[發明專利]基于多信道跳頻的微功率無線網絡自組網方法

有效

• 申請號: 201310303488.0
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103428899A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 李宏文;劉述鋼;彭娟;王調建;肖昌民
• 申請（專利權）人: 珠海中慧微電子有限公司
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;G08C17/02
• 代理公司: 廣東秉德律師事務所 44291
• 代理人: 楊煥軍;閆有幸

1.一種基于多信道跳頻的微功率無線網絡自組網方法，其特征在于，協調器節點和路由節點組網階段的處理流程包括：

協調器節點在公共信道組逐跳發起廣播組網命令，在指定的私有信道組與路由節點完成信息交互；

協調器節點控制不同中繼深度的已入網路由節點分組轉發廣播組網命令；

路由節點在協調器節點激活鏈路的條件下才允許與鄰居節點或協調器交互信息；否則在預先設定的私有信道組表中進行多信道被動掃描，通過捕獲協調器節點至其1跳范圍內的鄰居節點的整條路徑，實時自行抉擇優化路徑，在通信鏈路活躍期內向協調器節點主動上報捕獲的整條路由；

協調器節點在私有信道組接收路由節點入網申請，并對入網申請的路由節點身份的合法性進行判斷，依據身份合法性的結果批量發送網絡配置命令或拒絕加入命令。

2.根據權利要求1所述的自組網方法，其特征在于，所述公共信道和私有信道均為兩個頻點；協調器上電或復位后，在公共信道組和預先設定的私有信道組表中隨機選擇的私有信道組進行能量掃描，各組中選擇相對信噪比較高的一個頻點，作為優先工作頻點。

3.根據權利要求1所述的自組網方法，其特征在于，所述協調器節點通過多次發送不同中繼深度的廣播組網命令幀，遍歷整個網絡路由節點，每一次廣播組網命令廣播到某指定的中繼深度，每一個已入網路由節點對同一個組網命令幀ID僅轉發一次；組網命令包括下面幾種：全網絡已入網路由節點轉發廣播組網命令，即全網廣播組網；僅末級已入網路由節點發送廣播組網命令，即單點廣播組網。

4.根據權利要求1、2或3所述的自組網方法，其特征在于，所述協調器節點在每跳呼叫組網鏈路活躍時間結束之后，讀取新加入網絡路由節點的鄰居節點表，并保存；協調器根據讀取各路由節點的鄰居節點信息，控制已入網路由節點多跳分組廣播。

5.根據權利要求4所述的自組網方法，其特征在于，所述協調器節點內保存到各路由節點的完整路徑，首次來源于路由節點主動上報，路由節點成功加入網絡之后，協調器可根據鄰居節點關系以及各自接收對方的信號強度，綜合整條鏈路成本、中繼深度以及通信成功率，對上報路徑進行優化。

6.根據權利要求4所述的自組網方法，其特征在于，所述協調器節點在公共信道組選擇已入網路由節點逐跳轉發廣播組網命令，而未選擇的已入網路由節點不轉發組網命令，僅更新鄰居節點信息和完整路由信息。

7.根據權利要求1、2、3或4所述的自組網方法，其特征在于，所述廣播組網命令幀中包括協調器節點選定的私有信道組號、協調器節點至當前路由節點的跳數、協調器至當前位置的中繼列表，中繼列表中路由節點接收上一級路由節點報文時的信號強度，子網ID，組網命令幀ID，入網路由節點發起加入網絡之前的等待時間和本次通信鏈路活躍時間。

8.根據權利要求7所述的自組網方法，其特征在于，所述本次通信鏈路活躍時間，用于告知已入網節點必須在鏈路活躍期內完成轉發響應報文，否則丟失；告知未入網節點在鏈路活躍期內沒有接收到組網命令幀的條件下，可以在公共信道發起連接網絡請求幀，否則多信道掃描接收。

9.根據權利要求8所述的自組網方法，其特征在于，待入網路由節點被動掃描到有效路由信息之后，先計算本次鏈路活躍剩余時間，是否滿足完成一次申請加入網絡所需時間要求，否則保存獲取的路由信息，待再次被動掃描鏈路活躍時，主動發起入網申請，但是放棄本次加入網絡申請。

10.根據權利要求8或9所述的自組網方法，其特征在于，路由節點通過計算得知協調器控制通信鏈路處于非活躍期間，已入網和未入網路由節點僅進行被動掃描，不主動向無線通信鏈路發起報文。

11.根據權利要求9所述的自組網方法，其特征在于，路由節點計算本次鏈路活躍剩余時間的方法是，協調器允許鏈路活躍時間t_activing-競爭信道消耗時間t_CCA-物料層發送報文消耗的時間t_modem-路由節點內部存儲轉發消耗時間t_fix，每個路由節點接收協調器發送報文后都要計算鏈路活躍時間，并啟動鏈路活躍剩余時間定時器，同時在需要轉發此報文前，更新鏈路活躍剩余時間。