CN103873135B - 一种降低无线体域网系统干扰的方法 - Google Patents

Abstract

一种降低无线体域网系统干扰的方法，所述方法包括：第二相邻体域网BAN2的第二多端口转发器hub2向第一相邻体域网BAN1的第一多端口转发器hub1发送激活超帧交错请求，所述激活超帧请求中包括BAN2的信标偏移序列；hub1根据BAN2的信标偏移序列进行判决后，向hub2反馈激活超帧交错响应，所述反馈激活超帧交错响应中包括BAN1的信标偏移序列。应用本发明实施例后，能够避免信标之间产生强干扰，进而有效保证BAN边缘节点传输性能以及系统整体性能。

Description

一种降低无线体域网系统干扰的方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种降低无线体域网（WBAN）系统干扰的方法。

背景技术

WBAN是一个靠近人体或者植入人体的设备之间的通信网络，它能够提供一系列的应用，包括医疗支持、健康监护和消费电子等，给使用者提供很大的便利性和舒适度，将逐渐在未来的通信中占据重要的位置。

作为一种短距离通信，WBAN的优点是低发射功率级别：一方面，低发射功率级别可以直接带来低能耗和电池的长期使用；另一方面．低发射功率可以避免或者减轻其它无线系统的干扰。目前已确定WBAN将使用IEEE 802.15.6标准。

虽然WBAN的低功率发射特点可以降低与其他无线系统之间的干扰，但作为短距离通信系统，WBAN系统内相邻体域网（BAN）之间的干扰问题仍需要研究，尤其当运用于医疗、健康、消费电子领域时，信息传递的准确、有效性显得尤为重要，因此如何有效避免或降低BAN之间的干扰成为重点研究的内容之一。

为了实现更灵活的资源调度，并保证不同类型业务的服务质量（QoS），WBAN通常采用基于信标周期（超帧）的信标模式作为接入模式。

信标周期的结构即一个激活超帧的结构，其中B表示发送信标的时刻，之后紧跟着一系列接入域，都是可以发送数据的域。信标B是在数据业务之前发送的，UE通过检测到B，才知道接收后面的数据。

在现有的WBAN实现方案中，为了避免位于相同信道的邻WBAN之间的干扰，通常采用采用信标偏移（Beacon shifting）和激活超帧交错（Active superframeinterleaving）方式，两种方式可以分别使用，也可以结合使用。

1、信标偏移

信标的发送时刻可以与信标周期的起始时刻之间有一个时间滞后，即信标偏移时间。多端口转发器（hub）可以自由选择信标偏移序列。当相邻hub之间选择不同的信标偏移序列时，可以降低信标之间的传输干扰，从而降低相邻BAN之间的干扰水平。

2、激活超帧交错

当相邻BAN共享相同的信道时，可将激活超帧交错开，从而避免在相同时间发送数据产生的相互干扰。

BAN2的hub（标识为hub2）可向BAN1的hub（标识为hub1）发送激活超帧交错请求消息，以请求在BAN1和BAN2之间交错其激活超帧。

收到请求消息后，hub1将向hub2反馈激活超帧交错响应消息，指示该请求是否被接受。

（1）如果hub1接受了激活超帧交错请求，则：

非激活周期较长的情况下，能够满足激活超帧交错的需求，hub1和hub2可以将激活超帧时间完全错开，并且继续维持其现有的超帧长度不变。

非激活周期较短的情况下，其中一个或两个hub必须要调整超帧长度和非激活周期的长度，以实现相邻BAN的激活超帧交错的目标。

（2）如果hub1拒绝了hub2发来的激活超帧交错请求，则：

hub1可以继续维持其原有的超帧长度和非激活周期长度，而hub2可以调整请求的内容，继续发送激活超帧交错请求，也可以不再发送请求，而直接在该信道上按原有超帧规划进行传输。若hub2按照原有超帧规划传输数据，则无法避免相邻BAN之间的相互干扰。

在WBAN中，现有技术方案采用激活超帧交错和信标偏移相结合的方式。即在相邻BAN之间发送激活超帧交错的请求和响应消息，通过一定的协商机制尝试将位于相同信道的相邻BAN的超帧激活时间（即数据发送时间）交错开，从而通过数据发送时间的复用实现干扰避免。

