CN103220734A - 通信网络中检测并避免干扰的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种无线网状通信网络包括：相对于彼此以层级方式被管理的多个无线路由器，所有的路由器能够检测并避免彼此通信所在的信道上的干扰。取决于信道是活动的还是非活动的，无线路由器可以被动地检测干扰并随后切换信道以避免干扰，或者主动地检测干扰并随后切换信道以避免干扰。

Description

通信网络中检测并避免干扰的方法及装置

本申请为2008年11月11日提交的、申请号为200880117089.2、发明名称为“通信网络中检测并避免干扰的方法及装置”的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及无线通信网络中射频干扰领域，尤其涉及如何检测并避免这类干扰。

背景技术

电磁干扰，也称为射频干扰（RFI:Radio Frequency Interference），在无线通信网络运行环境中比较普遍，并主要造成不可接受的有噪声的通信会话或者更严重的是造成掉话。取决于无线通信网络运行的频带，不同类型的设备可以成为这类RFI的源。通过雷达设备以及通过无线通信设备（如移动电话、诸如无线路由器或无线电话的WiFi设备）可以发射RFI。这类RFI发射可以妨碍在与所发射的RFI相同的频带运行的通信网络的运行。如果通信会话期间RFI的水平升至高于特定的门限，则通信会话的质量或无线通信设备的维持会话的能力会变得有问题。这类RFI自身可以表现为无线通信设备的用户所经历的噪声或与无线电噪声有关的声音（static sound），或者这类RFI自身可以表现为发送至无线通信设备的或来自无线通信设备的信号的损失。

无线通信网络（如无线网状网络）典型地应用在不能实际安装有线基础网络的环境中。总的说，无线的、网状网络架构包括多个无线路由器，各无线路由器在空间中被布置为创建“小区”。无线网状网络被设计为使得网络中任何单个点的故障都不能够致命地破坏网络通信。典型地，可以将无线网状网络中的路由器连接至在该范围内的两个或更多个其他的无线路由器，并且各路由器可以并入一定的智能，如果路由器当前发送业务的链路由于某种原因发生故障，该智能使得该路由器能够至少暂时将业务重路由到其他的路由器。在链路故障的情况下，在网状网络中有可能通过改变在链路故障之前正在发送业务的信道来避开出现了故障的网状网络链路。这样，就可以恢复在两个路由器之间的之前的业务流，从而最有效地利用网状网络基础设施。更具体地，在两个路由器之间的链路发生故障的情况下，任何业务的再路由都将对通过至少与该业务所离开的路由器直接链接的那些路由器的业务流造成影响，并有可能对网络中通过所有路由器的业务流造成影响。由于网状网络被设计为提供优化通过网络的业务流的信道分配方案，因此两个路由器之间的通信链路的任何单个的故障都有可能造成网络中一些或全部其他路由器切换它们发送和/或接收业务的信道，以便重新优化通过网络的业务流。如所提及的，该通信链路故障的主要原因是RFI，因此，对于无线网状网络的运行而言，在RFI造成任何特定的通信链路发生故障之前能够检测到RFI是非常重要的。

在无线通信网络中所用的无线通信设备中已经使用了有效地检测上述RFI的多种不同的方法。一种检测RFI的方法是在各无线通信设备中包含副收发机，该副收发机专用于被动地扫描无线通信网络所使用的信道上的无线媒质。该专用副收发机保持扫描到的所有信道的列表和各信道的RFI水平。使用该方法，当在特定的信道上受到不可接受水平的RFI，该无线通信设备可以切换至当前具有可接受水平的RFI的信道。虽然在单个无线通信设备中包含专用副收发机的方法能够达到好的效果，但是在无线通信设备中包含副收发机的额外的成本是非常高的。

另一种可以用来检测RFI的方法是在同一无线通信网络中配置两个或更多个无线通信设备，来周期性地向彼此发送短消息并使用丢帧率和帧重试率来间接地反映在特定信道上存在的RFI的水平。虽然该方法对支持任何无线通信设备上的通信会话的可用带宽具有很小的影响，但它并不直接检测RFI，而造成分组丢失或重试的原因确实非常多，RFI仅是这些原因中的一种。

