專利名稱：實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)拓撲管理技術(shù)，尤其涉及一種實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前，通信系統(tǒng)的發(fā)展出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)(M2M network, Machine to machinenetwork)的概念，物聯(lián)網(wǎng)也稱泛在網(wǎng)，是指機器對機器之間的通信網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)機器對機器的通信意味著傳統(tǒng)意義上不聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備或器具，比如家用電器、安全系統(tǒng)設(shè)備、工廠設(shè)備、醫(yī)療儀器等之間都具備聯(lián)網(wǎng)和通信的能力。例如，如果物聯(lián)網(wǎng)用于數(shù)據(jù)采集，就可以應(yīng)用在多種場景里電力設(shè)備運行監(jiān)控、電力用戶的遠程抄表、路燈管理、機動車違章行駛監(jiān)測、水文監(jiān)測、氣象監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、自動售票機管理、無人值守場所如倉庫或辦公樓或街鋪等的監(jiān)控、油田生產(chǎn)監(jiān)控、城市交通智能管理、其它遠程設(shè)備管理、其它遠程數(shù)據(jù)采集。 可以想象，由于多種場景中的機器數(shù)量越來越龐大，物聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)量也會相當巨大。物聯(lián)網(wǎng)的終端可以直接接入無線通信系統(tǒng)的控制站，也可以通過網(wǎng)關(guān)接入無線通信系統(tǒng)的控制站。其中，網(wǎng)關(guān)可以是無線通信系統(tǒng)定制的控制站，也可以是由無線通信系統(tǒng)的終端充當?shù)呐R時控制站。目前，物聯(lián)網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還未實現(xiàn)對其眾多終端的自適應(yīng)管理。由于物聯(lián)網(wǎng)包含眾多終端，使得物聯(lián)網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)管理變得非常復(fù)雜。實際應(yīng)用中，只能通過人工來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)管理，但是，人工管理不僅工作量巨大，而且耗費人力、物力，工作效率低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對眾多終端的自適應(yīng)自動管理。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，所述方法包括物聯(lián)網(wǎng)的控制站獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息；根據(jù)所獲取的無線鏈路信息，所述控制站完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立和/或調(diào)整。在上述方案中，所述獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息的過程，具體為控制站獲取與自身直接相連的下屬節(jié)點之間鏈路的無線鏈路信息；控制站下屬節(jié)點中的各子控制站獲取與自身直接相連的下屬節(jié)點之間鏈路的無線鏈路信息，并將所獲取的無線鏈路信息上報給所述控制站。在上述方案中，所述控制站或子控制站獲取與自身下屬節(jié)點之間鏈路的無線鏈路信息的過程，具體為控制站或各子控制站通過下行鏈路向與自身直接相連的下屬節(jié)點發(fā)送檢測信號；所述的下屬節(jié)點檢測出鏈路狀況，通過上行鏈路將包含無線鏈路信息的檢測結(jié)果返回給所述的控制站或子控制站。
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在上述方案中，所述子控制站向所述控制站上報無線鏈路信息的方式包括周期性的上報、和/或周期性的控制站輪詢后上報、和/或響應(yīng)于控制站的請求上報、和/或非周期性的主動上報。在上述方案中，所述控制站完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立過程包括控制站根據(jù)所獲得的無線鏈路信息，識別新入網(wǎng)的子控制站和/或終端，完成新終端和/或新網(wǎng)關(guān)的入網(wǎng)、新終端接入子控制站。在上述方案中，所述控制站完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的調(diào)整過程包括控制站根據(jù)所獲得的無線鏈路信息，完成物聯(lián)網(wǎng)中各終端的切換、網(wǎng)關(guān)的入網(wǎng)和/或退網(wǎng)。在上述方案中，所述獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息的過程具體為接入網(wǎng)絡(luò)后，物聯(lián)網(wǎng)中的發(fā)送節(jié)點向各接收節(jié)點發(fā)送檢測信號；各接收節(jié)點接收到所述檢測信號后，將該檢測信號的信號接收強度作為無線鏈路信息返回給各所述的發(fā)送節(jié)點；所述的發(fā)送節(jié)點對各接收節(jié)點返回的信號接收強度進行運算，并將運算結(jié)果發(fā)送到控制站。