[發明專利]大規模監測傳感網RAW重分組實現及周期性傳輸分組方法

有效

• 申請號: 201910605040.1
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110493798B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 孫彥景;楊俊秋;陳巖;王艷芬;孫智;李松
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W28/04;H04W28/08;H04L12/24
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.大規模監測傳感網RAW重分組實現及周期性傳輸分組方法，包含檢測設備、網關和由多個節點構成的無線傳感器網絡，其特征在于：具體包括兩個部分，

(1)基于Gold序列的在線不斷聯RAW重分組實現；

步驟1.1，將所有監測節點與AP關聯，AP為其分配AID和Gold地址；

步驟1.2，AP按每個RAW的起始AID和結束AID為節點設置初始RAW分組；

步驟1.3，節點按初始RAW分組安排傳輸采樣數據包；

步驟1.4，AP采用Gold分組復合碼將節點重分組；

(2)周期性數據傳輸RAW分組；

步驟2.1，AP手機周期T內每個數據包預計占用信道時間；

步驟2.2，計算相鄰兩個數據包的傳輸間隔Δ_i；

步驟2.3，根據Δ_i確定RAW分組持續時間并進行第一次分組；

步驟2.4，查詢未分配碰撞包的RAW組并進行第二次分組；

步驟2.5，按此時RAW組剩余空閑時間大小進行第三次分組；

步驟2.6，按此時碰撞棧中仍存在的數據包丟棄；

步驟2.7，AP配置信標中RAW信息并傳輸信標；

所述步驟1.1-步驟1.4具體如下：

在節點與AP的關聯階段，在AID請求幀中加入Gold地址碼請求；AP在接收到節點的AID請求幀后，在AID回復幀中擴展出相應的位數承載節點請求的Gold地址碼；節點在收到分配的AID和Gold地址碼后存儲用于后續的分組；

在分組階段，AP將分為一個RAW組節點的Gold地址碼相疊加構成Gold分組復合碼，由信標中的RPS攜帶所有RAW分組信息，廣播給所有節點；其中，在RPS幀中包含多個RAW配置子字段，表示多個RAW的分組信息，每個RAW包含一個Gold分組復合碼；

設AP已關聯n個節點，每個節點對應的Gold序列為{g₁,g₂,…,g_n}，則AP在信標中廣播的第j個RAW分組信息復合碼可表示為：

其中，C_i表示節點i是否被分配在該RAW內，若i節點被分配在該RAW內，C_i＝1；否則，C_i＝0；

在接收階段，節點i將關聯階段AP分配的Gold序列g_i與信標中的分組復合碼轉化為雙極性碼，進行內積，即：

其中，P為歸一化內積值，

把歸一化內積值P與相關函數門限相比較，若則節點i被分配在第j個RAW內，其中

計算每個RAW的到達時間，也就是組內節點爭用信道的時間；在這段時間內，RAW組內的節點可競爭信道發送監測數據包；

基于Gold序列的在線不斷聯RAW重分組實現在MAC層協議幀格式中的實現過程如下：

在監測節點關聯AP節點階段分配給已關聯的節點，對協議MAC層作出的幀修改，包括對AID請求幀字段、AID回復幀字段、RAW配置幀子字段的修改；

在AID請求幀中加入Gold序列請求；

AP在接收到節點得AID請求幀后，在AID回復幀中擴展出相應的位數承載節點請求的Gold地址碼；

節點在收到地址碼后存儲用于后續的分組；

在分組階段，AP廣播攜帶分組信息的RPS(RAW Parameter Set)，在RPS幀中包含多個RAW配置子字段，表示多個RAW的分組信息，其中每個RAW包含一個Gold復合序列，指明哪些節點分配在該RAW內；其中，每個RAW內最大可包含STA數為2^k個，則Gold復合序列的長度為(2ⁿ+1)*k位。