[发明专利]一种基于移动传感网的语音通信方法

说明书

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，簇成员为大于2的其他数目；其中簇成员最多通过2 跳与簇头相连；

A21、节点上电启动成功后，簇头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、簇成员节点侦听信道，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；其中相邻节点表包括其节点id，及已经使用的时隙编号，有效时间；

B)网络维护步骤：

B1簇头节点每隔N个超帧周期全网广播一次信标帧，使用A)组网步骤相同的策略；

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，若有源节点信息，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簇成员与簇头节点间

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、若请求节点为簇头节点的邻居节点，采用簇成员间语音预约时相同的策略；若请求 节点为簇头节点的两跳邻居节点，则通过中间节点对时隙进行预约；

C22、簇头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、若目的节点为簇头节点的邻居节点，采用簇成员间语音预约时相同的策略；

C232、若目的节点不是簇头节点的邻居节点，则簇头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，则通过中间节点对时隙进 行预约。

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。