CN111885668A - 一种双模Mesh网络的混合路由建立方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双模Mesh网络的混合路由建立方法，涉及通信技术领域，主要解决双模网络节点上，宽带电力线载波信道和微功率无线信道的两条路径负载不均衡的技术问题。该发明包括网络中心节点发送信标至网络子节点以完成组网，并统计网络子节点的邻居节点信息；网络中心节点计算到各网络子节点的最短路径，向网络子节点下发路由信息；网络子节点根据SNR值或RSSI值和接收门限，确定与邻居节点的信道质量等级；根据信道质量等级和报文的权重因子，计算邻居节点的信道路径权重；建立邻居节点的信道路径权重列表，在进行数据传输时，根据信道路径权重确定最佳传输信道。因此本发明提升网络的吞吐量和信道利用率，充分发挥双模网络两种介质信道并存的特点。

Description

一种双模Mesh网络的混合路由建立方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种双模Mesh网络的混合路由建立方法。

背景技术

本地通信网是泛在电力物联网的重要组成部分。现有的本地通信网解决方案主要有：窄带载波网络、宽带电力线载波网络、微功率无线网络、窄带电力线载波和微功率无线双模网络、宽带电力线载波和微功率无线双模网络。其中，宽带电力线载波(简称HPLC)和微功率无线(简称RF)双模网络，把两种传输介质整合在一起，相互补充，具有较好的区域覆盖能力和较高信息传输速率。

双模网络中节点和节点之间同时存在RF和HPLC两种信道，能够以RF信道或HPLC信道单独组网，也可以采用RF和HPLC两种信道形成混合路由组网。RF和HPLC两种信道能够互补盲点，互补不足混合组网，从而构建性能和鲁棒性更佳的本地通信网络。

然而，现有双模网络路由建立方法中，对HPLC链路质量通常采用信噪比SNR值来衡量，对RF链路质量采用RSSI值进行表征，两个节点之间的路由使用近一段时间内的通信成功率来评价，综合考虑通信成功率、链路信噪比或者RSSI值，来确定两个节点之间的路由使用哪一种介质的链路。该路由建立方法在使用中会出现两个双模网络节点之间信道质量更好的介质路径被选定为所有可能的网络子节点的路由，造成该双模网络节点上HPLC和RF两条路径负载不均衡，一条介质路径繁忙，而另一条介质路径处于空闲状态，没有充分发挥双模网络两种介质信道的特点。

发明内容

本发明其中一个目的是为了提出一种双模Mesh网络的混合路由建立方法，解决了现有技术中双模网络节点上，宽带电力线载波信道和微功率无线信道的两条路径负载不均衡的技术问题。本发明优选实施方案中能够达到诸多有益效果，具体见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明的一种双模Mesh网络的混合路由建立方法，其应用于Mesh网络，所述Mesh网络包括：网络中心节点及包围在所述网络中心节点外的至少一层节点层；混合路由建立方法包括：

所述网络中心节点发送信标至所述节点层的网络子节点，所述网络子节点接收到信标后收集邻居节点信息，并将邻居节点信息反馈至所述网络中心节点，以使所述网络中心节点收集各个所述网络子节点的邻居节点信息并完成网络组网；

