CN101291262A - 一种基于移动传感网的语音通信方法 - Google Patents
一种基于移动传感网的语音通信方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101291262A CN101291262A CNA2008100599559A CN200810059955A CN101291262A CN 101291262 A CN101291262 A CN 101291262A CN A2008100599559 A CNA2008100599559 A CN A2008100599559A CN 200810059955 A CN200810059955 A CN 200810059955A CN 101291262 A CN101291262 A CN 101291262A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- node
- bunch
- network
- self
- speech communication
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种基于移动无线传感网的语音通信方法，它包括：组网步骤，网络中传感器节点首先根据一定规则指定一个簇头，其他则全部为簇成员；网络按照T时间划分为一个超帧，内包含信标帧和若干小的时隙，用于节点间竞争和预约数据发送；网络维护步骤，簇首节点每隔N个超帧周期全网广播一次信标帧，使用网络组建时相同的策略，全网中所有节点通过监听信道，并根据监听到的信息维护自身的相邻节点表；语音通信步骤，包括簇成员间和簇成员与簇首节点间。本发明适用于移动语音传感器网络的网络建立、语音通信管理等方面。
Description
技术领域
本发明属于无线传感器网络技术领域，特别涉及一种移动传感网的语音通信方法。
背景技术
随着传感器技术、无线通信技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术的飞速发展和日益成熟，具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器和网络开始大范围出现。无线传感器网络在军事、环境监测、医疗卫生、工业自动化、公共安全等领域得到广泛的应用，从最初的低速率数据传输逐步向更高Qos要求的语音传输等多媒体传输方向发展。
现有专门针对无线传感器网络提出了多种以调度接入机制如时分多址接入(TDMA)和竞争接入机制如载波侦听多路访问(CSMA-CA)为基础的MAC层协议，都是针对短距离低速率通信，缺乏针对性，而且不能保证语音包延迟、时延抖动、传输速率等Qos要求。
发明内容
本发明的目的是的出一种基于移动无线传感网的语音通信方法，该方法基于TD超帧管理机制在MAC层实现，采用语音数据时隙预约传输方式，实现网络中一定范围内满足Qos要求的语音通信。
为达到上述目的，本发明采用技术方案包括三个步骤：组网、语音通信和网络维护。
A组网步骤：
网络中传感器节点首先根据一定规则指定一个簇头，其他则全部为簇成员；网络按照T时间划分为一个超帧，内包含信标帧和若干小的时隙，用于节点间竞争和预约数据发送。
A1、节点初始化ID号，簇头为1，一般成员为大于2的其他数目；其中假设簇成员最多通过2跳与簇头相连；
A21、节点上电启动成功后，簇首节点监听一个超帧周期，形成自身相邻节点表，在第二个超帧周期发送信标帧进行同步。
A22、一般节点侦听信道，根据收到的消息更新邻居节点表并在下一个超帧周期发送信标帧；其中邻居节点表包括其节点id，及已经使用的时隙编号，有效时间。
B网络维护步骤
B1簇首节点每隔N个超帧周期全网广播一次信标帧，使用网络组建时相同的策略。
B2、全网中所有节点通过监听信道，并根据监听到的信息维护自身的相邻节点表。
C语音通信步骤
C1簇成员间：
C11、检查自身相邻节点表，若有该节点信息，则根据自身的相邻节点表随机选取一个空闲时隙，发送预约请求帧给目的节点，
C12、若源节点成功接收预约请求应答，则认为该时隙预约成功，即可开始语音数据传送；
C13、若未接收到该预约请求应答，则在下一超帧周期使用相同的策略发送请求；
C2簇成员与簇首节点间
簇成员节点产生语音业务流要求后，会首先检查自身的地址标识比特位，选择对应的处理策略：
C21、若请求节点为簇首节点的邻居节点，采用簇成员间语音预约时相同的策略。
C22、若请求节点为簇首节点的两跳邻居节点，则通过中间节点对时隙进行预约
C23、簇首节点产生语音业务要求后，首先检查自身相邻节点表，判断该语音业务流的目的地址是否为自身的相邻节点，
C231、若目的节点为簇首节点的邻居节点，采用簇成员间语音预约时相同的策略。
C232、若目的节点不是簇首节点的邻居节点，则簇首节点根据自身的相邻节点表，调整发射功率为全网覆盖，发送预约请求帧，目的节点接收到该帧后，采用C22方式预约。
本发明的有益效果为：
1)每个节点维护一个相邻节点表，对自身相邻资源进行维护，在互不干扰的情况下，同一时隙资源可以被多对节点使用，可实现有限时隙资源的复用。
2)组网时，对各节点的二次广播划分了不同的时隙资源，避免了信标帧泛洪过程中带来的严重的碰撞，有利于网络的快速组建。
3)节点通过侦听信道，维护自身的相邻节点表，根据相邻节点表挑选空闲的时隙进行预约，可以避免无线信道中的隐藏终端和暴露终端问题。
4)由于采用邻居节点表维护和分布式资源预留处理，使得簇头计算量大大减小，同时一定程度上满足语音的传输要求。
附图说明
图1超帧结构图。
图2相邻节点表结构图。
图3组网流程图。
