本發(fā)明涉及無(wú)線通信。更具體地，本發(fā)明涉及多模用戶(hù)設(shè)備和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
：：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，WSN，是具有無(wú)線通信基礎(chǔ)設(shè)施和傳感器的設(shè)備組，以監(jiān)測(cè)和記錄在不同位置處的情況。傳感器典型地是具有有限能量電源的自主設(shè)備。不同的網(wǎng)絡(luò)具有特定特性，這些特定特性能夠由比如移動(dòng)電話的用戶(hù)設(shè)備利用，用于新穎的服務(wù)。多模用戶(hù)設(shè)備的一個(gè)示例能夠接入移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)兩者。用戶(hù)設(shè)備還可以充當(dāng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，將移動(dòng)性和大的數(shù)據(jù)傳輸能力結(jié)合到來(lái)自傳感器網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量數(shù)據(jù)。由于能量消耗對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)元件是關(guān)鍵的，用于多模用戶(hù)設(shè)備的接入方法成為了重要因素。用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)元件的一種常規(guī)的WSN接入方法是MAC協(xié)議(MAC，介質(zhì)接入控制)。常規(guī)的接入方法引起多模用戶(hù)設(shè)備和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)之間不必要的沖突，因此降低了頻譜效率和傳感器網(wǎng)絡(luò)密度。常規(guī)的接入方法適于主要包括WSN元件的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器元件傳統(tǒng)地位于關(guān)于網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)靜止的位置。多模用戶(hù)設(shè)備在另一方面是特性地移動(dòng)的，因此產(chǎn)生了對(duì)更有效的接入方法的需要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提出一種新方法、裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)被多模用戶(hù)設(shè)備接入時(shí)，該新方法、裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品提高了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的效率。本發(fā)明公開(kāi)了一種方法，包括用戶(hù)設(shè)備接收廣播的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)信息；從移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的基站請(qǐng)求用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的接入信息；從基站接收接入信息；以及使用所述接入信息接入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶(hù)設(shè)備是適于接入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的多模用戶(hù)設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，廣播的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)信息包括簇頭標(biāo)識(shí)和/或同步信息。還可以發(fā)送其他必要的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簇的相關(guān)信息元素，比如簇內(nèi)的資源使用信息。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣播該信息以使新設(shè)備能夠接入傳感器網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)實(shí)施例中，從基站請(qǐng)求接入信息包括，將至少一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)信息元素發(fā)送到基站。這樣的信息元素的一個(gè)示例是簇頭標(biāo)識(shí)。移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的基站，例如經(jīng)由蜂窩鏈路，能夠知道無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簇頭或信宿將無(wú)線資源報(bào)告到基站?；緸橛脩?hù)設(shè)備分配接入時(shí)隙。在另一個(gè)實(shí)施例中，接入時(shí)隙分配在移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件，比如無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器中進(jìn)行，但信息經(jīng)由基站傳輸?shù)接脩?hù)設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶(hù)設(shè)備從基站接收的接入信息包括接入仲裁表，接入仲裁表包括資源分配信息。在一個(gè)實(shí)施例中，基站是演進(jìn)型節(jié)點(diǎn)B，eNB。演進(jìn)型節(jié)點(diǎn)B是根據(jù)3GPPLTE的基站。3GPP，第三代合作伙伴計(jì)劃，發(fā)展了用于第三代移動(dòng)電話系統(tǒng)的規(guī)范，并且還從Release8(Rel-8)發(fā)展了常常指代為L(zhǎng)TE，長(zhǎng)期演進(jìn)的下一代規(guī)范。