另一种可以由无线通信设备用来检测RFI的方法是将无线通信设备配置为周期性地将其收发机从主动工作模式切换为被动工作模式，并使该设备监测不同的信道以确定在各信道上的RFI水平。虽然该方法不直接在物理层检测各信道上的RFI水平，但不利地影响了通信会话以其他方式可用的带宽。因此，例如，在被动模式下，无线通信设备可能不能够接收或发送消息，这带来了明显的问题。

已公开的美国专利申请No.2007/0147236A1描述了在无线网络中检测并避免干扰的方法。特别地，从第2页第41段开始描述了在无线网络中检测并避免干扰的五步法。第一步为观测在无线网络中存在的平均掉包率并在使用该网络的无线通信设备上存储该平均掉包率。将该掉包率用作基线干扰水平。第二步为在空闲网络时间期间发送和接收消息，并将掉包率与存储的掉包率相比较。第三步为在空闲信道评估（CCA：clearchannel assessment）时间或其他未预留的时隙时段观测OFDM信号的活动性并存储指示哪个（哪些）信道没有活动性的信息。在第四步，如果无线设备在未预留的时隙时间期间检测到UWB信号，该无线设备确定任何过大的掉包率是由于与另一UWB网络的干扰所引起，并可以切换到另一信道。在第五步，如果无线设备在第三步没有检测到任何UWB信号，则确定它正在引起干扰并可以切换信道。

尽管以上参照申请No.2007/0147236A1描述的干扰检测并避免方法对于标准无线网络中的通信设备来说起到了好的效果，但是该方法仅适用于无线通信设备连接到单个的、无线网络接入点的结构。此外，该方法不适用于这样的无线网状网络：多个无线路由器处于该无线网状网络，该多个无线路由器共同运行以为通过该网络的多个业务流提供优化的路径。该方法也不能应用于具有以下能力的网络：在网络路由器之间的一个或更多个通信链路出现故障的情况下以最优方式对业务进行再路由。这种方法也不适用于具有下述能力的网络：在一个或更多个通信链路出现故障之后，生成用于重优化通过该网络的业务流的网络信道使用方案。

发明内容

描述了一种无线通信网络中检测并避免干扰的方法和装置，在一个实施方式中其包括：第一网络节点，该第一网络节点检测到缺失第二网络节点有规律地发送的规律性出现的信号达到预定时间段，检测到该规律性出现的信号的缺失触发该第一网络节点，以在所述第一网络节点和第二网络节点之间的通信链路为活动的时启动干扰检测处理；所述第一网络节点随后在检测到高于预定门限的干扰之后发送被路由到根父节点的信道切换消息；所述根父节点接收所述信道切换消息，并选择要切换至的最好信道，并通过发送被路由到网络中的所有子节点的信道切换消息来进行响应；所述子节点接收所述信道切换消息并立即切换到所述信道切换消息中所指示的信道；并且在所述第一网络节点正在其上进行通信的信道出现故障的情况下，所述父节点感测至少一个合适信道的媒质；所述父节点发送被路由到所述根父节点的、包括至少一个合适信道的信道切换请求消息；所述根父节点接收所述信道切换请求消息并从所有的合适信道中选择最好信道，并通过发送被路由到网络中的所有子节点的信道切换消息来进行响应；所有的子节点接收所述信道切换消息并立即切换到所述信道切换消息中所指示的信道。

附图说明

图1为例示了在网状网络中如何配置无线路由器以及无线路由器之间的信道关系的图。

图2为适于在网状网络中使用的无线路由器的功能框图。

图3A为本发明的用于在活动链路中检测干扰的处理的逻辑流程图。

图3B为图3A的流程图的继续。

图4A为示出了本发明的用于在通信链路活动时避免干扰的处理的逻辑流程图。

图4B为图4A的流程图的继续。

图4C为图4B的流程图的继续。

图5A为示出了本发明的用于在通信链路不活动时避免干扰的处理的逻辑流程图。

图5B为图5A的流程图的继续。

具体实施方式

可以利用多个不同的无线技术来构建无线通信网络。例如，可以使用点到点微波无线电中继传输或可以使用点到多点微波接入技术（如LMDS或WiFi）来构建无线通信网络。与用于构建无线通信网络的特定技术无关，网络通常可以采用两个或更多个无线通信设备（如无线路由器）来将业务移入、移出该网络或使业务在该网络内到处移动。存在多种不同类型的无线通信网络架构，其中一种类型为无线网状网络。在无线网状网络中，所有的无线路由器能够与覆盖范围内的任何其他无线路由器建立通信链路。取决于正在采用的无线技术，该覆盖范围可以为从一百英尺到几百英尺以上的任何地方。进入无线网状网络的分组一个路由器一个路由器地传递直到该分组到达其目的地。各无线路由器通常包括两个或更多个收发机，各收发机通常专用于在任何特定时间点仅在一个信道上运行。但是，用于实现下文描述的本发明的无线路由器可以包括具有在一个以上信道上运行的能力的收发机。

