CN104581954A - 信道调度方法和无线通信设备 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种自组织子网中的主节点分布式地进行的信道调度方法和无线通信设备。该方法包括：响应于新建自组织子网，由新建的自组织子网中的主节点初始地选择多个无线信道中的第一无线信道作为该自组织子网的工作信道，其中，所述多个无线信道包括专用于传输优先数据的优先无线信道和除了所述优先无线信道之外的非优先无线信道；由主节点监测和维持所述多个无线信道的共信道干扰指示值；响应于该自组织子网的工作信道切换到第二无线信道的要求，由主节点根据所维持的共信道干扰指示值来进行所述信道切换，其中，所述自组织子网的工作信道用于所述自组织子网中的主节点和/或从节点的通信，其中，所述自组织子网是通过区域密钥来限定的区域受限网络。

Description

信道调度方法和无线通信设备

技术领域

本发明涉及本发明一般涉及无线通信领域，且更具体地涉及在自组织子网环境下的分布式的信道调度方法和无线通信设备。

背景技术

在使用密集无线信道的情况下，在2.4G通信技术的WiFi802.11b/g或者WiFi-Direct环境下，一般办公常用的频带不重叠的信道为，第一信道（2412MHz），第六信道（2437MHz），第十一信道（2462MHz），而在正在发展的5G通信技术中，存在5.725～5.825GHz的4个可用信道。随着共享同一信道的移动设备的数量的增加，这些移动设备之间产生的共信道干扰也增加。当需要高效传输重要数据时，该信道上的数据传输性能可能得不到保证。

在2007年08月23公开的另一公开的Floyd Backs,Gary Vacon,et al.的题为“Program for distributed channel selection,power adjustment and loadbalancing decision in a wireless network”的美国专利申请公开US2007195721A1中，公开了一种在接入点端进行自动信道选择的方法，从而使得信道利用率最大化。在该申请中，对进行集中管理的接入点设备进行功率控制从而使得多个接入点设备可以共用同一个信道，减少彼此覆盖网络间的干扰，但是这需要额外的冗余信道来进行点对点直连，且这种点对点直连需要通过接入点设备来集中完成。

在2010年3月9授权的Nanda et al.的题为“Distributed HierarchicalScheduling in an Ad Hoc Network”的美国专利专利US7676236B2中，公开了一种信道调度方式，其中，各个设备节点每个可以探测来自周边节点的干扰，并形成信道干扰列表，并维护该信道干扰列表，并通过专门的调度设备集中地根据这些信道干扰列表来进行各个设备节点的信道调度。

在2011年10月04日授权的题为Young Han Kim,Min Su Kang,SoongsilUniversity Research Consortium的“Channel management method and channelselection method for wireless node in wireless ad-hoc network”的美国专利US8031664(B2)中公开了一种信道管理方法和信道选择方法用于对一个无线节点进行：在某一干扰范围内进行干扰均衡的信道选择；这种信道选择基于某一信道分配概率。

但是，以上现有技术都只涉及由接入点设备或独立设备对无线信道的集中式信道调度，而均未解决在自组织子网环境下的分布式的信道调度的需求，且需要在自组织子网环境下尽可能利用已有资源来进行分布式的信道调度的技术。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种自组织子网中的主节点分布式地进行的信道调度方法，包括以下步骤：响应于新建自组织子网，由新建的自组织子网中的主节点初始地选择多个无线信道中的第一无线信道作为该自组织子网的工作信道，其中，所述多个无线信道包括专用于传输优先数据的优先无线信道和除了所述优先无线信道之外的非优先无线信道；由主节点监测和维持所述多个无线信道的共信道干扰指示值；响应于该自组织子网的工作信道切换到第二无线信道的要求，由主节点根据所维持的共信道干扰指示值来进行所述信道切换，其中，所述自组织子网的工作信道用于所述自组织子网中的主节点和/或从节点的通信，其中，所述自组织子网是通过区域密钥来限定的区域受限网络。

根据本发明的另一方面，提供一种自组织子网中的无线通信设备，包括以下：

信道选择模块，被配置为响应于新建自组织子网，初始地选择多个无线信道中的第一无线信道作为该自组织子网的工作信道的装置，其中，所述多个无线信道包括专用于传输优先数据的优先无线信道和除了所述优先无线信道之外的非优先无线信道；监测模块，被配置为监测和维持所述多个无线信道的共信道干扰指示值的装置；信道切换模块，被配置为响应于该自组织子网的工作信道切换到第二无线信道的要求，根据所维持的共信道干扰指示值来进行所述信道切换的装置，其中，所述自组织子网的工作信道可用于所述自组织子网中的所有无线通信设备的通信；其中，所述自组织子网是通过区域密钥来限定的区域受限网络。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个实施例的自组织子网中的主节点进行的信道调度方法的流程图。

