基于多信道监听和rssi采样的通信方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信技术领域，特别是指一种基于多信道监听和RSSI采样的通信方 法及装置。
【背景技术】
[0002] 近年来无线传感器网络作为物联网的重要组成部分，在智能交通、智能家居、精准 农业等领域都逐渐展开了应用，并有着迅猛的发展，各种关于传感网络的新技术也备受重 视。
[0003] 而在无线通信网络中，同一空间信道内有越来越多的节点在同时工作，运样势必 造成通信节点相互之间的干扰和碰撞，导致数据丢失，特别是在目前发展较为迅速的车载 网络通信系统中，系统对通信的实时性和可靠性的要求非常高，W充分保障交通安全。为了 各节点之间的对信道的有效利用和有效避免数据收发的串扰，引入合理且准确可靠的信道 使用监测机制成了提高无线通信网络性能指标的关键。
[0004] 目前较为适用的方法就是基于RSSKReceiveSi即alStrengthIndication,接 收信号的强度指示）的无线通信信道状态监测方法，通过获得信道的RSSI，判定当前信道 的忙闲活动状态，决定节点当前是否能够占据信道并发送数据。但是目前已有的方法都是 利用单信道单节点采样RSSI值，具有不稳定和不可靠性，容易随着环境的不确定因素而上 下波动，例如环境的湿度和溫度变化便可影响RSSI，而且运些影响因素对RSSI值的采样是 没有规律的，所W较难分析其对RSSI值的影响程度，运样导致利用RSSI值来判断信道的忙 闲状态则具有一定的不可靠性。也就在一定程度上增加了各节点对信道状态判断错误的概 率，在一定程度上导致数据传输冲突碰撞。
【发明内容】
阳0化]有鉴于此，本发明提供一种基于多信道监听和RSSI采样的通信方法及装置，通过 从不同的时域和空域实时检测多个信道的RSSI值，根据得到的多个RSSI值，准确计算出当 前环境的噪声阔值，利用此阔值判断当前信道是否空闲，W有效避免发送数据包时的碰撞。
[0006] 基于上述目的本发明提供的一种基于多信道监听和RSSI采样的通信方法，包括 W下步骤：
[0007] 从在空间上均匀分布的多个点，获取多个相邻的信道的RSSI值；
[0008] 若在t时刻，要使用所述多个相邻的信道中的某一信道发送数据包，则获取全部 信道的实时RSSI值，将所述全部信道的实时RSSI值进行中位数计算，将结果加上一偏移量 X，得到噪声阔值；
[0009] 将所述某一信道t时刻的实时RSSI值与所述噪声阔值进行比较；若所述实时 RSSI值小于所述噪声阔值，则判定该信道空闲并发送数据。
[0010] 进一步，每个信道的带宽为600KHZ至IjIMHz。
[0011] 进一步，所述偏移量X的范围为2地m至8地m。
[0012] 本发明提供的一种基于多信道监听和RSSI采样的通信方法，包括W下步骤：
[0013] 从在空间上均匀分布的多个点，获取多个相邻的信道的RSSI值；
[0014] 若在t时刻，要使用所述多个相邻的信道中的某一信道发送数据包，则对所述某 一信道的RSSI值从t时刻其向前W固定时间间隔进行多次取样，得到多个取样值；
[0015] 对所述多个取样值进行最小二乘计算，得到噪声阔值；
[0016] 将所述某一信道t时刻的实时RSSI值与所述噪声阔值进行比较；若所述实时 RSSI值小于所述噪声阔值，则判定该信道空闲并发送数据。
[0017] 进一步，令0 (t)表示t时刻的噪声阔值，其计算式如下：
其中馬=1，式中RSSI化）为k时刻所述某一信道的RSSI值，m的取值范围是2至 10的整数，n为整数。 阳01引进一步，所述n的取值范围为150到250的整数。
[0019] 进一步，所述n的取值为200。
[0020] 本发明提供一种基于多信道监听和RSSI采样的通信装置，包括处理系统、数据发 送系统和多个数据接收系统；所述数据发送系统和数据接收系统分别连接至所述处理系 统；
[0021] 每个数据接收系统分别占用多个相邻信道中的一个，且每个数据接收系统所占用 的信道均不相同；所述数据发送系统能够在所述数据接收系统所占用的信道间进行切换；
[0022] 在空闲时，所述数据接收系统实时监测并记录各自信道的RSSI值，并将该RSSI值 发送至处理系统进行处理，进而得到各数据接收系统所占用信道的实时噪声阔值；在需要 发送数据时，所述数据发送系统从所述处理系统获取其即将占用的信道的实时噪声阔值， 并同时监测该信道的实时RSSI值，通过对比所述实时RSSI值与实时噪声阔值判定信道的 忙闲状态，若判定信道状态为忙，则所述数据发送系统选择等待，若判定信道状态为空闲， 则所述数据发送系统发送数据。
[0023] 进一步，所述数据发送系统和数据接收系统均包括相连接的处理模块和无线通信 模块；所述数据接收系统在空域上均匀分布；所述无线通信模块用于接收或发送数据；在 信道空闲时，所述处理模块通过所述无线通信模块检测到的环境噪声值计算当前信道的实 时RSSI值。
