專利名稱：一種基于IPv6的透明型WSN/TD-SCDMA網(wǎng)關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡技術，具體涉及一種基于IPv6 (下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議) 的傳感器網(wǎng)絡網(wǎng)關設備。
背景技術：
網(wǎng)關(Gateway)是一種充當接入或交換的計算機系統(tǒng)或設備，是連接不同網(wǎng)絡的軟件和硬件的結(jié)合產(chǎn)品。在采用不同的體系結(jié)構(gòu)或協(xié)議的網(wǎng)絡之間進行互通時，網(wǎng)關充當了翻譯器的角色，提供網(wǎng)絡兼容功能。無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)是由許多在空間上分布的傳感器節(jié)點組成的一種網(wǎng)絡，這些傳感器節(jié)點能夠協(xié)作地監(jiān)控不同位置的物理或環(huán)境狀況(比如溫度、聲音、振動、壓力、運動或污染物)，進行處理后以無線的方式發(fā)送出去，通過無線網(wǎng)絡最終發(fā)送給終端用戶。及時獲取感知區(qū)域內(nèi)的信息并進行處理、轉(zhuǎn)發(fā)等操作是無線傳感器網(wǎng)絡應用中的關鍵問題之一。一般情況下，在工業(yè)控制領域，無線傳感器與WSN網(wǎng)關的通信方式主要有兩種，第一種， 主要采用RS-485總線，現(xiàn)場總線或工業(yè)以太網(wǎng)分別與傳感器組網(wǎng)連接，需要施工布線，工期比較長，特別是后期維護費用比較高；第二種，主要采用MCU (微處理器單元)+GPRS (通用分組無線服務技術)+WSN的現(xiàn)場控制系統(tǒng)，由于單片機速度和整體性的限制，并且GPRS的傳輸速度不是很快。雖然，近來有人提出了基于IPv6 (下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)與TD-SCDMA (時分同步碼分多址)網(wǎng)絡互連的網(wǎng)關，但是沒有將IPv6技術和TD-SCDMA技術結(jié)合起來，而一般是采用應用程序(socket)達到遠程連接的目的，依賴于具體的應用；無線傳感器網(wǎng)絡多是基于 IEEE802. 15. 4標準的，沒有對新型的IEEE802. 15. 4c標準提供支持；而且只考慮了當網(wǎng)絡采用IEEE802. 15. 4標準時的通信干擾問題，沒有考慮當工業(yè)現(xiàn)場采用IEEE 802. 15.如標準時，網(wǎng)絡的通信干擾問題，這就降低了整個系統(tǒng)的抗干擾能力。在這種背景下，我們設計了一種基于IPv6協(xié)議的透明型WSN與TD-SCDMA接入網(wǎng)關，無線傳感器網(wǎng)絡底層兼容IEEE802. 15. 4和IEEE802. 15.如標準，介質(zhì)訪問控制(MAC)層 (MAC:2)采用跳信道技術。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于IPv6 (下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)的連接無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)與TD-SCDMA無線網(wǎng)絡的融合網(wǎng)關。本發(fā)明采取的技術方案如下
一種基于IPv6的WSN/TDSCDMA透明型網(wǎng)關設備，包括ARM (精簡指令集處理器)9控制單元(1)、電源管理單元0)、WSN子網(wǎng)接入單元(3)、TD-SCDMA (時分同步碼分多址)接入單元G)、串口通信單元(5)、以太網(wǎng)控制單元(6)、通用串行總線(USB)擴展單元(7)、JTAG (國際標準測試協(xié)議)接口電路(8)、隨機存儲器(RAM)單元(9)、FLASH存儲器(閃存)單元 (10)。
