CN101447914A - 一种多信道调度方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多信道调度方法，包括：第一网络节点确定一段时间内与第二网络节点之间的数据流量，比较数据流量与预先设置的当前同步对数目对应的门限；当数据流量大于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步建立门限，则通过向第二网络节点发送同步建立请求建立至少一个与第二网络节点的同步对；当数据流量小于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步断开门限，则通过向第二网络节点发送同步断开通知断开至少一个与第二网络节点的同步对；当前同步对数目对应的同步建立门限大于当前同步对数目对应的同步断开门限。本发明还公开了一种多信道调度系统及网络节点。本发明确保在一段时间内进行大数据量传输的两个节点之间持续的数据传输。

Description

一种多信道调度方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种多信道调度方法、系统及装置。

背景技术

网格(Mesh)网络已成为通信领域业界和学术界研究的热点，这种网络可以与多种宽带无线接入技术如802.11、802.16、802.20及3G移动通信等技术相结合，组成一个含有多跳无线链路的无线网状网络。这种无线网状网络可以大大增加无线系统的覆盖范围，同时可以提高无线系统的带宽容量以及通信可靠性，是一种非常有发展前途的宽带无线接入技术。

图1为现有的Mesh网络架构图。如图1所示，Mesh网关通过有线链路与英特网(Internet)相连(如图中实线所示)，终端节点与Mesh节点、Mesh节点与Mesh网关及Mesh节点之间通过无线链路相连(如图中虚线所示)，形成一种网格状的网络。在各无线链路中，某些无线链路，特别是靠近Mesh网关的无线链路的数据流量大，这些无线链路称为主干链路(backbone link)，如图中粗虚线所示。主干链路的数据传输质量直接关系到Mesh网络的整体性能。

Mesh网络的单信道媒体接入控制(MAC，Medium Access Control)协议主要基于载波侦听多址接入/冲突检测(CSMA/CA，Carrier SenseMulti-Access/Collision Avoidance)接入方式，Mesh网络的多信道MAC协议相比于单信道MAC协议设计上更加复杂。由于多信道系统中的网络节点在某一时刻只能处于某个信道，而无法侦听到其它信道的信号，因此，多信道MAC协议中的信道分配显得尤其重要。

现有的一种应用于自组织网络中的基于时隙和种子的信道跳跃(SSCH，Slotted Seeded Channel Hopping)算法通过各节点的信道切换，使需要通信的邻节点信道重叠，不通信的邻节点信道分离，从而利用频率分集提高了网络容量。在此，邻节点是指不需要经过多跳，可以通过无线链路直接进行通信的两个节点。

以802.11a协议为例，在5GHz频段有13个正交信道，每个节点可在这13个信道间进行切换。图2为现有SSCH算法的时隙结构，如图2所示，SSCH算法针对信道调度，规定了特殊的时隙结构：信道切换的间隔为10ms，称为一个时隙(Slot)；4个时隙组成一个40ms的子周期(Sub-cycle)；13个子周期再加上一个10ms的校验时隙(Parity Slot)组成一个530ms的完整调度周期(Cycle)。

每个时隙中信道的调度信息用4组(x_i，a_i)表示，其中i是时隙编号，且i＝1，...，4；x_i是第i个时隙的信道，且x_i＝0，1，...，12；a_i是第i个时隙的种子，且a_i＝1，2，...，12。

每个节点根据如下信道调度决策进行信道调度(其中，mod是取余数运算)：

x_i′←(x_i+a_i)mod 13   i＝1，...，4。(1)

图3为现有SSCH算法中信道切换的示意图。如图3所示，在每个时隙到来时，节点就利用公式(1)根据上个子周期该时隙的信道x_i和种子a_i计算出当前的信道x_i’。例如：在第k个子周期中，时隙3的调度信息(x₃，a₃)＝(10，4)，那么在第(k+1)的子周期，时隙3的信道x₃＝(10+4)mod 13＝1，种子a₃不变。

各个节点周期性地广播当前的调度信息，从而使其它的节点了解自身的调度情况。在某个10ms时隙中，如果若干个邻节点的信道相同，那么它们之间就可以相互通信。在通信过程中，各节点可以根据数据传输的需要，对每个时隙的调度信息进行修改。例如，某一节点为向一邻节点A发送数据，将某一时隙的调度信息修改为与该邻节点的该时隙相同的调度信息，从而与该邻节点在该时隙中保持相同的信道，以实现数据的传输。当该节点需要在该时隙与另一邻节点B通信时，则将该时隙的调度信息修改为与邻节点B相同的调度信息，从而中断了该节点与邻节点A之间的通信。可见SSCH算法中各个节点的信道调度决策相对独立，因此当该算法应用于Mesh网络中时，对于通信流量较大的两个Mesh节点，例如处于主干链路的两个Mesh节点，无法保证长时间的信道同步，从而影响Mesh网络的吞吐量。同理，当该SSCH算法应用于类似于Mesh网络的其它网络中，例如，多个通过无线链路通信的网络节点，需要与一个网关或其它网络设备进行大量数据的传输时，也具有如上所述的缺点。

在Mesh网络中，多无线电(Multi-radio)技术也应用于节点的MAC接入，即在网络中，某些节点可能配置多个无线电收发机，这些收发机可以同时工作。由于每个收发机工作的频段不同，而每个频段又有多个信道，因此节点在与邻节点通信的过程中，还需要考虑多无线电的多个频段的信道分配。当现有的SSCH方案应用于多无线电的Mesh网络中时，也存在以上所述的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种多信道调度方法，保证通信量较大的节点之间链路的稳定性，提高网络吞吐量。

本发明实施例还提供一种多信道调度系统，保证通信量较大的节点之间链路的稳定性，提高网络吞吐量。

本发明实施例还提供一种网络节点，保证通信量较大的节点之间链路的稳定性，提高网络吞吐量。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种多信道调度方法，包括：