图2A是示出根据图1的信道调度方法所应用的自组织子网的环境示意图。

图2B是示出根据图1的信道调度方法所应用的场景示意图。

图3A是示出根据图1的信道调度方法中在初始化、监测和维持共信道干扰指示值以及从节点加入的情况下的一个具体例子的示例流程图。

图3B是示出图3A所示的信道调度方法的在初始化、监测和维持共信道干扰指示值以及从节点加入的情况下的场景示意图。

图3C是示出根据图1的信道调度方法的在信道切换的情况下的示例流程图。

图3D是示出根据图1的信道调度方法的在信道切换的情况下的场景示意图。

图4是示出根据本发明的另一实施例的无线设备的方框图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

首先，对本公开中提到的术语进行说明。

本公开中提到的“受限区域”或“区域受限网络”指的是可以通过物理方式人为控制和任意调节其范围的唯一界定的区域或网络。在该受限区域内的认证无线移动设备之间可以通过已有的无线通信方式互相通信，而该受限区域内的认证无线移动设备不能与未认证无线移动设备以及该受限区域外的其他无线移动设备进行通信。受限区域的例子包括但不限于通过一个或多个红外线发射器发射的红外线交集来唯一界定的区域、通过一个或多个灯光发射器发射的光线交集来唯一界定的区域（其中，该灯光发射器发射的光线应具有良好的指向性，优选地是发光二极管（Light Emitting Diode，LED）的光）、通过一个或多个微波发射器发射的微波交集来唯一界定的区域、近场通信（Near Field Communication,NFC）技术的受限区域、其他信号覆盖的受限区域等等。可见，受限区域是一个物理层的概念。

本公开中提到的“区域密钥”用于唯一地界定一个受限区域，其可以从一个或多个区域密钥发射器发射，其中，该区域密钥发射器可以是红外线发射器、灯光（优选地，LED）发射器、微波发射器等等，该区域密钥可以由红外线携带、由灯光携带、由微波携带等等。该区域密钥可以包括区域标识符（Identifier，ID）、随机密钥、时间戳、和/或其他信息等信息。区域密钥中的区域ID信息可以用来唯一地界定一个受限区域，其通常是预先设定且固定不变的。之后，将举例利用斐波那契数列（Fibonacci Sequence）来生成这种区域ID来更详细地说明如何利用这种区域ID来唯一地界定一个受限区域。但是利用区域ID来唯一地界定一个受限区域的方式不限于该斐波那契数列方式。区域密钥中的随机密钥可以用于在安全通信期间嵌入PTK和GTK的计算（以下将描述）中。该随机密钥可以由用于发射区域密钥的区域密钥发射器来定期或不定期产生。在产生随机密钥的同时还可以记录当时的时间戳，而该时间戳也可以被包括在区域密钥中。

在本公开中，使用“节点”来指代移动设备。本公开中提到的“主节点”指的是能够管理其他节点的移动设备，其进行如下动作中的一种或多种：监测其他移动设备进入受限区域，对进入受限区域的其他移动设备进行认证，监测其他移动设备离开受限区域等等。本公开中提到的“从节点”指的是除了作为主节点的移动设备以外的其他移动设备。

其他的具体的关于“受限区域”或“区域受限网络”以及主节点的生成、从节点的认证、主节点和从节点的加入、离开等等的描述可以参考同一申请人的于2013年2月22日提交于中国专利局的未决中国专利申请号201310056656.0，在此将其引用附于此，在此不赘述。

图1是示出根据本发明的一个实施例的自组织子网中的主节点进行的信道调度方法的流程图。

如图1所示，图1中的自组织子网中的主节点进行的信道调度方法100包括：步骤S101，响应于新建自组织子网，由新建的自组织子网中的主节点初始地选择多个无线信道中的第一无线信道作为该自组织子网的工作信道，其中，所述多个无线信道包括专用于传输优先数据的优先无线信道和除了所述优先无线信道之外的非优先无线信道；步骤S102，由主节点监测和维持所述多个无线信道的共信道干扰指示值；步骤S103，响应于该自组织子网的工作信道切换到第二无线信道的要求，由主节点根据所维持的共信道干扰指示值来进行所述信道切换，其中，所述自组织子网的工作信道用于所述自组织子网中的主节点和/或从节点的通信。所述自组织子网是通过区域密钥来限定的区域受限网络。

在本实施例中，初始地选择自组织子网的工作信道、监测和维持所有无线信道的共信道干扰指示值、根据所维持的共信道干扰指示值来进行信道切换的步骤都是通过该自组织子网中的主节点来进行的，而不需要额外的接入点设备（Access Point设备，AP设备）。其次，如果存在多个自组织子网，可以由每个自组织子网中的主节点分布式地监测和维护共信道干扰指示值，而不需要增加额外的接入点设备来统一地监测和维护共信道干扰指示值。而且该主节点还能够根据所维持的共信道干扰指示值来进行自己的自组织子网的工作信道的信道切换，这样可以以自组织子网为单位来管理自己的自组织子网中的所有设备（包括主节点和从节点）的通信信道，这样可以将信道的调度的动作分布到各个自组织子网的主节点上，从而提高信道的调度的效率，还可以充分利用已有的硬件资源，从而节约成本。

在一个实施例中，所述响应于信道切换的要求，由主节点根据所维持的共信道干扰指示值来进行所述信道切换的步骤S103可以包括：响应于从非优先无线信道切换到优先无线信道的要求，所述主节点切换到其共信道干扰指示值低于第一预定阈值的优先无线信道；响应于从优先无线信道切换到非优先无线信道的要求，所述主节点切换到具有最小共信道干扰指示值的或其共信道干扰指示值低于第二预定阈值的非优先无线信道。

关于如何监测和维持共信道干扰指示值的方法可以在同一申请人在2013年7月26日向中国专利局提交的未决中国专利申请201310319684.7中找到，在此将其引用附于此，而不赘述。

