本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別是指一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。基于802.15.4協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有安裝布置簡易、數(shù)據(jù)傳輸可靠、設(shè)備成本低、能量消耗小等特點。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為了許多智能產(chǎn)業(yè)中必不缺少的一部分，如智能家居、智能交通和智能建筑等領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常由協(xié)調(diào)器節(jié)點和一定規(guī)模的傳感器節(jié)點組成，這些傳感器節(jié)點按照實際需求分布在監(jiān)測區(qū)域，負責(zé)采集該區(qū)域內(nèi)相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)匯集給協(xié)調(diào)器節(jié)點。

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，MAC(Media Access Control，介質(zhì)訪問控制層)協(xié)議負責(zé)著傳感器節(jié)點無線信道的接入控制，是保障無線傳感器網(wǎng)絡(luò)正常通信的基礎(chǔ)。因此，MAC層的效率關(guān)系到整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能，設(shè)計一種高效的MAC協(xié)議是研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心問題。

目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中MAC層協(xié)議采用的信道接入技術(shù)主要有三種：第一種是基于競爭的MAC協(xié)議，如CSMA/CA，其基本思想是需要接入信道的傳感器節(jié)點檢測信道是否空閑以競爭信道，若信道忙則隨機退避一段時間，如此直到成功或者達到最大退避次數(shù)，這種方法具有簡單有效和可擴展性好等優(yōu)點，缺點主要是信道利用率差；第二種是基于調(diào)度的MAC協(xié)議，如TDMA，其基本思想是協(xié)調(diào)器節(jié)點依據(jù)某種調(diào)度策略為傳感器節(jié)點分配時隙，傳感器節(jié)點在屬于自己的時隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，在不屬于自己的時隙內(nèi)休眠以降低能量消耗，這種方法具有能耗低和信道利用率高等優(yōu)點，缺點主要是可擴展性差；第三種是混合MAC協(xié)議，如CSMA/CA與TDMA混合MAC協(xié)議，其基本思想是結(jié)合CSMA/CA與TDMA的特點，需要專有時隙的傳感器節(jié)點向協(xié)調(diào)器申請，協(xié)調(diào)器節(jié)點按需分配時隙，其他傳感器節(jié)點采用CSMA/CA的方式競爭信道，這種方法將CSMA/CA與TDMA的優(yōu)勢互補，有效地提高了信道接入效率。

目前存在多種CSMA/CA與TDMA的混合MAC協(xié)議，其研究往往側(cè)重于以下幾個方面：第一，傳感器節(jié)點根據(jù)自身需求，主動向協(xié)調(diào)器申請時隙，這種情況下會引入了額外的網(wǎng)絡(luò)負載，加重網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)；第二，協(xié)調(diào)器為傳感器節(jié)點分配專有時隙，這種方法在傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)量小的情況下時隙利用率往往不高，在一定程度上浪費信道資源；第三，協(xié)調(diào)器根據(jù)某種依據(jù)為一個或一組傳感器節(jié)點分配時隙，這種方法的可擴展性較差，而且性能非常依賴于采用的依據(jù)。這些混合型MAC協(xié)議在性能上往往不能盡如人意，而且在一些情況下，可能還會比單獨使用CSMA/CA或TDMA表現(xiàn)出更差的性能。因此，研究一種高效合理的混合MAC仍然是當(dāng)前的一個熱點問題。

針對現(xiàn)有技術(shù)中混合MAC協(xié)議增加額外網(wǎng)絡(luò)負載、時隙利用率低、可擴展性差的問題，目前尚未有有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提出一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法及裝置，能夠在幾乎不增加網(wǎng)絡(luò)負載的情況下由協(xié)調(diào)器統(tǒng)一調(diào)度，為傳感器節(jié)點分配大時隙，提高了時隙利用效率。

基于上述目的本發(fā)明實施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法，包括：

在一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)，采集、處理數(shù)據(jù)并向協(xié)調(diào)器傳輸處理過的數(shù)據(jù)幀；

接收、解析處理過的數(shù)據(jù)幀，并計算出該傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量；

根據(jù)各傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量差異，為各傳感器節(jié)點分配大時隙，并廣播大時隙分配結(jié)果；

接收、解析大時隙分配結(jié)果，并根據(jù)大時隙分配結(jié)果在指定大時隙內(nèi)競爭接入信道。

在一些實施方式中，所述處理數(shù)據(jù)為向數(shù)據(jù)中加入數(shù)據(jù)采集時間信息。

在一些實施方式中，所述采集、處理數(shù)據(jù)并向協(xié)調(diào)器傳輸處理過的數(shù)據(jù)幀包括：

使用傳感器模塊采集數(shù)據(jù)；

使用微控制單元處理采集到的數(shù)據(jù)；

使用射頻天線模塊以幀形式發(fā)送處理過的數(shù)據(jù)；

使用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)緩存等待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

在一些實施方式中，所述解析處理過的數(shù)據(jù)幀為從數(shù)據(jù)中提取數(shù)據(jù)采集時間信息；協(xié)調(diào)器將提取出的數(shù)據(jù)采集時間信息設(shè)置為該傳感器節(jié)點的最近數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)到來時間。

在一些實施方式中，所述計算出該傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量包括：

根據(jù)傳感器節(jié)點數(shù)量確定一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)的大時隙數(shù)目；

根據(jù)一個超幀結(jié)構(gòu)的長度與一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)的大時隙數(shù)目計算出該傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量。

