CN103024811B - 无线网络通信方法及无线网络通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线自组网络的无线网络通信方法，该无线自组网络包括通过多个信道通信的多个节点，该无线网络通信方法的特征在于，包括：广播代理节点选出步骤，其从所述多个节点中选出广播代理节点；信道切换步骤，其中，所述广播代理节点在所述多个信道间切换；以及广播步骤，其中，在各个信道上接收其他节点发出的信息，并在各信道上广播接收到的各节点的信息。利用广播代理节点，能够实现各信道间的交互。

Description

无线网络通信方法及无线网络通信装置

技术领域

本发明涉及一种无线网络通信方法及无线网络通信装置。具体为涉及无线自组网络中的无线网络通信方法和无线网络通信装置。

背景技术

目前，随着ad-hoc(自组网络)技术的成熟，ad-hoc网络、特别是传感器网络得到迅速发展。在现有的单信道ad-hoc网络中，中心节点或主控节点根据周围环境的频谱检测结果选择一个信道，该网络内所有节点使用该信道进行通信。可是随着节点数量的增多，单信道ad-hoc网络性能急剧下降，如丢包率、包延迟等参数受到严重影响。

在基于IEEE802.11和IEEE802.15.4标准的WIFI、WPAN等网络中所使用的免许可频段内，有多个信道可供用户使用。参考IEEE802.11和IEEE802.15.4标准，将单一信道通信扩展为多信道通信，频谱利用率得以提高，进而提升了网络性能。

但是，在现有的多信道ad-hoc网络中，由于工作在不同信道的节点之间不能直接通信，各个节点不能实时获得其他信道的信息，因此会发生个别信道上节点数量过多，而信道之间负载不均衡，以及隐藏终端的问题。

发明内容

本发明有鉴于上述问题，提供一种无线网络通信方法及无线网络通信装置，能够实现无线自组网络中各信道的节点之间的信息传递。

本发明的无线自组网络络的无线网络通信方法中，该无线自组网络包括通过多个信道通信的多个节点，该无线网络通信方法的特征在于，包括：广播代理节点选出步骤，其从所述多个节点中选出广播代理节点；信道切换步骤，其中，所述广播代理节点在所述多个信道间切换；以及广播步骤，其中，所述广播代理节点在各个信道接收其他节点发出的信息，并在各信道广播接收到的所述其他节点的信息。

另外，本发明的无线网络通信装置设置于无线自组网络中，该无线自组网络包括通过多个信道通信的该无线网络通信装置和其他多个无线网络通信装置，该无线网络通信装置和其他多个无线网络通信装置形成所述无线自组网络的多个节点，该无线网络通信装置的特征在于，包括：广播代理节点选出部，其与其他几节点根据所述多个节点的状态，从所述多个节点中选出广播代理节点；信道切换部，其切换所述无线网络通信装置的信道；以及广播部，其接收所述其他节点发出的信息，并向所述其他节点广播预定信息。当所述无线网络通信装置被选作广播代理节点时，所述信道切换部切换所述广播代理节点所在的信道，所述广播部接收各个信道上所述其他节点发出的信息，并在各信道广播接收到的各个节点的信息。

根据本发明，在ad-hoc网络中各信道之间能够相互传递消息，有效地实现各信道之间负载均衡，并能够抑制隐藏节点的问题，大幅提升ad-hoc网络，尤其是大型传感器网络的稳定性和实用性。

附图说明

图1为本发明的一个实施方式的多信道自组网络中使用的信道的示意图。

图2为本发明的一个实施方式中的多信道自组网络的示意图。

图3为本发明的一个实施方式的无线网络通信装置的结构示意图。

图4为本发明的一个实施方式中选出广播代理节点的流程图。

图5为本发明的一个本实施方式中选出了广播代理节点的无线自组网络的示意图。

图6为本发明的一个实施方式中广播代理节点工作流程图。

图7为本发明的一个实施方式中广播代理的示意图。

图8为显示本发明的一个实施方式中节点切换信道后各信道负载状况的示意图。

图9为利用加权方法评价节点链路质量的表。

具体实施方式

下面，结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

在本实施方式中，ad-hoc网络(自组网络)可以是传感器网络等。传感器网络中的节点为具有无线网络通信功能的传感器。本实施方式的ad-hoc网络中，假定有3个信道可供节点使用。