当然，在步骤101中，也可以通过上述方式来初始地选择多个无线信道中的第一无线信道作为该自组织子网的工作信道，即通过选择其共信道干扰指示值低于第一预定阈值的优先无线信道，否则选择具有最小共信道干扰指示值的或其共信道干扰指示值低于第二预定阈值的非优先无线信道。

在一个实施例中，如果所述主节点确定不存在其共信道干扰指示值低于第一预定阈值的优先无线信道，则经过预定时间后进行确定是否存在其共信道干扰指示值低于第一预定阈值的优先无线信道的步骤。

在一个实施例中，所述主节点可以以预定周期来监测多个无线信道的共信道干扰指示值。该预定周期例如是10秒、20秒……等等。

该信道调度方法100还可以包括：步骤S104（未示出），响应于从节点进入所述自组织子网，由所述主节点从所述从节点接收所述从节点所维持的多个无线信道的共信道干扰指示值，作为所述主节点维持的当前共信道干扰指示值。这样，在主节点未到达监测共信道干扰指示值的周期时，可以直接从新加入的从节点处接收该从节点维持的共信道干扰指示值，从而获得尽可能当前且更准确的共信道干扰指示值。

在一个实施例中，在存在多个自组织子网的情况下，通过除了所述多个无线通信信道以外的独立信道向各个自组织子网发送各自的区域密钥的时刻可以是同步的。在这种情况下，可以利用该同步的时刻来校准多个自组织子网的一些动作的时刻，例如，信道切换等等。该独立信道可以是例如外部的红外信号的信道。所以相比于普通WiFi***中的周期性Beacon机制，可以非常精确地同步向各个自组织子网发送各自的区域密钥的时刻，并进一步校准多个自组织子网的一些动作的时刻，例如，信道切换等等。例如，在一些自组织子网需要进行信道切换时，可以从向各个自组织子网发送各自的区域密钥的时刻开始，由需要进行信道切换的自组织子网中的主节点延迟各自不同的延迟时间来进行监测所述多个无线信道的共信道干扰指示值的步骤和根据所监测的共信道干扰指示值来进行所述信道切换的步骤。这样可以避免多个自组织子网中的主节点同时切换到某一无线信道的冲突，导致该无线信道负荷太大的情况，相反，这可以是的需要信道切换的主节点延迟不同的延迟时间，并在一些主节点切换了信道之后，才监测当前的共信道干扰指示值，从而得到各个无线信道的更准确的当前负荷和干扰，进而更准确地进行是否进行信道切换或切换到哪个信道的步骤。这还将在之后的随机退后的机制中消息介绍。

该信道调度方法100还可以包括：步骤S105（未示出），响应于从节点进入所述自组织子网，由所述主节点认证所述从节点，以便认证后的所述从节点使用该自组织子网的工作信道来进行通信。可以通过许多方式来进行这种认证，例如，通过主节点比较当前从该从节点接收的信号中的区域密钥与主节点当前存储的区域密钥是否相同，如果相同，则认证通过，如果不同，则认证不通过。当然，这种方式仅是示例，本领域技术人员还可以构思其他认证方式。

该信道调度方法100还可以包括：步骤S106（未示出），响应于主节点要监测所述多个无线信道的共信道干扰指示值，暂停或减少所述自组织子网中的从节点在该自组织子网的无线信道上的通信活动。这样做，可以防止主节点在监测多个无线信道的共信道干扰指示值时，受到其自己的自组织子网中的各个从节点之间的在自己的工作信道上进行通信而引起的噪声干扰，从而防止如下情况：主节点错误地将自己的工作信道的共信道干扰指示值监测为很大，从而误认为需要将其自己的当前工作信道切换为其他信道，导致不停地切换信道。

因此，根据本发明的各个实施例，可以在自组织子网环境下尽可能利用已有资源、高效地且准确地来进行分布式的信道调度。

图2A是示出根据图1的信道调度方法所应用的自组织子网的环境示意图。

如图2A所示，存在四个自组织子网（Organized Wireless Group，OWG）1、2、3、4。每个自组织子网可以是基于WiFi-Direct的P2P（Peer-to-Peer）子网，也能是一个Ad-hoc子网簇、受限区域网络等等。通常，每个子网中可以含有一个主节点和0个或多个从节点。

在每一个自组织子网中，通常，主节点维持子网会话和子网内部各个节点间的连接；当一个子网中的从节点离开该子网时，主节点删除该离开的从节点在子网内部的一切连接信息并通知同一子网内部的其他从节点；当主节点离开时，一个新的主节点在从节点中产生，并且离开的主节点需要移交所有主节点信息和功能给新的主节点。各个自组织子网中的各个节点需要一个无线通信信道来进行通信、广播等等动作。根据本发明的各个实施例，每个自组织子网1、2、3、4中的各自的主节点可以自行进行信道调度，例如初始地选择工作信道、监测和维持一些或所有无线信道的共信道干扰指示值、以及在需要进行信道切换的时候进行信道切换，而无需要单独存在的接入点设备或其他管理设备来管理这种信道调度，从而可以实现在自组织子网环境下尽可能利用已有资源、高效地且准确地来进行分布式的信道调度。

