传感器网络中移动节点的传输功率控制方法及节点装置与流程

文档序号:11733366阅读:286来源:国知局
传感器网络中移动节点的传输功率控制方法及节点装置与流程
本发明涉及无线传感器网络领域,特别涉及传感器网络中移动节点的传输功率控制方法及节点。

背景技术:
无线传感器网络(wirelesssensornetwork,WSN)是由大量的静止或移动的传感器节点以自组织和多跳的方式构成的无线网络。在无线传输网络覆盖的地理区域内,各个传感器节点以协作的方式感知、采集、处理所覆盖地理区域内的被感知对象信息,并最终把这些信息发送给网络的设定使用者。无线传感器网络中的各传感器节点可包括多种类型的传感器,因此可实现地震、电磁、温度及噪声、压力等参数的探测,实现对移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象进行感知。从而被广泛应用于生态环境监测、森林火灾监测及自然灾害救援等领域中。在无线传感器网络的应用过程中,各传感器节点被部署在广阔的检测范围内。每个传感器节点的大多采用电池供电。但在实际使用时,由于电池电量有限,在使用过程中需要定期更换。受环境及地理位置和施工的影响,常常难以及时更换电池。因此,如何实现节能成为了无线传感器网络应用中的关键问题。同时,无线传输的能耗占据了传感器节点的耗能的主要部分,因此如何进行传感器网络的传输功率控制,以低的能耗保证网络数据传输性能,就成为了传感器网络中实现节能的关键。现有技术中无线传感器网络中的传输功率控制多以网络的初始布局、信道分配及局部区域的衰减为主要考虑方面,通过集中控制使传输的路径高效并实施适应区域衰减,从而达到节能的效果。但上述传输功率控制方法的问题在于,当传感器节点出现移动时,传输网络中的区域性衰减会瞬时加大,网络中将随之采用提高传输功率的方式保证每个节点的有效传输。但与此同时也就提高了节点的功耗,并增大了传感器网络的竞争强度及网内干扰。由此导致的平均丢包率的上升还造成了较长的队列延时,从而使无线传感器网络的整体性能变差。上述方法的另一问题在于:由于对网络的衰减调整是在对节点在接收数据后检测进行的,因此其衰减的调整效果相对滞后,对于移动中的传感节点不能保证可靠的数据传输。由此可知,现有技术中的传输功率控制方法不能有效解决移动节点的功率控制问题。

技术实现要素:
鉴于现有技术中存在的情况,根据本发明的一个方面,提供了传感器网络中移动节点的传输功率控制方法,包括:发送节点通过接收节点所发送的信标信号获取链路衰减;通过所述链路衰减及所述接收节点的接收灵敏度确定上行链路发送功率;以所述上行链路发送功率发送协议数据包至所述接收节点。在一些实施方式中,所述发送节点通过接收节点所发送的信标信号获取链路衰减的步骤的包括:所述发送节点根据所述接收节点所发送的信标信号中包含的下行发射功率PDL_Beacon及接收到所述信标信号的接收端信号强度PDL_RSSI通过下式获取链路衰减A(i):A(i)=PDL_Beacon-PDL_RSSI。在一些实施方式中,通过所述链路衰减及所述接收节点的接收灵敏度确定上行链路发送功率PUL_Node的步骤包括:若所述发送节点与所述接收节点的RF方案存在差异,则根据该差异获取对应的接收灵敏度增量Δ;根据所述接收灵敏度增量Δ、所述链路衰减A(i)及所述接收节点的接收灵敏度PSen通过下式获取上行链路发送功率PUL_Node:PUL_Node=A(i)–Δ+PSen。在一些实施方式中,所述若所述发送节点与所述接收节点的RF方案存在差异,则根据该差异获取与之对应的接收灵敏度增量Δ的步骤包括:若所述接收节点为使用外置低噪声放大器LNA增强的RF方案、发送节点为基本RF方案时,接收灵敏度增量Δ为10dB;若所述接收节点为使用自身芯片增强的RF方案、发送节点为基本RF方案时,接收灵敏度增量Δ为20dB。在一些实施方式中,所述发送节点通过接收节点所发送的信标信号获取链路衰减的步骤包括:对于从所述发送节点M次接收到的接收节点所发送的信标信号所获得的M个链路衰减,通过以下方式获取链路衰减滑动平均值将所述链路衰减滑动平均值确定为链路衰减A(i)。