图1为示出了多个无线路由器以及在各个路由器和能够接入某路由器的客户设备之间的特定信道上的通信链路的典型无线网状网络的图。具体而言，无线通信网络10包括6个无线路由器，这些无线路由器在图1中被表示为节点1-6。如图1所示，6个无线路由器各可以使用特定的通信信道（在该图中表示为信道1、2、3、4和20）与一个或更多个其他无线路由器建立通信链路。在本发明的优选实施方式中，无线通信网络10根据IEEE802.11中规定的协议运行，但可以使用任何无线通信协议，如蓝牙、Zigbee或WiMAX。尽管在本发明的优选实施方式中，可以选择被指定用于传输雷达信号的信道，但更理想的是选择这样的信道，在该信道上建立路由器到路由器链路，该路由器到路由器链路不携带雷达信号以消除网络中这种形式的干扰。

继续参照图1，可以将一些或全部无线路由器或节点1-6配置为支持客户无线通信设备（例如，如无线电话、PDA或膝上型计算机）的接入。在该示例中，节点1、节点4和节点6被配置为分别支持无线电话8a、8b和8c的接入。为了支持客户设备，无线路由器包括专用于接收来自无线客户设备的分组及向无线客户设备发送分组的附加收发机。最后，无线通信网络10可以被连接至另一无线通信网络。如图1所示，节点1连接至另一局域网（LAN）或广域网（WAN），该LAN或WAN例如可以为另一无线网状网络或因特网。尽管在图1中没有示出，但是为各个节点1-6分配路径距离因子（PDF：path distance factor）。下面在表1中示出了给节点分配的PDF。

表1

路由器1：PDF=0

路由器2：PDF=1

路由器3：PDF=1

路由器4：PDF=1

路由器5：PDF=2

路由器6：PDF=2

分配给各节点的PDF等于到最近的无线通信网络10的入口（在该示例为节点1）的节点距离。网络入口的PDF值通常被分配为“0”，但是如果在网络中存在一个以上的入口，在希望给任何特定入口更多的权重的情况下，可以将网络入口的PDF值分配为大于“0”的值。可以在各无线路由器在每次网状形成过程开始时所参与的信道选择处理期间利用该PDF值，或者可以在两个节点之间的通信链路出现故障的情况下或者在通信链路上的干扰升到高于某一门限水平并希望使用不同的信道重建链路或希望切换到更好链路的情况下，无线通信网络中的各节点利用该PDF值。在这些情况下，信道选择协议指示具有最高优先级的节点（即具有最低的PDF的节点）选择在通信链路出现故障时可用的最好信道，向覆盖范围内的具有更低PDF值的节点（其被称为子节点）播送该信道选择，并且该子节点随后可以从信道池的信道中选出该最好信道，等等，直到网状网络的其余全部节点也进行这样的操作。上述的信道选择处理保证了无线通信网络10中的所有路由器集中于最优或接近最优的信道分配方案，这就使得通过该网络的业务量被最大化。此外，上述的信道选择协议的另一方面包括这样的规则：一个节点不能选择覆盖范围内的另一节点也正在使用的信道，除非在这两个节点之间建立通信链路。

继续参照图1，无线通信网络10中所有的节点1-6持续地监测活动信道上的干扰，它们正在这些活动的信道上进行当前的发送和接收，也有可能在其他信道上进行当前的发送和接收。在干扰水平升到高于某预定门限的情况下，节点可以试着在当前信道上继续发送和接收业务的同时切换到不同的信道以避免存在的干扰，或者在干扰使得两个节点之间的通信链路简直出现故障的情况下，这两个节点中的一个可以选择要在其上建立新链路的不同信道，并随后启动链路切换处理。取决于链路是活动的还是非活动的，各节点1-6进行的干扰检测可以是基于许多不同的因素。在链路为活动链路的情况下，这些干扰因素可以包括这样的参数，如通过监测参数（例如，信号强度、信噪比、信号稳定性和分组抖动）所测得的链路质量、RSSI、重试百分比和可能的一些IP级信息（IP levelinformation）。所有上述的四个干扰因素由各节点1-6连续进行监测，并将监测的结果存储在各节点所包括的存储器中。