图2B是示出根据图1的信道调度方法所应用的场景示意图。

如图2B所示，首先，可以确定专用于传输优先数据的一个或多个优先无线信道（例如，图2B中的B类信道，该B类信道通常为低干扰信道或者为无干扰信道，被特别预留用于需要临时高速数据需求或者将当前工作信道受极大干扰的子网切换到B类信道上）以及除了优先无线信道以外的非优先无线信道（例如，图2B中的A类信道，即在该A类信道上允许高的共信道干扰存在，也即允许很多自组织子网共享该信道）。

在根据本发明的主节点分布式进行信道调度的情况下，每当由主节点初始形成一个自组织子网（或区域受限网络）时，该主节点根据一定的规则首先选择一个工作信道。随后，其他从节点可能加入同一子网中。该一定的规则将会在以下详细描述。实际地，在稳定的***中可能存在很多自组织子网，其中有些子网工作在同一信道上。在A类信道中，当有子网处于严重共信道干扰时，该子网中的主节点可能将其调度或切换为B类信道，从而获得通信效果的改善。例如，如图2B所示，两个子网被切换工作到B类信道上。在某些条件下，工作在B类信道下的子网也需要由主节点切换回到高干扰的A类信道上。该信道切换的过程还将在以下详细描述。

注意，在本公开中提及的“调度”（可包括“分配”、“切换”等等）、“分配”、“切换”等等是对整个子网“调度”、“分配”、“切换”信道，而不是对某个单独的移动设备分配信道，即，在“调度”、“分配”、“切换”整个子网的信道之后，整个子网内部的所有移动设备（包括主节点和从节点）都可以在该“调度”、“分配”、“切换”的信道上进行数据传输，包括两者的通信、向不定主体广播等等。

至于A类信道和B类信道（非优先信道和优先信道）的示例的划分方式和准则，可以通过以下来确定专用于传输优先数据的优先无线信道：从所有可用无线信道中找到其利用率小于第一预定阈值的一个或多个无线信道，作为所述一个或多个优先无线信道。而无线信道的利用率可以用如下中的至少一个来确定：无线信道的频谱利用率；无线信道的共信道干扰指示值；无线信道的接入设备的数目；在该无线信道上的平均丢包率。关于这一点，还可以参考同一申请人在2013年7月26日向中国专利局提交的未决中国专利申请201310319684.7，在此将其引用附于此，且不赘述。

图3A是示出根据图1的信道调度方法中在初始化、监测和维持共信道干扰指示值以及从节点加入的情况下的一个具体例子的示例流程图。

假设：每个移动节点都会在启动时监测周围环境中的多个无线信道的各自的共信道干扰，随后在某个时刻，该移动节点可能加入某一区域受限子网，例如本公开中提到的自组织子网。这样一来，周围环境中的多个无线信道的各自的共信道干扰的情况可以被维持在每个分布式的移动节点处，而不需要单独的例如接入点设备或其他管理设备来维持，这样可以提高资源的利用率、也提高了处理速度。

成为一个自组织子网的主节点可以基于一定规则自主地选择信道和切换信道。例如但不作为限制，该一定规则可以是例如：

如图3A所示，在步骤S301中，例如，在一个移动节点成为一个自组织子网的主节点（也称为该主节点建立了一个自组织子网）时，可以扫描和感测划分为A类和B类的所有无线信道的共信道干扰指示值，以形成共信道干扰指示值的表，如果在B类信道中感测的一个B类优先信道的共信道干扰指示值低于第一预定阈值、例如V_th1，则可以优先使用该B类信道作为该自组织子网的工作信道。其中，可以将V_th1取为背景中的环境干扰，例如一个很小的量值，例如用8比特表示的情况下的00000010₂（下标2表示二进制数值），在该情况下，可以保证在B类优先信道上一次只被一个自组织子网占用，因为只要B类优先信道被一个自组织子网占用，其共信道干扰指示值肯定大于背景的环境干扰值，因此其他自组织子网确定该B类优先信道不可用，因此不会选择（或之后的切换到）该B类信道上。当然，该V_th1的取值仅是示例，本领域技术人员可以构思其他取值来实现不同目的。

否则，在步骤S302中，主节点可以将A类信道中是否具有最小共信道干扰指示值的或其共信道干扰指示值低于第二预定阈值V_th2的一个A类非优先信道，作为该自组织子网的工作信道。再次注意，所述自组织子网的工作信道可以用于所述自组织子网中的该主节点和/或将来可能加入的从节点的通信。

然后，在步骤S303中，从节点（当然，此时可能还未称为从节点，可以称为移动节点）也可以经常对多个无线信道进行感测，来得到各个无线信道的共信道干扰指示值，在该从节点进入由该主节点建立的该自组织子网时（例如，通过从节点是否接收到该自组织子网广播的特定区域密钥等等方式来确定是否进入了该自组织子网），从节点可以向主节点请求加入该自组织子网。

然后，在步骤S304中，主节点可以响应这个加入请求。

此时可能地，在步骤S305中，从节点可能在此时扫描和感测所有无线信道（包括Ａ类信道或Ｂ类信道）的共信道干扰指示值。注意，主节点和从节点扫描和感测、或称监测所有无线信道（包括Ａ类信道或Ｂ类信道）的共信道干扰指示值的周期可能不同。