在一些实施方式中,所述根据所述接收灵敏度增量Δ、所述链路衰减A(i)及所述接收节点的接收灵敏度PSen获取上行链路发送功率PUL_Node的步骤包括:对于从所述发送节点M次接收到的接收节点所发送的信标信号所获得的M个链路衰减,通过以下方式获取链路衰减滑动平均值通过所述M个链路衰减、所述链路衰减滑动平均值及当前的链路衰减A(i),及以下方式获取衰减标准差σA(i)为:根据所述衰减标准差σA(i)设定无线链路功率余量Ladj;根据所述接收灵敏度增量Δ、所述链路衰减A(i)、所述接收节点的接收灵敏度PSen及所述无线链路功率余量Ladj通过以下方式获取上行链路发送功率PUL_Node:在一些实施方式中,所述根据所述衰减标准差σA(i),设定无线链路功率余量Ladj的步骤包括:所述衰减标准差为σA(i)=4dB时,设定Ladj=2dB;所述衰减标准差为σA(i)=8dB时,设定Ladj=4dB;所述衰减标准差为σA(i)=12~15dB时,设定Ladj=10dB。在一些实施方式中,所述以所述上行链路发送功率发送协议数据包至所述接收节点的步骤包括:以所述上行链路发送功率PUL_Node发送协议数据包至所述接收节点,或以所述链路衰减A(i)或链路衰减滑动平均值至所述接收节点。在一些实施方式中,所述以所述上行链路发送功率发送协议数据包至所述接收节点的步骤后还包括:接收节点以所述上行链路发送功率PUL_Node向所述发送节点进行下行数据发送。在一些实施方式中,所述以所述上行链路发送功率PUL_Node发送协议数据包及所述链路衰减A(i)至所述接收节点的步骤后还包括:接收节点根据所述链路衰减A(i)或链路衰减滑动平均值获取下行链路发送功率;以所述下行链路发送功率向所述发送节点进行下行数据发送。同时,本发明还提供了一种无线传感器网络节点装置,包括:包括:发送单元、链路衰减A(i)获取单元、上行链路发送功率PUL_Node获取单元、以及接收单元,所述接收单元配置为接收接收节点所发送的信标信号;或接收协议数据包;所述链路衰减A(i)获取单元配置为通过接收节点所发送的信标信号获取链路衰减A(i);所述上行链路发送功率PUL_Node获取单元配置为通过所述链路衰减A(i)及所述接收节点的接收灵敏度PSen确定上行链路发送功率PUL_Node;所述发送单元配置为以所述上行链路发送功率PUL_Node发送协议数据包至所述接收节点;或发送广播信标信号。在一些实施方式中,所述链路衰减A(i)获取单元还配置为:根据所述信标信号中的下行发射功率PDL_Beacon及接收所述信标信号的接收端信号强度PDL_RSSI通过下式获取链路衰减A(i):A(i)=PDL_Beacon-PDL_RSSI;或者,所述链路衰减A(i)获取单元还包括链路衰减滑动平均值模块,该模块配置为:对于从所述发送节点M次接收到的接收节点所发送的信标信号所获得的M个链路衰减,通过以下方式获取链路衰减滑动平均值将所述链路衰减滑动平均值确定为链路衰减A(i);所述上行链路发送功率PUL_Node获取单元还包括:接收灵敏度增量Δ模块配置为:若所述发送节点与所述接收节点的RF方案存在差异,则根据该差异获取与之对应的接收灵敏度增量Δ;若所述接收节点为使用外置低噪声放大器LNA增强的RF方案、发送节点为基本RF方案时,接收灵敏度增量Δ为10dB;若所述接收节点为使用自身芯片增强的RF方案、发送节点为基本RF方案时,接收灵敏度增量Δ为20dB;所述上行链路发送功率PUL_Node获取单元还配置为:根据所述接收灵敏度增量Δ、所述链路衰减A(i)及所述接收节点的接收灵敏度PSen通过下式获取上行链路发送功率PUL_Node为:PUL_Node=A(i)–Δ+PSen;所述上行链路发送功率PUL_Node获取单元还包括:无线链路功率余量获取模块配置为对于从所述发送节点M次接收到的接收节点所发送的信标信号所获得的M个链路衰减,通过以下方式获取链路