图4语音连接建立流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
如图所示，本发明包括包括如下步骤：
1.组网
网络采用TD方式，构建在超帧的概念之上，实施例中使用的超帧结构是固定划分一段时间为信标帧时隙，用于发布同步信标帧；其余超帧时段等分成M份，由簇内节点采用CSMA的方式竞争使用。要求每个时隙足够支持传输单个节点在一个超帧周期中缓存的所有语音分组包。
网络建立之前，要求所有节点拥有一个预先设定好的ID。指定的簇首节点ID为1。其余节点ID大于2。网络中的可用资源足够支撑至少三对节点进行业务流的传输。假设网络中的节点最大通过两跳与簇首节点相连，两跳外节点不属于该簇首管辖范围。该实施方法可建立起相邻簇成员间语音连接、簇首节点与两跳范围内任意簇成员节点的语音连接。
网络中各节点始终侦听信道，并维护一个相邻节点表。当监听到邻近节点的通信情况时，节点将根据侦听到的内容，在自己的相邻节点表中更新相关内容(NodeID、Slot、Expire)。
节点上电启动成功后，簇首节点监听一个超帧周期，形成自身相邻节点表，在第二个超帧周期发送信标帧进行同步。
信标帧采用如下策略成帧：信标帧中携带对簇成员组网时隙的初始化分配，组网时隙的分配由簇首节点根据自身相邻节点表中显示的空闲时隙情况决定，其生存期为当前超帧周期。簇成员使用该组网时隙分配完成对该信标帧的二次广播。这样做可以避免同时进行信标帧的转发广播时带来的冲突。
该超帧周期后各簇成员节点可知道自己与簇首节点节点的通信距离是否在一跳以内，组内各节点将根据此信息，填充自身的Node ID中的0/1标识比特位，表明自己与簇首节点节点的距离关系。
为避免多组同时组网时造成的冲突，可对信标帧时隙可进行细化，错开每小组的组网开始时间。
至此网络组建完毕。
2.网络维护
簇首节点每隔N个超帧周期全网广播一次信标帧，使用网络组建时相同的策略。实现网络中所有节点的同步校正。
全网中所有节点通过监听信道，并根据监听到的信息维护自身的相邻节节点表。
3.语音连接建立
当簇成员节点间，簇成员节点与簇首节点间有语音业务产生时，采用如下不同策略：
1)簇成员间
检查自身相邻节点表，若有该节点信息，则根据自身的相邻节点表随机选取一个空闲时隙，发送预约请求帧给目的节点，若源节点成功接收预约请求应答，则认为该时隙预约成功，即可开始语音数据传送；若未接收到该预约请求应答，则在下一超帧周期使用相同的策略，继续发送预约请求帧。重复N次后，认为连接失败。可再次人工发起该语音预约过程。
2)簇成员与簇首节点间
簇成员节点产生语音业务流要求后，会首先检查自身的地址标识比特位，选择对应的处理策略：
a)若请求节点为簇首节点的邻居节点，采用簇成员间语音预约时相同的策略。
b)若请求节点为簇首节点的两跳邻居节点，则首先查看自身相邻节点表，看相邻节点表中是否有簇首节点的邻居，若有则根据自身的相邻节点表随机选取一个空闲时隙向该节点发送预约请求对象为簇首节点的预约请求帧，若源节点成功接收到中间节点的ACK回复，则认为当前空闲时隙预约成功；若没有接收到该ACK，则在下一超帧周期重发该请求；中间节点成功接受到该预约请求帧后，立即回送ACK，并根据自身的相邻节点表，在下一超帧随机挑选一个空闲时隙，向簇首节点节点转发该帧，若获得批准，簇首节点节点会回复一个预约请求应答给该中间节点，则中间节点认为当前时隙预约成功，转发此应答给请求节点，在下一超帧周期的相应时隙开始语音传输；若未获得批准，则在下一超帧周期中，随机选取一个空闲时隙，再次向簇首节点节点转发该帧。最大重复次数N次，若N次后仍不成功，则中间节点发送预约请求失败帧给源节点，源节点可人工再次发起该语音预约请求。
簇首节点产生语音业务要求后，首先检查自身相邻节点表，判断该语音业务流的目的地址是否为自身的相邻节点，
a)若目的节点为簇首节点的邻居节点，采用簇成员间语音预约时相同的策略。
b)若目的节点不是簇首节点的邻居节点，则簇首节点根据自身的相邻节点表，调整发射功率为全网覆盖，发送预约请求帧，目的节点接收到该帧后，采用簇成员与簇首节点间b)中相同的策略发起预约过程。
Claims (2)
1、一种基于移动无线传感网的语音通信方法，其特征在于它包括以下三个步骤：
A)组网步骤：
网络中传感器节点首先根据一定规则指定一个簇头，其他则全部为簇成员；网络按照T时间划分为一个超帧，内包含信标帧和若干小的时隙，用于节点间竞争和预约数据发送；
A1、节点初始化ID号，簇头为1，一般成员为大于2的其他数目；其中假设簇成员最多通过2跳与簇头相连；
A21、节点上电启动成功后，簇首节点监听一个超帧周期，形成自身相邻节点表，在第二个超帧周期发送信标帧进行同步。
A22、一般节点侦听信道，根据收到的消息更新邻居节点表并在下一个超帧周期发送信标帧；其中邻居节点表包括其节点id，及已经使用的时隙编号，有效时间。
B)网络维护步骤：
B1簇首节点每隔N个超帧周期全网广播一次信标帧，使用网络组建时相同的策略。
B2、全网中所有节点通过监听信道，并根据监听到的信息维护自身的相邻节点表。
C)语音通信步骤：
C1簇成员间：
C11、检查自身相邻节点表，若有该节点信息，则根据自身的相邻节点表随机选取一个空闲时隙，发送预约请求帧给目的节点，
C12、若源节点成功接收预约请求应答，则认为该时隙预约成功，即可开始语音数据传送；
C13、若未接收到该预约请求应答，则在下一超帧周期使用相同的策略发送请求；
C2簇成员与簇首节点间
簇成员节点产生语音业务流要求后，会首先检查自身的地址标识比特位，选择对应的处理策略：
C21、若请求节点为簇首节点的邻居节点，采用簇成员间语音预约时相同的策略。
C22、若请求节点为簇首节点的两跳邻居节点，则通过中间节点对时隙进行预约
