一种无线体域网的节点功率控制方法、设备和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种无线体域网的节点功率控制方法，第一节点接收第二节点发送的分组数据；第一节点或第二节点主动发起功率控制；发起功率控制后，第一节点向第二节点通知发送功率电平的调整方案。本发明还公开了一种无线体域网的节点功率控制的第一节点设备、第二节点设备和系统。通过本发明能够实现无线体域网的动态的功率控制。
【专利说明】一种无线体域网的节点功率控制方法、设备和系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及短距离宽带无线通信领域，特别是指一种无线体域网的节点功率控制 方法、设备和系统。
【背景技术】
[0002] 无线体域网（WBAN，Wireless Body Area Network)技术是微传感技术、生物医学 技术和无线通信技术的融合，由于其低功耗、高可靠性、高分组数据速率等特点成为物联网 的关键技术支撑，可以提供无处不在的医疗服务，成为医疗界、商业界和学术界广泛关注的 焦点。
[0003] WBAN系统属于短距离通信系统，有以下特点：WBAN系统目前主要应用于医疗或非 医疗领域中局部状况的分组数据采集或监测，以人体为信道，尤其是植入设备，多变的人体 组织参数导致了复杂的信道状况，而人体对电磁波的反应很敏感，所以对设备发送功率的 控制必不可少；当设备植入人体，电池的体积和寿命问题是系统设计的突出难题；而传统 固定步长功率控制方法不仅跟踪能力差，且还会造成稳定信道状况下不必要的功率损耗； WBAN系统组网灵活，以每个人身上的一个hub和若干个node形成的星形拓补结构为基本单 元，该拓补单元无规律的运动使系统的拓补结构灵活多变，导致接收功率不稳定。因此，考 虑WBAN系统的可靠性、网络多样性和移动性等性能特征的同时，有效处理能量消耗问题已 成为WBAN技术面临的主要挑战之一。
[0004] IEEE802. 15. 6从宏观角度定义了无线体域网的节能策略，给出了"休眠"和"冬眠" 两种节约功耗的方法，但是动态的功率控制策略仍是空白。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线体域网的节点功率控制方法、设 备和系统，以实现无线体域网的动态的功率控制。
[0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0007] 本发明提供了一种无线体域网的节点功率控制方法，第一节点接收第二节点发送 的分组数据，该方法还包括：
[0008] 第一节点或第二节点主动发起功率控制；
[0009] 发起功率控制后，第一节点向第二节点通知发送功率电平的调整方案。
[0010] 优选地，所述第一节点主动发起功率控制，包括：
[0011] 第二节点采用当前发送功率电平多次向第一节点发送分组数据；
[0012] 第一节点依次记录多次接收分组数据的接收功率电平；
[0013] 第一节点对所述当前发送功率电平下的多次接收功率电平进行比较，依据比较结 果发起功率控制，并向第二节点通知发送功率电平的调整方案。
[0014] 优选地，所述依据比较结果向第二节点通知发送功率电平的调整方案，包括：
[0015] 当接收功率电平依次变小、且达到预设的阈值时，第一节点发起功率控制、并通知 第二节点提高当前发送功率电平；
[0016] 当接收功率电平依次变大、且达到预设的阈值时，第一节点发起功率控制、并通知 第二节点降低当前发送功率电平。
[0017] 优选地，所述第二节点主动发起功率控制，包括：
[0018] 第二节点采用当前发送功率电平向第一节点连续多次发送同一分组数据失败、且 发送达到预设次数时，所述第二节点调整当前发送功率电平为自身的最大功率电平、并向 所述第一节点重发所述分组数据；
[0019] 所述第二节点采用自身的最大功率电平向所述第一节点重发所述分组数据成功 时，所述第二节点发起功率控制，请求所述第一节点告知发送功率电平调整方案；