继续参照图1，在链路为非活动链路的情况下，必须检测其他的干扰因素。考虑的一个干扰因素或参数为非-802.11业务基本噪声水平（traffic base noise level）。该噪声水平是动态的，并且持续地对各节点的低水平校准处理进行校准以使得可以持续地得到基本的非-802.11噪声水平。当检测干扰时可以考虑的另一因素是空闲信道评估（CCA）空闲百分比变化。各节点周期性地感测媒质来确定信道是否是“空闲的”，或者是未被某其他设备使用，并该信道可用于发送业务。就任何信道都不是“空闲的”而言，可将该测量用作在信道上可能存在802.11干扰和非802.11干扰二者的指示。因此换句话说，如果在任何特定信道上的空闲百分比很高，这就指示该信道具有低水平的干扰，反之亦然。在检测干扰时可以考虑的另一因素是管理帧传输的状态。在特定信道具有高水平的干扰的情况下，节点将不可能发送管理帧，如信标或探测响应帧。无线通信网络10中的各节点1-6可以监测其管理帧传输失败率，并且节点可以根据失败率的大小来决定干扰水平多么高。最后，可以监测各节点的数据业务传输状态，如果数据业务传输失败率（没有到达的分组的百分比）升到高于某门限大小（在优选实施方式中，该门限大小可以介于百分之5和百分之15之间，但可以设为任何想要的大小），节点可以确定干扰高得足以准许尝试向另一信道切换，或者链路简直发生了故障然后节点被强制选择能够切换至的另一信道。

在本发明的优选实施方式的一个方面，图1中的网络节点（例如节点1）可以监测与另一节点（例如节点2）的通信链路，以检测由节点2周期性发送的802.11管理消息。该周期性的管理消息例如可以为信标，该信标由所有节点以固定间隔发送，以保持之前建立的通信链路，在该示例中该通信链路是在信道1上建立的。该发送间隔的周期例如可以等于每100msec一条消息。如果节点1没有接收到一条或更多条从节点2这样周期性地发送的消息，或者如果节点1没有接收到这样周期性发送的消息中的至少一条达到某特定的时间段，则节点1启动干扰检测处理，在该干扰检测处理期间，检查在前面的段落中描述的、各信道的干扰因素，并且该处理确定是否存在其他更可接受的、要切换至的信道，以避免干扰。通过利用该特定的方法来检测干扰，节点1没有利用附加的带宽，并且没有中断通过节点1的业务。将分别参照图3和图4更详细地描述启动了干扰检测处理并引导干扰避免处理的处理。但是，在节点1和2之间的链接上的干扰上升到导致信道1无法预料的故障的水平的情况下，假设信道出现了故障，在该示例中，信道1正在经历致使不能使用的干扰水平。在这种情况下，可以通过感测用于空闲信道的媒质来检测最好的、可用的替代信道，并使用该最好的、可用的替代信道来建立节点1和节点2之间的新通信链路。在该示例中，由于链路不可用，被动地感测用于可用信道的媒质将不再干扰通过该节点的业务流。将参照图5更详细地描述引导了干扰检测及避免处理的处理。

如上面在之前的段落所描述的，本发明的优选实施方式为干扰检测和避免的混合方法。在检测到干扰并且两个节点之间的通信链路为活动链路的情况下，本发明使得能够在没有利用附加带宽和没有中断两个节点之间的业务流的情况下选择替代信道并切换至该替代信道，并且在两个节点之间的通信链路无法预料地变为非活动链路的情况下，本发明利用业务流中的该中断，被动地感测适当信道的媒质，以切换到该适当信道。尤其是，通过利用该信道切换策略，可以使通过无线通信网络的业务流的中断最小，从而最有效地利用网络带宽。该检测并避免干扰的方法兼有如下优点：在通信链路仍然是活动链路时保持业务流，以及利用业务流的终止来被动地扫描媒质以便检测并报告所有信道上的实际干扰数据。