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種用于無(wú)線通信的裝置，包括至少一個(gè)處理器和至少一個(gè)包括程序代碼的存儲(chǔ)器，其中至少一個(gè)存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)程序代碼被配置為，與至少一個(gè)處理器一起，使得設(shè)備接收廣播的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)信息；從移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的基站請(qǐng)求用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的接入信息；從基站接收接入信息；以及使用所述接入信息接入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器被配置為，當(dāng)從基站請(qǐng)求接入信息時(shí)，將至少一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)信息元素，比如簇頭標(biāo)識(shí)，發(fā)送到基站。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器被配置為與作為演進(jìn)型節(jié)點(diǎn)B的基站通信。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括承載計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，計(jì)算機(jī)程序代碼體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中用于與計(jì)算機(jī)一起使用，計(jì)算機(jī)程序代碼包括：接收廣播的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)信息；從移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的基站請(qǐng)求用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的接入信息；從基站接收接入信息；以及使用所述接入信息接入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的益處是，由于更多的用戶(hù)設(shè)備能夠在低相互沖突概率內(nèi)接入簇頭，提高了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)信息收集或交換能力。此外，由于網(wǎng)絡(luò)流量堵塞能夠通過(guò)協(xié)調(diào)方案中固有的堵塞控制機(jī)制而被消除，接入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)設(shè)備的數(shù)量增加了。附圖說(shuō)明隨附的附圖，其被包括以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解并且組成了本說(shuō)明書(shū)的一部分，圖示了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與本描述一起幫助解釋本發(fā)明的原理。在附圖中：圖1是圖示出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞谋景l(fā)明的示例實(shí)施例的框圖；圖2是圖示出網(wǎng)絡(luò)元件之間的消息傳遞的信令圖；圖3是圖示出成功接入的概率性能的仿真性能圖；以及圖4是圖示出吞吐量性能的仿真性能圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例詳細(xì)地作出參考，本發(fā)明的實(shí)施例的示例圖示在隨附的附圖中。圖1是圖示出本發(fā)明的示例實(shí)施例的框圖。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN包括簇拓?fù)?，在簇拓?fù)渲?，所有的傳感器?jié)點(diǎn)SN與簇頭CH通信。傳感器節(jié)點(diǎn)SN典型地裝備有傳感器元件和用于通信的無(wú)線接口。拓?fù)溥€包括信宿SI，信宿SI從傳感器節(jié)點(diǎn)SN收集測(cè)量數(shù)據(jù)。收集的測(cè)量數(shù)據(jù)的示例是溫度、濕度、壓力、風(fēng)向和風(fēng)速、電壓、人體功能、化學(xué)濃度等等。信宿SI還可以充當(dāng)網(wǎng)關(guān)，建立并且維持無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN和其他通信網(wǎng)絡(luò)之間的通信。用戶(hù)設(shè)備UE是多模終端，它能夠與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，比如3G、3GLTE、GSM等通信。在根據(jù)本示例的實(shí)施例中，移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是LTE網(wǎng)絡(luò)。多模用戶(hù)設(shè)備UE被配置為接入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簇頭。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的接入?yún)f(xié)議包括WSNMAC協(xié)議。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該協(xié)議被擴(kuò)展到多模用戶(hù)設(shè)備UE。WSNMAC協(xié)議與附加協(xié)調(diào)一起被應(yīng)用用于連接到移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)設(shè)備UE。在常規(guī)的WSNMAC協(xié)議中，傳感器節(jié)點(diǎn)的、對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN的SN接入是基于競(jìng)爭(zhēng)的。許多用戶(hù)設(shè)備UE可以沒(méi)有預(yù)協(xié)調(diào)而嘗試接入網(wǎng)絡(luò)。在這種基于競(jìng)爭(zhēng)的接入的一個(gè)示例中，用戶(hù)設(shè)備UE在將接入請(qǐng)求發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)之前監(jiān)聽(tīng)可用信道。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常工作在非許可的ISM頻段(ISM工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)藥)，ISM頻段可能缺乏自由的無(wú)線資源，或者至少被工作在相同頻率的其他設(shè)備干擾。