CN106900018A - 无线自组网络的频点处理方法及节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无线自组网络的频点处理方法及节点，该方法包括：无线自组网络的中心节点接收无线自组网络总的其他节点上报的用于进行频点切换的信息，其中，中心节点是从无线自组网络中的节点中选择出的；中心节点根据信息确定将使用的新的频点以及使用新的频点的生效时间；中心节点向无线自组网络中的节点发送新的频点和新的频点的生效时间，新的频点和生效时间用于指示接收到的新的频点和生效时间的节点按照生效时间切换至新的频点。通过本发明解决了现有技术中无线自组网络中干扰较大的问题，提高了无线自组网络的性能。

Description

无线自组网络的频点处理方法及节点

技术领域

本发明涉及通讯领域，具体而言，涉及无线自组网络的频点处理方法及节点。

背景技术

无线多跳网络提供了一种节点间自组织、自协调的对等通信，每个节点具有转发功能，可以实现节点之间的多跳传输，具有扁平化和传输距离比较大的特点。一般在军队、机场、公安、军方与公安应用场景中，如果存在蜂窝网络失效的情况，此时须借助非蜂窝网络的通信手段进行通信，保证执行任务的多个参与方有效协作。自组织网络通过节点间相互协调，中继转发，实现节点互联。

在公网系统中，无线网络的频段多是专用的，所以系统外的干扰比较少，干扰主要是系统内的干扰，但是对于无线自组网来说，频段有可能不是专用的，所以在使用的过程中可能会出现比较强的系统外的干扰，系统外的强干扰对整个无线多跳自组网的性能影响非常大，即使只有部分带宽上受到系统外的干扰，在极端情况下也有可能导致网络无法正常工作，通常降低干扰的方式有扩频干扰，采用扰码的方式进行，该方式在干扰强度比较大的情况下，作用不大，另外就是采用频选的方法，但是频选方法受限于干扰的强度以及干扰频带的大小，如果干扰的频带和自组网的频带重叠的较多，则整个无线自组网的性能就急剧恶化。

发明内容

本发明提供了无线自组网络的频点处理方法及节点，以解决现有技术中无线自组网络中干扰较大的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种无线自组网络的频点处理方法，包括：所述无线自组网络的中心节点接收所述无线自组网络总的其他节点上报的用于进行频点切换的信息，其中，所述中心节点是从所述无线自组网络中的节点中选择出的；所述中心节点根据所述信息确定将使用的新的频点以及使用所述新的频点的生效时间；所述中心节点向所述无线自组网络中的节点发送所述新的频点和所述新的频点的生效时间，所述新的频点和所述生效时间用于指示接收到的所述新的频点和所述生效时间的节点按照所述生效时间切换至所述新的频点。

进一步地，从所述无线自组网络的节点中选择出所述中心节点包括：根据每个节点与其他节点的连接度从所述无线自组网络的节点中选择出所述中心节点，其中，所述连接度用于指示该节点连接其他节点数量的多少。

进一步地，根据每个节点与其他节点的连接度从所述无线自组网络的节点中选择出所述中心节点包括：所述无线自组网络中的每个节点将自己的连接度进行广播；接收到其他节点的连接的节点按照相同的原则选择出所述中心节点。

进一步地，所述原则包括：选择连接度最大的节点作为所述中心节点；在存在多个连接度相同的节点的情况下，选择节点标识最小的节点作为所述中心节点。

进一步地，所述中心节点接收所述无线自组网络总的其他节点上报的用于进行频点切换的信息，所述中心节点根据所述信息确定将使用的新的频点包括：所述中心节点接收所述其他节点上报的每个自频带上的干扰信息；所述中心节点根据所述每个自频带上的干扰信息计算出所述新的节点。

进一步地，所述中心节点根据所述每个自频带上的干扰信息计算出所述新的节点包括：所述中心节点统计每个子带上干扰低于第一阈值的节点的数目以及干扰高于第二阈值的节点的数据；所述中心节点选择低于所述第一阈值的节点数目最多并且干扰高于所述第二阈值的节点数目最少的子带；所述中心节点根据选择出的子带计算出所述新的节点。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种无线自组网络的节点，所述节点作为中心节点是从所述无线自组网络中的节点选择出的，包括：接收模块，用于接收所述无线自组网络总的其他节点上报的用于进行频点切换的信息；确定模块，用于根据所述信息确定将使用的新的频点以及使用所述新的频点的生效时间；发送模块，用于向所述无线自组网络中的节点发送所述新的频点和所述新的频点的生效时间，所述新的频点和所述生效时间用于指示接收到的所述新的频点和所述生效时间的节点按照所述生效时间切换至所述新的频点。

