一種基于mesh網(wǎng)絡的無線信道分配方法
【專利摘要】一種基于MESH網(wǎng)絡的無線信道分配方法。本發(fā)明公開了一種基于WLAN網(wǎng)絡上下行非對稱無線鏈路狀態(tài)下的接入、漫游優(yōu)化方法,在不更改AP與STA空口標準消息流程的基礎上，通過在AP側進行優(yōu)化，完全解決了STA長時間處于死鏈接狀態(tài)的問題，大大提升了在復雜WLAN組網(wǎng)環(huán)境下，STA的切換效率，以及STA數(shù)據(jù)業(yè)務的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種基于MESH網(wǎng)絡的無線信道分配方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無線信道技術，尤其涉及一種基于MESH網(wǎng)絡的無線信道分配方 法。

【背景技術】
[0002] 目前，較常見的MESH網(wǎng)絡，為了提高無線網(wǎng)絡整體的業(yè)務流量，通常預先靜態(tài)規(guī) 劃多個不同的信道工作組，例如：參見圖1所示，假設在任一區(qū)域內(nèi)存在七個MESH基站，即 基站1、基站2、基站3、基站4、基站5、基站6和基站7 ;通常在網(wǎng)絡規(guī)劃中，將基站1、基站 2和基站3規(guī)劃在一個工作組內(nèi)，并共同使用信道A進行通信；將基站4和基站5規(guī)劃在一 個工作組內(nèi)，并共同使用信道B進行通信；將基站6和基站7規(guī)劃在一個工作組內(nèi)，并共同 使用信道C進行通信，這樣該區(qū)域內(nèi)有效的工作信道就有三條，即信道A、信道B和信道C， 因此，相比于使用單一的工作信道，業(yè)務流量就能夠提升3倍以上；如果MESH基站數(shù)目繼續(xù) 提升，規(guī)劃的工作信道數(shù)目隨著基站數(shù)目的提升也再提升，業(yè)務流量提升幅度還會進一步 增加，然而，這種靜態(tài)規(guī)劃多信道的工作模式，在基站都處于靜態(tài)或者半靜態(tài)狀態(tài)下時，能 夠很簡單的實現(xiàn)通信且效率很高，但是，一旦基站處于移動狀態(tài)，那么靜態(tài)規(guī)劃的工作信道 便無法有效的進行工作，例如，參見圖2所示，一旦基站移動后，基站1與基站2和基站3之 間的距離變長，從而無法建立無線連接，而其它基站由于靜態(tài)信道規(guī)劃產(chǎn)生的信道割裂，無 法與基站1建立無線連接，因此，MESH網(wǎng)絡中的中繼功能也無法生效，基站1和基站2與基 站3之間處于無線失聯(lián)狀態(tài)，從而導致該網(wǎng)絡規(guī)劃失敗。在支持移動模式的MESH網(wǎng)絡中， 為了避免上述的網(wǎng)絡規(guī)劃失敗，使MESH網(wǎng)絡的中繼特性生效，在一個MESH網(wǎng)絡區(qū)域內(nèi)所有 基站一般規(guī)劃共同使用一條工作信道，這樣會避免由于MESH基站的移動出現(xiàn)的信道割裂。 然而，使用一條工作信道，雖然解決了 MESH網(wǎng)絡區(qū)域內(nèi)的基站聯(lián)通問題，但是業(yè)務流量卻 大幅降低，因此，當遇到業(yè)務流量較大或者對業(yè)務Qos (服務和質(zhì)量）要求較高的應用，單一 信道的MESH網(wǎng)絡就不能滿足需求。
[0003] 綜上所述，現(xiàn)有無線信道分配方法，使用多信道時，當MESH網(wǎng)絡中存在移動的基 站時，會出現(xiàn)基站之間無線失聯(lián)的情況，而使用單一信道時，又無法滿足業(yè)務流量較大或者 對業(yè)務Qos要求較高的應用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術所存在的缺陷，提供一種無線信道分配方法，確 保MESH網(wǎng)絡聯(lián)通性的同時，提升MESH網(wǎng)絡的無線傳輸容量。