说

技术领域

本发明涉及短距离无线通信领域， 特别涉及无线传感器网络分簇模型中移动用户 的切换 方案， 具体为一种无线传感器网络中基于信号强度指 示指标 RSSI ( Received Signal Strength Indicator)和链路质量指示指标 LQI ( Link Quality Indi书cator) 的快速切换方法和系统， 用于需 要为移动用户提供高切换性能、 低时延及低能耗的应用场景中。 背景技术

无线传感器网络是一种全新的信息获取平台， 在信息获取方面有着与其他网络不可比拟 的优势， 能够实时监测和采集网络分布区域内的各种监 测对象的信息， 以实现复杂的指定范 围内目标检测与跟踪， 可极大的弥补无线网络信息采集方面的不足， 具有快速展开、 抗毁性 强等特点， 有着广阔的应用前景。

无线传感器网络是由大量低成本的微型节点组 成， 传感器节点通常由电池供电且长期工 作在无人值守的环境中， 通常无法更换电池。 这就要求无线传感器网络运行过程中， 有效管 理和使用资源， 减少能耗， 最大限度的延长网络寿命并确保网络的连通性 ， 获得最长的工作 时间。

无线传感器网络由传感器节点、 子网簇头节点和用户组成。 大量传感器节点部署在监测 区域并组建成网络， 利用具有移动能力的节点来主动的收集信息可 以减少传感器节点到簇头 节点的跳数从而节省能量， 并且可以主动到各子网中去收集信息以确保网 络的连通性。 也因 此引入了对节点的移动性管理以及越区切换方 式的研究。

传统的无线传感器网络移动切换方法其切换步 骤是： 第一步， 使用信号强度指示指标 RSSI作为切换的判决准则， 与系统预设参数进行比较， 如果达到系统门限值， 则开始进行子 网间切换； 第二步， 对传感器网络中的所有子网进行扫描， 选出性能最优的子网作为切换子 网； 第三步， 完成子网间切换， 如果切换失败， 则直接断开连接。

在实现本发明的过程中， 发明人发现上述传统的无线传感器网络移动切 换方法至少存在 以下不足：

1 ) 仅使用信号强度指示指标 RSSI作为切换的判决准则， 会产生误切换或频繁切换。 由于 RSSI受环境的影响较大， 而且有时 RSSI的变化并不是因为移动用户远离簇头节点 造成的， 也可能是因为多个移动用户竞争信道或者多个 节点之间信号干扰造成的， 所以仅依 靠 RSSI作为判决准则参考量的方案往往会产生误� �换或频繁切换，不但会使大量网络资源浪 费， 而且会使丢包率增大以及网络吞吐量下降， 在极端的情况下还可能发生服务长时间中断 的情况。

2) 当确定需要切换时， 移动用户在扫描阶段需要扫描所有的子网， 获取其中的信息， 并 决定向哪个子网切换， 会造成时间上的浪费。 但现实情况是移动用户将接入的子网仅需在相 邻的几个子网中选择即可， 扫描所有子网不仅会造成时间上的浪费， 而且扫描阶段造成的时 延最长， 其达到整个切换时延的 90 %左右。

3)移动节点如果由于某种原因导致切换失败，� ��直接断开连接，重新开始整个切换过程， 这样不但会增大网络能耗， 降低网络寿命及产生频繁的信令交互， 而且会使所提供的服务中 断， 尤其是给实时性要求较高的业务带来无法容忍 的后果。 发明内容

本发明的目的在于克服上述已有的技术缺点， 提出一种无线传感器网络中基于信号强度 指示指标 RSSI和链路强度指示指标 LQI的快速切换方法和系统， 以减少扫描时延、 切换时 延和数据丢包率， 提高网络吞吐量和延长网络寿命。

为了实现上述目的， 本发明提供了一种无线传感器网络中基于 RSSI和 LQI的快速切换 方法， 包括：

移动用户进入无线传感器网络后， 获取周围各子网簇头节点的信号强度指示指标 RSSI 和链路质量指示指标 LQI信息， 并由各子网的信号强度指示指标 RSSI和链路质量指示指标 LQI信息， 计算出各子网的 R值， 根据各子网的 R值选出将要加入的第一子网， 并发送关联 请求；