图1为本实施方式的多信道自组网络中使用的信道的示意图。

如图1所示，在本实施方式的多信道ad-hoc网络中，3个信道CH0、CH1、CH2可用来通信。比如，信道CH0、CH1、CH2可以位于IEEE802.11和IEEE802.15.4标准中使用的免许可频段内，且信道之间频段相互不重叠。

图2为本实施方式的无线自组网络的示意图。

如图2所示，在本实施方式中，无线通信网络1中具有20个节点N0～N19，节点N0～N19分别为本发明的无线网络通信装置。各节点N0～N19使用图1所示的三个信道CH0、CH1、CH2之一进行通信，必要时能够在三个信道CH0、CH1、CH2之间切换信道。

在本实施方式的无线通信网络1中，节点N0～N19使用不同的信道进行通信。例如，在节点N0～N19中，节点N0、N3、N6、N9使用信道CH0(在图2中，圆圈“○”表示使用信道CH0的节点)，节点N1、N4、N7、N10使用信道CH1(在图2中，菱形“◇”表示使用信道CH1的节点)，节点N2、N5、N8、N11～N19使用信道CH2(在图2中，方形“□”表示使用信道CH2的节点)。工作在信道CH0、CH1、CH2的节点数量分别为4、4、12。由于使用信道CH2的节点过多，造成信道CH0、CH1、CH2的负载不均匀。

为了提高整个网络的通信质量和可靠性，信道CH0、CH1、CH2的负载应尽量均匀。比如，如果使用信道CH0、CH1、CH2的节点数比较接近时，通常信道CH0、CH1、CH2的负载比较均匀。

在现有技术中，工作在不同信道的节点之间不能直接通信，各个节点不能实时获得其他信道的信息，因此不能实时得知当前整个网络1中信道CH0、CH1、CH2的负载情况，因而不能保证信道间负载的均匀。

在本实施方式，从节点N0～N19中选出一个或多个节点作为“广播代理(BroadcastAgent：BA)”节点，在不同的信道切换，收集各个信道的节点的信息，并向各个节点广播信道CH0、CH1、CH2上的节点的状态信息。

[无线网络通信装置]

图3为本发明的一个实施方式的无线网络通信装置30的结构示意图。

如图3所示，无线网络通信装置30具有控制部301、通信部302、信道切换部303、存储部304、广播代理节点选出部305、信道切换判断部306，和广播代理评价值计算部307。

控制部301控制无线网络通信装置30的整体动作。通信部302使用某个信道接收、发送信息。信道切换部303切换通信部302的通信信道，从而使通信部302能够使用多个信道通信。存储部304中存储通信部302从网络1各个节点接收到的信息，以及向网络1中各个节点发送的信息。广播代理节点选出部305用于从网络1中的节点N0～N19中选出广播代理节点。信道切换判断部306用于判断是否切换信道。

以下，结合对本发明的特征的描述，详细说明无线网络通信装置30的各个部分。

[选出广播代理节点]

选出广播代理节点的操作，可能发生在网络1启动使用时，为启动广播代理功能，第一次选出广播代理节点，也可能发生在网络1正常工作状态下，为更新已有的广播代理节点，选出新的广播代理节点。

图4为本实施方式中从无线通信网络1中的多个节点N0～N19(即，多个无线网络通信装置30)中选出广播代理节点的流程图。

在步骤S401中，作为初始状态，如图2所示，无线通信网络1中的各个节点N0～N19分别使用某个信道。

在步骤S402中，节点N0～N19各自的通信部302使用由其信道切换部303设定的信道(CH0、或CH1、或CH2)发送邻居探访信息(以下，必要时简称为HELLO信息)。

在步骤S403中，节点N0～N19接收各自信道上其他节点发送的邻居探访信息(HELLO信息)，并存储这些节点的信息。

以节点N0为例，节点N0的通信部302接收信道CH0上其它节点N3、N6、N9发送的邻居探访信息(HELLO信息)，获得节点N3、N6、N9的状态信息，并将节点N0、N3、N6、N9的信息存储在存储部304中。

在步骤S404中，假定当前存在的广播代理节点是节点N0。如果当前不存在广播代理节点，则随机选定某个节点，比如，节点N0，为初始广播代理节点。广播代理节点N0从其当前的信道切换到其他信道，收集其他信道上各节点的状态信息。

(1)比如，节点N0的信道切换部303从信道CH0切换至信道CH1，节点N0的通信部302使用信道CH1接收信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10发送的邻居探访信息(HELLO信息)，获得节点N1、N4、N7、N10的状态信息，并将节点N1、N4、N7、N10的信息存储在存储部304中。存储部304中存储有信道CH0上的节点N0、N3、N6、N9的信息。

