CN101621836A - Mesh网络中信道切换方法、装置和mesh网络 - Google Patents
Mesh网络中信道切换方法、装置和mesh网络 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例涉及mesh网络通信领域，提供了一种Mesh网络中信道切换方法、信道切换管理的装置、mesh网络节点和mesh网络系统。通过mesh节点接收信道切换通告帧，其中，所述通告帧包括所述mesh节点的信道切换信息，所述信道切换信息指示所述mesh节点切换后的信道；mesh节点根据所述信道切换信息，切换到所述信道切换信息指示的信道上。能够相对现有技术具有很好的通用性，可以统一安排mesh节点的信道切换，避免了现有技术中因为主从式切换导致的网络不稳定问题，实现全网最优的信道分配。
Description
技术领域
本发明实施例涉及mesh网络通信领域，尤其一种Mesh网络中信道切换方法、信道切换管理的装置、mesh网络节点和mesh网络系统。
背景技术
Mesh(网状网)网络已成为通信领域业界和学术界研究的热点，它可以和多种宽带无线接入技术如802.11、802.16、802.20以及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，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。
在无线网状网(WMN，wireless mesh network)中，Mesh网关通过有线链路与Internet相连，Mesh节点之间可以相互转发数据，通过无线多跳路由连接到Mesh 网关，从而实现无线接入。多射频多信道(Multi-radio/Multi-channel)是改善Mesh网络性能的重要技术。由于在Mesh网络中，可以有多个工作信道(例如：802.11a有12个工作信道)，因此为了充分利用各个信道，每个Mesh节点可以配有多个无线收发机(也称为射频，radio)，每个射频工作在不同的信道。通过对Mesh网络中各个节点的射频进行合理的信道分配，可以减少同信道干扰，增大网络的吞吐量。
现有技术中，提出了mesh网主从式信道切换方案。mesh网包括至少一个MMP(Master Mesh Point，主mesh节点)和多个SMP(Slave Mesh Point，从mesh节点)，如附图1所示，这里MMP是指在主从式信道切换模式下，充当master的MP，各MP之间通过mesh网络相互连接通信。现有技术的主从式信道切换方案包括了以下步骤：
11、MMP给SMP发送MMP想要从X信道改变至Y信道的消息，消息中还可以包括MMP改变模式、带宽的改变、信道数目的改变以及什么时候改变。
12、SMP收到消息后根据SMP的性能以及所感知的到其它MMP的RF(radio frequency，射频)环境决定是否要改变信道。决定之后SMP发送response给MMP，response中可以包括下面的信息：SMP指明它已经收到MMP发送的消息(适用于MMP消息广播的情况)；它是否服从MMP的指示进行信道切换，可以有三种情况：SMP服从MMP指定的新信道切换；SMP不切换并且希望MMP仍在当前的信道工作；SMP不切换，但不要求MMP仍在当前信道工作。
13、MMP收到response后还可以再重新考虑是否真的要切换信道。如果决定要切换，MMP给SMP发送改变信道确认消息，这个消息中还指明什么时候进行改变。
现有技术方案的主从式信道切换，通过一个mesh节点(MMP)自身的信道切换，引起其它Mesh节点(SMP)随之进行信道切换，容易引发连续切换导致网络的不稳定，并且无法对整个网络内所有Mesh节点的信道切换进行集中式的控制，不能实现全网最优的信道分配，具有较大的局限性。
发明内容
本发明实施例一方面提供了一种Mesh网络中信道切换的方法，另一方面提供了一种信道切换管理的装置和一种mesh网络节点，以及一种mesh网络系统，能够解决现有技术中引发连续切换导致网络的不稳定问题，具有较好的通用性，并能实现全网最优的信道分配。
本发明实施例提供的一种Mesh网络中信道切换的方法，包括：
mesh节点接收信道切换通告帧；其中，所述通告帧包括所述mesh节点的信道切换信息，所述信道切换信息指示所述mesh节点切换后的信道；
mesh节点根据所述信道切换信息，切换到所述信道切换信息指示的信道上。
本发明实施例提供的一种信道切换管理的装置，包括：
决策模块，用于根据全网的信道信息，确定mesh节点的信道切换信息；
发送模块，用于根据所述决策模块确定的信道切换信息，向mesh节点发送信道切换通告帧；其中，所述信道切换通告帧包括信道切换信息，用于指示mesh节点接收到所述通告帧后，根据其中的信道切换信息，进行信道切换。
本发明实施例提供的一种mesh网络节点，包括：
接收模块，用于接收管理装置发送的信道切换通告帧；其中，该信道切换通告帧包括mesh节点的信道切换信息；
切换模块，用于根据所述接收模块接收的信道切换通告帧中的mesh节点的信道切换信息，进行信道切换，切换到所述信道切换信息指定的信道上。
本发明实施例提供的一种mesh网络系统，包括：
管理装置，用于根据全网的信道信息，确定mesh节点的信道切换信息；向mesh节点发送信道切换通告帧；其中，所述信道切换通告帧包括mesh节点的信道切换信息；
至少一个mesh节点，用于接收管理装置发送的信道切换通告帧；根据所述接收的信道切换通告帧中的mesh节点的信道切换信息，进行信道切换，切换到所述信道切换信息指定的信道上。
由以上技术方案可知，本发明实施例中，通过管理装置在Mesh网中向各mesh节点发送信道切换通告帧，mesh节点从信道切换通告帧中获取自身的信道切换信息，并根据自身的信道切换信息进行信道切换，由于采用了管理装置集中控制信道切换的方式，本发明实施例提供的方法、装置和系统，相对现有技术具有很好的通用性，可以统一安排mesh节点的信道切换，避免了现有技术中因为主从式切换导致的网络不稳定问题。而且管理装置可以考虑全网的信道情况后决定mesh节点的信道切换信息，从而避免了现有技术中mesh节点只考虑其自身周围的射频环境状况来决定是否切换的问题，实现全网最优的信道分配。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的主从式切换方案网络示意图；
图2为本发明实施例一的mesh网络系统示意图；
图3为本发明实施例一的mesh网络系统中的信道管理服务器结构图；
图4为本发明实施例一的mesh网络系统中的Mesh节点结构图；
图5为本发明实施例二的信道切换方法的流程图；
图6为本发明实施例三的广播立即信道切换方法的流程图；
图7为本发明实施例四的广播同步信道切换方法的流程图；
图8为本发明实施例五的广播缓慢信道切换方法的流程图；
图9为本发明实施例六的单播立即信道切换方法的流程图；
图10为本发明实施例七的单播缓慢信道切换方法的流程图；
图11为本发明实施例八的信道切换管理的装置结构图；
图12为本发明实施例九的mesh网络节点结构图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
实施例一