衰减滑动平均值通过所述M个链路衰减、链路衰减滑动平均值及当前的链路衰减A(i),及以下方式获取衰减标准差σA(i)为:根据所述衰减标准差σA(i)设定无线链路功率余量Padj;所述衰减标准差为σA(i)=4dB时,设定Ladj=2dB;所述衰减标准差为σA(i)=8dB时,设定Ladj=4dB;所述衰减标准差为σA(i)=12~15dB时,设定Ladj=10dB;所述上行链路发送功率PUL_Node获取单元还配置为:根据所述接收灵敏度增量Δ、所述链路衰减A(i)、所述接收节点的接收灵敏度PSen及所述无线链路功率余量Ladj通过以下公式获取上行链路发送功率PUL_Node为:所述发送单元还配置为:以所述上行链路发送功率PUL_Node发送协议数据包,或以所述链路衰减A(i)或链路衰减滑动平均值至所述接收节点通过上述技术方案,本发明与现有技术相比具有以下优点:本发明中的移动节点间的传输功率控制方法,通过接收节点的链路衰减A(i)及接收节点的接收灵敏度PSen,确定发送节点的上行链路发送功率PUL_Node,从而当发送节点处于实时移动的情况下,可从接收节点获得动态的链路质量参数,即不同链路衰减A(i),并参考接收节点灵敏度PSen作为上行链路发送功率的重要依据,从而使传输功率控制更为准确的同时,可保证移动节点间数据的可靠传输,特别适用于无线传感器网络中传输链路不确定的情况,并降低了设备投入,提高了有效传输率,使无线传感器网络的整体传输性能提升。附图说明图1为本发明一实施方式的传感器网络的结构组成图;图2为本发明另一种实施方式的传感器网络中的节点组成图;图3为本发明一种实施方式的传感器网络中信标信号的超帧结构示意图;图4为本发明一种实施方式的无线传感器网络中节点加入网络的流程示意图;图5为本发明一种实施方式的传感器网络中移动节点的上行传输功率控制方法的流程示意框图;图6为本发明一种实施方式的传感器网络中移动节点的上行传输功率控制方法的数据链路示意图;图7为本发明一实施方式中另一种传感器网络的结构组成图。具体实施方式下面结合附图对本发明的实施方式作详细的说明。图1为可实施本发明的一种传感器网络的结构组成图。该无线传感器网络为,在无线覆盖区域D01中布置多个传感器节点,如Node1、Node2、Node3、Node4、Node5、Node6及Node7)形成无线传感器网络W1。如图2所示,每个传感器节点均包括数据采集单元101、数据处理单元102、数据传输单元103和电源104。被监测物理信号的形式决定了数据采集单元101中的传感器的类型,如在此单元中可包括:声音传感器1011、震动传感器1012……。通过协议数据包生成单元1013,将采集的传感信号转换为数字信号。数据处理单元102主要用来进行协议承载及调配、任务及各功能单元的调度与管理,可采用嵌入微型化的操作系统,如:UCBerkeley的TinyOS系统、uCOS-II系统及嵌入式Linux等系统实现。硬件的处理器通常选用MCU,如Mega16/128,MSP430,Cortex-M3,SoC如CC2530,nRF9E5等。数据传输单元103主要由无线通信模块组成,比如CC1100、CC2520、nRF905、Si4432等等从而实现节点间的通信。电源104为上述的数据采集单元101、数据处理单元102及数据传输单元103提供电力。本发明的实施方式中,无线传感器网络的协议栈包括五层基本协议:应用层、传输层、网络层、MAC层、物理层。其中,各层的基本功能与所公知的公有协议功能及已被知晓的私有协议功能相同,此处不再赘述。在本传感器网络中使用的信标信号为超帧结构,在该实施例中移动环境下的无线传感器网络节点装置的上下行功率控制采用同步超帧结构(如图3所示),该帧结构使用了时隙保障机制,可以动态地为申请的设备分配时隙。使用时隙保障机制需要设备之间的时间同步。在超帧中,包含三个大部分:竞争接入时段(CAP--connectionaccessperiod);无竞争接入时段(CFP--connectionfreeperiod)以及非激活时段(inactiveperiod)。