在一些實施方式中，所述根據(jù)一個超幀結(jié)構(gòu)的長度與一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)的大時隙數(shù)目計算出該傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量，為將該大時隙的結(jié)束時間與該傳感器節(jié)點的最近數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)到來時間之差與傳感器節(jié)點采集數(shù)據(jù)的周期相整除并得到該傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量。

在一些實施方式中，所述根據(jù)各傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量差異，為各傳感器節(jié)點分配大時隙包括：

按超幀結(jié)構(gòu)順序依次選取每個大時隙；

在被選取的大時隙內(nèi)將傳感器節(jié)點按傳輸數(shù)據(jù)量由多到少降序排列；

選取前特定數(shù)量個傳感器節(jié)點并將其分配到被選取的大時隙內(nèi)，特定數(shù)量為傳感器節(jié)點數(shù)量與一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)的大時隙數(shù)目之比；

將每個被分配的傳感器節(jié)點從按傳輸數(shù)據(jù)量由多到少降序排列的隊列中移除；

依次選取每個大時隙并將所有傳感器節(jié)點都進行分配。

在一些實施方式中，所述廣播大時隙分配結(jié)果為通過下一個信標幀廣播大時隙分配結(jié)果。

在一些實施方式中，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為一個協(xié)調(diào)器與多個傳感器節(jié)點形成的星型拓撲網(wǎng)絡(luò)，且多個傳感器節(jié)點具有相同的數(shù)據(jù)長度與采集周期。

本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種電子設(shè)備，包括至少一個處理器；以及，與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行上述方法。

從上面所述可以看出，本發(fā)明實施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法及裝置通過使用采集、處理數(shù)據(jù)并向協(xié)調(diào)器傳輸處理過的數(shù)據(jù)幀，計算出該傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量與差異，為各傳感器節(jié)點分配大時隙并廣播大時隙分配結(jié)果，根據(jù)大時隙分配結(jié)果在指定大時隙內(nèi)競爭接入信道的技術(shù)手段，能夠在幾乎不增加網(wǎng)絡(luò)負載的情況下由協(xié)調(diào)器統(tǒng)一調(diào)度，為傳感器節(jié)點分配大時隙，提高了時隙利用效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法的流程示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中IEEE 802.15.4協(xié)議定義的標準超幀結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法中包含大時隙的超幀結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法中傳感器節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法中信道偽擁塞現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法中大時隙分配的流程示意圖；

圖7為本發(fā)明提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法中大時隙分配策略的流程示意圖；

圖8為本發(fā)明提供的執(zhí)行所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法的電子設(shè)備的一個實施例的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明實施例進一步詳細說明。

需要說明的是，本發(fā)明實施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是為了區(qū)分兩個相同名稱非相同的實體或者非相同的參量，可見“第一”“第二”僅為了表述的方便，不應(yīng)理解為對本發(fā)明實施例的限定，后續(xù)實施例對此不再一一說明。

基于上述目的，本發(fā)明實施例的第一個方面，提出了一種能夠針對不同用戶或不同類型的節(jié)點進行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法的第一個實施例。如圖1所示，為本發(fā)明提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法的第一個實施例的流程示意圖。

所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法包括：

步驟S101，在一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)，采集、處理數(shù)據(jù)并向協(xié)調(diào)器傳輸處理過的數(shù)據(jù)幀；

步驟S103，接收、解析處理過的數(shù)據(jù)幀，并計算出該傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量；

步驟S105，根據(jù)各傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量差異，為各傳感器節(jié)點分配大時隙，并廣播大時隙分配結(jié)果；

步驟S107，接收、解析大時隙分配結(jié)果，并根據(jù)大時隙分配結(jié)果在指定大時隙內(nèi)競爭接入信道。

在一些實施方式中，所述處理數(shù)據(jù)為向數(shù)據(jù)中加入數(shù)據(jù)采集時間信息。

在一些實施方式中，所述采集、處理數(shù)據(jù)并向協(xié)調(diào)器傳輸處理過的數(shù)據(jù)幀包括：

使用傳感器模塊采集數(shù)據(jù)；

使用微控制單元處理采集到的數(shù)據(jù)；

使用射頻天線模塊以幀形式發(fā)送處理過的數(shù)據(jù)；

使用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)緩存等待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

在一些實施方式中，所述解析處理過的數(shù)據(jù)幀為從數(shù)據(jù)中提取數(shù)據(jù)采集時間信息；協(xié)調(diào)器將提取出的數(shù)據(jù)采集時間信息設(shè)置為該傳感器節(jié)點的最近數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)到來時間。

在一些實施方式中，所述計算出該傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量包括：

根據(jù)傳感器節(jié)點數(shù)量確定一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)的大時隙數(shù)目；

根據(jù)一個超幀結(jié)構(gòu)的長度與一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)的大時隙數(shù)目計算出該傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量。

在一些實施方式中，所述根據(jù)一個超幀結(jié)構(gòu)的長度與一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)的大時隙數(shù)目計算出該傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量，為將該大時隙的結(jié)束時間與該傳感器節(jié)點的最近數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)到來時間之差與傳感器節(jié)點采集數(shù)據(jù)的周期相整除并得到該傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量。

在一些實施方式中，所述根據(jù)各傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量差異，為各傳感器節(jié)點分配大時隙包括：

