专利名称：一种无线网络中建立网络的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线网络中建立网络的方法和装置。
背景技术：
目前，在无线网络领域，无线局域网(WLAN，Wireless LAN)快速发展，对WLAN覆盖的需求也日益增长。电气和电子工程师协会工业规范(IEEE802.il)组，先后定义了 802. lla、802. lib,802. Ilg等一系列最普通的WLAN技术标准；随后又陆续出现了其他任务组，致力于发展涉及现有802. 11技术改进的规范，例如802. Iln任务组提出高吞吐量(HT， High Throughput)的要求，支持高达600Mbps的数据速率，802. Ilac任务组进一步提出甚高吞吐量(VHT，Very High Throughput)的概念，将数据速率提升到mbps。新的协议需要后向兼容之前的协议。在802. 11规范中，一个接入点(AP，Access Point)以及与AP相关联的多个非AP 站点(STA，Non-AP Station)组成了一个基本服务集(BSS, Basic ServiceSet) IEEE802. 11 所定义的WLAN利用带有冲突避免的载波侦听多路访问机制(CSMA/CA，Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)使多个站点共享无线信道。在IEEE802. 11技术中，一个信道化集合指的是在一个给定的频段内，从一个预定义或固定的起始频点开始定义的多个20MHz信道，以及由这些20MHz信道组成的多个大带宽信道，如40MHz、80MHz、120MHz、160MHz信道等，组成的集合。其中，组成集合的20MHz信道也称为基本信道，其他由这些基本信道组成的信道也称为大带宽信道。一个大带宽信道中包含一个称为主信道的基本信道，该信道用于广播控制信息。在一个信道化集合中，所有的基本信道都有唯一的信道编号。在IEEE802. 11系列标准定义的技术中，一个免授权的工业科学医学(ISM， Industrial Scientific Medical)频段按照20MHz的基本信道带宽被信道化为多个20MHz 信道。每个相邻的信道中心频点间隔5MHz，并按照给定的或预定义的起始频点对信道进行编号。其中，IEEE802. 11利用了上述定义中的多个信道作为工作信道。例如，在2. 4GHz频段上，IEEE802. 11定义了 14个相邻的20MHz信道作为可用信道，这些可用信道与相邻的可用信道中心频点间隔5MHz并相互交叠；又如，在5GHz频段上，IEEE802. 11定义了 5. 735GHz 5. 835GHz之间的5个20MHz信道作为可用信道，这些可用信道与相邻的可用信道中心频点间隔20MHz，相互不交叠。其中，可用信道指在一个信道化集合内定义的一组相互不重叠的基本信道或这些基本信道的组合，工作信道指无线设备当前正在使用或将要使用的一个可用信道。在某些情况下，一些国家的频率规划在上述信道化定义下并不能被充分的利用。 例如在中国的5GHz频段上，可用于WLAN的频段为5. 725GHz 5. 850GHz之间的共125MHz 频段，目前存在一种新的高效信道化方案可以将其划分为6个20MHz的可用信道。然而， 这种高效信道化方案与现有的5GHz信道化方案之间存在中心频点偏移的问题，使得WLAN 设备无法将高效信道化方案按照现有的信道化方案进行简单的扩展处理，尤其当一个WLAN设备同时支持现有的信道化方案和高效信道化方案时，无法按照现有的机制进行信道扫描并进一步建立WLAN网络。因此，如何规划支持现有的信道化方案和新的高效信道化方案的设备进行信道扫描和建立网络的过程，是基于大带宽的新一代802. 11协议中亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线网络中建立网络的方法和装置， 以实现无线站点在支持给定频段内多个信道化集合方案时，能够建立与现有无线局域网兼容的无线网络。