第一网络节点确定一段时间内与第二网络节点之间的数据流量，比较所述数据流量与预先设置的当前同步对数目对应的门限；

当所述数据流量大于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步建立门限，则通过向第二网络节点发送同步建立请求建立至少一个与第二网络节点的同步对；或当数据流量小于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步断开门限，则通过向第二网络节点发送同步断开通知断开至少一个与第二网络节点的同步对；

所述当前同步对数目对应的同步建立门限大于所述当前同步对数目对应的同步断开门限。

一种多信道调度方法，该方法包括：

第二网络节点接收第一网络节点发送的同步建立请求，建立至少一个与第一网络节点的同步对；或

第二网络节点接收第一网络节点发送的同步断开通知，断开至少一个与第一网络节点的同步对。

一种网络节点，包括收发模块、判断模块、同步建立模块和同步断开模块，

所述判断模块，用于判断该网络节点与一邻节点之间一段时间内的数据流量大于或等于当前同步对数目对应的同步建立门限时，通知所述同步建立模块建立同步对；或当判断该网络节点与一邻节点之间一段时间内的数据流量小于或等于当前同步对数目对应的同步断开门限时，通知所述同步断开模块断开同步对；所述当前同步对数目对应的同步建立门限大于所述当前同步对数目对应的同步断开门限；

所述同步建立模块，用于在接收到所述判断模块的建立同步对的通知后，通过收发模块向邻节点发送同步建立请求，建立至少一个与邻节点的同步对；

所述同步断开模块，用于在接收到所述判断模块的断开同步对的通知后，通过收发模块向邻节点发送同步断开通知，断开至少一个与邻节点的同步对。

一种网络节点，包括收发模块、同步建立模块和同步断开模块，

所述收发模块，用于接收邻节点发送的建立至少一个同步对的同步建立请求，转发至所述同步建立模块；接收邻节点发送的断开至少一个同步对的同步断开通知，转发至所述同步断开模块；

所述同步建立模块，用于接收所述收发模块转发的所述同步建立请求，建立至少一个与邻节点的同步对；

所述同步断开模块，用于接收所述收发模块转发的所述同步断开通知，断开至少一个与邻节点的同步对。

一种多信道调度系统，包括第一网络节点及第二网络节点，

所述第一网络节点，用于确定与第二网络节点之间一段时间内的数据流量，比较所述数据流量与预先设置的当前同步对数目对应的门限；当所述数据流量大于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步建立门限，则通过向第二网络节点发送同步建立请求，建立至少一个与第二网络节点的同步对；或当所述数据流量小于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步断开门限，则通过向第二网络节点发送同步断开通知，断开至少一个与第二网络节点的同步对；所述当前同步对数目对应的同步建立门限大于所述当前同步对数目对应的同步断开门限；

所述第二网络节点，用于接收所述第一网络节点的同步建立请求后，建立至少一个与所述第一网络节点的同步对，或接收所述第一网络节点的同步断开通知后，断开至少一个与所述第一网络节点的同步对。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的技术方案，第一网络节点在确定一段时间内与第二网络节点之间的数据流量较大时，与第二网络节点建立至少一个同步对；在确定与第二网络节点之间的数据流量较小时，与第二网络节点断开至少一个同步对。实现了根据节点之间数据流量的大小进行信道调度，使得节点之间的信道调度不再独立；从而确保数据流量大时，通过建立同步对，保证在一段时间内两个节点之间链路的稳定性，使得这两个节点可以持续进行数据传输，因此提高了网络的吞吐量。

附图说明

图1为现有的Mesh网络架构图；

图2为现有SSCH算法的时隙结构；

图3为现有SSCH算法中信道切换的示意图；

图4为本发明实施例中Mesh节点在每个子周期的调度信息示意图；

图5为本发明实施例中节点调度单元状态示意图；

图6为本发明实施例中节点间同步数目的状态转换图；

图7为本发明实施例中建立同步对的方法流程图；

图8为本发明实施例中断开同步对的方法流程图；

图9为本发明实施例中多信道调度系统结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供的多信道调度方法，网络节点A确定一段时间内自身与邻网络节点B之间的数据流量，比较该数据流量与预先设置的当前同步对数目对应的门限，当该数据流量大于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步建立门限时，则通过向第二网络节点发送同步建立请求建立至少一个与网络节点B的同步对；或者，当该数据流量小于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步断开门限时，则通过向第二网络节点发送同步断开通知断开至少一个与网络节点B的同步对；当前同步对数目对应的同步建立门限大于当前同步对数目对应的同步断开门限。

下面结合附图及具体实施例，以多无线电Mesh网络为例对本发明的技术方案进行详细说明。其中网络节点A和邻网络节点B可以是Mesh节点或Mesh网关，以下为了方便描述，简称为节点。

以下首先对部分表示方法和概念进行解释。

多无线电条件下调度资源的统一表示方法：

在多无线电节点中，各个无线电收发机工作在不同的频段，每个频段有若干个信道。例如，802.11a工作在5GHz频段，有13个正交信道；802.11b工作在2.4GHz频段，有11个信道，其中有3个信道互不干扰。在本实施例中信道调度的时隙结构与SSCH算法类似(如图2所示)。只是由于每个无线电在各自频段上的信道数可能不同，而调度周期(Cycle)的长度取决于信道数，因此每个无线电的调度周期长度可能有所不同。本实施例中的主要参数如下(参数的取值可根据实际情况设定，部分参数取参考值)：

每个时隙(Slot)的长度为T_S(例如，取T_S＝10ms)；

每个子周期(Sub-cycle)的时隙个数为S(例如，取S＝4)；

节点的无线电收发机个数为R；

第i个无线电频段的信道个数为N_i，i＝1，...，R；

第i个无线电收发机的完整调度周期长度为T_i＝(S·N_i+1)T_S，i＝1，...，R。

同时，为了使本实施例适用于配置多无线电的网络，对多无线电条件下调度资源的表示方法进行规定，将某节点A第i个无线电的第j个时隙定义为一个调度单元(SU，Schedule Unit)，记为SU_A(i，j)；其调度信息(SI，ScheduleInformation)为(x_i，j，a_i，j)，其中x_i，j为信道，a_i，j为种子，i＝1，2，...，R，j＝1，2，...，S。图4为本发明实施例Mesh节点在每个子周期的调度信息，如图4所示，节点A在每个子周期的调度信息包括无线电1频段上时隙1至时隙4的调度信息(x_1，1，a_1，1)、(x_1，2，a_1，2)、(x_1，3，a_1，3)和(x_1，4，a_1，4)，以及无线电2频段上时隙1至时隙4的调度信息(x_2，1，a_2，1)、(x_2，2，a_2，2)、(x_2，3，a_2，3)和(x_2，4，a_2，4)。