所述网络中心节点使用Dijkstra路由算法，计算网络中心节点到各个所述网络子节点的最短路径，保存计算得到的路由信息，并向所有网络子节点下发相关的路由信息；

网络子节点根据链路信噪比SNR值或RSSI值和接收门限，确定与邻居节点的信道质量等级；

网络子节点根据与邻居节点的信道质量等级和与报文长度相关的权重因子，计算邻居节点的信道路径权重；

网络子节点建立邻居节点的信道路径权重列表，用于在进行数据传输时，根据信道路径权重确定最佳传输信道。

进一步的，所述邻居节点信息包括：

属于本网络的网络子节点邻居间的路径信息，网络子节点邻居间无线信道的RSSI值、载波信道的SNR值以及无线信道和载波信道的通信成功率。

进一步的，所述网络子节点根据链路信噪比SNR值或RSSI值和接收门限，确定与邻居节点的信道质量等级，包括：

网络子节点预先配置RF接收信道质量等级的划分范围、HPLC接收信道质量等级的划分范围、RF接收门限和HPLC接收门限。

进一步的，所述网络子节点根据链路信噪比SNR值或RSSI值和接收门限，确定与邻居节点的信道质量等级，还包括：

网络子节点将无线信道接收数据时的RSSI值与RF接收门限作比较，将载波信道接收数据时的SNR值与HPLC接收门限作比较，确定可用的RF信道和/或HPLC信道；

网络子节点根据无线信道接收数据时的RSSI值和载波信道接收数据时的SNR值，划分成相应的RF接收信道质量等级和HPLC接收信道质量等级。

进一步的，所述网络子节点将无线信道接收数据时的RSSI值与RF接收门限作比较，将载波信道接收数据时的SNR值与HPLC接收门限作比较，确定可用的RF信道和/或HPLC信道，包括：

若无线信道接收数据时的RSSI值低于且等于RF接收门限，网络子节点将自身与邻居节点的RF接收信道质量等级置为0，以表示自身与邻居节点不能进行RF通信；

若无线信道接收数据时的RSSI值高于RF接收门限，网络子节点将自身与邻居节点的RF接收信道质量等级不置为0，以表示自身与邻居节点能进行RF通信；

若载波信道接收数据时的SNR值低于且等于HPLC接收门限，网络子节点将自身与邻居节点的HPLC接收信道质量等级置为0，以表示自身与邻居节点不能进行HPLC通信；

若载波信道接收数据时的SNR值高于HPLC接收门限，网络子节点将自身与邻居节点的HPLC接收信道质量等级不置为0，以表示自身与邻居节点能进行HPLC通信。

进一步的，所述网络子节点根据与邻居节点的信道质量等级和与报文长度相关的权重因子，计算邻居节点的信道路径权重，包括：

网络中心节点发送不同长度的报文至网络子节点，网络子节点对接收的不同长度的报文给定不同的权重因子等级，其中，权重因子等级包括不同长度报文的无线信道权重因子等级和不同长度报文的载波信道权重因子等级；

网络子节点将自身与邻居节点的无线信道路径权重设置为报文的无线信道权重因子等级与RF接收信道质量等级之和，将自身与邻居节点的载波信道路径权重设置为报文的载波信道权重因子等级与HPLC接收信道质量等级之和。