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供了一种无线网络中建立网络的方法，该方法包括无线站点在给定的频段内的信道化集合中，根据本地配置信息、和/或通过信道扫描和干扰检测，选择满足带宽要求和干扰水平的工作信道和主信道；所述无线站点根据所选择的工作信道和主信道建立网络。所述无线站点根据给定的频段内所支持的所有或部分信道化集合内的所有或部分可用信道中心频点的分布次序，进行信道扫描和干扰检测。所述无线站点首先在给定频段内所支持的一个信道化集合内的所有或部分可用信道上进行信道扫描和干扰检测；然后在另外一个或多个信道化集合内的所有或部分可用信道上进行信道扫描和干扰检测。所述通过信道扫描和干扰检测选择工作信道和主信道，具体为如果所述无线站点通过信道扫描和干扰检测，在一个信道化集合内找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，且没有其他网络使用所述可用信道，则选择所述可用信道为工作信道，并在用所述可用信道内选择一个固定的或者任意的基本信道作为主信道；如果所述无线站点通过信道扫描和干扰检测，在一个信道化集合内找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，但所述可用信道上已经有其他网络在工作，则选择所述可用信道为工作信道，并使用与一个已有网络相同的主信道；如果所述无线站点在所有支持的信道化集合内都没有找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，则选择比带宽要求小的，且满足干扰要求的最大带宽的可用信道作为工作信道，在工作信道的带宽范围内，指定一个可用的基本信道作为主信道；如果通过上述选择方式，所述无线站点在所有支持的信道化集合内仍然没有找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，则结束网络建立过程。所述本地配置信息包括可支持的信道化集合、工作信道带宽、工作信道的主信道。该方法进一步包括根据所述本地配置信息，并通过以下方式计算工作信道的主信道的中心频点在一个给定频段内，用两个或多个信道化集合指示相互重叠或部分重叠的一段频率范围内不同的信道化方案；其中，一个信道化集合内任何两个可用的基本信道间没有任何重叠，且任何两个可用的基本信道的中心频点间的间隔是基本信道间隔的整数倍；为每个信道化集合指定一个唯一的识别号，或者，在符合一个频率规划区码的所有信道化集合所组成的一个超集中，为每个信道化集合指定所述超集范围内的唯一的识别号；对于一个信道化集合内的任何可用信道的主信道，通过所述信道化集合指定的一个相同的起始频点加上根据所述基本信道的序号计算得出的频率偏移计算出其中心频点。该方法进一步包括所述无线站点在所选择的工作信道的主信道上，周期广播信标消息和/或发送扫描反馈消息；所述信标消息和/或发送扫描反馈消息中包括工作信道信息，以及无线站点的工作信道所属的信道化集合信息。本发明还提供了一种无线网络中建立网络的装置，该装置包括信道选择模块，用于在给定的频段内的信道化集合中，根据无线站点的本地配置信息、和/或通过信道扫描和干扰检测，选择满足带宽要求和干扰水平的工作信道和主信道；网络建立模块，用于根据所选择的工作信道和主信道建立网络。所述信道选择模块进一步用于，根据给定的频段内所支持的所有或部分信道化集合内的所有或部分可用信道中心频点的分布次序，进行信道扫描和干扰检测。 所述信道选择模块进一步用于，首先在给定频段内所支持的一个信道化集合内的所有或部分可用信道上进行信道扫描和干扰检测；然后在另外一个或多个信道化集合内的所有或部分可用信道上进行信道扫描和干扰检测。