在上述方案中，所述控制站完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立和/或調(diào)整的過程包括控制站根據(jù)各發(fā)送節(jié)點發(fā)送的運算結(jié)果，選擇其中接收信號強度最為均衡的節(jié)點作為子控制站，或者選擇接收信號強度最大的節(jié)點作為子控制站。在上述方案中，在需要更換子控制站或有子控制站退出物聯(lián)網(wǎng)時，所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理具體為控制站獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息，并根據(jù)該無線鏈路信息，調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)的子控制站，確定新的子控制站，使得新的子控制站獲得原子控制站下屬節(jié)點的控制權(quán)。在上述方案中，所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理方法還包括控制站將建立和或調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)后，將建立網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)時得到的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息、和/或調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)時更新的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息發(fā)送到下屬節(jié)點或物聯(lián)網(wǎng)各節(jié)點。在上述方案中，所述網(wǎng)絡(luò)拓撲信息的發(fā)送方式為廣播、和/或多播、和/或單播。在上述方案中，所述的無線鏈路信息包括下列參數(shù)中的一種或多種的任意組合 信道信號干擾比率和/或信號噪聲比率和/或信號干擾噪聲比率、無線鏈路丟包率和/或錯包率、無線鏈路的處理和/或傳輸遲延、無線鏈路實際吞吐量、無線鏈路配置的資源、終端接收信號強度信息、終端發(fā)送信號強度信息、終端通信鏈路是否存在的信息。本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的裝置，所述裝置包括獲取單元、處理單元，其中獲取單元，用于獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息；處理單元，用于根據(jù)所述獲取單元所獲取的無線鏈路信息，完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立和/或調(diào)整。本發(fā)明所提供的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法及裝置，通過物聯(lián)網(wǎng)的控制站獲得無線鏈路信息，且控制站根據(jù)獲得的無線鏈路信息完成物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立和/或調(diào)整，從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)對眾多終端的自適應(yīng)自動管理。本發(fā)明應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)管理中，不僅可以節(jié)省人力、物力成本，提高工作效率，而且對電信運營的順利發(fā)展也具有重要意義。


圖1為本發(fā)明的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理方法的流程圖；圖2為本發(fā)明的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖3為一種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為另一種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理方法的具體實現(xiàn)流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案的具體實施方式
做詳細說明。在物聯(lián)網(wǎng)中，控制站下屬的終端或者網(wǎng)關(guān)可以作為子控制站，子控制站及其下屬的終端或者網(wǎng)關(guān)組成一個無線傳輸子網(wǎng)。本發(fā)明的基本思想在于各子控制站創(chuàng)建自身所在無線傳輸子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、和/或負責調(diào)整該無線傳輸子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，并將網(wǎng)絡(luò)拓撲信息上報到控制站，再由控制站完成物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲信息的更新，進而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建和/或調(diào)整。