进一步的，所述网络子节点根据与邻居节点的信道质量等级和与报文长度相关的权重因子，计算邻居节点的信道路径权重，还包括：

若网络子节点与邻居节点之间只存在无线信道，则网络子节点将载波信道路径权重赋值为0；

若网络子节点与邻居节点之间只存在载波信道，则网络子节点将无线信道路径权重赋值为0。

进一步的，所述网络子节点建立邻居节点的信道路径权重列表，用于在进行数据传输时，根据信道路径权重确定最佳传输信道，包括：

对不同长度的报文，网络子节点计算和存储自身与邻居节点的信道路径权重，并形成自身与邻居节点的信道路径权重列表；

所述网络子节点发起业务或转发数据时，根据网络中心节点给定的路由信息选择下一网络子节点；

所述网络子节点再根据发送不同长度的报文，在信道路径权重列表中选择相匹配的信道路径权重值；

所述网络子节点根据信道路径权重值确定到达下一网络子节点使用的信道。

进一步的，所述网络子节点建立邻居节点的信道路径权重列表，用于在进行数据传输时，根据信道路径权重确定最佳传输信道，包括：

每个网络子节点维护所述信道路径权重列表。

进一步的，所述网络子节点根据信道路径权重值确定到达下一网络子节点使用的信道，包括：

若网络子节点与下一网络子节点的无线信道路径权重小于且等于与下一网络子节点的载波信道路径权重，则该网络子节点到达下一网络子节点所使用的信道为载波信道；

若网络子节点与下一网络子节点的无线信道路径权重大于与下一网络子节点的载波信道路径权重，则该网络子节点到达下一网络子节点所使用的信道为无线信道。

本发明提供的一种双模Mesh网络的混合路由建立方法至少具有如下有益技术效果：

本发明通过赋予网络中网络子节点间通信时选择无线或载波信道的权利，则针对不同长度的报文，网络中的网络子节点计算出无线信道路径权重和载波信道路径权重，并生成该网络子节点与下一网络子节点的信道路径权重列表，然后，针对不同长度的报文和下一网络子节点，在信道路径权重列表中，选择当前时刻该网络子节点与下一网络子节点最合适的传输该报文的信道。

因此，本发明能够使双模网络中网络子节点之间的无线信道和载波信道以更加均衡的方式运行，在突发业务数据条件下提升网络的吞吐量和信道利用率，充分发挥双模网络两种介质信道并存的特点。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的双模Mesh网络的混合路由建立方法流程图；

图2是本发明的双模Mesh网络结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1，本发明是一种双模Mesh网络的混合路由建立方法，其应用于Mesh网络，所述Mesh网络包括：网络中心节点及包围在所述网络中心节点外的至少一层节点层；混合路由建立方法包括：

S1：所述网络中心节点发送信标至所述节点层的网络子节点，所述网络子节点接收到信标后收集邻居节点信息，并将邻居节点信息反馈至所述网络中心节点，以使所述网络中心节点收集各个所述网络子节点的邻居节点信息并完成网络组网；

S2：所述网络中心节点使用Dijkstra路由算法，计算网络中心节点到各个所述网络子节点的最短路径，保存计算得到的路由信息，并向所有网络子节点下发相关的路由信息；

S3：网络子节点根据链路信噪比SNR值或RSSI值和接收门限，确定与邻居节点的信道质量等级；

S4：网络子节点根据与邻居节点的信道质量等级和与报文长度相关的权重因子，计算邻居节点的信道路径权重；

S5：网络子节点建立邻居节点的信道路径权重列表，用于在进行数据传输时，根据信道路径权重确定最佳传输信道。

需要说明的是，如图2所示，一个双模Mesh网络包括一个网络中心节点CAC，围绕网络中心节点CAC的节点层和节点层上的网络子节点DAU，网络中心节点与网络子节点之间及网络子节点之间的无线信道(RF信道，用虚线连接线表示)和/或载波信道(HPLC信道，用实线连接线表示)。

步骤S2中，网络中心节点采用Dijkstra路由算法，计算网络中心节点到各个网络子节点的最短路径，保存计算得到的路由信息，并向所有网络子节点下发相关的路由信息。其中，网络子节点收到的相关的路由信息是该网络子节点到网络中心节点的路由信息，例如，图2中网络子节点DAU5所收到的相关路由信息，是指网络子节点DAU5到网络中心节点的路径信息，则包括两条路径信息，即一条为：DAU5通过双模信道连接DAU2，DAU2通过双模信道连接CAC；另一条为：DAU5通过双模信道连接DAU3，DAU3通过双模信道连接CAC。

步骤S3中，信道质量等级的划分范围和接收门限是网络子节点的出厂设置，信道质量等级是综合考虑无线信道的RSSI值、载波信道的SNR以及无线和载波的通信成功率等因素来计算得到的。

步骤S4中，权重因子等级也是网络子节点的出厂设置，其是根据设定几种常用报文的长度，对每种长度的报文综合考虑信道的时变性、信道维护开销、报文的重传次数等因素，通过仿真计算获得该长度报文的权重因子，因而不同长度报文的权重因子是不同的，则将不同长度报文的权重因子划分成相应的不同等级。

