[发明专利]一种无线自组网分布式频率选择方法

说明书

本发明公开了一种无线自组网分布式频率选择方法，在无线频谱环境复杂、干扰可能引起无线自组网传输性能下降或业务中断的情况下，通过频谱感知和频率选择进行工作频带选择，从而为无线自组网选择传输性能较好的工作频带，减少干扰对传输性能的影响，提高无线自组网的传输效率和网络吞吐量。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种无线自组网分布式频率选择方法。

背景技术

无线自组网是一种与传统无线蜂窝网络完全不同的新型无线网络架构，网络中的节点之间都是对等的，每个节点都可以发送和接收信号，如图1所示。相比传统蜂窝网络，无线自组网具有组网灵活简便、网络可靠性高以及覆盖范围大等优点。随着OFDM-MIMO(正交频分多址和多输入多输出)技术的成熟应用和多媒体业务的快速发展，采用宽带技术的自组网应需而生。由于无线自组网没有一个统一的标准，网络节点之间的通信通常采用现有的无线通信协议。目前，主流的无线宽带自组网主要基于WiFi(无线保真)协议、4G LTE(长期演进)协议和5G相关技术进行定制设计的；

根据不同的网络设计，无线自组网包括有中心节点和无中心节点两种情况。在有中心节点的无线自组网中，中心节点负责整个网络的拓扑管理、频率选择、定时同步等，处于决策和管理地位，其他通信节点通过接收中心节点广播的一些系统消息进行配置。在无中心节点的无线自组网中，所有通信节点处于同等地位，分别自主决定所采用的配置和资源等。网络中所有通信节点然后经过大量的消息交互和博弈后，整个网络才趋于收敛。在实际的无线自组网中，为了网络快速能够收敛，通常不会完全取消中心节点的，一般会临时指定一个通信节点作为中心节点，当整个网络稳定之后，再取消中心节点；

与蜂窝网络不同，无线自组网作为一种非基础设施，通常在公共安全、应急救灾、垂直行业等领域，由于这些领域和行业通常没有专用的频谱资源而采用公共频谱资源，或者即使有专用频谱资源，过去也已经部署了大量的设备，所以频谱资源非常复杂，干扰非常普遍。因此，对于无线自组网，特别是采用宽带技术的无线自组网，干扰会造成传输性能急剧下降，从而造成业务中断。对于一些窄带信号干扰，采用宽带技术的无线自组网可以通过简单的干扰检测和消除方案进行干扰消除，造成的影响比较小。但对于一些宽带信号干扰，采用宽带技术的无线自组网可以通过资源调度的方法来进行避开，但造成了可用物理资源变少，影响一些高速率业务的传输。

发明内容

本发明针对无线频谱环境复杂情况下干扰可能引起无线自组网传输性能下降或业务中断的问题，提供一种无线自组网分布式频率选择方法，通过具有频谱感知功能的无线自组网通信节点进行频率选择，从而为无线自组网选择传输性能较好的工作频带，减少干扰对传输性能的影响，提高无线自组网的传输效率和网络吞吐量。

一种无线自组网分布式频率选择方法，包括如下步骤：

步骤一：无线自组网所有通信节点分别在预设的一段连续的无线频带内通过划窗方法和数字信号处理技术进行频谱情况感知，并得到频谱感知结果；

步骤二：无线自组网通信节点分别将各检测窗的频谱感知结果传输给中心节点或临时的决策节点；

步骤三：中心节点或临时的决策节点根据预设的选择策略对频谱感知结果进行频率选择，并得到频率选择结果，选择出来的频谱资源作为整个网络的工作频带；

步骤四：中心节点或临时的决策节点将频率选择结果通过广播方式传输给网络中的通信节点，所有通信节点之间的业务传输都在所选择的频谱资源上进行；

步骤五：在到达预设的时间后，网络中的通信节点重复上述步骤一至步骤四，重新选择工作频带。

较佳的，

无线自组网所有通信节点在进行频谱情况感知时所采用的划窗方法如下：

在频谱感知前，无线频带在预设的一段连续的无线频带内从低频端开始划分为若干个检测窗；