本發(fā)明一種實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，參照圖1所示，主要包括以下步驟步驟101 物聯(lián)網(wǎng)的控制站獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息；這里，所獲取的無線鏈路信息為物聯(lián)網(wǎng)中各節(jié)點之間的無線鏈路的信息，每條無線鏈路的信息具體可以包括以下參數(shù)中的一種或多種的任意組合信道信號干擾比率和/ 或信號噪聲比率和/或信號干擾噪聲比率、無線鏈路丟包率和/或錯包率、無線鏈路的處理和/或傳輸遲延、無線鏈路實際吞吐量、無線鏈路配置的資源、終端接收信號強度指示、終端發(fā)送信號強度信息、終端鏈路是否存在的信息。其中，由于物聯(lián)網(wǎng)中各節(jié)點如子控制站、終端等的位置相對固定，因此，實際應(yīng)用中，所述的無線鏈路信息通常在子控制站或終端中預(yù)配置，控制站可以從物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點中獲取。這里，無線鏈路信息的預(yù)配置可以在配置子控制站或者終端時通過手動完成，或者在制造子控制站或者終端時完成，也可以在初始化子控制站或者終端時通過空中接口自動配置，具體的配置過程為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。其中，無線鏈路信息如終端接收信號強度指示、終端發(fā)送信號強度信息等可以通過控制站與各節(jié)點之間、或各節(jié)點之間發(fā)送檢測信號來得到。具體地，控制站可以向各節(jié)點發(fā)送檢測信號，由各節(jié)點根據(jù)該檢測信號向所述控制站返回自身的無線鏈路信息，如終端接收信號強度信息等；或者，控制站可以通過在物聯(lián)網(wǎng)中指定所述無線鏈路信息的接收節(jié)點，由該接收節(jié)點獲取無線鏈路信息并發(fā)送給控制站。步驟102 根據(jù)所獲取的無線鏈路信息，所述控制站完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立和/或調(diào)整。這里，建立和/或調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)具體為建立或調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)中任意兩個節(jié)點之間的連接關(guān)系、和/或確定或調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)中任意無線鏈路的兩端節(jié)點。具體的，控制站獲取無線鏈路信息后，各節(jié)點通過自身與控制站之間的無線鏈路接入當前物聯(lián)網(wǎng)，所述控制站根據(jù)所獲取的無線鏈路信息識別各節(jié)點，完成物聯(lián)網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的建立，并更新當前物聯(lián)網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)信息，通知當前物聯(lián)網(wǎng)的各節(jié)點。其中，由于物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)目眾多，而且往往是無人看守，因此，所述方法還包括，物聯(lián)網(wǎng)中各節(jié)點如終端定期向控制站發(fā)送測試報告，以實時向終端報告自身的位置以及功能?？刂普究梢酝ㄟ^定期檢測是否收到各節(jié)點的測試報告，來確定物聯(lián)網(wǎng)各節(jié)點是否存在位置異?；蛘吖δ芄收系葐栴}，或者也可以根據(jù)測試報告來確定當前各節(jié)點是否存在位置異?；蛘吖δ芄收系葐栴}，如果確定為是，則控制站調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)當前的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、更新當前的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)信息、并通知物聯(lián)網(wǎng)中各節(jié)點，否則控制站不調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。這里，各節(jié)點發(fā)送的測試報告可以是響應(yīng)于控制站查詢的信息，也可以是由終端主動向控制站發(fā)送。本發(fā)明一種實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的裝置，參照圖2所示，主要包括獲取單元21、處理單元22，其中獲取單元21，用于獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息；處理單元22，用于根據(jù)所述獲取單元21所獲取的無線鏈路信息，完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立和/或調(diào)整。上述實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的裝置可以設(shè)置于物聯(lián)網(wǎng)的控制站中；也可以作為單獨的實體設(shè)置在物聯(lián)網(wǎng)中，與控制站相連接。通過該裝置，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的具體過程，可參照以下三種實施例。實施例一本實施例中，對各網(wǎng)關(guān)或各終端確定自身作為子控制站接入物聯(lián)網(wǎng)時，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的過程做詳細說明。首先，控制站獲取物聯(lián)網(wǎng)中無線鏈路信息的過程，具體包括控制站獲取與自身直接相連的下屬節(jié)點之間鏈路的無線鏈路信息；控制站下屬節(jié)點中的各子控制站獲取與自身直接相連的下屬節(jié)點之間鏈路的無線鏈路信息，并將所獲取的無線鏈路信息上報給所述控制站。