無(wú)線體域網(wǎng)功率控制方法及系統(tǒng)、發(fā)射節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無(wú)線體域網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及無(wú)線體域網(wǎng)功率控制方法及系統(tǒng)、發(fā) 射節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全世界老齡化人口和亞健康人群的不斷增加，由于醫(yī)療資源（預(yù)算支出、醫(yī) 生、護(hù)±和病床等)相對(duì)不足，使得醫(yī)療保健系統(tǒng)的發(fā)展成為全球所面臨的共同需求。作為 一種新型的普適醫(yī)療保健、疾病監(jiān)控和預(yù)防的解決方案，無(wú)線體域網(wǎng)受到了業(yè)界廣泛的關(guān) 注。無(wú)線體域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通常尺寸很小，無(wú)法配置大容量電池，而且頻繁的更換電池會(huì)給穿戴者 帶來(lái)極大的不便，所W設(shè)計(jì)高能效的通信機(jī)制對(duì)無(wú)線體域網(wǎng)來(lái)說(shuō)具有重要意義。和傳統(tǒng)的 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)不同，由于穿戴者會(huì)經(jīng)常處于移動(dòng)的狀態(tài)，因此無(wú)線體域網(wǎng)的應(yīng)用環(huán)境具 有動(dòng)態(tài)性，固定一個(gè)發(fā)射功率對(duì)無(wú)線節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)會(huì)導(dǎo)致很低的能效或不可靠的通信質(zhì)量。功 率控制算法可W實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的根據(jù)當(dāng)前信道質(zhì)量來(lái)調(diào)整無(wú)線節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，因此在無(wú)線體 域網(wǎng)領(lǐng)域有大量的功率控制算法的研究成果。
[0003] 現(xiàn)有的無(wú)線體域網(wǎng)功率控制算法一般采用閉環(huán)反饋的機(jī)制，發(fā)射節(jié)點(diǎn)先按初始功 率等級(jí)發(fā)包，接收節(jié)點(diǎn)收到包后檢測(cè)接收數(shù)據(jù)強(qiáng)度，也就是RSSI，如果在預(yù)先設(shè)定的口限范 圍內(nèi)則發(fā)射功率不改。高于運(yùn)個(gè)范圍的話就減少下次發(fā)射功率，低于運(yùn)個(gè)范圍就增加發(fā)射 功率。更新后的功率等級(jí)值將放入到反饋控制包里反饋給發(fā)射節(jié)點(diǎn)，控制包發(fā)送后，發(fā)射節(jié) 點(diǎn)根據(jù)收到的功率等級(jí)值來(lái)調(diào)整下個(gè)包的發(fā)射功率。整個(gè)過(guò)程如圖1所示。近年來(lái)，國(guó)外有 很多在此方面的研究成果均采用圖1所示的閉環(huán)功率控制系統(tǒng)框架。
[0004] 目前的功率控制算法要求不斷的交互發(fā)包來(lái)對(duì)變化的信道進(jìn)行采樣，實(shí)現(xiàn)對(duì)信道 變化的有效跟蹤，從而為功率控制算法提供必要的基礎(chǔ)。但有些生理信號(hào)的采樣率低，發(fā)包 周期比較長(zhǎng)，而且某些位置（比如手腕或腳踩處）的大幅度擺動(dòng)導(dǎo)致信道變化比較快，運(yùn)樣 一來(lái)僅僅依靠數(shù)據(jù)包的交互不能夠跟上信道的變化，因此需要發(fā)送額外的空數(shù)據(jù)包來(lái)完成 對(duì)信道充足的采樣，從而降低原有功率控制算法的能耗有效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種無(wú)線體域網(wǎng)功率控制方法，用W同時(shí)保證通信質(zhì)量和能耗 有效性，該方法包括：
[0006] 發(fā)射節(jié)點(diǎn)接收上一個(gè)控制包后，根據(jù)上一個(gè)控制包中攜帶的發(fā)射功率等級(jí)值調(diào)整 發(fā)射功率等級(jí)，根據(jù)本地加速度傳感器采樣值確定發(fā)包時(shí)刻，在該發(fā)包時(shí)刻向接收節(jié)點(diǎn)發(fā) 送數(shù)據(jù)包；
[0007] 發(fā)射節(jié)點(diǎn)接收根據(jù)該數(shù)據(jù)包反饋的控制包，該控制包攜帶根據(jù)該數(shù)據(jù)包的接收數(shù) 據(jù)強(qiáng)度確定的下一次的發(fā)射功率等級(jí)值；
[000引發(fā)射節(jié)點(diǎn)根據(jù)該控制包中攜帶的發(fā)射功率等級(jí)值調(diào)整發(fā)射功率等級(jí)，根據(jù)本地加 速度傳感器采樣值確定發(fā)包時(shí)刻，在該發(fā)包時(shí)刻向接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)包。
[0009] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種無(wú)線體域網(wǎng)功率控制系統(tǒng)，用W同時(shí)保證通信質(zhì)量和能 耗有效性，該系統(tǒng)包括發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)，其中：
[0010] 發(fā)射節(jié)點(diǎn)用于接收上一個(gè)控制包后，根據(jù)上一個(gè)控制包中攜帶的發(fā)射功率等級(jí)值 調(diào)整發(fā)射功率等級(jí)，根據(jù)本地加速度傳感器采樣值確定發(fā)包時(shí)刻，在該發(fā)包時(shí)刻向接收節(jié) 點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包；
[0011] 接收節(jié)點(diǎn)用于接收該數(shù)據(jù)包后檢測(cè)接收數(shù)據(jù)強(qiáng)度，根據(jù)接收數(shù)據(jù)強(qiáng)度確定下一次 的發(fā)射功率等級(jí)值，向發(fā)射節(jié)點(diǎn)反饋攜帶下一次的發(fā)射功率等級(jí)值的控制包；
[0012] 發(fā)射節(jié)點(diǎn)還用于接收該控制包后，根據(jù)該控制包中攜帶的發(fā)射功率等級(jí)值調(diào)整發(fā) 射功率等級(jí)，根據(jù)本地加速度傳感器采樣值確定發(fā)包時(shí)刻，在該發(fā)包時(shí)刻發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù) 包。
