一种基于低速率无线网络的信号质量评估方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及低速率无线网络通信领域，具体是一种基于低速率无线网络的信号质量评估方法。
【背景技术】
[0002]目前无线网络中信号质量的评估一般采用判断接收端接收信号的强度来推测实现，实际上这只能判断信道内的信号强弱，而不能准确得知有效信号的强弱，也就是说，如果同一信道内若有多个设备发射信号，该方法虽然评估的结果证明信号强度很好，但实际要接收的信号已被相邻设备的信号所淹没，接收端也不能提取到实际需要的信号。因此，该方法只有在同一网络区域中只有两个网络设备时才有效，如果同一网络区域中具有多个网络设备，存在同时发送的可能，那么该方法就是无效的。
[0003]为了克服上述信号质量评估方法的缺陷，现今已提出了第二种信号质量评估方法，该方案通过记录两节点通信的次数和丢包次数，以此计算节点的通信信道质量。第二种方法使用的前提是网络中有大量的自发的数据流动，因此，其在网络带宽大、传输速率高的环境中应用较为广泛，而在低速率无线网络中，由于节点之间通信频率很低，且很多时候都是单向通信，不能直接获得总通信次数，该方法显然不适用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于低速率无线网络的信号质量评估方法，其应用时便于准确、高效的评估无线信号质量。
[0005]本发明解决上述问题主要通过以下技术方案实现:一种基于低速率无线网络的信号质量评估方法，包括以下步骤:
步骤一、设定信号强度阈值R、通信时间阈值T及往返通信次数阈值N ;
步骤二、对信号发送节点内已发送评估信号计数η和已收到信号计数m清零；
步骤三、信号发送节点发送指明要求返回的命令给信号接收节点，η的值加1，然后，信号发送节点等待信号接收节点发送的应答信号；
步骤四、信号接收节点在收到信号发送节点发来的命令时，获取接收的信号强度rl，并比较rl与R的大小，当rl大于或等于R时信号接收节点立即返回应答信号，当rl小于R或信号接收节点没有收到命令时信号接收节点不做任何操作；
步骤五、信号发送节点在收到信号接收节点返回的应答信号时，获取接收的应答信号强度r2，当r2大于等于R时m的值加1，并进入下一步骤，否则直接进入下一步骤；
步骤六、判断η与N的大小，若η小于N，则重复步骤三?步骤六，否则进入下一步骤；步骤七、计算通信成功率P和平均信号强度Ar，其中，通信成功率P为m/N，平均信号强度Ar为每一次的成功通信产生的rl集合在一起后的中位数。本发明所述的节点为网络中存在的可以进行通信的设备，本发明应用时通过多次通信的成功率和平均信号强度相结合来表征网络信号质量。本发明信号强度阈值R的设定与本发明应用时具体的实施环境有关，本发明应用时，取两个标准的设备设于待实施的环境中进行测试，得到的信号强度作为本发明的信号强度阈值R。
[0006]为了提升本发明的评估效率，进一步的，所述步骤一还包括设定信号发送节点每次通信时等待应答信号的时间t ;所述信号发送节点在设定的等待时间t内等待信号接收节点返回的应答信号，且在等待超时后直接进入步骤六。本发明在具体实施时，假设正常通信时一次往返通信的时间为tl，因通信时一次往返通信的时间可能存在偏差，本发明中等待应答信号的时间t应大于正常通信时一次往返通信的时间tl。
[0007]进一步的，所述步骤七还包括以下步骤:所述信号发送节点将通信成功率P和平均信号强度Ar发送给信号接收节点。如此，本发明应用时信号发送节点和信号接收节点可共享执行的结果。
[0008]综上所述，本发明具有以下有益效果:(I)本发明应用时通过两节点之间多次通信的成功率来反映网络的成功率，通过多次验证，能提升本发明的准确度。本发明具体应用时在两节点之间建立联系之前使用，一旦完成信号质量评估，就不再重复执行，本发明的执行时间可被控制在较短时间以内，评估效率高，在短时间内通过多次通信可确保评估质量。
[0009](2)本发明采用时间集中式地进行信号质量评估，能最大限度地降低网络负载。
[0010](3)本发明启动时间任意可选，信号质量评估也更具有针对性，使本发明操作灵活、便捷，准确度高。
【附图说明】
[0011]图1为本发明一个具体实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例及附图，对本发明做进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0013]实施例:
如图1所示，一种基于低速率无线网络的信号质量评估方法，包括以下步骤:步骤1、阈值设定；步骤2、信号发送节点内计数清零；步骤3、信号发送节点发送命令给信号接收节点，信号发送节点内已发送评估信号计数η的值加1，然后，信号发送节点等待信号接收节点发送的应答信号；步骤4、信号接收节点在收到信号发送节点发来的命令时，获取接收的信号强度rl，并比较rl与R的大小，当rl大于或等于R时信号接收节点立即返回应答信号，当rl小于R时信号接收节点不做任何操作；步骤5、信号发送节点在收到信号接收节点返回的应答信号时，获取接收的应答信号强度r2，当r2大于等于R时m的值加1，并进入下一步骤，否则直接进入下一步骤；步骤6、判断η与N的大小，若η小于N，则重复步骤3?步骤6，否则进入下一步骤；步骤7、计算通信成功率P和平均信号强度Ar，其中，通信成功率P为m/N，平均信号强度Ar为每一次的成功通信产生的rl集合在一起后的中位数。
