專利名稱：一種鏈式無線網(wǎng)絡的組建方法及網(wǎng)絡節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多接口無線網(wǎng)絡自動信道分配和鏈路組建方法，特別是涉及一 種鏈式無線網(wǎng)絡的組建方法及網(wǎng)絡節(jié)點。
背景技術(shù)：
在曰常生活中，存在著一種長條形的鏈狀環(huán)境，例如隧道、列車、長廊等， 隨著寬帶無線網(wǎng)絡的普及，人們經(jīng)常會在這種鏈狀的環(huán)境中使用無線網(wǎng)絡，因 此，建立一個適應這種鏈狀環(huán)境的高效寬帶無線鏈式接入網(wǎng)絡，將對于在這種
鏈式環(huán)境下活動的人們享受寬帶服務顯得極為重要；
另外隨著無線接入設(shè)備成本的逐漸降低以及人們對于寬帶化需求的激增， 過去的每個接入點僅含有一個無線接口的模式已成為無線網(wǎng)絡的瓶頸所在，因 此含有多個無線接口的接入點已經(jīng)得到工業(yè)界的認可。
基于以上這兩個方面的考慮，本發(fā)明實施例著重解決由多個含有兩個無線 接口的接入點組成的鏈式網(wǎng)絡的自組織信道分配的問題，以實現(xiàn)該鏈式網(wǎng)絡在 無任何手動設(shè)置的情況下自動建立一條鏈狀的通信鏈路。
現(xiàn)有的方案中很多都是解決無線Mesh拓樸結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡中信道的分配問 題，而考慮的網(wǎng)絡中的節(jié)點或只有一個無線接口或含有多個無線接口，這樣的 網(wǎng)絡環(huán)境(mesh拓樸結(jié)構(gòu))不具有本發(fā)明考慮的網(wǎng)絡的特殊性(鏈式拓樸結(jié) 構(gòu))，因此這些方案所用方法會顯得比較復雜，或者不適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的是提供一種鏈式無線網(wǎng)絡的組建方法及網(wǎng)絡節(jié)點，能 夠完成多接口鏈式無線網(wǎng)絡的自動信道分配和鏈路組建，解決現(xiàn)有技術(shù)沒有專 門針對鏈式無線組網(wǎng)技術(shù)的問題。
為了實現(xiàn)上述目的， 一方面，提供了一種鏈式無線網(wǎng)絡的組建方法，用于呈鏈式分布的多個網(wǎng)絡節(jié)點的無線組網(wǎng)中，每個網(wǎng)絡節(jié)點都具有第一網(wǎng)卡和第 二網(wǎng)卡，正在運行的網(wǎng)絡節(jié)點稱為當前網(wǎng)絡節(jié)點，所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的第一網(wǎng) 卡稱為當前第一網(wǎng)卡，所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的第二網(wǎng)卡稱為當前第二網(wǎng)卡，所述
方法包括如下步驟
選擇一個可用信道作為所述當前第 一 網(wǎng)卡的工作信道； 測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度，獲得測量結(jié)果，
根據(jù)所述測量結(jié)果確定所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的至少 一個鄰居節(jié)點；
, 所述當前第二網(wǎng)卡與所述至少一個鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)
卡建立無線連接。
優(yōu)選地，上述的方法，其中，在選擇一個可用信道作為所述當前第一網(wǎng)卡 的工作信道的步驟之前，還包括從每個所述網(wǎng)絡節(jié)點所具有的兩個無線網(wǎng)卡 中，任選一個作為第一網(wǎng)卡，另一個作為第二網(wǎng)卡。
優(yōu)選地，上述的方法，其中，在選擇一個可用信道作為所述當前第一網(wǎng)卡 的工作信道的步驟之前還包括
所述當前第 一 網(wǎng)卡等待一個隨機的時間段；
判斷是否存在未被使用的信道，是則將所述未被使用的信道作為可用信 道，否則，將信號強度最弱且信號強度小于預定強度值的信道作為可用信道。
優(yōu)選地，上述的方法，其中，選擇一個可用信道作為所述當前第一網(wǎng)卡的 工作信道的步驟具體包括
從所述可用信道中隨才幾選擇一個信道作為選出信道，在預定時間段內(nèi)，如 果沒有所述當前第 一 網(wǎng)卡之外的第 一 網(wǎng)卡使用所述選出信道，則將所述選出信 道作為工作信道；
或者，在預定時間段內(nèi)，所述選出信道的信號強度小于所述預定強度值， 則將所述選出信道作為工作信道。
優(yōu)選地，上述的方法，其中，測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡 的信號強度，獲得測量結(jié)果，根據(jù)所述測量結(jié)果確定所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的至少 一個鄰居節(jié)點的步驟具體包括
所述當前第二網(wǎng)卡測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強 度，并按照由大到小的順序排序得到第一列表，并將所述第一列表中信號強度最強的第一網(wǎng)卡所在的網(wǎng)絡節(jié)點作為第一鄰居節(jié)點；
所述第一鄰居節(jié)點測得的所述第一鄰居節(jié)點之外的所有第一網(wǎng)卡的信號 強度按照由大到小的順序排序得到第二列表；
