一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法
2023-09-20 02:34:10
專利名稱：一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法
技術領域：
本發明涉及網絡信道帶寬調節控制方法技術領域，特別是涉及一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法。
背景技術：
無線mesh網絡，由mesh routers (路由器)和mesh clients (客戶端)組成，其中mesh routers構成骨幹網絡，並和有線的internet網相連接，負責為mesh clients提供多跳的無線internet連接。無線Mesh網絡(無線網狀網絡)也稱為「多跳(multi-hop)」 網絡，它是一種與傳統無線網絡完全不同的新型無線網絡技術。在無線mesh網絡中，源節點和目的節點之間通過多跳轉發來實現通信。由於網絡中不同的節點有不同的數據流量需求，導致有些傳輸鏈路需要支持較高的數據流量，而有些傳輸鏈路僅需要支持較低的數據流量。顯然，如果每條鏈路都分配固定的信道帶寬，高流量的鏈路會出現瓶頸，低流量的鏈路會浪費部分帶寬。通過調節每條鏈路的信道帶寬，使低流量鏈路的部分帶寬給高流量的鏈路使用，能有效地解決這個問題，從而提高了頻譜的利用率，增加了整個網絡的吞吐量。 傳統的信道帶寬調節方法是從不同的信道帶寬選項(比如5，10，20，40MHz)中選一項，並且信道的中心頻率可調節。
上述傳統方法來調節信道帶寬存在如下缺點1.信道帶寬的調節步長很大(最小為5MHz)。2.信道頻譜必須連續。
因而需要一種不要求信道頻譜連續，而且信道帶寬的調節步長可以更小的一種調節網絡信道帶寬的方法。發明內容
鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，通過網絡中的各節點為輸出鏈路分配時隙和子信道來滿足鏈路的數據流量需求，動態地調節信道帶寬。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，由網絡中的節點為輸出鏈路分配時隙和子信道，包括以下步驟
SI，為網絡中所有節點分別建立表明時隙和子信道是否可用的第一接收表和第一輸出表、表明時隙是否可用的第二接收表和第二輸出表；
S2，為發送節點和接收節點之間的鏈路分配時隙和子信道的發送節點為鏈路設定一數據流量需求，所述發送節點在無線介質空閒時間達到接入延時間隔時，向接收節點發送包含源地址和目的地址的RTA報文；
S3，接收節點在收到所述RTA報文後，等待一短幀間隔之後，向所述發送節點返回包含源地址、目的地址以及接收節點中的第一輸出表和第二輸出表的CTA報文；
S4，發送節點在收到所述CTA報文後，根據發送節點中的第一接收表、第二接收表和接收到的接收節點中的第一輸出表和第二輸出表，獲得為發送節點和接收節點之間的鏈路分配時隙和子信道的分配表，將包含源地址、目的地址以及所述分配表的ANN報文進行廣播；
S5，接收節點以及其它可收到發送節點所發送的ANN報文的節點在接收到所述 ANN報文後，對各自節點中的第一接收表、第一輸出表以及第二接收表進行更新；同時所述接收節點將包含源地址、目的地址以及所述分配表的ANN報文進行廣播；
S6，所述發送節點以及其它可收到接收節點所發送的ANN報文的節點在接收到所述ANN報文後，對各自節點中的第一接收表、第一輸出表以及第二接收表進行更新，同時所述發送節點廣播ANN報文；
S7，所述接收節點以及其它可收到發送節點所發送的ANN報文的節點在接收到所述ANN報文後，對各自節點中的第一接收表、第一輸出表以及第二接收表進行更新，同時所述接收節點廣播ANN報文。
可選地，在步驟SI中
所述第一接收表為Qin(i，t，s);第一接收表取值為0，表明時隙和子信道可用；第一接收表取值為1，表明時隙和子信道不可用，已被分配給一條接收節點在節點i幹擾範圍內的鏈路；
所述第一輸出表為Qtjut (i, t, s);第一輸出表取值為O,表明時隙和子信道可用；第一輸出表取值為1，表明時隙和子信道不可用，已被分配給一條發送節點在節點i幹擾範圍內的鏈路；
