[发明专利]用于泛在传感器网络中的QoS支持的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于泛在(ubiquitous)传感器网络中的QoS(Quality of Service：服务质量)支持的系统和方法，更具体地说，涉及一种用于泛在传感器网络中的QoS支持的系统和方法，其中，对包含QoS数据时隙(slot)的超帧进行协调，该超帧与构成一个网络的每一个节点同步，如果需要发送QoS数据，则使用信标帧通知相邻节点是否要发送QoS数据，产生具有经设置的优先级的QoS数据帧，并根据优先级来在QoS数据时隙中发送具有所设置的优先级的QoS数据帧，以使得可以在QoS数据之间区分数据优先级。

背景技术

泛在传感器网络(USN：Ubiquitous Sensor Network)是泛在计算技术的核心技术之一，并且是其中将通过组合各种传感器节点所产生的数据与应用服务器相关联的技术。这些传感器不同于普通的传感器，而是类似于智能计算机，这些传感器具有收集或处理各种情况的所产生的数据的能力。

利用单个传感器进行监测根据硬件的水平在监测区域或精确性方面受到限制。但是，如果将通过多个节点收集的多条信息合并，则可以比真实世界的情况更精确和更可靠地监测信息。

可以应用USN的领域包括针对真实世界中的各种现象进行监测的领域，诸如灾难预防、环境监测、智能物理分布管理、实时监测、移动保健、家庭安保和机器诊断，并且还可以包括需要远程监测的许多应用领域。

在USN中，分布了许多节点以在广大区域上执行监测任务，通过网络内的数据处理将传感器所感测的数据转换为上级事件(upper event)，并接着将这些数据传送到远程管理者。这里，通过低速度和低功率的多跳无线网络来发送数据。

此外，在韩国，USN(即，下一代网络)已经与IPv6和BcN一起被选作IT 839的三种基础技术之一，并且其全部力量集中在该技术的开发上。

这些无线通信网络技术包括诸如Bluetooth、ZigBee和Motes的技术。但是，这些技术不可能用于智能城市核心(u-City Core)业务，因为它们存在各种问题，诸如过长的关联时间、对于网状网络的不充分的可扩展性、对于装置的非移动性支持、大的功率消耗以及在扩展寻址方面的困难。为了解决这些问题，已经开发了无线信标使能节能网状网络(WiBEEM)技术。

在新开发的WiBEEM技术中，基于信标冲突避免技术，利用信标将所有网络同步为一个网络，并且将所有网络配置为支持网状网络以低功率工作。此外，由于可以利用基于下一个可用的地址(NAA：Next Address Available)的地址分配方法来高效地分配短地址，所以可以控制最多65536个装置。因此，该WiBEEM技术不仅可以在家庭中使用，而且可以在u-City中使用。

该WiBEEM技术的最显著的特征在于，该WiBEEM技术是一种高效的无线网络，其中网状网络即使在信标模式中也能稳定地工作，因而消耗低的功率。无线网状网络稳定地工作的这个事实与比使用有线通信技术作为主干网络的现有无线通信技术高一个等级的技术相对应，并且这意味着，如果存在中间节点，则不仅通信范围内的全部传感器网络节点可以彼此通信，而且RF范围以外的节点也可以通过这些中间节点来彼此通信。

以上的WiBEEM技术是为WPAN应用提供有效通信方法并根据普遍存在的环境来支持移动性的无线协议。

与WiBEEM协议中相同，网状网络以信标模式工作时的优点在于可以提高功率消耗的效率，因为各个节点可以确定非活动时段的时间，在该非活动时段中，节点可以进入其工作在深度睡眠模式时段(DSP：deep sleep mode period)的时段。

该WiBEEM协议还具有支持移动性的重要优点。如果支持移动性，则可以在WPAN内的在任何地方都可以进行自由通信的通信区域中实现自治(autonomy)。

但是，常规的WiBEEM标准不是支持稳定QoS的USN技术。例如，在一位老年人支付比其他人更高的服务费用并要求他的稳定的健康的情况下，必须向该老年人提供一种系统，这种系统能够根据不同种类的服务来提供与健康的年轻人利用少量的金钱和QoS所需要的仅非常基本的服务不同种类的服务。因此，在该WiBEEM技术中，QoS支持技术具有非常重要的意义。