按超幀結(jié)構(gòu)順序依次選取每個大時隙；

在被選取的大時隙內(nèi)將傳感器節(jié)點按傳輸數(shù)據(jù)量由多到少降序排列；

選取前特定數(shù)量個傳感器節(jié)點并將其分配到被選取的大時隙內(nèi)，特定數(shù)量為傳感器節(jié)點數(shù)量與一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)的大時隙數(shù)目之比；

將每個被分配的傳感器節(jié)點從按傳輸數(shù)據(jù)量由多到少降序排列的隊列中移除；

依次選取每個大時隙并將所有傳感器節(jié)點都進行分配。

在一些實施方式中，所述廣播大時隙分配結(jié)果為通過下一個信標幀廣播大時隙分配結(jié)果。

在一些實施方式中，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為一個協(xié)調(diào)器與多個傳感器節(jié)點形成的星型拓撲網(wǎng)絡(luò)，且多個傳感器節(jié)點具有相同的數(shù)據(jù)長度與采集周期。

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，由于傳感器節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)的不確定性，在節(jié)點業(yè)務(wù)具有周期性且周期相同時，往往會出現(xiàn)局部碰撞的情況，出現(xiàn)信道偽擁塞問題。針對這種問題，本發(fā)明設(shè)計了一種自適應(yīng)的大時隙分配策略。首先，傳感器節(jié)點傳輸給協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)幀中都附帶有該數(shù)據(jù)幀采集時間；其次，協(xié)調(diào)器接收到數(shù)據(jù)幀后，解析出其中的時間信息，計算出節(jié)點在下一個超幀時期內(nèi)各個大時隙中的數(shù)據(jù)量；然后，根據(jù)各個節(jié)點在不同大時隙內(nèi)數(shù)據(jù)量的差異，協(xié)調(diào)器為傳感器節(jié)點分配大時隙，并通過信標幀將大時隙分配結(jié)果廣播出去；最后，各個傳感器節(jié)點解析出信標幀內(nèi)大時隙分配結(jié)果，并等到相應(yīng)的大時隙內(nèi)采用CSMA/CA的方式競爭接入信道。和其他的CSMA/CA與TDMA混合MAC協(xié)議相比，這種時隙分配策略對信道偽擁塞問題在數(shù)據(jù)傳輸效率上具有顯著的優(yōu)勢。

從上述實施例可以看出，本發(fā)明實施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法通過使用采集、處理數(shù)據(jù)并向協(xié)調(diào)器傳輸處理過的數(shù)據(jù)幀，計算出該傳感器節(jié)點在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量與差異，為各傳感器節(jié)點分配大時隙并廣播大時隙分配結(jié)果，根據(jù)大時隙分配結(jié)果在指定大時隙內(nèi)競爭接入信道的技術(shù)手段，能夠在幾乎不增加網(wǎng)絡(luò)負載的情況下由協(xié)調(diào)器統(tǒng)一調(diào)度，為傳感器節(jié)點分配大時隙，提高了時隙利用效率。

本發(fā)明實施例還提出了一種能夠針對不同用戶或不同類型的用戶進行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法的第二個實施例。

現(xiàn)有技術(shù)中，IEEE 802.15.4協(xié)議定義的超幀結(jié)構(gòu)如圖2所示，一個超幀包含活躍期和非活躍期，節(jié)點在活躍期進行數(shù)據(jù)的傳輸，在非活躍期則進入休眠狀態(tài)以降低能量損耗?；钴S期又分為信標幀時期、CAP(競爭接入期)和CFP(非競爭接入期):信標幀時期協(xié)調(diào)器節(jié)點廣播信標幀，各個傳感器節(jié)點接收信標幀，解析出信標幀內(nèi)的信息并與協(xié)調(diào)器節(jié)點同步；在CAP時期，各個節(jié)點通過CSMA/CA協(xié)議競爭信道發(fā)數(shù)；CFP時期被分為若干個GTS(保證時隙)，每個GTS被一個傳感器節(jié)點占有，傳感器節(jié)點在CAP向協(xié)調(diào)器節(jié)點發(fā)送時隙請求幀，協(xié)調(diào)器通過信標幀把GTS分配情況廣播給所有傳感器節(jié)點，擁有GTS的傳感器節(jié)點在GTS內(nèi)直接發(fā)送數(shù)據(jù)，其他節(jié)點休眠以降低能量損耗。

本發(fā)明在標準超幀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了大時隙的概念，大時隙與標準的超幀時隙不同，一個大時隙由若干個時隙組成。同時對超幀結(jié)構(gòu)重新進行了劃分：首先，去掉了CFP時期，此時超幀就由信標幀時期和CAP兩部分組成；其次，將CAP時隙均分為若干個大時隙，協(xié)調(diào)器節(jié)點為每個大時隙分配若干個傳感器節(jié)點，在每個大時隙內(nèi)傳感器節(jié)點采用CSMA/CA算法競爭信道，不同大時隙內(nèi)的傳感器節(jié)點競爭信道互不干擾，即大時隙之間采用TDMA的思想。在不考慮非活躍期和假設(shè)信標幀時期占用一個時隙的情況下，均分為3個大時隙的超幀結(jié)構(gòu)如圖3所示。

在本發(fā)明實施例中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括1個協(xié)調(diào)器節(jié)點帶N個傳感器節(jié)點；數(shù)據(jù)流只考慮傳感器節(jié)點給協(xié)調(diào)器節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的上行業(yè)務(wù)；并認為各個傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)長度和采集周期均相同；同時，超幀長度固定，且不含非活躍期。