并在步骤S306中，在主节点通过例如认证区域密钥等方式来允许该从节点加入之后，从节点可以将其扫描和感测到的这些共信道干扰指示值直接发送给该自组织子网中的主节点。这样可以在主节点还没有到达要监测共信道干扰指示值的周期的情况下使得主节点获得尽可能当前且更准确的共信道干扰指示值。

然后，在步骤S307中，主节点将周期性地（例如，以10秒、20秒等为周期）监测所有无线信道的共信道干扰指示值。

并且，在监测的时刻，在步骤S308中，主节点可以通知在其自组织子网中的所有从节点此时暂停或减少在该自组织子网的无线信道上的通信活动，达预定时间段（例如10毫秒等等）。这样做，可以防止主节点在监测多个无线信道的共信道干扰指示值时，受到其自己的自组织子网中的各个从节点之间的在自己的工作信道上进行通信而引起的噪声干扰，从而防止如下情况：主节点错误地将自己的工作信道的共信道干扰指示值监测为很大，从而误认为需要将其自己的当前工作信道切换为其他信道，导致不停地切换信道。

然后，在步骤S309中，从节点在该暂停或减少通信活动的预定时间段过去之后，可以恢复其通信活动。

在步骤S310中，主节点可以在下一个监测周期时监测共信道干扰指示值，并更新其所维持的共信道干扰指示值的表。

也就是说，具体地，该主节点可以包括两个功能：（1）主节点初始化选择信道并接受其他从节点的加入；（2）主节点监测、维护和更新DCIT表。

上述功能（1）可以具体包括步骤301、302、303、304、306。功能（2）可以具体包括步骤307、308、309、310。

顺带提及，主节点可以维持分布式的共信道干扰指示值的表（DistributedChannel Interference Table，DCIT），例如下表1所示，其指明了具体哪一个信道上的当前的共信道干扰指示值（Co-channel Interference Indication Value，CIIV）的大小（下表1中的信道1、6和11仅是示例而非限制）。

表1

信道	Ch#1	Ch#6	Ch#11
				CIIV	x	y	z

共信道干扰指示值CIIV表示实时测量的一个信道的共信道干扰的大小。共信道干扰指示值可以通过如下步骤来计算：计算使用一个具体无线信道中的各个移动设备的共信道干扰值；以及使用相应的加权因子对所计算的各个共信道干扰值进行加权平均，以得到所述具体无线信道的共信道干扰指示值。共信道干扰值可以通过使用该同一无线信道的各个移动设备的实时丢包率、平均传输时延、无线传输路径损耗中的一个或多个来计算。当然，还可以使用其他参数来计算一个无线信道的共信道干扰指示值，这是公知的技术，在此不赘述。

在一个实施例中，可以将共信道干扰指示值CIIV进行8比特的归一化，得到一个对应的8比特值（例如在00000000₂和11111111₂之间（其中，下标2代表二进制数值），以便于在无线通信中的比特传输。

CIIV的检测方法很多，可以采用不同的参量来计算，主要表示环境中的实时监测的共信道干扰。CIIV的计算方法还可以参考2012年07月19日公开的题为“INTERFERENCE MEASUREMENT METHOD AND APPARATUSFOR USER EQUIPMENT HAVING MULTIPLE HETEROGENEOUSCOMMUNICATION MODULES IN WIRELESS5COMMUNICATIONSYSTEM”的美国专利申请US20120182896A1以及在同一申请人于2013年5月14日向中国专利局提交的未决中国专利申请201310176417.9中找到，在此将其引用附于此，而不赘述。

这样，可以在自组织子网环境下通过各个自组织子网的主节点来分布式地进行监测共信道干扰指示值的动作，且可以在从节点加入自组织子网时向主节点发送从节点所监测或维持的更新的共信道干扰指示值，来使得主节点尽可能地维持当前的共信道干扰指示值，从而使得日后的信道切换能够更准确。

图3B更直观地描述了图3A所示的信道调度方法的在初始化、监测和维持共信道干扰指示值以及从节点加入的情况下的场景示意图。

如图3B所示，显示了一个子网（以自组织子网20-1为例）中的主节点监测和维持共信道干扰指示值以及从节点加入的过程。该过程中，移动节点102-1首先被激活（例如，被启动、或被打开自组织子网功能等等），随后移动节点102-1实时监测所有无线信道的共信道干扰指示值CIIV，并且获得如图3B中的表60的DCIT表。基于此表60，该移动节点102-1可以基于一定规则来选择一个B类信道或一个A类信道为其工作信道，并建立该子网20-1，且该移动节点102-1作为该子网20-1的主节点。其后，从节点（如103-1）可以加入由主节点102-1创建的子网20-1。另外，在从节点103-1加入子网20-1时，可以由从节点103-1向主节点102-1报告其自己当前监测和维持的DCIT表。同理，子网20-2也有类似的过程。然后，主节点102-1和102-2都可以周期性地监测所有无线信道的共信道干扰指示值CIIV值来更新其维持的DCIT表。

图3C是示出根据图1的信道调度方法的在信道切换的情况下的示例流程图。

图3C流程图可以包括了三个层面的意思：1、基于外部区域密钥的行为协调；2、基于预监测和随机后退的子网间信道切换的竞争机制；3、非对称的两类信道之间切换（A类到B类和类B到类A可以遵循不同的规则）。