所述第二接收表為Qin(i，t);第二接收表取值為0，表明時隙可用；第二接收表取值為1，表明時隙不可用，已被分配給一條接收節點為節點i的鏈路；
所述第二輸出表為Qtjut (i, t);第二輸出表取值為O,表明時隙可用；第二輸出表取值為1，表明時隙不可用，已被分配給一條發送節點為節點i的鏈路；
其中I彡t彡Tm, I彡s彡W, i為任一節點，t為時隙，W為子信道總數，s為子信道，Tm為最大時隙。
可選地，在步驟S2中，所述接入延時間隔為Tidle=2SIFS+Tslt+(2WANN-l) XTann ;其中，Tidle為接入延時間隔，SIFS為短幀間隔，Tslot為時隙長度，Wann為隨機發送延時窗口，Tann 為ANN報文的長度。
可選地，在步驟S4中，為發送節點和接收節點之間的鏈路分配時隙和子信道的分配表的獲得過程包括以下步驟
S4-1，從時隙I開始依次往後查找可用時隙，若發送節點的第二接收表和接收節點的第二輸出表都等於0，則表明時隙可用；
S4-2，若時隙可用，從子信道I開始依次往後查找時隙上的可用子信道，若發送節點的第一接收表和接收節點的第一輸出表都等於O,則表明時隙和子信道可用；
S4-3，若數據流量需求大於零，並且時隙和子信道可用，則把時隙和子信道分配給鏈路，即分配表輸出為I;同時把發送節點的第二輸出表記為1，並把數據流量需求減I;
S4-4，若數據流量需求大於0，重複以上步驟，直到數據流量需求等於零，即分配的所有時隙和子信道支持鏈路的流量需求，鏈路的分配結束。
可選地，在步驟S4和步驟S6中，所述發送節點在從集合{0，1，...，WANN_1}中隨機選擇一個延時量，等待SIFS+WmdX Tann時間後，再廣播ANN報文；在步驟S5和步驟S7中，所述接收節點在從集合{0，1，...，Wann-H中隨機選擇一個延時量，等待SIFS+WmdXTANN時間後，再廣播ANN報文；其中，Wann為隨機發送延時窗口，SIFS為短幀間隔，Wmd為延時量，Tann 為ANN報文的長度。
可選地，所述發送節點在發送RTA報文或ANN報文時，使用使在發送節點幹擾範圍內的所有節點能夠收到RTA報文或ANN報文的發送速率。
可選地，所述接收節點在發送CTA報文或ANN報文時，使用使在接收節點幹擾範圍內的所有節點能夠收到CTA報文或ANN報文的發送速率。
可選地，在步驟S5至步驟S7中
第一接收表更新的過程為如果ANN報文的源地址是鏈路的接收節點地址，那麼對所有時隙和子信道，若分配表輸出I，則把第一接收表更新為I;
第一輸出表更新的過程為如果ANN報文的源地址是鏈路的發送節點地址，那麼對所有時隙和子信道，若分配表輸出I，則把第一輸出表更新為I ;
第二接收表更新的過程為如果收到ANN報文的節點的地址是ANN報文的目的地址並且還是鏈路的接收節點地址，那麼對所有時隙，若分配表輸出1，則把第二接收表更新為I。
可選地，重複步驟S6至步驟S7至少一次。
如上所述，本發明的一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，具有以下有益效果
I、本發明可以通過選擇一定數量的子信道方便地動態調節信道帶寬，提高網絡的吞吐量。
2、本發明不要求信道頻譜連續，而且信道帶寬的調節步長可以小至一個子信道的覽度。
3、本發明中單個射頻可以同時和多個節點通信。
圖I顯示為本發明的一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法的流程圖。
圖2顯示為本發明的一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法的拓撲結構圖。
圖3顯示為本發明的一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法的信道帶寬調節過程示例圖。
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
本發明方法適用於單射頻OFDMA無線mesh網絡。傳統的信道帶寬調節方法是從不同的信道帶寬選項(比如5，10，20，40MHz)中選一項，並且信道的中心頻率可調節。上述傳統方法來調節信道帶寬存在信道帶寬的調節步長很大(最小為5MHz)而且信道頻譜必須連續的缺陷。