进一步地，所述中心节点是根据每个节点与其他节点的连接度从所述无线自组网络的节点中选择出的，其中，所述连接度用于指示该节点连接其他节点数量的多少。

进一步地，所述接收模块，用于接收所述其他节点上报的每个自频带上的干扰信息；所述确定模块，用于根据所述每个自频带上的干扰信息计算出所述新的节点。

进一步地，所述确定模块包括：统计单元，用于统计每个子带上干扰低于第一阈值的节点的数目以及干扰高于第二阈值的节点的数据；选择单元，用于选择低于所述第一阈值的节点数目最多并且干扰高于所述第二阈值的节点数目最少的子带；计算单元，用于根据选择出的子带计算出所述新的节点。

通过本发明，采用所述无线自组网络的中心节点接收所述无线自组网络总的其他节点上报的用于进行频点切换的信息，其中，所述中心节点是从所述无线自组网络中的节点中选择出的；所述中心节点根据所述信息确定将使用的新的频点以及使用所述新的频点的生效时间；所述中心节点向所述无线自组网络中的节点发送所述新的频点和所述新的频点的生效时间，所述新的频点和所述生效时间用于指示接收到的所述新的频点和所述生效时间的节点按照所述生效时间切换至所述新的频点。通过本发明解决了现有技术中无线自组网络中干扰较大的问题，提高了无线自组网络的性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的无线自组网络的频点处理方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的无线自组网络的节点的结构框图；

图3是根据本发明实施例的自组织网络的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的中心节点选择的流程图；

图5是根据本发明实施例的频点切换的流程图。

具体实施方式

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本实施例中提供了一种无线自组网络的频点处理方法，图1是根据本发明实施例的无线自组网络的频点处理方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S102，无线自组网络的中心节点接收该无线自组网络总的其他节点上报的用于进行频点切换的信息，其中，该中心节点是从该无线自组网络中的节点中选择出的；

步骤S104，中心节点根据该信息确定将使用的新的频点以及使用该新的频点的生效时间；

步骤S106，中心节点向该无线自组网络中的节点发送该新的频点和该新的频点的生效时间，该新的频点和该生效时间用于指示接收到的该新的频点和该生效时间的节点按照该生效时间切换至该新的频点。

通过上述步骤，在无线自组网络中可以进行频点的选择，这样可以选择需要的频点，从而解决了现有技术中无线自组网络中干扰较大的问题，提高了无线自组网络的性能。

选择中心节点的方式有很多中，在本实施例中提供了一种可选的实施方式，在该实施方式中，根据每个节点与其他节点的连接度从该无线自组网络的节点中选择出该中心节点，其中，该连接度用于指示该节点连接其他节点数量的多少。

在无线自组网络中，每个节点可以将自己的连接度进行广播；接收到其他节点的连接的节点按照相同的原则选择出中心节点。选择的原则也有很多种，在一个可选的原则中，可以选择连接度最大的节点作为中心节点，如果在存在多个连接度相同的节点的情况下，选择节点标识最小的节点作为中心节点。

作为一个可选的实施方式，中心节点可以接收其他节点上报的每个自频带上的干扰信息；该中心节点根据该每个自频带上的干扰信息计算出该新的节点。

可选地，中心节点统计每个子带上干扰低于第一阈值的节点的数目以及干扰高于第二阈值的节点的数据；中心节点选择低于该第一阈值的节点数目最多并且干扰高于该第二阈值的节点数目最少的子带；中心节点根据选择出的子带计算出该新的节点。

在本实施例中还提供了一种无线自组网络的节点，该节点作为中心节点是从该无线自组网络中的节点选择出的，图2是根据本发明实施例的无线自组网络的节点的结构框图，如图2所示，该节点包括：

接收模块22，用于接收该无线自组网络总的其他节点上报的用于进行频点切换的信息；

确定模块24，用于根据该信息确定将使用的新的频点以及使用该新的频点的生效时间；

发送模块26，用于向该无线自组网络中的节点发送该新的频点和该新的频点的生效时间，该新的频点和该生效时间用于指示接收到的该新的频点和该生效时间的节点按照该生效时间切换至该新的频点。