同步的含义和调度单元的状态：

两个节点间的同步(Synchronization)是指通过信道调度，使两个节点相同频段的无线电在某个时隙保持相同的信道分配，即在该时隙采用相同的调度决策进行信道调度，例如使用现有SSCH算法的调度决策。具体地说，若节点A和节点B共同确定一个调度单元，使得在该调度单元节点A的调度信息

和节点B的调度信息

相同，那么调度单元SU_A(i，j)和SU_B(i，j)就成为一个同步对(Synchronic Pair)。两个节点有一个同步对，就可以在对应的调度单元内持续地进行通信。

节点A可以与它的多个邻节点同时建立同步对，与每个邻节点还可建立多个同步对，在此，将已与其它节点建立同步的调度单元称为“同步单元”，除第一时隙之外的未与其它节点建立同步的调度单元称为“自由单元”。自由单元的调度方法与现有的SSCH算法完全相同，可以自由地修改其调度信息(x_i，j，a_i，j)；而同步单元的调度信息不允许被随意修改，直到断开同步，即恢复为自由单元后才可进行修改。根据SSCH算法，为了避免在两个邻节点的一个调度周期内各个时隙的种子相同时，这两个邻节点可能没有一个时隙处于相同的信道，即避免逻辑分隔，一个调度周期内第1个时隙的种子只能在第1个子周期修改，并且将校验时隙的信道编号设为第1个时隙的种子，因此在一个调度周期内两个邻节点的其它时隙不处于相同信道的情况下，校验时隙处于相同的信道。可见一个调度周期内的第一个时隙的调度具有一定的特殊性。因此，节点的每个无线电第1个时隙的调度单元为“保护单元”，该调度单元不能用于建立同步。图5为本发明实施例中节点调度单元状态示意图。如图5所示，节点A、B、C、D为4个邻节点，节点A和B都有两个无线电，节点C只工作在无线电1，节点D工作在无线电2。它们之间的某些调度单元已建立了同步，例如节点A和节点B在无线电1的时隙2和时隙3都建立了同步。图中，空白部分为自由时隙，阴影部分为同步时隙，灰色部分为保护时隙。

节点信息的存储，每个节点需要存储如下的信息：

本节点的调度单元状态表SU_State。其中SU_State(i，j)表示该节点的SU(i，j)的状态，主要有三种状态：自由状态、同步状态和保护状态。

邻节点的无线电集合Radio_Set。例如Radio_Set_B＝{2，3}表示邻节点B工作在无线电2和3。本实施例中可以通过在邻节点上电启动时检测邻节点的相关信息获得，获得邻节点无线电集合的技术利用现有技术即可实现，在此不再赘述。

干扰同步列表Interf_List。例如Interf_List_A(i，j)中存储节点A的所有邻节点中与调度单元SU(i，j)对应的同步对的信息，称为节点A的一个“SU干扰表”。如表1 Interf_List_A(i，j)包含的信息所示，干扰同步列表中调度单元SU(i，j)干扰同步列表Interf_List_A(i，j)包括：干扰同步对的两个节点及该干扰同步对的调度信息。该干扰同步列表中的每个调度单元干扰同步列表可以包括一个或多个干扰同步对。

 

序号	同步对的两个节点	调度信息
			1	(B，C)	(1，3)
2	(D，E)	(2，4)
			3	(F，G)	(3，5)

表1 Interf_List_A(i，j)包含的信息

以下结合以上表示方法、概念及附图，对本实施例提供的信道调度方法进一步详细描述。

在Mesh网络中，若某两个邻节点间在一段时间内传输的数据流量较大，那么可认为这两个节点间的链路为“主干链路”。为了保证主干链路的数据传输质量，需要为这两个节点建立同步对。随着主干链路数据流量的增大，可能需要建立新的同步对；若建立同步对后该主干链路在一段时间内数据流量又减小了，需要断开节点间的同步对。图6为本发明实施例中节点间同步数目的状态转换图。以下参考图6详细说明本实施例用于Mesh网络主干链路的信道调度方法。

假设节点A与邻节点B之间最多能建立M个同步对，该M值例如可以根据一个子周期内的时隙个数减去1(因为第一个时隙为保护时隙，不用于建立同步)得到的数目确定。根据该最多能建立的同步对数目设定两组数据流量的门限值：同步建立门限

和同步断开门限

满足 $Q_1^{\mathrm{DOWN}}\&le;Q_1^{\mathrm{UP}}<Q_2^{\mathrm{DOWN}}\&le;Q_2^{\mathrm{UP}}<\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;<Q_M^{\mathrm{DOWN}}\&le;Q_M^{\mathrm{UP}}.$ 同步建立门限和同步断开门限可以参考网络中链路吞吐量的经验值事先设定；也可以采用本发明实施例的技术方案建立仿真网络，或采用本发明实施例的技术方案建立实际网络，之后设定不同的同步建立门限及同步断开门限，测试或仿真得到网络的性能，然后通过比较各性能参数，最终确定同步建立门限和同步断开门限的最优值。

