一種基于低速率無線網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低速率無線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，具體是一種基于低速率無線網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前無線網(wǎng)絡(luò)中信號質(zhì)量的評估一般采用判斷接收端接收信號的強度來推測實現(xiàn)，實際上這只能判斷信道內(nèi)的信號強弱，而不能準確得知有效信號的強弱，也就是說，如果同一信道內(nèi)若有多個設(shè)備發(fā)射信號，該方法雖然評估的結(jié)果證明信號強度很好，但實際要接收的信號已被相鄰設(shè)備的信號所淹沒，接收端也不能提取到實際需要的信號。因此，該方法只有在同一網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中只有兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時才有效，如果同一網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中具有多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，存在同時發(fā)送的可能，那么該方法就是無效的。
[0003]為了克服上述信號質(zhì)量評估方法的缺陷，現(xiàn)今已提出了第二種信號質(zhì)量評估方法，該方案通過記錄兩節(jié)點通信的次數(shù)和丟包次數(shù)，以此計算節(jié)點的通信信道質(zhì)量。第二種方法使用的前提是網(wǎng)絡(luò)中有大量的自發(fā)的數(shù)據(jù)流動，因此，其在網(wǎng)絡(luò)帶寬大、傳輸速率高的環(huán)境中應(yīng)用較為廣泛，而在低速率無線網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點之間通信頻率很低，且很多時候都是單向通信，不能直接獲得總通信次數(shù)，該方法顯然不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于低速率無線網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量評估方法，其應(yīng)用時便于準確、高效的評估無線信號質(zhì)量。
[0005]本發(fā)明解決上述問題主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種基于低速率無線網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量評估方法，包括以下步驟:
步驟一、設(shè)定信號強度閾值R、通信時間閾值T及往返通信次數(shù)閾值N ;
步驟二、對信號發(fā)送節(jié)點內(nèi)已發(fā)送評估信號計數(shù)η和已收到信號計數(shù)m清零；
步驟三、信號發(fā)送節(jié)點發(fā)送指明要求返回的命令給信號接收節(jié)點，η的值加1，然后，信號發(fā)送節(jié)點等待信號接收節(jié)點發(fā)送的應(yīng)答信號；
步驟四、信號接收節(jié)點在收到信號發(fā)送節(jié)點發(fā)來的命令時，獲取接收的信號強度rl，并比較rl與R的大小，當rl大于或等于R時信號接收節(jié)點立即返回應(yīng)答信號，當rl小于R或信號接收節(jié)點沒有收到命令時信號接收節(jié)點不做任何操作；
步驟五、信號發(fā)送節(jié)點在收到信號接收節(jié)點返回的應(yīng)答信號時，獲取接收的應(yīng)答信號強度r2，當r2大于等于R時m的值加1，并進入下一步驟，否則直接進入下一步驟；
步驟六、判斷η與N的大小，若η小于N，則重復(fù)步驟三?步驟六，否則進入下一步驟；步驟七、計算通信成功率P和平均信號強度Ar，其中，通信成功率P為m/N，平均信號強度Ar為每一次的成功通信產(chǎn)生的rl集合在一起后的中位數(shù)。本發(fā)明所述的節(jié)點為網(wǎng)絡(luò)中存在的可以進行通信的設(shè)備，本發(fā)明應(yīng)用時通過多次通信的成功率和平均信號強度相結(jié)合來表征網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量。本發(fā)明信號強度閾值R的設(shè)定與本發(fā)明應(yīng)用時具體的實施環(huán)境有關(guān)，本發(fā)明應(yīng)用時，取兩個標準的設(shè)備設(shè)于待實施的環(huán)境中進行測試，得到的信號強度作為本發(fā)明的信號強度閾值R。
[0006]為了提升本發(fā)明的評估效率，進一步的，所述步驟一還包括設(shè)定信號發(fā)送節(jié)點每次通信時等待應(yīng)答信號的時間t ;所述信號發(fā)送節(jié)點在設(shè)定的等待時間t內(nèi)等待信號接收節(jié)點返回的應(yīng)答信號，且在等待超時后直接進入步驟六。本發(fā)明在具體實施時，假設(shè)正常通信時一次往返通信的時間為tl，因通信時一次往返通信的時間可能存在偏差，本發(fā)明中等待應(yīng)答信號的時間t應(yīng)大于正常通信時一次往返通信的時間tl。