這里，控制站可以包括以下一種或多種網(wǎng)元宏基站、微基站、微微基站、中繼站； 子控制站可以包括網(wǎng)關(guān)、終端、中繼站。具體地，控制站或子控制站獲取下屬節(jié)點之間鏈路的無線鏈路信息的過程為控制站或各子控制站通過下行鏈路向與自身直接相連的下屬節(jié)點發(fā)送檢測信號；所述的下屬節(jié)點檢測出鏈路狀況，通過上行鏈路將包含無線鏈路信息的檢測結(jié)果返回給所述的控制站或子控制站。這里，所述控制站或子控制站可以通過向自身的下屬節(jié)點發(fā)送同步信號等檢測信號，或者通過發(fā)送用于查詢下屬節(jié)點狀況的消息如周期性的輪詢請求或者查詢請求，來獲取無線鏈路信息；下屬節(jié)點向控制站或子控制站發(fā)送的檢測結(jié)果可以包括測距信號、或掃描報告消息等?？刂普究梢愿鶕?jù)測距信號得到下屬節(jié)點的終端發(fā)送信號強度信息。其中，測距信號包含有下屬節(jié)點自身的正交接入碼，該正交接入碼用于標識下屬節(jié)點在物聯(lián)網(wǎng)中所處位置，測距信號中還可以包含發(fā)送時間和/或發(fā)送頻率等信息。實際應(yīng)用中，在多個下屬節(jié)點位于同一位置時，多個下屬節(jié)點可以使用同一正交接入碼標識自身位置，并采用發(fā)送時間和/或發(fā)送頻率來區(qū)分處于同一位置的各下屬節(jié)點，從而通過有限的正交接入碼便能夠?qū)崿F(xiàn)大量終端的接入。在每個位置只存在一個下屬節(jié)點時，可以通過正交接入碼同時標識下屬節(jié)點所在位置以及下屬節(jié)點自身。
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具體地，子控制站向控制站上報無線鏈路信息的方式可以包括周期性的上報、和 /或周期性的控制站輪詢后上報、和/或響應(yīng)于控制站的請求上報、和/或非周期性的主動上報等。這里，控制站的下屬節(jié)點包含與自身直接相連的子控制站、以及終端，子控制站的下屬節(jié)點包含與自身直接相連的終端，例如，對于圖3所示的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，控制站的下屬節(jié)點包括終端1和子控制站1 ；子控制站1的下屬節(jié)點包括終端2和終端3。其次，根據(jù)所獲得的無線鏈路信息，控制站完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立過程，具體可以包含控制站根據(jù)所獲得的無線鏈路信息，識別新入網(wǎng)的子控制站和/或終端，完成新終端和/或新網(wǎng)關(guān)的入網(wǎng)、新終端接入子控制站等過程。具體地，控制站或子控制站根據(jù)下屬節(jié)點發(fā)送的測距信號，得到終端發(fā)送信號強度信息，并根據(jù)終端發(fā)送信號強度信息向下屬節(jié)點發(fā)送測距響應(yīng)消息，下屬節(jié)點再根據(jù)該測距響應(yīng)消息向控制站發(fā)送接入請求，控制站根據(jù)該接入請求識別該下屬節(jié)點，接入過程完成。實際應(yīng)用中，控制站或子控制站發(fā)送測距響應(yīng)消息給下屬節(jié)點時，可以根據(jù)下屬節(jié)點的位置，以不同功率發(fā)送。例如，控制站或子控制站根據(jù)測距信號中的正交接入碼解析出各下屬節(jié)點所處位置，對于位置距離控制站較近的下屬節(jié)點，以小功率發(fā)送，這樣，可以減小對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的干擾。這里，控制站還將建立網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)時得到的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息進行保存。再次，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程，具體可以包括控制站根據(jù)所獲得的無線鏈路信息，完成物聯(lián)網(wǎng)中各終端的切換、網(wǎng)關(guān)的入網(wǎng)和/或退網(wǎng)等過程，還可以同時更新自身已保存的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息。另外，物聯(lián)網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)管理方法還包括控制站將建立網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)時、以及調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)后，得到的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息發(fā)送到下屬節(jié)點或物聯(lián)網(wǎng)各節(jié)點。這里，控制站可以主動向自身的下屬節(jié)點或物聯(lián)網(wǎng)中各節(jié)點發(fā)送網(wǎng)絡(luò)拓撲信息， 也可以響應(yīng)于各節(jié)點的請求而發(fā)送；發(fā)送方式可以采用廣播、多播、單播等方式。具體地，網(wǎng)絡(luò)拓撲信息的發(fā)送方式可以是由控制站廣播或多播到直接相連的子控制站、以及終端，由子控制站通過廣播或多播或單播等方式發(fā)送到其下屬節(jié)點；或者，控制站單播到直接相連的子控制站，再由子控制站通過廣播或多播或單播等方式發(fā)送到下屬站。其中，發(fā)送方式為多播時，多播的信息如多播連接標識可以包含在一個廣播消息中發(fā)送。不同的多播組根據(jù)廣播消息中的多播連接標識接收相應(yīng)的多播信息。