當(dāng)傳感器節(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)給協(xié)調(diào)器時，其需要在一段時間內(nèi)占用信道來傳輸數(shù)據(jù)，將這段時間稱為信道占用時間。

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點無序地加入到網(wǎng)絡(luò)中開始工作，各個傳感器節(jié)點開始發(fā)送數(shù)據(jù)的時間是不確定的，而且隨著時間的推移，傳感器節(jié)點可能會出現(xiàn)時鐘偏移的情況。因此，對于周期相同的多個傳感器節(jié)點，可能會出現(xiàn)從某一時刻開始，需要占用信道時間相近的情況，將這種情況簡稱為局部碰撞，如圖5所示。圖中，假設(shè)每個傳感器節(jié)點希望占用信道的時間均為t_send，不同顏色的矩形代表不同節(jié)點的信道占用時間。

如圖5所示，假設(shè)由超幀1開始，傳感器節(jié)點A、B和C需要占用信道的時間有重疊，發(fā)生碰撞，由于這三個節(jié)點的周期相同，因此在后面的超幀時期都會出現(xiàn)碰撞的問題，這種問題即使在傳感器節(jié)點數(shù)目不多的情況下也可能發(fā)生。此時，將出現(xiàn)部分時隙信道忙，而剩余時隙空閑的情況，本發(fā)明將這種情況定義為信道偽擁塞。

傳統(tǒng)的CSMA/CA算法采用隨機退避規(guī)則，不能很好地解決這種信道偽擁塞問題。TDMA的方法在傳感器節(jié)點數(shù)目較少的情況下可行，但是當(dāng)傳感器節(jié)點較多時，為每個傳感器節(jié)點單獨分配時隙是不合理的。而傳統(tǒng)的CSMA/CA與TDMA混合協(xié)議則與CSMA/CA或TDMA算法面臨類似的問題，針對這類問題，本發(fā)明特別設(shè)計了一種自適應(yīng)的大時隙分配算法。

為了解決信道偽擁塞的問題，需要結(jié)合CSMA/CA算法和TDMA算法的思想：將超幀均分若干個大時隙，協(xié)調(diào)器節(jié)點根據(jù)當(dāng)前無線網(wǎng)路狀況，自適應(yīng)地為每個大時隙分配若干個傳感器節(jié)點，每個大時隙的傳感器節(jié)點數(shù)目相近，目的是均衡每個大時隙的負載；在大時隙內(nèi)，傳感器節(jié)點之間采用CSMA/CA的算法，與TDMA的傳感器節(jié)點單獨使用時隙相比，這種競爭共享的機制提高了時隙使用效率。

所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法包括：

步驟S101，在一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)，采集、處理數(shù)據(jù)并向協(xié)調(diào)器傳輸處理過的數(shù)據(jù)幀。

本發(fā)明研究的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點是由數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元和數(shù)據(jù)傳輸單元三部分組成。其中，數(shù)據(jù)采集單元即傳感器模塊，負責(zé)采集數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元主要是微控制單元(MCU)，負責(zé)處理傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并控制數(shù)據(jù)傳輸單元發(fā)送數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸單元即射頻天線模塊，當(dāng)檢測到數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)傳輸信號時，數(shù)據(jù)傳輸單元將數(shù)據(jù)處理單元打包的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。具體的傳感器節(jié)點模型如圖4所示。

協(xié)調(diào)器節(jié)點的模型與傳感器節(jié)點有些不同，與傳感器節(jié)點相比，協(xié)調(diào)器節(jié)點沒有數(shù)據(jù)采集單元。協(xié)調(diào)器節(jié)點是全功能節(jié)點(Full Function Device，F(xiàn)FD)，負責(zé)整個無線網(wǎng)絡(luò)控制和匯集傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)。

每個傳感器節(jié)點都有一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用于存放MCU從傳感器采集的數(shù)據(jù)。傳感器節(jié)點每采集到一個數(shù)據(jù)，將其存儲到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的空閑區(qū)域，等待傳輸。對于存儲在緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)，只有當(dāng)在該數(shù)據(jù)之前采集的數(shù)據(jù)都處理完后才能被處理。當(dāng)時間來到傳感器節(jié)點所屬的大時隙，傳感器節(jié)點再按照先后順序依次將緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。傳感器節(jié)點發(fā)送給協(xié)調(diào)器節(jié)點的數(shù)據(jù)幀是在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行封幀操作。

需要對傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行一定的處理并存儲起來，等到合適的時機再傳輸給協(xié)調(diào)器，進行特殊處理的目的是讓協(xié)調(diào)器了解各個傳感器節(jié)點的信息，以此來掌握整個無線網(wǎng)絡(luò)的信息。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點周期性地采集數(shù)據(jù)，存儲在緩沖區(qū)內(nèi)，等待合適的時機發(fā)送給協(xié)調(diào)器節(jié)點。為了實現(xiàn)自適應(yīng)地大時隙分配，需要對采集的數(shù)據(jù)進行一定的處理：在數(shù)據(jù)頭部加上一個字節(jié)，用于表示數(shù)據(jù)采集時間的信息。

步驟S103，接收、解析處理過的數(shù)據(jù)幀，并計算出該傳感器在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量。