[0014]本实施例在阈值设定时，在信号发送节点和信号接收节点设定信号强度阈值R，并在信号发送节点设定往返通信次数阈值N。本实施例的步骤2在具体实施时，主要对信号发送节点内已发送评估信号计数η和已收到信号计数m清零。本实施例的步骤3在具体实施时，信号发送节点发送的命令应指明要求返回信号。本实施例在具体实施时，步骤I还包括设定信号发送节点每次通信时等待应答信号的时间t，在设定有等待应答信号的时间t时，信号发送节点在设定的等待时间t内等待信号接收节点返回的应答信号，且在等待超时后直接进入步骤6。本实施例在具体实施时，信号接收节点没有收到命令也不做任何操作。本实施例在具体实施时，还通过信号发送节点将通信成功率P和平均信号强度Ar发送给信号接收节点。
[0015]本实施例应用于网络建立之前时的具体应用案例如下:
网络建立命令往往由网关发起，在进行组网之前，网关可以进行信道监听，用以甄别信道中的干扰强度。在信道处于较低干扰时，发起组网命令。具体的实现方法为:以上一次组网的路由表为参考依据，选取某一个处于第一级网络中的节点作为通信目标对象，作为信号质量评估的对象。采用本实施例的方法，通信1000次后，得到网关对该节点的信号质量评估结论，借助该结论来反应当前信道的信号质量。若通信成功率高于98%，则可以进行组网操作。
[0016]由于无线自组网过程受环境影响会直接影响组网结果，故本实施例的方法在组网前的使用可以大大提高单次组网的成功率。
[0017]本实施例应用于无线组网过程中时的具体应用案例如下:
在组网过程中，假设节点A正在判断节点B是否可以作为其下一级节点，于是A节点可以采用本实施例的方法，A节点与B节点通信1000次后，得到网关对该节点的信号质量评估结论，通过将该结论作为组网依据，可以大大确保网络中各级节点之间的通信成功率，确保网络的稳定性。如此高频率的网络通信只在网络建立时发生，网络一旦建立完成，即认为网络已经稳定。在具体实施时，尽可能避免在网络实际工作时，进行信号质量评估，降低网络拥塞的概率。
[0018]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的【具体实施方式】只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于低速率无线网络的信号质量评估方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、设定信号强度阈值R及往返通信次数阈值N ; 步骤二、对信号发送节点内已发送评估信号计数η和已收到信号计数m清零； 步骤三、信号发送节点发送指明要求返回的命令给信号接收节点，η的值加1，然后，信号发送节点等待信号接收节点发送的应答信号； 步骤四、信号接收节点在收到信号发送节点发来的命令时，获取接收的信号强度rl，并比较rl与R的大小，当rl大于或等于R时信号接收节点立即返回应答信号，当rl小于R或信号接收节点没有收到命令时信号接收节点不做任何操作； 步骤五、信号发送节点在收到信号接收节点返回的应答信号时，获取接收的应答信号强度r2，当r2大于等于R时m的值加1，并进入下一步骤，否则直接进入下一步骤； 步骤六、判断η与N的大小，若η小于N，则重复步骤三?步骤六，否则进入下一步骤；步骤七、计算通信成功率P和平均信号强度Ar，其中，通信成功率P为m/N，平均信号强度Ar为每一次的成功通信产生的rl集合在一起后的中位数。2.根据权利要求1所述的一种基于低速率无线网络的信号质量评估方法，其特征在于，所述步骤一还包括设定信号发送节点每次通信时等待应答信号的时间t ;所述信号发送节点在设定的等待时间t内等待信号接收节点返回的应答信号，且在等待超时后直接进入步骤六。3.根据权利要求1或2所述的一种基于低速率无线网络的信号质量评估方法，其特征在于，所述步骤七还包括以下步骤:所述信号发送节点将通信成功率P和平均信号强度Ar发送给信号接收节点。
【专利摘要】本发明公开了一种基于低速率无线网络的信号质量评估方法，包括以下步骤：步骤一、阈值设定；步骤二、信号发送节点内计数清零；步骤三、信号发送节点发送命令；步骤四、信号接收节点在收到命令时获取接收的信号强度r1并比较r1与R的大小，当r1大于或等于R时立即返回应答信号，当r1小于R时不做任何操作；步骤五、信号发送节点在收到应答信号时，获取接收的应答信号强度r2，当r2大于等于R时m的值加1，并进入下一步骤，否则直接进入下一步骤；步骤六、判断n与N的大小，若n小于N，则重复步骤三～步骤六，否则进入下一步骤；步骤七、计算通信成功率P和平均信号强度Ar。本发明应用时，能准确、高效的评估无线信号质量。
【IPC分类】H04W24/00
【公开号】CN105208577
【申请号】CN201510519853
【发明人】徐惟远, 钱超, 施友岚
【申请人】北京岩与科技有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月21日