如果节点N0为当前存在的广播代理节点N0，存储部304中还存储有信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19的信息。这种场合下，节点N0从存储部304中读出信道CH0上的节点N0、N3、N6、N9的信息，和信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19的信息，发送给信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10。

如果节点N0为初始广播代理节点N0，存储部304中没有存储信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19的信息，则节点N0只读出信道CH0上的节点N0、N3、N6、N9的信息发送给信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10。

(2)节点N0的信道切换部303从信道CH1切换至信道CH2，节点N0的通信部302使用信道CH2接收信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19发送的邻居探访信息(HELLO信息)，获得节点N2、N5、N8、N11～N19的状态信息，并将节点N2、N5、N8、N11～N19的信息存储在存储部304中。

节点N0还从存储部304中读出信道CH0上的节点N0、N3、N6、N9的信息，和信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10的信息，发送给信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19。

(3)节点N0从信道CH2切换至信道CH0，使用信道CH0接收信道CH0上的节点N3、N6、N9发送的邻居探访信息(HELLO信息)，并将该信息存储在存储部304，更新现有的节点N3、N6、N9的信息，以及节点N0自身的信息。

另外，节点N0从存储部304中读出信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10的信息，和信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19的信息发送给信道CH0上的节点N3、N6、N9。

(4)如果节点N0为当前存在的广播代理节点N0，则通过以上步骤，各个信道上的各个节点得到其他信道上各个节点的状态信息。

如果节点N0为初始广播代理节点N0，则节点N0再从信道CH0切换至信道CH1，将信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19的信息发送给信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10。同时也发送信道CH0上的节点N3、N6、N9的信息更新原来的信息。如此，各个信道上的各个节点得到其他信道上各个节点的状态信息。

在步骤S405中，节点N0～N19的广播代理节点选出部305根据所接收的各个信道上的各个节点的信息，按照一定规则，从节点N0～N19中选出一个或多个节点作为广播代理节点(BroadcastAgentNode)。选出广播代理节点的具体规则后面详细说明。

如后所述，选出广播代理节点后，可以进行图6的广播操作。

图5为选出了广播代理节点的本实施方式的无线自组网络的示意图。

图5中，假定节点N0被选作广播代理节点。图5中用三角“△”表示广播代理节点。

以下说明广播代理节点的动作。

[广播代理]

以下说明广播代理节点N0的广播代理动作。

图6为广播代理节点进行广播代理动作的流程图。

经过图4的处理过程，如图5所示，节点N0被选做广播代理节点。假定节点N0此时使用的信道是信道CH0。

在步骤S601中，广播代理节点N0的信道切换部303切换信道，例如从信道CH0切换至信道CH1。

在步骤S602中，广播代理节点N0从存储部304读取其他信道的节点的信息，即，信道CH0上的节点N0、N3、N6、N9的信息，和信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19的信息，通过通信部302在信道CH1上广播。广播代理节点N0同时广播节点N0自身的HELLO信息。

信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10接收通信部302广播的信道CH0上的节点N3、N6、N9的信息，信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19的信息，以及广播代理节点N0的HELLO信息，并保存至各自的存储器。

在步骤S603中，广播代理节点N0通过通信部302接收信道CH1上的节点的HELLO信息，即节点N1、N4、N7、N10的HELLO信息，保存至存储部304。

在步骤S604中，广播代理节点N0的控制部301判断是否要更新当前的广播代理节点N0。

如果不更新广播代理节点N0，则返回步骤S601，切换至下一信道，继续广播处理。

如果更新广播代理节点N0，则返回，进行图4中的处理，选出新的广播代理节点。新的广播代理节点更新已有的广播代理节点后，新的广播代理节点重复图6所示的处理过程，在不同信道上获取和广播其他信道上的节点的信息。

在步骤S604中判断为不更新广播代理节点，广播代理节点N0切换至信道CH2之后进行的处理如下。

即，再次执行步骤S601，广播代理节点N0的信道切换部303从信道CH1切换至信道CH2。

在步骤S602中，广播代理节点N0从存储部304读取其他信道的节点的信息，即信道CH0上的节点N3、N6、N9的信息和信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10的信息，并通过通信部302在信道CH2上广播，同时广播节点N0自身的HELLO信息。

