專利名稱：一種無線網狀網絡的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通訊網絡，特別是關于無線網狀網絡。
背景技術：
無線網狀網絡因為其較低的前期成本，靈活的增量部署和易于維護而被廣泛使用。比如，WMN廣泛應用于社區網絡，企業網絡，視頻監視，語音通信和本地化服務。無線網狀網絡架構通常被視作為一定區域提供兼具成本效益和動態高寬帶網絡的第一選擇。無線網狀網絡可被看作是一種特殊的ad-hoc網絡，其主干基礎架構使用IEEE 802.llad-hoc協議。網線網狀網絡通常具有更多的計劃配置信息，而且可在一定的地理區域內提供動態的兼具成本效益的網絡。相反，ad-hoc網絡隨意形成于當各無線設備進入彼此的通信范圍之內。然而，無線網狀網絡因為其多跳屬性易有吞吐量損失，而且這種吞吐量損失主要緣于單射頻網絡中的爭用或半雙工通訊。因為一個具有單無線接口的接入點不能同時收發數據包-其必須首先接收之后再發送以轉發一個數據包。因此，轉發一個數據包所需的時間至少是兩倍于直接將數據包從源地址發送至目的地址所需的時間。另外，IEEE802.1lMAC中的載波偵察機制也不容許同一信道內的同時傳輸。而且，即使載波偵察不能阻止干擾鏈路的同時傳輸，無線電干擾(或沖突)也可能發生。這些都將影響多跳的吞吐量性能并因此限制無線網狀網絡的覆蓋范圍。

發明內容
因此，本發明提供一種無線網狀網絡，其包括第一分支和第二分支，其中每一個所述分支包括多個接入點，所述第一和第二分支共享一個公共接入點；其中，第一分支上的一個接入點與第二分支上的一個接入點之間的最小距離(Cl1)大于Cltl，其中，Cltl是第一分支上發射點與接收點之間的距離，K是信號干擾比(SIR)，α是路徑損耗指數。在Y-型網絡的一個實例中，Cltl是公共接入點與第一分支上的第一節點之間的距離，第一節點最接近公共接入點。當此網絡應用于室內時，Cl1大于1.7d。。—個Y-型網絡拓撲結構中包括第三接入點分支，所述的第三分支包括多個接入點，且所述的第三分支也共享公共接入點；其中，所述第一、第二和第三分支上最接近所述公共接入點的接入點分布于一等邊三角形的頂點且公共接入點位于此等邊三角形的中心。另一個Y-型網絡拓撲結構實施例中，還包括第三分支，所述的第三分支包括多個接入點，且所述的第三分支也共享公共接入點；其中，所述第一、第二和第三分支各包括多個呈直線分布的接入點，且第一、第二和第三分支各相隔120度角。在又一個Y-型網絡拓撲結構實施例中，還包括第三分支，所述的第三分支包括多個接入點，且所述的第三分支也共享公共接入點；其中接入點呈Y型分布。在一個實例中，所述第一、第二和第三分支上最接近所述公共接入點的接入點使用非重疊的信道通信。所述的無線網狀網絡可工作在2.4GHz和5GHz頻段。另一方面，本發明還提供了一種無線網狀網絡，其包括共享一個公共接入點的第一分支、第二分支和第三分支，其中每一個所述分支包括多個路由器節點；其中，公共接入點用于使用不同且互不重疊的無線信道與第一、第二和第三分支通信。在這種網絡中，各分支包括第一路由器節點，其與公共接入點之間無線通信形成第一腿節，第二路由器節點，其與同分支上第一路由器節點之間無線通信形成第二腿節；其中，同一分支上的第一和第二腿節所使用的無線信道不同且互不重疊，而且，第二腿節所使用的無線信道與第一、第二和第三分支上的第一腿節所使用的無線信道均不相同且互不重疊。一種部署為上述網絡拓撲結構的無線網狀網絡可以緩解多跳吞吐量損失的問題，并因此提供了一種具有大范圍無線覆蓋和高速數據傳輸的可能。


下面將結合附圖對本發明所公開的Y-型網絡拓撲結構和采用這種Y-型網絡拓撲結構的無線網狀網絡的實例進行說明，其中:圖1為Y-型無線網狀網絡拓撲結構示意圖；圖2為圖1所不無線網狀網絡中各接入點的空間關系不意圖；圖3為由多個圖1所示Y-型無線網狀網絡組成的蜂窩網絡示意圖；圖4為由多個圖1所示Y-型無線網狀網絡互聯組成的另一個蜂窩網絡示意圖；圖5為另一個Y-型無線網狀網絡的實施例示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合附圖對本發明實施例做進一步詳細說明。在此，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。圖1所示的無線網絡100是無線網狀網絡的一個實施例，包括多個按照無線協議互聯的路由設備。