在所述第一列表按照由大到小的順序開始查找，查找到的信號強度作為檢 索信號強度，所述檢索信號強度對應的第一網(wǎng)卡作為檢索第一網(wǎng)卡；
在所述第二列表查找所述檢索第一網(wǎng)卡對應的信號強度作為第二信號強
度；
判斷所述檢索信號強度是否大于所述第二信號強度，是則所述檢索第一網(wǎng) 卡所在的網(wǎng)絡節(jié)點作為第二鄰居節(jié)點并停止查找，否則在所述第一列表按照由 大到小的順序繼續(xù)查找下一個信號強度作為檢索信號強度，直到找到所述第二 鄰居節(jié)點或者直到所述第一列表查找完畢。
優(yōu)選地，上述的方法，其中，所述當前第二網(wǎng)卡與所述至少一個鄰居節(jié)點 中的 一個鄰居節(jié)點的第 一 網(wǎng)卡建立無線連接的步驟包括
如果所述當前網(wǎng)絡節(jié)點只具有第一鄰居節(jié)點，則所述當前第二網(wǎng)卡與所述 第一鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)卡建立無線連接。
優(yōu)選地，上述的方法，其中，所述當前第二網(wǎng)卡與所述第一鄰居節(jié)點的第 一網(wǎng)卡建立無線連接的步驟包括
每個網(wǎng)絡節(jié)點保留一個代表連接個數(shù)的計數(shù)值，所述計數(shù)值的初始值為
所述當前第二網(wǎng)卡向所述第一鄰居節(jié)點的第 一網(wǎng)卡發(fā)送請求連接消息，所 述連接消息中具有所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的計數(shù)值；
所述第 一鄰居節(jié)點用所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的計數(shù)值加 一后代替本地的計數(shù) 值，并向所述當前網(wǎng)絡節(jié)點返回響應消息。
優(yōu)選地，上述的方法，其中，所述當前第二網(wǎng)卡與所述至少一個鄰居節(jié)點 中的 一個鄰居節(jié)點的第 一 網(wǎng)卡建立無線連接的步驟包括
如果所述當前網(wǎng)絡節(jié)點具有第一和第二鄰居節(jié)點，則判斷所述當前第一網(wǎng) 卡是否與所述第一/第二鄰居節(jié)點的第二網(wǎng)卡建立連接，是則所述當前第二網(wǎng) 卡向所述第二/第 一鄰居節(jié)點的第 一網(wǎng)卡發(fā)送請求連接消息，否則所述當前第 二網(wǎng)卡不發(fā)送請求連接消息。 8優(yōu)選地，上述的方法，其中，所述當前第二網(wǎng)卡與所述至少一個鄰居節(jié)點
中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)卡建立無線連接的步驟還包括
如果所述當前第一網(wǎng)卡已經(jīng)與所迷第一/第二鄰居節(jié)點的第二網(wǎng)卡建立連 接，并且在所述當前第二網(wǎng)卡發(fā)送請求連接消息之前，所述當前第一網(wǎng)卡收到 所述第二/第 一鄰居節(jié)點的新的請求連接消息，則比較所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的計 數(shù)值是否大于所述新的請求連接消息中的計數(shù)值，是則拒絕所述新的請求連接 消息，否則斷開原有連接，接受所述新的請求連接消息。
優(yōu)選地，上述的方法，其中，所述當前第二網(wǎng)卡與所述至少一個鄰居節(jié)點 中的 一個鄰居節(jié)點的第 一 網(wǎng)卡建立無線連接的步驟還包括
如果所述當前第一網(wǎng)卡已經(jīng)與所述第一/第二鄰居節(jié)點的第二網(wǎng)卡建立連 接，并且在所述當前第二網(wǎng)卡發(fā)送請求連接消息之后，所述當前第一網(wǎng)卡收到 所述第二/第一鄰居節(jié)點的新的請求連接消息，則比較所述當前第一網(wǎng)卡的工 作信道號是否大于所述新的請求連接消息所請求的信道號，是則拒絕所述新的 請求連接消息，否則斷開原有連接，接受所述新的請求連接消息。
優(yōu)選地，上述的方法，其中，如果有網(wǎng)絡節(jié)點退出所述鏈式無線網(wǎng)絡，則 與所述退出的網(wǎng)絡節(jié)點斷開連接的網(wǎng)絡節(jié)點作為當前網(wǎng)絡節(jié)點，并且重新執(zhí) 行
測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度，獲得測量結(jié)果， 根據(jù)所述測量結(jié)果確定所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的至少 一個鄰居節(jié)點；
所述當前第二網(wǎng)卡與所述至少一個鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng) 卡建立無線連接。
優(yōu)選地，上述的方法，其中，如果有網(wǎng)絡節(jié)點加入所述鏈式無線網(wǎng)絡，則 新加入的網(wǎng)絡節(jié)點作為當前網(wǎng)絡節(jié)點，并且所述當前網(wǎng)絡節(jié)點重新執(zhí)行
選擇一個可用信道作為所述當前第 一 網(wǎng)卡的工作信道；
測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度，獲得測量結(jié)果， 沖艮據(jù)所述測量結(jié)果確定所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的至少 一個鄰居節(jié)點；
所述當前第二網(wǎng)卡與所述至少一個鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng) 卡建立無線連接。