信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19接收通信部302广播的信道CH0上的节点N3、N6、N9的信息，信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10的信息，以及广播代理节点N0的HELLO信息，并保存至各自的存储器。

在步骤S603中，广播代理节点N0通过通信部302接收信道CH2上的节点的HELLO信息，即节点N2、N5、N8、N11～N19的HELLO信息，保存至存储部304。

在步骤S604中判断为不更新广播代理节点，广播代理节点N0切换至信道CH0后进行的处理如下。

即，再次执行步骤S601，广播代理节点N0的信道切换部303从信道CH2切换至信道CH0。

在步骤S602中，广播代理节点N0从存储部304读取信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10的信息，信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19的信息，并通过通信部302在信道CH0上广播。同时广播节点N0自身的HELLO信息。

信道CH0上的节点N3、N6、N9接收通信部302广播的信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19的信息，信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10的信息，节点N0的HELLO信息，并保存至各自的存储器。

在步骤S603中，广播代理节点N0通过通信部302接收信道CH0上的节点N3、N6、N9的HELLO信息，保存至存储部304，更新已有的节点N3、N6、N9的HELLO信息。

通过以上处理，各个信道上的各个节点得到其他信道上各个节点的信息。

图7为本实施方式中广播代理的时序图。

图7中，由于信道CH1的所有节点N1、N4、N7、N10的动作都相同，因此以节点N1为例进行说明。同样地，由于信道CH2的节点N2、N5、N8、N11～N19的动作都相同，因此以节点N2为例进行说明。同样地，由于信道CH0的节点N3、N6、N9(除广播代理节点N0以外)的动作都相同，因此以节点N3为例进行说明。图7显示广播代理节点N0的信道切换过程和对信道CH1、CH2、CH0上的所有节点N1～N19广播其他信道上的节点的信息的过程。

如图7所示，广播代理节点N0在时刻T1执行步骤S601，切换至信道CH1。

在时刻T2，广播代理节点N0执行步骤S602，在信道CH1广播信道CH0上的节点N3、N6、N9的信息，信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19的信息，以及广播代理本节点N0的HELLO信息。

在时刻T3，广播代理节点N0执行步骤S603，接收信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10的信息。

在时刻T4，广播代理节点N0切换至信道CH2。

在时刻T5，广播代理节点N0在信道CH2广播信道CH0上的节点N3、N6、N9的信息和信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10的信息，以及广播代理节点N0的HELLO信息。

在时刻T6，广播代理节点N0接收信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19的信息。

在时刻T7，广播代理节点N0切换至信道CH0。

在时刻T8，广播代理节点N0在信道CH0广播信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10和信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19的信息。

在时刻T9，广播代理节点N0接收信道CH0上的节点N3、N6、N9的信息，更新已有的节点N3、N6、N9的信息。

如上所述，在ad-hoc网络中，广播代理节点N0在各信道CH0、CH1、CH2间切换，接收各信道上的节点的信息，并广播其他信道上的节点的信息，因此信道CH0、CH1、CH2上的全部节点N0～N19获得所有其他节点N0～N19的信息。

[信道负载均衡]

如上所述，在本实施方式中，由于一个或多个节点具有广播代理的功能，网络1中不同信道的节点N0～N19能够有效地相互传递信息，获得其他信道上的全部节点N0～N19在的使用状况。各节点N0～N19可以依据信道和邻居节点状态，调整用于通信的信道，实现信道负载均衡。

比如，各节点N1～N19在收到广播代理节点N0广播的各节点的信息后，信道切换判断部306计算信道CH0、CH1、CH2的信道利用率u₀、u₁、u₂，并由信道利用率u₀、u₁、u₂计算出各个信道的负载均衡系数。在本实施方式中，负载均衡系数U_i＝1-u_i/∑u_j，其中，i为0～2，∑u_j表示三个信道CH0、CH1、CH2的信道利用率的和。信道切换判断部306计算三个信道CH0、CH1、CH2的负载均衡系数，由此能够判断是否需要进行信道切换。

如图5所示，信道CH0上有4个节点；信道CH1上有4个节点，而信道CH2上有12个节点，这种情形下，信道CH2的负载均衡系数小于信道CH0和信道CH1的负载均衡系数，即相对于信道CH0和信道CH1，信道CH2的负载较大。为使信道CH0、CH1、CH2的负载均衡，需要使信道CH2上的部分节点切换到信道CH0或信道CH1。