C23、簇首节点产生语音业务要求后，首先检查自身相邻节点表，判断该语音业务流的目的地址是否为自身的相邻节点，
2、根据权利要求1所述述的一种基于移动无线传感网的语音通信方法，其特征在于语音通信步骤中，若目的节点为簇首节点的邻居节点，采用簇成员间语音预约时相同的策略；若目的节点不是簇首节点的邻居节点，则簇首节点根据自身的相邻节点表，调整发射功率为全网覆盖，发送预约请求帧，目的节点接收到该帧后，采用C22方式预约。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100599559A CN101291262B (zh) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | 一种基于移动传感网的语音通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100599559A CN101291262B (zh) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | 一种基于移动传感网的语音通信方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101291262A true CN101291262A (zh) | 2008-10-22 |
| CN101291262B CN101291262B (zh) | 2012-03-07 |
Family
ID=40035357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100599559A Expired - Fee Related CN101291262B (zh) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | 一种基于移动传感网的语音通信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101291262B (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101925192A (zh) * | 2010-07-27 | 2010-12-22 | 新邮通信设备有限公司 | 一种信道接入方法 |
| CN102510578A (zh) * | 2011-11-22 | 2012-06-20 | 浪潮电子信息产业股份有限公司 | 一种嵌入式无线报警通信方法 |
| CN102625427A (zh) * | 2012-03-14 | 2012-08-01 | 东南大学 | 一种基于异步唤醒调度的无线传感器网络数据采集方法 |
| CN103476148A (zh) * | 2013-09-24 | 2013-12-25 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 无线传感器网络 |
| WO2015032250A1 (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | Harman International Industries, Incorporated | Time slot selection in wireless communication |
| CN105519013A (zh) * | 2013-08-29 | 2016-04-20 | 摩托罗拉解决方案公司 | 无线地同时办理相邻时隙上的语音和数据的方法和装置 |
| CN107017919A (zh) * | 2016-01-27 | 2017-08-04 | 霍尼韦尔国际公司 | 采用偏移来在跳频系统中产生多正交信道序列 |
| CN107635240A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-01-26 | 深圳市银河风云网络系统股份有限公司 | 无缝漫游组网系统及无线通信系统 |
| CN109379755A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-02-22 | 中建科技有限公司深圳分公司 | 一种传感器网络的故障诊断装置及其故障诊断方法 |
| CN113840383A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-12-24 | 武汉高德红外股份有限公司 | 无人机自组网tdma多址接入方法 |
| CN114222346A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-22 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 分级分簇自组网方法、节点设备及存储介质 |
| CN115297523A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-11-04 | 中国水产科学研究院渔业工程研究所 | 一种用于海上船队作业时船台-岸台通信的信道接入方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100469029C (zh) * | 2006-04-14 | 2009-03-11 | 北京大学 | 多中心无线动态分布式网络信息防碰撞通信方法 |
| CN100466857C (zh) * | 2007-02-02 | 2009-03-04 | 南京邮电大学 | 基于优先权分簇的无线传感器网络的网络再编程方法 |