通过上述步骤，在无线自组网络中可以进行频点的选择，这样可以选择需要的频点，从而解决了现有技术中无线自组网络中干扰较大的问题，提高了无线自组网络的性能。

作为一个可选的实施方式，中心节点是根据每个节点与其他节点的连接度从该无线自组网络的节点中选择出的，其中，该连接度用于指示该节点连接其他节点数量的多少。

作为一个可选的实施方式，接收模块22，用于接收该其他节点上报的每个自频带上的干扰信息；该确定模块，用于根据该每个自频带上的干扰信息计算出该新的节点。

作为一个可选的实施方式，确定模块24包括：统计单元，用于统计每个子带上干扰低于第一阈值的节点的数目以及干扰高于第二阈值的节点的数据；选择单元，用于选择低于该第一阈值的节点数目最多并且干扰高于该第二阈值的节点数目最少的子带；计算单元，用于根据选择出的子带计算出该新的节点。

下面结合一个可选实施例进行说明。

在本实例中提出了一种切换频点的干扰规避策略，通常自组织网络都是分布式网络，每一个节点只能拿到网络局部的干扰情况，无法拿到全局的干扰情况，所以，为了做频点切换，则需要有中心节点，在中心节点中进行频点切换的判断。

在该实施例中，可以包括以下步骤：1)，中心节点的选择；2)，各节点测量频点切换所需信息；3)，频点切换信息上报；4)，频点切换过程判断；5)，确定了新频带之后，将确定的新频带广播出去，并且携带生效时刻，所有收到该消息的节点按照生效时刻，同时进行载波的切换。

步骤1)可以包括以下步骤：

设置中心节点选择的周期和起始偏移；

每个节点统计自身节点的连接的节点数，记为该节点的连接度D；

D＝alpha*x+beta/y

其中x表示该节点作为中继的路由条数的个数，y表示所有通过该节点的路由的平均跳数，alpha和beta分别是对应的权重因子；在广播消息中，增加节点的连接度的消息字段；

每个节点在其发送广播PBCH的时隙时刻，进行广播节点的连接度的判断：

If没有收到其他节点的连接度的信息

则将本节点的连接度进行广播；

Else收到其他节点的连接度的信息

选出连接度最大的节点NodeMaxD；

如果有多个节点的连接度相等，则选择NodeId最小的节点作为NodeMaxD；

End

在发送广播消息的时候，将NodeMaxD的NodeId和其连接度进行广播；在周期结束之后，每个节点认为其自身维护的NodeMaxD对应的NodeId是中心节点。

步骤2)和3)可以包括以下步骤：

将所有可用的频带按照最小粒度进行划分，分成多个子频带；

测量每个子频带上的IOT；

将IOT的强度分为多档，并且设置相应的判决门限；

每个节点，以周期T_Meas周期性进行如上子频带上的IOT测量，以周期T_Report周期性向中心节点进行测量结果统计上报。

步骤4)可以包括以下步骤：

中心节点在周期到达时刻，根据接收到的所有节点在不同子带上IOT的测量结果，判决下一个周期载波需要使用的频点；

判决的准则：统计每个子带上低干扰节点的数目，高干扰节点的数目，选择的子带尽量是低干扰节点数目最多且高干扰节点最少的子带，计算出中心频点作为即将切换的中心频点；

本实施例的重点在于：1、中心节点的选择；2、频点切换相关信息的测量；3、测量信息的上报；4、频点切换的判决；5、切换频点的通知以及生效；

本实施例以4节点网络为例来说明自组织网络的频点切换方法，假设可以工作的频点有三个，分别为Fa、Fb、Fc，网络初始使用的工作频点是Fa，假设在网络正常工作一段时间之后，在频点Fa附近增加一定强度的干扰，网络结构如下图3所示。

频点切换过程如下：

图4是根据本发明实施例的中心节点选择的流程图，如图4所示，频点切换开关打开之后，每个节点进行节点连接度的计算，并且进行广播，节点1～4计算后得到的连接度分别为D1、D2、D3、D4,并且D1＝D2>D3＝D4；所以节点NodeId3、NodeId4收到NodeId1的广播之后，再广播连接度的时候，则广播NodeId1的连接度；NodeId2收到NodeId1的广播之后，因为连接度相等，但是NodeId1<NodeId2，所以选择NodeId小的作为中心节点；通过如上中心节点选择的方法进行计算比较，选择节点NodeId1为中心节点。