此时，根据信道CH0、CH1、CH2的负载均衡系数，信道CH0上的节点N3、N6、N9以及信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10各自的信道切换判断部306判断，信道CH0上的节点N3、N6、N9以及信道CH1上的节点N1、N4、N7、N10不进行信道切换，而信道CH2上的各节点N2、N5、N8、N11～N19各自的信道切换判断部306判断，信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19有必要切换到信道CH0或信道CH1。

信道CH0～CH2上的各节点可以根据信道的负载均衡系数确定切换到其他信道的信道切换概率。比如，对于信道CH2上的节点N2、N5、N8、N11～N19，由于信道CH2的负载均衡系数小，因此，计算得到的切换到信道CH0和信道CH1的概率大，各节点N2、N5、N8、N11～N19根据切换概率进行从信道CH2到信道CH0或信道CH1的切换，从而使各信道CH0～CH2的负载均衡。另一方面，对于信道CH0和信道CH1上的节点，由于所在信道的负载均衡系数大，因此切换到其他信道的概率小。

由此，能够利用各信道的负载均衡系数，使得各信道上的负载实现动态均衡，在此，称上述信道切换的方法为“机会切换方式”。

另外，也可以由广播代理节点N0指定需要切换信道的节点。

具体讲，广播代理节点N0可以利用信道切换判断部306判断是否需要使其他节点切换信道。例如，广播代理节点N0的信道切换判断部306计算各信道CH0、信道CH1、信道CH2的负载均衡系数，得出结论，信道CH2的负载均衡系数最小，需要有部分节点向信道CH0和信道CH1切换。当广播代理节点N0在切换到信道CH2时，指定信道CH2上的节点N5、N13、N17切换到信道CH0，节点N11、N15切换到信道CH1，由此使信道CH0、信道CH1、信道CH2的负载均衡。

由广播代理节点N0指定节点进行切换信道，虽然增加了广播代理节点N0的运算量，但是能够节约ad-hoc网络整体的运算量和能耗。

图8为显示节点切换信道后各信道负载状况的示意图。

如图8所示，原来在信道CH2上的节点N5、N13、N17切换到信道CH0，原来在信道CH2上的节点N11、N15切换到信道CH1，如此，信道CH0、信道CH1、信道CH2上的节点数分别为7个、6个和7个，基本均衡，从而使信道CH0、信道CH1、信道CH2负载比较均衡。

如上所述，在本实施方式中，通过使用广播代理节点，能够实现多信道ad-hoc网络的负载均衡，有效地提高ad-hoc网络的可靠性。

[选出广播代理节点的方法]

以下说明图4的步骤S405中选出广播代理节点的方法。

在本实施方式，各节点的广播代理评价值计算部307根据各节点的节点性能等计算各节点作为广播代理节点的评价值，比较该评价值，确定广播代理节点。以下将该评价值称为广播代理评价值。

通常，评价ad-hoc无线通信网络1中节点性能的参数有链路质量、节点剩余能量、节点的邻居节点数量等。为了确保网络1中各节点工作的可靠性，需要根据不同的使用条件对链路质量、节点剩余能量、节点的邻居节点数量综合评价。可以要求担任广播代理节点的节点比其他节点具有更好的节点性能。

所以，可以利用链路质量、节点剩余能量、节点的邻居节点数量等参数计算节点的广播代理评价值，确定广播代理节点。在本实施方式中，节点N0～N19利用广播代理评价值计算部307根据下述式1计算各节点的广播代理评价值。

[式1]

f＝A×α(Li)+B×β(e)+C×γ(n)......(1)

在式1中，α(Li)表示根据节点的链路质量Li计算的值，A为链路质量参数的加权系数。

在本实施方式中，α(Li)是节点的各邻居链路质量的加权和，采用图9中所示的方式得到。

图9为利用加权方法评价节点链路质量的表。

如图9中的表所示，按照收发信机接收系统指标确定不同接收信号强度的加权系数，设定不同接收信号能量下的链路加权系数。由此，能够得到落在不同区间的邻居节点个数占总邻居个数的比率与对应的加权系数的乘积，通过求得各区间计算结果的和，求得不同区间节点个数占总邻居个数比率的加权和。

式1中，β(e)表示根据节点剩余能量e计算的值，B为节点剩余能量参数的加权系数。

在本实施方式中，设β(e)是节点剩余的能量或已消耗能量e占节点初始能量的比率。该参数对于维持节点继续工作的时间具有重要意义。

式1中，γ(n)表示根据节点的邻居数量n计算的值，C为节点邻居数量参数的加权系数。

在本实施方式中，γ(n)为对邻居数量归一化后的值。即，当该节点的邻居节点数量n在规定阈值N以上时，设定γ(n)＝1；当该节点的邻居节点数量n小于该规定阈值N时，设定γ(n)＝n/N。