有鑑於此，本發明提供一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，通過網絡中的各節點為輸出鏈路分配時隙和子信道來滿足鏈路的數據流量需求，動態地調節信道帶寬。以下將詳細闡述本發明的一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法的原理及實施方式，使本領域技術人員不需要創造性勞動即可理解本發明的一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法。
請參閱圖1，顯示為本發明的一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法的流程圖。如圖I所示，本發明提供的一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法是由網絡中的節點為輸出鏈路分配時隙和子信道，具體包括以下步驟
SI，為網絡中所有節點分別建立表明時隙和子信道是否可用的第一接收表和第一輸出表、表明時隙是否可用的第二接收表和第二輸出表。
具體地，所述第一接收表為Qin(i，t, s);第一接收表取值為0，表明時隙和子信道可用；第一接收表取值為1，表明時隙和子信道不可用，已被分配給一條接收節點在節點i 幹擾範圍內的鏈路。
所述第一輸出表為Qtjut (i, t, s);第一輸出表取值為O,表明時隙和子信道可用；第一輸出表取值為1，表明時隙和子信道不可用，已被分配給一條發送節點在節點i幹擾範圍內的鏈路。
所述第二接收表為Qin(i，t)。第二接收表取值為0，表明時隙可用；第二接收表取值為1，表明時隙不可用，已被分配給一條接收節點為節點i的鏈路。
所述第二輸出表為Qtjut (i, t);第二輸出表取值為O,表明時隙可用；第二輸出表取值為1，表明時隙不可用，已被分配給一條發送節點為節點i的鏈路；其中I < t < Tm，I^ s ^ ff, i為任一節點，t為時隙，W為子信道總數，s為子信道，Tffl為最大時隙，最大時隙數Tm是與網絡大小有關的某一設定常數。
此外，所述接入延時間隔為Tidle=2SIFS+Tsl(rt+(2WANN-l) XTann ;其中，Tidle為接入延時間隔，SIFS為短幀間隔，Tslot為時隙長度，Wann為隨機發送延時窗口，Tann為ANN報文的長度。
S2，為發送節點和接收節點之間的鏈路分配時隙和信道的發送節點在無線介質空閒時間達到接入延時間隔時，向接收節點發送包含源地址(發送節點地址)和目的地址(接收節點地址)的RTA報文。
對某個單射頻OFDMA無線mesh網絡，信道頻譜由W個子信道組成。所有傳輸鏈路都由其發送節點完成時隙和子信道的分配。
在步驟S2中，所述發送節點在發送RTA報文時，使用使在發送節點幹擾範圍內的所有節點能夠收到RTA報文的發送速率。
S3，接收節點在收到所述RTA報文後，等待一短幀間隔之後，向所述發送節點返回包含源地址(接收節點地址)、目的地址(發送節點地址)以及接收節點中的第一輸出表和第二輸出表的CTA報文。
在步驟S3中，所述接收節點在發送CTA報文時，使用使在接收節點幹擾範圍內的所有節點能夠收到CTA報文的發送速率。
S4，發送節點在收到所述CTA報文後，根據發送節點中的第一接收表、第二接收表和接收到的接收節點中的第一輸出表和第二輸出表，獲得發送節點和接收節點之間的鏈路的時隙和子信道的分配表，將包含源地址(發送節點地址)、目的地址(接收節點地址)以及所述分配表的ANN報文進行廣播。
在步驟S4中，所述發送節點在發送ANN報文時，使用使在發送節點幹擾範圍內的所有節點能夠收到ANN報文的發送速率。
在步驟S4中，所述發送節點在從集合{0，I, . . . , Wann-II中隨機選擇一個延時量， 等待SIFS+WmdXTANN時間後，再廣播ANN報文；其中，Wann為隨機發送延時窗口，SIFS為短幀間隔，Wmd為延時量，ANN報文的隨機發送延時窗口 Wann根據網絡需要自由設定，Tann為ANN 報文的長度。
