专利名称：一种无线终端动态接入方法
技术领域：
本发明属于移动通信技术领域，具体涉及以多跳方式建立无线终端到通信基础设施接入点连接的方法。
背景技术：
大多数无线网络业务应用，特别是物联网应用，要求移动终端设备必须首先接入通信基础设施，即接入点，才能执行相关业务应用。举例，在物联网中，基站被作为接入点， 物联网终端要接入到物联网，必须建立终端到物联网基站的路由。物联网终端多跳动态接入实质上就是当终端不能找到直接到基站的路由时，可以将其它的终端作为中间节点，建立间接到基站的路由，从而接入物联网。在文献"Yicong Tian, Rui hou. An improved AOMDV Routing Protocol for Internet of Things. International Conference on Computational Intelligence and Software Engineering2010, pp. 1_4”，提出了一种路由接入方法，其主要思想是物联网中的各个终端都是对等的，兼有通信和路由这两种功能。物联网的通信需要互联网的参与，终端需要接入到互联网才能通信，需要进行通信的终端只需要将已经直接连接到互联网的终端作为目的节点，建立到此目的节点的路由即可。该路由接入方法需要建立互联网连接表和路由表，网路连接表里面的内容包括目的节点编号、目的节点IP地址、生存期以及跳数， 物联网的每个终端都需要维护两张表。利用该方法，终端维护各自的网路连接表和路由表将耗费比较多的资源，开销比较大。
发明内容
发明的目的是为了解决现有的无线终端路由接入方法存在的开销较大、耗费资源的问题，提出了一种无线终端动态接入方法。本发明的技术方案是一种无线终端动态接入方法，具体包括如下步骤步骤1 确定无线终端的接入概率阀值Ptl和最大延迟接入时间ΔΤ，其中，接入概率表示目标无线终端与接入点间建立连接的概率；步骤2 所述的无线终端进入网络，搜索邻节点中是否有接入点，如果有，则将此无线终端直接与接入点建立路由，否则，所述无线终端通过选择所述无线终端的邻节点终端来与接入点建立路由，选择所述无线终端的邻节点终端的具体过程为找出邻节点中到接入点跳数最少的一个邻节点终端，假定找出的邻节点终端到所述接入点的跳数为n-1，则所述的无线终端到所述接入点的最小跳数为η ；步骤3 计算接入概率Plri (t)与Pn (t)，Pn (t)表示所述无线终端在t时刻与所述接入点间建立连接的概率，Plri(t)表示所述邻节点终端在t时刻与所述接入点间建立连接的概率；当接入概率Pn-^t)和Pn(t)满足Pn_i(t) <P0且P0(t)彡P。时，建立所述无线终端到所述接入点的连接，否则，在无线终端在移动的过程中不停的进行搜索，搜索的时间被限定为最大延迟接入时间ΔΤ，若在搜索的过程中，如果得到满足条件的接入点，则建立所述无线终端与接入点的连接；若找不到符合条件的接入点且搜索时间已经等于最大延迟接入时间Δ Τ,则也将建立所述无线终端与所述接入点的连接。进一步的，计算接入概率Plri (t)与Pn(t)的具体过程如下
N _ e-\[Mr2+2rv{^T-t)} n =工Pn(t) = \‘ _2
k-！ (0+[1-Pn-I (■ (0(1 - e— +2等— )])"—1 , >2其中，λ i是网络中接入点服从泊松分布时的泊松分布参数；λ 2是无线终端服从泊松分布时的泊松分布参数；r是一跳范围的通信半径；ν是无线终端的移动速度。本发明的有益效果本发明的方法通过设定无线终端接入网络的接入概率阀值和最大延迟时间，在最大延迟时间内，移动终端动态寻找距离此无线终端跳数最少，并且满足接入条件的接入点，若能找到，则建立所述无线终端到接入点的连接，这样就可以在无线终端移动的过程中找到最短的路径接入网络，链路开销比较小；若不能在最大延迟时间内找到满足条件的接入点，则在最大延迟时间那个时刻建立所述无线终端到接入点的连接，由于在整个最大延迟接入时间内没有找到符合条件的接入点，这样在整个最大延迟时间内都不会建立连接，使得网络在相对比较长的一段时间内避免网络拥塞。
图1是无线终端接入网络的拓扑结构示意图。图2是无线终端在移动的过程中接入物联网的示意图。图3是无线终端动态接入方法流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体的实例对本发明作进一步的说明。无线终端接入网络的拓扑结构示意图1所示。在一个网络中存在数量不等的接入点和无线终端，本发明针对的是新的无线终端进入该网络时如何与接入点建立连接。以物联网为实例进行具体说明，如图2所示，接入点具体为基站。物联网的基站分布为在10000平方米的地域内平均分布有5个基站，即物联网中基站的泊松分布参数λ工为 0. 00005(个/m2)，在100平方米的地域内平均分布有1个无线终端，即终端泊松分布参数 λ 2为0. 01 (个/m2)。