對于如圖3所示的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，控制站將網(wǎng)絡(luò)拓撲信息發(fā)送給與自身具有無線鏈路的終端1和子控制站1，子控制站1再將該網(wǎng)絡(luò)拓撲信息發(fā)送給與自身具有無線鏈路的終端2和終端3?？刂普鞠蚋鞴?jié)點發(fā)送網(wǎng)絡(luò)拓撲信息，還可以通過采用相應(yīng)策略如顯示策略或隱式策略來實現(xiàn)。這里，顯示策略為控制站向每個節(jié)點發(fā)送網(wǎng)絡(luò)拓撲信息，由每個節(jié)點保存為一張網(wǎng)絡(luò)拓撲信息表，更新網(wǎng)絡(luò)拓撲信息時，每個節(jié)點根據(jù)控制站發(fā)發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息，更新自身保存的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息表。顯示策略中，控制站中還可以保存每個節(jié)點網(wǎng)絡(luò)拓撲信息表的索弓丨，該索引可以是物聯(lián)網(wǎng)中各節(jié)點的標識。
隱式策略為，在控制站中保存的每個節(jié)點的標識中包含網(wǎng)絡(luò)拓撲信息，所述標識和拓撲信息之間的對應(yīng)關(guān)系在建立網(wǎng)絡(luò)之前就作為默認規(guī)則在網(wǎng)絡(luò)中已知，每個節(jié)點也將控制站發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息包含在自身的標識中，在需要時中便于讀取網(wǎng)絡(luò)拓撲信息。例如，對于如圖3所示的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其中，終端1的入網(wǎng)流程，具體如下步驟1 終端1被開啟后，在預(yù)先配置的一條或幾條無線鏈路上搜索自身能夠接入的物聯(lián)網(wǎng)；這里，終端1預(yù)先配置有自身與圖3中控制站之間的無線鏈路。步驟2 控制站以廣播的方式在物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)發(fā)送同步信號，例如前導碼信號；步驟3 終端1接收到控制站發(fā)送的同步信號，完成下行同步以及上行同步，并發(fā)送測距信號給控制站；其中，測距信號包含有用于標識終端1所處位置的正交接入碼、和/或發(fā)送時間和
發(fā)送頻率等信息。步驟4 根據(jù)所述測距信號，控制站獲得終端1的終端發(fā)送信號強度信息，并向終端1反饋測距響應(yīng)消息，該測距響應(yīng)消息中包含終端1的標識信息如正交接入碼、和/或測距信號的時間/頻率信息；這里，控制站所獲取的終端發(fā)送信號強度信息具體為終端發(fā)送測距信號的強度信肩、ο其中，測距響應(yīng)消息中還包含有測距是否成功的標識信息、和/或調(diào)整測距信號發(fā)送強度的提示信息。如果控制站通過所獲得的終端發(fā)送信號強度信息，能夠?qū)K端發(fā)送的測距信號進行正確解碼，則測距成功，在要發(fā)送的測距響應(yīng)消息中包含測距成功的標識信息，否則，測距不成功，則在要發(fā)送的測距響應(yīng)消息中包含測距不成功的標識信息、以及調(diào)整測距信號發(fā)送強度的提示信息。步驟5 終端1接收測距響應(yīng)消息，根據(jù)其中的正交接入碼判斷該消息是否對應(yīng)于自身，如果是，且該測距響應(yīng)消息中包含測距成功的標識信息，則繼續(xù)步驟6 ；否則返回步馬聚3 ο步驟6 終端1向控制站發(fā)送接入當前物聯(lián)網(wǎng)的請求，控制站根據(jù)該請求完成終端 1接入當前物聯(lián)網(wǎng)的處理過程，并更新當前物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息；這里，終端1所發(fā)送的接入當前物聯(lián)網(wǎng)的請求可以包含終端1的物理地址如媒體接入控制(MAC，Media Access Control)地址，終端1的物理地址作為終端1接入物聯(lián)網(wǎng)后、在物聯(lián)網(wǎng)中的身份標識。步驟6 控制站將更新后的物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息通過當前物聯(lián)網(wǎng)中的子控制站 1發(fā)送給終端2、終端3，以通知當前物聯(lián)網(wǎng)中各節(jié)點更新后的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。這里，控制站所發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息可以顯式的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)指示，如包含終端1 的身份標識和標識終端1在物聯(lián)網(wǎng)所處位置的信息；也可以為隱式的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)指示， 例如只包含終端1的身份標識。需要時，物聯(lián)網(wǎng)其他終端如終端2可以根據(jù)終端1的身份標識，從控制站得到終端1所處位置的信息。對于圖3所示的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，在終端1入網(wǎng)后，需要時，調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的過程，具體流程如下步驟1 當前物聯(lián)網(wǎng)中的終端1定期向控制站發(fā)送測試信號如周期性的測距信號，終端2、終端3通過子控制站1定期向控制站發(fā)送測試信號如周期性的測距信號，報告自身的位置信息和/或功能信息；步驟2 控制站在預(yù)定時間內(nèi)檢測是否收到各終端發(fā)送的測試信號，如果在預(yù)定時間內(nèi)均收到各終端發(fā)送的測試信號，轉(zhuǎn)到步驟3 ；否則，返回步驟4 ；步驟3 控制站根據(jù)所述報告信息對比控制站自身已存儲的終端正常工作條件， 判斷是否有終端存在位置異?