S5，接收節點以及其它可收到發送節點所發送的ANN報文的節點在接收到所述 ANN報文後，對各自節點中的第一接收表、第一輸出表以及第二接收表進行更新；同時所述接收節點將包含源地址(接收節點地址)、目的地址(發送節點地址)以及所述分配表的ANN 報文進行廣播。
在步驟S5中，所述接收節點在發送ANN報文時，使用使在接收節點幹擾範圍內的所有節點能夠收到及ANN報文的發送速率。
S6，所述發送節點以及其它可收到接收節點所發送的ANN報文的節點在接收到所述ANN報文後，對各自節點中的第一接收表、第一輸出表以及第二接收表進行更新；同時所述發送節點廣播ANN報文。
S7，所述接收節點以及其它可收到發送節點所發送的ANN報文的節點在接收到所述ANN報文後，對各自節點中的第一接收表、第一輸出表以及第二接收表進行更新，同時所述接收節點廣播ANN報文。
重複步驟S6至步驟S7至少一次，重複次數也是根據網絡需要自己設定的。
在網絡中，每個節點分布式地執行相同的操作，為其輸出鏈路分配時隙和子信道來滿足鏈路的流量需求。下面以節點i要為節點j的傳輸鏈路I (i，j)分配時隙和子信道， 來滿足鏈路的流量需求為例進行說明，步驟如下
I.節點i為鏈路I (i, j)估計數據流量需求D (i, j) (units),其中Iunit代表一個子信道在一個時隙所傳輸的數據量。節點i發現無線介質空閒且持續時間到達Tidle時，發送RTA報文，RTA報文包含源地址(節點i)，目的地址(節點j)。發送RTA報文時，用最低速率，使在節點i幹擾範圍內的所有節點能夠收到RTA報文。
2.節點j收到RTA報文，等待SIFS時間，發送CTA報文，CTA報文包含源地址(節點j)，目的地址(節點i)，第一輸出表Qtjut (j，t, s)和第二輸出表Qtjut (j，t)。發送CTA報文時，用最低速率，使在節點j幹擾範圍內的所有節點能夠收到CTA報文。
3.節點i收到CTA報文，利用自己的第一接收表Qin(i, t, s),第二接收表Qin(i, t) 和收到的第一輸出表Qtjut (j，t, s)，第二輸出表QtjutU, t)的信息，使用算法Algorithml給鏈路I (i，j)分配時隙和子信道，得到鏈路I (i，j)的時隙和子信道分配表X (i，j, t，s)。節點i從集合10，1，...，Wann-II中隨機選擇一個延時量Wmd，等待SIFS+WmdXTANN時間後，廣播ANN報文，ANN報文包含源地址(節點i)，目的地址(節點j)和鏈路I (i，j)的分配表 X(i，j，t，s)。發送ANN報文時，用最低速率，使在節點i幹擾範圍內的所有節點能夠收到 ANN報文。所有收到ANN報文的節點，更新節點信息以節點k為例，使用算法Algorithm2 更新第一接收表Qin(k, t, s),第二接收表Qin(k, t),第一輸出表Qtjut (k, t, s)。
具體地，算法Algorithml給鏈路l(i，j)分配時隙和子信道的過程為
I)首先從時隙I開始依次往後查找可用時隙(若第二接收表Qin(i，t)和第二輸出 ^Qout(j,t)都不等於1，則表明時隙t可用)。
2)若時隙t可用，從子信道I開始依次往後查找時隙t上的可用子信道，(若第一接收表Qin(i，t，s)和第二接收表Qwt (j，t，s)都等於0，則表明時隙t和子信道s可用)。
3)若數據流量需求D(i，j)大於零，並且時隙t和子信道s可用。則把時隙t和子信道s分配給鏈路I (i，j):分配表X(i，j，t，s)記為I。同時把第二接收表Qin(i，t)記為 1，並把數據流量需求0(1，」_)減I。
4)只要數據流量需求D (i，j)大於0，重複以上步驟，直到數據流量需求D (i，j)等於零(即分配的所有時隙和子信道能支持鏈路I (i，j)的流量需求)，鏈路l(i，j)的分配結束。
4.節點j收到ANN報文，從集合{0，1，...，Wann-I)中隨機選擇一個延時量Wrnd,等待SIFS+WmdXTANN時間後，廣播ANN報文，ANN報文包含源地址(節點j)，目的地址(節點 1)，和鏈路1(1，」)的分配表X(i，j，t，s)。發送ANN報文時，用最低速率，使在節點j幹擾範圍內的所有節點能夠收到ANN報文。所有收到ANN報文的節點，更新節點信息以節點k 為例，使用算法Algorithm〗更新第一接收表Qin(k, t, s),第二接收表Qin(k, t),第一輸出表 Qout (k, t, S)。
