[發明專利]一種工業無線網絡動態頻譜池構建系統及方法有效
| 申請號： | 201810584025.9 | 申請日： | 2018-06-08 |
| 公開（公告）號： | CN108882246B | 公開（公告）日： | 2023-05-09 |
| 發明（設計）人： | 許洪華;關新平;陳彩蓮;徐池;江濤 | 申請（專利權）人： | 蘇州科技大學 |
| 主分類號： | H04W16/14 | 分類號： | H04W16/14;H04W16/18 |
| 代理公司： | 南京經緯專利商標代理有限公司 32200 | 代理人： | 曹毅 |
| 地址： | 215000 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 工業 無線網絡 動態 頻譜 構建 系統 方法 | ||
1.一種工業無線網絡動態頻譜池構建系統，包括工業生產設備所在的工業生產區域、工業生產區域內用于測控的工業無線網絡區域、以及工業無線網絡區域中無線儀表構成的工業無線網絡節點，其特征在于，該系統包括分布在工業生產區域的若干具有工業無線通信全信道頻譜感知能力和功率可調通信能力的頻譜池構建系統節點、以及用于感知工業無線網絡區域頻譜的頻譜池構建系統區域，其中，
所述頻譜池構建系統區域以多個連通的正方形區域覆蓋工業無線網絡區域；
每個所述工業無線網絡節點的通信半徑內均包括至少一個頻譜池構建系統節點，從而保證存在頻譜池構建系統節點能感知該工業無線網絡節點的通信；
每個所述頻譜池構建系統節點的通信半徑內至少包括另一個頻譜池構建系統節點，從而保證頻譜池構建系統節點間的連通性；
所述頻譜池構建系統節點通信半徑rs為：所述正方形區域的邊長d為：其中rm為工業無線網絡節點的最小通信半徑；
每個所述正方形區域內放置有一個頻譜池構建系統節點。
2.根據權利要求1所述的工業無線網絡動態頻譜池構建系統，其特征在于，所述頻譜池構建系統節點包括ZigBee芯片MC?13213，所述ZigBee芯片MC?13213上分別連接有時鐘電路、BDM接口、天線電路、電源電路、電源及相應的基本外圍電路。
3.一種工業無線網絡動態頻譜池構建方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
步驟1)以工業無線網絡區域一個端點為原點，建立平面直角坐標系，橫縱座標單位為對應的方格數，并依次標記頻譜池構建系統節點；
步驟2)選擇相應無線通信協議，每個頻譜池構建系統節點周期地感知各個信道質量QNc＝{qNc1,qNc2,…,qNc16}，并周期地統計單元格內工業無線網絡節點通信情況QNs＝{qNs1,qNs2,…,qNs16}，取QN＝αNQNc+βNQNs作為該頻譜池構建系統節點處頻譜感知結果，其中，αN和βN分別為節點N處信道感知結果和通信統計結果在信道質量結果中占比權重系數；
步驟3)各個頻譜池構建系統節點依次沿X坐標軸將頻譜感知結果傳遞，末端節點取Q＝αQc+βQs，作為系統頻譜池信道質量，其中，α和β為向量，是各頻譜池構建系統節點信道質量在系統頻譜池信道質量結果中占比權重系數；
步驟4)按照各個信道質量進行排序，根據工業無線網絡需要，選取所需數量的信道構成可用頻譜池，末端節點將可用頻譜池反向傳回各個頻譜池構建系統節點；
步驟5)在系統工作過程中，此頻譜池構建過程周期進行，并通過強化學習優化權值從而形成系統可用的動態頻譜池。
4.根據權利要求3所述的工業無線網絡動態頻譜池構建方法，其特征在于，所述步驟3)中頻譜池構建系統節點的下一跳X無節點時沿Y軸。
5.根據權利要求3所述的工業無線網絡動態頻譜池構建方法，其特征在于，所述步驟2)中工業無線網絡采用IEEE?802.15.4物理層和鏈路層。
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