所述第一子网的簇头节点根据所述关联请求， 决定允许该移动用户加入其子网， 所述移 动用户接入所述第一子网；

所述移动用户接入所述第一子网后， 所述第一子网的簇头节点获取信号强度指示指 标 RSSI和链路质量指示指标 LQI值， 生成 ^， 根据 ^获取所述移动用户的位置信息， 并预测 所述移动用户下一时刻位置， 判断切换过程是否被触发； 如果是， 则根据预测信息中下一时 刻移动用户的位置信息， 获取覆盖此区域的各新子网簇头节点的信号强 度和链路质量信息， 并计算出各子网的 值， 根据 值选择将要加入的第二子网， 并发送关联请求；

所述第二子网的簇头节点根据所述关联请求， 决定允许该移动用户接入， 所述移动用户 接入所述第二子网， 并断开与所述第一子网的连接。

所述方法的实现步骤包括如下：

( 1 )移动用户进入无线传感器网络先发送扫描请� �， 再通过主动扫描响应获取周围各子 网簇头节点的信号强度和链路质量信息， 并由各子网的信号强度和链路质量信息， 计算出各 子网的 R值， 将这些 R值存入寄存器中， 再从寄存器中选择出 R值最大的子网为将要加入的 子网， 并发送关联请求；

(2)子网簇头节点根据用户关联请求中的用户移 动状态、请求的服务类型及当前的子网 资源信息， 决定是否允许该用户加入其子网； 如果允许用户加入子网则转到步骤（3)， 否则， 则从寄存器中查找 R值仅次于本次使用子网的子网为可用子网， 发送关联请求；

(3) 子网簇头节点向要求接入子网的用户发送关联 响应；

(4)用户根据其当前业务的具体情况， 向子网簇头节点提出带宽使用申请， 包括使用保 障时隙个数及使用时间；

(5) 子网簇头节点收到用户的带宽申请后， 根据子网当前状况， 判断是否批准该申请； 若在子网提供资源的能力之内， 则申请被批准， 并向用户发送申请成功响应， 转到步骤（6); 若超出子网提供资源的能力， 则向用户发送当前子网能提供的最大带宽信息 ， 转到步骤（8);

(6) 用户接到申请成功响应， 则开始使用子网资源， 即接入子网， 转到步骤 （8);

(7)用户收到最大带宽信息， 则结合当前业务量判断是否加入子网， 如果所提供的最大 带宽能够满足业务的需求， 则选择加入该子网， 开始使用子网的资源， 转到步骤 （8)， 否则 从寄存器中查找 R值仅次于本次使用子网的子网为可用子网， 转到步骤 （3);

( 8) 移动用户接入子网后， 每隔 T时刻， 若移动用户与子网簇头节点之间有数据传输， 则簇头节点直接从所传输的数据帧中读取信号 强度指示指标 RSSI和链路质量指示指标 LQI 值， 生成 若无数据传输， 则移动用户向子网簇头节点发送一个空的数据 帧， 从此帧中读 出信号强度指示指标 RSSI和链路质量指示指标 LQI值， 生成 ^；

(9) 用 ^与预先设置的系统门限值进行比较， 若 ^在门限区域内， 簇头节点向移动用 户发送位置信息请求， 移动用户接到此请求后， 向簇头节点发送位置信息， 转到步骤 （10); 否则， 转到步骤 （8);

( 10) 簇头节点收到移动用户的位置信息后， 预测用户下一时刻位置， 并通过移动节点 下时刻的位置信息判断切换过程是否被触发； 如果切换被触发则转到步骤（11 )， 否则转到步 骤 （8);

( 11 ) 原子网簇头节点根据预测信息中下一时刻用户 的位置信息， 向覆盖此区域的各新 子网簇头节点发送主动扫描； 并通过主动扫描响应获取周围各新子网簇头节 点的信号强度和 链路质量信息， 并计算出各子网的 值， 存入寄存器中， 再从寄存器中选择出 值最大的 子网为将要加入的子网， 并发送关联请求；