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于MESH網(wǎng)絡的無線信道分配方法，包括如 下步驟 對無線信道進行劃分，劃分后的無線信道包括一條控制信道和多條數(shù)據(jù)傳輸信道；所 述控制信道用于源基站和目標基站之間的信令傳輸信道，所述多條數(shù)據(jù)傳輸信道作為備選 數(shù)據(jù)傳輸信道用于數(shù)據(jù)的傳輸； 當源基站接收到上層應用發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送請求后，通過所述控制信道向目標基站發(fā)送 RTS數(shù)據(jù)發(fā)送請求信令，并根據(jù)NAV列表，選擇當前負荷最輕的數(shù)據(jù)傳輸信道作為備選數(shù)據(jù) 傳輸信道，同時攜帶所述備選數(shù)據(jù)傳輸信道； 當目標基站接收到源基站發(fā)送的RTS數(shù)據(jù)發(fā)送請求信令后，根據(jù)本地NAV列表，判斷 RTS信元中攜帶的所述備選數(shù)據(jù)傳輸信道是否可用，若可用，向源基站應答CTS允許數(shù)據(jù)傳 輸信令，并切換到所述備選數(shù)據(jù)傳輸信道，等待接收源基站的業(yè)務數(shù)據(jù)； 當源基站接收到目標基站的CTS允許數(shù)據(jù)傳輸確認信令，源基站和目標基站確認將所 述備選數(shù)據(jù)傳輸信道作為當前正式的數(shù)據(jù)傳輸信道，源基站從所述控制信道切換到當前正 式的數(shù)據(jù)傳輸信道； 源基站向目標基站發(fā)送Data業(yè)務數(shù)據(jù)，目標基站接收來自源基站的Data業(yè)務數(shù)據(jù)，當 目標基站判斷數(shù)據(jù)接收完畢后，將Data業(yè)務數(shù)據(jù)上傳至上層應用，同時通過當前的數(shù)據(jù)傳 輸信道向源基站發(fā)送DataRsp數(shù)據(jù)應答，當源基站接收到目標基站發(fā)送的DataRsp數(shù)據(jù)應 答后，認為數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)成功，將所述數(shù)據(jù)傳送信道切換到所述控制信道。
[0006] 還包括源基站在信令緩存區(qū)搜索緩存信令的步驟，并將緩存信令通過所述控制信 道發(fā)送至目標基站。
[0007] 還包括源基站在業(yè)務數(shù)據(jù)緩存區(qū)搜索緩存的業(yè)務數(shù)據(jù)的步驟，若有緩存的業(yè)務數(shù) 據(jù)，啟動業(yè)務數(shù)據(jù)發(fā)送流程。
[0008] 還包括目標基站在信令緩存區(qū)搜索緩存信令的步驟，并將緩存信令通過所述控制 信道發(fā)送至源基站。
[0009] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：由于本發(fā)明規(guī)劃有一條控制信道和多條 數(shù)據(jù)傳輸信道，使用時，所有MESH基站都預先共同使用一條控制信道，這類似于單一信道 的MESH網(wǎng)絡，從而可以很好的解決移動MESH中的各個基站之間的聯(lián)通問題，另外，大流量 的業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸依靠數(shù)據(jù)信道完成，而控制信道只傳輸流量要求較低的控制信令和數(shù)據(jù)傳 輸?shù)膮f(xié)商信令，這樣大流量的業(yè)務數(shù)據(jù)完全均勻分布在預先規(guī)劃的多條數(shù)據(jù)傳輸信道中傳 輸，從而又保證了移動MESH網(wǎng)絡中的業(yè)務傳輸帶寬，因此，大大優(yōu)于傳統(tǒng)的多信道規(guī)劃方 法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為現(xiàn)有技術中靜態(tài)網(wǎng)絡框架圖。
[0011] 圖2為現(xiàn)有技術中動態(tài)網(wǎng)絡框架圖。
[0012] 圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖。
[0013] 圖4為本發(fā)明數(shù)據(jù)接收流程圖。

【具體實施方式】
