一种基于超帧活跃期交叉的无线体域网共存方法_2

文档序号:9331156阅读:来源:国知局
,若BAN2的优先级较大,则跳转至步骤107 ;若优先级较小 则体域网BAN1的hub1向hub2发送超帧活跃期交叉响应帧告知拒绝hub2的请求,hub 2在接收到hub1的响应立即回复确认帧,表示确认接收到响应。解析响应帧的内容后,hub 2继续它当前信标周期长度和非活跃期正常运行;
[0019] 109、hub2发送超帧活跃期交叉响应帧告知接受hub2的请求。hub2在接收到 hub1的响应立即回复确认帧,表示确认接收到响应。解析此响应帧的内容,然后,hub2调 整它的信标周期边界和非活跃期,以获得它所请求的超帧活跃期交叉,完成超帧活跃期交 叉。
[0020] 进一步的,步骤102判断时间差值t是否小于体域网BAN1的hub1的活跃期结 束的时间公式具体为:
[0021]
:⑴
[0022] 判断体域网BAN2的hub2的活跃期结束的时间是否大于hub1的非活跃期结束 的时间公式具体为:
[0023]
(2)
[0024] 其中h表不BAN1当前友迗信标帧的时丨日」,NSS代表超帧包含的时隙数,BSD是基 本时隙的长度,(SO)i代表BAN1的超帧符号,(S0) 2代表BAN2的超帧符号,BI代表BAN1 的信标间隔。
[0025] 进一步的,步骤105中的体域网BAN1的hub1接收到超帧活跃期交叉请求后, 网络进入干扰模式,hub1针对此请求采取以下措施:(a)记录发送超帧活跃期交叉请求的 BAN的标识符和优先级;(b)查询自身网络的信标周期即超帧长度和非活跃期。
[0026] 本发明的优点及有益效果如下:
[0027] (1)针对BANs之间的干扰问题,采用基于超帧活跃期交叉技术的解决方法,解决 了其他技术用于减少相邻BANs干扰时由于外界条件无法得到满足不能使用或者带来过高 的能量消耗等问题,如使用信道切换技术用于解决BANs之间的干扰问题时,当网络中无干 扰的信道的数量小于存在的BANs的数量或者没有空闲信道时,信道切换则不再适用;
[0028] (2)通过交错相邻BANs的超帧活跃期,可以有效地避免它们活跃期的重叠,减少 甚至消除相邻BANs之间的干扰,实现BAN可以和一个或者更多的其他BANs分享同一个运 行信道,并极大地增加了对网络信道的利用率。
【附图说明】
[0029]图1是本发明优选实施例无线体域网信标模式下的超帧结构示意图;
[0030] 无线体域网信标模式下的超帧结构分为活跃期(Active)和非活跃期 (Inactive),活跃期由信标时隙(Beacon),竞争接入阶段(CAP)和非竞争接入阶段(CFP)构 成,BI为超帧信标间隔,SD为超帧持续时间。
[0031] 图2为相邻BANs的超帧活跃期重叠示意图;
[0032] 四个工作于同一信道的相邻网络,BAN2,BAN3,BAN4的超帧活跃期与BAN1的超帧 活跃期存在重叠干扰。
[0033] 图3为超帧活跃期交叉技术实现示例图;
[0034] 四个工作于同一信道的相邻网络,各超帧活跃期经过超帧活跃期交叉技术实现了 无重叠。
[0035] 图4为无线体域网共存和抗干扰解决方法操作流程图。
【具体实施方式】
[0036] 以下结合附图,对本发明作进一步说明:
[0037] 体域网网络运行分为正常模式和干扰模式。正常模式下,体域网传感器节点实时、 高效地采集、传输人体的生理信息并进行分析处理,网内所有节点根据预先配置的网络通 信资源正常工作,用于完成对人体生命体征参数的监护服务。当体域网BAN2的hub,记为 hub2,检测到和相邻的BAN的活跃期重叠时,将会产生干扰,则构建超帧活跃期交叉请求 帧,向体域网BAN1的hub,记为hub1,发送。hub1接收到超帧活跃期交叉请求后,网络进 入干扰模式。