協(xié)調(diào)器的主要任務(wù)是接收來自各個傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)，并附帶解析出其中的時間信息，這些時間信息為協(xié)調(diào)器后續(xù)的大時隙分配策略提供了依據(jù)。協(xié)調(diào)器節(jié)點接收來自各個傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)幀，將其中的信息解析出來。為了統(tǒng)計各個傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)幀的采集時間，協(xié)調(diào)器節(jié)點對每個傳感器節(jié)點都有一個變量t_r,n，表示收到傳感器節(jié)點n最近數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)到來時間。當(dāng)協(xié)調(diào)器節(jié)點收到傳感器節(jié)點n的數(shù)據(jù)幀時，解析出數(shù)據(jù)幀內(nèi)的時間信息，將t_r,n更新為該傳感器節(jié)點最近數(shù)據(jù)幀的業(yè)務(wù)到來時間。

一個超幀內(nèi)的大時隙數(shù)目由當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點數(shù)目確定，在確定了大時隙數(shù)據(jù)之后，協(xié)調(diào)器根據(jù)各個傳感器節(jié)點的t_r,n，確定各個節(jié)點在不同大時隙內(nèi)的數(shù)據(jù)量，這些數(shù)據(jù)量是大時隙分配的直接依據(jù)。協(xié)調(diào)器節(jié)點根據(jù)目前網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點的數(shù)目N確定分配的大時隙數(shù)目M，原則是傳感器節(jié)點的數(shù)目越多，相應(yīng)分配的大時隙數(shù)越多。但是在實際應(yīng)用中由于數(shù)據(jù)等待時間和信道接入時間的限制，大時隙數(shù)目應(yīng)該設(shè)置在一個合理的區(qū)間內(nèi)。

M的取值在本發(fā)明專利接入方法中至關(guān)重要。由于多個傳感器節(jié)點在一個大時隙內(nèi)競爭信道發(fā)數(shù)，為了保障數(shù)據(jù)傳輸，大時隙的長度應(yīng)該盡可能長，而大時隙長度與M值成反比，等同于M值應(yīng)該盡可能小。大時隙數(shù)目M取值不能太小，若M值太小，則不能有效地降低數(shù)據(jù)碰撞概率。因此，大時隙數(shù)量M的取值在一個合理的范圍內(nèi)，不能太小，也不能太大。

根據(jù)IEEE 802.15.4協(xié)議的定義，一個超幀內(nèi)包含16個基礎(chǔ)時隙，其中信標幀時期占用第一個基礎(chǔ)時隙的部分空間。因此，留給大時隙的完整時隙數(shù)最多為15。由于大時隙是由若干個基礎(chǔ)時隙組成，所以M的取值最大為15。根據(jù)上一段的介紹，M的取值范圍應(yīng)該在一個合理的范圍內(nèi)：當(dāng)M<＝2時，大時隙數(shù)目太少，不能很好地利用TDMA的機制來降低大時隙內(nèi)節(jié)點碰撞概率，此時本發(fā)明的性能就可能退化為CSMA/CA算法；當(dāng)M>＝6時，大時隙大概包括2個基礎(chǔ)時隙，此時大時隙太短，節(jié)點在執(zhí)行CSMA/CA時，退避空間小，競爭信道困難。而當(dāng)大時隙M取值為3時，每個大時隙包含5個標準時隙；當(dāng)大時隙M＝4時，第一個大時隙包含3個基礎(chǔ)時隙，其他大時隙包含4個基礎(chǔ)時隙；當(dāng)大時隙M＝5時，每個大時隙都包含3個基礎(chǔ)時隙。因此，M取值[3,5]時，各個大時隙長度分配較為均勻，且大時隙的長度便于節(jié)點使用CSMA/CA算法競爭接入信道。

綜上所述，本發(fā)明接入方法定義大時隙數(shù)目M的取值范圍在[3,5]之間。假設(shè)允許接入網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點數(shù)目最大值為N_max，M隨著網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點數(shù)N取值變化計算的公式為：

然后協(xié)調(diào)器根據(jù)N和M確定大時隙m(1<＝m<＝M)的結(jié)束時間，在實施例中，如果M的取值范圍是[3,5],則大時隙m的結(jié)束時間t_m,end的計算公式：

式中，t_t,begin表示超幀t的開始時間(由于上式得計算發(fā)生在超幀的起始時期，超幀的開始時間等于當(dāng)前時間)。T_sf表示超幀的長度。假設(shè)信標幀占用第1個標準時隙，當(dāng)M＝4時，為第1個大時隙包含3個時隙，其余大時隙包含4個時隙；而M＝3或5時，每個大時隙的長度均相同，包含15/M個標準時隙。在一般的實施例中，信標幀的長度通常小于第1個時隙的長度，因此第1個時隙的剩余部分歸第1個大時隙所有，第1個大時隙的長度略大于理論分配值。在確定了每個傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)采集時間之后，由于超幀長度固定，M值已知，因此可以計算出各個傳感器節(jié)點在不同大時隙內(nèi)的數(shù)據(jù)量，協(xié)調(diào)器節(jié)點以此確實大時隙策略。為了表示這個數(shù)據(jù)量，引入二維數(shù)組F[M][N]，其中的元素F[m][n](1<＝m<＝M,1<＝n<＝N)表示傳感器節(jié)點n在大時隙m時期內(nèi)的數(shù)據(jù)量，F(xiàn)[m][n]由下式計算而得：

式中，t_m,end表示大時隙m的結(jié)束時間，T表示傳感器節(jié)點采集數(shù)據(jù)的周期，式中用到的除法為整除。

步驟S105，根據(jù)各傳感器在下一個超幀結(jié)構(gòu)內(nèi)各大時隙中的數(shù)據(jù)量差異，為各傳感器分配大時隙，并廣播大時隙分配結(jié)果。