[0020] 所述第二节点采用自身的最大功率电平向所述第一节点连续多次重发所述分组 数据失败、且最终重发成功时，所述第二节点发起功率控制，请求所述第一节点告知发送功 率电平调整方案。
[0021] 优选地，所述第二节点采用自身的最大功率电平向所述第一节点重发所述分组数 据成功时，第一节点向第二节点通知发送功率电平调整方案为：第一节点通过确认帧通知 第二节点维持当前发送功率电平、或者降低当前发送功率电平；
[0022] 所述第二节点采用自身的最大功率电平向所述第一节点连续多次重发所述分组 数据失败、且最终重发成功时，第一节点向第二节点通知发送功率电平调整方案为：第一节 点计算第二节点的最小功率电平，并通过确认帧将所述最小功率电平通知给第二节点；所 述第二节点根据所述最小功率电平确认新的发送功率电平。
[0023] 优选地，所述第一节点采用如下公式计算所述第二节点的最小功率电平：
【权利要求】
1. 一种无线体域网的节点功率控制方法，其特征在于，第一节点接收第二节点发送的 分组数据，该方法还包括： 第一节点或第二节点主动发起功率控制； 发起功率控制后，第一节点向第二节点通知发送功率电平的调整方案。
2. 根据权利要求1所述无线体域网的节点功率控制方法，其特征在于，所述第一节点 主动发起功率控制，包括： 第二节点采用当前发送功率电平多次向第一节点发送分组数据； 第一节点依次记录多次接收分组数据的接收功率电平； 第一节点对所述当前发送功率电平下的多次接收功率电平进行比较，依据比较结果发 起功率控制，并向第二节点通知发送功率电平的调整方案。
3. 根据权利要求2所述无线体域网的节点功率控制方法，其特征在于，所述依据比较 结果向第二节点通知发送功率电平的调整方案，包括： 当接收功率电平依次变小、且达到预设的阈值时，第一节点发起功率控制、并通知第二 节点提高当前发送功率电平； 当接收功率电平依次变大、且达到预设的阈值时，第一节点发起功率控制、并通知第二 节点降低当前发送功率电平。
4. 根据权利要求1所述无线体域网的节点功率控制方法，其特征在于，所述第二节点 主动发起功率控制，包括： 第二节点采用当前发送功率电平向第一节点连续多次发送同一分组数据失败、且发送 达到预设次数时，所述第二节点调整当前发送功率电平为自身的最大功率电平、并向所述 第一节点重发所述分组数据； 所述第二节点采用自身的最大功率电平向所述第一节点重发所述分组数据成功时，所 述第二节点发起功率控制，请求所述第一节点告知发送功率电平调整方案； 所述第二节点采用自身的最大功率电平向所述第一节点连续多次重发所述分组数据 失败、且最终重发成功时，所述第二节点发起功率控制，请求所述第一节点告知发送功率电 平调整方案。
5. 根据权利要求4所述无线体域网的节点功率控制方法，其特征在于， 所述第二节点采用自身的最大功率电平向所述第一节点重发所述分组数据成功时，第 一节点向第二节点通知发送功率电平调整方案为：第一节点通过确认帧通知第二节点维持 当前发送功率电平、或者降低当前发送功率电平； 所述第二节点采用自身的最大功率电平向所述第一节点连续多次重发所述分组数据 失败、且最终重发成功时，第一节点向第二节点通知发送功率电平调整方案为：第一节点计 算第二节点的最小功率电平，并通过确认帧将所述最小功率电平通知给第二节点；所述第 二节点根据所述最小功率电平确认新的发送功率电平。
6. 根据权利要求5所述无线体域网的节点功率控制方法，其特征在于，所述第一节点 采用如下公式计算所述第二节点的最小功率电平
其中，所述Pmin为所述第二节点的最小功率电平，所述匕为第一节点接收第二节点发 送的分组数据的接收功率电平；所述Pt为所述第二节点发送分组数据时采用的发送功率电 平；所述所述第一节点正确检测并解码接收分组数据的功率电平门限；所述c为调整 系数。
7. 根据权利要求1所述无线体域网的节点功率控制方法，其特征在于，所述第二节点 主动发起功率控制，包括： 所述第二节点在一个预设的时间周期内采用同一发送功率电平向所述第一节点发送 分组数据时，若所述预设的时间周期结束，则第二节点发起功率控制，请求所述第一节点告 知发送功率电平调整方案。
