CN111741476B - 一种自动信道避让抗干扰的传输方法 - Google Patents

一种自动信道避让抗干扰的传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动信道避让抗干扰的传输方法，包括以下步骤：通过网关对物联网子设备数据收发包的丢包率进行统计，得到子设备丢包率；设定通信质量阈值a，将子设备丢包率高于阈值a对应的信道检测标记设置为1；检测信标周期为信道检测标记周期时，则对工作频段中的信道列表进行检测；根据信道检测结果，对信道进行更新，完成自动信道避让。本发明的网关通过信标报文与子设备在预定的时间点同时对信道进行无缝更新，使子设备和网关能够及时有效的避免干扰信道，工作在最优的信道下，提高数据传输的成功率，减少子设备因干扰导致丢包重传带来的功耗增加和响应延迟问题。

Description

一种自动信道避让抗干扰的传输方法
技术领域
本发明属于物联网无线传输技术领域，具体涉及一种自动信道避让抗干扰的传输方法。
背景技术
物联网技术的发展越来越成熟，越来越多的智能物联设备融入到了人们生活中的方方面面。当今各种电器设备基本都会引入物联网技术，在设备中增加无线数据传输模块接入互联网，使产品能够提供智能、便捷、人性化的服务，满足人们日益增长的多元化需求。大量的无线设备，以及物联网无线设备基本都会工作在免授权的ISM频段，在带宽有限的ISM频段中，各种设备相互竞争信道资源来传输数据，由此以来设备与设备之间的无线干扰变得更加严重。物联网设备作为新起之秀发展非常迅速，很快就占据无线设备的半壁江山，不同厂商物联网设备的无线协议不尽相同，众多的无线协议之间不能相互收发帧数据，不具备信道协商，信道避让等能力。因此当不同协议的设备在同一信道上同时工作，不可避免的出现激烈的信道争用，使原本都很紧张的信道资源带来了更严重的干扰和冲突，信道变得的更加拥塞，导致无线设备不能更好的地利用无线信道传输数据，出现数据收发延迟大，通信失败率高，直接影响用户的联网体验感。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种自动信道避让抗干扰的传输方法解决了现有技术不具备信道避让能力的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种自动信道避让抗干扰的传输方法，包括以下步骤：
S1、通过网关对物联网子设备数据收发包的丢包率进行统计，得到子设备丢包率；
S2、设定通信质量阈值a，判断子设备丢包率是否高于阈值a，若是，则将当前信道检测标记设置为1，并进入步骤S3，否则返回步骤S1；
S3、判断信标周期是否为信道检测标记周期，若是，则对所有信道进行检测，并进入步骤S4，否则重复步骤S3；
S4、根据信道检测结果，对当前信道进行更新，完成自动信道避让。
进一步地，所述步骤S3包括以下分步骤：
S3.1、信标定时器时间到，判断当前信道检测标记是否为1，若是，则信标周期为信道检测标记周期，向设备发送信道评测信标，开始信道检测，并进入步骤S3.4，否则进入步骤S3.2；
S3.2、判断信道号协商标记是否为1，若是，则向设备发送包括新信道号和信道号协商倒计数的信标报文，并进入步骤S3.3，否则向设备发送普通的信标报文，并返回步骤S3.1；
S3.3、判断信道号协商倒计数是否为0，若是，则令信道号协商标记为0，且将信道设置为新信道号，并结束信道检测，否则，令信道号协商倒计数的计数值减一，并返回步骤S3.1；
S3.4、获取起始信道号，得到信道列表，并设置被检测信道的信道号，启动信道检测超时定时器，对被检测信道进行检测；
S3.5、判断信道检测时间是否结束，若是，则更新被检测信道的信道接收能量值和网关列表，并进入步骤S3.6，否则继续进行检测，直至检测时间结束，更新被检测信道的信道接收能量值和网关列表，并进入步骤S3.6；
S3.6、判断信道列表中信道是否全部检测完成，若是，则将信道检测标记清零，将信道更新作为信道检测结果，并结束信道检测，否则，进入步骤S3.7；
S3.7、判断信道检测标记周期的剩余时间是否可以完成一次信道检测，若是，则重新设置被检测信道的信道号，启动信道检测超时定时器，对被检测信道进行检测，并返回步骤S3.5，否则结束信道检测。
进一步地，所述步骤S4包括以下分步骤：
S4.1、设定信道接收能量阈值b和信道网关数量阈值c；
S4.2、判断信道检测结果是否为信道更新，若是，则进入步骤S4.3，否则，不更新信道，并结束信道更新；
S4.3、判断当前信道的信道接收能量值是否大于信道接收能量阈值b，若是，则进入步骤S4.4，否则进入步骤S4.5；
S4.4、判断信道列表中是否存在比当前信道接收能量值更低的信道，若是，则将信道接收能量值更低的信道作为更优信道，将信道号协商标记设置为1，并进入步骤S4.7，否则将信道号协商标记设置为0，并结束信道更新；
S4.5、判断当前信道的网关数量是否大于网关数量阈值c，若是，则进入步骤S4.6，否则将信道号协商标记设置为0，并结束信道更新；