另一個方面，提供一種鏈式無線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡節(jié)點，包括
9第一網(wǎng)卡，用于選擇一個可用信道作為工作信道；
第二網(wǎng)卡，用于測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度， 獲得測量結(jié)果，根據(jù)所述測量結(jié)果確定至少一個鄰居節(jié)點，并與所述至少一個 鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)卡建立無線連接。
優(yōu)選地，上述的網(wǎng)絡節(jié)點，其中，所述第一網(wǎng)卡包括
判斷模塊，用于判斷是否存在未被使用的信道，是則將所述未被使用的 信道作為可用信道，否則，將信號強度最弱且信號強度小于預定強度值的信道 作為可用信道；
選擇模塊，用于從所述可用信道中隨機選擇一個信道作為選出信道，在 預定時間段內(nèi)，如果沒有所述當前第一網(wǎng)卡之外的第一網(wǎng)卡使用所述選出信 道，則將所述選出信道作為工作信道；或者，在預定時間段內(nèi)，所述選出信道 的信號強度小于所述預定強度值，則將所述選出信道作為工作信道。
優(yōu)選地，上述的網(wǎng)絡節(jié)點，其中，所述第二網(wǎng)卡包括
測量模塊，用于測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度， 并按照由大到小的順序排序得到第 一列表；
鄰居節(jié)點確定模塊，用于將所述第一列表中信號強度最強的第一網(wǎng)卡所 在的網(wǎng)絡節(jié)點作為第一鄰居節(jié)點；獲取第二列表，所述第二列表為所述第一鄰 居節(jié)點測得的所述第一鄰居節(jié)點之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度按照由大到 小的順序排序得到；在所述第一列表按照由大到小的順序開始查找，查找到的 信號強度作為檢索信號強度，所述檢索信號強度對應的第一網(wǎng)卡作為檢索第一 網(wǎng)卡；在所述第二列表查找所述檢索第一網(wǎng)卡對應的信號強度作為第二信號強 度；判斷所述檢索信號強度是否大于所述第二信號強度，是則所述檢索第一網(wǎng) 卡所在的網(wǎng)絡節(jié)點作為第二鄰居節(jié)點并停止查找，否則在所述第一列表按照由 大到小的順序繼續(xù)查找下一個信號強度作為檢索信號強度，直到找到所述第二 鄰居節(jié)點或者直到所述第一列表查找完畢。
本發(fā)明實施例至少存在以下技術(shù)效果
1) 通過對主網(wǎng)卡和輔網(wǎng)卡的自動配置，不需要專門對網(wǎng)絡中的節(jié)點進行 任何手動配置，鏈路的建立完全是自組織的方式完成；
2) 每個網(wǎng)絡節(jié)點能與離其最近的兩個網(wǎng)絡節(jié)點建立連接，這樣有利于保
10證節(jié)點間通信鏈路的質(zhì)量；
3) 網(wǎng)絡節(jié)點出現(xiàn)故障后，整個網(wǎng)絡能夠自動修復，保證網(wǎng)絡鏈路的連通
性；
4) 網(wǎng)絡節(jié)點加入網(wǎng)絡時，可以自動的與網(wǎng)絡中其他節(jié)點建立連接。


圖1為本發(fā)明實施例提供的鏈式網(wǎng)絡的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明實施例提供的方法的步驟流程圖； 圖3為本發(fā)明實施例提供的主網(wǎng)卡確定信道的流程圖； 圖4為本發(fā)明實施例提供的輔網(wǎng)卡測量主網(wǎng)卡的信號強度的信令流程圖； 圖5為本發(fā)明實施例提供的輔網(wǎng)卡確定鄰居節(jié)點的原理圖； 圖6為本發(fā)明實施例提供的Sl向M2索取S2測量的主網(wǎng)卡的信號強度 信息的信令流程圖7為本發(fā)明實施例提供的輔網(wǎng)卡建立連接的流程圖8為本發(fā)明實施例提供的正常的連接建立的流程圖9為已建立連接的主網(wǎng)卡收到新的連接請求的信令流程圖10為保留原有連接，拒絕新連接的信令流程圖ll為接受新連接，取代原有連接的信令流程圖12為M3收到S2的連接請求時，S3的連接請求已經(jīng)發(fā)送的處理流程圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對 具體實施例進行詳細描述。
圖1為本發(fā)明實施例提供的鏈式網(wǎng)絡的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，每個網(wǎng)絡 節(jié)點(Tbox)包含有兩個無線網(wǎng)卡(Mi, Si)。
圖2為本發(fā)明實施例提供的方法的步驟流程圖，本發(fā)明實施例定義了下面 的四個步驟來保證該網(wǎng)絡能夠在沒有任何手動操作的情況下建立通信鏈路
第一步101，在每個網(wǎng)絡節(jié)點設(shè)置主網(wǎng)卡(第一網(wǎng)卡)和輔網(wǎng)卡(第二網(wǎng)卡)，每個正在運行的網(wǎng)絡節(jié)點稱為當前網(wǎng)絡節(jié)點；
第二步102,所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的主網(wǎng)卡作為當前主網(wǎng)卡，所述當前主網(wǎng) 卡選擇一個可用信道作為工作信道；
第三步103，所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的輔網(wǎng)卡作為當前輔網(wǎng)卡，所述當前輔網(wǎng) 卡確定所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的至少一個鄰居節(jié)點；