所述WSN子網(wǎng)接入單元實現(xiàn)WSN子網(wǎng)協(xié)調(diào)器功能，定義網(wǎng)絡協(xié)議模型中物理(PHY) 層、介質(zhì)訪問控制(MAC)層、網(wǎng)絡層，實現(xiàn)網(wǎng)關與WSN網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交互。MAC層(MAC 2， 32)根據(jù)信道丟包率設定信道優(yōu)劣值Pn，采用下一時隙信道決定機制提高WSN設備的抗干擾性和屏蔽被干擾的信道。所述ARM9控制單元1主要定義了網(wǎng)絡(IP)層(11)和介質(zhì)訪問控制子層 (MAC: 1，12)，采用串行線路網(wǎng)際協(xié)議(SLIP) (12-2)、點對點協(xié)議PPP (12-1),VPN (虛擬專用網(wǎng)絡)(12-3)等主要功能模塊，完成協(xié)議轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡互連、路由轉(zhuǎn)發(fā)等功能，ARM9控制單元采用網(wǎng)絡層直接轉(zhuǎn)發(fā)的透明型協(xié)議轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)網(wǎng)關與具體應用數(shù)據(jù)的相互獨立；
所述TD-SCDMA接入單元實現(xiàn)網(wǎng)關和TD-SCDMA公共通信網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交互，利用 TD-SCDMA調(diào)制解調(diào)器(modem)將WSN數(shù)據(jù)發(fā)送到TD-SCDMA網(wǎng)絡中，實現(xiàn)與TD-SCDMA網(wǎng)絡的互連。所述協(xié)議轉(zhuǎn)換具體為ARM9控制單元利用SLIP協(xié)議將與WSN子網(wǎng)接入單元連接的串口模擬為網(wǎng)口 SLO ；利用PPP協(xié)議驅(qū)動TD-SCDMA模塊撥號，形成PPPO網(wǎng)絡接口，其性能類似于以太網(wǎng)接口 ；利用VPN技術建立起橫貫基于IPv6的WSN網(wǎng)絡和TD-SCDMA網(wǎng)絡以及基于IPv6以太網(wǎng)的專用通信鏈路。當ARM9控制單元接收到SLIP接口發(fā)送的數(shù)據(jù)后，解析SLIP幀頭，并進一步解析以太網(wǎng)幀頭，將解析后的數(shù)據(jù)交付給IP層，判斷是否是IPv6格式的數(shù)據(jù)包，如果是，則將該數(shù)據(jù)包從PPPO 口轉(zhuǎn)發(fā)出去，發(fā)送到TD-SCDMA接入單元。相比傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡接入網(wǎng)關，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
本發(fā)明將無線傳感器網(wǎng)絡、TD-SCDMA通信技術、嵌入式技術、IPv6結(jié)合起來。在網(wǎng)關設備上集成了多種通信接口，使得無線傳感器網(wǎng)絡部署方式更加靈活且成本較低；本發(fā)明采用網(wǎng)絡層直接轉(zhuǎn)發(fā)的透明型協(xié)議轉(zhuǎn)換，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)關與具體應用數(shù)據(jù)的相互獨立；透明型網(wǎng)關還能防止網(wǎng)絡的人為割裂，通過IPv6徹底實現(xiàn)端到端傳輸；本發(fā)明WSN子網(wǎng)通信單元同時兼容IEEE802. 15. 4和IEEE802. 15.如標準的，并且在MAC層(MACJ)采用跳信道技術，針對IEEE802. 15. 4c標準使用下一時隙信道決定機制和設定信道優(yōu)劣值Pn來提高WSN 設備的抗干擾性和屏蔽被干擾的信道。本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書，權(quán)利要求書，以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。


為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述
圖1是本發(fā)明網(wǎng)關硬件框圖2是本發(fā)明網(wǎng)關協(xié)議模型圖示；
圖3是本發(fā)明網(wǎng)關ARM9控制單元協(xié)議轉(zhuǎn)換處理流程；
圖4是本網(wǎng)關WSN子網(wǎng)接入單元(協(xié)調(diào)器)協(xié)議轉(zhuǎn)換處理流程；
圖5是是本網(wǎng)關WSN子網(wǎng)(工作頻率780MHZ)接入單元(協(xié)調(diào)器)跳信道處理流程；
圖6是本發(fā)明WSN子網(wǎng)(工作頻率780MHZ)接入單元(協(xié)調(diào)器)信道評估處理流程圖；圖7是本發(fā)明WSN子網(wǎng)(工作頻率780MHZ)接入單元(協(xié)調(diào)器)下一時隙信道決定處理流程圖。