图2为例示了无线通信网络10的节点1-6中的任意一个中所包括的、本发明优选实施方式的操作所必要的功能框的高级图，出于描述图2的目的，节点1-6中的任意一个将称为路由器20。无线路由器20包括三个收发机21A、21B和21C。接入收发机21A工作以允许通过客户无线设备（如无线电话）来接入无线通信网络10，两个回程收发机21B和21C工作以在无线通信网络10内各处传送业务。所有三个收发机通过总线22连接到处理器23和存储器24。处理器23通常结合存储器24中存储的软件一起工作，以使能把业务从网络上的一个节点传送到另一个节点所需的某些无线路由器操作，并执行本发明所能实现的检测并避免干扰的操作。存储器24包括媒体接入控制（MAC）模块24A，该MAC模块24A通常工作以发起和终止通信链路，并将信息编排成帧的格式，以通过链路向另一网络节点传输。存储器24还包括干扰检测模块（IDM：Intereference detection module）24B和干扰避免模块24C。该干扰检测模块（IDM）24B包括两个功能：第一IDM功能A和第二IDM功能B，该第一IDM功能A用于在两个节点之间的通信链路为活动链路时检测“可观测”的干扰因素并将其存储在活动信道状态库24D中，该第二IDM功能B用于在两个节点之间的通信链路为非活动链路时检测“可观测”的干扰因素并将其存储在非活动信道状态库24E中。更具体地，在两节点之间的链路为活动链路期间，该两个节点中的一个或两个可以使用IDM功能A来“透明地”检测并存储在该链路上存在干扰的某些指示。这些指示或干扰因素可以为诸如链路质量（如通过丢失的帧所测得的）、接收信号强度指标的大小、帧重试百分比和一些IP级信息之类的事项。相反地，在链路为非活动链路的情况下，两个节点中的一个或两个可以使用第二IDM功能B来被动地感测媒质，以检测在多个不同信道上存在干扰的某些指示。这些指示或干扰因素可以为诸如在节点连续测得的基本噪声水平值的变化、或者CCA空闲百分比的变化、或者管理及数据帧传输状态的变化之类的事项。所有这些因素已在上面参照图1进行了描述。最后，为了得到可接受信道，第一IDM功能A和第二IDM功能B分别周期性地评估库24D和24E中的内容，并在列表24G中创建这些可接受信道的列表。

继续参照图2，存储器24还包括干扰避免模块（IAM:InterferenceAvoidance Module）24C。根据本发明的优选实施方式，该模块24C包括两个功能。第一IAM功能A在通信链路为活动链路时，对第一IDM功能A检测到并存储在活动信道状态库24D中的干扰因素信息进行操作。作为对该信息进行操作的结果，第一IAM功能A可以确定干扰水平使得能够或应该进行信道切换。第一IAM功能A还通常用于基于PDF值强制实施分层次信道切换决策树，第一IAM功能A用于生成信道切换请求消息和信道切换决定消息，并且第一IAM功能A用于从列表24G中选择节点应当切换至的最优信道，以最有效地使用网络带宽。第二IAM功能B用于在通信链路为非活动链路时使节点被动地监测媒质来寻找具有可接受的干扰水平的信道来使用以建立链路，并存储该信道干扰信息。作为对该信息进行操作的结果，第二IAM功能B通常用于基于PDF值强制实施分层次信道切换决策树，第二IAM功能B用于生成信道切换请求消息和信道切换决定消息，并且第二IAM功能B用于从列表24G中选择节点应当切换至的最优信道，以最有效地使用网络带宽。该混合干扰检测方法战略地利用了两节点之间的通信链路的不同状态，以使对网络世界的数据转发性能的影响最小。特别地，该混合干扰检测方法在通信链路为活动链路时利用现有的、周期性发送的消息来检测信道干扰，以及在通信链路为非活动链路时利用被动的、感测方法来检测干扰。下面将参照图3A和图3B来更详细地描述本发明的混合干扰检测处理，并且稍后将参照图4A、4B和4C以及图5A和5B来更详细地描述混合干扰避免处理。