本发明实施例提供了一种mesh网络系统，附图2示出了Mesh网络的架构。在Mesh网络中，各个Mesh节点可以进行无线的数据转发，并且可以通过多跳的无线链路连接到外部网络(External Network)，例如Internet。此处的Mesh节点包括所有具有无线转发功能的设备，例如，专门用于转发数据的MP(Mesh Point，mesh点)21，同时用于转发数据和接入用户的MAP(Mesh Access Point，mesh接入点)22，以及与有线网络相连的MPP(Mesh Point collocated with a mesh Portal，mesh网关)23。此外，Mesh网络也可以包括具有无线转发功能的用户终端设备STA24，例如手机、移动电脑等各种可移动设备。
在Mesh网络中，有至少一个信道管理服务器(CMS，ChannelManagement Server)25，CMS25负责对整个Mesh网络中的各个Mesh节点的射频进行信道分配。如果有多个CMS25，那么它们之间通过相互协调，对各个Mesh节点进行信道分配。CMS25可以是与有线网连接的服务器(如附图2)，也可以是某个特定的Mesh节点，即与mesh节点集成为一个物理实体。CMS25可以是一个有线网络的服务器，通过有线网络与mesh网络网关相连接，并通过mesh网关与mesh网络中的节点进行通信；CMS25也可以是mesh网关的一个模块，或者是其他mesh节点的一个功能模块，此时CMS25通过mesh网络直接与各mesh节点进行通信。
信道管理服务器CMS25的模块组成结构如附图3所示，信道管理服务器CMS25包括：
收发模块31，用于接收和发送与Mesh节点交互的管理帧，该管理帧包括各种通告帧、报告帧等；
信息收集模块32，用于通过收发模块31接收和发送管理帧，以主动请求或被动接收的方式收集Mesh节点上报的信道信息；
分配模块33，用于根据信息收集模块32收集到的全网的信道信息，为各mesh节点分配信道，确定各mesh节点的信道切换信息；
指令生成模块34，用于根据分配模块33确定的信道切换信息，生成广播或单播的信道切换通告帧；其中，该信道切换通告帧包括，需要作信道切换的mesh节点的设备标识(可以是mesh节点的地址)，该mesh节点需要切换的射频地址，该需要切换的射频切换后的信道信息，这里的信道信息可以是切换后的新信道的类型标识和信道编号。
Mesh节点的模块组成结构如附图4所示，Mesh节点包括：
收发模块41，用于接收和发送与CMS25和邻居Mesh节点交互的管理帧，该管理帧包括各种通告帧、报告帧、请求帧、响应帧等；
CMS交互模块42，用于负责本节点与CMS25的管理帧交互；解析CMS25发送的信道切换通告帧的信道切换信息，将该通告帧中的本mesh节点的切换后的信道信息发送给切换模块45，并构造信道信息报告帧，通过收发模块41发送给CMS25；其中，该信道信息报告帧包括，本节点切换后的信道信息；
邻居节点交互模块43，用于负责本节点与邻居节点之间的管理帧交互；构造信道切换请求帧，通过收发模块41发送给邻居节点，并解析邻居节点返回的信道切换响应帧；其中，该信道切换请求帧包括本节点将切换的一个或多个射频的地址，以及射频对应的信道切换信息，这里的信道切换信息可以是切换后的新信道的类型标识和信道编号；
测量模块44，用于测量本节点某个射频所在信道上的链路信息，该链路信息可以是链路的业务量信息、接收功率信息、误帧率信息、平均传输速率信息等；
切换模块45，用于根据CMS交互模块42解析的信道切换信息，执行信道切换操作；或进一步根据邻居节点交互模块43的交互结果，触发信道切换操作。
本实施例提供的mesh网络，通过CMS在Mesh网中发送信道切换通告帧，mesh节点从信道切换通告帧中获取自身的信道切换信息，并根据自身的信道切换信息进行信道切换，由于采用了CMS集中控制信道切换的方式，相对现有技术具有很好的通用性，可以统一安排mesh节点的信道切换，避免了现有技术中因为主从式切换导致的网络不稳定问题，而且CMS可以考虑全网的信道情况后决定mesh节点的信道切换信息，从而避免了现有技术中mesh节点只考虑其自身周围的射频环境状况来决定是否切换的问题，实现全网最优的信道分配。另外，mesh节点在信道切换之前，可以进一步对自身的通信采取保护措施，并与邻居节点交互使邻居节点对其自身的通信也采取保护措施，能够保证网络通信的不间断性，使在不影响网络通信的前提下完成信道切换。
实施例二
如附图5所示，本发明实施例提供了一种Mesh网络中信道切换的方法，该方法包括：
步骤51：mesh节点接收CMS发送的信道切换通告帧；其中，该通告帧中包括mesh节点的信道切换信息，用于指示mesh节点将要切换到的信道；其中，该信道切换信息可以包括，mesh节点将切换的射频地址，该射频将切换到的新的信道类型，和所述射频将切换到的新的信道编号；
步骤56：mesh节点根据信道切换信息，进行信道切换，切换到信道切换信息指定的信道上。
其中，在步骤51之前，上述方法可以进一步包括：步骤50：CMS收集当前网络中各个节点的信道信息，根据全网的信道信息，为各mesh节点分配信道，确定各mesh节点的信道切换信息。
其中，在步骤51和步骤56之间，上述方法可以进一步包括：步骤52：mesh节点向CMS发送信道信息报告帧，该信道信息报告帧中包括mesh节点的一个或多个将切换射频的在切换之后的信道信息。或者，在步骤56之后，上述方法进一步包括：步骤53：mesh节点在信道切换后等待T0时间；步骤54：等待T0时间后，mesh节点向CMS发送信道信息报告帧，该信道信息报告帧中包括mesh节点的一个或多个已切换射频的在切换之后的信道信息。之后，CMS根据接收的信道信息报告帧中的切换之后的信道信息，更新自身收集的网络中各个节点的信道信息，以便下一次发送切换命令时，根据全网的信道信息，确定mesh节点的信道切换信息。
其中，在步骤51和步骤56之间，上述方法可以进一步包括：步骤55：mesh与各个邻居节点进行交互，对当前的通信采取保护措施。对于该mesh节点，假设该mesh节点A的射频R1要作信道切换，那么节点A可以采取如下保护措施：1.将射频R1的数据队列中的数据都发完，新生成的业务数据不再放到射频R1的队列中；2.查看节点A的路由表，判断在射频R1切离当前信道的情况下，节点A工作在其它信道上的射频是否还存在到网关的路由路径，如果不存在，则由节点A的其它射频建立到网关的路由路径。对于该mesh节点A的邻居节点B，假设节点A的射频R1要做信道切换，并且已向邻居节点B的射频R2发送了信道切换请求，那么节点B要做如下保护措施：1.将射频R2的数据队列中的数据都发完，新生成的业务数据不再放到射频R2的队列中；2.查看节点B的路由表，判断节点B到网关的路由路径是否必须经过节点A的射频R1，如果是，则节点B建立一条不通过射频R1的到网关的路由路径。
本实施例提供的信道切换方法，通过CMS在Mesh网中发送信道切换通告帧，mesh节点从信道切换通告帧中获取自身的信道切换信息，并根据自身的信道切换信息进行信道切换，由于采用了CMS集中控制信道切换的方式，相对现有技术具有很好的通用性，可以统一安排mesh节点的信道切换，避免了现有技术中因为主从式切换导致的网络不稳定问题，而且CMS可以考虑全网的信道情况后决定mesh节点的信道切换信息，从而避免了现有技术中mesh节点只考虑其自身周围的射频环境状况来决定是否切换的问题，实现全网最优的信道分配。另外，mesh节点在信道切换之前，可以进一步对自身的通信采取保护措施，并与邻居节点交互使邻居节点对其自身的通信也采用保护措施，能够保证网络通信的不间断性，使在不影响网络通信的前提下完成信道切换。