由于网络1受到各种环境条件的限制，需要针对网络1的使用环境来设置式1中的各加权系数A、B、C。

比如，在对数据传输的可靠性要求高的网络中，可以对链路质量参数的加权系数A设置较大的值，例如，机场安检、酒店监控等情形下使用的传感器网络。在对能耗(能效)敏感的网络中，可以对节点剩余能量参数的加权系数B设置较大的值，例如，利用蓄电池供电的野外作业中使用的传感器网络。在对网络连通性和实时性要求高的网络中，可以对节点邻居数量参数的加权系数C设置较大的值。

通过设置不同的权重值A、B、C，能够综合评价链路质量、节点剩余能量以及节点邻居数量的参数，计算广播代理评价值f。

各节点N0～N19通过通信部302，将各自的广播代理评价值f随HELLO信息一同发送，并且通过广播代理节点可以接收到其他节点的信息，获得其他节点的广播代理评价值f。广播代理节点选出部305比较其他节点的广播代理评价值f和自身的广播代理评价值f，能够选出作为广播代理的节点。

以上作为一例，对使用链路质量、节点剩余能量以及节点邻居数量这三个参数来选出广播代理节点的情形进行了说明，但也可以根据实际情况采用其中的至少一个参数，或者进一步加入其他能够评价节点性能的参数。

[广播代理节点的更新]

在本实施方式中，广播代理节点可以动态地更新，以提高ad-hoc网络1的可靠性。比如，可以采用图4所示的方式选出新的广播代理节点，来更新已有的广播代理节点。该更新方式可以称为自然更新的方式。

由于始终使用当前最适宜的广播代理节点，所以能够确保无线通信网络1的可靠性。

但是，本发明中，广播代理节点的更新方法并不限于以上自然更新的方式。以下为广播代理节点的更新方法的变形例。

变形例1

可以周期性地强制地更新广播代理节点。比如，当广播代理节点N0作为广播代理节点工作达到规定时间，或已在信道CH0、CH1、CH2之间进行过规定次数的切换后，停止节点N0的广播代理，按顺序由其他节点担任广播代理节点。即，节点N0～N19轮流担任广播代理节点，实现广播代理节点的更新。

使用这种方式进行广播代理节点的更新，能够减少节点间的信息交换，简单易行，能够节省网络资源，降低成本。

变形例2

也可以由广播代理节点N0指定新的广播代理节点来更新已有的广播代理节点。广播代理节点N0指定新的广播代理节点的方式可以多种多样，在本实施方式中对此不作限定。

比如，广播代理节点N0利用广播代理评价值确定新的广播代理节点。也可以不考虑节点性能而按预先设定的规则确定新的广播代理节点。

[广播代理节点广播信息的内容]

根据上述实施方式，广播代理节点不断切换使用的信道，在不同信道广播其他信道节点的信息。

广播代理节点N0广播的信息还可以包含节点N0不再担任广播代理节点N0后要驻留的信道的信息。在广播代理节点N0退出广播代理操作时，例如节点N0停机，节点N0作为广播代理节点达到规定时间，或原有的广播代理节点N0被新的广播代理节点替代时，节点N0通过在广播信息中包含其退出广播代理操作后驻留的信道的信息，使各信道的节点预先得知广播代理节点改变后的各信道负载状况，有利于各信道负载的均衡等处理。

广播代理节点N0在各信道广播的信息中还可以包含精简路由表。此时，广播代理节点N0在各信道广播该精简路由表，以使各信道上的节点在进行信道切换后，能够缩短重建路由表的时间，从而大大节省了网络资源，显著提高网络效率。

根据上述实施方式，广播代理节点收集不同信道的各种信息，并在不同信道广播，因此，能够实现ad-hoc网络内各信道之间相互传递信息，尤其是对于大型的ad-hoc网络，能够显著提高网络的可靠性，方便节点在信道之间的切换，实现信道之间负载均衡，减少网络中节点切换信道时产生的隐藏节点的问题。大幅提升ad-hoc网络的稳定性和实用性。

以上详细说明了本发明的无线网络通信方法和无线网络通信装置的实施方式。本发明并不限于上述实施方式，本领域技术人员可以对上述实施方式进行各种变形和替换，通过这种变形和替换得到的技术方案均属于本发明的保护范围。