在CFP中,有一个部分叫GTS(guaranteedtimeslot),可以为某个特定的节点分配,从而便于对节点的管理,而当进入非激活时段后,Coordinator停止通信,这就意味着Node可以进入睡眠模式。超帧的活跃部分被划分为16个等长的时隙,每个时隙的长度、竞争访问时段包含的时隙数等参数,都由协调器设定,并通过超帧开始时发出的信标帧广播到整个网络。在物理层即MAC层中,同步超帧结构由信标帧BeaconFrame(如图3中的①所示)、通信帧TrafficFrame(如图3中的②及④所示,其中②为下行、④为上行)、随机接入帧RandomAccessFrame(如图3中的⑤所示)以及保护时段GuardPeriod(如图3中的③所示)组成。信标帧BeaconFrame的作用同Zigbee(基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议)的作用相似,不同之处在于添加了更多性能增强的广播信息;通信帧Trafficframe的作用是携带Payload(净负荷,可为上行或下行传输)、携带信令(MAC命令)同时也可被分为更小短帧,用于实时的应答ACK;随机接入帧RandomAccessFrame的作用在于通过接入机会的均匀分配来实现节点的随机接入,固定设置为上行,就是说接收或路由节点可设置为收发单元。保护时间GuardPeriod(简化为GP),的作用在于为收发单元TX/RX的切换预留足够的执行时间(有的无线电收发机的收发切换时间较长,有的默认需要校准,有的受内部状态机控制,有的受限于TXbuffer等待)。超帧结构和信标帧的引入极大的方便了网络管理,本实施例中选用以超帧为周期,组织传输网络LR-WPAN内设备间的通信。每个超帧都以网络协调器发出信标帧为始,在这个信标帧中包含了超帧将持续的时间以及对这段时间的分配等信息。网络中的普通设备接收到超帧开始时的信标帧后,就可以根据其中的内容安排自己的任务,例如进入休眠状态直到这个超帧结束。无线传感器网络中节点加入网络的流程如图4所示。因此,本实施例中的路由节点可工作在休眠、工作等工作状态,并可通过对超帧信号携带的节点工作状态指示,使节点从工作状态进入休眠状态,从休眠状态进入工作状态。在实际应用时,在上述数据传输单元103中包括:发送单元1031及接收单元1032。当本地节点工作在发送节点的模式下接收单元1032用于从接收节点接收由接收节点广播发送的信标信号,发送单元1031用于以所述上行链路发送功率PUL_Node发送协议数据包至接收节点。当节点工作在接收节点的模式下该接收单元1032用于接收从发送节点发出的协议数据包;发送单元1031用于向发送节点发送广播信标信号。当本地节点工作在发送节点模式时,在数据处理单元102中包括:链路衰减A(i)获取单元1021及上行链路发送功率PUL_Node获取单元1022。链路衰减A(i)获取单元1021用于从接收单元1032中接收的广播信标信号,对此广播信标信号的超帧结构进行解析,从该超帧的信标帧中提取发射功率指示信息PDL_Beacon,并从发送节点的接收模块1032中提取接收该广播信标信号时的接收信号强度PDL_RSSI值,通过下述公式1-1获得链路衰减A(i)为:A(i)=PDL_Beaco-PDL_RSSI(公式1-1);其中,A(i)的单位为:dB。当本地节点与待传输节点间已多次进行数据传输后,在数据处理单元102中可对每次数据传输的链路衰减A(i)进行记录,从而在链路衰减A(i)获取单元还包括链路衰减滑动平均值模块1023;该模块用于将本地节点即发送节点,M次通过待传输即接收节点所发送的信标信号通过以下公式获取链路衰减滑动平均值为:其中,的单位为:dB。并根据此计算所获得的链路衰减滑动平均值确定为链路衰减A(i)。上行链路发送功率PUL_Node获取单元1022用于根据链路衰减A(i)获取单元中得到的链路衰减A(i)与接收节点的接收灵敏度PSen两项参数及PUL_Node=A(i)+PSen得到上行链路发送功率PUL_Node。