8. 根据权利要求7所述无线体域网的节点功率控制方法，其特征在于，所述第一节点 向第二节点通知发送功率电平调整方案为：第一节点通过确认帧通知第二节点维持当前发 送功率电平、或者降低当前发送功率电平、或者提高当前发送功率电平。
9. 根据权利要求3、5或8所述无线体域网的节点功率控制方法，其特征在于， 所述第二节点提高当前发送功率电平时，不高于第二节点的最大功率电平； 所述第二节点降低当前发送功率电平时，不低于第二节点的最小功率电平。
10. -种第一节点设备，其特征在于，包括： 第一控制模块，用于主动发起功率控制，并生成发送功率电平的调整方案； 第一交互模块，用于第二节点通知发送功率电平的调整方案。
11. 根据权利要求10所述第一节点设备，其特征在于，还包括： 接收模块，用于接收第二节点采用当前发送功率电平多次发送的分组数据；还用于依 次记录多次接收分组数据的接收功率电平； 相应的，所述第一控制模块，还用于对所述当前发送功率电平下的多次接收功率电平 进行比较，依据比较结果发起功率控制。
12. 根据权利要求11所述第一节点设备，其特征在于， 所述第一控制模块，还用于确定接收功率电平依次变小、且达到预设的阈值时，发起功 率控制、并生成发送功率电平的调整方案为：第二节点提高当前发送功率电平；还用于确 定接收功率电平依次变大、且达到预设的阈值时，发起功率控制、并生成发送功率电平的调 整方案为：第二节点降低当前发送功率电平。
13. 根据权利要求10所述第一节点设备，其特征在于， 所述第一控制模块，还用于根据第二节点的请求生成发送功率电平的调整方案，包括： 第二节点维持当前发送功率电平、或者降低当前发送功率电平、或者提高当前发送功率电 平；或者，计算第二节点的最小功率电平，并通过确认帧将所述最小功率电平通知给第二节 点，供第二节点根据所述最小功率电平确认新的发送功率电平。
14. 一种第二节点设备，其特征在于，包括： 第二控制模块，用于主动发起功率控制，请求第二节点告知发送功率电平调整方案； 第二交互模块，用于接收第一节点通知的发送功率电平的调整方案。
15. 根据权利要求14所述第二节点设备，其特征在于，还包括： 发送模块，用于向第一节点发送分组数据； 调整模块，用于根据发送功率电平的调整方案调整发送功率电平。
16. 根据权利要求15所述第二节点设备，其特征在于， 所述第二控制模块，还用于当所述发送模块采用当前发送功率电平向第一节点连续多 次发送同一分组数据失败、且发送达到预设次数时，通知所述调整模块调整当前发送功率 电平为自身的最大功率电平、并通知所述发送模块采用最大功率电平向所述第一节点重发 所述分组数据； 所述第二控制模块，还用于当所述发送模块采用最大功率电平向所述第一节点重发所 述分组数据成功时，或者，当所述发送模块采用最大功率电平向所述第一节点连续多次重 发所述分组数据失败、且最终重发成功时，发起功率控制，请求所述第一节点告知发送功率 电平调整方案。
17. 根据权利要求14所述第二节点设备，其特征在于， 所述第二控制模块，还用于当所述发送模块在一个预设的时间周期内采用同一发送功 率电平向所述第一节点发送分组数据时，发起功率控制，请求所述第一节点告知发送功率 电平调整方案。
18. 根据权利要求16或17所述第二节点设备，其特征在于， 所述调整模块，还用于根据发送功率电平的调整方案，提高当前发送功率电平时，不高 于第二节点的最大功率电平；或者，降低当前发送功率电平时，不低于第二节点的最小功率 电平；或者，维持当前发送功率电平。
19. 一种无线体域网的节点功率控制系统，其特征在于，包括权利要求10至13任一项 所述的第一节点设备、以及权利要求13至18任一项所述的第二节点设备。
【文档编号】H04W52/08GK104219755SQ201310213675
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】郭阳 申请人:中兴通讯股份有限公司