具体地，响应于一个子网从A类信道切换到B类信道（400）的要求，可以进行如下步骤：

步骤401:某一A类信道中工作的自组织子网受到某种外部条件（即，从A类信道切换到B类信道的要求）激发，从而启动一个信道切换过程。该外部条件可能是：1、有实时大数据或优先数据要求传输；2、当前工作信道被重度干扰；3、其他。

步骤402:该自组织子网的主节点监测B类信道池中的所有信道的共信道干扰指示值CIIV。

步骤403:主节点通过以上监测结果判断B类信道的可用性（通常可以通过判断其共信道干扰指示值是否低于第一预定阈值）。

步骤404:如果无可用B类信道，则主节点等待下一个监测共信道干扰指示值CIIV的周期（可由当前时间向后延迟若干用于收发区域密钥的时间段）。即，如果所述主节点确定不存在其共信道干扰指示值低于第一预定阈值的优先无线信道，则经过预定时间后进行确定是否存在其共信道干扰指示值低于第一预定阈值的优先无线信道的步骤。

步骤405:如果有可用B类信道，则主节点准备将该自组织子网的工作信道切换到该可用B类信道（可选地，在下一次收发区域密钥时来调整该切换的定时，因为在存在多个自组织子网的情况下，向各个自组织子网发送各自的区域密钥的时刻被设置为同步的）。

步骤406:随机退后。即，从向各个自组织子网发送各自的区域密钥的时刻开始，由需要进行信道切换的自组织子网中的主节点延迟各自不同的延迟时间来进行监测所述多个无线信道的共信道干扰指示值的步骤。该步骤用于避免多个A类信道中工作的自组织子网同时切换到某一可用B类信道。

步骤407:监测确认。在该步骤中，主节点可以根据所监测的共信道干扰指示值来再次决定是否进行所述信道切换的步骤。该步骤用于确认在上述步骤405中找到的可用B类信道是否依然可用，如果不可用，则可以采取步骤406中的随机退后方法，取消这一次的切换，而等待下一次可能的切换。

步骤408:如果在步骤S407中确认还存在可用B类信道，主节点将该自组织子网的工作信道切换到该可用的B类信道上。

具体地，响应于一个子网从B类信道切换到A类信道（500），可以进行如下步骤：

步骤501:某一B类信道中工作的自组织子网受到某种外部条件（即，从B类信道切换到A类信道的要求）激发，从而启动一个信道切换过程。该外部条件可能为：1、实时大数据（或优先数据）传输结束；2、计时器到时；3、其他。

步骤502:该自组织子网的主节点监测A类信道池中的所有信道。

步骤503:主节点选择A类信道池中具有最小共信道干扰指示值的或其共信道干扰指示值低于第二预定阈值的A类信道,并且主节点直接使得该自组织子网从B类信道切换到A类信道上工作。

这样，可以在自组织子网环境下通过各个自组织子网的主节点来分布式地进行各自的自组织子网的工作信道的切换动作，无论是从A类信道切换到B类信道还是从B类信道切换到A类信道，都可以更准确和高效地进行该切换。

图3D是示出根据图1的信道调度方法的在信道切换的情况下的场景示意图。

图3D更直观地表示了一个动态的信道切换过程。初始地，该图3D示出了一个相对稳定的子网工作状态，其中子网1工作在信道11上，子网2和5工作在信道1上，子网3和4工作在信道6上。可能地，在某一时刻，工作在B类信道11上的子网1被激发进行信道切换（参见图3C的过程），则该子网1监测和选择、A类信道池中当前共信道干扰最小或低于第二预定阈值的A类信道，然后切换到该A类信道。而，当一个B类信道可用后，在A类信道上工作的子网则有机会切换过去，具体地需要存在切换到B类信道的要求（这种要求见图3C中的步骤S401和步骤S501的描述）。在需要切换的同时，可能有多个子网竞争切换到某一可用的B类信道上，这种冲突避免的方法是随机退后和监测确认机制（见图3C中的步骤S406和步骤S407的描述）。

注意，可选地，区域密钥的收发的时刻（即区域密钥周期）可以用来同步受限区域内部的各个节点的行为，比如信道切换、监测时刻、随机退后、监测确认的起点等等。

另外，本发明的各个实施例还可以适用于层次自组织子网的情况，即，一个自组织子网的覆盖范围包括了另一个或多个自组织子网，其中，该另一个或多个自组织子网中的各个节点所接收的区域密钥既包括自己的自组织子网的区域密钥还包括该上一层自组织子网的区域密钥。在这种情况下，如果需要进行信道调度和切换，本发明的各个实施例也适用。

图4是示出根据本发明的另一实施例的无线设备400的方框图。

该自组织子网中的无线通信设备400包括以下：信道选择模块401，被配置为响应于新建自组织子网，初始地选择多个无线信道中的第一无线信道作为该自组织子网的工作信道的装置，其中，所述多个无线信道包括专用于传输优先数据的优先无线信道和除了所述优先无线信道之外的非优先无线信道；监测模块402，被配置为监测和维持所述多个无线信道的共信道干扰指示值的装置；信道切换模块403，被配置为响应于该自组织子网的工作信道切换到第二无线信道的要求，根据所维持的共信道干扰指示值来进行所述信道切换的装置。所述自组织子网的工作信道可用于所述自组织子网中的主节点和/或节点的通信。所述自组织子网是通过区域密钥来限定的区域受限网络。