本发明通过赋予网络中网络子节点通信时选择无线或载波信道的权利，则针对不同长度的报文，网络中的网络子节点计算出无线信道路径权重和载波信道路径权重，并生成该网络子节点与下一网络子节点的信道路径权重列表，然后，针对不同长度的报文和下一网络子节点，在信道路径权重列表中，选择当前时刻该网络子节点与下一网络子节点最合适的传输该报文的信道。因此，网络子节点在到达邻居节点所使用的信道的选择上具有一定的灵活性，对不同长度的报文，选取最合适的信道传输数据，均衡无线信道和载波信道的负载，提高双模网络信道利用率和吞吐能力。

进一步的，所述邻居节点信息包括：

属于本网络的网络子节点邻居间的路径信息，网络子节点邻居间无线信道的RSSI值、载波信道的SNR值以及无线信道和载波信道的通信成功率。

需要说明的是，属于本网络的网络子节点邻居间的路径信息是：首先，网络子节点均属于一个网络中；其次，网络子节点与哪些邻居节点(网络子节点)相连接，以RF信道和/或HPLC信道连接。以附图2中的网络子节点DAU5为例，DAU5的邻居节点信息有：DAU5分别与DAU2、DAU3、DAU8、DAU9属于同一个网络并相互连接，即：DAU5与DAU2通过双模信道(RF信道和HPLC信道)连接，DAU5与DAU3通过双模信道连接，DAU5与DAU9通过双模信道连接，DAU5与DAU8通过HPLC信道连接；还有DAU5与分别与DAU2、DAU3、DAU8、DAU9信道连接的无线信道的RSSI值、载波信道的SNR以及无线和载波的通信成功率等数据。

步骤S1为双模Mesh网络的组网过程，由网络中心节点发起组网请求广播发送至网络子节点，组网请求形式为RF信道或HPLC信道，也可以采用RF和HPLC两种信道混合组合，即本发明能够以RF信道或HPLC信道单独组网，也可以采用RF信道和HPLC信道的两种信道形成混合路由组网。

S3：所述网络子节点根据链路信噪比SNR值或RSSI值和接收门限，确定与邻居节点的信道质量等级，包括：

网络子节点预先配置RF接收信道质量等级的划分范围、HPLC接收信道质量等级的划分范围、RF接收门限和HPLC接收门限。

需要解释的是，RF接收信道质量等级的划分范围、HPLC接收信道质量等级的划分范围、RF接收门限和HPLC接收门限均是网络子节点的出厂设置。本发明中，RF接收门限和HPLC接收门限分别采用无线信道的RSSI值、载波信道的SNR值的基础值表示；RF接收信道质量等级的划分范围和HPLC接收信道质量等级的划分范围是当网络子节点与邻居节点信道通行时，将当前无线信道的RSSI值和载波信道的SNR值划分成相应的RF接收信道质量等级和HPLC接收信道质量等级。而实际应用中，RF接收信道质量等级的划分范围和HPLC接收信道质量等级的划分范围是根据无线信道的RSSI值、载波信道的SNR值以及无线和载波的通信成功率等因素来计算得到的。

还需要说明的是，RF接收信道质量等级、HPLC接收信道质量等级均为16个等级，该16个等级取值范围为0到15，且RF接收信道质量等级、HPLC接收信道质量等级分别记作Q1、Q2。Q1取值越大表明该网络子节点RF接收信道质量越好，Q2取值越大表明该网络子节点HPLC的接收信道质量信道质量越好。

例如，表1、表2所示，表1是RF接收信道质量等级的划分范围，表2是HPLC接收信道质量等级的划分范围。当前下，DAU5与DAU2的无线信道RSSI值为-80dBm，则DAU5与DAU2的RF接收信道质量等级Q1为7；DAU5与DAU2的载波信道SNR值为23dB，则DAU5与DAU2的HPLC接收信道质量等级Q2为13。根据实际需求的不同，RF接收信道质量等级的划分范围方法和HPLC接收信道质量等级的划分范围方法均不同。

