无线自组网全网频点定时切换方法、装置和计算机设备与流程

本技术涉及无线通信，特别是涉及一种无线自组网全网频点定时切换方法、装置和计算机设备。

背景技术：

1、无线自组网是一种分布式的无线分组自治网络，无固定基础设施，节点地位对等，可自由移动，具有组网灵活、多跳中继、抗毁自愈等特点，能适用于在无公共网络覆盖的区域进行无线自组网的需求，实施通信保障、环境监测、障碍清除等多种任务。在无线自组网通信系统中，网络拓扑呈现网状结构，各个节点既是终端节点又可以同时充当中继节点，直达链路可直接通信。同时无线自组网节点间又受距离、干扰、多径等影响导致链路质量等级存在差异。目前无线自组网自动选频让网络中所有节点统一切换到新的频点，往往有两种办法一种是直接全网广播定时切换频点、另一种是使用双信道通信利用另一信道全网广播定时切换频点，后者对无线通信设备硬件要求更高，但两者本质上都需要对全网进行信息广播，要求全网节点定时切换频点。

2、这两种办法具有共同的缺点，就是在进行全网广播要求定时切换频点时，无线链路节点本身信号容易被干扰，链路节点多跳通信并不稳定，可能导致当前网络中难以实现全网接到广播消息；再者，无线自组网本身由分布式节点自组织而成，中间节点提前切换到其它频点，或将使得链路远端节点进入失联失控状态，从而导致全网统一切换频点任务失败，并让之前处在同一通信网络中的节点设备在切换频点失败之后分裂到不同的通信网中，这种麻烦情况应该极力避免。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种无线自组网全网频点定时切换方法、装置和计算机设备。

2、一种无线自组网全网频点定时切换方法，所述方法包括：

3、获取无线自组网的根节点和初始化后的网络参数；所述初始化后的网络参数包括网络测试时间、定时广播消息时间间隔、最大有效间隔、全网切频成功率指标以及可接受全网切频最长时长；

4、在无线自组网的全网拓扑完整时，根节点在所述网络测试时间内向其他节点发起通信测试，获取在所述网络测试时间和所述最大有效间隔时间段内有往返通信的根节点和其他节点之间的有效通信记录；

5、根据所述有效通信记录统计最低有效通信次数，计算得到通信成功率，当所述通信成功率达到预设阈值时，根据当前的通信成功率计算达到所述全网切频成功率指标所需的根节点广播次数，根据所述根节点广播次数、所述定时广播消息时间间隔和所述最大有效间隔，得到全网切频时长；

6、若所述全网切频时长不大于所述可接受全网切频最长时长，则根据所述全网切频时长、定时广播消息时间间隔和当前根节点广播次数计算得到切频延时时间差，根据所述切频延时时间差进行全网定时切频。

7、在其中一个实施例中，还包括：根据当前的通信成功率计算达到所述全网切频成功率指标所需的根节点广播次数为：

8、n＝cell(log(1-p)(1-e))

9、其中，n为达到全网切频成功率指标所需的根节点广播次数，cell(·)为天花板函数，p为通信成功率，e为全网切频成功率指标。

10、在其中一个实施例中，还包括：根据所述根节点广播次数、所述定时广播消息时间间隔和所述最大有效间隔，得到全网切频时长为：

11、time＝n*time_gap+time_max_rtt

12、其中，time为全网切频时长，time_gap为定时广播消息时间间隔，time_max_rtt为最大有效间隔。

13、在其中一个实施例中，还包括：根节点在所述全网切频时长内以所述定时广播消息时间间隔更新并广播定时切频消息和有记录广播消息次数偏移量；所述定时切频消息包括切频延时时间差；每广播一次消息，所述有记录广播消息次数偏移量数值加1。

14、在其中一个实施例中，还包括：其他节点接收所述定时切频消息，从所述定时切频消息中获取当前的切频延时时间差；设定其他节点在经所述切频延时时间差后执行切频，若所述切频延时时间差已设定，则选用更近时间点进行切频。

15、在其中一个实施例中，还包括：根据所述全网切频时长、定时广播消息时间间隔和根节点广播次数计算得到切频延时时间差为：

16、delay＝time–times_offset*time_gap

17、其中，delay为切频延时时间差，time为全网切频时长，times_offset为有记录广播消息次数偏移量，time_gap为定时广播消息时间间隔。

18、在其中一个实施例中，还包括：根节点在所述网络测试时间内根据所述广播消息时间间隔广播通信测试消息，得到发起时间戳；所述广播通信测试消息包括递增消息序号；收到所述通信测试消息的其他节点将接收到的所述递增消息序号回复至所述根节点，得到回复消息时间戳；根据在所述网络测试时间和所述最大有效间隔时间段内的发起时间戳和回复消息时间戳，得到有往返通信的根节点和其他节点之间的往返时延；查找所述往返时延小于所述最大有效间隔的通信记录，得到有效通信记录。

