[发明专利]一种基于IEEE 802.15.4e的网络信道质量快速检测方法

说明书

本发明公开了一种基于IEEE 802.15.4e的网络信道质量快速检测方法，包括以下步骤：步骤一：选用簇头节点作为信道侦听节点，根据网络中的簇头数量确定信道侦听节点数量和侦听时隙数目；步骤二：网关设备为每个侦听簇头节点标识一个序列号，从1到Y；步骤三：侦听节点根据检测信道顺序的算法依次不重复地检测所有信道；步骤四：侦听簇头节点按照侦听簇头节点标识序列号，从小到大依次序把信道质量信息发送给网关设备，网关设备分析处理信道质量信息，生成优质信道表，将优质信道表广播给同网络中的所有节点。本发明可以充分利用IEEE 802.15.4e的特性，大大提高通信的可靠性和通信质量，实现通信信道的快速检测，具备良好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及本发明属于无线网络技术领域，特别涉及一种基于IEEE 802.15.4eTSCH模式下的网络信道质量快速检测方法。

背景技术

IEEE 802.15.4标准定义了低功耗、低数据速率无线个域网的物理层和数据链路层。在IEEE 802.15.4工作的2.4G HZ频段，总共有16个信道，现今已经被很多如wifi、蓝牙等无线通信技术共同使用。因此，基于IEEE 802.15.4的网络在2.4G Hz频段通信时会存在较大干扰。在某些比较重要的场景，对数据传输的可靠性有较高要求，必须考虑2.4G HZ频段的某些信道被干扰的情况下，如何避开被干扰信道进行可靠的数据传输，如基于IEEE802.15.4网络。

IEEE 802.15.4e通过修改标准定义了三个MAC模式，来克服IEEE 802.15.4在可靠性方面的限制。其中，时隙信道跳频(TSCH)是最好的一个模式，它提供了高可靠性。然而，链路质量劣化仍然存在于IEEE 802.15.4e TSCH模式中。

目前研究者提出了许多信道检测方法，这些检测方法可对信道质量进行评估，也提出一些信道筛选机制，用于将干扰信道剔出通信网络。这样，通信网络将使用未被干扰或者干扰较小的信道通信，提高通信的成功率。

对于动态干扰较大的恶劣环境，信道质量评估和信道筛选的前提是信道质量信息更新。一些研究者提出使用信道预测的方法来评估之后通信信道可能的质量，以此适应工业无线网络中的动态干扰。但是无线网络干扰是随机的，预测性质的信道评估方式还是存在一定的不准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于IEEE 802.15.4e的网络信道质量快速检测方法，能够对网络信道质量进行可靠评估和筛选。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

该种基于IEEE 802.15.4e网络信道质量快速检测方法，包括以下步骤：

步骤一：选用簇头节点作为信道侦听节点，将时隙分为普通时隙与侦听时隙，其中普通时隙用于网络中簇内节点与簇头节点以及簇头节点与网关设备间通信，侦听时隙用于检测信道质量，并根据网络中的簇头节点数量确定信道侦听节点数量和侦听时隙数目；

步骤二：为每个侦听簇头节点标识一个序列号，从1到Y；

步骤三：侦听节点根据检测信道顺序的算法依次不重复地检测所有信道；

步骤四：侦听簇头节点按照侦听簇头节点标识序列号，从小到大依次序把信道质量信息发送给网关设备，网关设备分析处理信道质量信息，根据信道质量优劣情况，按从最优到最劣依次排列信道号，生成优质信道表，并将优质信道表广播给同网络中的所有节点。其中，优质信道表中存放的信道个数根据用户需要或现场环境受干扰程度而定，现场环境受干扰越大，优质信道表中信道个数应越少。

进一步，设簇头节点数量为X，侦听簇头节点数量为Y，则在步骤一中，所述信道侦听节点数量由簇头节点数量确定：X16时，Y＝16，在所有簇头节点中随机选取Y＝16个簇头节点作为侦听簇头节点检测信道质量，其余簇头节点都为普通簇头节点；X＝16时，Y＝X，将所有簇头节点都选取为侦听簇头节点检测信道质量。