实施例三
如附图6所示，本发明实施例提供了一种Mesh网络中信道切换的方法，该方法适用于广播立即切换，CMS控制所有Mesh节点立即进行信道切换，该方法包括以下步骤：
步骤61：CMS在Mesh网中广播信道切换通告帧，该信道切换通告帧中携带了全网所有Mesh节点的信道切换信息，网络中的各mesh节点可以根据各自对应的信道切换信息进行信道切换；其中，信道切换通告帧(Channel Switching Announcement)中包括的信息内容如表1所示，该帧的Channel Switch Mode设为“广播立即切换模式”；
表1信道切换通告帧的信息内容
| 帧域 | 含义 |
| Channel Switch Mode | 信道切换模式 |
| Switching Node Number | 需作信道切换的节点个数 |
| Node ID(#n) | 第n个需作信道切换的节点的设备标识 |
| Switching MAC Number(#n) | 第n个节点中需作信道切换的射频个数 |
| Switching MAC Address(#n，#k) | 第n个节点的第k个作信道切换的射频的MAC地址 |
| New Regulatory Class(#n，#k) | 第n个节点的第k个射频要切换到的新信道的类别标识，用于区分不同的信道集，如802.11a信道或802.11g信道 |
| New Channel Number(#n，#k) | 第n个节点的第k个射频要切换到的新信道的信道编号 |
步骤62：Mesh节点收到信道切换通告帧后，判断是否之前收到过该帧：如果首次收到，则向邻居节点广播k次该帧后执行步骤63，如果已经收到过则直接执行步骤63；其中，k可以为1次，也可以为多次，广播多次的目的是尽量保证邻居节点都收到该帧；
步骤63：该Mesh节点根据该信道切换通告帧中包含的与自身信道切换相关的信息，执行信道切换操作；由于信道切换通告帧中，包括了全网各个mesh的信道切换信息，mesh节点在接收到信道切换通告帧，根据设备标识从信道切换通告帧中获取与自身相关的信道切换信息，其中，该切换信息中包括了，该mesh节点的各个需要切换的射频的MAC地址，和各射频将要切换到的新信道的信息(新信道的类别标识、新信道的信道编号)，根据这些信道切换信息，mesh节点能够完成自身信道的切换；
步骤64：信道切换后，Mesh节点设置定时器，等待时间为T0秒；其中，T0可以根据经验或者网络状况进行设定，其具体值在此不做限定；
步骤65：定时器超时时，该Mesh节点向CMS单播信道信息报告帧，报告自身当前的信道信息；
当定时结束时，由于经过了一段时间，网络状态已趋于稳定，此时上报信道信息，能够保证CMS与mesh节点之间链路的可达性和通信的可靠性，保证CMS可以收到mesh节点的信道信息报告帧；其中，信道信息报告帧(Channel Information Report)用于Mesh节点向CMS上报信道信息，信道信息报告帧中包含的信息内容如表2所示。
表2信道信息报告帧的信息内容
| 帧域 | 含义 |
| Node ID | 上报信息的Mesh节点自身的设备标识 |
| Reporting MAC Number | Mesh节点上报信息的射频个数 |
| Reporting MAC Address(#k) | Mesh节点上报信息的第k射频的MAC地址 |
| Channel Regulatory Class(#k) | 第k个射频所在信道的类别标识(区分不同的信道集，如802.11a信道或802.11g信道) |
| Channel Number(#k) | 第k个射频所在信道的编号 |
| Link Information Indicator(#k) | 是否上报第k个射频的链路信息的标识，当该标识为上报时，在帧中包含以下各域；否则，不包含以下各域 |
| Peer MAC Number(#k) | 第k个射频在当前信道上已建立链路的对端射频的数目 |
| Peer MAC Address(#k，#m) | 第k个射频在当前信道上的第m个对端射频的MAC地址 |
| Link Forward TrafficAmount(#k，#m) | 本节点第k个射频与第m个对端射频之间链路的前向业务量信息 |
| Link Reverse TrafficAmount(#k，#m) | 本节点第k个射频与第m个对端射频之间链路的反向业务量信息 |
| Link Forward ReceivedPower(#k，#m) | 本节点第k个射频与第m个对端射频之间链路的前向接收功率信息 |
| Link Reverse ReceivedPower(#k，#m) | 本节点第k个射频与第m个对端射频之间链路的反向接收功率信息 |
| Link Forward PER(#k，#m) | 本节点第k个射频与第m个对端射频之间链路的前向误帧率信息 |
| Link Reverse PER(#k，#m) | 本节点第k个射频与第m个对端射频之间链路的反向误帧率信息 |
| Link Forward AverageRate(#k，#m) | 本节点第k个射频与第m个对端射频之间链路的前向平均速率信息 |
| Link Reverse AverageRate(#k，#m) | 本节点第k个射频与第m个对端射频之间链路的反向平均速率信息 |
其中，网络中的每个Mesh节点(例如上述的mesh节点和其邻居节点)在收到信道切换通告帧后，都会进行相同的操作(步骤62～步骤65)，从而完成整个Mesh网的信道切换。
另外，在步骤61之前，CMS会收集当前网络中各个节点的信道信息，汇聚成全网的信道信息，并根据全网的信道信息，为各mesh节点分配信道，确定各mesh节点的信道切换信息。CMS收集当前网络中各个节点的信道信息的方式，可以是Mesh节点主动或被动地将自身的信道信息上报给CMS，其具体方式有：(1)Mesh节点周期性地向CMS发送信道信息报告帧；(2)当Mesh节点自身改变了信道设置时，发送信道信息报告帧；(3)当Mesh节点加入网络时，发送信道信息报告帧；(4)当Mesh节点离开网络时，发送信道信息报告帧；(5)当Mesh节点发现自身的对端链路(与邻居之间的链路)发生变化时，发送信道信息报告帧，在该帧中携带当前的对端链路信息；(6)CMS向Mesh节点发送信道信息请求帧，Mesh节点反馈信道信息报告帧。
本实施例提供的广播立即切换的信道切换方法，通过CMS在Mesh网中广播信道切换通告帧，各个mesh节点从信道切换通告帧中获取自身对应的信道切换信息，并根据自身对应的信道切换信息进行信道切换，能够使整个Mesh网在较短时间内完成全网的信道切换，适合在网络启动阶段、或者在需要对网络进行强制重配置的情况下使用。由于采用了CMS集中控制信道切换的方式，相对现有技术具有很好的通用性，可以统一安排mesh节点的信道切换，避免了现有技术中因为主从式切换导致的网络不稳定问题，而且CMS可以考虑全网的信道情况后决定各个mesh节点的信道切换信息，从而避免了现有技术中mesh节点切换只考虑其自身周围的射频环境状况，实现全网最优的信道分配。
实施例四