在一个实施例中，该无线通信设备400还可以包括：接收设备（未示出），被配置为响应于另一无线通信设备进入所述自组织子网，从所述另一无线通信设备的监测模块接收所述另一无线通信设备所维持的多个无线信道的共信道干扰指示值，作为所述无线通信设备维持的当前共信道干扰指示值。

在一个实施例中，该无线通信设备400还可以包括：认证模块（未示出），被配置为响应于另一无线通信设备进入所述自组织子网，认证所述另一无线通信设备，以便认证后的所述另一无线通信设备在该自组织子网的工作信道上进行通信。

在一个实施例中，所述信道切换模块403可以被配置为：响应于从非优先无线信道切换到优先无线信道的要求，切换到其共信道干扰指示值低于第一预定阈值的优先无线信道；响应于从优先无线信道切换到非优先无线信道的要求，切换到具有最小共信道干扰指示值的或其共信道干扰指示值低于第二预定阈值的非优先无线信道。

在一个实施例中，所述信道切换模块403可以被配置为：如果所述信道切换模块确定不存在其共信道干扰指示值低于第一预定阈值的优先无线信道，则经过预定时间后进行确定是否存在其共信道干扰指示值低于第一预定阈值的优先无线信道的步骤。

在一个实施例中，在存在多个自组织子网的情况下，向各个自组织子网发送各自的区域密钥的时刻可以是同步的。从向各个自组织子网发送各自的区域密钥的时刻开始，监测模块402可以延迟各自不同的延迟时间来进行监测所述多个无线信道的共信道干扰指示值的步骤和根据所监测的共信道干扰指示值来进行所述信道切换的步骤。

在一个实施例中，所述监测模块402可以被配置为：响应于要监测所述多个无线信道的共信道干扰指示值，暂停或减少所述自组织子网中的其他无线通信设备在该自组织子网的无线信道上的通信活动。

这样，可以在自组织子网环境下通过各个自组织子网的一个无线通信设备来分布式地进行各自的自组织子网的工作信道的切换动作，无论是从非优先类信道切换到优先类信道还是从优先类信道切换到非优先类信道，都可以更准确和高效地进行该切换。还可以防止主节点在监测多个无线信道的共信道干扰指示值时，受到其自己的自组织子网中的各个从节点之间的在自己的工作信道上进行通信而引起的噪声干扰。此外，还可以进一步避免多个自组织子网同时切换到某一可用信道的冲突。

注意，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。

本公开中涉及的器件、装置、设备、***的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、***。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

本公开中的步骤流程图以及以上方法描述仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照给出的顺序进行各个实施例的步骤。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意顺序进行以上实施例中的步骤的顺序。诸如“其后”、“然后”、“接下来”等等的词语不意图限制步骤的顺序；这些词语仅用于引导读者通读这些方法的描述。此外，例如使用冠词“一个”、“一”或者“该”对于单数的要素的任何引用不被解释为将该要素限制为单数。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

以上所述的方法的各个操作可以通过能够进行相应的功能的任何适当的手段而进行。该手段可以包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于电路、专用集成电路（ASIC）或处理器。

可以利用被设计用于进行在此所述的功能的通用处理器、数字信号处理器（DSP）、ASIC、场可编程门阵列信号（FPGA）或其他可编程逻辑器件（PLD）、离散门或晶体管逻辑、离散的硬件组件或者其任意组合而实现或进行所述的各个例示的逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但是作为替换，该处理器可以是任何商业上可获得的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合，多个微处理器、与DSP核协作的一个或多个微处理器或任何其他这样的配置。

结合本公开描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入在硬件中、处理器执行的软件模块中或者这两种的组合中。软件模块可以存在于任何形式的有形存储介质中。可以使用的存储介质的一些例子包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、快闪存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬碟、可移动碟、CD-ROM等。存储介质可以耦接到处理器以便该处理器可以从该存储介质读取信息以及向该存储介质写信息。在替换方式中，存储介质可以与处理器是整体的。软件模块可以是单个指令或者许多指令，并且可以分布在几个不同的代码段上、不同的程序之间以及跨过多个存储介质。

在此公开的方法包括用于实现所述的方法的一个或多个动作。方法和/或动作可以彼此互换而不脱离权利要求的范围。换句话说，除非指定了动作的具体顺序，否则可以修改具体动作的顺序和/或使用而不脱离权利要求的范围。

所述的功能可以按硬件、软件、固件或其任意组合而实现。如果以软件实现，功能可以作为一个或多个指令存储在切实的计算机可读介质上。存储介质可以是可以由计算机访问的任何可用的切实介质。通过例子而不是限制，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟存储、磁碟存储或其他磁存储器件或者可以用于携带或存储指令或数据结构形式的期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他切实介质。如在此使用的，碟（disk）和盘（disc）包括紧凑盘（CD）、激光盘、光盘、数字通用盘（DVD）、软碟和蓝光盘，其中碟通常磁地再现数据，而盘利用激光光学地再现数据。

因此，计算机程序产品可以进行在此给出的操作。例如，这样的计算机程序产品可以是具有有形存储（和/或编码）在其上的指令的计算机可读的有形介质，该指令可由一个或多个处理器执行以进行在此所述的操作。计算机程序产品可以包括包装的材料。

软件或指令也可以通过传输介质而传输。例如，可以使用诸如同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线（DSL）或诸如红外、无线电或微波的无线技术的传输介质从网站、服务器或者其他远程源传输软件。