表1

表2

步骤S3，还包括：

网络子节点将无线信道接收数据时的RSSI值与RF接收门限作比较，将载波信道接收数据时的SNR值与HPLC接收门限作比较，确定可用的RF信道和/或HPLC信道；

网络子节点根据无线信道接收数据时的RSSI值和载波信道接收数据时的SNR值，划分成相应的RF接收信道质量等级和HPLC接收信道质量等级。

所述网络子节点将无线信道接收数据时的RSSI值与RF接收门限作比较，将载波信道接收数据时的SNR值与HPLC接收门限作比较，确定可用的RF信道和/或HPLC信道，包括：

若无线信道接收数据时的RSSI值低于且等于RF接收门限，网络子节点将自身与邻居节点的RF接收信道质量等级置为0，以表示自身与邻居节点不能进行RF通信；

若无线信道接收数据时的RSSI值高于RF接收门限，网络子节点将自身与邻居节点的RF接收信道质量等级不置为0，以表示自身与邻居节点能进行RF通信；

若载波信道接收数据时的SNR值低于且等于HPLC接收门限，网络子节点将自身与邻居节点的HPLC接收信道质量等级置为0，以表示自身与邻居节点不能进行HPLC通信；

若载波信道接收数据时的SNR值高于HPLC接收门限，网络子节点将自身与邻居节点的HPLC接收信道质量等级不置为0，以表示自身与邻居节点能进行HPLC通信。

需要说明的是，以附图2中的网络子节点DAU5为例，DAU5的RF接收门限和HPLC接收门限分别为-100dBm和4dB；DAU5的邻居节点分别是DAU2、DAU3、DAU8、DAU9，其中，DAU5与DAU2通过双模信道(RF信道和HPLC信道)连接；

若DAU5测到与DAU2连接的无线信道的RSSI值为-83dBm(-83dBm>-100dBm)，对应的RF接收信道质量等级Q1为6；与DAU2连接的载波信道的SNR值为16.7dB(16.7dB>4dB)，对应的HPLC接收信道质量等级Q2为9，则DAU5与DAU2可以选择RF信道通信，也可以选择HPLC信道通信，且双模信道质量均好；

若DAU5测到与DAU2连接的无线信道的RSSI值为-120dBm(-120dBm<-100dBm)，对应的RF接收信道质量等级Q1为0；与DAU2连接的载波信道的SNR值为17.1dB(17.1dB>4dB)，对应的HPLC接收信道质量等级Q2为9，则DAU5与DAU2不能选择RF信道通信，能选择HPLC信道通信，且DAU5将与DAU2连接的RF接收信道通信质量等级置为0；

若DAU5测到与DAU2连接的无线信道的RSSI值为-84.5dBm(-84.5dBm>-100dBm)，对应的RF接收信道质量等级Q1为6；与DAU2连接的载波信道的SNR值为1dB(1dB<4dB)，对应的HPLC接收信道质量等级Q2为0，则DAU5与DAU2能选择RF信道通信，不能选择HPLC信道通信，且DAU5将与DAU2连接的HPLC接收信道通信质量等级置为0。

DAU5与DAU8通过HPLC信道连接，那么，DAU5只需将与DAU8连接的载波信道的SNR值与HPLC接收门限相比较。

S4：所述网络子节点根据与邻居节点的信道质量等级和与报文长度相关的权重因子，计算邻居节点的信道路径权重，包括：

网络中心节点发送不同长度的报文至网络子节点，网络子节点对接收的不同长度的报文给定不同的权重因子等级，其中，权重因子等级包括不同长度报文的无线信道权重因子等级和不同长度报文的载波信道权重因子等级；

网络子节点将自身与邻居节点的无线信道路径权重设置为报文的无线信道权重因子等级与RF接收信道质量等级之和，将自身与邻居节点的载波信道路径权重设置为报文的载波信道权重因子等级与HPLC接收信道质量等级之和。