如上所述，图3A为本发明的、在通信链路为活动链路时使用的干扰检测方法的逻辑流程图。在步骤1，在将节点（例如图1中的节点5）开启并分配了PDF号（在该情况下PDF号为2）后，节点5确定例如在其自身和节点2之间的信道1上的通信链路是否为活动的。如果该链路是活动的，则将处理进入到以步骤2开始的逻辑路径，如果该链路不是活动的，将处理进入到图5A中的步骤1。首先进入到图3A中步骤2开始的路径，节点5和节点2都使用图2中的周期性消息检测模块24F来监测用于之前参照图1提及的周期性地发送的802.11管理消息的媒质。该周期性消息检测模块24F工作以检测包含在这些消息中的与各活动信道有关的信息并把该信息存储在活动信道状态库24D中。下文中这些周期性地发送的管理消息将被简称为周期性消息。如之前所提及，可以通过检查在这些周期性消息中还包括的链路质量、RSSI、重试百分比和一些IP级信息来确定各活动信道的状态。在步骤3，在本发明优选实施方式中，如果节点2在信道“1”上检测到3个顺序丢失的周期性消息，则处理进入到步骤4，否则处理循环回到步骤2。在节点2在步骤3检测到丢失的周期性消息后，在步骤4初始化其干扰检测模块24B，并且在步骤5，该干扰检测模块24B针对除了信道“1”之外的其他可能的信道，将包含在活动信道状态库24D中的信息与预定的门限值进行比较，如果库中与特定信道相关的一些或全部水平在与预定的门限水平进行比较时被确定为小于最大量的可接受干扰，则处理进入图3B中的步骤6，并且将这些信道存储在图2中的列表24G中。否则，处理进入图3B中的步骤10，在该步骤10忽略该信道并且处理返回图3A中的步骤5。

现在参照图3B，在步骤7，如果已经对所有的信道进行了干扰分析，则处理进入到步骤8，否则处理返回图3A中的步骤5。在步骤8，节点2的IDM24B确定是否存在与节点2相关的任何父节点。如果节点2具有父节点，则处理进入到步骤9并且节点2生成信道切换请求消息并在该消息中包括不同于信道“1”的、图2中可接受信道列表24G中被确定为可接受信道的那些信道。在生成信道切换请求消息后，处理进入到图4A中的步骤1。在图3B的步骤8，如果确定不存在与节点2相关的任何父节点，则处理进入到图4B中的步骤9。

现在参照图4A，图4A为在两节点之间的通信链路为活动链路的情况下在本发明优选实施方式中使用的干扰避免处理的逻辑流程图。在图4A的步骤1，节点2利用图2的干扰检测模块24C来通过信道“1”向覆盖范围内的所有对等节点（在该情况下为节点5、节点3和节点1）广播在图3A的步骤9中生成的信道切换请求消息。在步骤2，节点5、节点3和节点1接收该信道切换请求消息，并在步骤3，节点5、节点3和节点1利用各自的干扰避免模块来确定该信道切换请求是否会影响到它们。换言之，接收到该信道切换请求消息的所有节点分析信道“1”的释放是否会影响到它通过网络移动回程业务的能力。因此，例如，节点3不在节点1和节点5之间的直接回程路径上，由于节点3当前可以不向节点1发送任何业务，因此节点3会确定从信道“1”切换到另一信道将不会对其通过网络路由业务的能力造成影响。在该示例中，在步骤4，节点3将简单地忽略掉该信道切换请求消息。在另一方面，由于信道“1”的释放会断开节点5与节点2的通信链路（在该示例中，该链路原本向节点5路由回程业务），因此节点5可以在步骤5确定切换离信道“1”将会影响其通过网络转发回程业务的能力。在处理进入到步骤5的情况下，节点1和节点5利用它们的干扰避免模块24C来确定它们自己是否可以作出信道切换决定。节点1和节点5各自通过检查自己的路由表看自己是否具有父节点（父节点可以为当前与该节点通信的、具有更小PDF值的节点）来确定它自己是否能够作出信道切换决定。如果节点1或节点5找到了父节点，那么它自己不能作出信道切换决定，并且处理进行到图4B的步骤6。

现在参照图4B，在步骤6，如果节点5检查从节点2接收的信道切换请求消息中的PDF值并确定出包含在该消息中的PDF值大于分配给它的PDF值，则处理进入到步骤8，在步骤8，节点5简单地等待信道切换决定消息。否则，如果该PDF值更小，则在步骤7，该节点向对等节点播送该信道切换请求消息并使处理返回到图4A中的步骤5。