然而，相邻BAN的超帧激活时间完全交错开的目标仅在网络负载程度较轻的场景下易于实现。同时，网络中也存在不支持激活超帧交错功能的BAN，当无法通过激活超帧交错实现干扰避免时，为了尽可能降低邻区干扰，BAN将尝试把激活超帧中的信标信号发送时间与相邻BAN交错开的方法。

信标是用于标识激活超帧中数据传输起点和终点的信号，采用高于数据传输的功率进行发送，信标信号能否准确接收将对终端接收其他数据产生决定性影响。采用信标偏移的方法将信标信号交错发送，可以避免高功率的信标信号彼此产生强干扰。

如果终端接收信标出现错误，没有正确解出，将无法识别后面有数据到达，从而影响终端及时接收数据。如果两个相邻BAN的信标同时传输，那么两个信标之间将相互干扰，同时，信标都采用较高的功率发送，彼此之间的干扰较为严重。只有把相邻BAN的信标尽可能交错开，避开信标间的强干扰，才能尽可能保证信标的准确接收。终端接收信标错误进一步影响后续数据接收，最终导致整个超帧的数据丢失。

现有IEEE 802.15.6标准为WBAN系统规定的信标偏移的方式，具体为：各BAN的hub分别从标准规定的8组信标偏移序列中随机选择一个信标偏移序列，按照所选信标偏移序列的规则将信标信号的发送时刻相对于超帧周期的起始位置进行偏移。

当相邻BAN的hub选择不同的偏移序列时，它们的信标发送时间将彼此错开，信标之间不产生强干扰；当相邻BAN的hub选择相同的偏移序列，它们的信标发送时间相同，信标之间则产生强干扰。因此，导致WBAN系统难以有效地实现相邻BAN的信标发送时间交错的目的，无法有效保证BAN边缘节点传输性能以及系统整体性能。

发明内容

本发明实施例提出一种降低无线体域网系统干扰的方法，能够避免信标之间产生强干扰，进而有效保证BAN边缘节点传输性能以及系统整体性能。

本发明实施例的技术方案如下：

一种降低无线体域网系统干扰的方法，所述方法包括：

第二相邻体域网BAN2的第二多端口转发器hub2向第一相邻体域网BAN1的第一多端口转发器hub1发送激活超帧交错请求，所述激活超帧请求中包括BAN2的信标偏移序列；

hub1根据BAN2的信标偏移序列进行判决后，向hub2反馈激活超帧交错响应，所述反馈激活超帧交错响应中包括BAN1的信标偏移序列。

所述hub1根据BAN2的信标偏移序列进行判决包括：hub2的优先级高于hub1的优先级，hub1随机选择不同于BAN2的信标偏移序列的信标偏移序列，作为BAN1的信标偏移序列。

所述hub1根据BAN2的信标偏移序列进行判决包括：hub2的优先级低于hub1的优先级，hub1并不改变BAN1的信标偏移序列，所述反馈激活超帧交错响应中进一步包括拒绝回复；

hub2接收到所述反馈激活超帧交错响应后，进一步包括：hub2随机选择不同于BAN1的信标偏移序列的信标偏移序列，作为BAN2的信标偏移序列。

所述BAN2的信标偏移序列填写在所述激活超帧交错请求的保留比特位。

所述BAN1的信标偏移序列填写在所述反馈激活超帧交错响应的保留比特位。

所述拒绝回复填写在所述反馈激活超帧交错响应的请求状态位。

从上述技术方案中可以看出，在本发明实施例中BAN2的hub2向BAN1的hub1发送激活超帧交错请求，所述激活超帧请求中包括BAN2的信标偏移序列；hub1根据BAN2的信标偏移序列进行判决后，向hub2反馈激活超帧交错响应，所述反馈激活超帧交错响应中包括BAN1的信标偏移序列。在BAN2与BAN1之间交互后再确定信标偏移序列，这样保证了BAN2的信标偏移序列与BAN1的信标偏移序列不同，因此能够避免信标之间产生强干扰，进而有效保证BAN边缘节点传输性能以及系统整体性能。

