[發(fā)明專利]一種適用于傳感器網(wǎng)絡協(xié)議的Beacon協(xié)調(diào)機制

有效

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• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN107172660B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 李旭;劉玉真;吳昱
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;北京信通致遠科技有限公司
• 主分類號: H04W28/04
• 分類號: H04W28/04;H04W48/16;H04W74/08;H04W76/11
• 代理公司: 11257 北京正理專利代理有限公司
• 代理人: 付生輝;黃景燕

1.一種適用于傳感器網(wǎng)絡協(xié)議的Beacon協(xié)調(diào)機制，其特征在于，所述協(xié)調(diào)機制包括以下步驟：

建立并重組PAN網(wǎng)絡，其中，

所述建立PAN網(wǎng)絡包括以下步驟：FFD發(fā)送SetDefaultPIB為TRUE的MLME-RESET.request原語重啟MAC層，active信道掃描，選取合適的PAN標識符，F(xiàn)FD設置macShortAddress＜0xffff，F(xiàn)FD發(fā)送PANCoordinator參數(shù)為TRUE的MLME-START.request原語，MAC層更新幀結構設置和信道選項，MAC層返回狀態(tài)為SUCCESS的MLME-START.confirm原語；

所述重組PAN網(wǎng)絡包括以下步驟：協(xié)調(diào)器接收CoordRealignment參數(shù)為TRUE的MLME-START.request原語，協(xié)調(diào)器重組PAN網(wǎng)絡，更新設置，判斷設備是否正在發(fā)送Beacon，若是，則激活間接傳輸并確認下次使用新的設置進行發(fā)送；若否，則設備立即發(fā)送重組命令，判斷重組命令是否發(fā)送成功，若是，則在Beacon中放置新的幀結構設置和信道設置進行發(fā)送，同時MAC層發(fā)送狀態(tài)為SUCCESS的MLME-START.confirm primitive原語；若否，則發(fā)送狀態(tài)為信道接入失敗的MLME-START.confirm，上層選擇重新發(fā)送MLME-START.request原語；

進行Beacon發(fā)送，所述進行Beacon發(fā)送包括以下步驟：判斷設備短地址macShortAddress是否為0xffff，若是，則FFD不能發(fā)送Beacon；若否，則FFD能夠發(fā)送Beacon，當信標指數(shù)BO(Beacon Order)不為15時，F(xiàn)FD設備使用MLME-START.request原語進行Beacon發(fā)送，基于對FFD的判斷進行不同的Beacon發(fā)送，包括以下情況：1)、判斷FFD是否為協(xié)調(diào)器，若是，則進行Beacon發(fā)送；若否，則須與協(xié)調(diào)器進行通信后發(fā)送Beacon，2)、判斷FFD是否為全網(wǎng)協(xié)調(diào)器，若是，則FFD忽略StratTime并立即發(fā)送Beacon，若否，則FFD基于StratTime計算發(fā)送時間，其中，所述基于StratTime計算發(fā)送時間包括以下步驟：若StartTime為0，則FFD立即發(fā)送Beacon，若StartTime不為0，則：1)、若FFD未接收到小于aMaxLostBeacons個連續(xù)的Beacon包，則根據(jù)所述FFD的macBeaconOrder繼續(xù)發(fā)送Beacon，2)、若FFD收到了來自協(xié)調(diào)器的Beacon，則根據(jù)收到的信息重新設置Beacon發(fā)送設置，3)、若FFD沒有收到來自協(xié)調(diào)器的Beacon，則發(fā)送MLME-SYNC-LOSS.indication原語至上層并立即停止發(fā)送Beacon；上層收到原語后發(fā)送MLME-START.request原語以重啟Beacon的發(fā)送，收到MLME-START.request后，MAC層重新設置macPANId并將其放入Beacon包的Source PANIdentifier區(qū)，在macBeaconTxTime中記錄最后一次發(fā)送Beacon幀的時間；

設備的入網(wǎng)與斷連，其中，

所述設備的入網(wǎng)具體包括以下步驟：MAC層重啟，選取PAN網(wǎng)絡后，上層發(fā)送MLME-ASSOCIATE.request原語，獲取PHY和MAC PIB參數(shù)，對macAssociationPermit進行判斷，若為TRUE，則協(xié)調(diào)器允許節(jié)點入網(wǎng)；若為FALSE，則協(xié)調(diào)器忽略設備發(fā)來的入網(wǎng)請求；

所述設備的斷連具體包括以下步驟：設備發(fā)送斷連命令，對TxIndirect進行判斷，若為TRUE，則協(xié)調(diào)器通過間接的方式向設備發(fā)送斷連命令；若為FALSE，則協(xié)調(diào)器將直接發(fā)送斷連命令，判斷設備是否收到斷連命令，若是則設備回復ACK；若否，則判斷設備已經(jīng)離開網(wǎng)絡，設備斷連完成后，移除關于本PAN網(wǎng)絡的所有參數(shù)；

進行Beacon同步，所述進行Beacon同步包括以下步驟：設備開啟接收器并在至多[aBaseSuperframeDuration*(2n+1)]內(nèi)進行搜尋匹配PAN標識符的Beacon，其中n＝信標指數(shù)BO(Beacon Order)，判斷搜索結果，若搜索成功，則設備將MAC頭中的源地址與源PAN進行匹配，若搜索失敗，則設備重復搜索，若達到最大嘗試次數(shù)aMaxLostBeacons仍搜索失敗，則向上層發(fā)送MLME-SYNC-LOSS.indication原語，判斷Beacon包中的信息是否等于本地保存的協(xié)調(diào)信息，若是則進行下一步判斷；若否，則丟棄該Beacon包，對macAutoRequest進行判斷，若為FALSE，則通知上層；若為TURE且Beacon中有數(shù)據(jù)負載，則設備通知上層并對比包中Address List Field的地址，判斷是否有本設備16位短地址或者64位擴展地址且macPANId相同，若是則設備開始提取間接數(shù)據(jù)；若否，則重復上述過程；

基于StartTime運行原則，協(xié)調(diào)Beacon的發(fā)送時序，其中，所述StartTime運行原則包括：通過網(wǎng)絡規(guī)模確定需要支持的鄰節(jié)點數(shù)，基于所述鄰節(jié)點數(shù)確定超幀指數(shù)SO(Superframe Order)與信標指數(shù)BO(Beacon Order)的差值，根據(jù)數(shù)據(jù)周期要求確定幀長的大致范圍并進一步確定信標指數(shù)BO的值和超幀指數(shù)SO的值，若以時隙為單位進行偏移，StartTime取偏移量的整倍數(shù)，節(jié)點根據(jù)接收Beacon的時間并與StartTime相加得到發(fā)送Beacon的時間。