CN107846692A - 一种无线Mesh网络的扫频方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出无线Mesh网络的扫频方法，每个资源块包含固定数量子载波，所述方法包括：将自组网节点的射频频带范围划分为多个频带单元，每个频带单元执行扫频步骤：a，轮询各个AGC档位，每个档位执行以下轮询操作：间隔固定时间取一段K点时域数据，共收集多段并计算平均功率，K＝P+Q，P为当前频带单元包含的子载波总数，Q为保护间隔数量；b，如果所有AGC档位对应的平均功率均没有出现数据饱和，则选取噪声系数最小的档位，如果有AGC档位对应的平均功率出现数据饱和，则去掉该档位，从剩余档位中选取平均功率最大的档位；c，对选取的AGC档位的K点时域数据做K点FFT转换到频域，根据有效的P点频域数据计算当前频带单元中每个资源块的噪声干扰功率。

Description

一种无线Mesh网络的扫频方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线Mesh网络的扫频方法。
背景技术
无线Mesh网络是一种新型的无线宽带接入网络，不同于传统无线网络，具有支持移动性、易于迅速展开等特点，是一种大容量、高速率、覆盖范围广的网络。网络中每个节点都能发送和接收信号，每个节点都能与一个或者多个对等节点直接通信。无线Mesh网络应用越来越广泛，可以应用于偏远地区，远程医疗，安全监控，交通监测，军队战场通讯***等方面。
目前Mesh自组网节点没有自带的扫频功能，如果随机的选择一个频带进行工作，当该频段有干扰存在时，会影响整个网络的覆盖以及业务的流畅性，尤其是存在强干扰时影响更大；如果用专门的扫频仪，需要携带额外的设备，增加携带负担。
发明内容
为了解决背景技术提出的问题，本发明提出一种无线Mesh网络的扫频方法和装置，该方法包括：
所述无线Mesh网络的每个资源块包含固定数量的子载波，将自组网节点的射频频带范围划分为多个频带单元，针对每个频带单元，执行以下扫频步骤：
步骤a，轮询各个AGC档位，每个AGC档位均执行以下轮询操作：间隔固定时间取一段K点时域数据，共收集多段K点时域数据并计算平均功率，K为P与Q之和，P为当前频带单元包含的子载波总数，Q为保护间隔数量；
步骤b，如果所有AGC档位对应的平均功率均没有出现数据饱和，则选取噪声系数最小的AGC档位，如果有AGC档位对应的平均功率出现数据饱和，则去掉该AGC档位，从剩余AGC档位中选取平均功率最大的档位；
步骤c，对选取的AGC档位的K点时域数据做K点FFT转换到频域，根据有效的P点频域数据计算当前频带单元中的每个资源块的噪声干扰功率。
优选的，上述方法还包括：根据所有频带单元的所有资源块的噪声干扰功率，从所述射频频带范围中选择一段多个资源块组成的频带作为自组网节点的工作频带。
优选的，上述步骤c中，利用历史值对所述噪声干扰功率进行平滑。进一步的，可以采用以下滤波公式进行平滑：Pni＝HistoryPow*(1-x)+CurrentPow*x，其中HistoryPow是历史值，CurrentPow是当前瞬时测量值，x是滤波因子，滤波后的结果Pni做为下一次滤波的历史值，滤波因子可以选择1/8，历史值占7/8。
优选的，自组网节点的所述射频频带范围的子载波间隔为15kHz，每个资源块包含12个子载波，对所述射频频带范围进行划分时，每18M划分为一个频带单元，最后一个频带单元小于或等于18M。
本发明在自组网节点自身增加扫频功能，不增加额外的设备开销。在自组网节点正式工作前，可以先开机对所支持的工作频带进行扫频，通过显示所有资源块的干扰情况，选择比较干净的一段频带后，再开始组网，可以明显提升节点间的流量，保证业务的流畅，覆盖尽可能远。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的扫频过程的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的扫频过程如图1所示，下面将详细说明。假设自组网节点支持的射频频带范围为600～636MHz，子载波间隔是15kHz，每12个子载波是一个资源块，每个资源块是12*15k＝180kHz。***最大支持一次扫频18M，则本实施例按照18MHz一个频带单元对射频频带范围进行划分，一次扫频100个资源块，整个射频频带范围划分成2个频带单元。(也可以按照其他资源块粒度扫描，如果一次扫50个资源块，那么频带单元就是50*180k＝9MHz)。
对于每个频带单元，按照步骤a～步骤c执行扫频：