第四步104，所述當前輔網(wǎng)卡與所述至少一個鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點 的主網(wǎng)卡建立無線連接，所述多個網(wǎng)絡節(jié)點組成沿所述線形單向(雖然連接過 程是單向的，但是無線鏈路本身是雙向的，也就是說數(shù)據(jù)可以從輔網(wǎng)卡發(fā)送 到主網(wǎng)卡，反過來數(shù)據(jù)也是可以發(fā)送)連接的鏈式無線網(wǎng)絡。
以下，將對這四個步驟進行詳細描述。
第一步，每個網(wǎng)絡節(jié)點將網(wǎng)卡分為主網(wǎng)卡(Mi)和輔網(wǎng)卡(Si);
網(wǎng)絡節(jié)點任意選定一個網(wǎng)卡為主網(wǎng)卡，另一個為輔網(wǎng)卡。
第二步，每個網(wǎng)絡節(jié)點的主網(wǎng)卡按照隨機接入隨機探測的方式從可用信道 (未被網(wǎng)絡中其他節(jié)點的網(wǎng)卡所使用的信道或信號最弱且強度小于門限值的 信道)中選擇一個信號條件足夠好的信道作為其工作信道；
主網(wǎng)卡等待隨機的一段時間后，從可用信道中隨機選擇一個信道，并在該 信道上測量一段時間，如果在測量的這段時間內(nèi)沒有其他網(wǎng)絡節(jié)點的網(wǎng)卡在使 用該信道或該信道上的信號強度小于門限值，就將這個信道作為該節(jié)點的主網(wǎng) 卡的信道。也就是說如果該隨機選擇的信道沒有人使用，那么就使用該信道； 如果該信道有人使用，但是該信道上的信號強度小于門限值，那么也可以使用 該信道。
圖3給出了主網(wǎng)卡確定信道的流程圖。圖中方框210中的內(nèi)容表示主網(wǎng)卡 等待隨機的一段時間，其中參數(shù)Tw可以視具體情況而定；方框220表示從可 用信道中選擇一個信號條件足夠好的信道，當存在未使用的信道時，優(yōu)先從這 些信道中隨機選擇一個信道，否則就選擇一個信號最弱且強度小于門限值的信 道。方框230表示在選定的信道上進行一段時間(這段時間由參數(shù)T決定) 的測量，這段時間內(nèi)在選定的信道上測量的信號強度都小于門限值就將該信道 作為主網(wǎng)卡的信道，否則重新進行上述過程。
第三步，每個網(wǎng)絡節(jié)點的輔網(wǎng)卡確定鄰居節(jié)點的流程
12每個網(wǎng)絡節(jié)點的輔網(wǎng)卡會測量網(wǎng)絡中所有主網(wǎng)卡(除其所在節(jié)點的主網(wǎng)
卡)的信號強度(通過Probe—CH—req和Probe—CH—rsp消息的交互完成，如圖4 所示，并將信號強度最大的主網(wǎng)卡所在的網(wǎng)絡節(jié)點作為其鄰居之一。
對于確定另一個鄰居節(jié)點的原理如圖5所示。假設(shè)Tboxl的輔網(wǎng)卡S1確 定了Tbox2為其鄰居，那么其測量到的另一個鄰居TboxO的主網(wǎng)卡(M0 )的 信號強度應該大于Tbox2測量到的M0的信號強度。在實施時，將Tboxl的 輔網(wǎng)卡Sl測量到的網(wǎng)絡中所有主網(wǎng)卡的工作信道及信號強度定義為表1, Sl 按照圖6的過程向Tbox2的主網(wǎng)卡M2索取S2測量到的網(wǎng)絡中的主網(wǎng)卡的工 作信道及信號強度(定義為表2)，按照表1中信號強度從大到小的次序，比 較表2中相同的主網(wǎng)卡的信號強度，發(fā)現(xiàn)的第一個滿足表1中的測量結(jié)果大于 表2的測量結(jié)果的主網(wǎng)卡所在的網(wǎng)絡節(jié)點就是另 一個鄰居。
第四步，每個網(wǎng)絡節(jié)點的輔網(wǎng)卡與其中一個鄰居的主網(wǎng)卡建立連接，使整 個鏈式網(wǎng)絡聯(lián)通且不存在回路。
在整個鏈式網(wǎng)絡(如圖1 )中，網(wǎng)絡兩端的節(jié)點只有一個鄰居，因此鏈路 的建立過程是從兩端開始的。每個輔網(wǎng)卡在請求建立連接時都會按照圖7所示 的流程進行，輔網(wǎng)卡向目標主網(wǎng)卡發(fā)送connect—setup_req消息，而目標主網(wǎng)卡 會回復connect—setup—rsp消息。
圖8給出了正常情況下連接建立的過程。在每個Tbox中都維護一個記錄 Tbox編號的變量Tbox_seq，其初始值為0。 connect_setup—req消息中會包含 Tbox—seq的字段，收到該消息的Tbox就將該字段的值加1來更新其維護的 Tbox—seq。按照第三步的方法，每個節(jié)點的輔網(wǎng)卡確定了鄰居節(jié)點后，整個鏈 路建立的過程可以分為下面的幾種情況進行處理
a) 參考節(jié)點(如圖i中的Tboxl)的鄰居Tbox只有一個，即Tbox2
Sl向M2發(fā)送連接建立請求(connect_setup—req ), M2則回復 co皿ect一setup—rsp消息，如圖7。消息中表明是否可以建立連接，如果不能建 立連接，Sl就只能等待了。
b) 參考節(jié)點(如圖1中的Tbox3 )有兩個鄰居Tbox ( Tbox2和Tb0x4 ) 檢查M3是否與S2或S4建立連接
如果沒有，S3不做任何動作；如果有(假設(shè)與S4建立了連接)，S3就與M2按照圖7的流程進行連接 的建立；
由于鏈路的兩個端點的節(jié)點都只有一個鄰居，那么連接建立的過程會分別 從兩端進行，這樣就會出現(xiàn)一個已經(jīng)建立連接的主網(wǎng)卡又收到新的連接建立請 求消息(connect—setupj叫)的情況。如圖9，假設(shè)M3已經(jīng)和S4建立連接， M3又收到來自S2的連4妄建立請求消息(connect—setup—req ),分以下兩種情 況進行處理