( 12) 原子网簇头节点根据移动用户类型， 运动状态及业务类型， 向新子网簇头节点发 送关联请求， 并提出带宽申请；

( 13) 新子网簇头节点根据关联请求中的带宽申请， 决定是否允许该用户加入其子网； 如果允许用户加入子网则转到步骤 （14)， 否则， 则从寄存器中查找 ^值仅次于本次使用子 网的子网为可用子网， 发送关联请求并重复步骤 （11 );

( 14) 新子网簇头节点根据自己所能提供的最大带宽 ， 决定是否允许移动节点接入； 如 果允许接入， 则原子网簇头节点通知用户将切换到新子网， 转到步骤（15); 否则， 则从寄存 器中查找 ^值仅次于本次使用子网的子网为可用子网， 转到步骤 (12);

( 15) 若用户得到进行切换的命令， 则直接接入新子网， 开始使用子网资源并断开与原 子网的连接；

( 16) 用户接入新子网后， 如果原子网簇头节点依然存有用户的数据， 则原子网簇头节 点将数据发送给新子网簇头节点， 由其转交给用户；

( 17) 如果遍历完覆盖区域的所有新子网， 用户的请求也得不到满足， 则用户断开与原 子网的连接， 采用传统的硬切换方式进行切换。

本发明还提供了一种无线传感器网络中基于 RSSI和 LQI的快速切换系统， 包括： 移动用户， 用于进入无线传感器网络后， 获取周围各子网簇头节点的信号强度指示指标 RSSI和链路质量指示指标 LQI信息， 并由各子网的信号强度指示指标 RSSI和链路质量指示 指标 LQI信息， 计算出各子网的 R值， 根据各子网的 R值选出将要加入的第一子网， 并发送 关联请求， 在得到允许后接入所述第一子网；

第一子网的簇头节点， 用于接收所述移动用户发来的所述关联请求， 根据所述关联请求 决定允许该移动用户加入其子网， 在所述移动用户接入所述第一子网后， 获取信号强度指示 指标 RSSI和链路质量指示指标 LQI值， 生成 ^， 根据 ^获取所述移动用户的位置信息， 并 预测所述移动用户下一时刻位置， 判断切换过程是否被触发； 如果是， 则根据预测信息中下 一时刻移动用户的位置信息， 获取覆盖此区域的各新子网簇头节点的信号强 度和链路质量信 息， 并计算出各子网的 值， 根据 值选择将要加入的第二子网， 并发送关联请求；

第二子网的簇头节点， 用于根据所述第一子网的簇头节点发来的关联 请求， 决定允许该 移动用户接入所述第二子网。

本发明与现有技术相比具有的如下优点：

( 1 ) 本发明由于使用了由信号强度指示指标 RSSI和链路质量指示指标 LQI加权复合 后的 R值做为系统预设参数， 而不是传统意义上仅用 RSSI作为系统预设参数， 在精度方面 LQI略高于 RSSI, 且两者是隶属于不同范畴的指示指标， 因而使用这种方法， 可较大的提高 精度， 避免误切换。

(2) 本发明通过主动扫描响应获取周围各子网簇头 节点的信号强度和链路质量信息后， 分别计算出各子网的 R值并对其按照从大到小的顺序排序存入寄存� �， 再通过各 R值进行子 网选取， 可以有效的平衡网络能量， 延长网络寿命； 特别在对预加入子网和预切换子网的选 取出现失败时， 可以快速的恢复整个预加入或预切换流程， 而不用断开网络后， 再重新扫描， 可大大减小扫描延时、 减少信令交互和降低整个系统开销。

(3)本发明由于在预切换时采用了对地理位置的 预测， 能精确的确定覆盖移动节点下一 时刻位置的子网， 因此可大大的减少扫描子网个数； 同时由于扫描时延占总切换时延的 90%， 因此可较大的减小切换时延， 对实时性要求较高的业务能提供较好的服务。