；蛘吖δ芄收系那闆r，如果是，轉(zhuǎn)到步驟4，否則返回步驟1 ；步驟4 確定一個或多個終端出現(xiàn)故障，繼續(xù)步驟5 ；具體地，如果控制站在預(yù)定時間內(nèi)未收到任一終端發(fā)送的測試信號，還可以再次主動向該終端發(fā)送查詢信息，如果仍未收到該終端返回的反饋信息，則確定該終端出現(xiàn)故障。步驟5 控制站將出現(xiàn)故障的終端從當前物聯(lián)網(wǎng)中刪除，并刪除當前所保存網(wǎng)絡(luò)拓撲信息中該終端的身份標識等相關(guān)信息后將新的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息發(fā)送到當前物聯(lián)網(wǎng)的其他終端，完成當前物聯(lián)網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的調(diào)整。實施例二本實施例對各終端未確定自身是否作為子控制站來接入物聯(lián)網(wǎng)的情況，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的過程，做詳細說明。參照圖4所示，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的過程，具體流程如下步驟401 接入網(wǎng)絡(luò)后，物聯(lián)網(wǎng)中的各發(fā)送節(jié)點向各接收節(jié)點發(fā)送檢測信號；這里，檢測信號也可以為上述的測距信號。步驟402:各接收節(jié)點接收到所述檢測信號后，將該檢測信號的信號接收強度作為無線鏈路信息返回給各發(fā)送節(jié)點；步驟403:所述發(fā)送節(jié)點對各接收節(jié)點返回的信號接收強度進行運算，并將運算結(jié)果發(fā)送到控制站；具體地，發(fā)送節(jié)點可以通過計算各接收節(jié)點返回的信號接收強度的平均值，得到包含發(fā)送節(jié)點的平均信號接收強度的運算結(jié)果。步驟404:控制站根據(jù)各發(fā)送節(jié)點發(fā)送的運算結(jié)果，選擇物聯(lián)網(wǎng)的子控制站，完成物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立和/或調(diào)整，并得到和/或更新網(wǎng)絡(luò)拓撲信息；這里，控制站根據(jù)各發(fā)送節(jié)點的運算結(jié)果，選擇其中接收信號強度最為均衡的節(jié)點作為子控制站，或者選擇接收信號強度最大的節(jié)點作為子控制站。具體地，在各終端接入物聯(lián)網(wǎng)還未確定子控制站時，控制站首先根據(jù)各發(fā)送節(jié)點所發(fā)送的運算結(jié)果，確定物聯(lián)網(wǎng)的子控制站，完成物聯(lián)網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的建立，得到網(wǎng)絡(luò)拓撲信息并保存；然后，有終端或網(wǎng)關(guān)接入物聯(lián)網(wǎng)時，再根據(jù)各發(fā)送節(jié)點發(fā)送的運算結(jié)果，調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)的子控制站，并更新已保存的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息。步驟405 控制站將得到的和/或更新后的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息，保存并發(fā)送給自身的下屬節(jié)點或物聯(lián)網(wǎng)的各節(jié)點。這里，控制站得到的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息包括物聯(lián)網(wǎng)中，與控制站直接相連的各子控制站的信息、以及各子控制站的下屬節(jié)點的信息、以及控制站與各子控制的連接信息、各子控制站與其下屬節(jié)點的連接信息。具體地，發(fā)送網(wǎng)絡(luò)拓撲信息的方式與上述實施例一中所述的發(fā)送方式相同。
在步驟401之前，各發(fā)送節(jié)點向各接收節(jié)點發(fā)送檢測信號之前，所述實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的過程，還包括步驟401A:由控制站指定或預(yù)先設(shè)定物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)送檢測信號的發(fā)送節(jié)點和接收檢測信號的接收節(jié)點。其中，步驟403-404中確定子控制站的過程，還可以為各發(fā)送節(jié)點得到各自的運算結(jié)果后，將各自的運算結(jié)果通過廣播等方式發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)的其他各發(fā)送節(jié)點；各發(fā)送節(jié)點在獲得自身的運算結(jié)果、以及其他各發(fā)送節(jié)點的運算結(jié)果后，根據(jù)所獲得的運算結(jié)果，確定自身是否能夠成為子控制站；成為子控制站的各節(jié)點完成自身所在無線傳輸子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立和/ 或調(diào)整，并將得到的或更新的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息發(fā)送到控制站。