情況一S3還沒有向M2發(fā)出連接建立請求消息 M3通知S3停止當前的工作(stop消息)，等待M3的指令； M3比較其所在的Tbox當前維護的Tbox—seq值(記為Tbox—seqj))與 來自S2的請求消息中的Tbox—seq值(記為Tbox—seq_l )力。1的值的大小
如果Tbox—seq_0> = Tbox—seq_l+l,保留原有連4妄，拒絕新連接請求，信 令過程如圖10所示。
假設(shè)保留S4與M3的連接，拒絕S2的連接請求。M3通過connect—setup—rsp 告知S2連接建立失敗。S2回復connect—fail—ack消息，然后與另 一個鄰居Tbox 的主網(wǎng)卡建立連接(如果不存在這樣的主網(wǎng)卡則S2就不做任何動作了 )，并在 連接建立請求消息(connect—setup—req )中表明如果已經(jīng)建立了連接需要將其 取消并由新連接取代(用一個標志位即可)，如果沒有建立連接，就不做任何 動作。M3收到S2回復的connect—fail—ack消息后，就通知S3可以繼續(xù)建立連 接的過程(resume消息)。由于M3已經(jīng)與Tbox4的S4建立了連接，因此S3 就發(fā)送connect—setup—req消息給M2,并在消息中告知對方，如果已經(jīng)建立了 連接需要將其取消并由新連接取代(用 一個標志位即可)，如果沒有建立連接， 就不做任何動作。
如果Tbox—seq_0<Tbox__seq_l+l,接受新連接，取代原有連接，如圖11 假設(shè)取消S4與M3的連接，接受S2的連接請求。M3向S4發(fā)送 connect—cancel消息，然后S4回復connect—cancel—ack消息，S4開始連接建立 過程且不會與M3再次建立連接了 ，并在連接建立請求消息中表明已有連接需 要被取代。M3收到S4的connect—cancel—ack消息后，就通知S3可以繼續(xù)建 立連接的過程(resume消息)。由于M3已經(jīng)接受了 S2的連接請求，因此S3就發(fā)送connect—setup—req消息給M4,并在消息中告知對方，如果已經(jīng)建立了 連接需要將其取消并由新連接取代(用一個標志位即可)，如果沒有建立連接， 就不做任何動作。
情況二 S3已經(jīng)向M2發(fā)出連接建立請求消息
如圖12， M3收到S2的連接請求時，S3的連接請求已經(jīng)發(fā)送出去了。比 較M3所在信道的序號與S3向M2發(fā)出的連接請求的信道的序號(這個例子 中也就是M2所在的信道的序號)的大小
如果前者大，保留M3的原有連接，拒絕新連接。過程與圖IO類似，只 是M3不需要發(fā)送stop消息和resume消息給S3。
如果前者小，取消M3的原有連接，接納新的連接。過程與圖11類似， 只是M3不需要發(fā)送stop消息和resume消息給S3。
另外還要說明的是，凡是收到的connect—setup—req消息中包含了取代原有 連接的信息，那么就直接取代原有連接，而不需要比較Tbox—seq或信道序號 的大小。如果新的連接被接受，那么該Tbox所維護的Tbox_seq變量需要根據(jù) 新的申請來更新，如果沒有接受則不更新。
按照以上4步，整個鏈式網(wǎng)絡能夠完成連接的建立，但是在網(wǎng)絡工作的過 程中會出現(xiàn)網(wǎng)絡節(jié)點的斷開的情況。當Tbox檢測到一個網(wǎng)卡出現(xiàn)故障，則該 Tbox就需要與整個網(wǎng)絡斷開。網(wǎng)絡中的其他Tbox的輔網(wǎng)卡發(fā)現(xiàn)已經(jīng)建立的連 接斷開后，就需要按照第三步和第四步中的方法重新建立連接。
在整個網(wǎng)絡鏈路建立成功后，如果有一個新節(jié)點需要接入網(wǎng)絡，那么該節(jié) 點的主網(wǎng)卡按照上述第二步的方法確定信道，輔網(wǎng)卡按照上述第三步的方法確 定了鄰居關(guān)系后，就會向信號強度最強的鄰居發(fā)送connectTable一req消息，如 果能收到connectTable—rsp消息(該消息包含該網(wǎng)絡節(jié)點的TboxID,該節(jié)點的 主網(wǎng)卡的MAC地址，該節(jié)點的主網(wǎng)卡所連接的輔網(wǎng)卡的MAC地址以及其所 在的TboxID,該節(jié)點的輔網(wǎng)卡的MAC地址，該節(jié)點的輔網(wǎng)卡所連接的主網(wǎng) 卡的MAC地址以及其所在的TboxID),其就根據(jù)這個消息判斷可以連接的 Tbox，如果沒有收到這個消息或收到消息后不能判斷出與哪個Tbox連接，則
就按照第四步的方法建立連接。
本發(fā)明實施例還提供一種鏈式無線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡節(jié)點，包括第一網(wǎng)卡，用于選擇一個可用信道作為工作信道；
第二網(wǎng)卡，用于測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度， 獲得測量結(jié)果，根據(jù)所述測量結(jié)果確定至少一個鄰居節(jié)點，并與所述至少一個 鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)卡建立無線連接。
所述第一網(wǎng)卡包括
判斷模塊，用于判斷是否存在未被使用的信道，是則將所述未被使用的 信道作為可用信道，否則，將信號強度最弱且信號強度小于預定強度值的信道 作為可用信道；
