一种低能耗的无线多媒体传感器网络信道扫描方法技术

本发明专利技术的低能耗的无线多媒体传感器网络信道扫描方法，包括：终端节点和路由节点首先判断上一次使用的最优信道当前是否还是最优；如果不再为最优，终端节点从其它终端节点中选取两个与自己上一次使用的最优信道在数值上最为接近的两个信道；路由节点从与自己具有同一个上级节点的其它路由节点中选取两个与自己上一次使用的最优信最为接近的两个信道；对选取的两个信道之间的信道做扫描，选取具有最小信道能量的信道。对采用多信道的无线多媒体传感器网络而言，由于终端节点和路由节点在确定最优信道时不再对信道空间内所有的信道逐次扫描，只需扫描很少的一部分信道，可以有效地减少网络节点的能量消耗，减少了多媒体数据的传输延迟，还提高了网络节点扫描信道使用的能耗的利用效率，进而提高了网络节点的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更具体的说，尤其涉及一种无线多媒体传感器网络的信道选择方法。
技术介绍
无线多媒体传感器网络是传统的无线传感器网络的一个技术分支，是应在无线传感器网络中采集和传输音视频等多媒体数据的实际需求而产生的一种无线通信网络技术。连接麦克风或者摄像头的无线终端节点离散地、分布式地部署在需要监控的场所，被监控的音视频数据流采用无线、多跳的方式传递给中心节点，从而实现对监控场所多媒体数据的采集和无线传输的目的。由于无线多媒体传感器网络传输的是音视频等多媒体数据，因此网络的数据流量比传统的无线传感器网络要大得多，进而消耗的网络能量也比传统的无线传感器网络大很多。因此为了延长网络节点的使用寿命，对网络节点的节能效果的要求也格外苛刻。无线多媒体传感器网络节点的能耗涉及到许多方面的
技术实现思路
，这里我们仅从提高网络节点能耗的利用效率方面进行研究。因为无线信道扫描是无线多媒体传感器网络节点比较耗能的操作，因此这里我们对无线多媒体传感器网络的无线信道扫描技术做专门的研究，找到扫描无线信道高效的能耗利用方法，从而降低无线多媒体传感器网络节点的能耗，进而提高网络节点的使用寿命。目前国际上的研究成果主要是针对WLAN网络来研究无线信道的扫描方法，目的是减少移动台在切换接入点(AP)的过程中消耗的时间，从而提高WLAN网络的QoS (服务质量)。采用的方法主要有:组群扫描方法、网络拓扑协助扫描方法和选择性信道扫描方法等几种。组群信道扫描方法是将需要切换接入点的多个移动台组成一个组群，这个组群内的各个移动台分散式地扫描相邻接入点的多个无线信道，然后将信道扫描结果在组群内共享，从而实现对相邻接入点的快速信道扫描。网络拓扑协助的信道扫描方法是利用邻居节点的网络拓扑的帮助来减少无线信道扫描的时间，从而实现WLAN网络接入点的快速切换。选择性信道扫描方法是移动台只对邻居图(NG)确定的无线信道做扫描，从而减少了在接入点切换过程中扫描的无线信道数量，进而减少了切换接入点的过程中需要的时间，从而提高了 WLAN网络的QoS。但是，所有的这些方法只针对无线信道的快速切换，以提高网络的QoS为目的，并没有考虑移动台在无线信道的扫描过程中消耗的能量，更没有研究移动台在无线信道扫描过程中如何提高有限能量的利用效率，因此不适用于无线多媒体传感器网络的使用。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述技术问题的缺点，提供了。本专利技术的低能耗的无线多媒体传感器网络信道扫描方法，其特别之处在于，包括以下步骤:a).网络部署，布设和建立多信道通信的树状拓扑结构的无线多媒体传感器网络，其由终端节点、路由节点和中心节点组成；b).终端节点最优信道的判断，终端节点在发送多媒体数据前，先判断上一次发送多媒体数据时使用的最优信道当前是否还是最优，如果还是最优，就保持最优信道不变；如果上一次发送数据使用的信道当前已不是最优，则通过步骤c)重新选取最优信道；c).终端节点最优信道的重新选取，终端节点从与其它终端节点的最优信道中选取出两个与自己上一次使用的最优信道在数值上最为接近的两个信道，并对所选取的两个信道之间的所有信道依次扫描，选择具有最小信道能量的信道作为该终端节点当前的最优信道；d).