(4) 本发明使用了一种递进式判决准则进行切换判 决， 第一条件是判断 ^是否在系统 预设门限区域内， 达到第一条件后， 触发第二个条件， 第二条件是判断移动节点下一时刻的 移动位置是否超出了原子网的覆盖范围， 一旦超出原子网的覆盖范围， 则触发切换。 使用本 发明中的递进式判决准则， 可较大的提高切换判决的精度， 避免误切换和 "乒乓效应"。 附图说明

图 1是本发明使用的无线传感器网络结构示意图� �

图 2是本发明实现快速切换的总流程图；

图 3是本发明在实现快速切换过程中， 使用 R值进行预加入的子流程图；

图 4是本发明在实现快速切换过程中， 使用递进式判决准则进行切换的子流程图； 图 5是传统移动切换流程示意图；

图 6是本发明提供的快速切换系统结构示意图。 具体实施方式

为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明实施方式作进 一步地详细描述。

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图 1所示， 本发明使用的网络结构由无线传感器普通节点 ， 子网簇头节点和移动用户 构成。 无线传感器普通节点采集物理环境的信息并通 过无线链路将信息传给子网簇头节点； 子网簇头节点负责将收到的信息进行融合并合 理分配子网的内部资源； 移动用户动态的向网 络注入查询和收集信息。 子网簇头节点间通过有线网络或无线网络连接 在一起， 将各子网组 合在一起形成灵活， 可扩展的无线传感器网络。 这种网络结构可提供多种数据服务与应用， 并支持多个移动用户同时使用网络资源。

本发明实施例中的移动用户是指移动节点， 可以是移动终端， 为便于理解下面都称为移 动用户。

本发明提供了一种无线传感器网络中基于 RSSI和 LQI的快速切换方法， 包括： S1 : 移动用户进入无线传感器网络后， 获取周围各子网簇头节点的信号强度指示指标

RSSI和链路质量指示指标 LQI信息， 并由各子网的信号强度指示指标 RSSI和链路质量指示 指标 LQI信息， 计算出各子网的 R值， 根据各子网的 R值选出将要加入的第一子网， 并发送 关联请求；

S2: 第一子网的簇头节点根据该关联请求， 决定允许该移动用户加入其子网， 该移动用 户接入第一子网；

S3： 移动用户接入第一子网后， 第一子网的簇头节点获取信号强度指示指标 RSSI和链 路质量指示指标 LQI值， 生成 ^， 根据 ^获取移动用户的位置信息， 并预测移动用户下一 时刻位置， 判断切换过程是否被触发； 如果是， 则根据预测信息中下一时刻移动用户的位置 信息， 获取覆盖此区域的各新子网簇头节点的信号强 度和链路质量信息， 并计算出各子网的 R"值， 根据 值选择将要加入的第二子网， 并发送关联请求；

S4: 第二子网的簇头节点根据该关联请求， 决定允许该移动用户接入， 移动用户接入第 二子网， 并断开与第一子网的连接。

参照图 2， 本发明提供了一种无线传感器网络中基于 RSSI和 LQI的快速切换方法， 具体 实施步骤如下：

步骤 1 : 移动用户进入无线传感器网络， 通过主动扫描请求获取网络信息。 步骤 2: 各子网簇头节点向移动用户发送主动扫描响应 。

步骤 3: 移动用户根据收到的主动扫描响应进行比较确 定要加入的子网， 并向该子网的 簇头节点发送关联请求。

参见图 3， 本步骤的具体实现步骤如下：

3a)移动用户从收到的主动扫描响应中获取各子 网的信号强度指示指标 RSSI和链路质量 指示指标 LQI;

3b)通过各子网的信号强度指示指标 RSSI和链路质量指示指标 LQI，采用如下公式生成

R:

R = w, xRSSI + w ₂ xRSSI _ L 其中， RSSI为实测出的各子网信号强度指示指标， RSSI_L为由实测出的各子网的链路 质量指示指标 LQI值导出的与 RSSI同纲量的值， 为 RSSI的权值， ^为 _RSSI _ _L 的权值， 且 和 ^的取值由移动用户与各子网之间的距离决定� �

3c)计算出各子网的 R值后， 按照从大到小的顺序排序为 Rl>R2>R3> > Rn并存入寄存 器中；

3d) 从寄存器中选出 R值为 Rm的子网作为预加入的子网,其中 Rm为 Rl、 R2、 …、 Rn 中未被选取过的最大的值；

3e) 向预加入子网的簇头节点发送关联请求。

步骤 4: 子网簇头节点根据移动用户关联请求中的用户 移动状态、 请求的服务类型及当 前的子网资源信息， 决定是否允许该移动用户加入其子网。 该移动用户的移动状态分为高速 运动状态、 中速移动状态和低速移动状态； 该移动用户的业务类型分为实时业务和非实时 业 务。 如果允许移动用户加入子网则转到步骤 5; 否则从寄存器中查找可用子网， 并转到步骤 3 中的发送关联请求， 具体实施方法如图 3所述：

3f)若不允许移动用户加入子网， 从寄存器中选出 R值为 ™+ι的子网作为预加入的子网； 然后转到步骤 3中的发送关联请求。 其中， 是 Rl、 R2、 …、 Rn中当前未被选取过的最 大值， 即比 Rm小的各个未选取的值中最大的值。

步骤 5: 子网簇头节点向移动用户返回关联响应。

步骤 6: 移动用户根据当前业务的具体情况， 向子网簇头节点提出带宽使用申请， 其中 包括使用时隙个数及使用时间；

步骤 7: 子网簇头节点收到移动用户的带宽使用申请后 ， 根据子网当前状况， 判断是否 批准该带宽使用申请， 若在子网提供资源的能力之内， 则该带宽使用申请被批准， 并向移动 用户发送申请成功响应， 转到步骤 8; 若超出子网提供资源的能力， 则向移动用户发送当前 子网能提供的最大带宽信息， 转到步骤 9;

步骤 8: 移动用户根据收到的子网簇头节点发来的该带 宽使用申请被批准的信息， 开始 使用子网资源， 转到步骤 10;

步骤 9: 移动用户收到最大带宽信息后， 结合当前业务量判断是否加入子网， 如果所提 供的最大带宽能够满足业务的需求， 则选择加入该子网， 开始使用子网的资源，转到步骤 10; 否则从寄存器中查找可用的子网， 并转到步骤 3中的发送关联请求， 具体实施方法如图 3所 述：

3f)若不允许移动用户加入子网， 从寄存器中选出 R值为 ™+2的子网作为预加入的子网； 其中， "^是 _R1 、 _R2 、 …、 Rn中当前未被选取过的最大值， 即比 ^J ^"小的各个未选取的值 中最大的值。

3g) 然后转到步骤 3中的向预加入的子网发送关联请求。

步骤 10: 移动用户接入子网后， 每隔周期 T时刻， 若与该子网的簇头节点之间有数据传 输， 则簇头节点直接从该传输的数据中读取 RSSI和 LQI值， 若在该子网内无数据传输， 则 移动用户发送一个空的数据帧后， 簇头节点从收到的空数据帧中读出 RSSI和 LQI值， 并采 用如下公式生成

R' = w,' X RSSI' + w ₂ ' X RSSI _ l! 其中， RSS^为实测出的移动用户的信号强度指示指标� � W^^ - 为由实测出的移动用 户的链路质量指示指标 LQI值导出的与 RSSI同纲量的值， 为 的权值， w ₂ '为 — 的权值， 且^^和 ¹ ^的取值由子网簇头节点与移动用户之间� �距离决定。 所述周期 T可以根 据需要预先设定， 如默认为 0.5s， 再根据移动用户的运动状态动态调整， 如果移动用户的运 动速度较快， 则可以縮短周期 T的值， 如果移动用户的运动速度较慢， 则可以延长周期 T的 值；

步骤 11 : 用 ^与预先设置的系统门限区域进行比较， 若 ^在门限区域内转到步骤 12; 若 ^不在门限区域内， 则转到步骤 10;