選擇模塊，用于從所述可用信道中隨機選擇一個信道作為選出信道，在 預定時間段內(nèi)，如果沒有所述當前第 一 網(wǎng)卡之外的第 一 網(wǎng)卡使用所述選出信 道，則將所述選出信道作為工作信道；或者，在預定時間段內(nèi)，所述選出信道 的信號強度小于所述預定強度值，則將所述選出信道作為工作信道。
所述第二網(wǎng)卡包括
測量模塊，用于測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度， 并按照由大到小的順序排序得到第 一列表；
鄰居節(jié)點確定模塊，用于將所述第一列表中信號強度最強的第一網(wǎng)卡所 在的網(wǎng)絡節(jié)點作為第一鄰居節(jié)點；獲取第二列表，所述第二列表為所述第一鄰 居節(jié)點測得的所述第一鄰居節(jié)點之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度按照由大到 小的順序排序得到；在所述第一列表按照由大到小的順序開始查找，查找到的 信號強度作為檢索信號強度，所述檢索信號強度對應的第一網(wǎng)卡作為檢索第一 網(wǎng)卡；在所述第二列表查找所述檢索第一網(wǎng)卡對應的信號強度作為第二信號強 度；判斷所述檢索信號強度是否大于所述第二信號強度，是則所述檢索第一網(wǎng) 卡所在的網(wǎng)絡節(jié)點作為第二鄰居節(jié)點并停止查找，否則在所述第一列表按照由 大到小的順序繼續(xù)查找下一個信號強度作為檢索信號強度，直到找到所述第二 鄰居節(jié)點或者直到所述第一列表查找完畢。
由上可知，采用發(fā)明實施例之后的優(yōu)勢是
1) 通過對主網(wǎng)卡和輔網(wǎng)卡的自動配置，不需要專門對網(wǎng)絡中的節(jié)點進行 任何手動配置，鏈路的建立完全是自組織的方式完成；
2) 每個網(wǎng)絡節(jié)點能與離其最近的兩個網(wǎng)絡節(jié)點建立連接，這樣有利于保證節(jié)點間通信鏈^^的質(zhì)量；
3) 網(wǎng)絡節(jié)點出現(xiàn)故障后，整個網(wǎng)絡能夠自動修復，保證網(wǎng)絡鏈路的連通
性；
4) 網(wǎng)絡節(jié)點加入網(wǎng)絡時，可以自動的與網(wǎng)絡中其他節(jié)點建立連接。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通
技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾， 這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種鏈式無線網(wǎng)絡的組建方法，用于呈鏈式分布的多個網(wǎng)絡節(jié)點的無線組網(wǎng)中，每個網(wǎng)絡節(jié)點都具有第一網(wǎng)卡和第二網(wǎng)卡，正在運行的網(wǎng)絡節(jié)點稱為當前網(wǎng)絡節(jié)點，所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的第一網(wǎng)卡稱為當前第一網(wǎng)卡，所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的第二網(wǎng)卡稱為當前第二網(wǎng)卡，其特征在于，所述方法包括如下步驟選擇一個可用信道作為所述當前第一網(wǎng)卡的工作信道；測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度，獲得測量結(jié)果，根據(jù)所述測量結(jié)果確定所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的至少一個鄰居節(jié)點；所述當前第二網(wǎng)卡與所述至少一個鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)卡建立無線連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在選擇一個可用信道作為 所述當前第一N卡的工作信道的步驟之前，還包括從每個所述網(wǎng)絡節(jié)點所具 有的兩個無線網(wǎng)卡中，任選一個作為第一網(wǎng)卡，另一個作為第二網(wǎng)卡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在選擇一個可用信道作為 所述當前第 一 網(wǎng)卡的工作信道的步驟之前還包括所述當前第 一 網(wǎng)卡等待一個隨機的時間段；判斷是否存在未被使用的信道，是則將所述未被使用的信道作為可用信 道，否則，將信號強度最弱且信號強度小于預定強度值的信道作為可用信道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，選擇一個可用信道作為所 述當前第一網(wǎng)卡的工作信道的步驟具體包括從所述可用信道中隨機選擇一個信道作為選出信道，在預定時間段內(nèi)，如 果沒有所述當前第一網(wǎng)卡之外的第一網(wǎng)卡使用所述選出信道，則將所述選出信 道作為工作信道；或者，在預定時間段內(nèi)，所述選出信道的信號強度小于所述預定強度值， 則將所述選出信道作為工作信道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，測量所述當前第一網(wǎng)卡之 外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度，獲得測量結(jié)果，根據(jù)所述測量結(jié)果確定所述當 前網(wǎng)絡節(jié)點的至少 