无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法、装置和系统。涉及无线通信领域；解决了自动识别覆盖区域中无线节点设备的拓扑结构的问题。该方法包括：无线多跳通信网络中的可接入节点在有待接入节点选择该可接入节点作为父节点时，与该待接入节点进行握手协商；与所述待接入节点进行链路维持信息交互，接收所述待接入节点上报的链路维持信息和监听信息；所述可接入节点根据所述监听信息，从至少一个选择该可接入节点作为父节点的待接入节点中选择一个或多个作为该可接入节点的下一级子节点，生成接入拓扑判断结果。本发明专利技术提供的技术方案适用于无线通信多跳网络，实现了无线多跳通信网络中拓扑结构的构建。

【技术实现步骤摘要】
无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法、装置和系统
本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种用于无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法、装置和系统。
技术介绍
网络拓扑构建是实现网络管理功能的基本条件之一。网络的拓扑信息可以用于监控和管理无线网络的连通性，获取路由信息，搜索网络中的瓶颈，协助无线空口资源分配，是帮助用户决策、实现对网络的控制、管理和维护的重要信息。由于链状或树状网络无线覆盖区域的需求，接入点无线覆盖区域中的无线节点设备往往会有多个，而这些无线节点设备在邻接关系上又会呈现出多种不同的拓扑结构。如何自动识别覆盖区域中无线节点设备的拓扑结构，成为了无线树状网络拓扑构建过程中的关键性问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法、装置和系统，解决了自动识别覆盖区域中无线节点设备的拓扑结构的问题。本专利技术提供了一种无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法，包括：无线多跳通信网络中的可接入节点在有待接入节点选择该可接入节点作为父节点时，与该待接入节点进行握手协商；所述可接入节点在握手成功后，与所述待接入节点进行链路维持信息交互，接收所述待接入节点上报的链路维持信息和监听信息，所述监听信息为所述待接入节点利用子向天线接收到的除所述父节点外其他邻居节点的父向天线发出的信息所形成的信息；所述可接入节点根据所述监听信息，从至少一个选择该可接入节点作为父节点的待接入节点中选择一个或多个作为该可接入节点的下一级子节点，生成接入拓扑判断结果，所述拓扑判断结果指示该可接入节点选择的下一级子节点；所述可接入节点将所述接入拓扑判断结果上报给拓扑生成节点，供所述拓扑生成节点构建拓扑。优选的，可接入节点在有待接入节点选择该可接入节点作为父节点时，与该待接入节点进行握手协商的步骤之前，还包括：所述可接入节点周期性的向空口发送可接入节点信息，表明该可接入节点的身份及状态，所述可接入节点信息至少包括以下任一或任意多项信息：身份识别信息，子节点个数信息，可接入节点能力信息。优选的，无线多跳通信网络中的可接入节点在有待接入节点选择该可接入节点作为父节点时，与该待接入节点进行握手协商的步骤之前，还包括：所述待接入节点接收可提供网络接入服务的至少一个可接入节点发送的可接入节点信息；所述待接入节点根据该可接入节点信息从所述至少一个可接入节点中选择父节点。优选的，所述待接入节点根据该可接入节点信息从所述至少一个可接入节点中选择父节点包括：所述待接入节点通过父向天线接收可接入节点信息，发现可接入节点；所述待接入节点根据与各个可接入节点之间的信道质量和/或各个可接入节点已接入子节点的个数，选择一个可接入节点作为父节点；所述待接入节点向作为父节点的所述可接入节点发起握手协商。优选的，所述待接入节点根据与各个可接入节点之间的信道质量和/或各个可接入节点已接入子节点的个数，选择一个可接入节点作为父节点包括：所述待接入节点选择信道质量较佳和/或已接入子节点的个数较少的可接入节点作为父节点。优选的，所述可接入节点在握手成功后，与所述待接入节点进行链路维持信息交互，接收所述待接入节点上报的链路维持信息和监听信息的步骤之前，还包括：所述待接入节点利用子向天线接收除所述父节点外其他邻居节点父向天线发出的信息，并利用该信息以及该信息所携带的物理信道特征来生成监听信息，所述监听信息为直接或间接表明所述待接入节点与除所述父节点外其他邻居节点之间邻接关系的信息；所述待接入节点与所述可接入节点进行链路维持信息交互，通过父向天线向所述可接入节点发送链路维持信息，在发送链路维持信息的同时将所述监听信息上报给所述可接入节点。优选的，所述可接入节点根据所述监听信息，从至少一个选择该可接入节点作为父节点的待接入节点中选择一个或多个作为该可接入节点的下一级子节点，生成接入拓扑判断结果包括：所述可接入节点根据所述监听信息，形成由于所述待接入节点的加入而形成的新的拓扑结构；所述可接入节点根据所述拓扑结构，从至少一个选择该可接入节点作为父节点的待接入节点中选择一个或多个作为该可接入节点的下一级子节点；所述可接入节点生成接入拓扑判断结果，在所述接入拓扑判断结果中携带该可接入节点选择的下一级子节点的信息。优选的，所述可接入节点将所述接入拓扑判断结果上报给拓扑生成节点，供所述拓扑生成节点构建拓扑的步骤之后，还包括：所述拓扑生成节点向所述待接入节点反馈接入所述父节点是否成功的结果。