如附图7所示，本发明实施例提供了一种Mesh网络中信道切换的方法，该方法适用于广播同步切换，CMS控制所有Mesh节点进行同步的信道切换，该方法包括以下步骤：
步骤71：CMS在Mesh网中广播信道切换通告帧，该信道切换通告帧中携带了所有Mesh节点的信道切换信息，以及全网的同步切换时间信息；网络中的各mesh节点可以根据各自对应的信道切换信息进行信道切换，其中，信道切换通告帧中包括的信息内容可以参考表1，Channel Switch Mode设为“广播同步切换模式”，并添加Switching Time信息，该信息规定了全网进行信道切换的绝对时间T，其中T可以是一个全网统一的时刻；
步骤72：Mesh节点收到信道切换通告帧后，判断是否之前收到过该帧：如果首次收到，则向邻居节点广播k次该帧后执行步骤73，如果已经收到过则直接执行步骤73；
步骤73：mesh节点根据该信道切换通告帧中携带的全网的同步切换时间信息，定时等待至时刻T；
步骤74：当定时结束，即时间到达T时刻时，mesh节点根据信道切换通告帧帧中包含的与自身信道切换相关的信息，执行信道切换操作；由于信道切换通告帧中，包括了全网各个mesh的信道切换信息，mesh节点在接收到信道切换通告帧，根据设备标识从信道切换通告帧中获取与自身相关的信道切换信息，其中，该切换信息中包括了，该mesh节点的各个需要切换的射频的MAC地址，和各射频将要切换到的新信道的信息(新信道的类别标识、新信道的信道编号)，根据这些信道切换信息，mesh节点能够完成自身信道的切换；
步骤75：信道切换后，Mesh节点设置定时器，等待时间为T0；其中，T0可以根据经验或者网络状况进行设定，其具体值在此不做限定；
步骤76：定时器超时时，该Mesh向CMS单播信道信息报告帧，报告自身当前的信道信息；
当定时结束时，由于经过了一段时间，网络状态已趋于稳定，此时上报信道信息，能够保证CMS与mesh节点之间链路的可达性和通信的可靠性，保证CMS可以收到mesh节点的信道信息报告帧；其中，信道信息报告帧用于Mesh节点向CMS上报信道信息，信道信息报告帧中包含的信息内容可以参考表2。
其中，网络中的每个Mesh节点在收到信道切换通告帧后，都会进行相同的操作(步骤72～步骤76)，从而完成整个Mesh网的信道切换。
另外，在步骤71之前，CMS会收集当前网络中各个节点的信道信息，根据全网的信道信息，为各mesh节点分配信道，确定各mesh节点的信道切换信息。CMS收集当前网络中各个节点的信道信息的方式，可以是Mesh节点主动或被动地将自身的信道信息上报给CMS，其具体方式可以参考实施例二中的相关内容。
本实施例提供的广播同步切换的信道切换方法，通过CMS在Mesh网中广播信道切换通告帧，各个mesh节点从信道切换通告帧中获取自身对应的信道切换信息，并根据信道切换通告帧中携带的全网的同步切换时间信息，在等待到全网统一切换的时刻时根据自身对应的信道切换信息进行信道切换，能够使Mesh节点根据服务器(CMS)的要求，在几乎相同的时间内进行信道切换，缩短了信道切换操作过程的持续时间，即减少了网络切换导致的网络不稳定的时间长度，能够使整个Mesh网在较短时间内完成全网的信道切换，适合在网络启动阶段、或者在需要对网络进行强制重配置的情况下使用。由于采用了CMS集中控制信道切换的方式，相对现有技术具有很好的通用性，可以统一安排mesh节点的信道切换，避免了现有技术中因为主从式切换导致的网络不稳定问题，而且CMS可以考虑全网的信道情况后决定各个mesh节点的信道切换信息，从而避免了现有技术中mesh节点切换只考虑其自身周围的射频环境状况，实现全网最优的信道分配。
实施例五
如附图8所示，本发明实施例提供了一种Mesh网络中信道切换的方法，该方法适用于广播缓慢切换，CMS向所有Mesh节点广播信道切换信息，各个Mesh节点选择适当的时间执行信道切换，该方法包括以下步骤：
步骤81：CMS在Mesh网中广播信道切换通告帧，该帧中携带了全网所有Mesh节点的信道切换信息，网络中的各mesh节点可以根据各自对应的信道切换信息进行信道切换；其中，信道切换通告帧中包括的信息内容可以参考表1，Channel Switch Mode设为“广播缓慢切换模式”；
步骤82：Mesh节点收到信道切换通告帧后，判断是否之前收到过该帧：如果首次收到，则向邻居节点广播k次该帧后执行步骤83，如果已经收到过则直接执行步骤83；
步骤83：Mesh节点对自身当前的通信采取保护措施，其中，参考实施例二中的相关内容，保护措施可以是：在切换之前，使待切换射频的发送队列中的数据发送完毕；或者，切换之前，在mesh节点的其它射频上建立了到网关的路由路径，具体保护措施不限于这两种情况，可以根据网络的实际情况采取相应的保护措施；
步骤84：Mesh节点完成保护措施后，向邻居节点发送信道切换请求帧；其中，信道切换请求帧(Channel Switching Request)中包含的信息内容如表3所示；本步骤中的发送可以是单播或广播，如果是广播，为了保证邻居节点能够收到该请求帧，则可以广播多次；
表3信道切换请求帧的信息内容
| 帧域 | 含义 |
| Peer MAC Address | 接收请求的对端邻居射频MAC地址 |
| Switching MAC Address | 本节点要作信道切换的射频MAC地址 |
| Old Regulatory Class | 本射频现在所在的旧信道的类别标识 |
| Old Channel Number | 本射频现在所在的旧信道的信道编号 |
| New Regulatory Class | 本射频要切换到的新信道的类别标识 |
| New Channel Number | 本射频要切换到的新信道的信道编号 |
步骤85：邻居节点根据信道切换请求帧，对自身当前的通信采取保护措施，该保护措施可以参考步骤83中的保护措施；
步骤86：邻居节点完成保护措施后，向Mesh节点发送信道切换响应帧；其中，信道切换响应帧(Channel Switching Response)中包含的信息内容如表4所示，包括mesh节点要作信道切换的射频MAC地址和邻居节点的与该要作信道切换的射频对应的射频MAC地址；
表4信道切换响应帧的信息内容
| 帧域 | 含义 |
| Switching MAC Address | 要作信道切换的射频MAC地址 |
| Local MAC Address | 对端邻居自身的射频MAC地址 |
步骤87：Mesh节点与它的每个邻居节点，都进行上述步骤84～步骤86的交互过程，当mesh节点接收到各邻居节点的信道切换响应帧后，保护措施完成，Mesh节点向CMS单播信道信息报告帧，该信道信息报告帧中携带切换之后的信道信息，信道信息报告帧中包含的信息内容可以参考表2；其中，如果步骤84中采用单播方式发送，则可以在收到一个邻居节点的切换响应帧后，再向另一个邻居节点发送信道切换请求帧；
步骤88：Mesh节点根据信道切换通告帧中包含的与自身信道切换相关的信息，执行自身的信道切换。