具體地，各發(fā)送節(jié)點依據(jù)接收信號強度是否均衡或者接收信號強度是否為最大， 來確定自身是否能夠子控制站。本實施例可以應(yīng)用于圖5所示物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理，該物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，控制站的下屬節(jié)點包括子控制站1，子控制站1的下屬節(jié)點包含終端1和終端2。實施例三本實施例對子控制站發(fā)生調(diào)整時，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的過程做詳細說明。在物聯(lián)網(wǎng)中，物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)變化由子控制站調(diào)整引起，如在更換子控制站、或有子控制站退出物聯(lián)網(wǎng)時，子控制站需要將自身下屬節(jié)點的控制權(quán)轉(zhuǎn)換到控制站或其他子控制站，該轉(zhuǎn)換可以通過下屬節(jié)點切換、或者退出所述子控制站后重新入網(wǎng)來實現(xiàn)。具體地，在需要更換子控制站或有子控制站退出物聯(lián)網(wǎng)時，可以通過實施例二中物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理過程，調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)的子控制站，確定新的子控制站，使得新的子控制站獲得原子控制站下屬節(jié)點的控制權(quán)，原子控制站的下屬節(jié)點退出原子控制站的無線傳輸子網(wǎng)后重新入網(wǎng)，或者直接切換到新的子控制站所在的無線傳輸子網(wǎng)?；蛘撸部梢酝ㄟ^實施例一中獲取物聯(lián)網(wǎng)無線鏈路信息的過程，獲得物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息之后，再根據(jù)該無線鏈路信息，調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)的子控制站，進而確定新的子控制站。這里，對于有子控制站退出物聯(lián)網(wǎng)的情況，調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)的子控制站的過程中，原子控制站不參與該過程，以減少干擾，更準確地確定新的子控制站。其中，子控制站的控制權(quán)包括對下列動作的許可創(chuàng)建所在無線傳輸子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，和/或負責調(diào)整所述無線傳輸子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，并將該無線傳輸子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息上報到所述控制站。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，其特征在于，所述方法包括物聯(lián)網(wǎng)的控制站獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息；根據(jù)所獲取的無線鏈路信息，所述控制站完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立和/ 或調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，其特征在于，所述獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息的過程，具體為控制站獲取與自身直接相連的下屬節(jié)點之間鏈路的無線鏈路信息；控制站下屬節(jié)點中的各子控制站獲取與自身直接相連的下屬節(jié)點之間鏈路的無線鏈路信息，并將所獲取的無線鏈路信息上報給所述控制站。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，其特征在于，所述控制站或子控制站獲取與自身下屬節(jié)點之間鏈路的無線鏈路信息的過程，具體為控制站或各子控制站通過下行鏈路向與自身直接相連的下屬節(jié)點發(fā)送檢測信號；所述的下屬節(jié)點檢測出鏈路狀況，通過上行鏈路將包含無線鏈路信息的檢測結(jié)果返回給所述的控制站或子控制站。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，其特征在于，所述子控制站向所述控制站上報無線鏈路信息的方式包括周期性的上報、和/或周期性的控制站輪詢后上報、和/或響應(yīng)于控制站的請求上報、和/或非周期性的主動上報。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，其特征在于，所述控制站完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立過程包括控制站根據(jù)所獲得的無線鏈路信息，識別新入網(wǎng)的子控制站和/或終端，完成新終端和/或新網(wǎng)關(guān)的入網(wǎng)、新終端接入子控制站。