CN103857044A

CN103857044A - 应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组

Info

Publication number: CN103857044A
Application number: CN201410064488.4A
Authority: CN
Inventors: 冯小龙; 李宗为; 张祥忠; 李俊霖; 左慢慢; 钱建生
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2014-06-11

Abstract

本发明公开了一种应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，包括分别标号为a、b、c的三台无线AP、天线收发装置、信道选择装置，所述无线AP使用三模结构，同步处理网络数据的接收、发送和本地数据接入；所述信道选择装置确定了无线网络数据转发所需的无线信道，保证最大限度降低网络干扰。本发明布置于矿井巷道、隧道等管状结构的受限空间内，使用多组串联成链状结构，沿管状空间的走向排列。本发明利用了无线网络的优势解决了管状受限空间铺设有线网络困难的问题，同时由于充分使用正交无线信道，提高了网络容量和工作效率，能够降低成本、节约资源，尤其适用于管状受限空间内视频、音频等无线信息的传输。

Description

应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组

技术领域

本发明涉及一种无线Mesh网络信道分配技术，尤其涉及一种应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组。

背景技术

无线通信技术的应用越来越广泛，在一些不适于有线网络架设的区域可以布置无线通信系统，常见的有网状和链状拓扑结构。在一些隧道、巷道等管状受限空间内，对于链状拓扑结构的无线Mesh网络的需求度很高。链状无线Mesh网络，是通过多个节点（无线AP）排列而成的一种链状无线网络，无线数据流通过各个中继节点，达到在源节点和目的节点之间传输的目的。不同于网状无线Mesh网络，链状无线Mesh网络的数据传输路径唯一。

在链状无线Mesh网络传输的数据中，视频流数据往往多于音频流数据，而视频流数据对于网络的容量和处理速度等各方面性能的要求很高。目前的技术当中，在链状无线Mesh网络中使用的无线AP，只有一个无线通信模块，其对无线数据的接入、处理和转发是串行的，并不能满足大容量数据对于节点处理速度的要求。另外在通用的2.4GHz频段下，空中无线带宽资源有限，且目前的技术没有对有限的资源进行合理的分配规划，当链路在进行数据传输任务时，节点之间会产生很大的干扰，也会影响本地数据接入业务，严重的时候会出现大量丢包和较高的延时，导致系统无法正常工作。一些涉及到信道分配算法的文献，将多模多信道技术应用在无线AP上，而未能提出分组的概念，会导致使用不便。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，能够快速处理数据转接业务，高效利用2.4GHz频段有限的信道资源，拓宽链状无线Mesh网络的容量。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，其包括若干个无线AP组，每个无线AP组由三台无线AP组成，即每个无线AP组由无线APa、无线APb和无线APc组成；所述无线APa、无线APb和无线APc三者之间通过无线方式连接，并对无线数据进行处理；其还包括若干个天线收发装置和若干个信道选择装置，所述天线收发装置与所述无线AP相连，进行无线数据的接收与发送；所述信道选择装置与所述无线AP连接，进行无线信道选择。

作为本发明的进一步改进，所述每台无线AP均具有三模结构，即同时具有发送模块、接收模块和终端连接模块。

作为本发明的进一步改进，所述每台无线AP的发送模块和接收模块用于骨干链路无线数据传输，终端连接模块用于本地无线数据接入。

作为本发明的进一步改进，所述每个天线收发装置包括三根馈线、两个定向天线和一个全向天线，且每个天线收发装置与一台无线AP连接。

作为本发明的进一步改进，所述天线收发装置的两个定向天线通过馈线分别与所述无线AP的发送模块和接收模块连接，一个全向天线通过馈线与所述无线AP的终端连接模块相连。

作为本发明的进一步改进，所述每台无线AP上连接有三个信道选择装置，所述信道选择装置内置有信道分配软件程序，选择相应的无线信道，且三个信道选择装置与无线AP的发送模块、接收模块和终端连接模块连接。