目标无线终端A的移动速度V为60 (m/min)，一跳范围的通信半径r 为100m，具体流程示意图如图3所示。步骤1 确定接入概率阀值Ptl和最大延迟接入时间Δ T，接入概率表示目标无线终端与接入点间建立连接的概率。最大延迟接入时间ΔΤ通常取为业务时间，在本实施例中，ΔΤ取为5mmin。P。在此可以看成是一个参数，按经验值取Ptl = 0. 5。在这取Ptl = 0. 5，具有一定的合理性当接入概率在整个最大延迟时间Δ T以内都很大时，远远大于Ptl，那么不能在最大延迟时间ΔΤ 内找到满足条件的接入点，则在最大延迟时间那个时刻t = Δ T建立所述移动终端到接入点的连接，由于在整个最大延迟时间内没有找到符合条件的接入点，这样在整个最大延迟时间内都不会建立连接，这样能使网络在相对比较长的一段时间内避免网络拥塞。否则，在最大延迟时间Δ T内Pn < Ptl，都能找到满足条件的接入点，建立所述移动终端到接入点的连接，这样就可以在无线终端移动的过程中找到最短的路径接入无线网络，链路开销比较小，所以Ptl相当于一个中间值，因此取为0. 5。 步骤2 目标无线终端A进入物联网时，搜索目标无线终端A的邻节点中是否有基站，由于A的邻节点中没有基站，所以找到邻节点中到基站跳数最少的邻接点终端，终端A 的邻节点终端到基站跳数最小的是2。步骤3 计算接入概率Plri (t)与Pn (t)。在本实施例中，接入概率Pn(t)的计算具体采用如下一种计算方式，具体推导过程
如下由泊松分布性质可知，P(X = k) = Pit) =，其中P0( = k)表示在基站的泊松分
布的参数为X1的前提下，在以移动终端为中心的面积为s的区域范围内含有k个基站的概率，其中S = Jir2+2rV(AT-t)，那么在一跳范围内能够建立无线终端到基站的连接就等效于基站的泊松分布中的参数1^ > 1，用求对立事件发生概率的方法，得到一跳范围内建立
移动终端到接入点的建立的接入概率公式为巧⑴= l-e_"i(〃2+2rv(M_i))。用P' 2(t)表示终端设备A在移动过程中只能在两跳以内能够建立间接到基站的路由的概率；用P' i(t)表示终端设备A在移动过程中，其邻节点中没有基站，但是有其它终端设备的概率。
权利要求
1.一种无线终端动态接入方法，具体包括如下步骤步骤1 确定无线终端的接入概率阀值Ptl和最大延迟时间ΔΤ，其中，接入概率表示目标无线终端与接入点间建立连接的概率；步骤2:所述的无线终端进入网络，搜索邻节点中是否有接入点，如果有，则将此无线终端直接与接入点建立路由，否则，所述无线终端通过选择所述无线终端的邻节点终端来与接入点建立路由，选择所述无线终端的邻节点终端的具体过程为找出邻节点中到接入点跳数最少的一个邻节点终端，假定找出的邻节点终端到所述接入点的跳数为n-1，则所述的无线终端到所述接入点的最小跳数为η ；步骤3 计算接入概率Plri (t)与Pn (t)，Pn (t)表示所述无线终端在t时刻与所述接入点间建立连接的概率，Plri (t)表示所述邻节点终端在t时刻与所述接入点间建立连接的概率；当接入概率Plri⑴和Pn(t)满足Pn—Jt) <P0且Pn(t)彡P。时，建立所述无线终端到所述接入点的连接，否则，在无线终端在移动的过程中不停的进行搜索，搜索的时间被限定为最大延迟接入时间Δ Τ,若在搜索的过程中，如果得到满足条件的接入点，则建立所述无线终端与接入点的连接；若找不到符合条件的接入点且搜索时间已经等于最大延迟接入时间 Δ Τ,则也将建立所述无线终端与所述接入点的连接。
2.根据权利要求1所述的无线终端动态接入方法，其特征在于，步骤3所述的计算接入概率与Pn (t)的具体过程如下其中，λ i是网络中接入点服从泊松分布时的泊松分布参数；λ2是无线终端服从泊松分布时的泊松分布参数；r是一跳范围的通信半径；V是无线终端的移动速度。
3.根据权利要求1或2所述的无线终端动态接入方法，其特征在于，步骤Sl所述的接入概率阀值Ptl为0.5。
全文摘要
本发明公开了一种无线终端动态接入方法。本发明的方法通过设定无线终端接入网络的接入概率阀值和最大延迟时间，在最大延迟时间内，移动终端动态寻找距离此无线终端跳数最少，并且满足接入条件的接入点，若能找到，则建立所述无线终端到接入点的连接，这样就可以在无线终端移动的过程中找到最短的路径接入网络，链路开销比较小；若不能在最大延迟时间内找到满足条件的接入点，则在最大延迟时间那个时刻建立所述无线终端到接入点的连接，由于在整个最大延迟接入时间内没有找到符合条件的接入点，这样在整个最大延迟时间内都不会建立连接，使得网络在相对比较长的一段时间内避免网络拥塞。
文档编号H04W48/16GK102316550SQ20111030390
公开日2012年1月11日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者冷甦鹏, 李龙江, 毛玉明, 袁银霞 申请人:电子科技大学