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種無(wú)線體域網(wǎng)中的發(fā)射節(jié)點(diǎn)，用W同時(shí)保證通信質(zhì)量和能耗 有效性，該發(fā)射節(jié)點(diǎn)包括：
[0014] 接收模塊，用于接收控制包；
[0015] 時(shí)刻確定模塊，用于根據(jù)本地加速度傳感器采樣值確定發(fā)包時(shí)刻；
[0016] 發(fā)送模塊，用于根據(jù)控制包中攜帶的發(fā)射功率等級(jí)值調(diào)整發(fā)射功率等級(jí)，在時(shí)刻 確定模塊確定的發(fā)包時(shí)刻向接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，其中，接收模塊接收的是上一個(gè)控制包， 發(fā)射功率等級(jí)是根據(jù)上一個(gè)控制包中攜帶的發(fā)射功率等級(jí)值調(diào)整的。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)射節(jié)點(diǎn)接收上一個(gè)控制包后，根據(jù)上一個(gè)控制包中攜帶的發(fā) 射功率等級(jí)值調(diào)整發(fā)射功率等級(jí)，根據(jù)本地加速度傳感器采樣值確定發(fā)包時(shí)刻，在該發(fā)包 時(shí)刻向接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包;發(fā)射節(jié)點(diǎn)接收根據(jù)該數(shù)據(jù)包反饋的控制包，該控制包攜帶根 據(jù)該數(shù)據(jù)包的接收數(shù)據(jù)強(qiáng)度確定的下一次的發(fā)射功率等級(jí)值;發(fā)射節(jié)點(diǎn)根據(jù)該控制包中攜 帶的發(fā)射功率等級(jí)值調(diào)整發(fā)射功率等級(jí)，根據(jù)本地加速度傳感器采樣值確定發(fā)包時(shí)刻，在 該發(fā)包時(shí)刻向接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)包；如此循環(huán)往復(fù)，考慮到很多人體的動(dòng)作一般會(huì) 具有周期性運(yùn)一特性而進(jìn)行功率控制，不但控制發(fā)包功率而且也可W控制發(fā)包時(shí)間，運(yùn)樣 有利于將發(fā)射功率保持一個(gè)較低的等級(jí)，同時(shí)保證通信質(zhì)量和能耗有效性。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W 根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：
[0019] 圖1為【背景技術(shù)】中閉環(huán)功率控制系統(tǒng)框架示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中無(wú)線體域網(wǎng)功率控制方法的示意圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中RSSI和加速度傳感器采樣值的示意圖；
[0022] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中定位發(fā)包時(shí)刻的具體實(shí)例圖；
[0023] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)加速度采樣值波谷的幅度讀數(shù)進(jìn)行判斷的示例圖；
[0024] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中無(wú)線體域網(wǎng)功率控制系統(tǒng)的示意圖；
[0025] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例中無(wú)線體域網(wǎng)中的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的示意圖；
[0026] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例中功率等級(jí)調(diào)整的軌跡實(shí)驗(yàn)曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā) 明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并 不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0028] 功率控制算法可W實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的根據(jù)當(dāng)前信道質(zhì)量來(lái)調(diào)整無(wú)線節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，在 無(wú)線體域網(wǎng)領(lǐng)域有大量的研究成果。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，功率控制算法主要針對(duì)人體姿態(tài)變化造 成的信道質(zhì)量的變化，而很多人體的動(dòng)作一般會(huì)具有周期性，比如走、跑、上下樓和騎自行 車等，因此造成相應(yīng)的信道衰減也具有類似的周期性。傳統(tǒng)的功率控制算法沒(méi)有考慮運(yùn)一 特性，在人體動(dòng)態(tài)幅度較大和較快的情況下性能下降的很大，因此針對(duì)運(yùn)一點(diǎn)，在本發(fā)明實(shí) 施例中提出一種利用人體規(guī)則動(dòng)作的無(wú)線體域網(wǎng)功率控制方法。具體的，本發(fā)明實(shí)施例通 過(guò)利用人體某些日常行為動(dòng)作的周期性運(yùn)一特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種不但控制發(fā)包功率而且也可 W控制發(fā)包時(shí)間的無(wú)線體域網(wǎng)功率控制方法，可W將發(fā)射功率始終保持在一個(gè)較低的等 級(jí)，同時(shí)保證通信質(zhì)量和能耗有效性，獲得較好的效果。
[0029] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中無(wú)線體域網(wǎng)功率控制方法的示意圖，如圖2所示，本發(fā)明實(shí) 施例中無(wú)線體域網(wǎng)功率控制方法可W包括：
[0030] 步驟201、發(fā)射節(jié)點(diǎn)接收上一個(gè)控制包后，根據(jù)上一個(gè)控制包中攜帶的發(fā)射功率等 級(jí)值調(diào)整發(fā)射功率等