[发明专利]一种基于ZigBee网络的服务质量优化方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于ZigBee网络的服务质量优化方法及系统，其方法包括对ZigBee网络的每个节点设置多种信道接入类别以及每种信道接入类别对应的发送队列；根据预先设定的划分机制对数据的服务质量进行类别划分，并根据数据的服务质量将不同类别的数据分别映射到不同信道接入类别对应的发送队列中；计算每一种预设信道接入类别对应的接入参数；每个节点侦听信道状态，在信道空闲时接入信道，并发送所述发送队列中不同服务质量的数据。本发明的基于ZigBee网络的服务质量优化方法，可以兼容传统的ZigBee网络节点，并在网络节点多，吞吐量大的情况下，保证重要的业务以高优先级接入信道，降低了这些业务的抖动时延和丢包率，很大程度上提高了重要数据的可靠性和实时性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于ZigBee网络的服务质量优化方法及系统。

背景技术

ZigBee是一种低速率、低功耗、低成本的具有自组织性的无线通信技术。随着物联网的兴起，作为感知层的无线传感器网络的重要性日益凸显，而ZigBee技术的各种通信特点使它非常适合用于传感数据和控制数据的传输，因此迅速成为无线传感器网络中的佼佼者，其应用得到了快速的发展。但是也正是由于应用的广泛，ZigBee技术中的一些缺陷就日益明显，其中比较关键的一点就是数据传输的服务质量QoS，比如：

a)网络延迟。包括软件处理延迟、传输延迟、传播延迟，接入延迟、冲突延迟、抖动延迟等，因此其有很大的不确定性，与硬件和ZigBee网络规模以及信道接入协议有直接的关系；

b)丢包率。在固定的时间内，接收方丢失的包数目与发送方发送的包数目的比值。丢包率和发射功率不足、环境干扰大和软件缓存区太小有着直接的关系，在ZigBee网络中某些特殊数据要求极低的丢包率，如各个层次的命令帧，如果节点内部流量大，命令帧不能够及时发送出去，则很有可能被后续数据覆盖掉；

c)抖动。同一条数据流中信息分组的传输延迟的差异。抖动主要是由于业务流中相继分组的排队等候时间不同引起的，是对服务质量影响最大的一个问题；

d)误码率。ZigBee无线网络存在的干扰、多径效应、阴影衰落均会导致较高的误码率。

不过直到现在，无线传感器网络的研究工作依然主要集中在网络技术和通信协议方面，而没有对无线传感器网络QoS进行统一的定义，所以在ZigBee的协议中也找不到有关QoS方面的标准，因此ZigBee网络中存在的QoS问题亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于ZigBee网络的服务质量优化方法及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本发明的一个方面，提供了一种基于ZigBee网络的服务质量优化方法，包括如下步骤：

步骤1：对ZigBee网络的每个节点设置多种信道接入类别以及每种信道接入类别对应的发送队列，其中不同信道接入类别之间预设有优先级顺序；

步骤2：根据预先设定的划分机制对数据的服务质量进行类别划分，并根据数据的服务质量将不同类别的数据分别映射到不同信道接入类别对应的发送队列中；

步骤3：根据不同信道接入类别对应的优先级计算每一种预设信道接入类别对应的接入参数；

步骤4：每个节点侦听信道状态，在信道空闲时根据所述接入参数和每种信道接入类别对应的优先级接入信道，并发送所述发送队列中不同服务质量的数据。