根据上述具体实施方式的记载，本发明还包括以下实施形态。

(附记1)一种无线自组网络的无线网络通信方法，该无线自组网络包括通过多个信道通信的多个节点，该无线网络通信方法的特征在于，包括：

广播代理节点选出步骤，其从所述多个节点中选出广播代理节点；

信道切换步骤，其中，所述广播代理节点在所述多个信道间切换；以及

广播步骤，其中，所述广播代理节点在各个信道接收其他节点发出的信息，并在各信道广播接收到的所述其他节点的信息。

(附记2)如附记1所述的无线网络通信方法，其特征在于，包括：

广播代理评价值计算步骤，其中，所述多个节点根据各自的链路质量、剩余能量、邻居数量中的至少一项，计算各自的广播代理评价值，并在各自的信道发送各自的所述广播代理评价值的信息。

(附记3)如附记2所述的无线网络通信方法，其特征在于：

在所述广播代理节点选出步骤中，根据各节点的所述广播代理评价值，选出所述广播代理节点。

(附记4)如附记2所述的无线网络通信方法，其特征在于：

在所述广播代理节点选出步骤中，所述广播代理节点根据各节点的所述广播代理评价值，指定新的广播代理节点。

(附记5)如附记1所述的无线网络通信方法，其特征在于：

在所述广播代理节点选出步骤中，所述多个节点以规定的周期轮流作为所述广播代理节点。

(附记6)如附记1所述的无线网络通信方法，其特征在于，包括：

信道切换判断步骤，其中，所述其他节点接收所述广播代理节点广播的信息，根据该信息中包含的各信道上各节点的信息，判断是否切换信道。

(附记7)如附记6所述的无线网络通信方法，其特征在于：

所述其他节点利用各信道上各节点的信息，计算各信道的利用率，根据所述各信道的利用率判断是否切换信道。

(附记8)如附记1所述的无线网络通信方法，其特征在于：

所述其他节点将其信道切换到所述广播代理节点指定的信道。

(附记9)如附记1～8中任一项所述的无线网络通信方法，其特征在于：

所述广播代理节点广播的信息还包括路由表信息。

(附记10)如附记1～8中任一项所述的无线网络通信方法，其特征在于：

所述广播代理节点广播的信息还包括所述广播代理节点在所述广播步骤后将要驻留的信道的信息。

(附记11)一种设置于无线自组网络中的无线网络通信装置，该无线自组网络包括通过多个信道通信的该无线网络通信装置和其他多个无线网络通信装置，该无线网络通信装置和其他多个无线网络通信装置形成所述无线自组网络的多个节点，该无线网络通信装置的特征在于，包括：

广播代理节点选出部，其与其他节点根据所述多个节点的状态，从所述多个节点中选出广播代理节点；

信道切换部，其切换所述无线网络通信装置的信道；以及

广播部，其接收所述其他节点发出的信息，并向所述其他节点广播信息，

其中，

当所述无线网络通信装置被选作广播代理节点时，所述信道切换部切换所述广播代理节点所在的信道，所述广播部接收各个信道上所述其他节点发出的信息，并在各信道广播接收到的各个节点的信息。