[0014] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合附圖和實施方式，對 本發(fā)明做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施方式及說明用于解釋本發(fā)明，但并不 作為對本發(fā)明的限定。
[0015] 參見圖3和圖4所示，本發(fā)明的一種基于MESH網(wǎng)絡的無線信道分配方法，包括如 下步驟： 對無線信道進行劃分，劃分后的無線信道包括一條控制信道和多條數(shù)據(jù)傳輸信道；所 述控制信道用于源基站和目標基站之間的信令傳輸信道，所述多條數(shù)據(jù)傳輸信道作為備選 數(shù)據(jù)傳輸信道用于數(shù)據(jù)的傳輸； 當源基站接收到上層應用發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送請求后，通過所述控制信道向目標基站發(fā)送 RTS數(shù)據(jù)發(fā)送請求信令，并根據(jù)NAV列表，選擇當前負荷最輕的數(shù)據(jù)傳輸信道作為備選數(shù)據(jù) 傳輸信道，同時攜帶所述備選數(shù)據(jù)傳輸信道； 當目標基站接收到源基站發(fā)送的RTS數(shù)據(jù)發(fā)送請求信令后，根據(jù)本地NAV列表，判斷 RTS信元中攜帶的所述備選數(shù)據(jù)傳輸信道是否可用，若可用，向源基站應答CTS允許數(shù)據(jù)傳 輸信令，并切換到所述備選數(shù)據(jù)傳輸信道，等待接收源基站的業(yè)務數(shù)據(jù)； 當源基站接收到目標基站的CTS數(shù)據(jù)傳輸確認信令后，源基站和目標基站確認將所述 備選數(shù)據(jù)傳輸信道作為當前正式的數(shù)據(jù)傳輸信道，源基站從所述控制信道切換到當前正式 的數(shù)據(jù)傳輸信道； 源基站向目標基站發(fā)送Data業(yè)務數(shù)據(jù)，目標基站接收來自源基站的Data業(yè)務數(shù)據(jù)，當 目標基站判斷數(shù)據(jù)接收完畢后，將Data業(yè)務數(shù)據(jù)上傳至上層應用，同時通過當前的數(shù)據(jù)傳 輸信道向源基站發(fā)送DataRsp數(shù)據(jù)應答，當源基站接收到目標基站發(fā)送的DataRsp數(shù)據(jù)應 答后，認為數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)成功，將所述數(shù)據(jù)傳送信道切換到所述控制信道。
[0016] 還包括源基站在信令緩存區(qū)搜索緩存信令的步驟，并將緩存信令通過所述控制信 道發(fā)送至目標基站。
[0017] 還包括源基站在業(yè)務數(shù)據(jù)緩存區(qū)搜索緩存的業(yè)務數(shù)據(jù)的步驟，若有緩存的業(yè)務數(shù) 據(jù)，啟動業(yè)務數(shù)據(jù)發(fā)送流程。
[0018] 還包括目標基站在信令緩存區(qū)搜索緩存信令的步驟，并將緩存信令通過所述控制 信道發(fā)送至源基站。
[0019] 另外，本發(fā)明還提供一種信道分配裝置，包括：數(shù)據(jù)鏈路模塊101、調(diào)度管理模塊 102、無線信道管理模塊103、小區(qū)邏輯管理模塊104和安全管理模塊105 ; 其中：數(shù)據(jù)鏈路模塊101用于傳輸數(shù)據(jù)協(xié)議幀頭的添加和解析，作用在于保證數(shù)據(jù)傳 輸按序投遞，同時保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸； 調(diào)度管理模塊102用于信令的轉發(fā)和存儲、數(shù)據(jù)傳輸功率的控制、數(shù)據(jù)傳輸速率的控 制、數(shù)據(jù)傳輸帶寬分配時序的控制； 無線信道管理模塊103用于將無線信道劃分成控制信道和數(shù)據(jù)傳輸信道，控制信道的 數(shù)量為一條，數(shù)據(jù)傳輸信道的數(shù)量為多條，在數(shù)據(jù)發(fā)送時，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸信道的NAV來選擇 當前負荷最輕的信道作為當前數(shù)據(jù)傳輸信道； 小區(qū)邏輯管理模塊104用于根據(jù)MESH網(wǎng)絡的節(jié)點密度來動態(tài)控制小區(qū)半徑，作用在于 保證各節(jié)點間數(shù)據(jù)高速可靠傳輸?shù)耐瑫r，對周圍無線設備的干擾較小； 安全管理模塊105用于通過節(jié)點身份驗證和信令完整性保護，來禁止非法用戶的接 入。
