一种基于zigbee中继网络的节能控制方法_3

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)表示函数关系,f O的取值与X之间的关系由网络中的背景噪声功率和中继站点覆盖范围来确定;
[0054]B4、以步骤B3确定的站点传输功率PT-f (SIRa)向步骤BI中发送申请发送序列的站点发送允许发送序列;允许发送序列的始发地址项填入中继站点A的地址,目的地址项填入步骤BI中发送申请发送序列的站点的地址,传输功率项填入步骤B3确定的站点传输功率值 PT-f (SIRa);
[0055]B5、步骤BI中发送申请发送序列的站点收到允许发送序列后,使用本站点的识别码和允许发送序列中传输功率项确定的传输功率,向中继站点A发送感测数据,中继站点A收到感测数据后,向步骤Rl中发送申请发送序列的站点发送成功接收响应序列。
[0056]所述的基于zigbee中继网络的节能控制方法,采用的调制码配置方法为:网络共配置Ns个调制码,其中一个调制码用作公共调制码,简称共用调制码,该调制码用于发送控制序列,为每个中继站点所共知;其余Ns-1个调制码用作用户调制码,简称识别码,用于发送感测数据;中继站点在初始化时将调制码配置成为共用调制码,同时随机选择并设定一个识别码作为本站点初始识别码,中继站点可根据需要替换本站点识别码;中继站点替换本站点识别码的规则为:如果接收到的控制序列是申请发送序列,且本站点地址与申请发送序列中的目标站点地址相同,则将本站点识别码替换为申请发送序列中始发站点的识别码;否则本站点识别码仍保持为本站点初始识别码。
[0057]以下结合一个具体实施例,进一步阐述本发明的工作原理。所述传感器网络包括有A、B、C、D四个中继站点,站点A将与站点B进行信息传输,A为发送中继站点,B为接收中继站点,R为中继站点的覆盖范围半径。
[0058]1、为中继站点配置初始化参数。在中继站点接入信道发起信息传输之前,需要对中继站点进行初始化,主要包括以下内容;
[0059]A为A、B、C、D四个中继站点分别分配一个唯一的不同于其他站点的物理地址或者是ID标识,称之为站点地址,记为:A1,BI,Cl,Dl。
[0060]B为A、B、C、D四个中继站点设定预设启动功率Pp。站点预设启动功率Pp与传感器网络预设的信干比阈值SIRp之间满足函数关系Pp = f(SIRp),f()表示函数关系,f()的取值与X之间的关系由网络中的背景噪声功率和中继站点覆盖范围来确定。如果用K表示收发信机之间天线增益,R表示中继站点覆盖范围的半径,W表示网络中的背景噪声功率,则有f O = WR n /K.χ,其中η为路径衰耗指数,所以站点预设启动功率为Pp = f (SIRp)=WR n/K *SIRp。SIRp由中继站点采用的信道编解码方案、调制解调方案、以及收信机能够允许的数据比特传输差错概率确定。
[0061]c.为A、B、C、D四个中继站点配置初始调制码。应用本发明的网络共配置Ns个调制码LI,L2,...,LNs, Ns为正整数,选定LNs用作公共调制码,简称共用调制码,为每个中继站点所共知,用于中继站点发送或接收控制序列;其余Ns-1个调制码用作用户调制码,简称识别码,用于中继站点发送或接收感测数据。经过初始化后,站点A、B、C、D配置的初始识别码分别为LI,L2, L3,L4。
[0062]d.设定各种不同的识别码用于表示各种控制序列,用00表示申请发送序列,01表示允许发送序列,10表示成功接收响应序列。
[0063]2.应用本发明提出的基于zigbee中继网络的节能控制方法,当中继站点A需要向中继站点B发送感测数据时,执行的节能控制方法分为以下几步:
[0064]第一步:中继站点A从本站点的计划发送数据堆栈中取出感测数据,根据感测数据中的目的地址BI,确定接收站点为该感测数据中目的地址BI指向的站点B。
[0065]第二步:中继站点A使用共用调制码LNs向接收站点B发送申请发送序列,申请发送序列的类别项填入00,始发地址项填入Al,始发站点识别码项填入LI,目的地址项填入BI,传输功率项填入中继站点A发送申请发送序列所使用的传输功率PT,PT = Pp,Pp =WR n /K -SIRp为中继站点预设启动功率,SIRp为传感器网络预设的信干比阈值。中继站点A开始计时,进入步骤第六步。
[0066]第三步:接收站点B使用共用调制码LNs接收并解调控制序列,并通过解析得到申请发送序列的信干比SIRs ;根据接收控制序列中类别项的值00,判断接收控制序列是否为申请发送序列,并根据接收控制序列目的地址项的值BI,判定本站点B的地址与目的地址相同,接收站点B取出申请发送序列中始发站点的识别码LI替换本接收站点B选定的识别码。与此同时,中继站点C使用共用调制码LNs接收并解调控制序列,并通过解析得到申请发送序列的信干比SIRs ;根据接收控制序列中类别项的值00,判断接收控制序列是否为申请发送序列,并根据接收控制序列目的地址项的值BI,判定本站点B的地址与目的地址不同,站点C判定路由拥塞,推迟At = 2ts+2tp时间后,重新使用共用调制码LNs接收并解调控制序列,并做出相应处理。此时,站点D也使用共用调制码LNs接收并解调控制序列,但是由于站点D距离站点A较远,处于站点A的覆盖范围之外,无法接收到站点A发送的申请发送序列,因此站点D不做任何处理,继续使用共用调制码LNs接收并解调控制序列。
[0067]第四步:接收站点B将步骤三得到的申请发送序列信干比SIRs与传感器网络预设的信干比阈值SIRp进行比较,若SIRs < SIRp,则接收站点B不向中继站点A发送允许发送序列,进入步骤三;否则,接收站点B计算余量信干比SIRa,SIRa = SIRs_SIRp,并根据步骤二所述申请发送序列中传输功率项的值PT,确定本接收站点B的传输功率为PT-f (SIRa)=PT-WRn/K.SIRa。
[0068]第五步:接收站点B以步骤四确定的传输功率PT-f (SIRa)向中继站点A发送允许发送序列;允许发送序列的类别项填入01,始发地址项填入BI,目的地址项填入Al,传输功率项填入步骤五确定的接收站点B的传输功率值PT-f (SIRa)。与此同时,中继站点D使用共用调制码LNs接收并解调控制序列,并通过解析得到申请发送序列的信干比SIRs;根据接收控制序列中类别项的值01,判断接收控制序列是为允许发送序列,站点D重新使用共用调制码LNs接收并解调控制序列。
[0069]第六步:如果中继站点A在Tt = 2ts+2tp时间内收到接收站点B发送的允许发送序列,则进入步骤七,否则,中继站点A进入步骤第九步。
[0070]第七步:中继站点A根据步骤六接收到的允许发送序列中传输功率项的值,确定本中继站点A在随后向接收站点B发送感测数据时,所使用的传输功率,该传输功率的值取允许发送序列中传输功率项的值。
[0071]第八步:中继站点A使用本站点A的识别码LI和步骤七确定的传输功率向接收站点B发送感测数据,接收站点B使用识别码LI接收并解调感测数据,然后向中继站点A发送成功接收响应序列。
[0072]第九步:中继站点A将传输功率增加delta
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