一种基于双收发信机三信道的移动互联网终端系统(2)
（1） 手工配置信道在实际应用时不够灵活；
（2） 集中式信道管理使网络产生单点故障，关键节点易被摧毁而导致整网瘫痪；
（3） 对动态选择的临时根节点进行集中式信道管理需要在全网选择的根节点，选择时间长，并且在网络重构后难以解决多个孤立子网之间的融合问题。
3 系统结构
3.1 节点功能描述
网络中的每个节点既可以是终端，也可以是网络设备。如果作为终端，它们具有7层协议栈，具有IP地址；如果作为网络设备，它们则可以通过多个信道灵活组网，并为用户提供数据转发服务，此时，这个网络相当于一台二层网络交换机，如图1所示。
3.2 节点端口描述
每个节点都具有1个有线端口（eth0端口）和2个无线端口（ath0端口与ath1端口），节点内部还具有1个至上层协议栈的逻辑端口（local端口），如图2所示。基于双收发信机三信道的信道选择算法就是对ath0端口与ath1端口所使用的信道进行选择。
4 双收发信机三信道算法
4.1 节点初始化
节点初始化硬件、加载操作系统镜像后，从三个信道（如c1，c2，c3）中为两个无线端口（ath0端口与ath1端口）随机选择两个不同的信道（如c1，c2；c1，c3或c2，c3）。
4.2 信标发送
节点周期性发送信标，这些信标包含有信道信息与该信道下邻居节点个数信息。
节点使用IEEE 802.11物理层与IEEE 802.11s组网技术，并在IEEE 802.11标准信标格式基础上添加信道信息与该信道上的邻居节点个数信息。信标需增加的信息见表1。
信道编号与邻居数的范围介于0～15之间。信标格式如图3所示。
表1 信标需增加的信息
[序号＼&信息＼&长度＼&1＼&c1的编号与c1
下的邻居数信息＼&1 B，其中信道编号占低4 b，
邻居数占高4 b＼&2＼&c2的编号与c2下的邻居数信息＼&1 B，其中信道编号占低4 b，
邻居数占高4 b＼&]
4.3 信标收集
节点周期性收集周围邻居节点发出的信标。
每个节点通过设定一个随机时间长度的定时器来收集邻居节点发出的信标，定时器超时时间介于2～10 s之间。
4.4 双收发信机三信道算法
节点信标收集定时器超时后将执行双收发信机三信道算法。
现以“[ci]”，“[cj]”表示当前节点的两个信道，“[Nc_节点]”代表某个节点的某个信道选择前的邻居节点个数，“[Nc_节点]”代表某个节点的某个信道选择后的邻居节点个数。
（1） 当前节点在[ci，cj]两个信道上的信标收集过程中[Nci_自己+Ncj_自己=1]
若[N非共有信道_对方节点=0]并且[N共有信道_对方节点>1]时，当前节点将自己的共有信道调整为对方节点的非共有信道。
（2） 当前节点在两个信道[ci，cj]上的信标收集过程中[Nci_自己+Ncj_自己>1]
若当前节点周围至少有一个邻居节点具有一个空闲信道，当前节点计算出自己每个信道上发现的邻居节点个数的差值和两者中的较大者diff[（Nci，Ncj），]max[（Nci，Ncj），]并预测出将自己已经发现的邻居节点个数较大的信道调整为周围邻居节点的空闲信道后的统计结果diff[（N′ci，N′cj）：]若diff[（N′ci，N′cj）<]diff[（Nci，Ncj），]则当前节点进行信道调整，否则不调整信道。
该算法相应的流程如图4所示。
5 示例与效果评价
5.1 示例
（1） 示例1
由于节点A与B具有一个共有信道[c1，]对双方而言[Nci_自己+Ncj_自己=1，]因此双方都执行信道调整算法的a分支。双方的[N非共有信道_对方节点=0]但[N共有信道_对方节点=1，]因此都不做信道调整，如图5所示。
（2） 示例2
由于节点A与B具有两个共有信道[c1]与[c2，]对双方而言，[Nci_自己+Ncj_自己=2，]因此双方都执行信道调整算法的b分支。双方都没有相对于对方的空闲信道，因此双方都不做信道调整，如图6所示。
（3） 示例3
节点C发现周围只有邻居节点B，按示例1，C不作信道调整。节点A发现周围只有邻居节点B，由于节点B没有空闲信道，所以A不作信道调整。节点B发现周围有邻居节点A与C并且[Nci_自己+Ncj_自己=3，]因此B执行信道调整策略的b分支。对于节点B，diff[（Nci，Ncj）]为1，max[（Nci，Ncj）]为2，而将发现邻居节点个数较多的信道[c1]调整为[c2]后，diff[（N′ci，N′cj）]为0，因此节点B将信道[c1]调整为[c2。]节点B将信道调整后，三个节点均不再符合信道调整条件，因此均不再进行信道调整，如图7所示。
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