作为本发明的进一步改进，所述信道选择装置包括如下配置步骤：

（1）与无线APa的发送模块连接的信道选择装置，选择无线1信道；

（2）与无线APa的接收模块连接的信道选择装置，选择无线6信道；

（3）与无线APb的发送模块连接的信道选择装置，选择无线6信道；

（4）与无线APb的接收模块连接的信道选择装置，选择无线11信道；

（5）与无线APc的发送模块连接的信道选择装置，选择无线11信道；

（6）与无线APc的接收模块连接的信道选择装置，选择无线1信道；

（7）与上述每台无线AP的终端连接模块连接的信道选择装置，选择1、6和11以外的其他无线信道。

作为本发明的进一步改进，上述的若干个无线AP组依次分布，且组与组之间通过无线方式连接，每个无线AP组按照a、b、c的顺序摆放，且前一组的无线APc与后一组的无线APa之间通过无线方式连接。

作为本发明的进一步改进，所述无线AP组、信道选择装置、天线收发装置均进行了防尘、防爆处理。

本发明的有益效果是：与现有技术及装置相比，本专利具有改善链状无线Mesh网络传输性能的优势，其具体表现在：

1、三模结构的无线AP对网络数据的处理性能更优，速度更快，提高了无线系统整体的实时性；

2、规划分配了2.4GHz频段的正交信道，降低了同频干扰，提高了系统工作效率；

3、整体改善了链状无线Mesh网络的传输性能，提高了网络容量；

4、提高了信息传输的稳定性和可靠性，加强了安全生产；

5、铺设方便，移动性强，灵活度高；

6、安全可靠，配有防爆设备，具有高度的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的阐述。

在下述的具体实施例中，选择一个无线AP组对数据的简化处理过程为例，即三台无线AP对本发明进行具体的分析，三台无线AP分别为：无线APa、无线APb和无线APc。在下述的具体实施例中:A、定向天线，B、全向天线，C、信道选择装置，D、无线网络数据，R、接收模块，T、发送模块，N、终端连接模块，在具体的阐述中对于三台无线AP将会用顺序的阿拉伯数字对其具体的装置进行标记，参见图1中T1为无线APa的发送模块，T2为无线APb的发送模块，T3为无线APc的发送模块，其他装置的标号也表示如此意思。

如图1和图2所示：一种应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，其包括若干个无线AP组，由于无线AP沿管状受限空间走向排列，每组均按照无线APa、无线APb、无线APc的顺序摆放；所述无线APa、无线APb和无线APc三者之间通过无线方式连接，并对无线数据进行处理；其还包括若干个天线收发装置和若干个信道选择装置，所述天线收发装置与所述无线AP相连，进行无线数据的接收与发送；所述信道选择装置与所述无线AP连接，进行无线信道选择。

所述每台无线AP均具有三模结构，即同时具有发送模块、接收模块和终端连接模块；所述每台无线AP的发送模块和接收模块用于骨干链路无线数据传输，终端连接模块用于本地无线数据接入。

所述每个天线收发装置包括三根馈线、两个定向天线和一个全向天线，且每个天线收发装置与一台无线AP连接；所述天线收发装置的两个定向天线通过馈线分别与所述无线AP的发送模块和接收模块连接，一个全向天线通过馈线与所述无线AP的终端连接模块相连。

所述每台无线AP上连接有三个信道选择装置，所述信道选择装置内置有信道分配软件程序，选择相应的无线信道，且三个信道选择装置与无线AP的发送模块、接收模块和终端连接模块连接。

所述信道选择装置包括如下配置步骤：

上述的若干个无线AP组依次分布，且组与组之间通过无线方式连接，每个无线AP组按照a、b、c的顺序摆放，且前一组的无线APc与后一组的无线APa之间通过无线方式连接。

所述无线AP组、信道选择装置、天线收发装置均进行了防尘、防爆处理。

以一组无线AP对数据的简化处理过程为例，本组无线APc的接收模块R3及定向天线A6由于信道选择装置C6的设置而工作在无线1信道；发送模块T3及定向天线A5由于信道选择装置C5的设置而工作在无线11信道；无线网络数据D经由无线1信道被本组无线APc接收，经处理后，又经由无线11信道发送出去；本组无线APb的接收模块R2及定向天线A4由于信道选择装置C4的设置而工作在无线11信道；发送模块T2及定向天线A3由于信道选择装置C3的设置而工作在无线6信道；无线网络数据D经由无线11信道被本组无线APb接收，经处理后，又经由无线6信道发送出去；本组无线APa的接收模块R1及定向天线A2由于信道选择装置C2的设置而工作在无线6信道；发送模块T1及定向天线A1由于信道选择装置C1的设置而工作在无线1信道；无线网络数据D经由无线6信道被本组无线APa接收，经处理后，又经由无线1信道发送出去。下一组无线AP仍然通过无线1信道接收此网络数据D，重复进行上述过程。

