[發(fā)明專利]適用于無(wú)線體域網(wǎng)緊急狀態(tài)下的節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310209375.4
• 申請(qǐng)日: 2013-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103281793A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勇;王平;王朝剛;李小龍;劉鑄德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W72/12
• 分類號(hào): H04W72/12
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及網(wǎng)絡(luò)調(diào)度方法，具體的說(shuō)是無(wú)線體域網(wǎng)緊急狀態(tài)下的調(diào)度方法，該方法在保證體域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的資源配置，最大限度降低緊急數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)延。

背景技術(shù)

體域網(wǎng)主要提供人體生命體征參數(shù)的監(jiān)護(hù)服務(wù)。體域網(wǎng)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，根據(jù)用戶個(gè)人的特殊情況對(duì)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)采樣周期、訪問(wèn)時(shí)隙數(shù)、訪問(wèn)周期進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。在不同健康情況下，生命體征參數(shù)動(dòng)態(tài)變化，因此，網(wǎng)絡(luò)需要對(duì)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的采樣周期、訪問(wèn)時(shí)隙數(shù)、訪問(wèn)周期等網(wǎng)絡(luò)資源配置參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化設(shè)置。

體域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)直接關(guān)系到用戶的生命安全與健康，采集到危險(xiǎn)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)被保證以極低的時(shí)延發(fā)送報(bào)警至體域網(wǎng)中心節(jié)點(diǎn)，同時(shí)獲取較多的時(shí)隙用于數(shù)據(jù)的上傳。體域網(wǎng)對(duì)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)資源配置參數(shù)應(yīng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)人體健康的危險(xiǎn)程度進(jìn)行靈活、動(dòng)態(tài)的設(shè)定，數(shù)據(jù)危險(xiǎn)系數(shù)較高的節(jié)點(diǎn)獲取較多的時(shí)隙，較短的訪問(wèn)周期和采樣周期，相反，數(shù)據(jù)危險(xiǎn)系數(shù)較低的節(jié)點(diǎn)獲取較少的時(shí)隙，較長(zhǎng)的訪問(wèn)周期和采樣周期。

為保證體域網(wǎng)中心節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)資源的動(dòng)態(tài)配置，體域網(wǎng)中心節(jié)點(diǎn)須頻繁發(fā)送調(diào)度命令幀。但是，大量的調(diào)度命令幀會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)擁堵和資源浪費(fèi)。

在西安電子科技大學(xué)被授權(quán)的名為“無(wú)線體域網(wǎng)中自適應(yīng)低時(shí)延媒體接入控制方法”的專利（專利號(hào)：ZL201010546017.9）中，針對(duì)IEEE802.15.4用于WBAN時(shí)，不能滿足對(duì)GTS（保證時(shí)隙）業(yè)務(wù)的自適應(yīng)靈活支持、GTS分組的傳輸時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗的要求，提出了一種無(wú)線體域網(wǎng)中自適應(yīng)低時(shí)延媒體接入控制方法。該方法在超幀結(jié)構(gòu)中固定CAP時(shí)期長(zhǎng)度，CFP時(shí)期的長(zhǎng)度和非激活期長(zhǎng)度根據(jù)當(dāng)前超幀中GTS業(yè)務(wù)量自適應(yīng)變化，實(shí)現(xiàn)根據(jù)GTS業(yè)務(wù)情況對(duì)GTS時(shí)隙進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)GTS業(yè)務(wù)的自適應(yīng)靈活支持和降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能耗；另外，在超幀結(jié)構(gòu)中增加一個(gè)通知幀時(shí)隙，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前超幀發(fā)送GTS請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)便可以在當(dāng)前超幀中獲得GTS時(shí)隙分配信息，并在當(dāng)前超幀的擴(kuò)展CFP時(shí)期發(fā)送GTS業(yè)務(wù)，從而減小GTS分組的時(shí)延。但該方法仍然存在以下兩方面的不足：