-
2008
- 2008-03-05 CN CN2008100599559A patent/CN101291262B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101925192B (zh) * | 2010-07-27 | 2013-07-24 | 新邮通信设备有限公司 | 一种信道接入方法 |
| CN101925192A (zh) * | 2010-07-27 | 2010-12-22 | 新邮通信设备有限公司 | 一种信道接入方法 |
| CN102510578A (zh) * | 2011-11-22 | 2012-06-20 | 浪潮电子信息产业股份有限公司 | 一种嵌入式无线报警通信方法 |
| CN102625427A (zh) * | 2012-03-14 | 2012-08-01 | 东南大学 | 一种基于异步唤醒调度的无线传感器网络数据采集方法 |
| CN102625427B (zh) * | 2012-03-14 | 2014-07-09 | 东南大学 | 一种基于异步唤醒调度的无线传感器网络数据采集方法 |
| CN105519013B (zh) * | 2013-08-29 | 2018-05-04 | 摩托罗拉解决方案公司 | 无线地同时办理相邻时隙上的语音和数据的方法和装置 |
| CN105519013A (zh) * | 2013-08-29 | 2016-04-20 | 摩托罗拉解决方案公司 | 无线地同时办理相邻时隙上的语音和数据的方法和装置 |
| WO2015032250A1 (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | Harman International Industries, Incorporated | Time slot selection in wireless communication |
| US10743305B2 (en) | 2013-09-06 | 2020-08-11 | Harman International Industries, Incorporated | Time slot selection in wireless communication |
| CN103476148A (zh) * | 2013-09-24 | 2013-12-25 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 无线传感器网络 |
| CN107017919A (zh) * | 2016-01-27 | 2017-08-04 | 霍尼韦尔国际公司 | 采用偏移来在跳频系统中产生多正交信道序列 |
| CN107635240A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-01-26 | 深圳市银河风云网络系统股份有限公司 | 无缝漫游组网系统及无线通信系统 |
| CN109379755A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-02-22 | 中建科技有限公司深圳分公司 | 一种传感器网络的故障诊断装置及其故障诊断方法 |
| CN109379755B (zh) * | 2018-10-29 | 2022-02-01 | 中建科技集团有限公司 | 一种传感器网络的故障诊断装置及其故障诊断方法 |
| CN113840383A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-12-24 | 武汉高德红外股份有限公司 | 无人机自组网tdma多址接入方法 |
| CN114222346A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-22 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 分级分簇自组网方法、节点设备及存储介质 |
| CN114222346B (zh) * | 2021-11-23 | 2024-01-30 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 分级分簇自组网方法、节点设备及存储介质 |
| CN115297523A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-11-04 | 中国水产科学研究院渔业工程研究所 | 一种用于海上船队作业时船台-岸台通信的信道接入方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101291262B (zh) | 2012-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101291262B (zh) | 一种基于移动传感网的语音通信方法 | |
| US10743307B2 (en) | Traffic advertisement in neighbor aware network (NAN) data path | |
| CN106658735B (zh) | 基于tdma的长传播时延无线链路时隙分配方法 | |
| US7885244B2 (en) | Hybrid multiple access method and system in wireless networks with extended content free access period | |