隨著對(duì)于沖突的概率增大，網(wǎng)絡(luò)的整體性能降低。如果大量用戶(hù)設(shè)備UE嘗試接入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，這也引起與傳感器節(jié)點(diǎn)SN的沖突。作為結(jié)果，傳感器節(jié)點(diǎn)SN可能不得不重傳數(shù)據(jù)，并且消耗它們的內(nèi)部能量存儲(chǔ)。有效的協(xié)調(diào)方案將減輕多模用戶(hù)設(shè)備UE組和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的不必要沖突的問(wèn)題。在一個(gè)示例性使用場(chǎng)景中，單個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN小區(qū)服務(wù)用戶(hù)設(shè)備UE和傳感器節(jié)點(diǎn)SN兩者，傳感器節(jié)點(diǎn)SN起到了一部分干線流量控制系統(tǒng)(highWaytrafficcontrolsystem)的作用。緊急情況可能以附接到簇頭CH并引起沖突問(wèn)題的嘗試而淹沒(méi)網(wǎng)絡(luò)。解決用戶(hù)設(shè)備組中沖突內(nèi)的問(wèn)題也減少了用戶(hù)設(shè)備組和傳感器節(jié)點(diǎn)SN之間的沖突，并且因此提高了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN效率。適于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN環(huán)境的隨機(jī)接入技術(shù)的示例是ALOHA協(xié)議。對(duì)原始ALOHA協(xié)議的改進(jìn)稱(chēng)為“時(shí)隙ALOHA”，引入了離散時(shí)隙并且增加了最大吞吐量。設(shè)備能夠僅在時(shí)隙的開(kāi)始發(fā)送，這減少了沖突的數(shù)量。對(duì)于本示例，因?yàn)闆_突只能夠發(fā)生在每個(gè)時(shí)隙期間，傳輸嘗試被集中在單個(gè)LTE幀內(nèi)。在3GLTE系統(tǒng)中，幀包括若干單獨(dú)的時(shí)隙和子幀。載波偵聽(tīng)多路接入(CSMA)是概率的介質(zhì)接入控制(MAC)協(xié)議，其中在共享的傳輸介質(zhì)上傳輸之前，節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證不存在其他業(yè)務(wù)。對(duì)于時(shí)隙ALOHA的改進(jìn)能夠通過(guò)CSMA的變化獲得，比如CSMA/CD、CSMA/CA和1-持續(xù)CSMA。在本發(fā)明中，用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN的用戶(hù)設(shè)備UE接入?yún)f(xié)調(diào)由eNB控制。參考圖2，示例信令被公開(kāi)在簇頭CH和多模用戶(hù)終端UE之間，以及多模用戶(hù)設(shè)備UE和居于移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)LTE中的eNB之間。多模用戶(hù)設(shè)備UE連接到移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)LTE和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN。簇頭CH通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN信息而廣播，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN信息包含對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN的標(biāo)識(shí)和同步信號(hào)。用戶(hù)設(shè)備UE接收廣播的信息。用戶(hù)設(shè)備UE向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN發(fā)送對(duì)eNB的接入請(qǐng)求。用于請(qǐng)求的示例傳輸方法是無(wú)線資源控制消息或物理上行鏈路控制信道。請(qǐng)求消息可以包括以下信息元素的至少一個(gè)：接入指示、簇ID或其他必要的WSN簇的相關(guān)信息元素，比如簇內(nèi)的資源使用信息。eNB從接入簇頭CH的用戶(hù)設(shè)備UE接收請(qǐng)求，并且做出關(guān)于接入選擇的決策?？梢酝瑫r(shí)有若干個(gè)接入請(qǐng)求；eNB收集所有的用戶(hù)設(shè)備UE請(qǐng)求，并且將接入時(shí)隙分配給用戶(hù)設(shè)備UE。接入時(shí)隙長(zhǎng)度取決于接入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN的用戶(hù)設(shè)備UE的數(shù)量以及所選擇的分配策略。在接入請(qǐng)求收集和分析之后，eNB經(jīng)由下行鏈路蜂窩信令，將接入仲裁表(accessarbitrationtable)廣播到用戶(hù)設(shè)備UE。eNB經(jīng)由物理下行鏈路控制信道或無(wú)線資源控制消息，將接入選擇歸屬發(fā)送到用戶(hù)設(shè)備UE。用戶(hù)設(shè)備UE使用由eNB分配的時(shí)隙，開(kāi)始對(duì)簇頭CH的隨機(jī)接入過(guò)程。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN簇可以經(jīng)由蜂窩鏈路，將它的剩余無(wú)線資源報(bào)告給eNB。本發(fā)明的效果由圖3和4中的仿真性能圖圖示出，其中圖3圖示出成功的接入概率性能，并且圖4圖示出吞吐量性能。主要的仿真參數(shù)是：·1個(gè)簇頭；·10個(gè)接入時(shí)隙；·傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量＝2和5；·用戶(hù)設(shè)備UE的數(shù)量從0到20變化。根據(jù)圖3，接入概率的性能主要取決于用戶(hù)設(shè)備UE的數(shù)量。當(dāng)接入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)設(shè)備UE的數(shù)量增加時(shí)，協(xié)調(diào)的接入方案表現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)方案。