具體實施例方式以下將參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行詳細的描述。如圖1所示為本發(fā)明WSN(無線傳感器網(wǎng)絡)/TD-SCDMA (時分同步碼分多址)網(wǎng)關原理結(jié)構(gòu)框圖，包括ARM (精簡指令集處理器)控制單元(1)、電源管理單元(2)、WSN子網(wǎng)通信單元(3)、TD-SCDMA接入單元、串口通信單元(5)、以太網(wǎng)控制單元(6)、通用串行總線(USB)擴展單元(7)、JTAG (國際標準測試協(xié)議)電路(8)、RAM (隨機)存儲器單元(9)、 FLASH存儲器(閃存)單元(10)。ARM控制單元可采用SANSUNG公司ARM9芯片S3C2440A，它是一款基于ARM920T內(nèi)核的32位處理器，工作主頻高達400MHZ，其內(nèi)部支持3通道UART (通用異步接收/發(fā)送裝置)，2通道USB1. 1規(guī)范的主機(Host)接口，1通道USB1. 1規(guī)范的從設備(Device)接口以及兩個SPI通信接口等等這些豐富的資源滿足網(wǎng)關系統(tǒng)的構(gòu)建，TD-SCDMA接入單元采用華為ET128-2模塊與TD-SCDMA網(wǎng)絡通信；無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)接入端兼容IEEE802. 15. 4 和IEEE802. 15. 4c標準，在WSN網(wǎng)絡中充當協(xié)調(diào)器角色，實現(xiàn)與WSN子網(wǎng)通信。如圖2所示為本發(fā)明網(wǎng)關協(xié)議模型圖示，主要包括以下功能單元
(OARM9控制單元1定義了網(wǎng)絡(IP)層(11)和介質(zhì)訪問控制(MAC)層(MAC:1，12)， 包含了 SLIP (12-2)(串行線路網(wǎng)際協(xié)議)、PPP (12-1)(點對點協(xié)議)、VPN (12-3)(虛擬專用網(wǎng)絡技術)主要功能模塊，ARM9控制單元利用SLIP協(xié)議將與WSN子網(wǎng)接入單元連接的串口模擬為網(wǎng)口 SLO ；利用PPP協(xié)議驅(qū)動TD-SCDMA模塊撥號，形成PPPO網(wǎng)絡接口 ；利用 VPN技術建立橫貫基于IPv6的WSN網(wǎng)絡和TD-SCDMA網(wǎng)絡以及基于IPv6以太網(wǎng)的專用通信鏈路。ARM9控制單元具體的協(xié)議轉(zhuǎn)換過程如圖3所示。當ARM9控制單元接收到SLIP接口 (SLO)發(fā)送的數(shù)據(jù)后，首先判斷數(shù)據(jù)是不是SLIP格式數(shù)據(jù)，如果不是，則丟棄該數(shù)據(jù)包，如果是，則解析SLIP幀頭，進一步解析Khernet (以太網(wǎng))幀頭，將解析后的數(shù)據(jù)向上交付給 IP層；IP層判斷該數(shù)據(jù)包是不是標準的IPv6格式的數(shù)據(jù)包，如果不是，則丟棄該數(shù)據(jù)包，如果是，則將該IPv6數(shù)據(jù)包從PPPO接口(利用modem采用PPP協(xié)議撥號形成的網(wǎng)絡接口)轉(zhuǎn)發(fā)出去，發(fā)送到TD-SCDMA接入單元4。上述協(xié)議轉(zhuǎn)換過程中，ARM9控制單元將標準的IPv6 數(shù)據(jù)報文從網(wǎng)絡層直接轉(zhuǎn)發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)關與具體應用數(shù)據(jù)的相互獨立；透明型網(wǎng)關還能防止網(wǎng)絡的人為割裂，通過IPv6徹底實現(xiàn)端到端傳輸。(2)WSN子網(wǎng)接入單元(3)在WSN中充當了協(xié)調(diào)器的角色，定義了網(wǎng)絡層(適配層和IP層統(tǒng)稱為網(wǎng)絡層，31)，以及IEEE802. 15. 4或者IEEE802. 15. 4c標準的MAC層(MAC: 2 ； 32)和物理層(PHY ;3；3)，完成WSN子網(wǎng)的組網(wǎng)入網(wǎng)、匯聚子網(wǎng)數(shù)據(jù)，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換后，將經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換的子網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送至主處理器單元，實現(xiàn)子網(wǎng)端數(shù)據(jù)接入網(wǎng)關的ARM9控制單元的功能。WSN子網(wǎng)接入單元具體的協(xié)議轉(zhuǎn)換過程如圖4所示。