[發(fā)明專利]基于Mesh和分簇相結(jié)合的無(wú)線傳感網(wǎng)通信調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810059966.7
• 申請(qǐng)日: 2008-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN101252512A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧瀚林;沈杰;黃河清;姚道遠(yuǎn);劉海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科院嘉興中心微系統(tǒng)所分中心
• 主分類號(hào): H04L12/56
• 分類號(hào): H04L12/56;H04L12/28;H04L7/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 沈志良

1.一種基于Mesh和分簇相結(jié)合的無(wú)線傳感網(wǎng)通信調(diào)度方法，其特征在于，無(wú) 線傳感網(wǎng)由骨干節(jié)點(diǎn)BB、簇頭節(jié)點(diǎn)CH和簇成員節(jié)點(diǎn)CM組成；其中，BB之 間是Mesh結(jié)構(gòu)，BB與CH，CM之間是分簇結(jié)構(gòu)，該方法包括以下步驟：

(1)形成BB節(jié)點(diǎn)超幀：BB節(jié)點(diǎn)形成自己的超幀，周期性廣播攜帶有超幀信 息的Beacon幀；

(2)形成CH節(jié)點(diǎn)超幀：CH節(jié)點(diǎn)收到BB的Beacon幀，申請(qǐng)加入BB組建的 簇；CH被BB批準(zhǔn)加入簇后，形成自己的超幀，周期性廣播攜帶有簇內(nèi) 通信信息的Beacon幀；

(3)形成CM節(jié)點(diǎn)超幀：CM節(jié)點(diǎn)收到CH的Beacon幀，申請(qǐng)加入CH組建的 簇；CM經(jīng)CH批準(zhǔn)加入簇后，形成自己的超幀；

BB節(jié)點(diǎn)超幀時(shí)段確定：

BB的一個(gè)超幀周期包括2個(gè)時(shí)段，Broadcast時(shí)段和Communication時(shí)段； 一個(gè)超幀周期中第一個(gè)時(shí)段是Broadcast時(shí)段，其預(yù)設(shè)長(zhǎng)度是T_Broadcast，該時(shí)段內(nèi) BB節(jié)點(diǎn)以退避的方式向管理范圍內(nèi)的CH廣播Beacon幀；Broadcast時(shí)段的實(shí) 際長(zhǎng)度取決于該超幀周期內(nèi)BB成功廣播Beacon幀需要的時(shí)間T₁；關(guān)系式如下：

TBB-Broadcast=T1,T1<TBroadcastTBroadcast,T1≥TBroadcast;]]>

Broadcast時(shí)段結(jié)束后，是Communication時(shí)段；該時(shí)段內(nèi)BB節(jié)點(diǎn)的任務(wù) 包括路由建立和數(shù)據(jù)傳輸；Communication時(shí)段的長(zhǎng)度是，

T_{BB-Communication}＝T_Superframe-T_BB-Broadcast；

CH節(jié)點(diǎn)超幀時(shí)段確定：

CH的一個(gè)超幀周期包括了7個(gè)時(shí)段，Scan時(shí)段，Sync時(shí)段，Sleep時(shí)段， Broadcast時(shí)段，Collect時(shí)段，Report時(shí)段，Sleep時(shí)段；Scan時(shí)段用于掃描 BB的Beacon幀，其長(zhǎng)度等于BB的Broadcast時(shí)段的實(shí)際長(zhǎng)度，即，

T_CH-Scan＝T_BB-Broadcast；

Sync時(shí)段，CH啟動(dòng)時(shí)鐘同步計(jì)算進(jìn)程，根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整本地時(shí)鐘，保證 與BB節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘同步，其長(zhǎng)度等于同步計(jì)算需要的時(shí)間，即，

T_CH-Sync＝T_Sync；

CH的Broadcast時(shí)段的起點(diǎn)由BB節(jié)點(diǎn)指定，用符號(hào)t₁表示，同時(shí)用符號(hào)t₀表 示Scan時(shí)段的預(yù)設(shè)終點(diǎn)；那么有下面的關(guān)系式成立，

t₁-t₀＝n×(T_CH-Broadcast+T_CH-Collect+T_CH-Report)＞T_Sync；

Sync與Broadcast之間的Sleep時(shí)段的長(zhǎng)度用符號(hào)T_CH-Sleep1表示為，

T_CH-Sleep1＝n×(T_CH-Broadcast+T_CH-Collect+T_CH-Report)-T_Sync；

+T_Broadcast-T_CH-Scan

Broadcast時(shí)段，CH無(wú)沖突地廣播Beacon幀，其長(zhǎng)度等于發(fā)送Beacon幀 需要的時(shí)間T_Beacon，即，

T_CH-Broadcast＝T_Beacon；

Collect時(shí)段，CH接收來(lái)自CM的數(shù)據(jù)包，其長(zhǎng)度用符號(hào)T_CH-Collect；

Report時(shí)段，CH無(wú)沖突地向BB發(fā)送數(shù)據(jù)包；假設(shè)CH發(fā)送數(shù)據(jù)包需要的時(shí) 間為T_Data，那么有，

Report之后到超幀周期結(jié)束的Sleep時(shí)段的長(zhǎng)度用符號(hào)T_CH-Sleep2表示為，

T_CH-Sleep2＝T_Superframe-T_CH-Scan-T_CH-Sync-T_CH-Sleep1

-T_CH-Broadcast-T_CH-Collect-T_CH-Report；

CM節(jié)點(diǎn)超幀時(shí)段確定：

CM的一個(gè)超幀周期中包括4個(gè)時(shí)段Scan時(shí)段，Report時(shí)段，Sync時(shí)段， Sleep時(shí)段；

Scan時(shí)段，CM掃描CH的Beacon幀，其長(zhǎng)度等于CH的Broadcast時(shí)段的 長(zhǎng)度，即，

T_CM-Scan＝T_CH-Broadcast；

Report時(shí)段，CM以退避方式向CH發(fā)送數(shù)據(jù)包，其長(zhǎng)度等于CH的Collect 時(shí)段的長(zhǎng)度，即，

其中T₂的計(jì)算，如果該超幀周期內(nèi)，CM以退避方式成功發(fā)送一次數(shù)據(jù)包需 要的時(shí)間為T₃，那么有，

T2=T3,T3<TCH-CollectTCH-Collect,T3≥TCH-Collect;]]>

Sync時(shí)段，CM啟動(dòng)時(shí)鐘同步計(jì)算進(jìn)程，根據(jù)結(jié)果調(diào)整本地時(shí)鐘，保證與 CH節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘同步，其長(zhǎng)度等于同步計(jì)算需要的時(shí)間，即，

T_CM-Sync＝T_Sync

Sleep時(shí)段的長(zhǎng)度，為

T_CH-Sleep＝T_Superframe-T_CM-Scan-T_CM-Report-T_CM-Sync。