步骤a，分别轮询三个AGC(自动增益控制)档位，三个档位记作0、1、2，其中0档对应的链路增益为-19dB，噪声系数为NF0，1档对应的链路增益为16dB，噪声系数为NF1，2档对应的链路增益为37dB，噪声系数为NF2，NF0>NF1>NF2，每个AGC档位执行以下轮询操作：在当前AGC档位持续10ms，间隔5ms取1段2048点时域数据，则10ms可以收集2段2048点时域数据，对2段2048点时域数据求平均，再对求平均后的2048点计算平均功率，记作Pow(Freq，AGC)。这里，2048点是和频带单元的大小对应的。由于18M的频带单元包含100个资源块，即包含1200个有效子载波，还需要848个保护间隔，所以总共取2048点时域数据。
步骤b，将三个AGC档位的平均功率Pow(Freq，AGC)从大到小进行排序，如果三个档位均没有出现数据饱和(即超过给定位宽的表示范围)，那么选择噪声系数最小的档位2；如果有AGC档位出现数据饱和，那么去掉出现数据饱和的AGC档位，从剩余AGC档位中选择平均功率最大的档位。
步骤c，将选择的档位中对应的2048点时域数据做2048点FFT转换到频域，取有效的1200点(对应当前频带单元中的1200个子载波)，索引为0～599和1448～2047。由1200点计算当前频带单元的100个资源块的噪声干扰功率Pni：每12个子载波的功率求和得到一个资源块的Pni，共得到100个资源块的Pni。这里，如果射频频带范围不是18M的整数倍，则最后一个频带单元小于等于18M，需要计算噪声干扰功率的RB个数＝floor(FreqBandRange-(FreqNum-1)*18)/0.18)。
为了防止瞬时测量值波动，可以用历史值对噪声干扰功率进行平滑，滤波公式一般是Pni＝HistoryPow*(1-x)+CurrentPow*x，其中HistoryPow是历史值，CurrentPow是当前瞬时测量值，x是滤波因子，表示当前瞬时测量值占的比重，滤波后的结果Pni做为下一次滤波的历史值，滤波因子可以选择1/8，历史值占7/8。
本实施例最终得到200个资源块的噪声干扰功率，这些噪声干扰功率可以准确的反应出来哪段频带存在干扰，为自组网节点工作频带的选择提供有利的依据，通常是从这200个资源块中选择一段比较干净的频带作为自组网节点的工作频带。例如，***支持的带宽有100/80/50/40/20个资源块，如果找不到连续100个资源块的较干净频带，那么就寻找80个资源块的频带，以此类推。
本发明方法可以支持的扫频信号强度范围与档位的增益以及噪声***NF有关，本实施例充分利用了自组网节点的不同AGC档位信息，支持的扫频信号强度范围为-114dbm～13dBm。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种无线Mesh网络的扫频方法，所述无线Mesh网络的每个资源块包含固定数量的子载波，其特征在于，所述方法包括：
将自组网节点的射频频带范围划分为多个频带单元，针对每个频带单元，执行以下扫频步骤：
步骤a，轮询各个AGC档位，每个AGC档位均执行以下轮询操作：间隔固定时间取一段K点时域数据，共收集多段K点时域数据并计算平均功率，K为P与Q之和，P为当前频带单元包含的子载波总数，Q为保护间隔数量；
步骤b，如果所有AGC档位对应的平均功率均没有出现数据饱和，则选取噪声系数最小的AGC档位，如果有AGC档位对应的平均功率出现数据饱和，则去掉该AGC档位，从剩余AGC档位中选取平均功率最大的档位；
步骤c，对选取的AGC档位的K点时域数据做K点FFT转换到频域，根据有效的P点频域数据计算当前频带单元中的每个资源块的噪声干扰功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所有频带单元的所有资源块的噪声干扰功率，从所述射频频带范围中选择一段多个资源块组成的频带作为自组网节点的工作频带。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述步骤c中，利用历史值对所述噪声干扰功率进行平滑。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用以下滤波公式对所述噪声干扰功率进行平滑：
Pni＝HistoryPow*(1-x)+CurrentPow*x，其中HistoryPow是历史值，CurrentPow是当前瞬时测量值，x是滤波因子，滤波后的结果Pni做为下一次滤波的历史值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：X＝1/8。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述射频频带范围的子载波间隔为15kHz，每个资源块包含12个子载波，对所述射频频带范围进行划分时，每18M划分为一个频带单元，最后一个频带单元小于或等于18M。
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