本实施例中，当mesh节点有多个射频需要进行切换时，每个射频之间可以是相互独立的：例如，mesh节点将要进行切换的射频为射频1和射频2；针对射频1，射频1在自己的信道上向各邻居节点广播信道切换请求帧(步骤84)，信道切换请求帧的格式参考表3，只携带射频1的信道信息，能够收到射频1发送的信道切换请求帧的邻居节点，必然存在一个与射频1工作在同一频率上的对应射频1，邻居节点针对对应射频1的通信采取保护措施(步骤85)，并在保护完成后通过对应射频1发送信道切换响应帧(步骤86)，当mesh节点的射频1收到各邻居节点返回的信道切换响应帧后，射频1的邻居节点的保护措施完成，Mesh节点向CMS单播信道信息报告帧，该报告帧中携带射频1的相关信道信息；针对射频2，采用与射频1类似的方式，两者独立操作，当射频2的邻居节点完成保护措施时，Mesh节点向CMS单播信道信息报告帧，该报告帧中携带射频2的相关信道信息。当然，也可以采用非独立的方式：例如，进行邻居节点采取保护措施时，mesh节点向邻居节点发送的信道切换请求帧时，在信道切换请求帧中携带将切换的各个射频的相关信息，包括射频1、射频2的MAC地址和相关新旧信道信息，然后将该携带所有切换射频信息的信道切换请求帧发送给各个邻居节点，这里的发送可以通过某个射频单播或者各个射频广播，之后，邻居节点可以通过信道切换请求帧中的mesh节点要作信道切换的射频MAC地址信息，确定对应的一个或多个射频，并针对该对应的射频执行保护措施，一种可能的确定方式是，mesh节点的一个要作信道切换的射频地址为MAC1，则邻居节点根据MAC1确定自身与MAC1通信的射频地址MAC2，之后，邻居节点针对MAC2的射频进行保护措施；
本实施例中，mesh节点先发报告帧(步骤87)后执行切换(步骤88)，可以确保信道切换操作不影响报告帧的发送；当然，在其他实施例中，也可以先进行信道切换(步骤88)，之后等待一段时间，待网络稳定后，发报告帧(步骤87)，具体的实现方式，可以参考实施例三和实施例四中的相关内容，在此不再赘述。在本发明的各个实施例中，并不限定报告帧的发送时机，既可以在切换后发送报告帧，也可以在切换前发送报告帧，无论哪种实现方式，都在本发明的保护范围之内。
其中，网络中的每个Mesh节点在收到信道切换通告帧后，都会进行相同的操作(步骤72～步骤76)，从而完成整个Mesh网的信道切换。在步骤81之前，CMS会收集当前网络中各个节点的信道信息，根据全网的信道信息，为各mesh节点分配信道，确定各mesh节点的信道切换信息。CMS收集当前网络中各个节点的信道信息的方式，可以是Mesh节点主动或被动地将自身的信道信息上报给CMS，其具体方式可以参考实施例二中的相关内容。
另外，为了保证mesh节点和邻居节点的通信，在步骤84中Mesh节点向一个邻居节点发送信道切换请求帧后，可以设置定时器定时T1，Mesh节点在定时结束时(即经过T1时间后)，没有收到邻居节点的响应帧，则重发请求帧；因为可能存在邻居节点失效或者因其他原因不可用的情况，可以设置重发次数，例如最多重发k1次(k1可以为1次，也可以为多次)，当重发k1次之后，仍未收到邻居节点返回的响应帧，则认为邻居节点失效或不可用，而忽略该失效或不可以的邻居节点，继续执行后面的步骤，这样，可以防止因邻居节点失效或不可用，mesh节点一直等待邻居节点的响应帧。
本实施例提供的广播缓慢切换的信道切换方法，通过CMS在Mesh网中广播信道切换通告帧，各个mesh节点从信道切换通告帧中获取自身对应的信道切换信息，并根据自身对应的信道切换信息进行信道切换，能够使整个Mesh网在较短时间内完成全网的信道切换；并且，mesh节点在切换之前进一步对自身的通信采取保护措施，与邻居节点交互使邻居节点也对与mesh节点相关的通信采取保护措施，可以尽可能的保护网络通信，使CMS可以在尽量不影响网络通信的前提下，控制全网Mesh节点的信道切换，适合在保证通信质量的前提下进行全网信道切换。由于采用了CMS集中控制信道切换的方式，相对现有技术具有很好的通用性，可以统一安排mesh节点的信道切换，避免了现有技术中因为主从式切换导致的网络不稳定问题，而且CMS可以考虑全网的信道情况后决定各个mesh节点的信道切换信息，从而避免了现有技术中mesh节点切换只考虑其自身周围的射频环境状况，实现全网最优的信道分配。
实施例六
如附图9所示，本发明实施例提供了一种Mesh网络中信道切换的方法，该方法适用于单播立即切换，CMS控制某个Mesh节点立即进行信道切换，该方法包括以下步骤：
步骤91：CMS向目标Mesh节点发送单播信道切换通告帧；其中，单播信道切换通告帧(Unicast Channel Switching Announcement)中包含的信息内容如表5所示，该帧的信道切换模式为“单播立即切换模式”，包括了目标mesh节点的信道切换信息，具体可参考表5中的各信息内容；
表5单播信道切换通告帧的信息内容
| 帧域 | 含义 |
| Channel Switch Mode | 信道切换模式 |
| Node ID | 需作信道切换的节点的设备标识 |
| Switching MAC Number | 该节点中需作信道切换的射频个数 |
| Switching MAC Address(#k) | 该节点的第k个作信道切换的射频的MAC地址 |
| New Regulatory Class(#k) | 该节点的第k个射频要切换到的新信道的类别标识 |
| New Channel Number(#k) | 该节点的第k个射频要切换到的新信道的信道编号 |
步骤92：CMS设置定时器定时T2秒；
步骤93：中间Mesh节点收到单播通告帧后，向目标Mesh节点转发该帧；
步骤94：目标Mesh节点收到单播通告帧后，向CMS反馈信道信息报告帧，其中，信道信息报告帧用于目标Mesh节点向CMS上报信道信息，信道信息报告帧中包含的信息内容可以参考表2；
步骤95：目标Mesh节点根据单播通告帧中的信息，执行信道切换操作；目标mesh节点根据单播通告帧中的射频的MAC地址确定要进行切换的射频，根据该射频对应的新信道的类别标识和新信道的信道编号，对该射频进行信道切换；一个单播通告帧中可以包括切换多个射频的相关信息；
步骤96：中间Mesh节点收到信道信息报告帧后，向CMS转发该帧；
步骤97：CMS收到目标mesh节点发送的信道信息报告帧，则单播立即切换过程结束；如果CMS在定时结束时(即在发送单播信道切换通告帧后经过了时间T2)，未收到目标Mesh节点返回的信道信息报告帧，则重发通告帧并等待报告帧；
其中，可以设置CMS重发通告帧的次数，例如最多重发k2次(k2可以为1次，也可以为多次)，当重发k2次之后，仍未收到目标Mesh节点返回的信道信息报告帧，则认为目标Mesh节点失效或不可用，结束切换过程，这样，可以防止因目标Mesh节点失效或不可用，CMS一直等待目标Mesh节点的信道信息报告帧。
另外，在步骤94中，目标mesh节点上报道信息报告帧时，该帧上报的信息中，可以不包含作切换的射频的对端射频信息，设置是否上报第k个射频的链路信息的标识(Link Information Indicator)取值为不上报(具体的可以用值1表示上报，值0表示不上报)，这样，可以解决因目标mesh节点的射频刚切换到新信道时，还未与该信道上的邻居射频建立链路的问题。
在其他实施例中，步骤91中CMS发送的单播信道切换通告帧，可以不限于表5的形式，例如，CMS发送的单播信道切换通告帧采用表1所示的信道切换通告帧的形式，设置信道切换模式(Channel Switch Mode)为“单播立即切换模式”，设置需作信道切换的节点个数(Switching Node Number)为1，这样可以保证单播通告帧和广播通告帧的兼容性，接收通告帧的mesh节点只要根据不同的信道切换模式进行不同的处理即可，具体的处理方式可以参考本发明各个实施例的方案。