S4.6、判断信道列表中是否存在比当前信道网关数量更少的信道，若是，则将网关数量更少的信道作为更优信道，将信道号协商标记设置为1，并进入步骤S4.7，否则将信道号协商标记设置为0，并结束信道更新；
S4.7、根据信道号协商标记设置为1的信道，选择一条更优信道对当前信道进行更新。
本发明的有益效果为：
(1)本发明可以避免信道中的强干扰源，自动更新到新的信道工作来避免干扰，提高系统的可用性和抗干扰能力。
(2)本发明可以避免相同类型的设备共用相同的信道的情况，实现自动协商不同的信道，达到多个设备在同一个空间中实现大规模的蜂窝组网，提高系统的组网容量，同时能够有效减少系统中相同设备之间的相互干扰。
(3)本发明的信道检测机制在网关上实现，与子设备通过信标报文进行信道检测和评估，不会对子设备的功耗和正常数据通信造成影响。
(4)本发明的网关通过信标报文与子设备在预定的时间点同时对信道进行无缝更新，使子设备和网关能够及时有效的避免干扰信道，工作在最优的信道下，提高数据传输的成功率，减少子设备因干扰导致丢包重传带来的功耗增加和响应延迟问题。
附图说明
图1为本发明提出的一种自动信道避让抗干扰的传输方法流程图；
图2为本发明中步骤S3的分步骤流程图；
图3为本发明中步骤S4的分步骤流程图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
如图1所示，一种自动信道避让抗干扰的传输方法，包括以下步骤：
S1、通过网关对物联网子设备数据收发包的丢包率进行统计，得到子设备丢包率；
S2、设定通信质量阈值a，判断子设备丢包率是否高于阈值a，若是，则将当前信道检测标记设置为1，并进入步骤S3，否则返回步骤S1；
S3、判断信标周期是否为信道检测标记周期，若是，则对所有信道进行检测，并进入步骤S4，否则重复步骤S3；
S4、根据信道检测结果，对当前信道进行更新，完成自动信道避让。
如图2所示，所述步骤S3包括以下分步骤：
S3.1、信标定时器时间到，判断当前信道检测标记是否为1，若是，则信标周期为信道检测标记周期，向设备发送信道评测信标，开始信道检测，并进入步骤S3.4，否则进入步骤S3.2；
S3.2、判断信道号协商标记是否为1，若是，则向设备发送包括新信道号和信道号协商倒计数的信标报文，并进入步骤S3.3，否则向设备发送普通的信标报文，并返回步骤S3.1；
S3.3、判断信道号协商倒计数是否为0，若是，则令信道号协商标记为0，且将信道设置为新信道号，并结束信道检测，否则，令信道号协商倒计数的计数值减一，并返回步骤S3.1；
S3.4、获取起始信道号，得到信道列表，并设置被检测信道的信道号，启动信道检测超时定时器，对被检测信道进行检测；
S3.5、判断信道检测时间是否结束，若是，则更新被检测信道的信道接收能量值和网关列表，并进入步骤S3.6，否则继续进行检测，直至检测时间结束，更新被检测信道的信道接收能量值和网关列表，并进入步骤S3.6；
S3.6、判断信道列表中信道是否全部检测完成，若是，则将信道检测标记清零，将信道更新作为信道检测结果，并结束信道检测，否则，进入步骤S3.7；
S3.7、判断信道检测标记周期的剩余时间是否可以完成一次信道检测，若是，则重新设置被检测信道的信道号，启动信道检测超时定时器，对被检测信道进行检测，并返回步骤S3.5，否则结束信道检测。
如图3所示，所述步骤S4包括以下分步骤：
S4.1、设定信道接收能量阈值b和信道网关数量阈值c；
S4.2、判断信道检测结果是否为信道更新，若是，则进入步骤S4.3，否则，不更新信道，并结束信道更新；
S4.3、判断当前信道的信道接收能量值是否大于信道接收能量阈值b，若是，则进入步骤S4.4，否则进入步骤S4.5；
S4.4、判断信道列表中是否存在比当前信道接收能量值更低的信道，若是，则将信道接收能量值更低的信道作为更优信道，将信道号协商标记设置为1，并进入步骤S4.7，否则将信道号协商标记设置为0，并结束信道更新；
S4.5、判断当前信道的网关数量是否大于网关数量阈值c，若是，则进入步骤S4.6，否则将信道号协商标记设置为0，并结束信道更新；
S4.6、判断信道列表中是否存在比当前信道网关数量更少的信道，若是，则将网关数量更少的信道作为更优信道，将信道号协商标记设置为1，并进入步骤S4.7，否则将信道号协商标记设置为0，并结束信道更新；
S4.7、根据信道号协商标记设置为1的信道，选择一条更优信道对当前信道进行更新。
本发明的有益效果为：
(1)本发明可以避免信道中的强干扰源，自动更新到新的信道工作来避免干扰，提高系统的可用性和抗干扰能力。
(2)本发明可以避免相同类型的设备共用相同的信道的情况，实现自动协商不同的信道，达到多个设备在同一个空间中实现大规模的蜂窝组网，提高系统的组网容量，同时能够有效减少系统中相同设备之间的相互干扰。
(3)本发明的信道检测机制在网关上实现，与子设备通过信标报文进行信道检测和评估，不会对子设备的功耗和正常数据通信造成影响。
(4)本发明的网关通过信标报文与子设备在预定的时间点同时对信道进行无缝更新，使子设备和网关能够及时有效的避免干扰信道，工作在最优的信道下，提高数据传输的成功率，减少子设备因干扰导致丢包重传带来的功耗增加和响应延迟问题。