优选的，所述拓扑生成节点向所述待接入节点反馈接入所述父节点是否成功的结果的步骤之后，还包括：所述待接入节点在所述拓扑生成节点反馈指示接入所述父节点成功时，等待拓扑构建完成；在拓扑构建完成后，所述待接入节点作为可接入节点向其他节点提供接入服务。优选的，所述拓扑生成节点向所述待接入节点反馈接入所述父节点是否成功的结果的步骤之后，还包括：所述待接入节点在所述拓扑生成节点反馈指示接入所述父节点失败时，重新选择其他可接入节点作为父节点，发起接入流程。本专利技术还提供了一种无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建装置，适于无线多跳通信网络，该装置包括：协商模块，用于在可接入节点被待接入节点选择作为父节点时，与该待接入节点进行握手协商；第一信息交互模块，用于在握手成功后，与所述待接入节点进行链路维持信息交互，接收所述待接入节点上报的链路维持信息和监听信息，所述监听信息为所述待接入节点利用子向天线接收到的除所述父节点外其他邻居节点的父向天线发出的信息所形成的信息；子节点选择模块，用于根据所述监听信息，从至少一个选择所述可接入节点作为父节点的待接入节点中选择一个或多个作为该可接入节点的下一级子节点，生成接入拓扑判断结果，所述拓扑判断结果指示该可接入节点选择的下一级子节点；结果上报模块，用于将所述接入拓扑判断结果上报给拓扑生成节点，供所述拓扑生成节点构建拓扑。优选的，该装置还包括：节点信息发送模块，用于周期性的向空口发送可接入节点信息，表明可接入节点的身份及状态，所述可接入节点信息至少包括以下任一或任意多项信息：身份识别信息，子节点个数信息，可接入节点能力信息。优选的，该装置还包括：节点信息接收模块，用于接收可提供网络接入服务的至少一个可接入节点发送的可接入节点信息；父节点选择模块，用于根据该可接入节点信息从所述至少一个可接入节点中选择父节点。优选的，所述父节点选择模块包括：可接入节点发现单元，用于通过父向天线接收可接入节点信息，发现可接入节点；父节点选择单元，用于根据与各个可接入节点之间的信道质量和/或各个可接入节点已接入子节点的个数，选择一个可接入节点作为父节点；协商发起单元，用于向作为父节点的所述可接入节点发起握手协商。优选的，该装置还包括：邻居节点信息收集模块，用于利用子向天线接收除所述父节点外其他邻居节点父向天线发出的信息，并利用该信息以及该信息所携带的物理信道特征来生成监听信息，所述监听信息为直接或间接表明所述待接入节点与除所述父节点外其他邻居节点之间邻接关系的信息；第二信息交互模块，用于与所述可接入节点进行链路维持信息交互，通过父向天线向所述可接入节点发送链路维持信息，在发送链路维持信息的同时将所述监听信息上报给所述可接入节点。优选的，所述子节点选择模块包括：拓扑结构形成单元，用于根据所述监听信息，形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法，其特征在于，包括：无线多跳通信网络中的可接入节点在有待接入节点选择该可接入节点作为父节点时，与该待接入节点进行握手协商；所述可接入节点在握手成功后，与所述待接入节点进行链路维持信息交互，接收所述待接入节点上报的链路维持信息和监听信息，所述监听信息为所述待接入节点利用子向天线接收到的除所述父节点外其他邻居节点的父向天线发出的信息所形成的信息；所述可接入节点根据所述监听信息，从至少一个选择该可接入节点作为父节点的待接入节点中选择一个或多个作为该可接入节点的下一级子节点，生成接入拓扑判断结果，所述拓扑判断结果指示该可接入节点选择的下一级子节点；所述可接入节点将所述接入拓扑判断结果上报给拓扑生成节点，供所述拓扑生成节点构建拓扑。

【技术特征摘要】
1.一种无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法，其特征在于，包括：无线多跳通信网络中的可接入节点在有待接入节点选择该可接入节点作为父节点时，与该待接入节点进行握手协商；其中，选择可接入节点作为父节点具体包括：待接入节点进行信息汇聚，通过父向天线接收可接入节点信息，并通过父向信道质量测量模块，检测与各个可接入节点之间的信道质量，在对信道质量检测完成后，待接入节点从至少一个可接入节点中进行父节点选择；其中，选择父节点有两种标准，如果选择信道质量和/或子节点的个数作为参考标准，优先选择子节点个数最少的节点作为父节点，以及如果全部可接入节点的子节点个数相同或相近，选择通信质量较好的节点作为父节点；所述可接入节点在握手成功后，与所述待接入节点进行链路维持信息交互，接收所述待接入节点上报的链路维持信息和监听信息，所述待接入节点利用子向天线接收除所述父节点外其他邻居节点父向天线发出的信息，并利用该信息以及该信息所携带的物理信道特征来生成监听信息，所述监听信息为直接或间接表明所述待接入节点与除所述父节点外其他邻居节点之间邻接关系的信息；所述可接入节点根据所述监听信息，从至少一个选择该可接入节点作为父节点的待接入节点中选择一个或多个作为该可接入节点的下一级子节点，生成接入拓扑判断结果，所述拓扑判断结果指示该可接入节点选择的下一级子节点；所述可接入节点将所述接入拓扑判断结果上报给拓扑生成节点，供所述拓扑生成节点构建拓扑。2.