需要说明的是，无线信道权重因子和载波信道权重因子，均量化为16个等级，该16个等级的取值范围为0-15，分别用：W_RF和W_HPLC来表示。

则网络子节点将自身与邻居节点的无线信道路径权重设置为报文的无线信道权重因子等级与RF接收信道质量等级之和为：W_RF+Q1；

网络子节点将自身与邻居节点的载波信道路径权重设置为报文的载波信道权重因子等级与HPLC接收信道质量等级之和为：W_HPLC+Q2。

以附图2中的网络子节点DAU5为例，DAU5与DAU2通过双模信道(RF信道和HPLC信道)连接，DAU5的RF接收门限和HPLC接收门限分别为-100dBm和4dB；DAU5测到与DAU2连接的无线信道的RSSI值对应的RF接收信道质量等级Q1为6，与DAU2连接的载波信道的SNR值对应的HPLC接收信道质量等级Q2为9，则DAU5与DAU2可以选择RF信道通信，也可以选择HPLC信道通信，且双模信道质量均好；

若收到第一种长度报文时，所对应的无线信道权重因子等级W_RF和载波信道权重因子等级W_HPLC分别为7和2，则无线信道路径权重：W_RF+Q1＝7+6＝13；载波信道路径权重：W_HPLC+Q2＝2+9＝11。

若收到第二种长度报文时，所对应无线信道权重因子等级W_RF和载波信道权重因子等级W_HPLC分别为1和6，则无线信道路径权重：W_RF+Q1＝1+6＝7；载波信道路径权重：W_HPLC+Q2＝6+9＝15。

若收到第三种长度报文时，所对应无线信道权重因子等级W_RF和载波信道权重因子等级W_HPLC分别为3和3，则无线信道路径权重：W_RF+Q1＝3+6＝9；载波信道路径权重：W_HPLC+Q2＝3+9＝12。

步骤S4，还包括：

若网络子节点与邻居节点之间只存在无线信道，则网络子节点将载波信道路径权重赋值为0；

若网络子节点与邻居节点之间只存在载波信道，则网络子节点将无线信道路径权重赋值为0。

S5：所述网络子节点建立邻居节点的信道路径权重列表，用于在进行数据传输时，根据信道路径权重确定最佳传输信道，包括：

对不同长度的报文，网络子节点计算和存储自身与邻居节点的信道路径权重，并形成自身与邻居节点的信道路径权重列表；

所述网络子节点发起业务或转发数据时，根据网络中心节点给定的路由信息选择下一网络子节点；

所述网络子节点再根据发送不同长度的报文，在信道路径权重列表中选择相匹配的信道路径权重值；

所述网络子节点根据信道路径权重值确定到达下一网络子节点使用的信道。

步骤S5，还包括：每个网络子节点维护所述信道路径权重列表。

需要说明的是，网络子节点在出厂设置的时候，针对不同长度的报文，设置成了相应的权重因子等级。因此，在使用过程中，网络子节点接收到不同长度的报文时，无线信道权重因子等级W_RF和载波信道权重因子等级W_HPLC自然得出相应的等级。

每个网络子节点都有自己的信道路径权重列表，信道路径权重列表记录了某网络子节点与邻居节点们的信道路径权重，例如DAU5的信道路径权重列表记录了DAU5分别与DAU2、DAU3、DAU8、DAU9的信道路径权重。

网络子节点的信道路径权重列表由自己维护，无需传回网络中心节点。

所述网络子节点根据信道路径权重值确定到达下一网络子节点使用的信道，包括：

若网络子节点与下一网络子节点的无线信道路径权重小于且等于与下一网络子节点的载波信道路径权重，则该网络子节点到达下一网络子节点所使用的信道为载波信道；

若网络子节点与下一网络子节点的无线信道路径权重大于与下一网络子节点的载波信道路径权重，则该网络子节点到达下一网络子节点所使用的信道为无线信道。

需要说明的是，以附图2中的网络子节点DAU5为例，在DAU5自己的路径信息中，选择下一网络子节点为DAU2，且DAU5与DAU2通过双模信道(RF信道和HPLC信道)连接。DAU5的RF接收门限和HPLC接收门限分别为-100dBm和4dB；DAU5测到与DAU2连接的无线信道的RSSI值对应的RF接收信道质量等级Q1为6，与DAU2连接的载波信道的SNR值对应的HPLC接收信道质量等级Q2为9，则DAU5与DAU2可以选择RF信道通信，也可以选择HPLC信道通信，且双模信道质量均好；