然后，统计最近一段时间(假设时间长度为T₀)内节点A和节点B之间的数据流量Q，该数据流量可以是单向流量或者双向流量。

在每个子周期的开始，节点A判断自身与节点B之间的数据流量Q是否大于或等于预先设置的与当前同步对数目对应的同步建立门限，是则建立至少一个同步对。

若节点A和节点B之间目前已有k(k＝0，1，...，M-1)个同步对，当Q大于或等于预先设置的与k对应的同步建立门限即满足 $Q\&GreaterEqual;Q_{k+1}^{\mathrm{UP}},$ 那么节点A和节点B之间可再建立一个同步对，在同步对建立完成后节点A和节点B总共有(k+1)个同步对。实际应用中也可以建立多个同步对，此时判断是否需要建立同步对时所采用的同步建立门限值可能会大于建立一个同步对时所采用的同步建立门限值。

以下详细说明在本发明较佳实施例中节点A与节点B之间建立同步对的过程。图7为本发明实施例中建立同步对的方法流程图。如图7所示，本实施例建立同步对的方法包括以下步骤：

步骤700：节点A生成同步建立请求，并发送给节点B。

本步骤中首先节点A根据自身保存的节点A和节点B的无线电集合，确定节点A和节点B公共的无线电集合Radio_Set_A∩Radio_Set_B。

然后，节点A对于公共无线电集合中的每个无线电i，确定节点A和节点B公共的自由单元集合SU_Set：

SU_Set＝{SU(i₁，j₁)，SU(i₂，j₂)，…，SU(i_m，j_m)}。

m是节点A和节点B的公共自由单元个数。节点A可以根据自身保存的干扰同步列表，获得节点B的自由单元集合，例如查找自身保存的所有调度单元的干扰同步列表，确定包含节点B的干扰同步列表对应的调度单元为节点B的同步单元；查找结束后，节点B的同步单元及保护单元之外的调度单元即为节点B的自由单元集合。或者节点B可以周期性地向邻节点广播其自身保存的调度单元状态表，节点A接收到节点B广播的信息后，即可获得节点B的自由单元集合。

节点A根据自身保存的调度单元状态表及节点B的自由单元集合，即可确定节点A和节点B的公共自由单元集合。

接着，在节点A的干扰同步列表中，找出对应于SU_Set中各SU的干扰同步列表的集合Interf_Set_A：

Interf_Set_A＝{Interf_List_A(i₁，j₁)，Interf_List_A(i₂，j₂)，…，Interf_List_A(i_m，j_m)}

最后，节点A向节点B发送同步建立请求(SYN-REQ)，其中包含：节点A和节点B的公共自由单元集合SU_Set，以及节点A的公共自由单元集合中各调度单元干扰同步列表的集合Interf_Set_A。

步骤701：节点B收到接收A发送的同步建立请求后，向节点A回复同步建立反馈(SYN-ACK)。

本步骤中，首先节点B根据同步建立请求中公共自由单元集合SU_Set，从节点B保存的干扰同步列表中，确定节点B的公共自由单元集合中各调度单元干扰同步列表的集合Interf_Set_B，然后将Interf_Set_A和Interf_Set_B中对应的干扰同步对合并，即将Interf_Set_A和Interf_Set_B中对应于同一调度单元的干扰同步列表合并，从而得到一个节点A和节点B公共的调度单元干扰同步列表的集合Interf_Set：

Interf_Set＝{Interf_List(i₁，j₁)，Interf_List(i₂，j₂)，…，Interf_List(i_m，j_m)}。

然后，节点B比较Interf_Set中列表的项数，找出项数最少的调度单元干扰同步列表(节点A和节点B在该SU上受到的干扰最小)，假设该表为Interf_List(i，j)，则其对应的调度单元SU(i，j)就是选中的调度单元。

接着随机产生一组调度信息

必须满足

与Interf_List(i，j)中各个干扰同步对的调度信息不同。将自身的选中的调度单元设为同步单元，并将其调度信息修改为该随机产生的调度信息

最后，节点B向节点A发送同步建立反馈，其中包括：选中的调度单元编号(i，j)；以及对应的调度信息

步骤702：节点A接收到节点B发送的同步建立反馈，其中包括所选择的调度单元编号和(i，j)；以及对应的调度信息

之后，节点A将自身的与选择的调度单元对应的自由单元SU(i，j)修改为同步单元，并将其调度信息设为

为了使邻节点能够获得节点A与节点B建立同步对的信息，本方法进一步包括步骤703：节点A向节点B返回同步建立确认，其内容可以与SYN-ACK完全相同，包含：选择的调度单元编号(i，j)，及对应的调度信息

至此，节点A与节点B即建立的同步对SU(i，j)，在此同步对上节点A和节点B可以进行持续的数据传输。实际应用中，节点A在与节点B建立同步过程中，也可以直接选择自身与节点B公共自由单元集合中的一个自由单元，与节点B建立同步，由节点B响应该同步的建立，完成同步对的建立。只是在该方法中，没有考虑其它同步对的干扰，在之后的数据传输中会有一定的影响，但是针对现有技术中的SSCH算法，由于建立的用于数据传输的同步对，因此还是可以提高一定时间内网络的吞吐量。

当然以上所描述的同步对建立方法只是一个具体的例子，实际应用中可以进行各种修改。

例如，在步骤700的同步建立请求中，节点A只携带自身的自由单元；由节点B在步骤701中根据节点B的自由单元，结合同步建立请求中携带的节点A的自由单元，确定节点A与节点B的公共自由单元，并在确定的公共自由单元中选择一个调度单元。如果在选择时进一步考虑邻节点的干扰，则还可以在同步建立请求中携带节点A各自由单元的干扰同步列表，供节点B结合自身自由单元的干扰同步列表，确定公共自由单元的干扰同步列表Interf_Set_A和Interf_Set_B，然后按照以上所述的方法选择一个调度单元作为同步单元，并确定其调度信息。

再例如，可以由节点A在与节点B的公共自由单元中选择一个调度单元，并随机或根据自身保存的该调度单元的干扰同步列表产生该调度单元的调度信息，将自身的该调度单元修改为同步单元，并修改其调度信息后，将调度单元信息和调度信息携带在同步建立请求中，发送到节点B；节点B收到该同步建立请求后，将自身对应的调度单元修改为同步单元，将其调度信息修改为同步建立请求中携带的调度信息。