[0007]進一步的，所述步驟七還包括以下步驟:所述信號發(fā)送節(jié)點將通信成功率P和平均信號強度Ar發(fā)送給信號接收節(jié)點。如此，本發(fā)明應(yīng)用時信號發(fā)送節(jié)點和信號接收節(jié)點可共享執(zhí)行的結(jié)果。
[0008]綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果:(I)本發(fā)明應(yīng)用時通過兩節(jié)點之間多次通信的成功率來反映網(wǎng)絡(luò)的成功率，通過多次驗證，能提升本發(fā)明的準確度。本發(fā)明具體應(yīng)用時在兩節(jié)點之間建立聯(lián)系之前使用，一旦完成信號質(zhì)量評估，就不再重復(fù)執(zhí)行，本發(fā)明的執(zhí)行時間可被控制在較短時間以內(nèi)，評估效率高，在短時間內(nèi)通過多次通信可確保評估質(zhì)量。
[0009](2)本發(fā)明采用時間集中式地進行信號質(zhì)量評估，能最大限度地降低網(wǎng)絡(luò)負載。
[0010](3)本發(fā)明啟動時間任意可選，信號質(zhì)量評估也更具有針對性，使本發(fā)明操作靈活、便捷，準確度高。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明一個具體實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明做進一步地的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0013]實施例:
如圖1所示，一種基于低速率無線網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量評估方法，包括以下步驟:步驟1、閾值設(shè)定；步驟2、信號發(fā)送節(jié)點內(nèi)計數(shù)清零；步驟3、信號發(fā)送節(jié)點發(fā)送命令給信號接收節(jié)點，信號發(fā)送節(jié)點內(nèi)已發(fā)送評估信號計數(shù)η的值加1，然后，信號發(fā)送節(jié)點等待信號接收節(jié)點發(fā)送的應(yīng)答信號；步驟4、信號接收節(jié)點在收到信號發(fā)送節(jié)點發(fā)來的命令時，獲取接收的信號強度rl，并比較rl與R的大小，當rl大于或等于R時信號接收節(jié)點立即返回應(yīng)答信號，當rl小于R時信號接收節(jié)點不做任何操作；步驟5、信號發(fā)送節(jié)點在收到信號接收節(jié)點返回的應(yīng)答信號時，獲取接收的應(yīng)答信號強度r2，當r2大于等于R時m的值加1，并進入下一步驟，否則直接進入下一步驟；步驟6、判斷η與N的大小，若η小于N，則重復(fù)步驟3?步驟6，否則進入下一步驟；步驟7、計算通信成功率P和平均信號強度Ar，其中，通信成功率P為m/N，平均信號強度Ar為每一次的成功通信產(chǎn)生的rl集合在一起后的中位數(shù)。
[0014]本實施例在閾值設(shè)定時，在信號發(fā)送節(jié)點和信號接收節(jié)點設(shè)定信號強度閾值R，并在信號發(fā)送節(jié)點設(shè)定往返通信次數(shù)閾值N。本實施例的步驟2在具體實施時，主要對信號發(fā)送節(jié)點內(nèi)已發(fā)送評估信號計數(shù)η和已收到信號計數(shù)m清零。本實施例的步驟3在具體實施時，信號發(fā)送節(jié)點發(fā)送的命令應(yīng)指明要求返回信號。本實施例在具體實施時，步驟I還包括設(shè)定信號發(fā)送節(jié)點每次通信時等待應(yīng)答信號的時間t，在設(shè)定有等待應(yīng)答信號的時間t時，信號發(fā)送節(jié)點在設(shè)定的等待時間t內(nèi)等待信號接收節(jié)點返回的應(yīng)答信號，且在等待超時后直接進入步驟6。本實施例在具體實施時，信號接收節(jié)點沒有收到命令也不做任何操作。本實施例在具體實施時，還通過信號發(fā)送節(jié)點將通信成功率P和平均信號強度Ar發(fā)送給信號接收節(jié)點。
[0015]本實施例應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)建立之前時的具體應(yīng)用案例如下:
網(wǎng)絡(luò)建立命令往往由網(wǎng)關(guān)發(fā)起，在進行組網(wǎng)之前，網(wǎng)關(guān)可以進行信道監(jiān)聽，用以甄別信道中的干擾強度。在信道處于較低干擾時，發(fā)起組網(wǎng)命令。具體的實現(xiàn)方法為:以上一次組網(wǎng)的路由表為參考依據(jù)，選取某一個處于第一級網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點作為通信目標對象，作為信號質(zhì)量評估的對象。采用本實施例的方法，通信1000次后，得到網(wǎng)關(guān)對該節(jié)點的信號質(zhì)量評估結(jié)論，借助該結(jié)論來反應(yīng)當前信道的信號質(zhì)量。若通信成功率高于98%，則可以進行組網(wǎng)操作。
[0016]由于無線自組網(wǎng)過程受環(huán)境影響會直接影響組網(wǎng)結(jié)果，故本實施例的方法在組網(wǎng)前的使用可以大大提高單次組網(wǎng)的成功率。
[0017]本實施例應(yīng)用于無線組網(wǎng)過程中時的具體應(yīng)用案例如下:
在組網(wǎng)過程中，假設(shè)節(jié)點A正在判斷節(jié)點B是否可以作為其下一級節(jié)點，于是A節(jié)點可以采用本實施例的方法，A節(jié)點與B節(jié)點通信1000次后，得到網(wǎng)關(guān)對該節(jié)點的信號質(zhì)量評估結(jié)論，通過將該結(jié)論作為組網(wǎng)依據(jù)，可以大大確保網(wǎng)絡(luò)中各級節(jié)點之間的通信成功率，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。如此高頻率的網(wǎng)絡(luò)通信只在網(wǎng)絡(luò)建立時發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)一旦建立完成，即認為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)穩(wěn)定。在具體實施時，盡可能避免在網(wǎng)絡(luò)實際工作時，進行信號質(zhì)量評估，降低網(wǎng)絡(luò)擁塞的概率。
[0018]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的【具體實施方式】只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案下得出的其他實施方式，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于低速率無線網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量評估方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、設(shè)定信號強度閾值R及往返通信次數(shù)閾值N ; 步驟二、對信號發(fā)送節(jié)點內(nèi)已發(fā)送評估信號計數(shù)η和已收到信號計數(shù)m清零； 步驟三、信號發(fā)送節(jié)點發(fā)送指明要求返回的命令給信號接收節(jié)點，η的值加1，然后，信號發(fā)送節(jié)點等待信號接收節(jié)點發(fā)送的應(yīng)答信號； 步驟四、信號接收節(jié)點在收到信號發(fā)送節(jié)點發(fā)來的命令時，獲取接收的信號強度rl，并比較rl與R的大小，當rl大于或等于R時信號接收節(jié)點立即返回應(yīng)答信號，當rl小于R或信號接收節(jié)點沒有收到命令時信號接收節(jié)點不做任何操作； 步驟五、信號發(fā)送節(jié)點在收到信號接收節(jié)點返回的應(yīng)答信號時，獲取接收的應(yīng)答信號強度r2，當r2大于等于R時m的值加1，并進入下一步驟，否則直接進入下一步驟； 步驟六、判斷η與N的大小，若η小于N，則重復(fù)步驟三?步驟六，否則進入下一步驟；步驟七、計算通信成功率P和平均信號強度Ar，其中，通信成功率P為m/N，平均信號強度Ar為每一次的成功通信產(chǎn)生的rl集合在一起后的中位數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低速率無線網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量評估方法，其特征在于，所述步驟一還包括設(shè)定信號發(fā)送節(jié)點每次通信時等待應(yīng)答信號的時間t ;所述信號發(fā)送節(jié)點在設(shè)定的等待時間t內(nèi)等待信號接收節(jié)點返回的應(yīng)答信號，且在等待超時后直接進入步驟六。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于低速率無線網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量評估方法，其特征在于，所述步驟七還包括以下步驟:所述信號發(fā)送節(jié)點將通信成功率P和平均信號強度Ar發(fā)送給信號接收節(jié)點。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于低速率無線網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量評估方法，包括以下步驟：步驟一、閾值設(shè)定；步驟二、信號發(fā)送節(jié)點內(nèi)計數(shù)清零；步驟三、信號發(fā)送節(jié)點發(fā)送命令；步驟四、信號接收節(jié)點在收到命令時獲取接收的信號強度r1并比較r1與R的大小，當r1大于或等于R時立即返回應(yīng)答信號，當r1小于R時不做任何操作；步驟五、信號發(fā)送節(jié)點在收到應(yīng)答信號時，獲取接收的應(yīng)答信號強度r2，當r2大于等于R時m的值加1，并進入下一步驟，否則直接進入下一步驟；步驟六、判斷n與N的大小，若n小于N，則重復(fù)步驟三～步驟六，否則進入下一步驟；步驟七、計算通信成功率P和平均信號強度Ar。本發(fā)明應(yīng)用時，能準確、高效的評估無線信號質(zhì)量。
【IPC分類】H04W24/00
【公開號】CN105208577
【申請?zhí)枴緾N201510519853
【發(fā)明人】徐惟遠, 錢超, 施友嵐
【申請人】北京巖與科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月21日