上述为一组无线AP对数据的简化处理过程，在实际情况中，由于三台无线AP使用了正交信道，能够在最大程度上避免网络干扰，所以无线网络数据的接收和发送是同时进行的；但是对于每一个数据包，其转发过程仍然与上述无线网络数据D的转发过程相同。

特殊的，当无线网络终端设备在本组无线AP的网络覆盖范围内时，无线网络终端设备发出的无线信号将被本组无线AP接收，如若在无线APc的全向天线B3的辐射范围，则与无线APc建立无线连接。由于骨干链路使用无线信道1、6和11，则无线APc的终端连接模块N3与全向天线B3应由信道选择装置C9设置，工作于其他信道，避免网络干扰；另外需要指出的是，与无线APc的终端连接模块N3连接的信道选择装置C9，选择的信道需要与无线网络终端设备工作的信道相同。无线网络终端设备在运动的过程中，会在各个无线AP之间漫游，而进入到无线APb的全向天线B2或无线APa的全向天线B1的辐射范围，其终端连接模块N2、N1及全向天线B2、B1，也应由信道选择装置C8、C7进行设置，选择的信道需要与无线网络终端设备工作的信道相同。当网络数据从无线网络终端设备发送到无线AP后，其在骨干链路的传输过程与上述无线网络数据D的转发过程相同。

需要指出的是，在骨干链路工作于5.8GHz的情况时，在不脱离本发明原理的前提下，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据5.8GHz频段所具备的正交信道数而对本发明做出改进，这种改进也应视为本发明的保护范围。

与现有技术及装置相比，本专利具有改善链状无线Mesh网络传输性能的优势，其具体表现在：三模结构的无线AP对网络数据的处理性能更优，速度更快，提高了无线系统整体的实时性；规划分配了2.4GHz频段的正交信道，降低了同频干扰，提高了系统工作效率；整体改善了链状无线Mesh网络的传输性能，提高了网络容量；提高了信息传输的稳定性和可靠性，加强了安全生产；铺设方便，移动性强，灵活度高；安全可靠，配有防爆设备，具有高度的安全性。

Claims

1.一种应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，其特征在于：包括若干个无线AP组，每个无线AP组由三台无线AP组成，即每个无线AP组由无线APa、无线APb和无线APc组成；所述无线APa、无线APb和无线APc三者之间通过无线方式连接，并对无线数据进行处理；其还包括若干个天线收发装置和若干个信道选择装置，所述天线收发装置与所述无线AP相连，进行无线数据的接收与发送；所述信道选择装置与所述无线AP连接，进行无线信道选择。

2.根据权利要求1所述的应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，其特征在于：所述每台无线AP均具有三模结构，即同时具有发送模块、接收模块和终端连接模块。

3.根据权利要求2所述的应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，其特征在于：所述每台无线AP的发送模块和接收模块用于骨干链路无线数据传输，终端连接模块用于本地无线数据接入。

4.根据权利要求1至3任一项所述的应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，其特征在于：所述每个天线收发装置包括三根馈线、两个定向天线和一个全向天线，且每个天线收发装置与一台无线AP连接。

5.根据权利要求4所述的应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，其特征在于：所述天线收发装置的两个定向天线通过馈线分别与所述无线AP的发送模块和接收模块连接，一个全向天线通过馈线与所述无线AP的终端连接模块相连。

6.根据权利要求1所述的应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，其特征在于：所述每台无线AP上连接有三个信道选择装置，所述信道选择装置内置有信道分配软件程序，选择相应的无线信道，且三个信道选择装置与无线AP的发送模块、接收模块和终端连接模块连接。

7.根据权利要求6所述的应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，其特征在于：所述信道选择装置包括如下配置步骤：

8.根据权利要求7所述的应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，其特征在于：上述的若干个无线AP组依次分布，且组与组之间通过无线方式连接，每个无线AP组按照a、b、c的顺序摆放，且前一组的无线APc与后一组的无线APa之间通过无线方式连接。

9.根据权利要求8所述的应用于2.4GHz链状无线Mesh网络的无线AP组，其特征在于：所述无线AP组、信道选择装置、天线收发装置均进行了防尘、防爆处理。