路由节点最优信道的判断，路由节点在转发多媒体数据前，先判断上一次发送多媒体数据时使用的最优信道当前是否还是最优，如果还是最优，就保持最优信道不变；如果上一次发送数据使用的最优信道当前已不是最优，则通过步骤e)重新选取最优信道；e).路由节点最优信道的重新选取，路由节点从与自己具有同一个上级节点的其它路由节点的最优信道中选取出两个与自己上一次使用的最优信道在数值上最为接近的两个信道，并对所选取的两个信道之间的所有信道依次扫描，选择具有最小信道能量的信道作为该路由节点当前的最优信道。本专利技术的低能耗的无线多媒体传感器网络信道扫描方法，步骤b)终端节点最优信道的判断和步骤d)路由节点最优信道的判断过程中，如果上一次发送多媒体数据使用的最优信道的信道能量小于预先设定的门限值7^，则认为上一次使用的最优信道仍为当前的最优信道；如果上一次发送多媒体数据使用的最优信道的信道能量大于或等于预先设定的门限值则认为上一次使用的最优信道已不是当前的最优信道。 本专利技术的低能耗的无线多媒体传感器网络信道扫描方法，步骤c)所述的终端节点最优信道的重新选取通过以下步骤来实现:c_l).两个最接近信道的选取，终端节点根据其上次发送数据所使用的最优信道，从其它终端节点的最优信道中选取出两个与自己上次使用的最优信道在数值上最为接近的两个信道，设选取的两个信道依次为ch_e_up、ch_f_up，其所组成的信道扫描区间为[ch_e_up，ch_f_up] ；c-2).选取低于门限值的信道，对信道区间[ch_e_up，ch_f_up]内信道的信道能量依次进行判断，如果信道的信道能量小于预先设定的门限值&，则表明该信道可能为最优信道，保存该信道的信道号和信道能量；如果信道的信道能量大于或等于设定门限值& ,该信道不参与最优信道的选取；c-3).所有信道是否判断完毕，判断信道区间[ch_e_up，ch_f_up]内所有的信道是否均已判断完毕，如果均已判断完毕，则执行步骤c-4);如果没有判断完毕，则执行步骤c-2) ；c-4).最优信道的选取，比较步骤c-2)中所有符合条件信道的信道能量的大小，选取最小信道能量所对应的信道作为该终端节点当前的最优信道；c-5).最优信道的广播，终端节点选取最优信道后，将选取的最优信道广播给其它终端节点。本专利技术的低能耗的无线多媒体传感器网络信道扫描方法，步骤e)所述的路由节点最优信道的重新选取通过以下步骤来实现:e_l).两个最接近信道的选取，路由节点根据其上次转发数据所使用的最优信道，从与自己具有同一上级节点的其它路由节点的最优信道中选取出两个与自己上次使用的最优信道在数值上最为接近的两个信道，设选取的两个信道依次为ch_m_up、ch_n_up,其所组成的信道扫描区间为[ch_m_up, ch_n_up] ;e_2).选取低于门限值的信道，对信道区间[ch_m_up，ch_n_up]内信道的信道能量依次进行判断，如果信道的信道能量小于预先设定的门限值&,则表明该信道可能为最优信道，保存该信道的信道号和信道能量；如果信道的信道能量大于或等于预先设定的门限值& ,该信道不参与最优信道的选取；e-3).所有信道是否判断完毕，判断信道区间[ch_m_up，ch_n_up]中所有的信道是否均已判断完毕，如果均已判断完毕，则执行步骤e-4);如果没有判断完毕，则执行步骤e-2) ；e-4).最优信道的选取，比较步骤e_2)中所有符合条件信道的信道能量的大小，选取最小信道能量所对应的信道作为该路由节点当前的最优信道；e-5).最优信道的广播，路由节点选取最优信道后，将选取的最优信道广播给与自己具有同一个上级节点的其它路由节点。本专利技术的低能耗的无线多媒体传感器网络信道扫描方法，设无线多媒体传感器网络的终端节点、路由节点和中心节点部署完毕后，所有信道在不传输数据时信道能量的最小值为a，在传输数据时信道能量的最大值、最小值分别为，则设定门限值满足关系式:a < T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低能耗的无线多媒体传感器网络信道扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：a).