自適應(yīng)地分配大時隙的方法是從第一個大時隙開始，每個大時隙都選擇在該大時隙內(nèi)數(shù)據(jù)量最多的傳感器節(jié)點每個大時隙內(nèi)的傳感器節(jié)點數(shù)目相同，且一個超幀時期內(nèi)為每個傳感器節(jié)點分配一個大時隙。協(xié)調(diào)器根據(jù)計算的二維數(shù)組F[M][N]，確定大時隙分配策略，并將大時隙分配結(jié)果通過信標幀廣播出去，這樣就完成了一次大時隙分配過程，大時隙的每次分配都是發(fā)生在超幀開始階段的信標幀時期。本發(fā)明設(shè)計的MAC協(xié)議為保障數(shù)據(jù)的高可靠性傳輸和降低傳輸時延，在每個超幀時期不斷地重復(fù)上述時隙分配過程。

本發(fā)明采用的大時隙分配流程如圖6所示。在圖6中，具體的流程可以分為以下幾步：

步驟1：協(xié)調(diào)器統(tǒng)計當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點的數(shù)目N，確定分配的大時隙數(shù)目M。在一般情況下，網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點數(shù)目是相對穩(wěn)定的，因此M值通常是不變的。

步驟2：在每個超幀開始時期，協(xié)調(diào)器節(jié)點根據(jù)收到各個傳感器節(jié)點的最近數(shù)據(jù)幀的采集時間計算二維數(shù)組F[M][N]。

步驟3：協(xié)調(diào)器執(zhí)行大時隙分配策略，為每個傳感器節(jié)點分配大時隙。大時隙分配策略的具體流程如圖5所示。

步驟4：大時隙分配完之后，協(xié)調(diào)器通過信標幀將大時隙分配結(jié)果廣播出去，各個傳感器節(jié)點在接收到信標幀之后，解析出時隙分配信息，確定自身所屬的大時隙，然后等待大時隙的到來。

步驟5：當(dāng)傳感器節(jié)點所屬的大時隙來臨，共用同一大時隙的所有傳感器節(jié)點通過CSMA/CA的方式競爭信道發(fā)數(shù)。

圖7示出的是大時隙分配策略流程圖。對于任意一個大時隙m，協(xié)調(diào)器節(jié)點始終選擇在該大時隙內(nèi)數(shù)據(jù)量最大的N/M個傳感器節(jié)點，為這些傳感器節(jié)點分配大時隙m。使用這種策略是基于每個傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)采集周期相同且數(shù)據(jù)長度，在這種情況下，總的來看，各個傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)量基本相同，但是在不同大時隙內(nèi)數(shù)據(jù)量又有差別。因此每次采用選取數(shù)據(jù)量最大的N/M個傳感器節(jié)點能保證各個大時隙內(nèi)數(shù)據(jù)量平衡，不會出現(xiàn)某個大時隙內(nèi)數(shù)據(jù)量過多，而其他大時隙內(nèi)數(shù)據(jù)量太少的情況。均衡每個大時隙內(nèi)數(shù)據(jù)量的目的是使每個大時隙的網(wǎng)絡(luò)負載程度盡可能地相同，將超幀內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)負載均分到各個大時隙內(nèi)，將一個可能的大沖突區(qū)域劃分為若干個小的沖突區(qū)域，從而降低局部網(wǎng)絡(luò)負載水平。而CSMA/CA算法的性能隨著網(wǎng)絡(luò)負載程度的增加，下降得越來越快，因此，將一個大沖突區(qū)域細分為若干個小沖突區(qū)域能有效地提高CSMA/CA信道接入效率。

步驟S107，接收、解析大時隙分配結(jié)果，并根據(jù)大時隙分配結(jié)果在指定大時隙內(nèi)競爭接入信道。

從上述實施例可以看出，本發(fā)明提出的CSMA/CA與TDMA混合MAC協(xié)議，在本質(zhì)上是使用自適應(yīng)的大時隙分配策略，協(xié)調(diào)器節(jié)點根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)狀況，自適應(yīng)地為各個傳感器節(jié)點分配大時隙，這樣在信道偽擁塞的情況下可以有效地降低數(shù)據(jù)幀碰撞概率，增加傳感器節(jié)點接入信道的概率，提高數(shù)據(jù)幀的有效傳輸率，降低傳輸時延。本發(fā)明結(jié)合了CSMA/CA算法和TDMA算法的優(yōu)點，在提高網(wǎng)絡(luò)可擴展性的同時，又在一定程度上保障了信道利用率，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。此外，本發(fā)明是在IEEE 802.15.4標準CSMA/CA算法的基礎(chǔ)上增加了TDMA部分，保持了與IEEE 802.15.4協(xié)議的兼容性，降低了本發(fā)明的使用難度。

對于星型拓撲的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明使用的CSMA/CA與TDMA混合MAC協(xié)議并不能保證在所有情況下表現(xiàn)的性能都比標準CSMA/CA或TDMA協(xié)議好。在一些特殊情況，本發(fā)明可能表現(xiàn)出與CSMA/CA或TDMA相近的網(wǎng)絡(luò)性能，但是多數(shù)情況下，都能在一定程度上帶來性能提升，具體取決于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況。總而言之，本發(fā)明是一種對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入技術(shù)的優(yōu)化方法。

