[发明专利]一种无线传感网中干扰模型测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及信息控制技术领域，特别涉及一种无线传感网中干扰模型测量方法及装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，无线传感网的应用愈加广泛。无线传感网最早出现在二十世纪70年代的美越战争中，近几年，随着传感器结点计算能力的提高和体积的减小，已有不少的无线传感网投入商业应用，如环境监测、医疗护理等领域。无线传感网是由大量的传感器结点组成，传感器结点之间通过多跳的无线信号进行通信，当空间中有多个通信同时进行时，相互之间可能会产生干扰，导致传输的数据包的丢失。干扰模型刻画了无线传感网中干扰的存在情况。精确的干扰模型有利于一些上层网络协议的设计，如路由算法和信道调度。研究表明，以往经常被使用的干扰模型如基于跳数和基于距离的干扰模型与实际之间存在较大的误差，而PRR-SINR干扰模型则具有很高的精度。PRR(Packet Reception Ratio)即数据包接收率，SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)即信号与干扰加噪音比，PRR-SINR模型用SINR刻画了干扰的强度，从而刻画了干扰对数据包接收的影响。PRR-SINR模型具有以下几个特点：（1）PRR与SINR之间的关系与发送结点、干扰结点是哪些节点以及它们的发射功率、传输信道无关。（2）PRR-SINR模型存在一个转换区间，当SINR值在这个区间内变化时，PRR的值由0逐渐变化为1。（3）不同传感器结点在不同的时间或不同的地点测得的PRR-SINR模型是不同的。

由以上PRR-SINR模型的几个特征可知，无线传感网中的每个结点需要通过实施地测量建立起自己的干扰模型。目前存在的PRR-SINR模型的测量方法有两中类型：一种是主动的测量方法，当网络中的结点需要测量得到PRR-SINR模型时，暂停网络中的数据传输，选择一些结点同时传输一定数目的数据包，其他结点通过接收这些数据包测得对应的SINR和PRR值，重复上述过程，使得每个结点都能通过测得的SINR和PRR值建立其自己的干扰模型，主动测量的一种方法是每次随机选取一定数目的结点同时发送数据包；另一种是被动的测量方法，当网络是树形的拓扑结构时，要测量PRR-SINR模型的结点和会对其产生干扰的结点将它们在日常的数据传输中接收和发送数据包的时间戳发送给它们共同的父亲结点，由父亲结点计算出该结点的干扰模型。第一种方法的优点是随时可以为每个结点测量出其PRR-SINR模型，缺点是网络的开销较大；第二种方法的优点是网络的开销小，缺点是不能确保在一定时间内测得任意一个传感器结点的PRR-SINR模型。

针对现有技术中主动的测量方法存在的问题，如何提供一种快速低开销的主动的测量方法构成为了无线传感网设计的重点，本方案提出一种无线传感网中干扰模型测量方法及装置是信息控制技术领域目前急待解决的问题之 一。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出了一种无线传感网中干扰模型测量方法及装置，通过对无线传感网进行系统初始化，然后选取无线传感网中部分结点形成第一个结点集，通过获取结点发送的数据计算SINR值和对应的数据包接受率PRR，接着依据结点测得SINR区间内的SINR区间的个数进行选择和更新，最终依据判断规则进行循环检测，直到完成对结点集的选择，本方案适用于任意一个静态的无线传感网，既能保证精度又能减少网络开销。

为解决上述技术问题，本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种无线传感网中干扰模型测量方法，包括：

步骤一、对无线传感网进行系统初始化；

步骤二、选取无线传感网中部分结点形成第一个结点集，通过获取结点发送的数据计算SINR值和对应的数据包接受率PRR；

步骤三、依据结点测得SINR区间内的SINR区间的个数进行选择和更新；

步骤四、依据判断规则进行循环检测，直到完成对结点集的选择。

优选的，上述步骤一中，系统初始化即网络中所有结点都没有测得任何（SINR，PRR）点，PRR即数据包接收率，SINR即信号与干扰加噪音比。

优选的，上述步骤二中，进一步包括将选取若干个有网络中的部分结点组成第一个结点集。

优选的，上述进一步包括任选一个结点加入到此结点集中，当网络中只有一个结点发送数据包时，由于只有发送结点而没有干扰结点，其他结点不能测得SINR值，所以所有结点能测得（SINR，PRR）点落在某个SINR区间内的SINR区间的个数M1=0。