其中“接收节点的接收灵敏度PSen”,可通过保存在数据处理单元102本地的设备参数信息或物理层携带参数获得。在此实施例在获取上行链路发送功率PUL_Node的获取单元1022中,考虑到不同节点RF设备存在的差异,因此在此单元中还包括:接收灵敏度增量Δ模块10221,该模块,用于根据发送及接收节点间设备的RF方案存在差异时,即其发送及接收节点的收发器性能不一致时,则根据该差异获取与之对应的接收灵敏度增量Δ;具体为,当接收节点Node2使用外置增强的RF方案,在原有增强型芯片基础上增加外置LNA(低噪声放大器)时,Δ为10dB,接收节点Node2灵敏度为-105~-108dBm;当接收节点Node2使用自身增强型芯片加强的RF方案,即接收节点Node2使用自身灵敏度增强的芯片(如ADF7021芯片)是,发送节点Node5使用普通芯片(典型的芯片CC2530)时,Δ为20dB,接收节点Node2接收灵敏度为-120dBm(支持的数据速率:1kbps、2FSK模式)。从而,上行链路发送功率PUL_Node获取单元根据所述接收灵敏度增量Δ、所述链路衰减A(i)及所述接收节点的接收灵敏度PSen通过下式获取上行链路发送功率PUL_Node为:PUL_Node=A(i)–Δ+PSen。在此实施例在获取上行链路发送功率PUL_Node的获取单元1022中,考虑到无线节点移动后给链路带来的影响,因此在此单元中还包括:无线链路功率余量获取模块10222,用于根据发送节点M次通过接收节点所发送的M个信标信号及以下公式获取链路衰减滑动平均值为:其中,的单位为:dB。通过所述M次、链路衰减滑动平均值及当前的链路衰减A(i)及以下公式获取衰减标准差σA(i)为:其中,σA(i)的单位为:dB根据所述衰减标准差σA(i)设定无线链路功率余量Ladj;所述衰减标准差为σA(i)=4dB时,设定Ladj=2dB;所述衰减标准差为σA(i)=8dB时,设定Ladj=4dB;所述衰减标准差为σA(i)=12~15dB时,设定Ladj=10dB;从而,上行链路发送功率PUL_Node获取单元根据接收灵敏度增量Δ模块获取的接收灵敏度增量Δ;链路衰减A(i)获取单元或链路衰减滑动平均获取单元获取的链路衰减A(i);无线链路功率余量获取模块获取的接收节点的接收灵敏度PSen及所述无线链路功率余量Padj通过以下公式获取上行链路发送功率PUL_Node为:发送单元1031还用于以所述上行链路发送功率PUL_Node发送协议数据包或,以所述链路衰减A(i)和/或链路衰减滑动平均值至接收节点。下面参照图5和图6说明本发明一实施方式的传感器网络中移动节点的上行传输功率控制方法。步骤S101:在无线传感器网络W1中,当传感器节点Node5通过自身的数据采集单元101采集到检测数据后,设定传感器节点Node5对传感器节点Node1发起节点数据传递请求,通过传感器网络中的网络层路由协议(平面型和层次型)生成路由路径为“路径A+路径B”,路由节点为Node5→Node2→Node1。之后由Node5发起对Node2的路由请求,在此路由路径A上,Node5为发送节点、Node2为接收节点,路由节点Node2被该请求唤醒后,向传感器网络W1中的所有节点以广播功率PDL_Beacon发出广播信标信号,该广播信标信号采用超帧结构,需要说明的是,为使传感器网络W1中的所有节点都能及时并准确的收到该广播信标信号,因此,广播功率PDL_Beacon选用高于网络常规的发送功率,如:20dBm。步骤S102:当发送节点Node5的接收模块1032收到从接收节点Node2的发送单元1031发送的广播信标信号后,发送节点Node5的数据处理单元102对此广播信标信号的超帧结构进行解析,从该超帧的信标帧中提取发射功率指示信息PDL_Beacon,并从发送节点Node5的接收模块1032中提取,接收该广播信标信号时的接收信号强度PDL_RSSI值,通过下列公式1-1获得链路衰减A(i)为:A(i)=PDL_Beaco-PDL_RSSI(公式1-1);其中,的单位为:dB;例如:当接收节点Node2发射功率指示信息PDL_Beacon为20dBm,发送节点Node5的接收信号强度典型范围PDL_RSSI为:-75dBm~-100dBm时,根据公式1-1可知链路衰减A(i)为:95dB~120dB。