| US5436905A (en) | Group randomly addressed polling MAC protocol for wireless data | |
| US9756603B2 (en) | Traffic advertisement and scheduling in a neighbor aware network data link | |
| US10820314B2 (en) | Traffic advertisement in neighbor aware network (NAN) data path | |
| US20160174136A1 (en) | Traffic advertisement in neighbor aware network (nan) data path | |
| US20060050730A1 (en) | Method for controlling operation of a child or neighbor network | |
| US10075950B2 (en) | Traffic advertisement in neighbor aware network (NAN) data path | |
| US20070177574A1 (en) | Time synchronization method in wireless sensor network | |
| US20090323697A1 (en) | Data payload transmission via control plane signaling | |
| US9949236B2 (en) | Traffic advertisement in neighbor aware network (NAN) data path | |
| US20160174225A1 (en) | Traffic advertisement in neighbor aware network (nan) data path | |
| CN102884739A (zh) | 移动通信系统中用于激活载波的方法和装置 | |
| CN102946631A (zh) | 一种基于信标帧同步和通信异步的mac层节点调度方法 | |
| CN105935001A (zh) | 用于直接通信的冗余调度信息 | |
| US20160174137A1 (en) | Traffic advertisement in neighbor aware network (nan) data path | |
| US20120051365A1 (en) | Beacon For A Star Network, Sensor Nodes In A Star Network, Method For Initializing A Gateway In A Star Network And Method For Operating A Star Network | |
| Tseng et al. | Rotational listening strategy for IEEE 802.15. 4 wireless body networks | |
| CN102083164A (zh) | 基于能量感知的无线传感器网络机会路由方法 | |
| CN111770516A (zh) | 一种自组网通信的帧结构设计与使用方法 | |
| CN115696254A (zh) | 一种无线传感器网络的大数据传输方法 | |
| CN1771696A (zh) | 具有可经由桥接终端连接的子网的网络 | |
| Swain et al. | Adv-MMAC: An advertisement based multichannel MAC protocol for wireless sensor networks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CAS JIAXING WIRELESS SENSOR NETWORK ENGINEERING CE Free format text: FORMER OWNER: CAS JIAXING CENTER MICROSYSTEMS INTITUTE BRANCH CENTER Effective date: 20100129 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20100129 Address after: No. 2, building 1, No. 778 Asia Pacific Road, Nanhu District, Zhejiang, Jiaxing Applicant after: Jiaxing Wireless Sensor Network Engineering Center, Chinese Academy of Sciences Address before: A building, block four, Asia Pacific Road, Nanhu District, Jiaxing, Zhejiang, Applicant before: Microsystem Inst. Branch Center, Jiaxing Center, CAS |
|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120307 Termination date: 20180305 |