一個鄰居節(jié)點的步驟具體包括所述當前第二網(wǎng)卡測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強 度，并按照由大到小的順序排序得到第一列表，并將所述第一列表中信號強度最強的第一網(wǎng)卡所在的網(wǎng)絡節(jié)點作為第一鄰居節(jié)點；所述第一鄰居節(jié)點測得的所述第一鄰居節(jié)點之外的所有第一網(wǎng)卡的信號 強度按照由大到小的順序排序得到第二列表；在所述第一列表按照由大到小的順序開始查找，查找到的信號強度作為檢 索信號強度，所述檢索信號強度對應的第一網(wǎng)卡作為檢索第一網(wǎng)卡；在所述第二列表查找所述檢索第一網(wǎng)卡對應的信號強度作為第二信號強度；判斷所述檢索信號強度是否大于所述第二信號強度，是則所述檢索第一網(wǎng) 卡所在的網(wǎng)絡節(jié)點作為第二鄰居節(jié)點并停止查找，否則在所述第 一列表按照由 大到小的順序繼續(xù)查找下一個信號強度作為檢索信號強度，直到找到所述第二 鄰居節(jié)點或者直到所述第一列表查找完畢。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述當前第二網(wǎng)卡與所述 至少一個鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)卡建立無線連接的步驟包括如果所述當前網(wǎng)絡節(jié)點只具有第一鄰居節(jié)點，則所述當前第二網(wǎng)卡與所述 第一鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)卡建立無線連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述當前第二網(wǎng)卡與所述 第 一鄰居節(jié)點的第 一 網(wǎng)卡建立無線連接的步驟包括每個網(wǎng)絡節(jié)點保留一個代表連接個數(shù)的計數(shù)值，所述計數(shù)值的初始值為々 令；所述當前第二網(wǎng)卡向所述第一鄰居節(jié)點的第 一網(wǎng)卡發(fā)送請求連接消息，所 述連接消息中具有所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的計數(shù)值；所述第一鄰居節(jié)點用所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的計數(shù)值加一后代替本地的計數(shù) 值，并向所述當前網(wǎng)絡節(jié)點返回響應消息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述當前第二網(wǎng)卡與所述 至少一個鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)卡建立無線連接的步驟包括如果所述當前網(wǎng)絡節(jié)點具有第一和第二鄰居節(jié)點，則判斷所述當前第一網(wǎng) 卡是否與所述第一/第二鄰居節(jié)點的第二網(wǎng)卡建立連接，是則所述當前第二網(wǎng)卡向所述第二/第 一鄰居節(jié)點的第 一 網(wǎng)卡發(fā)送請求連接消息，否則所述當前第 二網(wǎng)卡不發(fā)送請求連接消息。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述當前第二網(wǎng)卡與所述 至少一個鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)卡建立無線連接的步驟還包括如果所述當前第一網(wǎng)卡已經(jīng)與所述第一/第二鄰居節(jié)點的第二網(wǎng)卡建立連 接，并且在所述當前第二網(wǎng)卡發(fā)送請求連接消息之前，所述當前第一網(wǎng)卡收到 所述第二/第 一鄰居節(jié)點的新的請求連接消息，則比較所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的計 數(shù)值是否大于所述新的請求連接消息中的計數(shù)值，是則拒絕所述新的請求連接 消息，否則斷開原有連接，接受所述新的請求連接消息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述當前第二網(wǎng)卡與所述 至少一個鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)卡建立無線連接的步驟還包括如果所述當前第一網(wǎng)卡已經(jīng)與所述第一/第二鄰居節(jié)點的第二網(wǎng)卡建立連 接，并且在所述當前第二網(wǎng)卡發(fā)送請求連接消息之后，所述當前第一網(wǎng)卡收到 所述第二/第一鄰居節(jié)點的新的請求連接消息，則比較所述當前第一網(wǎng)卡的工 作信道號是否大于所述新的請求連接消息所請求的信道號，是則拒絕所述新的 請求連接消息，否則斷開原有連接，接受所述新的請求連接消息。