图5是根据本发明实施例的频点切换的流程图，如图5所示，所有节点各自进行频带上各个RB(Resource Block)资源上干扰情况的测量；其他节点向中心节点NodeId1上报测量结果；中心节点NodeId1根据上报的测量结果进行统计比较，选择低干扰节点数目最多且高干扰节点最少的频带Fb作为下一阶段使用的频点；中心节点NodeId1确定下一阶段的频点Fb的生效时刻，并且进行广播转发；各节点收到频点Fb的生效时刻之后，按照该生效时刻进行频点切换；

通过上述实施例中的通过切换频点的策略，在可用的频带范围内进行选择，最终选择出受干扰最小的频段作为自组网的工作频段，规避开强干扰频段，使的无线多跳网络可以正常工作，并且达到比较优的性能。

利用本实施例提供的频点切换方式，具有如下优点：通过频点切换策略，能够有较强的干扰适应性；通过频点切换，可以找出最合适的频点作为工作频点，使的网络的频谱效率达到最高；通过频点切换，能够有效的避开高干扰的带宽，自适应的在无干扰或者低干扰带宽上进行工作。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种无线自组网络的频点处理方法，其特征在于包括：

所述无线自组网络的中心节点接收所述无线自组网络总的其他节点上报的用于进行频点切换的信息，其中，所述中心节点是从所述无线自组网络中的节点中选择出的；

所述中心节点根据所述信息确定将使用的新的频点以及使用所述新的频点的生效时间；

所述中心节点向所述无线自组网络中的节点发送所述新的频点和所述新的频点的生效时间，所述新的频点和所述生效时间用于指示接收到的所述新的频点和所述生效时间的节点按照所述生效时间切换至所述新的频点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述无线自组网络的节点中选择出所述中心节点包括：

根据每个节点与其他节点的连接度从所述无线自组网络的节点中选择出所述中心节点，其中，所述连接度用于指示该节点连接其他节点数量的多少。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据每个节点与其他节点的连接度从所述无线自组网络的节点中选择出所述中心节点包括：

所述无线自组网络中的每个节点将自己的连接度进行广播；

接收到其他节点的连接的节点按照相同的原则选择出所述中心节点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述原则包括：选择连接度最大的节点作为所述中心节点；在存在多个连接度相同的节点的情况下，选择节点标识最小的节点作为所述中心节点。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心节点接收所述无线自组网络总的其他节点上报的用于进行频点切换的信息，所述中心节点根据所述信息确定将使用的新的频点包括：

所述中心节点接收所述其他节点上报的每个自频带上的干扰信息；

所述中心节点根据所述每个自频带上的干扰信息计算出所述新的节点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述中心节点根据所述每个自频带上的干扰信息计算出所述新的节点包括：

所述中心节点统计每个子带上干扰低于第一阈值的节点的数目以及干扰高于第二阈值的节点的数据；

所述中心节点选择低于所述第一阈值的节点数目最多并且干扰高于所述第二阈值的节点数目最少的子带；

所述中心节点根据选择出的子带计算出所述新的节点。

7.一种无线自组网络的节点，其特征在于，所述节点作为中心节点是从所述无线自组网络中的节点选择出的，包括：

接收模块，用于接收所述无线自组网络总的其他节点上报的用于进行频点切换的信息；

确定模块，用于根据所述信息确定将使用的新的频点以及使用所述新的频点的生效时间；

发送模块，用于向所述无线自组网络中的节点发送所述新的频点和所述新的频点的生效时间，所述新的频点和所述生效时间用于指示接收到的所述新的频点和所述生效时间的节点按照所述生效时间切换至所述新的频点。

8.根据权利要求7所述的节点，其特征在于，

所述中心节点是根据每个节点与其他节点的连接度从所述无线自组网络的节点中选择出的，其中，所述连接度用于指示该节点连接其他节点数量的多少。

9.根据权利要求7所述的节点，其特征在于，

所述接收模块，用于接收所述其他节点上报的每个自频带上的干扰信息；

所述确定模块，用于根据所述每个自频带上的干扰信息计算出所述新的节点。

10.根据权利要求9所述的节点，其特征在于，所述确定模块包括：

统计单元，用于统计每个子带上干扰低于第一阈值的节点的数目以及干扰高于第二阈值的节点的数据；

选择单元，用于选择低于所述第一阈值的节点数目最多并且干扰高于所述第二阈值的节点数目最少的子带；

计算单元，用于根据选择出的子带计算出所述新的节点。