根据权利要求1所述的无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法，其特征在于，可接入节点在有待接入节点选择该可接入节点作为父节点时，与该待接入节点进行握手协商的步骤之前，还包括：所述可接入节点周期性的向空口发送可接入节点信息，表明该可接入节点的身份及状态，所述可接入节点信息至少包括以下任一或任意多项信息：身份识别信息，子节点个数信息，可接入节点能力信息。3.根据权利要求2所述的无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法，其特征在于，无线多跳通信网络中的可接入节点在有待接入节点选择该可接入节点作为父节点时，与该待接入节点进行握手协商的步骤之前，还包括：所述待接入节点接收可提供网络接入服务的至少一个可接入节点发送的可接入节点信息；所述待接入节点根据该可接入节点信息从所述至少一个可接入节点中选择父节点。4.根据权利要求3所述的无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法，其特征在于，所述待接入节点根据该可接入节点信息从所述至少一个可接入节点中选择父节点包括：所述待接入节点通过父向天线接收可接入节点信息，发现可接入节点；所述待接入节点根据与各个可接入节点之间的信道质量和/或各个可接入节点已接入子节点的个数，选择一个可接入节点作为父节点；所述待接入节点向作为父节点的所述可接入节点发起握手协商。5.根据权利要求4所述的无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法，其特征在于，所述待接入节点根据与各个可接入节点之间的信道质量和/或各个可接入节点已接入子节点的个数，选择一个可接入节点作为父节点包括：所述待接入节点选择信道质量较佳和/或已接入子节点的个数较少的可接入节点作为父节点。6.根据权利要求1所述的无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法，其特征在于，所述可接入节点在握手成功后，与所述待接入节点进行链路维持信息交互，接收所述待接入节点上报的链路维持信息和监听信息的步骤之前，还包括：所述待接入节点利用子向天线接收除所述父节点外其他邻居节点父向天线发出的信息，并利用该信息以及该信息所携带的物理信道特征来生成监听信息，所述监听信息为直接或间接表明所述待接入节点与除所述父节点外其他邻居节点之间邻接关系的信息；所述待接入节点与所述可接入节点进行链路维持信息交互，通过父向天线向所述可接入节点发送链路维持信息，在发送链路维持信息的同时将所述监听信息上报给所述可接入节点。7.根据权利要求1所述的无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法，其特征在于，所述可接入节点根据所述监听信息，从至少一个选择该可接入节点作为父节点的待接入节点中选择一个或多个作为该可接入节点的下一级子节点，生成接入拓扑判断结果包括：所述可接入节点根据所述监听信息，形成由于所述待接入节点的加入而形成的新的拓扑结构；所述可接入节点根据所述拓扑结构，从至少一个选择该可接入节点作为父节点的待接入节点中选择一个或多个作为该可接入节点的下一级子节点；所述可接入节点生成接入拓扑判断结果，在所述接入拓扑判断结果中携带该可接入节点选择的下一级子节点的信息。8.根据权利要求1所述的无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法，其特征在于，所述可接入节点将所述接入拓扑判断结果上报给拓扑生成节点，供所述拓扑生成节点构建拓扑的步骤之后，还包括：所述拓扑生成节点向所述待接入节点反馈接入所述父节点是否成功的结果。9.根据权利要求8所述的无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法，其特征在于，所述拓扑生成节点向所述待接入节点反馈接入所述父节点是否成功的结果的步骤之后，还包括：所述待接入节点在所述拓扑生成节点反馈指示接入所述父节点成功时，等待拓扑构建完成；在拓扑构建完成后，所述待接入节点作为可接入节点向其他节点提供接入服务。10.根据权利要求8所述的无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建方法，其特征在于，所述拓扑生成节点向所述待接入节点反馈接入所述父节点是否成功的结果的步骤之后，还包括：所述待接入节点在所述拓扑生成节点反馈指示接入所述父节点失败时，重新选择其他可接入节点作为父节点，发起接入流程。11.一种无线通信多跳网络设备的树状拓扑构建装置，适于无线多跳通信网络，其特征在于，该装置包括：协商模块，用于在可接入节点被待接入节点选择作为父节点时，与该待接入节点进行握手协商；其中，选择可接入节点作为父节点具体包括：待接入节点进行信息汇聚，通过父向天线接收可接入节点信息，并通过父向信道质量测量模块，检测与各个可接入节点之间的信道质量，在对信道质量检测完成后，待接入节点从至少一个可接入节点中进行父节点选择；其中，选择父节点有两种标准，如果选择信道质量和/或子节点的个数作为参考标准，优先选择子节点个...

【专利技术属性】
技术研发人员：张然，慕福奇，董晋，
申请(专利权)人：江苏物联网研究发展中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32