動態(tài)調(diào)整無線終端發(fā)射功率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種動態(tài)調(diào)整低功耗無線終端發(fā)射功率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)里，節(jié)點往往是電池供電，需要低功耗以取得更久的使用壽命。節(jié)點和網(wǎng)關(guān)的距離有近有遠，加之遮擋物等情況，導(dǎo)致節(jié)點和網(wǎng)關(guān)之間的鏈路質(zhì)量有好有壞。對于好的鏈路質(zhì)量，節(jié)點使用較低的發(fā)射功率發(fā)送消息即可，對于壞的鏈路質(zhì)量，節(jié)點則需使用較高的發(fā)射功率。而且，鏈路質(zhì)量在一定情況下會發(fā)生變化，比如新出現(xiàn)的遮擋物。因而，必須實時估算節(jié)點和網(wǎng)關(guān)之間的鏈路質(zhì)量，并動態(tài)調(diào)整節(jié)點的發(fā)射功率，減少節(jié)點不必要的功耗開銷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個目的是提供一種動態(tài)調(diào)整低功耗無線終端發(fā)射功率的方法，其會結(jié)合當(dāng)前接收的信標(biāo)幀的信號強度、上次收到的建議數(shù)據(jù)幀的信號強度、上次收到的建議數(shù)據(jù)幀的具體建議內(nèi)容，估算節(jié)點和網(wǎng)關(guān)之間的鏈路質(zhì)量，從而動態(tài)調(diào)整發(fā)射功率，減少節(jié)點不必要的功耗開銷。
[0004]為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種動態(tài)調(diào)整無線終端發(fā)射功率的方法，無線終端中預(yù)設(shè)有多種用于向網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送信息的發(fā)射功率，包括:
[0005]網(wǎng)關(guān)設(shè)備以固定信標(biāo)周期發(fā)送信標(biāo)幀，所述無線終端接收信標(biāo)幀，并記錄接收信標(biāo)幀的信號強度；
[0006]所述無線終端在一個信標(biāo)周期內(nèi)以一種預(yù)設(shè)的發(fā)射功率向所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送事件消息幀，所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備以向所述無線終端發(fā)送建議數(shù)據(jù)幀的形式響應(yīng)，所述建議數(shù)據(jù)幀包含建議無線終端選擇的預(yù)設(shè)發(fā)射功率的信息，所述無線終端接收建議數(shù)據(jù)幀，并記錄接收建議數(shù)據(jù)幀的信號強度；
[0007]其中，所述無線終端根據(jù)最近一次接收到的建議數(shù)據(jù)幀、最近一次的接收信標(biāo)幀的信號強度以及最近一次的接收建議數(shù)據(jù)幀的信號強度，從多種預(yù)設(shè)的發(fā)射功率中選擇下一次發(fā)送事件消息幀使用的發(fā)射功率。
[0008]優(yōu)選的是，所述的動態(tài)調(diào)整無線終端發(fā)射功率的方法，所述事件消息幀包含待發(fā)送信息、最近一次的接收信標(biāo)幀的信號強度以及最近一次的接收建議數(shù)據(jù)幀的信號強度，所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備接收事件消息幀，并記錄接收事件消息幀的信號強度；
[0009]其中，所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備根據(jù)之前多次接收事件消息幀的信號強度、所述無線終端最近一次的接收信標(biāo)幀的信號強度以及所述無線終端最近一次的接收預(yù)設(shè)建議數(shù)據(jù)幀的信號強度確定向所述無線終端發(fā)送的建議數(shù)據(jù)幀。
[0010]優(yōu)選的是，所述的動態(tài)調(diào)整無線終端發(fā)射功率的方法，多種預(yù)設(shè)發(fā)射功率包括第一功率和第二功率，所述第一功率大于所述第二功率；
[0011]其中，所述無線終端從多種預(yù)設(shè)的發(fā)射功率中選擇下一次發(fā)送事件消息幀使用的發(fā)射功率的方法包括:當(dāng)所述無線終端最近一次接收到的為信息是建議發(fā)射功率為第一功率的建議數(shù)據(jù)幀時，則所述無線終端以第一功率向所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送事件消息幀；
[0012]當(dāng)所述無線終端最近一次接收到的為信息是建議發(fā)射功率為第二功率的建議數(shù)據(jù)幀時，且最近一次的接收信標(biāo)幀的信號強度和所述無線終端最近一次的接收建議數(shù)據(jù)幀的信號強度中的較小值小于第一閾值時，則所述無線終端以第一功率向所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送事件消息幀；
[0013]當(dāng)所述無線終端最近一次接收到的為信息是建議發(fā)射功率為第二功率的建議數(shù)據(jù)幀時，且所述無線終端最近一次的接收信標(biāo)幀的信號強度和所述無線終端最近一次的接收建議數(shù)據(jù)幀的信號強度中的較小值大于第一閾值，則所述無線終端以第二功率向所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送事件消息幀。