算法Algorithm〗更新表格第一接收表Qin(k, t, s)，第二接收表Qin(k, t),第一輸出表QratG^tj)的具體過程包括
I)如果節點k的地址是ANN報文的目的地址並且還是鏈路I (i，j)的接收節點地址。那麼對所有時隙t，只要分配表X(i，j，t，s)是1，則把第二接收表Qin(k，t)記為I。
2)如果ANN報文的源地址是鏈路I (i，j)的發送節點地址，那麼對所有時隙t和子信道s,只要分配表X(i, j, t, s)是I,則把第一輸出表Qtjut (k, t, s)記為I。
3)如果ANN報文的源地址是鏈路I (i，j)的接收節點地址。那麼對所有時隙t和子信道s，只要分配表X(i，j，t，s)是1，則把第一接收表Qin(k，t, s)記為I。
5.執行步驟6和步驟7若干遍，具體次數根據需要自由確定。
6.節點i收到ANN報文，從集合{0，1，...，Wann-I)中隨機選擇一個延時量Wrnd,等待SIFS+WmdXTANN時間後，廣播ANN報文，ANN報文包含源地址(節點i)，目的地址(節點 」)，和鏈路1(1，」)的分配表X(i，j，t，s)。發送ANN報文時，用最低速率，使在節點i幹擾範圍內的所有節點能夠收到ANN報文。所有收到ANN報文的節點，更新節點信息以節點k 為例，使用算法Algorithm〗更新第一接收表Qin(k, t, s),第二接收表Qin(k, t),第一輸出表 Qout (k, t, S)。
7.節點j收到ANN報文，從集合{0，1，...，Wann-I)中隨機選擇一個延時量Wrnd,等待SIFS+WmdX Tann時間後，廣播ANN報文，ANN報文包含源地址(節點j)，目的地址(節點i)，和鏈路l(i，j)的分配結果表X(i，j，t，s)。發送ANN報文時，用最低速率，使在節點 j幹擾範圍內的所有節點能夠收到ANN報文。所有收到ANN報文的節點，更新節點信息以節點k為例,使用算法Algorithm〗更新第一接收表Qin(k, t, s),第二接收表Qin (k, t),第一輸出表 Qtjut (k, t, s)。
下面結合具體例子對本發明作進一步的描述，但該實施例不應理解為對本發明的限制。請參閱圖3，顯示為本發明的一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法的信道帶寬調節過程示例圖。
如圖2和圖3所示，在A、B、C、D四個節點組成的單射頻OFDMA網絡中，節點A要為鏈路L (A、B)分配時隙和子信道，節點D要為鏈路L (D、C)分配時隙和子信道。操作過程如下
I、節點A競爭到信道，它發送一個RTA報文給節點B。節點B收到RTA報文。節點 C和節點D感知到無線介質繁忙，保持靜默。
2、節點B收到RTA報文後，發送一個CTA報文，節點A和節點C收到CTA報文。節點C保持靜默。節點D感知到無線介質繁忙，保持靜默。
3、節點A收到CTA報文後，根據CTA報文中的內容，為鏈路L (A、B)分配時隙和子信道，然後廣播一個ANN報文。節點B收到ANN報文，根據ANN報文的信息對自己的相關信息進行更新。節點C和節點D感知到無線介質繁忙，保持靜默。
4、節點B收到ANN報文後，廣播一個ANN報文。節點A和節點C收到ANN報文，根據ANN報文的信息對自己的相關信息進行更新。節點D感知到無線介質繁忙，保持靜默。5、節點A收到ANN報文後，廣播一個ANN報文。節點B收到ANN報文，根據ANN報文的信息對自己的相關信息進行更新。節點C和節點D感知到無線介質繁忙，保持靜默。
6、節點B收到ANN報文後，廣播一個ANN報文。節點A和節點C收到ANN報文，根據ANN報文的信息對自己的相關信息進行更新。節點D感知到無線介質繁忙，保持靜默。
7、節點D等無線介質空閒時間達到接入延時間隔後，競爭到信道，它發送一個RTA 報文給節點C。節點C收到RTA報文。節點A和節點B感知到無線介質繁忙，保持靜默。
8、節點C收到RTA報文，發送一個CTA報文。節點D和節點B收到CTA報文。節點B保持靜默。節點A感知到無線介質繁忙，保持靜默。