若收到第一种长度报文时，所对应的无线信道权重因子等级W_RF和载波信道权重因子等级W_HPLC分别为7和2，则无线信道路径权重：W_RF+Q1＝7+6＝13；载波信道路径权重：W_HPLC+Q2＝2+9＝11。结果是无线信道路径权重大于载波信道路径权重，DAU5与DAU2将第一种长度报文选择通过无线信道发送。

若收到第二种长度报文时，所对应的无线信道权重因子等级W_RF和载波信道权重因子等级W_HPLC分别为1和6，则无线信道路径权重：W_RF+Q1＝1+6＝7；载波信道路径权重：W_HPLC+Q2＝6+9＝15。结果是无线信道路径权重小于载波信道路径权重，DAU5与DAU2将第二种长度报文选择通过载波信道发送。

本发明的关键技术如下：

1)双模Mesh网络中的网络中心节点和网络子节点在与邻居节点间通信时，具备选择无线或载波信道的权利；

2)网络中每个节点不仅需要维护一个路由信息，还需维护与邻居节点的信道路径权重列表；

3)引入了邻居节点的信道路径权重概念，针对不同长度的报文，分别计算出无线和载波信道的权重因子，在节点生成信道路径权重列表；

4)节点对不同长度报文和下一跳节点，在信道路径权重列表中匹配，选择当前时刻最适合该报文传输的信道。

通过上述机制，使节点在邻居节点的信道选择上具有一定的灵活性，对不同长度的报文，选取最合适的信道传输数据，均衡无线信道和载波信道的负载，提高双模网络信道利用率和吞吐能力。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双模Mesh网络的混合路由建立方法，其特征在于，应用于Mesh网络，所述Mesh网络包括：网络中心节点及包围在所述网络中心节点外的至少一层节点层；混合路由建立方法包括：

所述网络中心节点发送信标至所述节点层的网络子节点，所述网络子节点接收到信标后收集邻居节点信息，并将邻居节点信息反馈至所述网络中心节点，以使所述网络中心节点收集各个所述网络子节点的邻居节点信息并完成网络组网；

所述网络中心节点使用Dijkstra路由算法，计算网络中心节点到各个所述网络子节点的最短路径，保存计算得到的路由信息，并向所有网络子节点下发相关的路由信息；

网络子节点根据链路信噪比SNR值或RSSI值和接收门限，确定与邻居节点的信道质量等级；

网络子节点根据与邻居节点的信道质量等级和与报文长度相关的权重因子，计算邻居节点的信道路径权重；

网络子节点建立邻居节点的信道路径权重列表，用于在进行数据传输时，根据信道路径权重确定最佳传输信道。

2.根据权利要求1所述的路由建立方法，其特征在于，所述邻居节点信息包括：

属于本网络的网络子节点邻居间的路径信息，网络子节点邻居间无线信道的RSSI值、载波信道的SNR值以及无线信道和载波信道的通信成功率。

3.根据权利要求1所述的路由建立方法，其特征在于，所述网络子节点根据链路信噪比SNR值或RSSI值和接收门限，确定与邻居节点的信道质量等级，包括：

网络子节点预先配置RF接收信道质量等级的划分范围、HPLC接收信道质量等级的划分范围、RF接收门限和HPLC接收门限。

4.根据权利要求3所述的路由建立方法，其特征在于，所述网络子节点根据链路信噪比SNR值或RSSI值和接收门限，确定与邻居节点的信道质量等级，还包括：

网络子节点将无线信道接收数据时的RSSI值与RF接收门限作比较，将载波信道接收数据时的SNR值与HPLC接收门限作比较，确定可用的RF信道和/或HPLC信道；

网络子节点根据无线信道接收数据时的RSSI值和载波信道接收数据时的SNR值，划分成相应的RF接收信道质量等级和HPLC接收信道质量等级。

5.根据权利要求4所述的路由建立方法，其特征在于，所述网络子节点将无线信道接收数据时的RSSI值与RF接收门限作比较，将载波信道接收数据时的SNR值与HPLC接收门限作比较，确定可用的RF信道和/或HPLC信道，包括：