[0014]優(yōu)選的是，所述的動態(tài)調(diào)整無線終端發(fā)射功率的方法，所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備向所述無線終端發(fā)射建議數(shù)據(jù)幀的方法包括:當(dāng)所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備在之前連續(xù)N次接收事件消息幀的過程中得到的N個接收事件消息幀的信號強度中的最小值大于第二閾值，且所述無線終端最近一次的接收信標(biāo)幀的信號強度和所述無線終端最近一次的接收建議數(shù)據(jù)幀的信號強度中的較小值大于第一閾值，則所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備向所述無線終端發(fā)送信息是建議發(fā)射功率為第二功率的建議數(shù)據(jù)幀；否則，所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備向所述無線終端發(fā)送信息是建議發(fā)射功率為第一功率的建議數(shù)據(jù)幀。
[0015]優(yōu)選的是，所述的動態(tài)調(diào)整無線終端發(fā)射功率的方法，N為3。
[0016]優(yōu)選的是，所述的動態(tài)調(diào)整無線終端發(fā)射功率的方法，所述第一功率為20dBm，所述第二功率為13dBm。
[0017]優(yōu)選的是，所述的動態(tài)調(diào)整無線終端發(fā)射功率的方法，所述第一閾值為-1lOdBm或-1 OOdBm，所述第二閾值為-1 OOdBm。
[0018]優(yōu)選的是，所述的動態(tài)調(diào)整無線終端發(fā)射功率的方法，所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備在收到事件消息幀后，在I?5秒內(nèi)向所述無線終端發(fā)送建議數(shù)據(jù)幀。
[0019]優(yōu)選的是，所述的動態(tài)調(diào)整無線終端發(fā)射功率的方法，所述無線終端與所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備之間采用LoRa通信技術(shù)進行通信。
[0020]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0021 ]本發(fā)明根據(jù)對鏈路質(zhì)量的實時監(jiān)控、判斷，實時、準(zhǔn)確地對無線終端的發(fā)射功率進行動態(tài)調(diào)整，使本發(fā)明中的無線終端能夠在盡可能長的時間里以低發(fā)射功率發(fā)送消息，又能在保證消息可以被網(wǎng)關(guān)正常接收，從而大幅度降低了各節(jié)點功耗，進而大幅度降低了整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功耗。
[0022]本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合實例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0024]—種動態(tài)調(diào)整無線終端發(fā)射功率的方法，無線終端中預(yù)設(shè)有多種用于向網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送信息的發(fā)射功率，包括:
[0025]網(wǎng)關(guān)設(shè)備以固定信標(biāo)周期發(fā)送信標(biāo)幀，所述無線終端接收信標(biāo)幀，并記錄接收信標(biāo)幀的信號強度；
[0026]所述無線終端在一個信標(biāo)周期內(nèi)以一種預(yù)設(shè)的發(fā)射功率向所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送事件消息幀，所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備以向所述無線終端發(fā)送建議數(shù)據(jù)幀的形式響應(yīng)，所述建議數(shù)據(jù)幀包含建議無線終端選擇的預(yù)設(shè)發(fā)射功率的信息，所述無線終端接收建議數(shù)據(jù)幀，并記錄接收建議數(shù)據(jù)幀的信號強度；
[0027]其中，所述無線終端根據(jù)最近一次接收到的建議數(shù)據(jù)幀、最近一次的接收信標(biāo)幀的信號強度以及最近一次的接收建議數(shù)據(jù)幀的信號強度，從多種預(yù)設(shè)的發(fā)射功率中選擇下一次發(fā)送事件消息幀使用的發(fā)射功率。
[0028]在上述技術(shù)方案中，多個無線終端(節(jié)點)和一個網(wǎng)關(guān)設(shè)備構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，比如構(gòu)成一個星型網(wǎng)絡(luò)，在這個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，無線終端和網(wǎng)關(guān)設(shè)備的物理位置都相對固定，但是無線終端和網(wǎng)關(guān)設(shè)備之間的鏈路質(zhì)量仍然容易受到周邊環(huán)境的影響，因而需要對無線終端的發(fā)射功率進行實時改變，以在保證網(wǎng)關(guān)設(shè)備正常接收無線終端采集的事件消息幀的同時，盡可能長時間的以較低發(fā)射功率發(fā)送事件消息幀，從而降低系統(tǒng)功耗。在這里，網(wǎng)關(guān)會周期性發(fā)出信標(biāo)幀，連續(xù)兩次信標(biāo)幀之間的時間區(qū)間稱為信標(biāo)周期，無線終端只有在收到信標(biāo)幀后，才允許在收到信標(biāo)幀所在的當(dāng)前信標(biāo)周期里，從多種預(yù)設(shè)功率中選擇一種來發(fā)送事件消息幀。無線終端每收到一次信標(biāo)幀，就會記錄本次接收信標(biāo)幀的信號強度。網(wǎng)關(guān)在收到事件消息幀后就會給無線終端反饋一個建議數(shù)據(jù)幀，無線終端每接收一次建議數(shù)據(jù)幀，就會記錄本次接收建議數(shù)據(jù)幀的信號強度，該建議數(shù)據(jù)幀包含了對無線終端下一次發(fā)射功率的建議。無線終端根據(jù)最近一次的