一种侦听探测帧序列的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种侦听探测帧序列的方法，该方法包括：根据当前已获得的周期内各相邻节点发送探测帧序列的次数及网络功耗，利用自适应预测算法确定下一休眠周期的持续时间；当所述确定的下一休眠周期的持续时间结束时，转入侦听状态，侦听各相邻节点发送的探测帧序列。通过本发明专利技术，能够在节省网络功耗的同时，尽量减少数据发送时间延迟，以期达到ＬＰＲ和传感器节点的节能与数据发送时间延迟之间的一种动态平衡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线传感器
，特别是涉及一种侦听探测帧序列的方法及装置。
技术介绍
随着无线传感网络的发展，各种应用要求通信的数据量越来越多，如何节省无线 传感器网络的电能是无线传感器网络真正走向实际应用的关键技术之一。为了节省无线传感器网络路由器的能量，建立低功耗的无线传感器网络，现有的 无线传感器网络中使用了 LPR(Low Power Router，低功耗路由器)，以及相应的LPAR(Low Power Active Router Underlying Protocol，低功耗路由器下层协议)。其中，LPR区别于普通的路由器，表现为长期处于休眠状态(关闭收发信机)，工作 周期非常短暂。在LPAR协议中，UR根据预先设定的休眠周期，周期性的打开收信机(转入 侦听状态)，以监听信道中是否有唤醒信号。当某传感器节点需要向相邻的传感器节点发送 数据时，该传感器节点需要向UR发送周期性的唤醒信号探测帧序列(发送间隔小于侦听 状态持续时间，最多持续一个休眠周期)，当LPR该周期的休眠结束后，就打开收信机，此时 UR才可以接收到探测帧序列，并转入接收通信状态进行数据通信，然后再进入下一个休眠 周期。本专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，在现有的LPAR协议中，UR采用固定的休 眠周期持续时间，但是在UR相邻节点设备较多的情况下，如果采用固定的休眠周期持续 时间，当发送数据的相邻节点数相对增加时，将会造成总的数据传输延迟，同时，各传感器 节点的功耗之和也随之增加；相反，当发送数据的相邻节点数相对减少时，将会造成LPR的 无效侦听增加，从而增加LPR的功耗。可见，在现有技术的方法中，无法在UR节能与数据 发送时间延迟之间达到平衡。
技术实现思路
本专利技术提供一种侦听探测帧序列的方法及装置，能够在节省网络功耗的同时，尽 量减少数据发送时间延迟。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案一种侦听探测帧序列的方法，包括根据当前已获得的周期内各相邻节点发送探测帧序列的次数及网络功耗，利用自 适应预测算法确定下一休眠周期的持续时间；当所述确定的下一休眠周期的持续时间结束时，转入侦听状态，侦听各相邻节点 发送的探测帧序列。一种侦听探测帧序列的装置，包括确定单元，用于根据当前已获得的周期内各相邻节点发送探测帧序列的次数及网 络功耗，利用自适应预测算法确定下一休眠周期的持续时间；侦听单元，用于当所述确定的下一休眠周期的持续时间结束时，转入侦听状态，侦 听各相邻节点发送的探测帧序列。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果本专利技术实施例能够根据当前已获得的周期内各相邻节点发送探测帧序列的次数 及网络功耗，利用自适应预测算法确定下一休眠周期的持续时间；当所述确定的下一休眠 周期的持续时间结束时，转入侦听状态，侦听各相邻节点发送的探测帧序列。由于能够以自 适应预测的方式确定下一休眠周期的持续时间，并且是根据已知周期内各相邻节点发送探 测帧序列的次数及网络功耗进行确定的，因此，休眠周期可以是动态调整的，并且调整时考 虑到了各相邻节点发送探测帧序列的次数及网络功耗，因此，能够在节省网络功耗的同时， 尽量减少数据发送时间延迟，以期达到UR和传感器节点的节能与数据发送时间延迟之间 的一种动态平衡。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图 获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的确定休眠周期持续时间方法的流程图；图3是本专利技术实施例提供的确定休眠周期持续时间模型的示意图；图4是本专利技术实施例提供的方法的仿真结果示意图；图5是本专利技术实施例提供的方法的另一仿真结果示意图；图6是本专利技术实施例提供的装置的示意图；图7是本专利技术实施例提供的另一装置的示意图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参见图1，本专利技术实施例提供的侦听探测帧序列的方法包括以下步骤SlOl 根据当前已获得的周期内各相邻节点发送探测帧序列的次数及网络功耗， 利用自适应预测算法确定下一休眠周期的持续时间；首先需要说明的是，UR在侦听期间接收到探测帧序列时，可以采用ACK或非ACK 两种方式对探测帧序列进行响应。