继续参照图4B，在处理的步骤9，节点1将利用图2中的干扰避免模块24C来检查关于可接受信道列表的信道切换请求消息，并将从列表中的所有信道中选择最好信道（例如信道“20”），以切换到该最好信道。该决定是基于包括以下各项的大量因素的：信道上的当前干扰水平以及该信道是否将允许受到该切换影响的路由器转换到最有效带宽使用方案。在该示例中，节点1在已经选择了它要切换至的信道后将生成信道切换决定消息，并向覆盖范围内的所有对等节点广播该消息。该消息包括节点1正在切换到信道“20”的通知。该对等节点（如节点2）在步骤10中接收信道切换决定消息并在步骤11确定在信道“20”上建立与节点1之间的链路是否会影响它。在该示例中，把信道从信道“1”改变到信道“20”将对节点1和节点2之间的链路有影响，因此处理将进入到图4C中的步骤13。否则，在改变信道没有影响的情况下，处理进入到图4B中的步骤12，节点将简单地忽略该消息。

现在参照图4C，在步骤13，节点2在示例中将确定在它能够执行信道切换操作之前是否需要等待任何父节点切换信道。由于父节点和子节点之间的链路在父节点进行了信道切换之前不应该被终止，因此该确定是很重要的。在节点2确定需要等待的情况下，处理进入到步骤15并且节点2等待另一信道改变决定消息，否则处理进行到步骤14，在步骤14节点2选择最好的剩余信道（例如信道“22”）以切换至该信道，向其对等节点播送信道切换决定消息并进行到信道“22”的切换。

现在参照图5A，图5A为在两节点之间的通信链路为非活动链路的情况下在本发明的优选实施方式中使用的干扰避免处理的逻辑流程图。在步骤1，如果由图1中的节点5和节点2上的干扰检测模块24C检测到“链路不可用（link down）”事件，处理进入到步骤2。“链路不可用”事件典型地是在当节点检测到该节点与另一节点正在进行通信所在的信道无法预料地出现故障时产生的。在步骤2，如果节点2的干扰检测模块确定出其PDF值小于分配给节点5的PDF值，则节点2的处理进入到步骤4。在另一方面，在步骤2，如果节点5的干扰检测模块确定出节点5的PDF值高于分配给节点2的PDF值，则节点5的处理进入到步骤3，并且节点5简单地等待来自节点2的信道切换决定消息。在节点2和节点5的PDF值相同的情况下，可以使用其他参数（如节点ID）来确定哪个节点在步骤4中启动被动扫描处理。回到步骤4，节点2利用图1中的干扰检测模块24C开始被动地感测一个或更多个信道上的媒质，以寻找要切换至的可接受信道。该处理涉及前面参照图1描述的检测干扰因素或参数并把干扰因素或参数存储到图2的非活动信道库24E。此外，在步骤4，干扰避免模块24C建立具有能够允许在两个节点之间建立通信链路的干扰参数的信道的列表，并将该列表存储在图2的可接受信道列表24G中。在该点，处理进入到步骤5，并且节点2中的干扰避免模块24C确定在列表24G中是否存在任何可接受信道。在该示例中，节点2中的干扰避免模块24C确定出存在要切换至的可接受信道，并且处理可以进入到图5B中的步骤6。在另一方面，如果节点2确定出不存在要切换至的可接受信道，则处理返回步骤4，并且节点2上的干扰避免模块24C继续感测媒质以寻找可接受信道。

现在参照图5B，在步骤6，节点2上的干扰避免模块24C确定是否存在节点2需要报告节点2执行信道切换行为的决定的任何父节点。父节点为与节点2相关联的、比节点2具有更小的PDF值的那些节点。在该示例中，节点1为节点2的父节点，因此在步骤7，节点2向节点1发送包括所有可接受信道的列表的信道切换请求消息，并等待接收信道切换决定消息。在另一方面，如果不存在父节点，则处理进行到步骤11。返回到步骤7，父节点1接收来自节点2的信道切换请求消息并如前面参照图4所描述的选择要切换至的最好信道。在步骤9，节点1中的干扰避免模块24C生成信道改变决定消息并将该消息发送至覆盖范围内的对等路由器并且节点1在等待了超时时段后切换至所选择的信道，该信道改变决定消息可以为802.11信标或活动帧，该802.11信标或活动帧包括了节点1正切换至的信道和其他信道可用于从中进行选择的剩余信道的列表的通知。在步骤10，节点2和节点5将最终接收到由节点1发送的信道切换决定消息并在等待了超时时段后决定切换到哪个信道。