[0038] hub 1针对此请求采取以下措施:(a)记录发送超帧活跃期交叉请求的BAN的标识 符和优先级;(b)查询自身网络的信标周期(超帧)长度和非活跃期。
[0039] 若当前的信标周期(超帧)长度和非活跃期可以提供可用的超帧活跃期交叉,则 hub1接收到请求之后,发送超帧活跃期交叉响应帧接受此请求。BAN和相邻BAN无干扰的 工作在同一信道从BAN2的hub调整它的信标周期(超帧)边界和非活跃期获得它所请求 的超帧活跃期交叉开始。
[0040] 若当前的信标周期(超帧)长度和非活跃期不足以提供可用的超帧活跃期交叉, BAN1的hub将待申请的BAN的标识符和优先级存储至待请求记录中,并和已记录其它申请 超帧活跃期交叉的BANs的优先级进行比较,来决定接受还是拒绝此请求。
[0041] 若待请求的BAN2的优先级大于已申请BANs的优先级,则hub1发送超帧活跃期 交叉响应帧接受此请求。BAN和相邻BANs无干扰的工作在同一信道从发送请求的BAN的 hub调整它的信标周期(超帧)边界和非活跃期获得它所请求的超帧活跃期交叉开始。
[0042] 若待请求的BAN2的优先级小于已申请BANs的优先级,hub1发送超帧活跃期交 叉响应帧拒绝此请求。则请求超帧活跃期交叉的BAN2继续和BAN1在同一信道运行,并 间隔的发送超帧活跃期请求。
[0043] 若存在多个相邻的BANs需要交错它们的超帧活跃期,将向BAN1发送超帧活跃期 交叉请求,如果BAN1网络发生掉线等异常状况,需由一个已进行超帧活跃期交叉的BAN网 络充当主网络的角色,为其他的BANs进行超帧活跃期的交叉提供参考基准。其他的BANs 则向其发送超帧活跃期交叉请求。
[0044] 当相邻的BANs交错它们的超帧活跃期之后,避免了不同BANs之间活跃期的重叠, 减少甚至消除了BANs之间的干扰,各BAN回到正常模式。BAN可以和一个或者更多的其他 BANs分享同一个运行信道,实现了多网共存。
[0045] 假设特定区域内优先存在的一个BAN,选定其作为主参考网络,选定第二个加入此 区域的BAN作为副参考网络,网络均采用星型结构,每个BAN由三个设备(一个协调器和两 个终端设备)组成,并且它们工作在同一信道。
[0046] 下面对照附图4详细描述本发明的流程图,参照图4,步骤1,两个BANs处于相邻 位置并且工作在同一信道时,记第一个BAN为BAN1,另一个为BAN2 ;记BAN2的hub,记为 hub2,侦听BAN1的信标帧,解析信标帧,获取BAN1当前的本地时间^和超帧结构信息, 得到其(SO)i的值。
[0047] 步骤2,读取BAN2当前的时间,计算当前超帧信标发送的时间t2,通过tdP12计 算出两个网络在同一信标周期发送信标帧的时间差值t,将其和BAN1的hub,记为hub1, 活跃期结束的时间进行比较,即判断公式(1)是否成立。
[0048]

[0049] 计算hub2的活跃期结束的时间和hub1的非活跃期结束的时间进行比较,即判 断公式(2)是否成立。
[0050]
(2)
[0051] 其中h表不BAN1当前友迗信标帧的时丨日」,NSS代表超帧包含的时隙数,BSD是基 本时隙的长度,(SO)i代表BAN1的超帧符号,(S0) 2代表BAN2的超帧符号,BI代表BAN1 的信标间隔。
[0052] 如果公式(1)或公式(2)成立,两个BANs的活跃期将发生重叠,从而导致相邻 BANs之间产生干扰。此时,hub2构建超帧活跃期交叉请求帧发送给hub1,向其请求超 帧活跃期的交错,用于调整网络的信标周期;如果公式(1)和(2)均不成立,
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