[發明專利]一種基于ZigBee網絡的服務質量優化方法及系統

有效

• 申請號: 201711015215.0
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107613570B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 李艷麗;楊燕鎏
• 申請（專利權）人: 李艷麗
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 張帆

1.一種基于ZigBee網絡的服務質量優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：對ZigBee網絡的每個節點設置多種信道接入類別以及每種信道接入類別對應的發送隊列，其中不同信道接入類別之間預設有優先級順序；

步驟2：根據預先設定的劃分機制對數據的服務質量進行類別劃分，并根據數據的服務質量將不同類別的數據分別映射到不同信道接入類別對應的發送隊列中；

步驟3：根據不同信道接入類別對應的優先級計算每一種預設信道接入類別對應的接入參數；

步驟4：每個節點偵聽信道狀態，在信道空閑時根據所述接入參數和每種信道接入類別對應的優先級接入信道，并發送所述發送隊列中不同服務質量的數據；

步驟5：實時檢測信道是否發生沖突，并在發生沖突時觸發沖突避免機制；

所述沖突避免機制具體為：

發生外部沖突時，則利用如下公式計算新退避時間BO，并在偵聽到信道處于空閑狀態時根據新退避時間BO再次進入退避狀態，并在退避狀態結束時再次發送；

BO＝Random()*(WF[AC]*New_BW[AC]-1)*aBaseSloTDuraTion

New_BW[AC]＝WF[AC]*Old_BW[AC]

其中，Random()表示一個(0，1)平均分配的偽隨機函數，WF[AC]為不同信道接入類別對應的加權因子，New_BW[AC]為新退避窗口值，Old_BW[AC]為原退避窗口值，aBaseSloTDuraTion為IEEE802.15.4規定的時隙長度。

2.根據權利要求1所述的基于ZigBee網絡的服務質量優化方法，其特征在于，所述步驟1具體包括：

將ZigBee網絡的每個節點設置為四種信道接入類別：默認流AC3、盡力而為流AC2、狀態流AC1和控制流AC0，且所述信道接入類別的優先級從低到高依次為：默認流AC3、盡力而為流AC2、狀態流AC1和控制流AC0。

3.根據權利要求1所述的基于ZigBee網絡的服務質量優化方法，其特征在于，所述接入參數包括仲裁幀間隙AIFS和退避時間BO；

不同信道接入類別對應的所述仲裁幀間隙AIFS[AC]的計算公式如下：

AIFS[AC]＝AIFSN[AC]*aBaseSloTDuraTion+SIFS

其中，AIFSN[AC]為ZigBee網絡的每個節點中不同信道接入類別偵聽信道空閑的時隙數，aBaseSloTDuraTion為IEEE802.15.4規定的時隙長度，SIFS為短幀間隔；

所述退避時間BO的計算公式如下：

BO＝Random(1,BW[AC]+1)*aBaseSloTDuraTion

其中，BW[AC]為不同信道接入類別對應的退避窗口值，其值處于對應信道接入類別的預設退避窗口最小值aBWmin[AC]與預設退避窗口最大值aBWmax[AC]之間，Random(1,BW[AC]+1)為[1,BW+1]之間的一個服從均勻分布的隨機整數值。

4.根據權利要求1所述的基于ZigBee網絡的服務質量優化方法，其特征在于，所述檢測信道是否發生沖突具體包括：

當某一節點退避過程結束時，該節點內不同信道接入類型對應的退避計時器同時減為零，則該節點發生內部沖突；

當不同節點間發送數據后，在設定的時間內沒有收到確認幀，則不同節點間發生外部沖突。

5.根據權利要求3所述的基于ZigBee網絡的服務質量優化方法，其特征在于，所述沖突避免機制還具體為：

發生內部沖突時，優先級高的信道接入類別對應的數據接入信道，優先級低的信道接入類別對應的數據掛起，并在偵聽到下一次信道空閑后按照所述退避時間BO再次進入退避狀態，并在退避狀態結束時再次發送。