在节点A和节点B建立同步的过程中，它们周围的邻节点可以通过监听SYN-ACK和SYN-CFM信息，获知建立的同步对信息，从而可以更新自身的干扰同步列表。

例如，节点B的邻节点D监听到节点B发送的SYN-ACK之后，将调度信息

添加到自身保存的干扰同步列表Interf_List_D(i，j)中；节点A的邻节点C监听到节点A发送的SYN-CFM之后，将调度信息

添加到自身保存的干扰同步列表Interf_List_C(i，j)中。

在每个子周期的开始，节点A判断自身与节点B之间的数据流量Q是否小于或等于预先设置的自身当前同步对数目对应的同步断开门限，是则断开同步对。

若A和B之间目前已有k(k＝1，...，M)个同步对，当Q小于或等于预先设置的与k对应的同步断开门限

即满足 $Q\&GreaterEqual;Q_k^{\mathrm{DOWN}},$ 那么A和B之间需断开一个同步对，在断开一个同步对成功后，节点A和节点B剩余(k-1)个同步对。实际应用中也可以断开多个同步对，此时判断是否需要断开同步对时所采用的同步断开门限值可能会小于断开一个同步对时所采用的同步断开门限值。

以下详细说明节点A和节点B断开同步对的过程。图8为本发明实施例中断开同步对的方法流程图。如图8所示，本实施例断开同步对的方法包括以下步骤：

步骤800：节点A向节点B发送同步断开通知。

本步骤中，节点A向节点B发送同步断开通知(DESYN-MSG)，其中包含：被断开同步的调度单元编号(i，j)。同时，将该断开同步的调度单元修改为自由单元。

步骤801：节点B向节点A回复同步断开确认(DESYN-CFM)。

本步骤中，节点B收到节点A的DESYN-MSG后，将自身与断开同步的调度单元对应的同步单元修改为自由单元，然后向节点A发送同步断开确认，其内容与DESYN-MSG完全相同，包含：被断开同步的调度单元编号(i，j)；以及与该调度单元的调度信息

至此节点A与节点B需要断开的同步对即断开成功，此后，在节点A和节点B再次建立该断开同步的调度单元的同步对之前，节点A和节点B无法使用该断开同步的调度单元进行持续的数据传输。

在节点A和节点B断开同步的过程中，它们周围的邻节点通过监听DESYN-MSG和DESYN-CFM信息，可以获知断开的同步对信息，从而可以更新自身的干扰同步列表。

例如，同步断开通知中可进一步包括断开同步的高度单元对应的调度信息

节点A的邻节点C监听到节点A的DESYN-MSG之后，将调度信息

从自身保存的干扰同步列表Interf_List_C(i，j)中删除；节点B的邻节点D监听到节点B的DESYN-CFM之后，将调度信息从自身保存的干扰同步列表Interf_List_D(i，j)中删除。

实际应用中，本发明实施例除在多无线电情况下使用时，还可以应用在单无线电系统中，例如802.11a系统，只要不考虑以上方案中表示无线电编号的参数即可，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。

本发明实施例除应用于两个网络节点之间的信道调度之外，也可以应用于网络节点与网关之间的无线链路的信道调度。

图9为本发明实施例中多信道调度系统结构图。如图9所示，该系统包括第一网络节点及第二网络节点。

其中，第一网络节点，用于确定与第二网络节点之间一段时间内的数据流量，比较所述该数据流量与预先设置的当前同步对数目对应的门限，当该数据流量大于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步建立门限，则通过向第二网络节点发送同步建立请求，建立至少一个与第二网络节点的同步对；当该数据流量小于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步断开门限，则通过向第二网络节点发送同步断开通知，断开至少一个与第二网络节点的同步对；当前同步对数目对应的同步建立门限大于当前同步对数目对应的同步断开门限。第二网络节点，用于接收所述第一网络节点的同步建立请求后，建立至少一个与第一网络节点的同步对，或接收所述第一网络节点的同步断开通知后，断开至少一个与第一网络节点同步对。

具体来说，第一网络节点包括收发模块、判断模块、同步建立模块和同步断开模块。

其中，判断模块判断该网络节点与第二网络节点之间一段时间内的数据流量与预先设置的当前同步对数目对应的同步建立门限或同步断开门限的关系，当与第二网络节点之间的数据流量大于或等于同步建立门限时，通知同步建立模块建立同步对；当与第二网络节点之间的数据流量小于或等于同步断开门限时，通知同步断开模块断开同步对；当前同步对数目对应的同步建立门限大于当前同步对数目对应的同步断开门限。同步建立模块，用于在接收到判断模块的建立同步对的通知后，通过收发模块向第二网络节点发送同步建立请求，建立至少一个与第二网络节点的同步对。同步断开模块，用于在接收到判断模块的断开同步对的通知后，通过收发模块向第二网络节点发送同步断开通知，断开至少一个与第二网络节点的同步对。收发模块，用于将同步建立模块的同步建立请求发送到邻节点，将同步断开模块发送的同步断开通知发送到邻节点。

该第一网络节点进一步包括存储模块，用于存储该网络节点的调度单元状态，以及邻节点的调度单元状态或自身调度单元的干扰同步列表；同步建立模块包括确定模块和设置模块，其中，确定模块，用于根据存储模块中的调度单元状态，以及第二网络节点的调度单元状态或自身调度单元的干扰同步列表，确定自身与第二网络节点之间的公共自由单元，生成携带公共自由单元编号的同步建立请求；或根据存储模块中的调度单元状态，确定自身的自由单元，生成携带自身的自由单元编号的同步建立请求；设置模块，用于根据收发模块接收到的携带所选择的调度单元编号和对应调度信息的同步建立反馈，将存储模块中与同步建立反馈中的调度单元编号对应的调度单元状态修改为同步单元，将其调度信息设置为同步建立反馈中的调度信息；此时，收发模块进一步接收第二网络节点发送的携带所选择的调度单元编号和对应调度信息的同步建立反馈。