本發(fā)明實施例可以用在工業(yè)監(jiān)測環(huán)境中，工業(yè)監(jiān)測要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)的傳輸，這種環(huán)境時延要求較高，同時還要兼顧有效傳輸率。協(xié)調(diào)器節(jié)點自適應(yīng)地為各個傳感器節(jié)點分配大時隙，在規(guī)定的時延要求內(nèi)，有效地保障了實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的高可靠傳輸，滿足了工業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的基本要求。特別的，對于一些不理想的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，能夠表現(xiàn)出明顯的性能優(yōu)勢。首先，各個監(jiān)測節(jié)點依次加入到監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中，并開始工作。然后，協(xié)調(diào)器節(jié)點接收各個監(jiān)測節(jié)點的數(shù)據(jù)幀，每個超幀時期都自適應(yīng)地為監(jiān)測節(jié)點分配好大時隙。當(dāng)發(fā)生如下情況時：

1、網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)生變化時，如新加入監(jiān)測節(jié)點或減少監(jiān)測節(jié)點；

2、監(jiān)測節(jié)點發(fā)生時鐘偏移，此時可能會和別的監(jiān)測節(jié)點發(fā)生沖突；

協(xié)調(diào)器節(jié)點也能根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)幀中包含的信息迅速做出調(diào)整，確保網(wǎng)絡(luò)能夠正常運行。

基于上述目的，本發(fā)明實施例的第三個方面，提出了一種執(zhí)行所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法的電子設(shè)備的一個實施例。

所述執(zhí)行所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法的電子設(shè)備包括至少一個處理器；以及與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行如上所述任意一種方法。

如圖8所示，為本發(fā)明提供的執(zhí)行所述實時通話中的語音處理方法的電子設(shè)備的一個實施例的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。以如圖8所示的電子設(shè)備為例，在該電子設(shè)備中包括一個處理器801以及一個存儲器802，并還可以包括：輸入裝置803和輸出裝置804。

處理器801、存儲器802、輸入裝置803和輸出裝置804可以通過I/O接口或者其他方式連接，圖8中以通過I/O接口連接為例。

一般的，本發(fā)明描述的處理器801為AVR32單片機，存儲器802為單片機內(nèi)部RAM，輸入裝置803為傳感器，輸出裝置804為天線。處理器801與存儲器802通過RAM接口相連，處理器801與輸入裝置803、輸出裝置804都是通過SPI接口相連。

存儲器802作為一種非易失性控制器可讀存儲介質(zhì)，可用于存儲非易失性軟件程序、非易失性計算機可執(zhí)行程序以及模塊，如本申請實施例中的所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法對應(yīng)的程序指令/模塊。處理器801通過運行存儲在存儲器802中的非易失性軟件程序、指令以及模塊，從而執(zhí)行協(xié)調(diào)器的各種功能應(yīng)用以及數(shù)據(jù)處理，即實現(xiàn)上述方法實施例的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法。

存儲器802可以包括存儲程序區(qū)和存儲數(shù)據(jù)區(qū)，其中，存儲程序區(qū)可存儲軟件協(xié)議棧、至少一個功能所需要的應(yīng)用程序；存儲數(shù)據(jù)區(qū)可存儲根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入裝置的使用所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)等。此外，存儲器802可以包括高速隨機存取存儲器，還可以包括非易失性存儲器，。在一些實施例中，存儲器802可選包括相對于處理器801遠程設(shè)置的存儲器，這些遠程存儲器可以通過線纜或無線網(wǎng)絡(luò)連接至節(jié)點。上述網(wǎng)絡(luò)的實例包括但不限于互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、局域網(wǎng)、移動通信網(wǎng)及其組合。

輸入裝置803可接收輸入的數(shù)字或字符信息，以及產(chǎn)生與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入裝置的用戶設(shè)置以及功能控制有關(guān)的鍵信號輸入。輸出裝置804可包括天線等數(shù)據(jù)發(fā)送裝置。

所述一個或者多個模塊存儲在所述存儲器802中，當(dāng)被所述處理器801執(zhí)行時，執(zhí)行上述任意方法實施例中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法。

所述執(zhí)行所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道接入方法的電子設(shè)備的任何一個實施例，可以達到與之對應(yīng)的前述任意方法實施例相同或者相類似的效果。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。所述計算機程序的實施例，可以達到與之對應(yīng)的前述任意方法實施例相同或者相類似的效果。

此外，典型地，本公開所述的裝置、設(shè)備等可為各種電子終端設(shè)備，例如單片機(51單片機，AVR單片機)、FPGA、DSP等，也可以是其他節(jié)點設(shè)備，如可穿戴設(shè)備、車聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等，因此本公開的保護范圍不應(yīng)限定為某種特定類型的裝置、設(shè)備。本公開所述的客戶端可以是以電子硬件、計算機軟件或兩者的組合形式應(yīng)用于上述任意一種電子終端設(shè)備中。

此外，根據(jù)本公開的方法還可以被實現(xiàn)為由CPU執(zhí)行的計算機程序，該計算機程序可以存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中。在該計算機程序被CPU執(zhí)行時，執(zhí)行本公開的方法中限定的上述功能。

此外，上述方法步驟以及系統(tǒng)單元也可以利用控制器以及用于存儲使得控制器實現(xiàn)上述步驟或單元功能的計算機程序的計算機可讀存儲介質(zhì)實現(xiàn)。