所述信道选择模块进一步用于，当通过信道扫描和干扰检测，在一个信道化集合内找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，且没有其他网络使用所述可用信道时，选择所述可用信道为工作信道，并在用所述可用信道内选择一个固定的或者任意的基本信道作为主信道；当通过信道扫描和干扰检测，在一个信道化集合内找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，但所述可用信道上已经有其他网络在工作时，选择所述可用信道为工作信道， 并使用与一个已有网络相同的主信道；当在所有支持的信道化集合内都没有找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道时，选择比带宽要求小的，且满足干扰要求的最大带宽的可用信道作为工作信道，在工作信道的带宽范围内，指定一个可用的基本信道作为主信道；当通过上述选择方式，在所有支持的信道化集合内仍然没有找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道时，结束网络建立过程。所述本地配置信息包括可支持的信道化集合、工作信道带宽、工作信道的主信道。所述信道选择模块进一步用于，根据所述本地配置信息，并通过以下方式计算工作信道的主信道的中心频点在一个给定频段内，用两个或多个信道化集合指示相互重叠或部分重叠的一段频率范围内不同的信道化方案；其中，一个信道化集合内任何两个可用的基本信道间没有任何重叠，且任何两个可用的基本信道的中心频点间的间隔是基本信道间隔的整数倍；为每个信道化集合指定一个唯一的识别号，或者，在符合一个频率规划区码的所有信道化集合所组成的一个超集中，为每个信道化集合指定所述超集范围内的唯一的识别号；对于一个信道化集合内的任何可用信道的主信道，通过所述信道化集合指定的一个相同的起始频点加上根据所述基本信道的序号所计算得出的频率偏移计算出其中心频
点ο该装置进一步包括消息发送模块，用于在所选择的工作信道的主信道上，周期广播信标消息和/或发送扫描反馈消息；所述信标消息和/或发送扫描反馈消息中包括工作信道信息，以及无线站点的工作信道所属的信道化集合信息。本发明所提供的一种无线网络中建立网络的方法和装置，在一个给定的频段内的一个或多个不同的信道化集合中，无线站点通过计算本地配置信息、和/或通过信道扫描和干扰检测，选择满足带宽要求和干扰水平的工作信道和主信道，并建立无线网络。通过本发明，实现了无线站点在支持给定频段内多个信道化集合方案时，能够建立与现有无线局域网兼容的无线网络，并最大程度的利用可用的频谱资源。
图1为本发明一种无线网络中建立网络的方法流程图；图2为本发明实施例中第一类和第二类信道化方案的示意图；图3为本发明实施例中第一类和第二类信道化集合的示意图一；图4为本发明实施例中第一类和第二类信道化集合的示意图二。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。本发明所提供的一种无线网络中建立网络的方法，如图1所示，主要包括以下步骤步骤101，无线站点在给定的频段内的信道化集合(频段内包含一个或多个不同的信道化集合)中，根据本地配置信息、和/或通过信道扫描和干扰检测，选择满足带宽要求和干扰水平的工作信道和主信道。其中，选择工作信道和主信道的操作可以包括以下方式中的一种或多种的组合方式一、无线站点在给定的频段内的一个信道化集合上进行信道扫描和干扰检测，并在其他一个或多个信道化集合上进行信道扫描和干扰检测，且根据信道扫描和干扰检测的结果选择工作信道和主信道。例如无线站点首先按照一个信道化集合内所有或部分可用信道的中心频点的分布次序进行信道扫描和干扰检测；然后，按照另一个信道化集合内所有或部分可用信道的中心频点的分布次序进行信道扫描和干扰检测。无线站点也可以根据给定的频段内所支持的所有或部分信道化集合内所有或部分可用信道中心频点的分布次序进行信道扫描和干扰检测。如果无线站点通过信道扫描和干扰检测，在一个信道化集合内找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，且没有其他网络使用该可用信道，则选择该可用信道为工作信道， 在该可用信道内选择一个固定的或者任意的基本信道作为主信道。如果无线站点通过信道扫描和干扰检测，在一个信道化集合内找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，但是该可用信道上已经有其他网络在工作，则选择该可用信道为工作信道，并使用与一个已有网络相同的主信道。