存储模块存储了对应于各调度单元的干扰同步列表时，同步建立模块进一步包括干扰同步列表确定模块，用于根据存储模块保存的各调度单元的干扰同步列表，确定确定模块的自由单元对应的干扰同步列表，并在同步建立请求中携带确定的干扰同步列表。

同步断开模块包括修改模块和通知模块。其中，修改模块，用于将存储模块中与第二网络节点之间的至少一个同步对对应的同步单元状态修改为自由单元；通知模块，用于生成包括修改模块修改的同步单元编号的同步断开通知，通过收发模块发送到第二网络节点；收发模块进一步用于将通知模块的同步断开通知发送到第二网络节点。

第二网络节点包括收发模块、同步建立模块和同步断开模块。其中，收发模块，用于接收邻节点发送的同步建立请求，转发至同步建立模块；接收邻节点发送的同步断开通知，转发至所述同步断开模块。同步建立模块，用于接收收发模块转发的同步建立请求，建立至少一个与邻节点的同步对；同步断开模块，用于接收收发模块转发的同步断开通知，断开至少一个与邻节点的同步对。

具体来说，同步建立模块包括选择模块、调度信息确定模块、同步建立确认模块和设置模块。

其中，收发模块，进一步将同步建立确认模块生成的同步建立确认发送到第一网络节点。选择模块，用于从同步建立请求中携带的公共自由单元编号中选择一个建立同步的调度单元；或根据自身的调度单元状态和所述同步建立请求中携带的邻节点的自由单元编号确定公共自由单元，从所述公共自由单元中选择至少一个建立同步的调度单元。调度信息确定模块，用于确定选择模块选择的至少一个建立同步的调度单元的对应调度信息。同步建立确认模块，用于生成包含选择模块选择的建立同步的调度单元编号和调度信息确定模块确定的对应调度信息的同步建立确认，通过收发模块发送到第一网络节点。设置模块，用于将选择模块选择的至少一个建立同步的调度单元状态修改为同步单元，将该所述至少一个建立同步的同步单元的调度信息设置为调度信息确定模块确定的对应调度信息。

该第二网络节点进一步包括存储模块，用于存储对应于调度单元的干扰同步列表；选择模块包括干扰同步列表确定模块、合并模块和调度单元确定模块。其中，干扰同步列表确定模块，用于根据自身存储模块存储的干扰同步列表确定同步建立请求中携带的公共自由单元对应的干扰同步列表；合并模块，用于将干扰同步列表确定模块确定的公共自由单元对应的干扰同步列表与同步建立请求中携带的干扰同步列表进行合并；调度单元确定模块，用于确定合并模块合并后的干扰同步列表中包含项数最少的调度单元为建立同步的自由单元。

收发模块进一步用于接收邻节点发送的携带断开同步的调度单元编号和对应调度信息的同步断开通知；同步断开模块用于将该网络节点中与同步断开通知中断开同步的调度单元编号相对应的调度单元状态修改为自由单元。

实际应用中，可以将本发明实施例以上所描述的第一网络节点和第二网络节点的功能合成一个网络节点中，且该网络节点还可以进一步包括监听模块，用于在监听到邻节点发送的携带建立同步的调度单元编号和对应调度信息的同步建立反馈或同步建立确认后，将其中携带的调度信息添加到存储模块中与建立同步的调度单元编号对应的调度单元的干扰同步列表中；在监听到邻节点发送的携带断开同步的调度单元编号和对应调度信息的同步断开通知或同步断开确认后，将对应调度信息从存储模块中与该断开同步的调度单元编号对应的调度单元的干扰同步列表中删除。

由以上所述可以看出，本发明实施例所提供的技术方案，第一网络节点在确定与第二网络节点之间一段时间内的数据流量较大时，与第二网络节点建立至少一个同步对；在确定与第二网络节点之间的数据流量较小时，与第二网络节点断开至少一个同步对。实现了根据节点之间数据流量的大小进行信道调度，使得节点之间的信道调度不再独立；从而确保数据流量大时，通过建立同步对，保证在一段时间内两个节点之间链路的稳定性，使这两个节点可以持续进行数据传输，因此提高了网络的吞吐量。

本发明实施例提供的技术方案，支持不同设备能力(单无线电或多无线电)的网络节点组成的网络，并且能够充分发挥多无线电节点的设备能力，从而提高了频谱利用率。

本发明实施例提供的技术方案，第一网络节点与第二网络节点相互交互选择建立同步的调度单元，从而使得进行数据传输的节点之间可以相互协调，选择合适的调度单元建立同步。

同时，本发明实施例提供的技术方案使得邻节点可以通过监听第一网络节点与第二网络节点之间的信息交互了解同步建立的情况，从而可以更新干扰同步列表。

本发明实施例提供的技术方案进一步在建立同步的过程中，考虑干扰同步列表，选择两个节点之间干扰最小的调度单元及调度信息建立同步对，从而减少了对相邻的同步对，以及相邻同步对其建立的同步对的干扰。

且本发明实施例的技术方案可以将同步建立门限和同步断开门限设为不同的值，使得在同步建立时需要达到一个较高的门限，而在同步断开时需要达到一个较低的门限。因此同步对的断开不会影响到数据传输，断开同步对的调度单元可以用于其它信道的数据传输，并且在数据流量达到同步建立门限之前，也不会建立同步对，从而可以充分利用各信道资源，进一步提高网络的吞吐量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (24)

1、一种多信道调度方法，其特征在于，该方法包括：

第一网络节点确定一段时间内与第二网络节点之间的数据流量，比较所述数据流量与预先设置的当前同步对数目对应的门限；

当所述数据流量大于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步建立门限，则通过向第二网络节点发送同步建立请求建立至少一个与第二网络节点的同步对；或当所述数据流量小于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步断开门限，则通过向第二网络节点发送同步断开通知断开至少一个与第二网络节点的同步对；

所述当前同步对数目对应的同步建立门限大于所述当前同步对数目对应的同步断开门限。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过向第二网络节点发送同步建立请求建立至少一个与第二网络节点的同步对包括：

