[发明专利]通信维护方案匹配方法、链路监控器及无线传感器网络

说明书

技术领域

本申请涉及无线传感器网络技术领域，特别涉及一种通信维护方案匹配方法、链路监控器及无线传感器网络。

背景技术

随着物联网技术的深入发展，无线传感器网络已经广泛应用于工业控制和军事侦察等各个领域。其中，无线传感器网络以电磁波为载体在空间中进行信息传递，其无需布线，大大降低了网络的使用成本。

但是，无线传感网络在以电磁波为载体传递信息时，很容易受到外界干扰。例如随着蓝牙以及WIFI(wireless fidelity，无线保真)技术的日渐普及，2.4G频段的使用频率越来越高，对于采用IEEE802.15.4作为主流通信协议的无线传感器网络来说，发生同频干扰的概率越来越大。因此，在很多通信协议中引入了CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，带有冲突避免的载波侦听多路访问)技术、分时调度技术和跳频等技术。

虽然，上述CSMA/CA技术、分时调度技术和跳频等技术可以避免同频干扰发生的概率，在一定的程度上提高了无线传感器网络的可靠性。但是，在提高无线传感器网络可靠性的同时，降低了通信资源的利用率。同时上述技术无法实时满足通信过程的时间特性和空间特性，使得采用以上技术无线传感器网络无法满足高可靠性要求。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种通信维护方案匹配方法，用于解决现有无线传感器网络中通信资源利用率低，无法实时满足通信过程的时间特性和空间特性，从而无法满足高可靠性要求的问题。

本申请还提供了一种链路监控器和无线传感器网络，用以保证上述方法在实际中的实现及应用。

为了解决上述问题，本申请提供了一种通信维护方案匹配方法，应用于无线传感器网络，在数据链路层上为每个无线设备增设一链路监控器，所述链路监控器作为数据链路层和网络层的接口，将所述无线设备之间的单跳通信链路的通信过程划分为源阶段、传输阶段和阱阶段三个通信阶段，所述方法包括：

检测单跳通信链路的通信质量；

对所述通信质量进行统计分析，获取所述单跳通信链路的丢包率；

将所述丢包率和预设丢包阈值进行对比，依据所述对比结果，分别为所述单跳通信链路中各个通信阶段匹配各自对应的最优通信维护方案。

优选地，所述对所述通信质量进行统计分析，获取所述单跳通信链路的丢包率包括：

对所述通信质量进行统计分析，获取所述源阶段的冲突发生率和发送失败率、所述传输阶段的传输失败率和误码率以及所述阱阶段的接收失败率；

依据所述源阶段的冲突发生率和发送失败率、所述传输阶段的传输失败率和误码率以及所述阱阶段的接收失败率，分别得出所述源阶段、所述传输阶段和所述阱阶段的丢包率；

将各个通信阶段的丢包率求和，将求和结果作为所述单跳通信链路的丢包率。

优选地，所述依据所述对比结果，分别为所述单跳通信链路中各个通信阶段匹配各自对应的最优通信维护方案包括：

在所述对比结果为丢包率小于等于所述预设丢包阈值的情况下，继续维持之前所述单跳通信链路中各个通信阶段自身对应的最优通信维护方案；

在所述对比结果为丢包率大于所述预设丢包阈值的情况下，从预设方案表中选择所述单跳通信链路中各个通信阶段自身对应的最优通信维护方案。

优选地，所述从预设方案表中选择所述单跳通信链路中各个通信阶段自身对应的最优通信维护方案包括：

获取更新周期内的各个通信阶段的丢包率；

从所述更新周期内各个通信阶段的丢包率中选取丢包率之和小于等于所述预设丢包阈值的单跳通信链路，将该单跳通信链路作为待匹配单跳通信链路；

从所述预设方案表中选择所述待匹配单跳通信链路中各个通信阶段自身对应的最优通信维护方案。

优选地，将所述源阶段的冲突发生率和发送失败率、所述传输阶段的传输失败率和误码率以及所述阱阶段的接收失败率分别作为自身阶段的必选指标值；

所述从所述预设方案表中选择所述待匹配单跳通信链路中各个通信阶段自身对应的最优通信维护方案包括：

将更新周期内所述待匹配单跳通信链路中各个通信阶段的必选指标值分别按照丢包率降序值进行排序；

对于单跳通信链路中的任一通信阶段，获取按照丢包率降序值进行排序的第一个所述必选指标值，判断所述必选指标值；