基于节点拓扑的无线自组网频点切换方法、装置和设备与流程

本技术涉及无线通信，特别是涉及一种基于节点拓扑的无线自组网频点切换方法、装置和设备。

背景技术：

1、无线自组网是一种分布式的无线分组自治网络，无固定基础设施，节点地位对等，可自由移动，具有组网灵活、多跳中继、抗毁自愈等特点，能适用于在无公共网络覆盖的区域进行无线自组网的需求，实施通信保障、环境监测、障碍清除等多种任务。

2、在无线自组网通信系统中，网络拓扑呈现网状结构，各个节点既是终端节点又可以同时充当中继节点，直达链路可直接通信。同时无线自组网节点间又受距离、干扰、多径等影响导致链路质量等级存在差异。

3、目前无线自组网自动选频让网络中所有节点统一切换到新的频点，往往有两种办法，一种是直接全网广播定时切换频点，另一种是使用双信道通信利用另一信道全网广播定时切换频点，后者对无线通信设备硬件要求更高，但两者本质上都需要对全网进行信息广播，要求全网节点定时切换频点，这两种办法具有共同的缺点，就是在进行全网广播要求定时切换频点时，无线链路节点本身信号容易被干扰，链路节点多跳通信并不稳定，可能导致当前网络中难以实现全网接到广播消息；再者，无线自组网本身由分布式节点自组织而成，中间节点提前切换到其它频点，或将使得链路远端节点进入失联失控状态，从而导致全网统一切换频点任务失败，并让之前处在同一通信网络中的节点设备在切换频点失败之后分裂到不同的通信网中。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于节点拓扑的无线自组网频点切换方法、装置和设备。

2、一种基于节点拓扑的无线自组网频点切换方法，所述方法包括：

3、获取无线自组网的全网拓扑图；所述全网拓扑图包括根节点和若干节点；

4、根据所述全网拓扑图对应的连通树形图以及所述连通树形图中各节点的权值，得到切频树形图；所述各节点的权值是根据各节点在所述连通树形图中的深度得到的；

5、根节点向最大权值节点发送带有切频树形图信息的频点切换消息，最大权值节点接收所述频点切换消息，分别向父节点及根节点发送带有所述切频树形图信息的频点预备切换消息后进行自身的频点切换；

6、根节点接收所述频点预备切换消息，删除当前切频树形图中的频点已切换节点以更新切频树形图，父节点接收到所有子节点的频点预备切换消息后向前迭代进行频点切换，直至根节点自身完成频点切换时，全网频点切换完成。

7、在其中一个实施例中，还包括：根节点定时判定当前切频树形图中的节点数量，若节点数量大于1，则根节点向最大权值节点发送若干次频点切换消息；若节点数量不大于1，则根节点自身完成频点切换。

8、在其中一个实施例中，还包括：初始化连通树形图，根据所述全网拓扑图的根节点在连通树形图中添加根节点；根据所述全网拓扑图根节点所在位置以及各节点间的连接关系，从根节点开始由近至远遍历各个子节点，根据节点深度影响系数将遍历的节点添加到当前连通树形图中，并根据当前节点在所述连通树形图中的深度设置当前节点的权值，直至连通树形图中的节点数等于全网拓扑图中的节点数时，得到切频树形图；所述节点深度影响系数包括节点在全网拓扑图中的连接数、信号强度、信噪比、节点距离、节点电量以及节点子网网络深度。

9、在其中一个实施例中，还包括：根节点接收所述频点预备切换消息，对所述频点预备切换消息进行解析，得到当前的切频树形图；获取给根节点发送消息的节点及其子节点，得到频点已切换节点；删除当前切频树形图中的所述频点已切换节点以更新切频树形图。

10、在其中一个实施例中，还包括：获取所述全网拓扑图的根节点，自组网运行时所述根节点根据全网布置节点信息与全网拓扑信息判断所述全网拓扑图是否拓扑完整；若拓扑完整，则根节点根据全网拓扑图进行若干次节点点名发送消息，收到消息的节点立即回复根节点消息，根节点判断是否接收到全网节点回复的消息，若不是，则停止执行全网切频任务。

11、在其中一个实施例中，还包括：若拓扑不完整，则停止执行全网切频任务。

12、一种基于节点拓扑的无线自组网频点切换装置，所述装置包括：

13、全网拓扑图获取模块，用于获取无线自组网的全网拓扑图；所述全网拓扑图包括根节点和若干节点；

14、切频树形图获取模块，用于根据所述全网拓扑图对应的连通树形图以及所述连通树形图中各节点的权值，得到切频树形图；所述各节点的权值是根据各节点在所述连通树形图中的深度得到的；

15、消息发送模块，用于根节点向最大权值节点发送带有切频树形图信息的频点切换消息，最大权值节点接收所述频点切换消息，分别向父节点及根节点发送带有所述切频树形图信息的频点预备切换消息后进行自身的频点切换；

16、全网切频模块，用于根节点接收所述频点预备切换消息，删除当前切频树形图中的频点已切换节点以更新切频树形图，父节点接收到所有子节点的频点预备切换消息后向前迭代进行频点切换，直至根节点自身完成频点切换时，全网频点切换完成。

17、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

18、获取无线自组网的全网拓扑图；所述全网拓扑图包括根节点和若干节点；

19、根据所述全网拓扑图对应的连通树形图以及所述连通树形图中各节点的权值，得到切频树形图；所述各节点的权值是根据各节点在所述连通树形图中的深度得到的；

20、根节点向最大权值节点发送带有切频树形图信息的频点切换消息，最大权值节点接收所述频点切换消息，分别向父节点及根节点发送带有所述切频树形图信息的频点预备切换消息并进行自身的频点切换；

21、根节点接收所述频点预备切换消息，删除当前切频树形图中的频点已切换节点以更新切频树形图，父节点接收到所有子节点的频点预备切换消息后向前迭代进行频点切换，直至根节点自身完成频点切换时，全网频点切换完成。

22、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

23、获取无线自组网的全网拓扑图；所述全网拓扑图包括根节点和若干节点；

24、根据所述全网拓扑图对应的连通树形图以及所述连通树形图中各节点的权值，得到切频树形图；所述各节点的权值是根据各节点在所述连通树形图中的深度得到的；

25、根节点向最大权值节点发送带有切频树形图信息的频点切换消息，最大权值节点接收所述频点切换消息，分别向父节点及根节点发送带有所述切频树形图信息的频点预备切换消息后进行自身的频点切换；

26、根节点接收所述频点预备切换消息，删除当前切频树形图中的频点已切换节点以更新切频树形图，父节点接收到所有子节点的频点预备切换消息后向前迭代进行频点切换，直至根节点自身完成频点切换时，全网频点切换完成。

27、上述基于节点拓扑的无线自组网频点切换方法、装置和设备，通过获取无线自组网全网拓扑图对应的连通树形图，并根据节点深度设置各节点的权值，得到切频树形图，根节点向最大权值节点发送带有切频树形图信息的频点切换消息，最大权值节点接收所述频点切换消息，分别向父节点及根节点发送带有所述切频树形图信息的频点预备切换消息后进行自身的频点切换，能够以最小通信代价实现切频通知，有利于整个网络的切频控制，根节点接收所述频点预备切换消息，删除当前切频树形图中的频点已切换节点以更新切频树形图，父节点接收到所有子节点的频点预备切换消息后向前迭代进行频点切换，以使父节点主动推进切频进程，提高切频效率，直至根节点自身完成频点切换时，全网频点切换完成。本发明实施例，能够避免无线自组网的中间节点提前切换频率，提高全网切频成功率。