[发明专利]一种下行控制信息发送方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域中的移动通信网络技术领域和无线传感器网络技术领域，尤其涉及一种通过移动通信网络进行无线传感器网络中的下行控制信息发送的方法、装置及系统。

背景技术

近年来，随着微电子技术、微电子机械系统(Micro-Electro-MechanicalSystems：MEMS)技术及无线通信技术的飞速发展，集感知与无线通信功能于一身的低功耗传感器的设计与应用成为现实。由此应运而生的无线传感器网络在医疗、公共安全、军事及环境监控等方面有着巨大的应用前景。只要通过在事件发生地附近部署相应的传感器节点，就可以收集所感兴趣的信息。

另一方面，移动通信网络是目前、也是可预见将来一段时间内基础设施建设最完善、应用范围最广、用户最为广泛、业务成熟度最高的面向大众的网络。随着移动通信网络通信容量的飞速的发展，信息来源及新的增值业务增长点是现在及未来移动通信网络将要面临的一个重要问题。两者的结合或者融合可以使无线传感器网络作为无线通信网络的延伸为移动通信网络提供海量的信息来源，有可能使得无线传感器网络成为推动无线通信网络发展的一极，成为一种新型的移动增值业务来推动无线数据网络的发展。

在无线传感器网络中，一般包括如下三种类型的节点：一种为传感器节点(Sensor Node)，此类节点上配备有各种类型的传感器，负责对周围环境的探测与感知；还包括两种管理节点，一种为簇头节点(CH：Cluster Head)，此类节点作为局部区域数据收敛节点，将把簇内传感器节点传给它的数据(也可能是进行数据融合后的数据)传送给汇聚节点，且簇头之间可以通过多跳的方式把数据汇聚到汇聚节点；另一种管理节点为汇聚节点(Sink Node)，此类节点具有收集来自其它传感器节点信息或者搜集从簇头节点传送的数据信息的功能，且通常都配备两个以上的网络接口，一方面通过无线传感器网络接口与底层的无线传感器网络节点进行通信，另一方面通过连接的以太网或无线网络接入其它网络。汇聚节点又可以分为固定汇聚节点(FSN：Fixed Sink Node)与移动汇聚节点(MSN：Mobile Sink Node)。

无线传感器网络是一种多跳方式通信的网络且具有能量受限的特性，在现有的技术方案中，簇头节点或者汇聚节点与传感器节点建立通信的过程及数据的发送通常都通过逐跳扩散转发方式进行。图1所示为现有技术中的无线传感器网络的拓扑结构示意图，以簇头节点作为管理节点为例，具体包括：簇头节点ch1，簇头节点ch1负责对其周围的该簇内的传感器节点进行通信与管理，包括传感器节点1-n，其中：

传感器节点1-n上配备有各种类型的传感器，负责对周围环境的探测与感知，并且传感器节点1-n可以通过一跳或者多跳的方式与其归属的簇头节点ch1进行通信；簇头节点ch1作为该簇的数据收敛节点，将把传感器节点1-n传给它的数据(可能进行数据融合后的数据)传送给后端设备。且无线传感器网络中可包括多个簇头节点，如还包括簇头节点ch2、ch3，各簇头节点之间可以通过多跳的方式把簇头节点收集的数据汇聚到后端设备。

并且，簇头节点ch1还用于对传感器节点1-n进行管理和控制，如通过向传感器节点1-n发送下行控制信息对其进行管理和控制，包括同步、路由建立和资源调度等管理和控制。目前传统的无线传感器网络工作方式中，簇头节点ch1在根据各传感器节点1-n的当前状况确定出相应的控制决策后，会首先把下行控制信息发送给与其直接连接的传感器节点1，并要求其进行转发。接收到该下行控制信息的传感器节点依次进行转发直到最后一跳的无线传感器节点接收到该信息。如图中下行控制信息从ch1发送给传感器节点1后，经历n跳后最终将到达传感器节点n。

该多跳转发方式有利于节省发送节点的能量并有利于减小节点的复杂度，适用于普通数据包的发送，但是该方式并不完全适用于信令信息及其它控制信息的发送，如节点建立通信过程广播信息、同步信息、路由建立和资源调度等相关控制信息的发送等。此类信息的及时、正确发送是保证后续通信的基础，但是由于无线传感器网络多跳扩散本身具有较大的延迟及各跳链路的不确定性，使得此类信息下发及通信链路的建立过程需要经历一个较长的时间过程，进而导致无线传感器网络的链路质量下降，且通信效率降低。

发明内容

本发明实施例提供一种下行控制信息发送方法、装置及系统，用以提高无线传感器网络的链路质量和通信效率。

本发明实施例提供一种下行控制信息发送方法，包括：