CN104093173B - 一种基于mesh网络的无线信道分配方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于MESH网络的无线信道分配方法。本发明公开了一种基于WLAN网络上下行非对称无线链路状态下的接入、漫游优化方法,在不更改AP与STA空口标准消息流程的基础上，通过在AP侧进行优化，完全解决了STA长时间处于死链接状态的问题，大大提升了在复杂WLAN组网环境下，STA的切换效率，以及STA数据业务的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线信道技术，尤其涉及一种基于MESH网络的无线信道分配方法。
背景技术
目前，较常见的MESH网络，为了提高无线网络整体的业务流量，通常预先静态规划多个不同的信道工作组，例如：参见图1所示，假设在任一区域内存在七个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；通常在网络规划中，将基站1、基站2和基站3规划在一个工作组内，并共同使用信道A进行通信；将基站4和基站5规划在一个工作组内，并共同使用信道B进行通信；将基站6和基站7规划在一个工作组内，并共同使用信道C进行通信，这样该区域内有效的工作信道就有三条，即信道A、信道B和信道C，因此，相比于使用单一的工作信道，业务流量就能够提升3倍以上；如果MESH基站数目继续提升，规划的工作信道数目随着基站数目的提升也再提升，业务流量提升幅度还会进一步增加，然而，这种静态规划多信道的工作模式，在基站都处于静态或者半静态状态下时，能够很简单的实现通信且效率很高，但是，一旦基站处于移动状态，那么静态规划的工作信道便无法有效的进行工作，例如，参见图2所示，一旦基站移动后，基站1与基站2和基站3之间的距离变长，从而无法建立无线连接，而其它基站由于静态信道规划产生的信道割裂，无法与基站1建立无线连接，因此，MESH网络中的中继功能也无法生效，基站1和基站2与基站3之间处于无线失联状态，从而导致该网络规划失败。在支持移动模式的MESH网络中，为了避免上述的网络规划失败，使MESH网络的中继特性生效，在一个MESH网络区域内所有基站一般规划共同使用一条工作信道，这样会避免由于MESH基站的移动出现的信道割裂。然而，使用一条工作信道， 虽然解决了MESH网络区域内的基站联通问题，但是业务流量却大幅降低，因此，当遇到业务流量较大或者对业务Qos（服务和质量）要求较高的应用，单一信道的MESH网络就不能满足需求。
综上所述，现有无线信道分配方法，使用多信道时，当MESH网络中存在移动的基站时，会出现基站之间无线失联的情况，而使用单一信道时，又无法满足业务流量较大或者对业务Qos要求较高的应用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术所存在的缺陷，提供一种无线信道分配方法，确保MESH网络联通性的同时，提升MESH网络的无线传输容量。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于MESH网络的无线信道分配方法,包括如下步骤
对无线信道进行划分，划分后的无线信道包括一条控制信道和多条数据传输信道；所述控制信道用于源基站和目标基站之间的信令传输信道，所述多条数据传输信道作为备选数据传输信道用于数据的传输；
当源基站接收到上层应用发送的数据发送请求后，通过所述控制信道向目标基站发送RTS数据发送请求信令，并根据NAV列表，选择当前负荷最轻的数据传输信道作为备选数据传输信道，同时携带所述备选数据传输信道；
当目标基站接收到源基站发送的RTS数据发送请求信令后，根据本地NAV列表，判断RTS信元中携带的所述备选数据传输信道是否可用，若可用，向源基站应答CTS允许数据传输信令，并切换到所述备选数据传输信道，等待接收源基站的业务数据；
当源基站接收到目标基站的CTS允许数据传输确认信令，源基站和目标基站确认将所述备选数据传输信道作为当前正式的数据传输信道，源基站从所述控制信道切换到当前正式的数据传输信道；
源基站向目标基站发送Data业务数据，目标基站接收来自源基站的Data业务数据，当目标基站判断数据接收完毕后，将Data业务数据上传至上层应用，同时通过当前的数据传输信道向源基站发送DataRsp数据应答，当源基站接收到目标基站发送的DataRsp数据应答后，认为数据传输已经成功，将所述数据传送信道切换到所述控制信道。
还包括源基站在信令缓存区搜索缓存信令的步骤，并将缓存信令通过所述控制信道发送至目标基站。
还包括源基站在业务数据缓存区搜索缓存的业务数据的步骤，若有缓存的业务数据，启动业务数据发送流程。
还包括目标基站在信令缓存区搜索缓存信令的步骤，并将缓存信令通过所述控制信道发送至源基站。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：由于本发明规划有一条控制信道和多条数据传输信道，使用时，所有MESH基站都预先共同使用一条控制信道，这类似于单一信道的MESH网络，从而可以很好的解决移动MESH中的各个基站之间的联通问题，另外，大流量的业务数据传输依靠数据信道完成，而控制信道只传输流量要求较低的控制信令和数据传输的协商信令，这样大流量的业务数据完全均匀分布在预先规划的多条数据传输信道中传输，从而又保证了移动MESH网络中的业务传输带宽，因此，大大优于传统的多信道规划方法。