此外，用于进行在此所述的方法和技术的模块和/或其他适当的手段可以在适当时由用户终端和/或基站下载和/或其他方式获得。例如，这样的设备可以耦接到服务器以促进用于进行在此所述的方法的手段的传送。或者，在此所述的各种方法可以经由存储部件（例如RAM、ROM、诸如CD或软碟等的物理存储介质）提供，以便用户终端和/或基站可以在耦接到该设备或者向该设备提供存储部件时获得各种方法。此外，可以利用用于将在此所述的方法和技术提供给设备的任何其他适当的技术。

其他例子和实现方式在本公开和所附权利要求的范围和精神内。例如，由于软件的本质，以上所述的功能可以使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些的任意的组合执行的软件实现。实现功能的特征也可以物理地位于各个位置，包括被分发以便功能的部分在不同的物理位置处实现。而且，如在此使用的，包括在权利要求中使用的，在以“至少一个”开始的项的列举中使用的“或”指示分离的列举，以便例如“A、B或C的至少一个”的列举意味着A或B或C，或AB或AC或BC，或ABC（即A和B和C）。此外，措辞“示例的”不意味着描述的例子是优选的或者比其他例子更好。

可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本公开的和权利要求的范围不限于以上所述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。

Claims (10)

1.一种自组织子网中的主节点分布式地进行的信道调度方法，包括以下步骤：

响应于新建自组织子网，由新建的自组织子网中的主节点初始地选择多个无线信道中的第一无线信道作为该自组织子网的工作信道，其中，所述多个无线信道包括专用于传输优先数据的优先无线信道和除了所述优先无线信道之外的非优先无线信道；

由主节点监测和维持所述多个无线信道的共信道干扰指示值；

响应于该自组织子网的工作信道切换到第二无线信道的要求，由主节点根据所维持的共信道干扰指示值来进行所述信道切换，其中，所述自组织子网的工作信道用于所述自组织子网中的主节点和/或从节点的通信，

其中，所述自组织子网是通过区域密钥来限定的区域受限网络。

2.根据权利要求1的信道调度方法，其中，所述响应于信道切换的要求，由主节点根据所维持的共信道干扰指示值来进行所述信道切换的步骤包括：

响应于从非优先无线信道切换到优先无线信道的要求，所述主节点切换到其共信道干扰指示值低于第一预定阈值的优先无线信道；

响应于从优先无线信道切换到非优先无线信道的要求，所述主节点切换到具有最小共信道干扰指示值的或其共信道干扰指示值低于第二预定阈值的非优先无线信道。

3.根据权利要求2的信道调度方法，其中，

如果所述主节点确定不存在其共信道干扰指示值低于第一预定阈值的优先无线信道，则经过预定时间后进行确定是否存在其共信道干扰指示值低于第一预定阈值的优先无线信道的步骤。

4.根据权利要求1的信道调度方法，还包括：

响应于从节点进入所述自组织子网，由所述主节点从所述从节点接收所述从节点所维持的多个无线信道的共信道干扰指示值，作为所述主节点维持的当前共信道干扰指示值。

5.根据权利要求1的信道调度方法，其中，在存在多个自组织子网的情况下，通过除了所述多个无线通信信道以外的独立信道向各个自组织子网发送各自的区域密钥的时刻是同步的，以及

其中，从向各个自组织子网发送各自的区域密钥的时刻开始，由需要进行信道切换的自组织子网中的主节点延迟各自不同的延迟时间来进行监测所述多个无线信道的共信道干扰指示值的步骤和根据所监测的共信道干扰指示值来进行所述信道切换的步骤。

6.根据权利要求1的信道调度方法，还包括：

响应于从节点进入所述自组织子网，由所述主节点认证所述从节点，以便认证后的所述从节点使用该自组织子网的工作信道来进行通信。

7.根据权利要求1的信道调度方法，还包括：

响应于主节点要监测所述多个无线信道的共信道干扰指示值，暂停或减少所述自组织子网中的从节点在该自组织子网的无线信道上的通信活动。

8.一种自组织子网中的无线通信设备，包括以下：

信道选择模块，被配置为响应于新建自组织子网，初始地选择多个无线信道中的第一无线信道作为该自组织子网的工作信道的装置，其中，所述多个无线信道包括专用于传输优先数据的优先无线信道和除了所述优先无线信道之外的非优先无线信道；

监测模块，被配置为监测和维持所述多个无线信道的共信道干扰指示值的装置；

信道切换模块，被配置为响应于该自组织子网的工作信道切换到第二无线信道的要求，根据所维持的共信道干扰指示值来进行所述信道切换的装置，其中，所述自组织子网的工作信道可用于所述自组织子网中的所有无线通信设备的通信；

其中，所述自组织子网是通过区域密钥来限定的区域受限网络。

9.根据权利要求8的无线通信设备，还包括：

接收设备，被配置为响应于另一无线通信设备进入所述自组织子网，从所述另一无线通信设备的监测模块接收所述另一无线通信设备所维持的多个无线信道的共信道干扰指示值，作为所述无线通信设备维持的当前共信道干扰指示值。

10.根据权利要求8的无线通信设备，还包括：

认证模块，被配置为响应于另一无线通信设备进入所述自组织子网，认证所述另一无线通信设备，以便认证后的所述另一无线通信设备在该自组织子网的工作信道上进行通信。