[发明专利]一种用于IEEE802.15.4网络环境下的基于时间敏感传输和带宽优化利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及IEEE 802.15.4网络的无线接口技术、管理机制、MAC层协议，尤其涉及它的调度算法。

背景技术

随着经济社会的不断发展，人们对低能耗、低速率的IEEE 802.15.4网络的研究兴趣越来越大，因为其在军事、矿场、家庭自动化和医疗看护等方面有很大的应用前景。

一个完整的IEEE 802.15.4网络由几个或者多个微微网(piconet)组成。微微网由多个单独节点组成，可进一步分为主节点和从节点，一个主节点可以同时和7个活跃从节点实现数据交换。这些微微网是可以互连的，从而形成更大规模的分散网(scatternet)。调频技术的应用可以让IEEE 802.15.4网络中的节点在某个区域内部高密度的存在。

如何组建一个高带宽利用率、低延时、低能耗和网络鲁棒性好的IEEE802.15.4网络是人们研究该网络的最具有挑战性的难题。这些难题包含有：IEEE 802.15.4网络拓扑结构的建立、网络路由算法的研究、网络切换算法的研究和网络调度算法的研究。为了解决上述问题，人们进行着深入和广泛的研究，并将研究成果一步步的应用到现实生活的应用上。本发明着重研究IEEE802.15.4网络的调度算法。

IEEE 802.15.4网络的调度算法研究的必要性主要是因为大多数的IEEE802.15.4网络节点都是低功率、低速率的无线电子设备，并且一般都是单射频的。它只能以时分复用方式(TDMA)接入无线信道，在某一具体时刻只能在某个特殊信道内工作。这时，在一个庞大的WPAN网络中，有众多的通信请求的情况下，一个高带宽利用率、低延时的调度算法的存在是这个网络稳定工作的基本保证。

现阶段，人们对IEEE 802.15.4网络的调度算法的主要是研究一下几个方面：1、低时延；2、高带宽利用率；3、公平性好；4、Qos保证；5、安全性高。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于时间敏感传输，同时优化带宽利用率的调度算法。该算法在充分满足各从节点对时延要求的基础上进行调度选择，并通过对UGTS的重新分配，提高GTS使用率从而达到提高带宽利用率。

本发明的目的是通过如下方式实现的：一种用于IEEE802.15.4网络环境下的基于时间敏感传输和带宽优化利用方法：

Ⅰ、时限值的微调：

给定一组需要传输的数据据T_i(d_i，p_i，r_i)，其中d_i为传输的时限值，p_i为需要传输的总数据量，r_i为从节点到簇头的距离。首先需要对时限值进行微调，其微调后的值定义为D_i。D_i的计算公式如下：