附图说明
图1为现有技术中静态网络框架图。
图2为现有技术中动态网络框架图。
图3为本发明数据发送流程图。
图4为本发明数据接收流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参见图3和图4所示，本发明的一种基于MESH网络的无线信道分配方法,包括如下步骤：
对无线信道进行划分，划分后的无线信道包括一条控制信道和多条数据传输信道；所述控制信道用于源基站和目标基站之间的信令传输信道，所述多条数据传输信道作为备选数据传输信道用于数据的传输；
当源基站接收到上层应用发送的数据发送请求后，通过所述控制信道向目标基站发送RTS数据发送请求信令，并根据NAV列表，选择当前负荷最轻的数据传输信道作为备选数据传输信道，同时携带所述备选数据传输信道；
当目标基站接收到源基站发送的RTS数据发送请求信令后，根据本地NAV列表，判断RTS信元中携带的所述备选数据传输信道是否可用，若可用，向源基站应答CTS允许数据传输信令，并切换到所述备选数据传输信道，等待接收源基站的业务数据；
当源基站接收到目标基站的CTS数据传输确认信令后，源基站和目标基站确认将所述备选数据传输信道作为当前正式的数据传输信道，源基站从所述控制信道切换到当前正式的数据传输信道；
源基站向目标基站发送Data业务数据，目标基站接收来自源基站的Data业务数据，当目标基站判断数据接收完毕后，将Data业务数据上传至上层应用，同时通过当前的数据传输信道向源基站发送DataRsp数据应答，当源基站接收到目标基站发送的DataRsp数据应答后，认为数据传输已经成功，将所述数据传送信道切换到所述控制信道。
还包括源基站在信令缓存区搜索缓存信令的步骤，并将缓存信令通过所述控制信道发送至目标基站。
还包括源基站在业务数据缓存区搜索缓存的业务数据的步骤，若有缓存的业务数据，启动业务数据发送流程。
还包括目标基站在信令缓存区搜索缓存信令的步骤，并将缓存信令通过所述控制信道发送至源基站。
另外，本发明还提供一种信道分配装置，包括：数据链路模块101、调度管理模块102、无线信道管理模块103、小区逻辑管理模块104和安全管理模块105；
其中：数据链路模块101用于传输数据协议帧头的添加和解析，作用在于保证数据传输按序投递，同时保证数据的可靠传输；
调度管理模块102用于信令的转发和存储、数据传输功率的控制、数据传输速率的控制、数据传输带宽分配时序的控制；
无线信道管理模块103用于将无线信道划分成控制信道和数据传输信道，控制信道的数量为一条，数据传输信道的数量为多条，在数据发送时，根据数据传输信道的NAV来选择当前负荷最轻的信道作为当前数据传输信道；
小区逻辑管理模块104用于根据MESH网络的节点密度来动态控制小区半径，作用在于保证各节点间数据高速可靠传输的同时，对周围无线设备的干扰较小；
安全管理模块105用于通过节点身份验证和信令完整性保护，来禁止非法用户的接入。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (4)
1.一种基于MESH网络的无线信道分配方法,其特征在于，包括如下步骤：
对无线信道进行划分，划分后的无线信道包括一条控制信道和多条数据传输信道；所述控制信道用于源基站和目标基站之间的信令传输信道，所述多条数据传输信道作为备选数据传输信道用于数据的传输；
当源基站接收到上层应用发送的数据发送请求后，通过所述控制信道向目标基站发送RTS数据发送请求信令，并根据NAV列表，选择当前负荷最轻的数据传输信道作为备选数据传输信道，同时携带所述备选数据传输信道；
当目标基站接收到源基站发送的RTS数据发送请求信令后，根据本地NAV列表，判断RTS信元中携带的所述备选数据传输信道是否可用，若可用，向源基站应答CTS允许数据传输确认信令，并切换到所述备选数据传输信道，等待接收源基站的业务数据；
当源基站接收到目标基站的CTS允许数据传输确认信令，源基站和目标基站确认将所述备选数据传输信道作为当前正式的数据传输信道，源基站从所述控制信道切换到当前正式的数据传输信道；
源基站向目标基站发送Data业务数据，目标基站接收来自源基站的Data业务数据，当目标基站判断数据接收完毕后，将Data业务数据上传至上层应用，同时通过当前的数据传输信道向源基站发送DataRsp数据应答，当源基站接收到目标基站发送的DataRsp数据应答后，认为数据传输已经成功，将所述数据传送信道切换到所述控制信道。
2.根据权利要求1所述的无线信道分配方法，其特征在于：还包括源基站在信令缓存区搜索缓存信令的步骤，并将缓存信令通过所述控制信道发送至目标基站。
3.根据权利要求1所述的无线信道分配方法，其特征在于：还包括源基站在业务数据缓存区搜索缓存的业务数据的步骤，若有缓存的业务数据，启动业务数据发送流程。
4.根据权利要求1所述的无线信道分配方法，其特征在于：还包括目标基站在信令缓存区搜索缓存信令的步骤，并将缓存信令通过所述控制信道发送至源基站。
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