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，其特征在于，所述控制站完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的調(diào)整過程包括控制站根據(jù)所獲得的無線鏈路信息，完成物聯(lián)網(wǎng)中各終端的切換、網(wǎng)關(guān)的入網(wǎng)和/或退網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，其特征在于，所述獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息的過程具體為接入網(wǎng)絡(luò)后，物聯(lián)網(wǎng)中的發(fā)送節(jié)點向各接收節(jié)點發(fā)送檢測信號；各接收節(jié)點接收到所述檢測信號后，將該檢測信號的信號接收強度作為無線鏈路信息返回給各所述的發(fā)送節(jié)點；所述的發(fā)送節(jié)點對各接收節(jié)點返回的信號接收強度進行運算，并將運算結(jié)果發(fā)送到控制站。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，其特征在于，所述控制站完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立和/或調(diào)整的過程包括控制站根據(jù)各發(fā)送節(jié)點發(fā)送的運算結(jié)果，選擇其中接收信號強度最為均衡的節(jié)點作為子控制站，或者選擇接收信號強度最大的節(jié)點作為子控制站。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，其特征在于，在需要更換子控制站或有子控制站退出物聯(lián)網(wǎng)時，所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理具體為控制站獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息，并根據(jù)該無線鏈路信息，調(diào)整物聯(lián)網(wǎng)的子控制站，確定新的子控制站，使得新的子控制站獲得原子控制站下屬節(jié)點的控制權(quán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項所述的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，其特征在于，所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理方法還包括控制站將建立和或調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)后，將建立網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)時得到的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息、和/或調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)時更新的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息發(fā)送到下屬節(jié)點或物聯(lián)網(wǎng)各節(jié)點。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)拓撲信息的發(fā)送方式為廣播、和/或多播、和/或單播。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項所述的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，其特征在于，所述的無線鏈路信息包括下列參數(shù)中的一種或多種的任意組合信道信號干擾比率和 /或信號噪聲比率和/或信號干擾噪聲比率、無線鏈路丟包率和/或錯包率、無線鏈路的處理和/或傳輸遲延、無線鏈路實際吞吐量、無線鏈路配置的資源、終端接收信號強度信息、 終端發(fā)送信號強度信息、終端通信鏈路是否存在的信息。
13.一種實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的裝置，其特征在于，所述裝置包括獲取單元、處理單元，其中獲取單元，用于獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息；處理單元，用于根據(jù)所述獲取單元所獲取的無線鏈路信息，完成所述物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立和/或調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的方法，主要包括物聯(lián)網(wǎng)的控制站獲取物聯(lián)網(wǎng)的無線鏈路信息；根據(jù)所獲取的無線鏈路信息，控制站完成物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的建立和/或調(diào)整。本發(fā)明還公開了一種實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)管理的裝置，通過本發(fā)明實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)對眾多終端的自適應(yīng)管理，應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)管理中，不僅可以節(jié)省人力成本，提高工作效率，對電信運營的順利發(fā)展也具有重要意義。
文檔編號H04W88/18GK102202339SQ20101014151
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者劉揚, 方惠英, 李楠, 許玲, 謝峰, 陳玉芹, 陳琳 申請人:中興通訊股份有限公司