[0024] 从上面所述可W看出，本发明提供的基于多信道监听和RSSI采样的通信方法及 装置，通过实时获取信道的RSSI值，并W此准确计算得到信道的噪声阔值，利用信道的噪 声阔值判断当前信道的忙闲状态，给节点对信道的使用提供准确信息，有效避免节点间发 送数据包的干扰碰撞，保证数据的正常可靠传输。
【附图说明】
[00巧]图1是本发明提供的一种基于多信道监听和RSSI采样的通信装置的实施例的模 块示意图；
[00%] 图2是本发明提供的一种基于多信道监听和RSSI采样的通信装置的实施例的多 信道频谱分布示意图；
[0027] 图3为本发明提供的一种基于多信道监听和RSSI采样的通信方法的第一实施例 的流程图；
[0028] 图4为本发明提供的一种基于多信道监听和RSSI采样的通信装置的实施例的工 作示意图。
【具体实施方式】
[0029] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，W下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。
[0030] 图1是本发明提供的一种基于多信道监听和RSSI采样的通信装置的实施例的模 块示意图，如图所示，本实施例提供的通信装置包含了一个数据发送系统1、处理系统2和 分别占用一个信道的多个数据接收系统3,其占用的信道均不相同，且相邻分布；每个数据 接收系统3用于监测其所占用信道的RSSI值，将全部信道的RSSI值采样并传输给处理系 统2进行算法处理，一般情况下，运些无线通信信道大多数是空闲的，只有很少部分被占用 传输数据，所W大部分数据接收系统3检测到的都是环境的噪声RSSI值，处理系统2分析 运些噪声RSSI值，可W较为准确的确定当前环境的实时RSSI噪声阔值，并将RSSI噪声阔 值传输给数据发送系统1，数据发送系统1 一直也处于接收状态，并同时实时采样信道的 RSSI值，数据发送采样1将信道的实时RSSI值与实时的RSSI噪声阔值相比较，如果实时 RSSI值大于实时的RSSI噪声阔值，则可W判断信道繁忙，有节点在利用信道传输数据，数 据发送系统1则会重新随机选择一个时隙，重新监测信道状态，并重新决定是否发送数据 包；如果实时RSSI值小于实时的RSSI噪声阔值，则可W判断信道空闲，可W择机选择发送 数据包。
[0031] 上述数据发送系统1和数据接收系统3均包括相连接的处理模块和无线通信模 块，并且数据接收系统3在空域上均匀分布，W便实时获取不同空域的RSSI值。无线通信 模块用于接收或发送数据，在信道空闲时，该无线通信模块实时监听并接受其所处无线信 道的环境噪声，并将其发送至处理模块，处理模块通过该环境噪声值计算当前信道的实时 RSSI值，并发送至处理系统2进行记录和运算。
[0032] 数据接收系统在空域上的均匀分布可用W下示例说明：数据接收系统共有8个， 那么可将它们设置于同一水平面内，排布为2*4的阵列，同一排或同一列的相邻数据接收 系统之间的距离为0.Im,W此种设置方式获取一定区域内位于不同位置的点的RSSI值，W 便于在处理时获取更加可靠的环境噪声值。上述0.Im仅为一个实例，具体距离可根据需要 选用任意适合值。
[0033] 在一些优选的实施例中，上述处理模块采用MSP430fl34微控制忍片，上述无线通 信模块采用S13321无线通信忍片。在运种方式下，每个数据收发单元能够很好的与其他收 发单元进行独立工作，为用户提供了较好的动态可扩展性。
[0034] 图2是本发明一种基于多信道监听和RSSI采样的通信装置的多信道频谱分布示 意图，如图所示，各通信信道间是相邻分布的，而且不同信道间保证信道不重叠，每个信道 的带宽为600KHZ到IMHz;在本实施例中，每个信道具有SOOKHz的带宽，可W较好保证信道 间没有串扰。
[0035] 根据上述装置，本发明还提出一种基于多信道监听和RSSI采样的通信方法，参考 图3,本发明提供的通信方法的第一实施例的步骤包括：
[0036] SI,从在空间上均匀分布的多个点，获取多个相邻的信道的RSSI值。
[0037] 在本实施例中，该步骤由数据接收系统3执行，数据接收系统3监测到其所占用信 道的RSSI值后，将该值发送至处理系统2进行记录。
[003引 S2,若在t时刻，要使用所述多个相邻的信道中的某一信道发送数据包，则获取全 部信道的实时RSSI值，将所述全部信道的实时RSSI值进行中位数计算，将结果加上一偏移 量X，得到噪声阔值。
[0039] S3,将所述某一信道t时刻的实时RSSI值与所述噪声阔值进行比较；若所述实时 RSSI值小于所述噪声阔值，则判定该信道空闲并发送数据。
[0040] 进一步，每个信道的带宽为600KHZ至IjIMHz。优选的，信道带宽为800KHZ，可W有 效防止信道之间的串扰。
[0041] 进一步，所述偏移量X的范围为2地m至8地m。优选的，偏移量X的值为5地m，该 值是在公路交通环境下通过大量实验数据得出的修正值，可W最为准确地反映当前环境实 际噪声与所述计算值的偏差。
[0042] 通常情况下，大部分无线信道都处于空闲状态，因此在空域内的多个点，对多个相 邻信道取样后进行中位数运算，可W得到不受