19、在其中一个实施例中，还包括：当所述通信成功率没有达到预设阈值时，不进行切频任务。

20、一种无线自组网全网频点定时切换装置，所述装置包括：

21、参数获取模块，用于获取无线自组网的根节点和初始化后的网络参数；所述初始化后的网络参数包括网络测试时间、定时广播消息时间间隔、最大有效间隔、全网切频成功率指标以及可接受全网切频最长时长；

22、网络测试模块，用于在无线自组网的全网拓扑完整时，根节点在所述网络测试时间内向其他节点发起通信测试，获取在所述网络测试时间和所述最大有效间隔时间段内有往返通信的根节点和其他节点之间的有效通信记录；

23、全网切频时长获取模块，用于根据所述有效通信记录统计最低有效通信次数，计算得到通信成功率，当所述通信成功率达到预设阈值时，根据当前的通信成功率计算达到所述全网切频成功率指标所需的根节点广播次数，根据所述根节点广播次数、所述定时广播消息时间间隔和所述最大有效间隔，得到全网切频时长；

24、全网定时切频模块，用于若所述全网切频时长不大于所述可接受全网切频最长时长，则根据所述全网切频时长、定时广播消息时间间隔和当前根节点广播次数计算得到切频延时时间差，根据所述切频延时时间差进行全网定时切频。

25、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

26、获取无线自组网的根节点和初始化后的网络参数；所述初始化后的网络参数包括网络测试时间、定时广播消息时间间隔、最大有效间隔、全网切频成功率指标以及可接受全网切频最长时长；

27、在无线自组网的全网拓扑完整时，根节点在所述网络测试时间内向其他节点发起通信测试，获取在所述网络测试时间和所述最大有效间隔时间段内有往返通信的根节点和其他节点之间的有效通信记录；

28、根据所述有效通信记录统计最低有效通信次数，计算得到通信成功率，当所述通信成功率达到预设阈值时，根据当前的通信成功率计算达到所述全网切频成功率指标所需的根节点广播次数，根据所述根节点广播次数、所述定时广播消息时间间隔和所述最大有效间隔，得到全网切频时长；

29、若所述全网切频时长不大于所述可接受全网切频最长时长，则根据所述全网切频时长、定时广播消息时间间隔和当前根节点广播次数计算得到切频延时时间差，根据所述切频延时时间差进行全网定时切频。

30、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

31、获取无线自组网的根节点和初始化后的网络参数；所述初始化后的网络参数包括网络测试时间、定时广播消息时间间隔、最大有效间隔、全网切频成功率指标以及可接受全网切频最长时长；

32、在无线自组网的全网拓扑完整时，根节点在所述网络测试时间内向其他节点发起通信测试，获取在所述网络测试时间和所述最大有效间隔时间段内有往返通信的根节点和其他节点之间的有效通信记录；

33、根据所述有效通信记录统计最低有效通信次数，计算得到通信成功率，当所述通信成功率达到预设阈值时，根据当前的通信成功率计算达到所述全网切频成功率指标所需的根节点广播次数，根据所述根节点广播次数、所述定时广播消息时间间隔和所述最大有效间隔，得到全网切频时长；

34、若所述全网切频时长不大于所述可接受全网切频最长时长，则根据所述全网切频时长、定时广播消息时间间隔和当前根节点广播次数计算得到切频延时时间差，根据所述切频延时时间差进行全网定时切频。

35、上述无线自组网全网频点定时切换方法、装置和计算机设备，通过获取无线自组网的根节点和初始化后的网络参数；在无线自组网的全网拓扑完整时，根节点在网络测试时间内向其他节点发起通信测试，获取在网络测试时间和最大有效间隔时间段内有往返通信的根节点和其他节点之间的有效通信记录；根据有效通信记录统计最低有效通信次数，计算得到通信成功率，当通信成功率达到预设阈值时，根据当前的通信成功率计算达到全网切频成功率指标所需的根节点广播次数，根据根节点广播次数、定时广播消息时间间隔和最大有效间隔，得到全网切频时长；若全网切频时长不大于可接受全网切频最长时长，则根据全网切频时长、定时广播消息时间间隔和当前根节点广播次数计算得到切频延时时间差，根据切频延时时间差进行全网定时切频。本发明实施例，以可接受的时间代价，提高全网频点切换成功率。