(附记12)如附记11所述的无线网络通信装置，其特征在于，包括：

广播代理评价值计算部，其根据所述无线网络通信装置的链路质量、剩余能量、邻居数量中的至少一项计算所述无线网络通信装置自身的广播代理评价值，

其中，

所述广播部广播的信息包括所述无线网络通信装置自身的广播代理评价值的信息。

(附记13)如附记12所述的无线网络通信装置，其特征在于：

所述广播代理节点选出部与所述其他节点根据各个节点的所述广播代理评价值，选出所述广播代理节点。

(附记14)如附记12所述的无线网络通信装置，其特征在于：

当所述无线网络通信装置被选作广播代理节点时，所述广播代理节点选出部根据各节点的所述广播代理评价值，指定新的广播代理节点。

(附记15)如附记11所述的无线网络通信装置，其特征在于：

所述广播代理节点选出部使得所述无线网络通信装置和所述其他节点周期轮流作为广播代理节点。

(附记16)如附记11所述的无线网络通信装置，其特征在于，包括：

信道切换判断部，其根据接收到的所述广播代理节点广播的信息中包含的各个信道上各个节点的信息，判断是否切换信道。

(附记17)如附记16所述的无线网络通信装置，其特征在于：

所述信道切换判断部利用各个信道上各节点的信息，计算所述各个信道的利用率，并根据所述各个信道的利用率判断是否切换信道。

(附记18)如附记11～18所述的无线网络通信装置，其特征在于：

当所述无线网络通信装置被选作广播代理节点时，所述广播代理节点指定所述其他节点切换到规定的信道。

(附记19)如附记11～18中任一项所述的无线网络通信装置，其特征在于：

所述广播部广播的信息还包括路由表信息。

(附记20)如附记11～18中任一项所述的无线网络通信装置，其特征在于：

所述广播部广播的信息包括所述广播代理节点在所述广播步骤后将要驻留的信道。

Claims (10)

1.一种无线自组网络的无线网络通信方法，该无线自组网络包括通过多个信道通信的多个节点，其特征在于，

所述无线自组网络包含广播代理节点，其功能为在所述多个信道间切换，在各个信道接收其他节点发出的信息，并在各信道广播接收到的所述其他节点的信息；所述无线自组网络中的所述其他节点不为收集所述其他节点的信息而进行信道切换，由所述广播代理节点指定需要切换信道的节点及切换的信道，或根据所述广播代理节点广播的各节点信息计算各个信道的负载均衡系数并判断是否需要进行信道切换；

该无线网络通信方法包括：

广播代理节点选出步骤，其从所述多个节点中选出广播代理节点；

信道切换步骤，其中，所述广播代理节点在所述多个信道间进行切换；以及

广播步骤，其中，所述广播代理节点在各个信道接收其他节点发出的信息，并在各信道广播接收到的所述其他节点的信息。

2.如权利要求1所述的无线网络通信方法，其特征在于，包括：

广播代理评价值计算步骤，其中，所述多个节点根据各自的链路质量、剩余能量、邻居数量中的至少一项，计算各自的广播代理评价值，并在各自的信道发送各自的所述广播代理评价值的信息。

3.如权利要求2所述的无线网络通信方法，其特征在于：

在所述广播代理节点选出步骤中，根据各节点的所述广播代理评价值，选出所述广播代理节点。

4.如权利要求2所述的无线网络通信方法，其特征在于：

在所述广播代理节点选出步骤中，所述广播代理节点根据各节点的所述广播代理评价值，指定新的广播代理节点。

5.如权利要求1所述的无线网络通信方法，其特征在于：

在所述广播代理节点选出步骤中，所述多个节点以规定的周期轮流作为所述广播代理节点。

6.如权利要求1所述的无线网络通信方法，其特征在于，包括：

信道切换判断步骤，其中，所述其他节点接收所述广播代理节点广播的信息，根据该信息中包含的各信道上各节点的信息，判断是否切换信道。

7.如权利要求6所述的无线网络通信方法，其特征在于：

所述其他节点利用各信道上各节点的信息，计算各信道的利用率，根据所述各信道的利用率判断是否切换信道。

8.如权利要求1所述的无线网络通信方法，其特征在于：

所述其他节点将其信道切换到所述广播代理节点指定的信道。

9.如权利要求1～8中任一项所述的无线网络通信方法，其特征在于:

所述广播代理节点广播的信息还包括路由表信息。

10.一种设置于无线自组网络中的无线网络通信装置，该无线自组网络包括通过多个信道通信的该无线网络通信装置和其他多个无线网络通信装置，该无线网络通信装置和其他多个无线网络通信装置形成所述无线自组网络的多个节点，其特征在于，

所述无线自组网络包含广播代理节点，其功能为在所述多个信道间切换，在各个信道接收其他节点发出的信息，并在各信道广播接收到的所述其他节点的信息；所述无线自组网络中的所述其他节点不为收集所述其他节点的信息而进行信道切换，由所述广播代理节点指定需要切换信道的节点及切换的信道，或根据所述广播代理节点广播的各节点信息计算各个信道的负载均衡系数并判断是否需要进行信道切换；

该无线网络通信装置包括：

广播代理节点选出部，其与其他节点根据所述多个节点的状态，从所述多个节点中选出广播代理节点；

信道切换部，其切换所述无线网络通信装置的信道；以及

广播部，其接收所述其他节点发出的信息，并向所述其他节点广播信息，

其中，

当所述无线网络通信装置被选作广播代理节点时，所述信道切换部切换所述广播代理节点所在的信道，所述广播部接收各个信道上所述其他节点发出的信息，并在各信道广播接收到的各个节点的信息。