如果无线站点在所有支持的信道化集合内都没有找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，则选择比带宽要求小的，满足干扰要求的最大带宽的可用信道作为工作信道， 在工作信道的带宽范围内，指定一个可用的基本信道作为主信道。如果通过上述选择方式，无线站点在所有支持的信道化集合内仍然没有找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，则结束网络建立过程。方式二、无线站点根据本地配置信息选择工作信道和主信道。所述本地配置信息包括可支持的信道化集合、工作信道带宽、工作信道的主信道。无线站点根据本地配置的可支持的信道化集合、工作信道带宽、工作信道的主信道等参数计算工作信道的主信道的中心频点，计算方法包括1、系统在一个给定频段内，用两个或多个信道化集合指示相互重叠或部分重叠的一段频率范围内不同的信道化方案；例如，在5. 725GHz到5. 850GHz的ISM频段内，一种信道化集合按从5. 725GHz到5. 850GHz划分5个互不重叠的20MHz可用基本信道进行定义，其信道序号分别为149、153、157、161、165，其起始频率为5GHz ；另一种信道化集合按从 5. 735GHz到5. 835GHz划分6个互不重叠的20MHz可用基本信道进行定义，其信道序号分别为 200、204、208、212、216、220，其起始频率为 4. 7375GHz ；2、其中，一个信道化集合内任何两个可用的基本信道间没有任何重叠，并且，任何两个可用的基本信道的中心频点间的间隔是基本信道间隔的整数倍；3、系统为每个信道化集合指定一个唯一的识别号；或者，在符合某个频率规划区码的所有信道化集合所组成的一个超集中，为每个信道化集合指定该超集范围内的唯一的识别号；4、对于一个信道化集合内的任何可用信道的主信道，可以通过该信道化集合指定的一个相同的起始频点加上根据该基本信道的序号计算得出的频率偏移计算出其中心频
点ο步骤102，无线站点根据所选择的工作信道和主信道建立网络。无线站点根据上述所选择的工作信道建立网络。无线站点根据所选择的工作信道，通过在该工作信道的主信道上周期广播信标消息和/或发送扫描反馈消息来发送工作信道信息。上述信标消息和/或扫描反馈消息中包含无线站点的工作信道所属的信道化集合信息，该工作信道信息和信道化集合信息可以通过以下方式计算得到1、系统在一个给定频段内，用两个或多个信道化集合指示相互重叠部分或部分重叠的一段频率范围内不同的信道化方案；2、其中，一个信道化集合内任何两个可用的基本信道间没有任何重叠，并且任何两个可用的基本信道的中心频点间的间隔是基本信道间隔的整数倍；3、系统为每个信道化集合指定一个唯一的识别号；或者，在符合某个频率规划区码的所有信道化集合所组成的一个超集中，为每个信道化集合指定该超集范围内的唯一的识别号；4、对于一个信道化集合内的任何可用信道的主信道，可以通过该信道化集合指定的一个相同的起始频点加上根据该基本信道的序号所计算得出的频率偏移计算出其中心频点。下面再结合具体实施例，对上述无线网络中建立网络的方法进一步详细阐述。在本发明的实施例中，所涉及的信道带宽包括20MHz、40MHz、80MHz、120MHz、 160MHz,以及其他以20MHz为单位的更大信道带宽。并且以下实施例以5. 725GHz 5. 850GHz频段为例进行说明。其中，第一类信道化集合，包含符合现有IEEE802. 11规定的在5. 735GHz 5. 835GHz频段内定义的5个20MHz的基本信道，以及由这5个20MHz的基本信道组成的40MHz、80MHz信道；第二类信道化集合，包含在5. 725GHz 5. 850GHz频段内定义的6个20MHz的基本信道，以及由这6个20MHz的基本信道组成的40MHz、80Mhz、120MHz 信道。如图2所示。