附图说明

图1为降低无线体域网系统干扰的方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

在本发明实施例中，BAN之间建立了信标偏移信息的交互机制，在相邻BAN之间交互的激活超帧交错的请求和响应消息中增加关于BAN所选的信标偏移序列的信息，避免由于双方同时调整而再次选择相同的信标偏移序列，或双方均不进行调整而维持信标偏移冲突的现象，从而使得相邻BAN可以通过准确、有效的信息交互，一次性地完成信标信号交错发送。在相邻BAN的激活超帧重叠的场景下避免各BAN选择信标偏移序列冲突并导致干扰的现象，从而有效提高系统的边缘节点传输性能和系统平均传输效率。

参见附图1是降低无线体域网系统干扰的方法流程示意图，具体包括以下步骤：

步骤101、BAN2的hub2向BAN1的hub2向激活超帧交错请求，所述激活超帧请求中包括BAN2的信标偏移序列。

在IEEE 802.15.6标准中定义的激活超帧交错请求和激活超帧交错响应中的保留比特位中填写信标偏移序列。这样在对协议最少修改的基础上，可以在BAN之间传输信标偏移序列。

步骤102、hub1根据BAN2的信标偏移序列进行判决后，向hub2反馈激活超帧交错响应，所述反馈激活超帧交错响应中包括BAN1的信标偏移序列。

当hub2的优先级高于hub1的优先级，在hub1随机选择不同于BAN2的信标偏移序列的信标偏移序列，作为BAN1的信标偏移序列。

当hub2的优先级低于hub1的优先级，hub1并不改变BAN1的信标偏移序列，在反馈激活超帧交错响应的请求状态位中填写拒绝回复。

hub2接收到反馈激活超帧交错响应后，hub2随机选择不同于BAN1的信标偏移序列的信标偏移序列，作为BAN2的信标偏移序列。其中，hub1与hub2优先级的确定是现有技术。

这样，若hub1接受了hub2的激活超帧交错请求，则hub1主动避让，选择与hub2不同的信标偏移序列；若hub1拒绝了hub2的激活超帧交错请求，则hub2主动避让，选择与hub1不同的信标偏移序列。从而使得相邻BAN可以通过准确、有效的信息交互，一次性地完成信标信号交错发送。在相邻BAN的激活超帧重叠的场景下避免各BAN选择信标偏移序列冲突并导致干扰的现象，从而有效提高系统的边缘节点传输性能和系统平均传输效率。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种降低无线体域网系统干扰的方法，其特征在于，所述方法包括：

第二相邻体域网BAN2的第二多端口转发器hub2向第一相邻体域网BAN1的第一多端口转发器hub1发送激活超帧交错请求，所述激活超帧交错请求中包括BAN2的信标偏移序列；

hub1根据BAN2的信标偏移序列进行判决后，向hub2反馈激活超帧交错响应，所述反馈激活超帧交错响应中包括BAN1的信标偏移序列；

其中，所述hub1根据BAN2的信标偏移序列进行判决包括：hub2的优先级高于hub1的优先级，hub1随机选择不同于BAN2的信标偏移序列的信标偏移序列，作为BAN1的信标偏移序列；

所述hub1根据BAN2的信标偏移序列进行判决包括：hub2的优先级低于hub1的优先级，hub1并不改变BAN1的信标偏移序列，所述反馈激活超帧交错响应中进一步包括拒绝回复；

hub2接收到所述反馈激活超帧交错响应后，进一步包括：hub2随机选择不同于BAN1的信标偏移序列的信标偏移序列，作为BAN2的信标偏移序列。

2.根据权利要求1所述降低无线体域网系统干扰的方法，其特征在于，所述BAN2的信标偏移序列填写在所述激活超帧交错请求的保留比特位。

3.根据权利要求1所述降低无线体域网系统干扰的方法，其特征在于，所述BAN1的信标偏移序列填写在所述反馈激活超帧交错响应的保留比特位。

4.根据权利要求1所述降低无线体域网系统干扰的方法，其特征在于，所述拒绝回复填写在所述反馈激活超帧交错响应的请求状态位。