無線主干網絡主要被用于提供接入點以使得無線用戶設備通過有線主干和接入點可接入互聯網或企業計算資源。路由器作為路由設備的一個實施例，同時，其它的設備比如數據轉發設備包括交換機或者集線器在本發明中可等同使用。圖1所示的10-接入點無線網狀網絡包括10個無線路由器節點，各包括一個多射頻路由器。10個路由器節點，指定為節點112，114，116，122，124，126，132，134，136，140，分布于三個分支，即分支110，120，130，各分支與指定為節點140的公共無線路由器節點數據通信連接。各無線路由器設置有多個無線電前端以便于在多個非重疊信道內進行無線通信。各無線電前端為一個獨立的無線電接收器或無線電發送器，或者是一個包括多個無線設備的無線模塊，各無線設備被配置為一個選自多個非重疊信道的無線電接收器或無線電發送器。tWn，無線路由器140作為圖1所示無線網狀網絡100的中心接入點包括四個無線電前端，各無線電前端選擇性地通信于四個指定信道即信道a，b，c和d中的一個，以利于多跳吞吐量的提高。多個無線信道a，b，c和d選擇自例如IEEE802.1la和IEEE802.1ln標準中定義的5GHz頻段的23個非重疊信道。另一方面，分支130上的無線路由器132，分支120上的無線路由器122和分支110上的無線路由器112各自包括兩個無線電前端并且每一個無線電前端使用4個指定信道中的任一個信道進行通信。例如，分支130上的無線路由器132配置為使用信道c與中心路由器140通信并使用信道d與分支路由器134通信；分支120上的無線路由器122配置為使用信道b與中心路由器140通信并使用信道d與分支路由器124通信。當一個路由器配置有多個射頻或無線接口，此路由器節點可以同時接收和發射以實現全雙工通信。此外，無線電干擾和沖突可通過為相鄰路由器分配不重疊的信道而大致消除，而且使用不重疊信道的鏈路可同時傳輸以提高總的吞吐量。如圖1所示，無線網狀網絡100中的公共路由器標識為路由器節點140使用無線信道a與第一分支110上的第一路由器節點112無線連接，使用無線信道b與第二分支210上的第一路由器節點122無線連接；使用無線信道c與第三分支310上的第一路由器節點132無線連接。因為信道a，b，c是不重疊的無線信道，因此包括多個無線路由器的分支110，120，130上的第一腿節連接著的無線路由器包括公共接入點140和第一路由器112，122，132之間的無線電干擾的風險降低。為了進一步降低無線路由器鏈路之間的無線電干擾，一個不同的無線信道，即信道山其與任一個已在第一腿節中使用的無線信道均不重疊，被用于第二腿節包括第一分支110上的路由器112，114 ;第二分支120上的路由器122，124 ;和第三分支130上的路由器132，134。此外，用于各分支第三腿節的無線信道與同分支第一和第二腿節中所使用的信道不同。比如，信道b用于第一分支110的第三腿節于無線路由器114和116之間，而信道a和d分別用于第一分支110的第一和第二腿節。類似地，信道c用于第二分支210的第三腿節于無線路由器124和126之間，而信道b和d分別用于第二分支210的第一和第二腿節。最后，信道a用于第三分支310的第三腿節于無線路由器134和136之間，而信道c和d分別用于第三分支310的第一和第二腿節。可理解，除了公共接入點路由器140需要3個無線信道，其它位于各分支上的路由器只需要2個無線信道。因此，具有4個可選信道的無線路由器即可為此網絡的實施提供足夠的無線信道數。為了在三個各包括多個路由器的分支之間提供更好的射頻隔離，三個分支實施為三個分支的第一腿節互成120度角分開。也就是說，三個分支上的第一路由器節點112，122，132置于一等邊三角形的頂點處，公共接入點位于等邊三角形的中心。如圖2所示，三個第一路由器節點112，122，132形成了等邊三角形的三個頂點(即，Θ = 2 31/3)，而且，三個第一路由器節點112，122，132中的每一個節點等距地與公共接入點140以距離Cltl隔開。相鄰的第一路由器節點比如節點112和122之間的距離((I1)為 Cl1 = 2d0*cos (/6) = 1.731d0.。在選擇較佳的分隔距離時，使用以下的功率傳遞關系式:P(a，b) = k*Pa/ra，其中，P(a，b)為節點b從節點a處接收到的功率；Pa為節點a的發送功率；r是兩個節點之間的距離；α > 2是路徑損耗指數；另外k是常數。以Ti和Ri表示鏈路i的發送端和接收端。為簡化起見，仍采用Ti和Ri表示它們的位置。因此，|a_b|表示節點a和b之間的距離。還考慮到信號干擾比(SIR)需求，K，即當KP(T2，R1) > P(T1, R1)時，T2將在接收端R1處產生干擾。以2條鏈路為例，鏈路I和鏈路2。如果它們使用相同的發射功率同時傳輸，那么鏈路2將與鏈路I的數據或者ACK數據包產生干擾，只要滿足以下之一:
權利要求
1.一種無線網狀網絡，其特征在于，其包括第一分支和第二分支，其中每一個所述分支包括多個接入點，所述第一和第二分支共享一個公共接入點，而且所述各接入點用于實現設備和網絡的無線連接；其中，所述第一分支上的一個接入點與所述第二分支上的一個接入點之間的最小距離(Cl1)大于KvaCltl，其中，Cltl是所述第一分支上發射點與接收點之間的距離，K是信號干擾比(SIR)，a是路徑損耗指數。
2.根據權利要求1所述的無線網狀網絡，其特征在于，Cltl是所述公共接入點與所述第一分支上的第一節點之間的距離，所述第一節點最接近所述公共接入點。
3.根據權利要求1或2所述的無線網狀網絡，其特征在于，所述的無線網狀網絡適用于室內應用，而且Cl1大于1.7d0ο
4.根據權利要求1-3任一項所述的無線網狀網絡，其特征在于，還包括第三分支，所述第三分支包括多個接入點，且所述第三分支也共享所述公共接入點；其中，所述第一、第二和第三分支上最接近所述公共接入點的接入點分布于一等邊三角形的頂點且所述公共接入點位于此等邊三角形的中心。
5.根據權利要求1-3任一項所述的無線網狀網絡，其特征在于，還包括第三分支，所述第三分支包括多個接入點，且所述第三分支也共享所述公共接入點；其中，所述第一、第二和第三分支各包括多個呈直線分布的接入點，且所述第一、第二和第三分支各相隔120度角。
6.根據權利要求1-3任一項所述的無線網狀網絡，其特征在于，還包括第三分支，所述第三分支包括多個接入點，且所述第三分支也共享所述公共接入點；其中接入點呈Y型分布。
7.根據前述任一項權利要求所述的無線網狀網絡，其特征在于，其中所述第一、第二和第三分支上最接近所述公共接入點的接入點使用非重疊的信道傳輸。
8.根據前述任一項權利要求所述的無線網狀網絡，其特征在于，所述的無線網狀網絡適用于工作在5GHz頻段。
9.根據前述任一項權利要求所述的無線網狀網絡，其特征在于，所述的無線網狀網絡適用于工作產生超過20Mbps的多跳TCP吞吐量。
10.一種蜂窩網絡，其特征在于，包括多個前述任一項權利要求所述的無線網狀網絡。
11.一種無線網狀網絡，其特征在于，其包括共享一個公共接入點的第一分支、第二分支和第三分支，其中每一個所述分支包括多個路由器節點；其中，所述公共接入點用于使用不同且互不重疊的無線信道與所述第一、第二和第三分支通信。
12.根據權利要求11所述的無線網狀網絡，其特征在于，所述各分支包括第一路由器節點，其與所述公共接入點之間無線通信形成第一腿節，第二路由器節點，其與同分支上第一路由器節點之間無線通信形成第二腿節；其中，同一分支上所述第一和第二腿節所使用的無線信道不同且互不重疊，而且，所述第二腿節所使用的無線信道與所述第一、第二和第三分支上的第一腿節所使用的無線信道均不相同且互不重疊。
13.一種無線網狀網絡，其特征在于，其包括多個分支，所述各分支包括多個接入點以便于無線數據互聯，其中相鄰 的所述分支接入一個公共接入點；且其中第一分支上的一個接入點與第二分支上的一個接入點之間的最短距離(Cl1)大于KvaCltl，其中，Cltl是所述第一分支上發射點與接收點之間的距離，K是信號干擾比(SIR)，a是路徑損耗指數。
14.根據權利要求13所述的無線網狀網絡，其特征在于，所述多個分支實現為正多邊形的 邊。
全文摘要
本發明公開了一種無線網狀網絡，其包括第一分支和第二分支，其中每一個所述分支包括多個接入點，所述第一和第二分支共享一個公共接入點而且各接入點用于實現設備和網絡的無線連接；其中，第一分支上的一個接入點與第二分支上的一個接入點之間的最小距離(d1)大于K1/αd0，其中，d0是第一分支上發射點與接收點之間的距離，K是信號干擾比(SIR)，α是路徑損耗指數。一種部署為上述網絡拓撲結構的無線網狀網絡可以緩解多跳吞吐量損失的問題，并因此提供了一種具有大范圍無線覆蓋和高速數據傳輸的可能。
文檔編號H04W84/18GK103096513SQ20121004595
公開日2013年5月8日 申請日期2012年2月27日 優先權日2011年10月28日
發明者何宏禧, 林柏杰, 張漢裕 申請人:網進流動科技有限公司