在本发明的实施例一中，实现无线站点通过本地信道配置建立无线网络的方法， 主要包括以下操作无线站点根据本地所配置的工作信道相关参数，计算将要使用的工作信道的带宽和主信道的中心频点；其中，本地配置的工作信道相关参数可以通过以下方式来实现1、使用一个频率规划类识别号，指示多个连续且不交叠的信道，及其所用的起始频率和相邻信道间的间隔；2、使用一个频率规划类识别号，指示一个大带宽信道集合中每个大带宽信道的主信道；3、通过频率规划类识别号和信道号，指示一个基本信道，并可以通过指定的起始频率计算出该基本信道的中心频点；4、一个大带宽信道可以通过其所在集合的信道间隔和其所包含的中心频点最小的基本信道序号进行指示，其他基本信道中心频点可以依次计算得到。例如，一种可能的频率规划类识别号与对应的起始频点、信道间隔和信道集合可以按如下表1所示的定义(参照图2)
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权利要求
1.一种无线网络中建立网络的方法，其特征在于，该方法包括无线站点在给定的频段内的信道化集合中，根据本地配置信息、和/或通过信道扫描和干扰检测，选择满足带宽要求和干扰水平的工作信道和主信道；所述无线站点根据所选择的工作信道和主信道建立网络。
2.根据权利要求1所述无线网络中建立网络的方法，其特征在于，所述无线站点根据给定的频段内所支持的所有或部分信道化集合内的所有或部分可用信道中心频点的分布次序，进行信道扫描和干扰检测。
3.根据权利要求1所述无线网络中建立网络的方法，其特征在于，所述无线站点首先在给定频段内所支持的一个信道化集合内的所有或部分可用信道上进行信道扫描和干扰检测；然后在另外一个或多个信道化集合内的所有或部分可用信道上进行信道扫描和干扰检测。
4.根据权利要求1所述无线网络中建立网络的方法，其特征在于，所述通过信道扫描和干扰检测选择工作信道和主信道，具体为如果所述无线站点通过信道扫描和干扰检测，在一个信道化集合内找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，且没有其他网络使用所述可用信道，则选择所述可用信道为工作信道，并在用所述可用信道内选择一个固定的或者任意的基本信道作为主信道；如果所述无线站点通过信道扫描和干扰检测，在一个信道化集合内找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，但所述可用信道上已经有其他网络在工作，则选择所述可用信道为工作信道，并使用与一个已有网络相同的主信道；如果所述无线站点在所有支持的信道化集合内都没有找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，则选择比带宽要求小的，且满足干扰要求的最大带宽的可用信道作为工作信道，在工作信道的带宽范围内，指定一个可用的基本信道作为主信道；如果通过上述选择方式，所述无线站点在所有支持的信道化集合内仍然没有找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，则结束网络建立过程。
5.根据权利要求1至4任一项所述无线网络中建立网络的方法，其特征在于，所述本地配置信息包括可支持的信道化集合、工作信道带宽、工作信道的主信道。
6.根据权利要求5所述无线网络中建立网络的方法，其特征在于，该方法进一步包括 根据所述本地配置信息，并通过以下方式计算工作信道的主信道的中心频点在一个给定频段内，用两个或多个信道化集合指示相互重叠或部分重叠的一段频率范围内不同的信道化方案；其中，一个信道化集合内任何两个可用的基本信道间没有任何重叠，且任何两个可用的基本信道的中心频点间的间隔是基本信道间隔的整数倍；为每个信道化集合指定一个唯一的识别号，或者，在符合一个频率规划区码的所有信道化集合所组成的一个超集中，为每个信道化集合指定所述超集范围内的唯一的识别号；对于一个信道化集合内的任何可用信道的主信道，通过所述信道化集合指定的一个相同的起始频点加上根据所述基本信道的序号计算得出的频率偏移计算出其中心频点。
7.根据权利要求1至4任一项所述无线网络中建立网络的方法，其特征在于，该方法进一步包括所述无线站点在所选择的工作信道的主信道上，周期广播信标消息和/或发送扫描反馈消息；所述信标消息和/或发送扫描反馈消息中包括工作信道信息，以及无线站点的工作信道所属的信道化集合信息。