9、節點D收到CTA報文後，根據CTA報文中的內容，為鏈路L (D、C)分配時隙和子信道，然後廣播一個ANN報文。節點C收到ANN報文，根據ANN報文的信息對自己的相關信息進行更新。節點A和節點B感知到無線介質繁忙，保持靜默。
10、節點C收到ANN報文後，廣播一個ANN報文。節點B和節點D收到ANN報文， 根據ANN報文的信息對自己的相關信息進行更新。節點A感知到無線介質繁忙，保持靜默。
11、節點D收到ANN報文後，廣播一個ANN報文。節點C收到ANN報文，根據ANN 報文的信息對自己的相關信息進行更新。節點A和節點B感知到無線介質繁忙，保持靜默。
12、節點C收到ANN報文後，廣播一個ANN報文。節點B和節點D收到ANN報文， 根據ANN報文的信息對自己的相關信息進行更新。節點A感知到無線介質繁忙，保持靜默。
益效果
吞吐量。
覽度。
綜上所述，本發明的一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，達到了以下有1、本發明可以通過選擇一定數量的子信道方便地動態調節信道帶寬，提高網絡的2、本發明不要求信道頻譜連續，而且信道帶寬的調節步長可以小至一個子信道的3、本發明中單個射頻可以同時和多個節點通信。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，其特徵在於，包括以下步驟 SI，為網絡中所有節點分別建立表明時隙和子信道是否可用的第一接收表和第一輸出表、表明時隙是否可用的第二接收表和第二輸出表； S2，為發送節點和接收節點之間的鏈路分配時隙和子信道的發送節點為鏈路設定一數據流量需求，所述發送節點在無線介質空閒時間達到接入延時間隔時，向接收節點發送包含源地址和目的地址的RTA報文； S3，接收節點在收到所述RTA報文後，等待一短幀間隔之後，向所述發送節點返回包含源地址、目的地址以及接收節點中的第一輸出表和第二輸出表的CTA報文； S4，發送節點在收到所述CTA報文後，根據發送節點中的第一接收表、第二接收表和接收到的接收節點中的第一輸出表和第二輸出表，獲得為發送節點和接收節點之間的鏈路分配時隙和子信道的分配表，將包含源地址、目的地址以及所述分配表的ANN報文進行廣播；S5,接收節點以及其它可收到發送節點所發送的ANN報文的節點在接收到所述ANN報文後，對各自節點中的第一接收表、第一輸出表以及第二接收表進行更新；同時所述接收節點將包含源地址、目的地址以及所述分配表的ANN報文進行廣播； S6，所述發送節點以及其它可收到接收節點所發送的ANN報文的節點在接收到所述ANN報文後，對各自節點中的第一接收表、第一輸出表以及第二接收表進行更新，同時所述發送節點廣播ANN報文； S7，所述接收節點以及其它可收到發送節點所發送的ANN報文的節點在接收到所述ANN報文後，對各自節點中的第一接收表、第一輸出表以及第二接收表進行更新，同時所述接收節點廣播ANN報文。
2.根據權利要求I所述的無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，其特徵在於，在步驟SI中 所述第一接收表為Qin(i，t, s);第一接收表取值為O,表明時隙和子信道可用；第一接收表取值為1，表明時隙和子信道不可用，已被分配給一條接收節點在節點i幹擾範圍內的鏈路； 所述第一輸出表為Qtjut (i, t, s);第一輸出表取值為O,表明時隙和子信道可用；第一輸出表取值為1，表明時隙和子信道不可用，已被分配給一條發送節點在節點i幹擾範圍內的鏈路； 所述第二接收表為Qin(i，t);第二接收表取值為O，表明時隙可用；第二接收表取值為1，表明時隙不可用，已被分配給一條接收節點為節點i的鏈路； 所述第二輸出表為Qtjut (i，t);第二輸出表取值為O,表明時隙可用；第二輸出表取值為1，表明時隙不可用，已被分配給一條發送節點為節點i的鏈路； 其中I彡t彡Tm，I彡s彡W，i為任一節點，t為時隙，W為子信道總數，s為子信道，Tm為最大時隙。
3.根據權利要求I所述的無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，其特徵在於，在步驟S2中，所述接入延時間隔為1^=25肌+1^+(2%-1) XTann ;其中，Tidle為接入延時間隔，SIFS為短幀間隔，Tslot為時隙長度，Wann為隨機發送延時窗口，Tann為ANN報文的長度。