步骤 12: 簇头节点向移动用户发送请求， 要求移动用户发送其当前位置信息； 步骤 13: 移动用户收到位置发送请求后， 向原子网簇头节点发送位置信息； 其中， 原子 网簇头节点是指移动用户当前所在的子网簇头 节点， 即以上各步骤涉及的子网簇头节点， 为 便于区分切换后的新子网簇头节点， 因此， 将其称为原子网簇头节点。

步骤 14: 原簇头节点收到移动用户的位置信息后， 启动二阶 AR预测算法预测移动用户 下时刻位置 （ ， 并按照 ( 《_^*)) ^{2 +} « _ 3^)) ² 〉 ² ， 判断切换过程是否被触 发， 其中， ^{X W} , ^W 代表当前子网簇头节点的平面位置信息， r代表当前子网簇头节点的 覆盖半径， 如果切换被触发则转到步骤 15 ; 否则转到步骤 10。 上述步骤 10至步骤 14如图 4 所示。

步骤 15 : 原子网簇头节点根据预测信息中下一时刻移动 用户的位置信息， 向覆盖此区域 的各新子网簇头节点发送主动扫描请求。

步骤 16: 各子网簇头节点向原子网簇头节点发送主动扫 描响应。

步骤 17 : 原子网簇头节点根据收到的主动扫描响应确定 移动用户将要加入的新子网， 并 向该新子网的簇头节点发送关联请求。

本步骤的具体实施方法如图 3所示：

3a) 原子网簇头节点从收到的主动扫描响应中获取 各新子网的信号强度指示指标 RSSI 和链路质量指示指标 LQI;

3b )通过各新子网的信号强度指示指标 RSSI和链路质量指示指标 LQI，采用如下公式计 算生成

R" = < X RSSI" + w ₂ " X RSSI _ i!' 其中， R^W^为实测出的各新子网的信号强度指示指标� � W^^- 为由实测出的各新子 网的链路质量指示指标 LQI 值导出的与 RSSI 同纲量的值， 为^^ ^的权值， 为 ^RSSI - ^的权值， 且 ¹ 和 ¹ ^ "的取值由原子网簇头节点与各新子网簇头节� �之间的距离决 定。

3c)将计算出的各子网的 R"值， 按照从大到小的顺序排序为 ^R 〉 ^R ' 〉…〉 ^R "«并存入寄 存器中；

3d)从寄存器中选出 R ¹¹ 值为 ^R ' 的子网作为预加入的新子网，其中 ^R ' 为 ^R W ', ^Rl1 "中 未被选取过的最大的值；

3e) 向预加入的新子网的簇头节点发送关联请求。

步骤 18 : 新子网簇头节点根据关联请求中的用户移动状 态、 请求的服务类型及当前的子 网资源信息， 决定是否允许该移动用户加入其子网,如果允� �移动用户加入子网则转到步骤 19； 否则从寄存器中查找可用子网， 发送关联请求， 具体实施方法如图 3所述：

3f)若不允许移动用户加入子网， 从寄存器中选出 R ¹¹ 值为 d的子网作为预加入的新子 网； 其中， ^ ^是^ ^ ···^" "中当前未被选取过的最大值， 即比 小的各个未选取的 值中最大的值。 3g)然后转到步骤 17中的向预加入的新子网发送关联请求。

步骤 19: 新子网簇头节点向原子网簇头节点发送关联响 应。

步骤 20: 原子网簇头节点根据移动用户当前业务的具体 情况， 向新子网簇头节点提出带 宽使用申请， 其中包括使用时隙个数及使用时间。

步骤 21 : 新子网簇头节点收到原子网簇头节点的带宽使 用申请后， 根据子网当前状况， 判断是否批准该申请， 若在子网提供资源的能力之内， 则该带宽使用申请被批准， 并向原子 网簇头节点发送申请成功响应， 转到步骤 22; 若超出子网提供资源的能力， 则向原子网簇头 节点发送当前子网能提供的最大带宽信息， 转到步骤 23。