在有足夠接入時(shí)隙的環(huán)境中，接入概率能夠被維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平。如果接入時(shí)隙的數(shù)量不足，由此使該簇飽和，因?yàn)閑NB將禁止新用戶(hù)接入簇頭，新用戶(hù)設(shè)備UE試圖接入簇頭CH將總是失敗。成功接入比率的概率降低了，但是仍然優(yōu)于傳統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)方案的成功接入比率的概率。如圖4中圖示出的，吞吐量的性能也取決于用戶(hù)設(shè)備UE的數(shù)量。當(dāng)用戶(hù)設(shè)備UE的數(shù)量增加時(shí)，協(xié)調(diào)的方案表現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)方案。協(xié)調(diào)方案的吞吐量隨著足夠的接入時(shí)隙的數(shù)量而線性地增加。在簇已經(jīng)飽和之后，因?yàn)閑NB將禁止新用戶(hù)設(shè)備UE接入簇頭，吞吐量能夠被維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平。本發(fā)明降低了用戶(hù)設(shè)備UE對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的接入內(nèi)的沖突概率，提高了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN密度，并且增加了頻譜效率。本發(fā)明改進(jìn)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN性能和蜂窩用戶(hù)體驗(yàn)。本發(fā)明的實(shí)施例可以被實(shí)施在軟件、硬件、應(yīng)用邏輯或軟件、硬件和應(yīng)用邏輯的組合中。在示例實(shí)施例中，應(yīng)用邏輯、軟件或指令集被保持在各種常規(guī)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的任一種上。在本文獻(xiàn)的上下文中，“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”可以是任何介質(zhì)或裝置，該介質(zhì)或裝置能夠包含、存儲(chǔ)、通信、傳播或傳送用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備，比如計(jì)算機(jī)使用，或者連同指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備，比如計(jì)算機(jī)使用的指令。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以為任何能夠包含或存儲(chǔ)指令的介質(zhì)或裝置，該指令用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備，比如計(jì)算機(jī)使用，或者連同指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備，比如計(jì)算機(jī)使用。示例性的實(shí)施例能夠存儲(chǔ)涉及本文描述的各種過(guò)程的信息。該信息能夠被存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器中，比如硬盤(pán)、光盤(pán)、磁光盤(pán)、RAM等。一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)能夠存儲(chǔ)用于實(shí)施本發(fā)明的示例性實(shí)施例的信息。數(shù)據(jù)庫(kù)能夠使用包括在一個(gè)或多個(gè)本文中所列出的存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(例如，記錄、表、陣列、場(chǎng)、圖、樹(shù)、列表等)而被組織。關(guān)于示例性實(shí)施例而描述的過(guò)程能夠包括適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于存儲(chǔ)由一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的示例性實(shí)施例的設(shè)備或子系統(tǒng)的過(guò)程所收集和/或所生成的數(shù)據(jù)。如將由計(jì)算機(jī)和/或軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員意識(shí)到的，所有或部分的示例性實(shí)施例能夠使用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的教導(dǎo)而被編程的一個(gè)或多個(gè)通用處理器、微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器等而被便利地實(shí)施。如將由軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員意識(shí)到的，適當(dāng)?shù)能浖軌蛴善胀夹g(shù)的程序員基于示例性實(shí)施例的教導(dǎo)而容易地準(zhǔn)備。此外，如將由電子領(lǐng)域的技術(shù)人員意識(shí)到的，示例性實(shí)施例能夠由專(zhuān)用集成電路的準(zhǔn)備，或者通過(guò)將常規(guī)組件電路的適當(dāng)網(wǎng)絡(luò)相互連接而被實(shí)施。因此，示例性實(shí)施例不限于硬件和/或軟件的任何特定組合。如果需要，本文討論的不同功能可以以不同順序和/或相互并發(fā)地被執(zhí)行。此外，如果需要，上面所描述功能的一個(gè)或多個(gè)可以是可選的或者可以被合并。盡管本發(fā)明的各種方面在獨(dú)立權(quán)利要求中被陳述，但是本發(fā)明的其他方面包括來(lái)自所描述的實(shí)施例的特征，和/或來(lái)自具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的從屬權(quán)利要求的特征的其他組合，并且不僅僅是權(quán)利要求書(shū)中明確陳述的組合。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，本發(fā)明的基本思想可以以各種方式實(shí)施。本發(fā)明及其實(shí)施例因此不限于上面所描述的示例；替代地，它們可以在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)變化。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3