(节点间室内NLOS(非视距)距离约为80~100m)由于在传感器网络W1的实际使用过程中,传感器节点间会产生多次的数据传递,因此,可从上述发送节点Node5的本地历史记录单元中查询Node5→Node2的路由记录,并调取与之对应的多个链路衰减A(i)值;如:在发送节点Node5从接收节点Node2处已接收到了M次的信标信号,因此由M个链路衰减A(i)值获得的链路衰减滑动平均值为:其中,的单位为:dB。从而可根据上述链路衰减滑动平均值确定为链路衰减A(i),由此可知历史记录中的链路衰减A(i)值的记录越多,其获得的当前链路衰减滑动平均值就更为准确。步骤S103:发送节点Node5可根据已知的接收节点Node2的接收灵敏度PSen,接收节点Node2的接收灵敏度PSen是指接收节点Node2的接收模块1032可准确接收到的并仍能正常工作的最低信号强度。根据接收节点Node2的接收灵敏度PSen及在步骤S102中所获得的链路衰减A(i)及以下公式1-2得到上行链路发送功率PUL_Node为:PUL_Node=A(i)+PSen(公式1-2);若传感器网络W1中众多节点的接收模块1032所采用的接收机设备一致,则在各节点中预设接收灵敏度PSen,此时的灵敏度增量Δ为0。但在实际使用过程中,在传感器网络W1中预设的节点可能会被多次布置,而不能保证每次新增或更换的节点中接收机设备的一致;另外一种情况是,在传感器网络W1的布网过程中,如图7所示,将其中的一部分如:NodeA1~NodeA4、NodeA5~NodeA7设定为传感节点,而将节点NodeB1、NodeB2设定为路由节点,从而更为节省网络节点的投入成本,因此当同一传感器网络W1中各节点的接收机的接收灵敏度不一致时,即,接收节点Node2的接收灵敏度高于发送节点Node5的接收灵敏度时,在不同性能接收机的节点间传输将会存在接收灵敏度增量Δ,因此,当存在灵敏度增量Δ时,上述公式1-2将可改进为下述公式1-3,从而得到发送节点Node5的上行链路发送功率PUL_Node为:PUL_Node=A(i)–Δ+PSen。(公式1-3);例如:当接收节点Node2使用和发送节点Node5采用相同的RF方案时,即,两者均使用普通芯片即节点自身的射频方案时(典型的芯片CC2530),此时Δ为0,接收节点Node2灵敏度为-95~-98dBm;当接收节点Node2使用外置增强的RF方案,在原有增强型芯片基础上增加外置LNA(低噪声放大器)时,Δ为10dB,接收节点Node2灵敏度为-105~-108dBm;当接收节点Node2使用自身增强型芯片加强的RF方案,即接收节点Node2使用自身灵敏度增强的芯片(如ADF7021芯片)是,发送节点Node5使用普通芯片(典型的芯片CC2530)时,Δ为20dB,接收节点Node2接收灵敏度为-120dBm。上述各传感器节点的接收灵敏度PSen可在传感器网络W1的物理层设备管理模块中将给予的记录,并在需要时调入数据处理单元102参与计算。因此,当链路衰减A(i)为:95dB~120dB;PSen的接收灵敏度为-95dBm~-98dBm、Δ为0dB,10dB或20dB时,根据公式1-3可知,发送节点Node5的上行链路发送功率PUL_Node为0dBm~5dBm。