本实施例提供的单播立即切换的信道切换方法，通过CMS在Mesh网中向目标mesh节点单播单播信道切换通告帧，目标mesh节点从单播信道切换通告帧中获取自身的信道切换信息，并根据该信道切换信息进行信道切换，能够使CMS控制目标Mesh节点在较短时间内完成信道切换，适合于要求某个Mesh节点立即进行信道切换的情况。由于采用了CMS集中控制信道切换的方式，相对现有技术具有很好的通用性，可以统一安排mesh节点的信道切换，避免了现有技术中因为主从式切换导致的网络不稳定问题，而且CMS可以考虑全网的信道情况后决定目标mesh节点的信道切换信息，并控制目标mesh节点完成切换，从而避免了现有技术中mesh节点切换时只考虑其自身周围的射频环境状况来决定是否切换，实现全网最优的信道分配。
实施例七
如附图10所示，本发明实施例提供了一种Mesh网络中信道切换的方法，该方法适用于单播缓慢切换，CMS向某个Mesh节点发信道切换信息，该节点选择适当的时间进行信道切换，该方法包括以下步骤：
步骤100：CMS向目标Mesh节点单播信道切换通告帧；其中，信道切换通告帧中包含的信息内容如表6所示，该帧的信道切换模式为“单播缓慢切换模式”，包括了目标mesh节点的信道切换信息，具体可参考表6中的各信息内容；
表6单播缓慢切换时信道切换通告帧的信息内容
| 帧域 | 含义 |
| Channel Switch Mode | 信道切换模式，该帧的模式为“单播缓慢切换模式” |
| Node ID | 需作信道切换的节点的设备标识 |
| Switching MAC Address | 该节点需作信道切换的射频的MAC地址 |
| New Regulatory Class | 该节点的射频要切换到的新信道的类别标识 |
| New Channel Number | 该节点的射频要切换到的新信道的信道编号 |
步骤101：CMS设置定时器定时T3秒；
步骤102：中间Mesh节点收到通告帧后，向目标Mesh节点转发该帧；
步骤103：目标Mesh节点收到通告帧后，目标Mesh节点对自身当前的通信采取保护措施；其中，参考实施例二中的对保护措施的说明，保护措施可以是：在切换之前，使待切换射频的发送队列中的数据发送完毕；或者，切换之前，在目标mesh节点的其它射频上建立了到网关的路由路径，具体保护措施不限于这两种情况，可以根据网络的实际情况采取相应的保护措施；
步骤104：目标Mesh节点完成保护措施后，向邻居节点发送信道切换请求帧；其中，信道切换请求帧包含的信息内容可以参考表3所示；
步骤105：邻居节点根据信道切换请求帧中的信息，对自身当前的通信采取保护措施，该保护措施可以参考步骤103中的保护措施；其中，邻居节点采取保护措施时，可以确定保护措施所针对的射频，具体的确定方式可以参考实施例五中多射频独立切换和非独立切换的相关内容，在此不再赘述；
步骤106：邻居节点完成保护措施后，向目标Mesh节点发送信道切换响应帧；其中，信道切换响应帧包含的信息内容可以参考表4所示；
步骤107：目标Mesh节点与它的每个邻居节点，都进行上述步骤104～步骤106的交互过程，当目标mesh节点接收到各邻居节点的信道切换响应帧后，保护措施完成，目标Mesh节点向CMS反馈信道信息报告帧，该信道信息报告帧中携带切换之后的信道信息，信道信息报告帧中包含的信息内容可以参考表2；
步骤108：目标Mesh节点根据信道切换通告帧中包含的信道切换信息，执行信道切换；
步骤109：中间Mesh节点收到信道信息报告帧后，向CMS转发该帧；
步骤110：CMS收到目标mesh节点发送的信道信息报告帧，则单播缓慢切换过程结束；如果CMS在定时结束时(即在发送信道切换通告帧后经过了时间T3)，未收到目标Mesh节点发送的信道信息报告帧，则重发通告帧并等待报告帧；
其中，可以设置CMS重发通告帧的次数，例如最多重发k3次(k3可以为1次，也可以为多次)，当重发k3次之后，仍未收到目标Mesh节点返回的信道信息报告帧，则认为目标Mesh节点失效或不可用，结束切换过程，这样，可以防止因目标Mesh节点失效或不可用，CMS一直等待目标Mesh节点的信道信息报告帧。
另外，在步骤106中，目标mesh节点上报道信息报告帧时，该帧上报的信息中，可以不包含作切换的射频的对端射频信息，设置是否上报第k个射频的链路信息的标识(Link Information Indicator)取值为不上报，这样，可以解决因目标mesh节点的射频刚切换到新信道时，还未与该信道上的邻居射频建立链路的问题。
在其他实施例中，步骤101中CMS发送的信道切换通告帧，可以不限于表6的形式，可以参考表1或表5，例如，CMS发送的单播信道切换通告帧采用表1所示的信道切换通告帧的形式，设置信道切换模式(ChannelSwitch Mode)为“单播缓慢切换模式”，设置需作信道切换的节点个数(Switching Node Number)为1，这样可以保证单播通告帧和广播通告帧的兼容性，接收通告帧的mesh节点只要根据不同的信道切换模式进行不同的处理即可，具体的处理方式可以参考本发明各个实施例的方案。并且，为了减小信道切换对网络的影响，可以设置一次只对节点的一个射频进行切换，例如，采取表1所示的信道切换通告帧的形式时，设置节点中需作信道切换的射频个数(Switching MAC Number)为1，或者，采用表5所示的单播信道切换通告帧的形式时，设置该节点中需作信道切换的射频个数(SwitchingMAC Number)为1。当一次只允许对一个射频进行信道切换时，与广播缓慢切换方案相比，本实施例的方案对网络通信的影响更小。
与实施例六相比，本实施例中的时间T3可以设置为比单播立即切换中的时间T2长，因为单播缓慢切换时，由于目标mesh节点需要对通信进行保护并与邻居节点交互后才发送信道信息报告帧，需要更长的时间，设置T3＞T2可以适应这种保护和交互过程，避免目标mesh节点在保护和交互完整之前，CMS再次向目标mesh节点发送信道切换通告帧。
本实施例提供的单播缓慢切换的信道切换方法，通过CMS在Mesh网中向目标mesh节点单播信道切换通告帧，目标mesh节点从单播信道切换通告帧中获取自身的信道切换信息，并根据该信道切换信息进行信道切换，能够使CMS控制目标Mesh节点在较短时间内完成信道切换；并且，目标mesh节点在切换之前进一步对自身的通信采取保护措施，与邻居节点交互使邻居节点也对与目标mesh节点相关的通信采取保护措施，可以尽可能的保护网络通信，使CMS可以在尽量不影响网络通信的前提下，控制某个Mesh节点的信道切换，适合在保证通信质量的前提下要求某个Mesh节点进行信道切换的情况。由于采用了CMS集中控制信道切换的方式，相对现有技术具有很好的通用性，可以统一安排mesh节点的信道切换，避免了现有技术中因为主从式切换导致的网络不稳定问题，而且CMS可以考虑全网的信道情况后决定目标mesh节点的信道切换信息，并控制目标mesh节点完成切换，从而避免了现有技术中mesh节点切换只考虑其自身周围的射频环境状况来决定是否切换，实现全网最优的信道分配。
实施例八
如附图11所示，本发明实施例提供了一种信道切换管理的装置，该装置包括：
接收模块111，用于接收mesh节点发送的信道信息报告帧，其中，该信道信息报告帧包括mesh节点的信道信息；