（1）在上述方法中，當(dāng)體域網(wǎng)內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)有保證時(shí)隙需求時(shí)，在競(jìng)爭(zhēng)期通過(guò)時(shí)隙載波偵聽(tīng)多址接入沖突避免機(jī)制接入信道，向協(xié)調(diào)器發(fā)送保證時(shí)隙請(qǐng)求，這樣的接入方法不足之處在于：如果當(dāng)前超幀的CAP階段的時(shí)隙全部被占用用于處理其他的命令，則節(jié)點(diǎn)發(fā)送的GTS請(qǐng)求不能得到立即處理，而必須等到下一個(gè)超幀CAP才能進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)接入，即：該方法不能保證體域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)采集到的危險(xiǎn)數(shù)據(jù)以極低的時(shí)延發(fā)送報(bào)警至體域網(wǎng)中心節(jié)點(diǎn)，難于滿足體域網(wǎng)緊急狀態(tài)下申請(qǐng)危險(xiǎn)數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)隙的要求；

（2）無(wú)線體域網(wǎng)中自適應(yīng)低時(shí)延媒體接入控制方法在GTS時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，普通節(jié)點(diǎn)向協(xié)調(diào)器發(fā)送GTS請(qǐng)求后，協(xié)調(diào)器根據(jù)普通節(jié)點(diǎn)欲申請(qǐng)的GTS時(shí)隙數(shù)，并綜合當(dāng)前超幀中可分配的GTS時(shí)隙數(shù)目對(duì)其進(jìn)行GTS時(shí)隙分配。如果當(dāng)前超幀中未被占用的GTS數(shù)小于普通節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)的GTS數(shù)，則對(duì)該GTS請(qǐng)求不予分配GTS時(shí)隙。該方法沒(méi)有考慮針對(duì)當(dāng)前超幀剩余GTS不足以用于給普通節(jié)點(diǎn)分配GTS請(qǐng)求的情況以及多個(gè)節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)GTS引起的資源沖突問(wèn)題；由于體域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)直接關(guān)系到用戶的生命安全與健康，它不能根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的危險(xiǎn)系數(shù)動(dòng)態(tài)的確定優(yōu)先級(jí)，并依據(jù)優(yōu)先級(jí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度，不利于解決體域網(wǎng)緊急數(shù)據(jù)上傳的時(shí)延問(wèn)題。

在富士通株式會(huì)社被授權(quán)的名為“對(duì)體域網(wǎng)的改善”的專利（專利號(hào)：ZL201080010420.8）中，針對(duì)無(wú)線體域網(wǎng)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域時(shí)對(duì)緊急情況處理的可靠性的要求，提出了一種對(duì)體域網(wǎng)的改善的方法，用于更為有效地確保用于的生命安全和健康。該方法實(shí)現(xiàn)了當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)采集到危險(xiǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，向協(xié)調(diào)器發(fā)送裝載緊急狀況信息的類型幀，協(xié)調(diào)器發(fā)送確認(rèn)幀告知節(jié)點(diǎn)已收到緊急狀況宣布，并采取應(yīng)以措施。例如，增加分配給傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)隙從而確保來(lái)自傳感器的后續(xù)信息的可靠性。

該方法在解決體域網(wǎng)緊急狀況的問(wèn)題時(shí)，盡管協(xié)調(diào)器在當(dāng)前超幀確認(rèn)接收到節(jié)點(diǎn)的緊急狀況宣布，并采取發(fā)送信標(biāo)幀向其告知發(fā)送緊急數(shù)據(jù)的時(shí)隙，但是由于GTS時(shí)隙的分配信息需要在下一個(gè)超幀中的信標(biāo)中進(jìn)行廣播，所以在當(dāng)前超幀的CFP時(shí)期，節(jié)點(diǎn)不能及時(shí)傳輸分組，而必須等到下一個(gè)超幀的CFP時(shí)期才能進(jìn)行傳輸，這樣無(wú)疑增加了對(duì)緊急狀況處理的時(shí)延。