若无线信道接收数据时的RSSI值低于且等于RF接收门限，网络子节点将自身与邻居节点的RF接收信道质量等级置为0，以表示自身与邻居节点不能进行RF通信；

若无线信道接收数据时的RSSI值高于RF接收门限，网络子节点将自身与邻居节点的RF接收信道质量等级不置为0，以表示自身与邻居节点能进行RF通信；

若载波信道接收数据时的SNR值低于且等于HPLC接收门限，网络子节点将自身与邻居节点的HPLC接收信道质量等级置为0，以表示自身与邻居节点不能进行HPLC通信；

若载波信道接收数据时的SNR值高于HPLC接收门限，网络子节点将自身与邻居节点的HPLC接收信道质量等级不置为0，以表示自身与邻居节点能进行HPLC通信。

6.根据权利要求4所述的路由建立方法，其特征在于，所述网络子节点根据与邻居节点的信道质量等级和与报文长度相关的权重因子，计算邻居节点的信道路径权重，包括：

网络中心节点发送不同长度的报文至网络子节点，网络子节点对接收的不同长度的报文给定不同的权重因子等级，其中，权重因子等级包括不同长度报文的无线信道权重因子等级和不同长度报文的载波信道权重因子等级；

网络子节点将自身与邻居节点的无线信道路径权重设置为报文的无线信道权重因子等级与RF接收信道质量等级之和，将自身与邻居节点的载波信道路径权重设置为报文的载波信道权重因子等级与HPLC接收信道质量等级之和。

7.根据权利要求6所述的路由建立方法，其特征在于，所述网络子节点根据与邻居节点的信道质量等级和与报文长度相关的权重因子，计算邻居节点的信道路径权重，还包括：

若网络子节点与邻居节点之间只存在无线信道，则网络子节点将载波信道路径权重赋值为0；

若网络子节点与邻居节点之间只存在载波信道，则网络子节点将无线信道路径权重赋值为0。

8.根据权利要求6所述的路由建立方法，其特征在于，所述网络子节点建立邻居节点的信道路径权重列表，用于在进行数据传输时，根据信道路径权重确定最佳传输信道，包括：

对不同长度的报文，网络子节点计算和存储自身与邻居节点的信道路径权重，并形成自身与邻居节点的信道路径权重列表；

所述网络子节点发起业务或转发数据时，根据网络中心节点给定的路由信息选择下一网络子节点；

所述网络子节点再根据发送不同长度的报文，在信道路径权重列表中选择相匹配的信道路径权重值；

所述网络子节点根据信道路径权重值确定到达下一网络子节点使用的信道。

9.根据权利要求8所述的路由建立方法，其特征在于，所述网络子节点建立邻居节点的信道路径权重列表，用于在进行数据传输时，根据信道路径权重确定最佳传输信道，包括：

每个网络子节点维护所述信道路径权重列表。

10.根据权利要求8所述的路由建立方法，其特征在于，所述网络子节点根据信道路径权重值确定到达下一网络子节点使用的信道，包括：

若网络子节点与下一网络子节点的无线信道路径权重小于且等于与下一网络子节点的载波信道路径权重，则该网络子节点到达下一网络子节点所使用的信道为载波信道；

若网络子节点与下一网络子节点的无线信道路径权重大于与下一网络子节点的载波信道路径权重，则该网络子节点到达下一网络子节点所使用的信道为无线信道。

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