當協(xié)調(diào)器單元的射頻(RF)單元收到數(shù)據(jù)后，首先解析IEEE802. 15. 4/IEEE802. 15. 4c的MAC幀頭；然后解析適配層幀頭，判斷此數(shù)據(jù)包是不是分片的數(shù)據(jù)包，如果是的話，進行報文重組，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)化為標準的IPv6 報文，如果數(shù)據(jù)包是不分片的數(shù)據(jù)包，則進一步判斷該數(shù)據(jù)包是不是壓縮的數(shù)據(jù)包，如果是的話，則進行報文解壓縮，轉(zhuǎn)化為標準的IPv6數(shù)據(jù)報文；下一步，為標準的IPv6數(shù)據(jù)包裝載Ethernet (以太網(wǎng))幀頭，轉(zhuǎn)化為標準的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)報文；然后轉(zhuǎn)載SLIP幀頭，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)化為SLIP協(xié)議格式；最后，將SLIP格式的數(shù)據(jù)包從串口發(fā)送到網(wǎng)關的ARM9控制單元1。(3)TD-SCDMA接入單元4利用TD-SCDMA調(diào)制解調(diào)器(modem ；41)將ARM9控制單元1轉(zhuǎn)發(fā)的WSN數(shù)據(jù)發(fā)送到TD-SCDMA網(wǎng)絡中，實現(xiàn)與TD-SCDMA網(wǎng)絡的互連。上述WSN子網(wǎng)接入單元擔任了 WSN子網(wǎng)協(xié)調(diào)器的功能，通過跳信道抑制相鄰網(wǎng)絡的干擾。在無線傳感器網(wǎng)絡中，當相鄰的網(wǎng)絡采用的頻段相同時，就會互相干擾通信。為了提高無線傳感器網(wǎng)絡設備的抗干擾能力，WSN子網(wǎng)采用跳信道技術。工業(yè)應用2. 4GHZ (基于IEEE802. 15. 4標準)的頻譜較寬(2. 4-2. 4835G)，可以戈Ij 分為16個信道，針對2. 4G的跳信道技術已經(jīng)比較成熟，可以采用跳信道序列的方式進行跳信道。工業(yè)應用780MHZ (基于IEEE802. 15. 4c標準)的頻譜較窄(779-787MHZ)，可以劃分為4個信道，當采用劃分為16個信道的跳信道序列的方式跳信道時，不靈活。本發(fā)明針對 780MHZ頻段，設計了一種下一時隙信道決定機制，通過設定信道優(yōu)劣值Pn (η)來提高WSN 設備的抗干擾性和屏蔽被干擾的信道。下面將具體介紹這種針對780ΜΗΖ頻段的跳信道方法。如圖5所示為本網(wǎng)關WSN子網(wǎng)(工作頻率780ΜΗΖ)接入單元(在子網(wǎng)中作為協(xié)調(diào)器) 的跳信道處理流程。協(xié)調(diào)器每一個通信時隙都進行一次信道決定。協(xié)調(diào)器首先掃描臨接網(wǎng)絡的信道使用情況，隨機選擇沒有被鄰接網(wǎng)絡使用的信道作為本地初始時隙信道；然后將鄰接網(wǎng)絡信道使用情況和本地初始時隙信道信息裝入信標幀載荷中作為載荷的一部分進行廣播；接下來進行數(shù)據(jù)發(fā)送的相關處理，如果數(shù)據(jù)發(fā)送達到最大次數(shù)仍舊未發(fā)送成功的話就丟棄該數(shù)據(jù)幀進行信道評估。下一時隙，休眠結(jié)束時，決定下一時隙使用的信道，并將下一時隙跳信道信息裝入信標幀作為載荷一部分進行廣播，一直重復下去。WSN網(wǎng)絡中，發(fā)送方的情況類似于協(xié)調(diào)器啟動后的跳信道處理過程，接收方接收到信標幀后，解析信標幀中的跳信道信息，并根據(jù)最新的跳信道信息更新自己的跳信道信息。 下面圖6和圖7將分別介紹信道評估處理的過程和下一時隙信道決定方法。圖6是本網(wǎng)關WSN子網(wǎng)(工作頻率為779-787ΜΗΖ通稱780ΜΗΖ)接入單元(在子網(wǎng)中作為協(xié)調(diào)器)的信道評估處理流程圖。WSN子網(wǎng)的協(xié)調(diào)器和路由器每個時隙都進行信道評估，然后根據(jù)信道丟包率設定信道優(yōu)劣值Ρη，可具體采用以下方式設定。Pn的η代表信道值(將分為四個信道，η取值范圍為0，1，2，3代表0#-3#信道，)，如可采取如下設定取值，當 η信道的丟包率小于21時，Pn值設置為最大為1 ；當η信道的丟包率大于21小于5%時，Pn 值為0. 5 ；當η信道的丟包率大于5%時，Pn值最小為0。也可根據(jù)實際需求進行相應的設定；然后將信道優(yōu)劣值Pn值上報至各父節(jié)點。父節(jié)點根據(jù)上報信息將更新自己的Pn值。協(xié)調(diào)器和路由器的計算單元可以根據(jù)一定周期內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)包的總數(shù)與丟失數(shù)據(jù)包的數(shù)量計算丟包率。丟包率=丟包數(shù)/發(fā)包總數(shù)