在ACK工作方式中，UR在接收到探测帧序列之后，就向 相邻节点返回ACK消息，相邻节点接收到ACK消息之后，就停止向LPR发送探测帧序列。在 该方式下，以增加侦听状态的持续时间为代价，而减少相邻节点设备发送探测帧序列产生的功耗；另一种工作方式是非ACK工作方式，在此方式中，UR接收到相邻节点的探测帧序 列之后，并不向相邻节点返回应答消息；因此，即使LPR已经接收到了相邻节点的探测帧序 列，该相邻节点仍然需要向LPR继续发送探测帧序列，直到LPR与其它相邻节点设备通信 后，与该相邻节点进行数据通信时，才结束发送探测帧序列。其中，所述探测帧序列仅是一 种发送数据前的请求，真正的数据在得到相应的应答后才发送。相应的，UR还需要启动数 据接收流程，进行数据交换，接收数据并转发到目标相邻节点后，LPR进行休眠状态，以达到 节省能量的目的。本专利技术实施例中，UR可以采用ACK的工作方式，也可以采用非ACK的工作方式。 所述各周期是指LPR的一个休眠周期及该休眠周期结束后侦听状态持续时间之和。这是因 为，如果LPR采用非ACK的工作方式，则在LPR进入侦听状态之后，相邻节点还会继续发送 探测帧；另外，从整体上而言，网络功耗不仅包括相邻节点发送探测帧所需的功耗，还可以 包括LPR的功耗，以及相邻节点发送数据的功耗等等，因此，在LPR休眠周期内及侦听状态 下的都会产生功耗。所以在本专利技术实施例中，将一个休眠周期及该休眠周期结束后侦听状 态持续时间之和作为一个周期，并统计该周期内的相关参数。其中，UR在采用ACK的工作 方式以及非ACK的工作方式时，所考虑的网络功耗包括各相邻节点产生探测帧序列所需要 的功耗、LPR开启侦听的功耗及收发数据时LPR和各相邻节点所需要的功耗。为了方便描述，下面仅以ACK工作方式为例对本专利技术实施例的技术方案进行描 述。其中，虽然UR在休眠周期内并不接收相邻节点发送的探测帧序列，但是相邻节 点自身可以记录发送探测帧序列的次数，当LPR接收到某相邻节点发送的探测帧序列，LPR 与该相邻节点进行握手时，就可以从该相邻节点获取到该休眠周期内该相邻节点发送探测 帧序列的次数。在实际非同步网络中，UR在侦听期间接收相邻节点发送的探测帧序列，在 该序列中，记录了该相邻节点发送探测帧序列的次数。需要说明的是，相邻节点发送探测帧序列的次数体现了数据发送时间的时延。因 为，当相邻节点有数据要发送时，就要开始以一定的周本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种侦听探测帧序列的方法，其特征在于，包括：　　根据当前已获得的周期内各相邻节点发送探测帧序列的次数及网络功耗，利用自适应预测算法确定下一休眠周期的持续时间；　　当所述确定的下一休眠周期的持续时间结束时，转入侦听状态，侦听各相邻节点发送的探测帧序列。

【技术特征摘要】
1.一种侦听探测帧序列的方法，其特征在于，包括根据当前已获得的周期内各相邻节点发送探测帧序列的次数及网络功耗，利用自适应 预测算法确定下一休眠周期的持续时间；当所述确定的下一休眠周期的持续时间结束时，转入侦听状态，侦听各相邻节点发送 的探测帧序列。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前已获得的周期内各相邻节 点发送探测帧序列的次数及网络功耗，利用自适应预测算法确定下一休眠周期的持续时间 包括A 根据上一周期内各相邻节点发送探测帧序列的总次数及网络功耗，利用自适应预测 算法确定当前休眠周期的持续时间调节量；B:根据当前周期内各相邻节点发送探测帧序列的总次数及所述确定的当前休眠周期 的持续时间调节量，得到当前周期内各相邻节点发送探测帧序列的总次数及网络功耗的估 计值；C:利用所述当前周期内各相邻节点发送探测帧序列的总次数及网络功耗与所述估计 值之间的估计误差，调整所述自适应预测算法的权值；利用调整后的权值，重复执行步骤A、B、C，直到所述估计误差达到预置条件； 根据当前周期内各相邻节点发送探测帧序列的总次数及网络功耗，利用所述估计误差 达到预置条件时对应的自适应预测算法权值，确定下一休眠周期的持续时间调节量；利用 所述下一休眠周期的持续时间调节量及预置的固定休眠周期持续时间，确定所述下一休眠 周期的持续时间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据上一周期内各相邻节点发送探 测帧序列的总次数及网络功耗，利用自适应预测算法确定当前休眠周期的持续时间调节量 包括Δ Tn = WDW Pn-JT 二仏-灣料 其中，Δ τΝ自适应预测算法确定的当前休眠周期的持续时间调节量；Wm、Wn 自适应预测算法的权值；Xn-!上一周期内各相邻节点发送探测帧序列的总次数；Pim 上一周期内网络功耗。4.根据权利要求1所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，钟永锋，蒋挺，张伊，钟怡，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]