继续参照图5B并回到步骤11，在节点2没有父节点的情况下，节点2中的干扰避免模块24C确定哪个信道是要切换至的最好信道，并在步骤12生成信道切换决定消息并发送该信道切换决定消息至覆盖范围内的对等节点，并在步骤13在超时时段后切换至所选择的信道。在步骤13，在覆盖范围内的对等节点从节点2接收信道切换决定消息并相应地进行处置。

为了解释的目的，前述的说明采用特定的术语以提供对本发明的详尽的理解。但是，对本领域技术人员来说，明显的是该具体细节不是为了实践本发明所必需的。因此，本发明的具体实施方式的前述说明是出于例示和说明的目的而呈现的。它们并不打算穷举或将本发明限制于所公开的具体形式；明显地，在阅读了上述教导之后可以存在许多修改和变型。为了更好地解释本发明的原理和其实际应用而选择和描述这些实施方式，这些实施方式由此使得本领域技术人员能够更好地利用本发明和具有按照适于预想的特定用途的各种变型的各种实施方式。意在用所附的权利要求书和它们的等同物来限定本发明的范围。

Claims (10)

1.一种在多个网络节点所形成的网络中避免干扰的方法，所述多个网络节点包括第一网络节点和第二网络节点，所述方法包括：

在所述第一网络节点接收来自所述第二网络节点在第一无线信道上的干扰通知；

所述第一网络节点分析当从所述第一无线信道切换时对一个或多个无线链路上的通信的影响，所述无线链路具有一个或多个不同于所述第二网络节点的网络节点；以及

所述第一网络节点基于所述分析确定是否将所述一个或多个无线链路切换到不同的无线信道。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个无线链路位于所述第一无线信道。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述干扰通知为信道切换请求信息，所述信道切换请求信息包括不同于所述第一无线信道的无线信道列表，所述第二网络节点认为所述无线信道列表是所述第一无线信道可接受的替代选择。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述多个网络节点共同地构成无线网格网络，且所述多个网络节点中的每一个节点都为无线路由器，所述无线路由器能够与另一个网络节点和客户端无线通信设备建立无线通信。

5.如权利要求3所述的方法，其中，所述第一网络节点确定是否切换一个或多个无线链路到不同的信道，包括：

通过确定所述第一网络节点是否有父节点来分析所述第一网络节点是否被允许切换一个或多个无线链路；以及

如果所述第一网络节点没有父节点，从无线信道列表中选择第二无线信道。

6.如权利要求5所述的方法，其中，从无线信道的列表中选择第二无线信道包括以下至少之一：

所述第一网络节点评估在所述无线信道列表中包括所述第二无线信道在内的每个无线信道上的干扰水平；以及

所述第一网络节点评估所述第二无线信道是否允许一个或多个网络节点受到从所述第一无线信道切换以转换至最有效的带宽利用率方案时的影响。

7.如权利要求3所述的方法，其中，所述第一网络节点分析当从所述第一无线信道切换时对一个或多个无线链路上的通信的影响的步骤包括：

所述第一网络节点确定从所述第一无线信道的切换是否影响所述第一网络节点通过所述网络来移动回程业务能力；以及

如果所述能力不受影响，通过所述第一网络节点忽略所述信道切换请求消息。

8.如权利要求7所述的方法，还包括：

如果所述能力受影响，所述第一网络节点确定所述第一网络节点是否能够将信道从所述第一无线信道向不同的无线信道切换；

如果所述第一网络节点能够使信道从所述第一信道切换，所述第一网络节点从所述无线信道列表中选择第二无线信道；以及

从所述第一网络节点向包括所述第二网络节点在内的多个网络节点广播信道切换决定消息，以表示所述第一网络节点从所述第一无线信道向所述第二无线信道的切换。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

所述第二网络节点从所述第一网络节点接收所述信道切换决定消息；以及

所述第二网络节点确定到所述第二无线信道的切换是否影响所述第二网络节点的移动回程业务能力。

10.如权利要求2所述的方法，其中，所述第一网络节点确定所述第二网络节点是否能够使信道从所述第一无线信道切换的步骤包括：

所述第一网络节点检查路由表确定所述第一网络节点是否有父节点；以及

其中如果所述第一网络节点有父节点，则所述第一网络节点不能使所述信道从所述第一无线信道转换。

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