此外，應(yīng)該明白的是，本文所述的控制器可讀存儲介質(zhì)(例如，存儲器)可以是易失性存儲器或非易失性存儲器，或者可以包括易失性存儲器和非易失性存儲器兩者。作為例子而非限制性的，非易失性存儲器可以包括只讀存儲器(ROM)、可編程ROM(PROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦寫可編程ROM(EEPROM)或快閃存儲器。易失性存儲器可以包括隨機存取存儲器(RAM)，該RAM可以充當(dāng)外部高速緩存存儲器。作為例子而非限制性的，RAM可以以多種形式獲得，比如同步RAM(DRAM)、動態(tài)RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、雙數(shù)據(jù)速率SDRAM(DDR SDRAM)等。所公開的方面的存儲設(shè)備意在包括但不限于這些和其它合適類型的存儲器。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還將明白的是，結(jié)合這里的公開所描述的各種示例性邏輯模塊、電路和算法步驟可以被實現(xiàn)為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。為了清楚地說明硬件和軟件的這種可互換性，已經(jīng)就各種示意性組件、模塊、電路和步驟的功能對其進行了一般性的描述。這種功能是被實現(xiàn)為軟件還是被實現(xiàn)為硬件取決于具體應(yīng)用以及施加給整個系統(tǒng)的設(shè)計約束。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以針對每種具體應(yīng)用以各種方式來實現(xiàn)所述的功能，但是這種實現(xiàn)決定不應(yīng)被解釋為導(dǎo)致脫離本公開的范圍。

結(jié)合這里的公開所描述的各種示例性邏輯模塊和電路可以利用被設(shè)計成用于執(zhí)行這里所述功能的下列部件來實現(xiàn)或執(zhí)行：通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯、分立的硬件組件或者這些部件的任何組合。通用處理器可以是微處理器，但是可替換地，處理器可以是任何傳統(tǒng)處理器、控制器、微控制器。處理器也可以被實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合，例如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器、一個或多個微處理器結(jié)合DSP核、或任何其它這種配置。

結(jié)合這里的公開所描述的方法或算法的步驟可以直接包含在硬件中、由處理器執(zhí)行的軟件模塊中或這兩者的組合中。軟件模塊可以駐留在RAM存儲器、快閃存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、CD-ROM、或本領(lǐng)域已知的任何其它形式的存儲介質(zhì)中。示例性的存儲介質(zhì)被耦合到處理器，使得處理器能夠從該存儲介質(zhì)中讀取信息或向該存儲介質(zhì)寫入信息。在一個替換方案中，所述存儲介質(zhì)可以與處理器集成在一起。處理器和存儲介質(zhì)可以駐留在ASIC中。ASIC可以駐留在用戶終端中。在一個替換方案中，處理器和存儲介質(zhì)可以作為分立組件駐留在用戶終端中。

在一個或多個示例性設(shè)計中，所述功能可以在硬件、軟件、固件或其任意組合中實現(xiàn)。如果在軟件中實現(xiàn)，則可以將所述功能作為一個或多個指令或代碼存儲在計算機可讀介質(zhì)上或通過計算機可讀介質(zhì)來傳送。計算機可讀介質(zhì)包括計算機存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)，該通信介質(zhì)包括有助于將計算機程序從一個位置傳送到另一個位置的任何介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是能夠被通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C訪問的任何可用介質(zhì)。作為例子而非限制性的，該計算機可讀介質(zhì)可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲設(shè)備、磁盤存儲設(shè)備或其它磁性存儲設(shè)備，或者是可以用于攜帶或存儲形式為指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的所需程序代碼并且能夠被通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C或者通用或?qū)Ｓ锰幚砥髟L問的任何其它介質(zhì)。此外，任何連接都可以適當(dāng)?shù)胤Q為計算機可讀介質(zhì)。例如，如果使用同軸線纜、光纖線纜、雙絞線、數(shù)字用戶線路(DSL)或諸如紅外線、無線電和微波的無線技術(shù)來從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠程源發(fā)送軟件，則上述同軸線纜、光纖線纜、雙絞線、DSL或諸如紅外先、無線電和微波的無線技術(shù)均包括在介質(zhì)的定義。如這里所使用的，磁盤和光盤包括壓縮盤(CD)、激光盤、光盤、數(shù)字多功能盤(DVD)、軟盤、藍光盤，其中磁盤通常磁性地再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤利用激光光學(xué)地再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述內(nèi)容的組合也應(yīng)當(dāng)包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。

公開的示例性實施例，但是應(yīng)當(dāng)注公開的示例性實施例，但是應(yīng)當(dāng)注意，在不背離權(quán)利要求限定的本公開的范圍的前提下，可以進行多種改變和修改。根據(jù)這里描述的公開實施例的方法權(quán)利要求的功能、步驟和/或動作不需以任何特定順序執(zhí)行。此外，盡管本公開的元素可以以個體形式描述或要求，但是也可以設(shè)想多個，除非明確限制為單數(shù)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情況，單數(shù)形式“一個”(“a”、“an”、“the”)旨在也包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)當(dāng)理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一個或者一個以上相關(guān)聯(lián)地列出的項目的任意和所有可能組合。

上述本公開實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：以上任何實施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開的范圍(包括權(quán)利要求)被限于這些例子；在本發(fā)明實施例的思路下，以上實施例或者不同實施例中的技術(shù)特征之間也可以進行組合，并存在如上所述的本發(fā)明實施例的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節(jié)中提供。因此，凡在本發(fā)明實施例的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明實施例的保護范圍之內(nèi)。