Claims (2)

1.一种自动信道避让抗干扰的传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过网关对物联网子设备数据收发包的丢包率进行统计，得到子设备丢包率；
S2、设定通信质量阈值a，判断子设备丢包率是否高于阈值a，若是，则将当前信道检测标记设置为1，并进入步骤S3，否则返回步骤S1；
S3、判断信标周期是否为信道检测标记周期，若是，则对所有信道进行检测，并进入步骤S4，否则重复步骤S3；
S4、根据信道检测结果，对当前信道进行更新，完成自动信道避让；
所述步骤S3包括以下分步骤：
S3.1、信标定时器时间到，判断当前信道检测标记是否为1，若是，则信标周期为信道检测标记周期，向设备发送信道评测信标，开始信道检测，并进入步骤S3.4，否则进入步骤S3.2；
S3.2、判断信道号协商标记是否为1，若是，则向设备发送包括新信道号和信道号协商倒计数的信标报文，并进入步骤S3.3，否则向设备发送普通的信标报文，并返回步骤S3.1；
S3.3、判断信道号协商倒计数是否为0，若是，则令信道号协商标记为0，且将信道设置为新信道号，并结束信道检测，否则，令信道号协商倒计数的计数值减一，并返回步骤S3.1；
S3.4、获取起始信道号，得到信道列表，并设置被检测信道的信道号，启动信道检测超时定时器，对被检测信道进行检测；
S3.5、判断信道检测时间是否结束，若是，则更新被检测信道的信道接收能量值和网关列表，并进入步骤S3.6，否则继续进行检测，直至检测时间结束，更新被检测信道的信道接收能量值和网关列表，并进入步骤S3.6；
S3.6、判断信道列表中信道是否全部检测完成，若是，则将信道检测标记清零，将信道更新作为信道检测结果，并结束信道检测，否则，进入步骤S3.7；
S3.7、判断信道检测标记周期的剩余时间是否可以完成一次信道检测，若是，则重新设置被检测信道的信道号，启动信道检测超时定时器，对被检测信道进行检测，并返回步骤S3.5，否则结束信道检测。
2.根据权利要求1所述的自动信道避让抗干扰的传输方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下分步骤：
S4.1、设定信道接收能量阈值b和信道网关数量阈值c；
S4.2、判断信道检测结果是否为信道更新，若是，则进入步骤S4.3，否则，不更新信道，并结束信道更新；
S4.3、判断当前信道的信道接收能量值是否大于信道接收能量阈值b，若是，则进入步骤S4.4，否则进入步骤S4.5；
S4.4、判断信道列表中是否存在比当前信道接收能量值更低的信道，若是，则将信道接收能量值更低的信道作为更优信道，将信道号协商标记设置为1，并进入步骤S4.7，否则将信道号协商标记设置为0，并结束信道更新；
S4.5、判断当前信道的网关数量是否大于网关数量阈值c，若是，则进入步骤S4.6，否则将信道号协商标记设置为0，并结束信道更新；
S4.6、判断信道列表中是否存在比当前信道网关数量更少的信道，若是，则将网关数量更少的信道作为更优信道，将信道号协商标记设置为1，并进入步骤S4.7，否则将信道号协商标记设置为0，并结束信道更新；
S4.7、根据信道号协商标记设置为1的信道，选择一条更优信道对当前信道进行更新。
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