[0020] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不以上述實施方式為 限，但凡本領域普通技術人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應納入權 利要求書中記載的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種基于MESH網(wǎng)絡的無線信道分配方法，其特征在于，包括如下步驟： 對無線信道進行劃分，劃分后的無線信道包括一條控制信道和多條數(shù)據(jù)傳輸信道；所 述控制信道用于源基站和目標基站之間的信令傳輸信道，所述多條數(shù)據(jù)傳輸信道作為備選 數(shù)據(jù)傳輸信道用于數(shù)據(jù)的傳輸； 當源基站接收到上層應用發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送請求后，通過所述控制信道向目標基站發(fā)送 RTS數(shù)據(jù)發(fā)送請求信令，并根據(jù)NAV列表，選擇當前負荷最輕的數(shù)據(jù)傳輸信道作為備選數(shù)據(jù) 傳輸信道，同時攜帶所述備選數(shù)據(jù)傳輸信道； 當目標基站接收到源基站發(fā)送的RTS數(shù)據(jù)發(fā)送請求信令后，根據(jù)本地NAV列表，判斷 RTS信元中攜帶的所述備選數(shù)據(jù)傳輸信道是否可用，若可用，向源基站應答CTS允許數(shù)據(jù)傳 輸確認信令，并切換到所述備選數(shù)據(jù)傳輸信道，等待接收源基站的業(yè)務數(shù)據(jù)； 當源基站接收到目標基站的CTS允許數(shù)據(jù)傳輸確認信令，源基站和目標基站確認將所 述備選數(shù)據(jù)傳輸信道作為當前正式的數(shù)據(jù)傳輸信道，源基站從所述控制信道切換到當前正 式的數(shù)據(jù)傳輸信道； 源基站向目標基站發(fā)送Data業(yè)務數(shù)據(jù)，目標基站接收來自源基站的Data業(yè)務數(shù)據(jù)，當 目標基站判斷數(shù)據(jù)接收完畢后，將Data業(yè)務數(shù)據(jù)上傳至上層應用，同時通過當前的數(shù)據(jù)傳 輸信道向源基站發(fā)送DataRsp數(shù)據(jù)應答，當源基站接收到目標基站發(fā)送的DataRsp數(shù)據(jù)應 答后，認為數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)成功，將所述數(shù)據(jù)傳送信道切換到所述控制信道。
2. 根據(jù)權利要求1所述的無線信道分配方法，其特征在于：還包括源基站在信令緩存 區(qū)搜索緩存信令的步驟，并將緩存信令通過所述控制信道發(fā)送至目標基站。
3. 根據(jù)權利要求1所述的無線信道分配方法，其特征在于：還包括源基站在業(yè)務數(shù)據(jù) 緩存區(qū)搜索緩存的業(yè)務數(shù)據(jù)的步驟，若有緩存的業(yè)務數(shù)據(jù)，啟動業(yè)務數(shù)據(jù)發(fā)送流程。
4. 根據(jù)權利要求1所述的無線信道分配方法，其特征在于：還包括目標基站在信令緩 存區(qū)搜索緩存信令的步驟，并將緩存信令通過所述控制信道發(fā)送至源基站。
【文檔編號】H04W28/16GK104093173SQ201410368551
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權日:2014年7月30日
【發(fā)明者】催利明, 劉寺意 申請人:常州和仕達電子科技有限公司