收集模块112，用于保存接收模块111接收的报告帧中的信道信息，汇总整个mesh网络的信道信息；
决策模块113，用于根据收集模块112保存的全网的信道信息，确定mesh节点的切换后的信道信息，即mesh节点的信道切换信息，该信道切换信息可以包括，mesh节点将切换的射频地址、该射频切换后的新的信道类型及信道编号；
发送模块114，用于根据决策模块113确定的信道切换信息，通过射频天线向mesh节点发送信道切换通告帧，其中，该信道切换通告帧包括信道切换信息，用于mesh节点接收到该通告帧后，根据其中的信道切换信息，进行信道切换。
其中，发送模块114可以进一步包括：单播单元1141，用于向一目标mesh节点发送信道切换通告帧；广播单元1142，用于向全网广播信道切换通告帧。
上述信道切换管理的装置可以进一步包括：定时模块115，用于在发送模块114发送信道切换通告帧后，如果在设定时间内没有收到mesh节点返回的确认消息(例如，信道信息报告帧)，则触发发送模块114向mesh节点重发信道切换通告帧。
本实施例中信道切换管理的装置，可以是一个物理实体，或者在其他物理实体(例如，MP、MAP、MPP等)上的逻辑模块；该信道切换管理的装置可以为实施例一中的CMS。
本实施例提供的信道切换管理的装置，通过在Mesh网中发送信道切换通告帧，使mesh节点根据信道切换通告帧中自身的信道切换信息，进行信道切换，由于采用了信道切换管理的装置集中控制信道切换的方式，相对现有技术具有很好的通用性，可以统一安排mesh节点的信道切换，避免了现有技术中因为主从式切换导致的网络不稳定问题，而且信道切换管理的装置可以考虑全网的信道情况后决定mesh节点的信道切换信息，从而避免了现有技术中mesh节点只考虑其自身周围的射频环境状况来决定是否切换的问题，实现全网最优的信道分配。
实施例九
如附图12所示，本发明实施例提供了一种mesh网络节点，该节点包括：
接收模块121，用于接收信道切换管理装置发送的信道切换通告帧；其中，该信道切换通告帧包括mesh节点切换后的信道信息，即mesh节点的信道切换信息，该信道切换信息可以包括，mesh节点将切换的射频地址、该射频切换后的新的信道类型及信道编号；
切换模块122，用于根据接收模块121接收的信道切换通告帧中的mesh节点的信道切换信息，进行信道切换，切换到信道切换信息指定的信道上；例如，根据信道切换信息指定的射频和该射频将切换到的新的信道类型及信道编号，将该指定的射频的信道切换到新的信道类型及信道编号对应的信道上。
上述mesh网络节点可以进一步包括：发送模块123，用于向信道切换管理装置发送信道信息报告帧，其中，该信道信息报告帧包括mesh节点切换后的信道信息。或者，该mesh网络节点可以进一步包括：发送模块123，用于向信道切换管理装置发送信道信息报告帧，其中，该信道信息报告帧包括mesh节点切换后的信道信息；和，定时模块124，用于在切换模块122完成信道切换后，等待一段时间触发发送模块123发送信道信息报告帧。
上述mesh网络节点可以进一步包括：保护模块125，用于根据接收模块121接收的信道切换通告帧中的mesh节点的信道切换信息，对节点自身的通信采取保护措施；其中，该保护措施可以是，监控将切换的射频的队列情况，停止向将切换的射频队列中加入新生成的业务数据，并在将切换的射频队列中已有的数据发送完毕后，通知切换模块122进行该射频的信道切换，或者，查看本节点的路由表，判断除将切换的射频外，节点工作在其它信道上的射频是否还存在到网关的路由路径，如果存在，则通知切换模块122进行该将切换的射频的信道切换，如果不存在，则在由节点的其它射频建立到网关的路由路径后，通知切换模块122进行该将切换的射频的信道切换。另外，保护措施还可以是上面两种保护方式的组合。
其中，上述mesh网络节点可以进一步包括：交互模块126，用于触发发送模块123向邻居节点发送信道切换请求帧，通知邻居节点对邻居节点自身的通信采取保护措施；其中，该信道切换请求帧可以包括，本节点将切换的射频地址，该射频切换前的旧的信道类型及信道编号，和该射频切换后的新的信道类型及信道编号，当然，这些内容不是必须的，接到信道切换请求帧的邻居节点可以不依靠这些信息采取保护措施，当邻居节点知道了切换后的新信道，如果邻居节点在新信道上也有射频，则可以进一步对该射频采取一些措施，较快地与本节点在新信道上建立链路。本节点的邻居节点可以根据信道切换请求帧，对该邻居节点自身的通信采取保护措施，该保护措施可以是：假设节点A的射频R1要做信道切换，并且已向邻居节点B的射频R2发送了信道切换请求，邻居节点B停止向射频R2的队列放入新生成的业务数据，并将射频R2的数据队列中已有的数据都发完，或者，邻居节点B查看自身的路由表，判断节点B到网关的路由路径是否必须经过节点A的射频R1，如果不经过R1，则直接向节点A返回信道切换响应帧，如果要经过R1，则节点B建立一条不通过射频R1的到网关的路由路径后，向节点A返回信道切换响应帧。另外，保护措施还可以是上面两种保护方式的组合。当装置中包括交互模块126时，保护模块125可以与交互模块126进行交互，当保护模块125完成节点自身的保护后，通知交互模块126触发信道切换请求帧的发送，当邻居节点返回信道切换响应帧给交互模块126后，通知保护模块125邻居节点的保护措施已经完成，然后当节点自身的和邻居节点的保护措施都完成后，由保护模块125通知切换模块122进行该将切换的射频的信道切换。
本实施例中的mesh网络节点，可以是实施例一中的与CMS交互的mesh节点。本实施例中的mesh网络节点和实施例八中的信道切换管理的装置，可以存在于同一mesh网络中，相互配合进行mesh节点信道切换的集中控制。
本实施例提供的mesh网络节点，通过mesh节点接收信道切换通告帧，从信道切换通告帧中获取自身的信道切换信息，并根据自身的信道切换信息进行信道切换，由于采用了信道切换管理的装置集中控制信道切换的方式，相对现有技术具有很好的通用性，可以统一安排mesh节点的信道切换，避免了现有技术中因为主从式切换导致的网络不稳定问题，而且信道切换管理的装置可以考虑全网的信道情况后决定mesh节点的信道切换信息，从而避免了现有技术中mesh节点只考虑其自身周围的射频环境状况来决定是否切换的问题，实现全网最优的信道分配。另外，mesh节点在信道切换之前，可以进一步对自身的通信采取保护措施，并与邻居节点交互使邻居节点对其自身的通信也采用保护措施，能够保证网络通信的不间断性，使在不影响网络通信的前提下完成信道切换。
在本发明各实施例中，给出了信道信息的收集方法和信道切换操作的执行方法，而对如何进行集中式信道分配决策不作限定，具体可以参考现有技术。也就是说，任何一种用于Mesh网络的集中式信道分配策略，都可以采用本发明实施例的技术方案中给出的信息收集和信道切换方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
总之，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 (20)
1、一种Mesh网络中信道切换的方法，其特征在于，所述方法包括：
mesh节点接收信道切换通告帧；其中，所述通告帧包括所述mesh节点的信道切换信息，所述信道切换信息指示所述mesh节点切换后的信道；
