分布式无线自组网的信道选择方法、电子设备及存储介质与流程

本申请涉及无线通信，更具体的说，是涉及一种分布式无线自组网的信道选择方法、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、无线mesh自组网一种无需固定基础设施、由节点自主发现并动态构建网状拓扑的分布式无线网络，具备多跳中继、无中心对等互联、自动路由与自愈核心特征，其目前已被广泛应用于应急通信、工业传感、低空无人机组网、智慧城市感知等场景中。特别是在24ghz/60ghz等免许可毫米波频段，由于频谱资源有限且电磁环境开放，多节点需要在共享信道中通过时分或竞争机制完成同步、广播与业务数据传输。

2、在典型的实际部署中，mesh网络往往面临三类耦合的复杂工况：一是同一覆盖区域内存在大量固定基站与移动节点并发接入与交互，信道资源竞争激烈；二是城市环境中分布有交通雷达、车载雷达、5g基站及其他同频段微功率设备，形成持续或突发的外源性干扰；三是节点移动过程中易受建筑物、植被、移动遮挡物及气象条件影响，链路质量呈现非平稳波动。

3、为缓解干扰与拥塞，现有方案多采用基于rssi（received signal strengthindicator，接收信号强度指示）或误包率的被动跳频策略，或依赖全网统一的信道切换规则。这类机制在低密度、静态干扰场景下可维持基本连通，但在高密度动态组网场景中仍存在明显局限。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供如下技术方案：

2、本申请第一方面提供了一种分布式无线自组网的信道选择方法，包括：

3、以预设时长的超帧为统计周期，统计目标信道内被占用时隙的数量与所述超帧的总时隙数量的比值，得到信道繁忙度指标；

4、根据所述信道繁忙度指标、信号强度参数及信道中可探测到的上级组网节点数量，确定所述目标信道的信道可用等级；

5、对于自组网中被配置为维持骨干链路连续性的第一类节点，抑制其发起信道切换；

6、对于自组网中被配置为承担边缘接入或中继功能的第二类节点，在信道切换条件成立时，按预置信道序列依次遍历候选信道，在每一候选信道重新执行所述信道可用等级的评估，并将射频工作频点切换至重新评估后信道可用等级最优的目标工作信道；

7、其中，所述射频工作频点的切换执行时刻对齐所述超帧的帧边界；所述信道切换条件的成立与否与所述目标信道的信道可用等级相关。

8、在一个可能的实现方式中，所述第一类节点包括主网关节点和主链网关节点，所述第二类节点包括从网关节点、从链网关节点及脱链终端节点；

9、所述抑制其发起信道切换具体为：第一类节点维持当前工作信道不变，以保障骨干拓扑不发生震荡。

10、在一个可能的实现方式中，所述被占用时隙，通过以下任一方式判定：

11、检测时隙内是否存在预设格式的有效前导码以计入本网业务占用；

12、检测时隙内接收信号强度达到预设占用阈值且未检出有效前导码以计入外部干扰占用；

13、所述信道繁忙度指标为连续多个超帧周期内统计得到的各类占用时隙占比之和。

14、在一个可能的实现方式中，对于处于初始入网阶段的第二类节点，遍历所有候选信道时优先选择同时满足以下条件的目标工作信道：

15、存在上级组网节点广播、信道繁忙度指标低于预设阈值、且信号强度参数满足通信质量要求；

16、若不存在同时满足上述条件的信道，则在空闲信道上以第二类节点身份自行建立新网元。

17、在一个可能的实现方式中，所述信道切换条件包括：

18、第一类情形：已入网节点的信道繁忙度指标连续多个超帧超过预设繁忙阈值，进一步区分为业务致忙或干扰致忙：若可解析业务帧占比更高，确定为业务致忙，第一类节点不跳频、第二类节点跳频；若不可解析高能量信号占比更高，确定为干扰致忙，第一类节点与第二类节点均跳频；

19、第二类情形：已入网节点的广播时隙簇繁忙度为0且上级组网节点失联，判定为脱链状态；

20、其中第二类节点在允许按所述预置信道序列执行跳频搜寻已有网络。

21、在一个可能的实现方式中，所述预置信道序列的生成方式包括以下任一种：

22、按工作频段内信道中心频率升序或降序排列的固定遍历顺序；

23、在检测到持续性干扰时，将信道列表按干扰频段划分为低频段与高频段两组，优先在干扰频段外侧的信道间交替选择。

24、在一个可能的实现方式中，所述超帧内划分有广播时隙簇和时间同步时隙簇，所述射频工作频点的切换在广播时隙簇或时间同步时隙簇结束后的预定过渡时段内完成，不中断数据传输时隙簇的业务传输。

25、在一个可能的实现方式中，对所述广播时隙簇、时间同步时隙簇和数据交互时隙簇分别独立统计时隙占用情况，得到各时隙簇维度的繁忙度指标，所述各时隙簇维度的繁忙度指标用于辅助确定所述信道可用等级。

26、本申请第二方面提供了一种电子设备，包括至少一个处理器和与所述处理器连接的存储器，其中：

27、所述存储器用于存储计算机程序；

28、所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种分布式无线自组网的信道选择方法。

29、本申请第三方面提供了一种计算机存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种分布式无线自组网的信道选择方法。

30、经由上述的技术方案可知，本申请实施例公开了一种分布式无线自组网的信道选择方法、电子设备及存储介质，方案通过时隙级量化评估替代瞬时干扰判断，使节点可区分本网拥塞与外部干扰；通过角色差异化的跳频权限控制，将骨干稳定性确立为协议级优先目标，避免了边缘扰动传导为全网震荡；通过序列遍历与闭环重评估实现入网与避扰阶段的有序信道择优；通过将物理切换锚定在超帧结构边界，降低对业务传输的中断影响。整体上，方案在低空高密度mesh、多干扰复杂场景下，可同步提升接入成功率与业务传输连续性，具备较高的系统鲁棒性与工程可实施性。

1.一种分布式无线自组网的信道选择方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的分布式无线自组网的信道选择方法，其特征在于，所述第一类节点包括主网关节点和主链网关节点，所述第二类节点包括从网关节点、从链网关节点及脱链终端节点；

3.根据权利要求1所述的分布式无线自组网的信道选择方法，其特征在于，所述被占用时隙，通过以下任一方式判定：

4.根据权利要求2所述的分布式无线自组网的信道选择方法，其特征在于，对于处于初始入网阶段的第二类节点，遍历所有候选信道时优先选择同时满足以下条件的目标工作信道：

5.根据权利要求2所述的分布式无线自组网的信道选择方法，其特征在于，所述信道切换条件包括：

6.根据权利要求1所述的分布式无线自组网的信道选择方法，其特征在于，所述预置信道序列的生成方式包括以下任一种：

7.根据权利要求1所述的分布式无线自组网的信道选择方法，其特征在于，所述超帧内划分有广播时隙簇和时间同步时隙簇，所述射频工作频点的切换在广播时隙簇或时间同步时隙簇结束后的预定过渡时段内完成，不中断数据传输时隙簇的业务传输。

8.根据权利要求7所述的分布式无线自组网的信道选择方法，其特征在于，对所述广播时隙簇、时间同步时隙簇和数据交互时隙簇分别独立统计时隙占用情况，得到各时隙簇维度的繁忙度指标，所述各时隙簇维度的繁忙度指标用于辅助确定所述信道可用等级。

9.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个处理器和与所述处理器连接的存储器，其中：

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的分布式无线自组网的信道选择方法。