网络部署，布设和建立多信道通信的树状拓扑结构的无线多媒体传感器网络，其由终端节点（1）、路由节点（2）和中心节点（3）组成；b).终端节点最优信道的判断，终端节点在发送多媒体数据前，先判断上一次发送多媒体数据时使用的最优信道当前是否还是最优，如果还是最优，就保持最优信道不变；如果上一次发送数据使用的信道当前已不是最优，则通过步骤c)重新选取最优信道；c).终端节点最优信道的重新选取，终端节点从其它终端节点的最优信道中选取出两个与自己上一次使用的最优信道在数值上最为接近的两个信道，并对所选取的两个信道之间的所有信道依次扫描，选择具有最小信道能量的信道作为该终端节点当前的最优信道；d).路由节点最优信道的判断，路由节点在转发多媒体数据前，先判断上一次发送多媒体数据时使用的最优信道当前是否还是最优，如果还是最优，就保持最优信道不变；如果上一次发送数据使用的最优信道当前已不是最优，则通过步骤e)重新选取最优信道；e).路由节点最优信道的重新选取，路由节点从与自己具有同一个上级节点的其它路由节点的最优信道中选取出两个与自己上一次使用的最优信道在数值上最为接近的两个信道，并对所选取的两个信道之间的所有信道依次扫描，选择具有最小信道能量的信道作为该路由节点当前的最优信道。...

【技术特征摘要】
1.一种低能耗的无线多媒体传感器网络信道扫描方法，其特征在于，包括以下步骤: a).网络部署，布设和建立多信道通信的树状拓扑结构的无线多媒体传感器网络，其由终端节点(I)、路由节点(2 )和中心节点(3 )组成； b).终端节点最优信道的判断，终端节点在发送多媒体数据前，先判断上一次发送多媒体数据时使用的最优信道当前是否还是最优，如果还是最优，就保持最优信道不变；如果上一次发送数据使用的信道当前已不是最优，则通过步骤c)重新选取最优信道； c).终端节点最优信道的重新选取，终端节点从其它终端节点的最优信道中选取出两个与自己上一次使用的最优信道在数值上最为接近的两个信道，并对所选取的两个信道之间的所有信道依次扫描，选择具有最小信道能量的信道作为该终端节点当前的最优信道； d).路由节点最优信道的判断，路由节点在转发多媒体数据前，先判断上一次发送多媒体数据时使用的最优信道当前是否还是最优，如果还是最优，就保持最优信道不变；如果上一次发送数据使用的最优信道当前已不是最优，则通过步骤e)重新选取最优信道； e).路由节点最优信道的重新选取，路由节点从与自己具有同一个上级节点的其它路由节点的最优信道中选取出两个与自己上一次使用的最优信道在数值上最为接近的两个信道，并对所选取的两个信道之间的所有信道依次扫描，选择具有最小信道能量的信道作为该路由节点当前的最优信道。2.根据权利要求1所述的低能耗的无线多媒体传感器网络信道扫描方法，其特征在于:步骤b)终端节点最优信道的判断和步骤d)路由节点最优信道的判断过程中，如果上一次发送多媒体数据使用的最优信道的信道能量小于预先设定的门限值& ,则认为上一次使用 的最优信道仍为当前的最优信道；如果上一次发送多媒体数据使用的最优信道的信道能量大于或等于预先设定的门限值&,则认为上一次使用的最优信道已不是当前的最优信道。3.根据权利要求1或2所述的低能耗的无线多媒体传感器网络信道扫描方法，其特征在于，步骤c)所述的终端节点最优信道的重新选取通过以下步骤来实现: C-D.两个最接近信道的选取，终端节点根据其上次发送数据所使用的最优信道，从其它终端节点的最优信道中选取出两个与自己上次使用的最优信道在数值上最为接近的两个信道，设选取的两个信道依次为ch_e_up、ch_f_up,其所组成的信道扫描区间为[ch_e_up, ch_f_up]； c-2).选取低于门限值的信道，对信道区间[ch_e_Up，ch_f_up]内信道的信道能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈长英，姜树明，付勇，魏志强，朱海港，张建峰，
申请(专利权)人：山东省科学院情报研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37