mesh节点根据所述信道切换信息，切换到所述信道切换信息指示的信道上。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通告帧可以包括一个或多个mesh节点的信道切换信息；
所述信道切换信息包括：mesh节点将切换的射频地址，所述射频将切换到的信道类型，和所述射频将切换到的信道编号。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述mesh节点切换之前，所述mesh节点向所述通告帧发送方返回信道信息报告帧；或者，在所述mesh节点切换之后，所述mesh节点等待一定时间后向所述通告帧发送方返回信道信息报告帧；
其中，所述报告帧包括所述mesh节点切换后的信道信息，所述切换后的信道信息用于，所述发送方根据所述切换后的信道信息更新自身保存的所述mesh节点的信道信息。
4、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述mesh节点切换之前，所述方法还包括：mesh节点采取保护措施，保证通信连续。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述保护措施为：
mesh节点监控将切换的射频的队列情况，停止向将切换的射频队列中加入新生成的业务数据，并在将切换的射频队列中已有的数据发送完毕后，进行信道切换；或者
mesh节点查看本节点的路由表，判断除将切换的射频外，节点工作在其它信道上的射频是否还存在到网关的路由路径，如果不存在，则在由节点的其它射频建立到网关的路由路径后，进行信道切换；或者
以上两者的组合。
6、如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述mesh节点切换之前，所述方法还包括：
mesh节点向邻居节点发送信道切换请求帧，通知邻居节点对邻居节点采取保护措施；或
mesh节点向邻居节点发送信道切换请求帧，通知邻居节点对邻居节点采取保护措施，并接收邻居节点在保护措施完成后发送的信道切换响应帧，之后mesh节点进行信道切换。
7、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述信道切换通告帧由管理设备发送，由所述管理设备根据mesh网络中各节点的信道信息确定所述通告帧中的mesh节点的信道切换信息。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述mesh节点通过以下方式向所述管理设备发送自身的信道信息：
Mesh节点周期性地发送信道信息报告帧；或
当Mesh节点自身改变了信道设置时，发送信道信息报告帧；或
当Mesh节点加入网络时，发送信道信息报告帧；或
当Mesh节点离开网络时，发送信道信息报告帧；或
当Mesh节点发现自身的对端链路发生变化时，发送携带当前的对端链路信息的信道信息报告帧；或
Mesh节点接收所述管理设备发送的信道信息请求帧，反馈信道信息报告帧；
其中，所述报告帧包括所述mesh节点的信道信息，用于所述管理设备根据所述信道信息更新保存的所述mesh节点的信道信息。
9、一种信道切换管理的装置，其特征在于，所述装置包括：
决策模块，用于根据全网的信道信息，确定mesh节点的信道切换信息；
发送模块，用于根据所述决策模块确定的信道切换信息，向mesh节点发送信道切换通告帧；其中，所述信道切换通告帧包括信道切换信息，用于指示mesh节点接收到所述通告帧后，根据其中的信道切换信息，进行信道切换。
10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述发送模块包括：
单播单元，用于向一目标mesh节点发送信道切换通告帧；
广播单元，用于向全网广播信道切换通告帧。
11、如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
接收模块，用于接收mesh节点发送的信道信息报告帧，其中，该信道信息报告帧包括mesh节点的信道信息；
收集模块，用于保存所述接收模块接收的报告帧中的信道信息，汇总整个mesh网络的信道信息。
12、如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
定时模块，用于在所述发送模块发送信道切换通告帧后，如果在设定时间内没有收到mesh节点返回的确认消息，则触发所述发送模块向mesh节点重发信道切换通告帧。
13、如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述信道切换信息包括：mesh节点将切换的射频地址，所述射频将切换到的信道类型，和所述射频将切换到的信道编号。
14、一种mesh网络节点，其特征在于，所述节点包括：
接收模块，用于接收管理装置发送的信道切换通告帧；其中，该信道切换通告帧包括mesh节点的信道切换信息；
切换模块，用于根据所述接收模块接收的信道切换通告帧中的mesh节点的信道切换信息，进行信道切换，切换到所述信道切换信息指定的信道上。
15、如权利要求14所述的节点，其特征在于，所述节点还包括：
发送模块，用于向管理装置发送信道信息报告帧，其中，该信道信息报告帧包括mesh节点切换后的信道信息。
16、如权利要求14所述的节点，其特征在于，所述节点还包括：
发送模块，用于向管理装置发送信道信息报告帧，其中，该信道信息报告帧包括mesh节点切换后的信道信息；
定时模块，用于在所述切换模块完成信道切换后，等待一段时间触发所述发送模块发送信道信息报告帧。
17、如权利要求14至16任一项所述的节点，其特征在于，所述节点还包括：
保护模块，用于根据所述接收模块接收的信道切换通告帧中的mesh节点的信道切换信息，采取保护措施，保证通信连续。
其中，所述保护措施为：监控将切换的射频的队列情况，停止向将切换的射频队列中加入新生成的业务数据，并在将切换的射频队列中已有的数据发送完毕后，通知所述切换模块进行信道切换；或者，查看本节点的路由表，判断除将切换的射频外，节点工作在其它信道上的射频是否还存在到网关的路由路径，如果不存在，则在由节点的其它射频建立到网关的路由路径后，通知所述切换模块进行信道切换；或者，以上两者的组合。
18、如权利要求17所述的节点，其特征在于，所述节点还包括：
交互模块，用于触发所述发送模块向邻居节点发送信道切换请求帧，通知邻居节点对邻居节点自身的通信采取保护措施；其中，该信道切换请求帧包括，所述mesh网络节点将切换的射频地址。
19、如权利要求17所述的节点，其特征在于，所述信道切换信息包括：mesh节点将切换的射频地址，所述射频将切换到的信道类型，和所述射频将切换到的信道编号。
20、一种mesh网络系统，其特征在于，所述系统包括：
管理装置，用于根据全网的信道信息，确定mesh节点的信道切换信息；向mesh节点发送信道切换通告帧；其中，所述信道切换通告帧包括mesh节点的信道切换信息；
至少一个mesh节点，用于接收管理装置发送的信道切换通告帧；根据所述接收的信道切换通告帧中的mesh节点的信道切换信息，进行信道切换，切换到所述信道切换信息指定的信道上。
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