8.一种无线网络中建立网络的装置，其特征在于，该装置包括信道选择模块，用于在给定的频段内的信道化集合中，根据无线站点的本地配置信息、 和/或通过信道扫描和干扰检测，选择满足带宽要求和干扰水平的工作信道和主信道；网络建立模块，用于根据所选择的工作信道和主信道建立网络。
9.根据权利要求8所述无线网络中建立网络的装置，其特征在于，所述信道选择模块进一步用于，根据给定的频段内所支持的所有或部分信道化集合内的所有或部分可用信道中心频点的分布次序，进行信道扫描和干扰检测。
10.根据权利要求8所述无线网络中建立网络的装置，其特征在于，所述信道选择模块进一步用于，首先在给定频段内所支持的一个信道化集合内的所有或部分可用信道上进行信道扫描和干扰检测；然后在另外一个或多个信道化集合内的所有或部分可用信道上进行信道扫描和干扰检测。
11.根据权利要求8所述无线网络中建立网络的装置，其特征在于，所述信道选择模块进一步用于，当通过信道扫描和干扰检测，在一个信道化集合内找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，且没有其他网络使用所述可用信道时，选择所述可用信道为工作信道，并在用所述可用信道内选择一个固定的或者任意的基本信道作为主信道；当通过信道扫描和干扰检测，在一个信道化集合内找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道，但所述可用信道上已经有其他网络在工作时，选择所述可用信道为工作信道，并使用与一个已有网络相同的主信道；当在所有支持的信道化集合内都没有找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道时，选择比带宽要求小的，且满足干扰要求的最大带宽的可用信道作为工作信道，在工作信道的带宽范围内，指定一个可用的基本信道作为主信道；当通过上述选择方式，在所有支持的信道化集合内仍然没有找到符合带宽要求和干扰要求的可用信道时，结束网络建立过程。
12.根据权利要求8至11任一项所述无线网络中建立网络的装置，其特征在于，所述本地配置信息包括可支持的信道化集合、工作信道带宽、工作信道的主信道。
13.根据权利要求12所述无线网络中建立网络的装置，其特征在于，所述信道选择模块进一步用于，根据所述本地配置信息，并通过以下方式计算工作信道的主信道的中心频占.在一个给定频段内，用两个或多个信道化集合指示相互重叠或部分重叠的一段频率范围内不同的信道化方案；其中，一个信道化集合内任何两个可用的基本信道间没有任何重叠，且任何两个可用的基本信道的中心频点间的间隔是基本信道间隔的整数倍；为每个信道化集合指定一个唯一的识别号，或者，在符合一个频率规划区码的所有信道化集合所组成的一个超集中，为每个信道化集合指定所述超集范围内的唯一的识别号；对于一个信道化集合内的任何可用信道的主信道，通过所述信道化集合指定的一个相同的起始频点加上根据所述基本信道的序号所计算得出的频率偏移计算出其中心频点。
14.根据权利要求8至11任一项所述无线网络中建立网络的装置，其特征在于，该装置进一步包括消息发送模块，用于在所选择的工作信道的主信道上，周期广播信标消息和/或发送扫描反馈消息；所述信标消息和/或发送扫描反馈消息中包括工作信道信息，以及无线站点的工作信道所属的信道化集合信息。
全文摘要
本发明公开了一种无线网络中建立网络的方法和装置，方法包括无线站点在给定的频段内的信道化集合中，根据本地配置信息、和/或通过信道扫描和干扰检测，选择满足带宽要求和干扰水平的工作信道和主信道，并根据所选择的工作信道和主信道建立网络。通过本发明，无线站点在支持给定频段内多个信道化集合方案时，可以根据配置信息或扫描结果建立与现有无线局域网兼容的无线网络，并最大程度的利用可用的频谱资源。
文档编号H04W48/16GK102457866SQ20101052638
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者吕开颖, 孙波, 张力, 李峰, 李楠 申请人:中兴通讯股份有限公司