[发明专利]一种无线传感器网络中基于服务质量的安全通信方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络中基于服务质量的安全通信方法，该方法包括：(1)初始化优先等级划分和安全等级划分；(2)簇头处理配置安全组件标识；(3)节点根据“安全组件标识”调整发送数据的安全组件并在对应GTS时隙中发送数据。

2.权利要求1的安全通信方法，该方法进一步包括：簇头处理配置安全组件标识时，根据静态优先级和默认安全组件来分配GTS时隙。

3.权利要求2的安全通信方法，该方法进一步包括：簇头处理配置安全组件标识时，簇头选出静态优先级最高M’个节点，组成临时GTS列表，并通过以下公式计算每个节点的NumOfPacketsInQueue。

NumOfPacketsInQueue=QueueState23×MaxQueueSize]]>

4.权利要求3的安全通信方法，该方法进一步包括：簇头处理配置安全组件标识时，按照节点的NumOfPacketsInQueue和默认安全组件为M’个节点初始分配GTS，被分配GTS所占的时隙个数由以下公式确定。

其中，L_AuxHead和L_MIC分别表示对应安全组件辅助帧头和完整性码的长度，单位为字节，aMaxMACPayloadSize是IEEE 802.15.4MAC帧静载荷的最大字节数；表示上取整。

5.权利要求1-4的安全通信方法，该方法进一步包括：簇头处理配置安全组件标识时，根据动态优先级来调整节点可选的安全组件，并进一步分配GTS时隙。

6.权利要求1-5的安全通信方法，该方法进一步包括：根据动态优先级来如下调整节点可选的安全组件：将临时GTS列表中动态优先级最低的节点去除，并加入到备选GTS列表中，选取备选GTS列表中动态优先级最大的节点。结合aminCAPlength的要求，根据如下公式调整节点可选的安全组件。

其中，L′_AuxHead和L′_MIC为节点的可选安全组件所对应的辅助帧头和完整性码长度，L′为计算出的GTS分配所需的时隙个数，依据安全级由高到低的原则重新配置安全组件。

7.权利要求1-6的安全通信方法，该方法进一步包括：在节点参与CAP的信道竞争过程中，竞争失败，则将节点动态优先级加1，从而再次参与CAP信道竞争或者在CAP中发送GTS请求。

8.权利要求1-7的安全通信方法，该方法的静态优先级根据节点的功能，按照实际场景节点的具体应用来设定。

9.权利要求1-8的安全通信方法，该方法的动态优先级根据业务类型划分。

10.权利要求1-9的安全通信方法，该方法的动态优先级业务类型包括语音、数据、视频等。

11.权利要求1-10的安全通信方法，该方法的静态优先级和动态优先级都体现在GTS请求帧的GTS特性域中，其中，“静态优先级”标识使用原有协议的“保留”位，“动态优先级”标识使用原有的“GTS长度”的前3位。

12.权利要求1-11的安全通信方法，该方法将GTS请求帧中帧控制域的“保留”位设置为“缓存状态”标识，占用3bit。

13.权利要求1-12的安全通信方法，该方法GTS请求帧中帧控制域的“保留”位的“缓存状态”由以下公式确定：

其中，QueueState表示节点缓存状态；NumOfPacketsInQueue表示节点当前等待的数据包数目；MaxQueueSize表示最大队列长度，表示下取整。

14.权利要求1-13的安全通信方法，该方法利用将GTS请求帧原有“GTS长度”的第4位设置为“安全配置域”来表示采用默认安全组件或根据安全等级动态配置安全组件。

15.权利要求1-14的安全通信方法，该方法将原有的信标帧“GTS长度”改为“安全组件标识”。