由于传感器网络可使用在多种的环境下,因此不同的使用环境下,无线通信质量会受到多种因素,如:温度、湿度及风力等环境因素的影响,从而为使链路发送功率在获取过程中能合理考虑到上述因素,因此需要在上述的链路发送功率PUL_Node的获取过程中引入无线链路功率余量Padj,该无线链路功率余量Padj的具体获得过程为:首先,在步骤S101中已获得滑动平均值后,可通过链路衰减滑动平均值及当前的链路衰减A(i)及以下公式获取衰减标准差σA(i)为:其中,σA(i)的单位为:dB之后,根据所述衰减标准差σA(i)设定无线链路功率余量Ladj;经实际测试实验可知,当所述衰减标准差为σA(i)=4dB时,设定Ladj=2dB;所述衰减标准差为σA(i)=8dB时,设定Ladj=4dB;所述衰减标准差为σA(i)=12~15dB时,设定Ladj=10dB。因此,在公式1-3的基础上引入无线链路功率余量Padj后获得上行链路发送功率PUL_Node为公式1-4:(公式1-4);步骤S104:发送节点Node5将从步骤S101中采集到的检测数据在系统的数据链路层封装为超帧格式的数据包,之后以步骤S103中所获得的上行链路发送功率PUL_Node为2dBm~7dBm,并将该数据包发送到接收节点Node2。同时,为了便于接收节点Node2作为发送节点时的功率控制,在此数据传递时还可携带在上述步骤S102中获得的链路衰减A(i)或链路衰减滑动平均值在此之后,接收节点Node2可以向发送节点Node5发送应答信息ACK,在接收节点Node2产生应答信息ACK的模式下,发送节点Node5还可通过对应答延时的设定,来预测接收节点Node2是否收到,并以此判断是否需要进行数据包的重发,如:若在应答延时期间没有收到来自Node2产生应答信息ACK,则进行数据重发。步骤S105:通过上述步骤已完成了路径A,路由节点为Node5→Node2的数据传递,之后重复上述步骤,以Node2为发送节点,以Node1为接收节点完成路径B的路由及数据传递,由此可知每个路由节点都可实现发送和接收的功能。从而最终实现从路径A+路径B,路由节点为Node5→Node2→Node1的数据传递。下面参照图7说明根据本发明上述传感器网络中移动节点的上行传输功率控制方法,而提供的传感器网络中移动节点的下行传输功率控制方法。在上述上行传输功率控制方法的步骤S104或步骤S105后,当接收节点Node2(对应路径A)或Node1(对应路径B),需要反向进行数据传递,即实现路由路径Node1→Node2→Node5,或向发送节点Node5(对应路径A)或Node2(对应路径B)发送反馈数据时,Node1或Node2作为发送节点下行向Node2及Node5进行数据传递,所包括步骤为:发送节点Node1或Node2向接收Node2或Node5进行下行数据发送,其功率下行链路发送功率是根据在上行链路(Node5→Node2→Node1)中的Node1或Node2作为接收节点时,收到的上报上行链路发送功率PUL_Node确定的,即:下行链路发送功率=上行链路发送功率PUL_Node,需要说明的是,上述的下行链路发送功率方法最好在发送节点与传输节点具有相同灵敏度时使用。因此,当发送节点与传输节点灵敏度不一致时,发送节点可根据上报数据中包括的链路衰减A(i)或链路衰减滑动平均值间接获取下行链路发送功率,即,下行链路链路衰减B(i)=链路衰减A(i)或链路衰减滑动平均值则下行链路发送功率参照上行发送功率算法计算得到。本发明中的移动节点间的传输功率控制方法,通过接收节点的链路衰减A(i)及接收节点的接收灵敏度PSen,确定发送节点的上行链路发送功率PUL_Node,从而当发送节点处于实时移动的情况下,可从接收节点获得动态的链路质量参数,即不同的链路衰减A(i),并参考接收节点灵敏度PSen作为上行链路发送功率的重要依据,从而使传输功率控制更为准确的同时,可保证移动节点间数据的可靠传输,特别适用于无线传感器网络中传输链路不确定的情况,并降低了设备投入,提高了有效传输率,使无线传感器网络的整体传输性能提升。以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
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