第一网络节点根据保存的自身的调度单元状态和获取的第二网络节点的自由单元集合，确定自身与需要建立同步的第二网络节点之间的公共自由单元，向第二网络节点发送携带所述公共自由单元编号的同步建立请求；或，第一网络节点根据保存的自身的调度单元状态，确定自身的自由单元，向第二网络节点发送携带所述自身的自由单元编号的同步建立请求；

第一网络节点接收第二网络节点发送的携带所选择调度单元编号和调度信息的同步建立反馈；将自身与所述同步建立反馈中调度单元编号对应的调度单元状态修改为同步单元，并将所述对应的调度单元的调度信息设为所述同步建立反馈中的调度信息。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过向第二网络节点发送同步建立请求建立至少一个与第二网络节点的同步对包括：

第一网络节点根据保存的自身的调度单元状态和获取的第二节点的自由单元集合，确定自身与需要建立同步的第二网络节点之间的公共自由单元；

从所述公共自由单元中选择至少一个调度单元，确定所述至少一个调度单元的对应调度信息，将所述至少一个调度单元状态修改为同步单元，并将所述至少一个调度单元的调度信息设为所述确定的对应调度信息；

向第二网络节点发送携带所述至少一个调度单元编号和所述对应调度信息的同步建立请求。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，第一网络节点向第二网络节点发送同步建立请求之前，该方法进一步包括：

第一网络节点根据所述同步建立请求所携带的自由单元编号，从保存的干扰同步列表中，选出与所述自由单元编号对应的干扰同步列表，并携带在所述同步建立请求中。

5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：第一网络节点监听到邻节点发送的携带所选择调度单元编号和调度信息的同步建立反馈后，将该同步建立反馈中的调度信息添加到自身与该同步建立反馈中的调度单元编号对应的干扰同步列表中。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过向第二网络节点发送同步断开通知断开至少一个与第二网络节点的同步对包括：

第一网络节点选择至少一个与第二网络节点的同步单元，将所述选择的同步单元状态修改为自由单元；

将包含所述选择的同步单元编号的同步断开通知发送给第二网络节点。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：第一网络节点监听到邻节点发送的包含选择的同步单元编号的同步断开通知后，删除自身与该选择的同步单元编号对应的干扰同步列表中的对应调度信息。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一网络节点与第二网络之间的同步对数目增加到当前数目时对应的同步建立门限，大于或等于同步对数目由当前数目减小时对应的同步断开门限。

9、一种多信道调度方法，其特征在于，该方法包括：

第二网络节点接收第一网络节点发送的同步建立请求，建立至少一个与第一网络节点的同步对；或

第二网络节点接收第一网络节点发送的同步断开通知，断开至少一个与第一网络节点的同步对。

10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，第二网络节点接收第一网络节点发送的同步建立请求，建立至少一个与第一网络节点的同步对包括：

第二网络节点接收第一网络节点发送的同步建立请求，所述同步建立请求中携带至少一个调度单元编号和对应调度信息；

第二网络节点将自身与所述至少一个调度单元编号对应的调度单元状态修改为同步单元，将所述至少一个调度单元的调度信息设为所述对应调度信息。

11、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二网络节点接收第一网络节点发送的同步建立请求，建立至少一个与第一网络节点的同步对包括：

第二网络节点接收第一网络节点发送的同步建立请求，所述同步建立请求中携带第一网络节点与第二网络节点之间的公共自由单元编号，第二网络节点从所述公共自由单元中选择至少一个调度单元，确定所述至少一个调度单元的对应调度信息；或，第二网络节点接收第一网络节点发送的同步建立请求，所述同步建立请求中携带第一网络节点自身的自由单元编号，第二网络节点根据保存的自身的调度单元状态和所述第一网络节点自身的自由单元编号确定第一网络节点与第二网络节点之间的公共自由单元，第二网络节点从所述公共自由单元中选择至少一个调度单元，确定所述至少一个调度单元的对应调度信息；

将所述至少一个调度单元状态修改为同步单元，将所述至少一个调度单元的调度信息设为所述对应调度信息；

将包含所述至少一个调度单元编号和所述对应调度信息的同步建立反馈发送至第一网络节点。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述同步建立请求中进一步携带所述自由单元编号对应的干扰同步列表；

所述第二网络节点从所述公共自由单元中选择至少一个调度单元包括：

第二网络节点确定自身与所述公共自由单元对应的干扰同步列表，并与所述同步建立请求中携带的对应干扰同步列表合并，得到公共干扰同步列表；

确定所述公共干扰同步列表中包含项数最少的调度单元，选择所述包含项数最少的调度单元作为建立同步的调度单元。

13、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二网络节点接收第一网络节点发送的同步断开通知，断开至少一个与第一网络节点的同步对包括：

第二网络节点接收第一网络节点发送的携带选择的同步单元编号的同步断开通知；

第二网络节点将自身与所述选择的同步单元编号对应的调度单元状态修改为自由单元。

14、如权利要求13所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

第二网络节点将包含所述断开同步的调度单元编号和调度信息的同步断开确认发送给第一网络节点；

第二网络节点监听到邻节点发送的包含断开同步的调度单元编号和调度信息的同步断开确认后，删除自身与该断开同步的调度单元对应的干扰同步列表中的对应调度信息。

15、一种网络节点，其特征在于，该网络节点包括收发模块、判断模块、同步建立模块和同步断开模块，

所述判断模块，用于当判断该网络节点与一邻节点之间一段时间内的数据流量大于或等于当前同步对数目对应的同步建立门限时，通知所述同步建立模块建立同步对；或当判断该网络节点与一邻节点之间一段时间内的数据流量小于或等于当前同步对数目对应的同步断开门限时，通知所述同步断开模块断开同步对；所述当前同步对数目对应的同步建立门限大于所述当前同步对数目对应的同步断开门限；

