[发明专利]一种功率管理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络技术，特别涉及一种无线个人区域网络中的功率管理方法和装置。 

背景技术

无线个人区域网络(WPAN)是一种低速率、低功耗、低复杂度并且包括大量无线节点的网络，其潜在应用领域有传感器、遥控玩具、智能徽章、遥控器以及家庭自动化装置等。美国电机电子工程师协会(IEEE)802.15.4标准为WPAN的实现制定了媒体访问控制(MAC)层协议，其传输范围在WPAN的典型传输范围10m左右。该标准规定了WPAN的三种可选数据率：250kbit/s、40kbit/s以及20kbit/s；两种寻址方式：16位比特和64位比特寻址；三种工作频段：2.4GHz频段上16个信道，915MHz频段上10个信道以及868MHz频段上1个信道。 

IEEE802.15.4标准中规定，使用超帧来周期性地组织网络内节点间的通信，WPAN中的协调器利用超帧结构来限制带宽。图1为现有超帧结构示意图。如图1所示，一个超帧通常由活跃期和不活跃期两部分组成，在不活跃期间，节点进入休眠状态以节省能量。每个超帧的活跃期又具体分为三部分：信标帧、竞争时段(CAP)以及非竞争时段(CFP)。其中，信标帧在传输时隙0的起始处，随后为CAP时段，CAP时段之后为CFP时段，并持续到超帧活跃期结束。活跃期的三个组成部分被具体划分为超帧时隙数目(aNumberSuperframeSlots)个等长的时隙，每个时隙的持续时间为2^SO*aBaseSlotDuration。在CAP时段，节点使用载波侦听多点接入(CSMA)/冲突避免(CA)算法竞争接入信道；在CFP时段，节点无需使用CSMA/CA算法来竞争信道，网络中的协调 器根据节点在CAP时段申请的时隙保证机制(GTS)情况，将CFP划分为若干个GTS，每个GTS由若干个连续时隙组成，所以CFP的持续时间取决于所有GTS的长度。 

通常情况下，为节省能量，可以使各节点在与自己无关的GTS进入到功率很低的休眠状态；而如果要在此基础上实现更合理的能量利用，则需要对现有功率管理方法进行一定的优化。 

现有技术中提出了一种功率管理优化方法，即链接服务算法(LSA，Linked Service Algorithm)。在介绍这一算法的具体实现之前，首先介绍一些与之相关的图论中的概念和定理。 

定义1图 

所谓图是指一个三元组，记作G＝<V(G)，E(G)，(G)>，其中： 

(1)V(G)＝{v₁，v₂，...，v_n}，V(G)≠φ，称为G的顶点(vertex)集合； 

(2)E(G)＝{e₁，e₂，...，e_m}为G的边(edge)集合；其中e_i为{v_j，v_t}或<v_j，v_t>，j≠t；若e_i为{v_j，v_t}，则称e_i为以v_j和v_t为端点(end vertices)的无向边(undirectededge)，每条边都是无向边的图称为无向图(undirected graph)；若e_i以v_j为起点(origin)，v_t为终点(terminus)，则称e_i为有向边(directed edge)，每条边都是有向边的图称为有向图(directed graph)。 

(3)(G)：E→V×V称为关联函数(incidence function)。 

定义2度(degree) 

G是任意图，x∈G，与x关联的边数称为x的度，记作deg(x)或d(x)；关联于同一条边的两个顶点称为邻接顶点(adjacent vertex)；不与任何顶点相连接的顶点，即度为零的顶点称为孤立顶点(isolated vertex)；关联于同一个顶点的边称为邻接边(adjacent sides)；仅有一些孤立顶点的图称为零图(null graph)或空图(empty graph)；只有一个孤立顶点的图称为平凡图(trivial graph)；任何不同的两顶点之间都有边相连的简单无向图称为完全图(complete graph)。