發(fā)包總數(shù)在一定周期內(nèi)本設備所發(fā)送的數(shù)據(jù)包總數(shù)
丟包數(shù)在一定周期內(nèi)本設備發(fā)送數(shù)據(jù)包卻未收到對方確認的次數(shù)，即本設備發(fā)送了數(shù)據(jù)包，但是目的設備沒有收到。如圖7是本網(wǎng)關WSN子網(wǎng)接入單元(WSN子網(wǎng)協(xié)調(diào)器角色，工作頻率為780ΜΗΖ)的下一時隙信道決定處理流程圖。WSN子網(wǎng)的協(xié)調(diào)器和路由器休眠結(jié)束后，首先進行下一時隙信道決定。下一時隙信道決定的處理過程為首先查看是否所有的信道(4個信道)都經(jīng)過信道評估或者間接評估(指子路由器上一時隙上報Pn值)，即Po、P2、P2、P3是否存在，如果Pn 值不全存在的話，則對沒有評估或間接評估的信道進行信道評估，根據(jù)信道丟包率確定每個信道的pn，由此選擇下一時隙信道，確定Pn值后比較4個信道的Pn與(ι n-N I +1)的乘積 (Pn* (|n-N|+l))的大小(N表示當前時隙信道)，并列出Pn* (|n-N|+l)的最大值，找出使其為最大的η值為下一時隙的信道值，；如果Pn* (|η-Ν|+1)的最大值不只一個，則進一步比較(I n-N I +1)的值，選取使其最大的η值為下一時隙的信道值。例如當前時隙的工作信道為2#信道，則Ν=2，若P。值為0，若P1值為0. 5，P2值為 0. 5，若 P3 值為 1，則 P。* ( I 0-2 I+1)=0, P1* ( 11-2 1+1)=1, P2* ( I 2-2 I+1)=0. 5，P3* ( |3_2|+1) =2，通過比較，下一時隙選擇3#信道進行通信。Pn的值是衡量η信道受干擾狀況的直接反應，以信道的丟包率作為設定依據(jù)，如果信道丟包率小，則說明信道所受的干擾較小，信道可靠度越高，Pn的值越大；相反，如果信道丟包率較大，則說明信道所受的干擾較大，信道可靠性較低，Pn的值越小，如果Pn的值為0， 則Pn與(In-N 1+1)相乘的結(jié)果為0，是Pn* (|η-Ν|+1)的最小值，相當于信道黑名單的功能， 屏蔽了受干擾程度嚴重的壞信道；如當前信道N受到干擾時，與N信道頻率差距越大的信道受干擾的可能性越小。此方法適用于頻帶較窄，信道較少的應用場合，當信道數(shù)量較多時， 在下一時隙信道決定中花費的時間和能量較高，可能超過網(wǎng)絡的承載范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于IPv6的WSN/TD-SCDMA透明型網(wǎng)關，包括ARM9控制單元、電源管理單元、 無線傳感器WSN子網(wǎng)接入單元、TD-SCDMA接入單元、串口通信單元、以太網(wǎng)控制單元、USB擴展單元、JTAG電路、RAM存儲器單元FLASH存儲器單元，其特征在于，所述ARM9控制單元定義網(wǎng)絡協(xié)議模型中MAC層和IP層，完成數(shù)據(jù)從WSN網(wǎng)絡發(fā)送到TD-SCDMA網(wǎng)絡過程中的協(xié)議轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡互連、路由轉(zhuǎn)發(fā)，將標準的IPv6數(shù)據(jù)報文從網(wǎng)絡層直接轉(zhuǎn)發(fā)，控制WSN子網(wǎng)接入單元、TD-SCDMA接入單元、串口通信單元、以太網(wǎng)控制單元、RAM存儲器單元、FLASH存儲器單元之間的數(shù)據(jù)交互；所述WSN子網(wǎng)接入單元定義網(wǎng)絡協(xié)議模型中PHY層、MAC層、網(wǎng)絡層，實現(xiàn)網(wǎng)關與WSN網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交互，作為WSN子網(wǎng)協(xié)調(diào)器，根據(jù)信道丟包率設定信道優(yōu)劣值Pn，采用下一時隙信道決定機制提高WSN設備的抗干擾性和屏蔽被干擾的信道；所述TD-SCDMA接入單元實現(xiàn)網(wǎng)關和TD-SCDMA公共通信網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交互。