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果有網(wǎng)絡節(jié)點退出所述 鏈式無線網(wǎng)絡，則與所述退出的網(wǎng)絡節(jié)點斷開連4妄的網(wǎng)絡節(jié)點作為當前網(wǎng)絡節(jié) 點，并且重新執(zhí)4亍測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度，獲得測量結(jié)果， 根據(jù)所述測量結(jié)果確定所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的至少 一個鄰居節(jié)點；所述當前第二網(wǎng)卡與所述至少一個鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng) 卡建立無線連接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果有網(wǎng)絡節(jié)點加入所述 鏈式無線網(wǎng)絡，則新加入的網(wǎng)絡節(jié)點作為當前網(wǎng)絡節(jié)點，并且所述當前網(wǎng)絡節(jié) 點重新執(zhí)行選擇一個可用信道作為所述當前第一網(wǎng)卡的工作信道； 測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度，獲得測量結(jié)果， 根據(jù)所述測量結(jié)果確定所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的至少 一個鄰居節(jié)點；所述當前第二網(wǎng)卡與所述至少一個鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng) 卡建立無線連接。
13. —種鏈式無線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡節(jié)點，其特征在于，包括 第一網(wǎng)卡，用于選擇一個可用信道作為工作信道；第二網(wǎng)卡，用于測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度， 獲得測量結(jié)果，才艮據(jù)所述測量結(jié)果確定至少一個鄰居節(jié)點，并與所述至少一個 鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)卡建立無線連接。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的網(wǎng)絡節(jié)點，其特征在于，所述第一網(wǎng)卡包括 判斷模塊，用于判斷是否存在未被使用的信道，是則將所述未被使用的信道作為可用信道，否則，將信號強度最弱且信號強度小于預定強度值的信道 作為可用信道；選捧模塊，用于從所述可用信道中隨機選擇一個信道作為選出信道，在 預定時間段內(nèi)，如果沒有所述當前第一網(wǎng)卡之外的第 一網(wǎng)卡使用所述選出信 道，則將所述選出信道作為工作信道；或者，在預定時間段內(nèi)，所述選出信道 的信號強度小于所述預定強度值，則將所述選出信道作為工作信道。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的網(wǎng)絡節(jié)點，其特征在于，所述第二網(wǎng)卡包括 測量模塊，用于測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度，并按照由大到小的順序排序得到第 一列表；鄰居節(jié)點確定模塊，用于將所述第一列表中信號強度最強的第一網(wǎng)卡所 在的網(wǎng)絡節(jié)點作為第一鄰居節(jié)點；獲取第二列表，所述第二列表為所述第一鄰 居節(jié)點測得的所述第一鄰居節(jié)點之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度按照由大到 小的順序排序得到；在所述第一列表按照由大到小的順序開始查找，查找到的 信號強度作為4全索信號強度，所述檢索信號強度對應的第一網(wǎng)卡作為檢索第一 網(wǎng)卡；在所述第二列表查找所述檢索第一網(wǎng)卡對應的信號強度作為第二信號強 度；判斷所述檢索信號強度是否大于所述第二信號強度，是則所述檢索第一網(wǎng) 卡所在的網(wǎng)絡節(jié)點作為第二鄰居節(jié)點并停止查找，否則在所述第 一列表按照由 大到小的順序繼續(xù)查找下一個信號強度作為檢索信號強度，直到找到所述第二 鄰居節(jié)點或者直到所述第一列表查找完畢。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供一種鏈式無線網(wǎng)絡的組建方法及網(wǎng)絡節(jié)點，用于呈鏈式分布的多個網(wǎng)絡節(jié)點的無線組網(wǎng)中，每個網(wǎng)絡節(jié)點都具有第一網(wǎng)卡和第二網(wǎng)卡，正在運行的網(wǎng)絡節(jié)點稱為當前網(wǎng)絡節(jié)點，所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的第一網(wǎng)卡稱為當前第一網(wǎng)卡，所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的第二網(wǎng)卡稱為當前第二網(wǎng)卡，所述方法包括選擇一個可用信道作為所述當前第一網(wǎng)卡的工作信道；測量所述當前第一網(wǎng)卡之外的所有第一網(wǎng)卡的信號強度，獲得測量結(jié)果，根據(jù)所述測量結(jié)果確定所述當前網(wǎng)絡節(jié)點的至少一個鄰居節(jié)點；所述當前第二網(wǎng)卡與所述至少一個鄰居節(jié)點中的一個鄰居節(jié)點的第一網(wǎng)卡建立無線連接。本發(fā)明實施例能夠完成多接口鏈式無線網(wǎng)絡的自動信道分配和鏈路組建。
文檔編號H04L12/28GK101662401SQ200810118988
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者汪巍崴, 輝 王, 郭子華 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司