4.根據權利要求I所述的無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，其特徵在於，在步驟S4中，為發送節點和接收節點之間的鏈路分配時隙和子信道的分配表的獲得過程包括以下步驟 S4-1，從時隙I開始依次往後查找可用時隙，若發送節點的第二接收表和接收節點的第二輸出表都等於O，則表明時隙可用； S4-2，若時隙可用，從子信道I開始依次往後查找時隙上的可用子信道，若發送節點的第一接收表和接收節點的第一輸出表都等於O,則表明時隙和子信道可用； S4-3，若數據流量需求大於零，並且時隙和子信道可用，則把時隙和子信道分配給鏈路，即分配表輸出為I ;同時把發送節點的第二輸出表記為1，並把數據流量需求減I ; S4-4，若數據流量需求大於O，重複以上步驟，直到數據流量需求等於零，即分配的所有時隙和子信道支持鏈路的流量需求，鏈路的分配結束。
5.根據權利要求I所述的無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，其特徵在於，在步驟S4和步驟S6中，所述發送節點在從集合{O，I,. . .，WANN-1}中隨機選擇一個延時量，等待SIFS+ffrndXTMN時間後，再廣播ANN報文；在步驟S5和步驟S7中，所述接收節點在從集合{O，1，...，Wann-II中隨機選擇一個延時量，等待SIFS+WmdXTANN時間後，再廣播ANN報文；其中，Wann為隨機發送延時窗口，SIFS為短幀間隔，Wmd為延時量，Tann為ANN報文的長度。
6.根據權利要求I所述的無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，其特徵在於，所述發送節點在發送RTA報文或ANN報文時，使用使在發送節點幹擾範圍內的所有節點能夠收到RTA報文或ANN報文的發送速率。
7.根據權利要求I所述的無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，其特徵在於，所述接收節點在發送CTA報文或ANN報文時，使用使在接收節點幹擾範圍內的所有節點能夠收到CTA報文或ANN報文的發送速率。
8.根據權利要求I所述的無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，其特徵在於，在步驟S5至步驟S7中 第一接收表更新的過程為如果ANN報文的源地址是鏈路的接收節點地址，那麼對所有時隙和子信道，若分配表輸出I，則把第一接收表更新為I ; 第一輸出表更新的過程為如果ANN報文的源地址是鏈路的發送節點地址，那麼對所有時隙和子信道，若分配表輸出I，則把第一輸出表更新為I ; 第二接收表更新的過程為如果收到ANN報文的節點的地址是ANN報文的目的地址並且還是鏈路的接收節點地址，那麼對所有時隙，若分配表輸出1，則把第二接收表更新為I。
9.根據權利要求I所述的無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，其特徵在於，重複步驟S6至步驟S7至少一次。
全文摘要
本發明提供一種無線mesh網絡信道帶寬動態調節的方法，包括以下步驟S1，為節點建立第一接收表、第一輸出表、第二接收表和第二輸出表；S2，發送節點在達到接入延時間隔時，向接收節點發送RTA報文；S3，接收節點向發送節點返回CTA報文；S4，發送節點廣播包含分配表的ANN報文；S5，收到ANN報文的節點對各自節點中的第一接收表、第一輸出表以及第二接收表進行更新；S6，收到接收節點所發送的ANN報文的節點對各自節點中的第一接收表、第一輸出表以及第二接收表進行更新；S7，收到發送節點所發送的ANN報文的各節點對各自節點中的第一接收表、第一輸出表以及第二接收表進行更新。本發明可以動態地調節信道帶寬。
文檔編號H04W72/12GK102984709SQ20121051465
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者王旭東, 黃鵬飛 申請人:上海交通大學