2.如權(quán)利要求1所述的基于IPv6的WSN/TD-SCDMA透明型網(wǎng)關，其特征在于，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換具體為，ARM9控制單元對接收到的數(shù)據(jù)解析slip幀頭，并進一步解析以太網(wǎng)幀，將解析后的數(shù)據(jù)交付給IP層，判斷是否是IPv6格式的數(shù)據(jù)包，如果是，則將該數(shù)據(jù)包從PPPO 口轉(zhuǎn)發(fā)出去，發(fā)送到TD-SCDMA接入單元。
3.如權(quán)利要求1所述的基于IPv6的WSN/TD-SCDMA透明型網(wǎng)關，其特征在于，所述WSN 子網(wǎng)接入單元的無線傳感器協(xié)議基于IEEE802. 15. 4或者IEEE802. 15. 4c標準。
4.如權(quán)利要求1所述的基于IPv6的WSN/TD-SCDMA透明型網(wǎng)關，其特征在于，ARM9控制單元控制網(wǎng)絡層和介質(zhì)訪問控制子層，通過串行線路網(wǎng)際協(xié)議SLIP、點對點協(xié)議ΡΡΡ0、 虛擬專用網(wǎng)絡VPN完成協(xié)議轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡互連、路由轉(zhuǎn)發(fā)；WSN子網(wǎng)接入單元控制網(wǎng)絡適配層， 以及IEEE 802. 15. 4/IEEE 802. 15. 4c的MAC層和物理層，用于匯聚子網(wǎng)數(shù)據(jù)，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換后，發(fā)送至ARM9控制單元，實現(xiàn)子網(wǎng)端數(shù)據(jù)接入；TD-SCDMA接入單元利用TD-SCDMA調(diào)制解調(diào)器將WSN子網(wǎng)接入單元所轉(zhuǎn)發(fā)的WSN數(shù)據(jù)發(fā)送到TD-S⑶MA網(wǎng)絡中，實現(xiàn)與TD-SCDMA 網(wǎng)絡的互連。
5.如權(quán)利要求1-3其中之一所述的基于IPv6的WSN/TD-SCDMA透明型網(wǎng)關，其特征在于，所述設定信道優(yōu)劣值Pn具體為當η信道的丟包率小于洲時，Pn值設置為1 ；當η信道的丟包率大于21小于5%時，Pn值為0. 5 ；當η信道的丟包率大于5%時，Pn值為0，其中，η 取值范圍為0，1，2，3代表0#-3#信道。
6.如權(quán)利要求1-3其中之一所述的基于IPv6的WSN/TD-SCDMA透明型網(wǎng)關，其特征在于，所述下一時隙信道決定機制具體為，將780MHZ頻段劃分為4個信道，計算每個信道的Pn 與(|n-N|+1)的乘積，取其最大值對應的信道為下一時隙的信道，如有多個最大值，則計算 ln-Nl+1的值，找出使其最大的η值對應的信道為下一時隙的信道，其中，N為當前時隙的信道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于IPv6協(xié)議的連接WSN網(wǎng)絡與TD-SCDMA網(wǎng)絡的透明型網(wǎng)關設備，該網(wǎng)關包括ARM9控制單元，主要涉及OSI七層模型的IP層和MAC層，用于完成協(xié)議轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡互連、路由轉(zhuǎn)發(fā)等，采用透明型協(xié)議轉(zhuǎn)換；WSN子網(wǎng)接入單元，主要涉及網(wǎng)絡層以及IEEE802.15.4c的MAC層和PHY層，用于WSN子網(wǎng)的組網(wǎng)入網(wǎng)、并且匯聚子網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過串口發(fā)送至ARM9控制單元，并在MAC層采用跳信道技術，使用下一時隙信道決定機制和設定信道優(yōu)劣值Pn來提高WSN設備的抗干擾性和屏蔽被干擾的信道；TD-SCDMA接入利用modem接入TD-SCDMA網(wǎng)絡。本發(fā)明解決了WSN和TD-SCDMA公用通信網(wǎng)絡的融合問題，并實現(xiàn)了基于IPv6的WSN網(wǎng)絡與基于IPv6的有線網(wǎng)絡的連接與信息傳輸。
文檔編號H04W88/16GK102202424SQ201110130348
公開日2011年9月28日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者嚴冬, 季善洋, 寧靜, 王平, 王恒, 陳靜明 申請人:重慶郵電大學