一种体域网中基于多因子优先级的时隙分配方法组成比例

本发明专利技术公开一种体域网中基于多因子优先级的时隙分配方法，该方法包括多因子设计和时隙分配两部分。其主要步骤：首先通过计算多因子权重得到初始时隙分配次序，其次在考虑节点异构性基础上通过时延限制设置优先级，并计算分配时隙后的数据最大时延来重新分配高优先级节点时隙占用数。然后在时隙有余量的情况下按降序分配低优先级节点时隙占用数，并把优先级改为高级。最后在原有的序列中去掉低优先级节点时隙占用数以就是得到最优的时隙分配方案。本发明专利技术能够使得节点充分利用时隙，在保证数据的丢包率和溢出率的情况下，使得传感器节点功耗最小，提高节点使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种体域网中基于多因子优先级的时隙分配方法
本专利技术涉及移动通信和远程医疗领域，尤其涉及一种体域网中基于多因子优先级的时隙分配方法。
技术介绍
作为无线传感器网络(WSN)在应用领域的一个重要分支，无线体域网(WBAN)因其便携、可移动的特点日益受到医疗、军事、娱乐消费电子等领域的广泛关注。近年来，医疗保健系统的发展已显着改善。作为医疗体系的基础，无线体域网(WBAN)正面临着由于老年人口和慢性病的增长带来的挑战。如图一所示，WBAN由多个可穿戴或可植入人体的传感器节点和一个聚合器组成。传感器节点具有采集、处理、传输人体的生理数据(如脑电图、血压、血糖、心率等)，通过信道传输数据到协调器。协调器拥有更高的计算能力和处理功能，把来自不同传感器节点的数据传输到远程服务器。与传统的以数据为中心的WSN相比，以人体为中心WBAN主要特点如下：(1)对于WBAN中的传感器节点很难替换和充电，使得每个节点必须利用有限的能量最大限度的延长自身的寿命(2)WBAN主要采用星型拓扑结构，网络的拓扑结构是相对固定。(3)各节点的采样率、最长时延容限等属性各不相同，甚至差异很大，因此存在较大的节点异构性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体域网中基于多因子优先级的时隙分配方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1：协调器在每个超帧开始前计算每个节点初始需要的时隙数；S2：协调器确定每个节点时隙分配时的权重值，按照每个节点的权重值从大到小进行节点初始排序，并按该初始顺序分配每个节点对应的时隙数；S3：协调器判断每个节点中的数据是否超过时延门限，并确定节点的优先级；当节点中的数据超过时延门限时，将该节点设为节点优先；当节点中的数据未超过时延门限时，将该节点设为非优先节点；S4：协调器判断节点数据的数据量是否大于预留给该节点的数据量；当节点数据的数据量大于预留给该节点的数据量时，执行步骤S5；当节点数据的数据量不大于预留给该节点的数...

【技术特征摘要】
1.一种体域网中基于多因子优先级的时隙分配方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1：协调器在每个超帧开始前计算每个节点初始需要的时隙数；S2：协调器确定每个节点时隙分配时的权重值，按照每个节点的权重值从大到小进行节点初始排序，并按该初始顺序分配每个节点对应的时隙数；S3：协调器判断每个节点中的数据是否超过时延门限，并确定节点的优先级；当节点中的数据超过时延门限时，将该节点设为节点优先；当节点中的数据未超过时延门限时，将该节点设为非优先节点；S4：协调器判断节点数据的数据量是否大于预留给该节点的数据量；当节点数据的数据量大于预留给该节点的数据量时，执行步骤S5；当节点数据的数据量不大于预留给该节点的数据量时，执行步骤S8；S5：协调器判断该节点是否处于高优先级：当该节点为低优先级时，执行步骤S8；当该节点为高优先级时，执行步骤S6；S6：协调器判断该节点的剩余数据的时延容限是否超过该节点的最大时延容限；当剩余数据的时延容限超过该节点的最大时延容限时，该节点的初始需要的时隙数加1；当剩余数据的时延容限未超过该节点的最大时延容限时，该节点的初始需要的时隙数保持不变；S7：协调器判断所有高优先级的节点的新分配的总时隙数是否小于协调器一个周期内总的时隙数：当高优先级的节点的新分配的总时隙数小于协调器一个周期内总的时隙数时，协调器从低优先级的节点中挑选节点的初始需要的时隙数不为零的节点，并将挑选中的节点的优先级改为高优先级；否则，执行步骤S8；S8：协调器计算每个节点按当前排序还剩余的数据量，并按每个节点初始排序将各个节点的剩余的数据量放入超帧，并去除低优先级的节点的时隙，重组得到一个新的时隙分配序列为最终确定各节点发送的顺序和占用时隙数，发送超帧。2.根据权利要求1所述的一种体域网中基于多因子优先级的时隙分配方法，其特征在于：所述步骤S1的具体步骤为：S1-1：协调器获取每个节点的采样率fi；S1-2：协调器在每个超帧开始前获取每个节点的缓存中最先采样到的数据距离当前的时间Di，S1-3：协调器通过信息帧的最大长度计算每个节点需要的时隙数；每个节点需要的时隙数的计算公式：其中Nr,i表示第i个节点在本超帧初始需要的时隙数，Sd表示一个数据包中有效字节占用的最大长度。3.根据权利要求1所述的一种体域网中基于多因子优先级的时隙分配方法，其特征在于：所述步骤S2中协调器确定每个节点时隙分配时的权重值的方法包括以下步骤：S2-1：根据每个节点的节点功能的不同为每个节点分配对应的权值m；S2-2：获取每个节点的采样率fi、剩余时延di和最初所需时隙数Nr,i；S2-3：计算每个节点时隙分配时的权重值；每个节点的权重值的计算公式如下：αi＝％10m+％40fi+％40Nr,i+％10di(2)其中，αi第i个节点的权重值，m为每个节点的节点功能的权值，fi为第i个节点的采样率；di为第i个节点的剩余时延，为第i个节点最大时延容限；Nr,i为第i个节点的最初所需时隙数。4.根据权利要求1所述的一种体域网中基于多因子优先级的时隙分配方法，其特征在于：所述步骤S3的具体步骤为：S3-1：定义时延门限Tth，其中Tth＝Tf+N*Ts，Tf、Ts分别代表着超帧长度和时隙长度；S3-2：定义节点优先参数Ci，Ci的取值为0或者1；当节点的Ci值为1时，该节点处于高优先级且该节点的数据必须在本超帧内发送；...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建宁，凌雲，王佳境，伍滨，董铠，徐海东，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35