遮挡的山顶。在城市和郊区均修有用于公路和铁路的隧道。一旦隧道中发生应急事件，隧道中的通信设施有可能失效，形成狭长的通信盲区。由于在隧道传播的无线信号衰减率大，很难通过传统的无线通信手段来保障隧道内外的通信互联。这时候，智能无线自组系统可利用节点多跳传输的优势，来实现隧道内外的通信。在此场景下位置a1应设置在隧道口架设使得节点可以与现有网络设施互联。

s2、在位置a1处打开又一无线自组网节点v2，持无线自组网节点v2往预部署无线自组网的方向推进，直至到达网络信号质量指示灯指示信号很差的a2位置时停止，此时蜂鸣告警器发出间断的警报。

s3、由a2位置往a1位置倒溯，寻找网络信号质量指示灯指示信号较差的位置,并布置节点v2；

信号较差的位置可满足组网通信的基本需求，同时减少节点数量，减少布置时间，以最快的速度进行网络覆盖。

s4、以节点v2为新的起点，重复步骤s2-s3，直至到达指定位置，完成网络的覆盖。

在步骤s3-s4中，在进行节点放置时，需保证各节点放置后，蜂鸣器不示警。

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。