所述同步建立模块，用于在接收到所述判断模块的建立同步对的通知后，通过收发模块向邻节点发送同步建立请求，建立至少一个与邻节点的同步对；

所述同步断开模块，用于在接收到所述判断模块的断开同步对的通知后，通过收发模块向邻节点发送同步断开通知，断开至少一个与邻节点的同步对；

所述收发模块，用于将所述同步建立模块的同步建立请求发送到邻节点，将所述同步断开模块发送的同步断开通知发送到邻节点。

16、如权利要求15所述的网络节点，其特征在于，所述网络节点进一步包括存储模块，用于存储该网络节点的调度单元状态，以及各调度单元的干扰同步列表或邻节点的调度单元状态；

所述收发模块进一步用于接收邻节点发送的携带所选择的调度单元编号和对应调度信息的同步建立反馈；

所述同步建立模块包括确定模块和设置模块，

所述确定模块，用于根据存储模块中的调度单元状态，以及各调度单元的干扰同步列表或邻节点的调度单元状态，确定自身与邻节点之间的公共自由单元，生成携带所述公共自由单元编号的同步建立请求；或根据存储模块中的调度单元状态，确定自身的自由单元，生成携带所述自身的自由单元编号的同步建立请求；

所述设置模块，用于根据所述收发模块接收到的携带所选择的调度单元编号和对应调度信息的同步建立反馈，将所述存储模块中与所述同步建立反馈中的调度单元编号对应的调度单元状态修改为同步单元，将其调度信息设置为所述同步建立反馈中的调度信息。

17、如权利要求16所述的网络节点，其特征在于，当所述存储模块存储了对应于各调度单元的干扰同步列表时，

所述同步建立模块进一步包括干扰同步列表确定模块，用于根据所述存储模块保存的各调度单元的干扰同步列表，确定所述确定模块的自由单元对应的干扰同步列表，并在所述同步建立请求中携带所述确定的干扰同步列表。

18、如权利要求17所述的网络节点，其特征在于，该网络节点进一步包括监听模块，用于在监听到邻节点发送的携带建立同步的调度单元编号和对应调度信息的同步建立反馈或同步建立确认后，将其中携带的调度信息添加到存储模块中与建立同步的调度单元编号对应的调度单元的干扰同步列表中；或在监听到邻节点发送的携带断开同步的调度单元编号和对应调度信息的同步断开通知或同步断开确认后，将对应调度信息从所述存储模块中与该断开同步的调度单元编号对应的调度单元的干扰同步列表中删除。

19、如权利要求15所述的网络节点，其特征在于，所述同步断开模块包括修改模块和通知模块，

所述修改模块，用于将存储模块中与邻节点之间的至少一个同步对对应的同步单元状态修改为自由单元；

所述通知模块，用于生成包括所述修改模块修改的同步单元编号的同步断开通知，通过所述收发模块发送到邻节点。

20、一种网络节点，其特征在于，该网络节点包括收发模块、同步建立模块和同步断开模块，

所述收发模块，用于接收邻节点发送的同步建立请求，转发至所述同步建立模块；接收邻节点发送的同步断开通知，转发至所述同步断开模块；

所述同步建立模块，用于接收所述收发模块转发的所述同步建立请求，建立至少一个与邻节点的同步对；

所述同步断开模块，用于接收所述收发模块转发的所述同步断开通知，断开至少一个与邻节点的同步对。

21、如权利要求20所述的网络节点，其特征在于，所述同步建立模块包括选择模块、调度信息确定模块、同步建立确认模块和设置模块，

所述收发模块，进一步用于将所述同步建立确认模块生成的同步建立确认发送到邻节点；

所述选择模块，用于从所述同步建立请求中携带的公共自由单元编号中选择至少一个建立同步的调度单元；或根据自身的调度单元状态和所述同步建立请求中携带的邻节点的自由单元编号确定公共自由单元，从所述公共自由单元中选择至少一个建立同步的调度单元；

所述调度信息确定模块，用于确定所述选择模块选择的至少一个建立同步的调度单元的对应调度信息；

所述同步建立确认模块，用于生成包含所述选择模块选择的建立同步的调度单元编号和所述调度信息确定模块确定的对应调度信息的同步建立确认，通过所述收发模块发送到邻节点；

设置模块，用于将所述选择模块选择的至少一个建立同步的调度单元状态修改为同步单元，将所述至少一个建立同步的同步单元的调度信息设置为调度信息确定模块确定的对应调度信息。

22、如权利要求21所述的网络节点，其特征在于，该网络节点进一步包括存储模块，用于存储对应于调度单元的干扰同步列表；

所述选择模块包括干扰同步列表确定模块、合并模块和调度单元确定模块，

所述干扰同步列表确定模块，用于根据自身存储模块存储的干扰同步列表，确定所述同步建立请求中携带的自由单元对应的干扰同步列表；

所述合并模块，用于将所述干扰同步列表确定模块确定的自由单元对应的干扰同步列表与所述同步建立请求中携带的干扰同步列表进行合并；

调度单元确定模块，用于确定所述合并模块合并后的干扰同步列表中包含项数最少的调度单元为建立同步的自由单元。

23、如权利要求21所述的网络节点，其特征在于，所述收发模块进一步用于接收邻节点发送的携带断开同步的调度单元编号的同步断开通知；

所述同步断开模块用于将该网络节点中与所述同步断开通知中断开同步的调度单元编号相对应的调度单元状态修改为自由单元。

24、一种多信道调度系统，其特征在于，该系统包括第一网络节点及第二网络节点，

所述第一网络节点，用于确定与第二网络节点之间一段时间内的数据流量，比较所述数据流量与预先设置的当前同步对数目对应的门限；当所述数据流量大于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步建立门限，则通过向第二网络节点发送同步建立请求，建立至少一个与第二网络节点的同步对，或当所述数据流量小于或等于预先设置的当前同步对数目对应的同步断开门限，则通过向第二网络节点发送同步断开通知，断开至少一个与第二网络节点的同步对；所述当前同步对数目对应的同步建立门限大于所述当前同步对数目对应的同步断开门限；

所述第二网络节点，用于接收所述第一网络节点的同步建立请求，建立至少一个与所述第一网络节点的同步对，或接收所述第一网络节点的同步断开通知，断开至少一个与所述第一网络节点的同步对。

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