步骤 22: 原子网簇头节点根据收到的新子网簇头节点发 来的该带宽使用申请被批准的信 息， 转到步骤 24。

步骤 23:原子网簇头节点收到最大带宽信息后，结合 当前业务量判断是否加入该新子网， 如果所提供的最大带宽能够满足业务的需求， 则选择加入该新子网， 转到步骤 24; 否则从寄 存器中查找可用的子网， 然后转到步骤 17中的发送关联请求， 具体实施方法如图 3所述： 3f)若不允许移动用户加入子网，从寄存器中选 出 值为^ 的子网作为预加入的子网； 其中， 是 ^，^^…，^"中当前未被选取过的最大值， 即比 小的各个未选取的值中 最大的值。

3g)然后转到步骤 17中的向预加入的子网发送关联请求。

步骤 24: 原子网簇头节点通知移动用户切换到新子网簇 头节点覆盖的子网。

步骤 25: 移动用户接入新子网后， 开始使用新子网的子网资源， 并断开与原子网的连接。 步骤 26: 移动用户接入新子网后， 如果原子网簇头节点依然存有移动用户的数据 ， 则原 子网簇头节点将该数据发送给新子网簇头节点 ， 由其转交给移动用户。

步骤 27: 遍历完覆盖区域的所有新子网， 如果移动用户的请求得不到满足， 则移动用户 断开与原子网的连接， 采用传统的硬切换方式进行切换。

其中， 所述传统的硬切换方式如图 5中的切换流程所示， 本发明不做过多说明。

参见图 6， 本发明还提供了一种无线传感器网络中基于 RSSI和 LQI的快速切换系统，包 括：

移动用户 601， 用于进入无线传感器网络后， 获取周围各子网簇头节点的信号强度指示 指标 RSSI和链路质量指示指标 LQI信息， 并由各子网的信号强度指示指标 RSSI和链路质量 指示指标 LQI信息， 计算出各子网的 R值， 根据各子网的 R值选出将要加入的第一子网， 并 发送关联请求， 在得到允许后接入第一子网； 第一子网的簇头节点 602， 用于接收移动用户发来的关联请求， 根据关联请求决定允许 该移动用户加入其子网，在移动用户接入第一 子网后，获取信号强度指示指标 RSSI和链路质 量指示指标 LQI值， 生成 ^， 根据 ^获取移动用户的位置信息， 并预测移动用户下一时刻 位置， 判断切换过程是否被触发； 如果是， 则根据预测信息中下一时刻移动用户的位置信 息， 获取覆盖此区域的各新子网簇头节点的信号强 度和链路质量信息， 并计算出各子网的 值， 根据 值选择将要加入的第二子网， 并发送关联请求；

第二子网的簇头节点 603， 用于根据第一子网的簇头节点发来的关联请求 ， 决定允许该 移动用户接入第二子网。

在上述系统中可以执行本发明方法实施例中描 述的方法， 此处不再赘述。

本发明提供的无线传感器网络中基于 RSSI和 LQI的快速切换方法和系统， 与现有技术 相比具有的如下优点：

( 1 ) 本发明由于使用了由信号强度指示指标 RSSI和链路质量指示指标 LQI加权复合 后的 R值做为系统预设参数， 而不是传统意义上仅用 RSSI作为系统预设参数， 在精度方面 LQI略高于 RSSI, 且两者是隶属于不同范畴的指示指标， 因而使用这种方法， 可较大的提高 精度， 避免误切换。

(2) 本发明通过主动扫描响应获取周围各子网簇头 节点的信号强度和链路质量信息后， 分别计算出各子网的 R值并对其按照从大到小的顺序排序存入寄存� �， 再通过各 R值进行子 网选取， 可以有效的平衡网络能量， 延长网络寿命； 特别在对预加入子网和预切换子网的选 取出现失败时， 可以快速的恢复整个预加入或预切换流程， 而不用断开网络后， 再重新扫描， 可大大减小扫描延时、 减少信令交互和降低整个系统开销。

(3)本发明由于在预切换时采用了对地理位置的 预测， 能精确的确定覆盖移动节点下一 时刻位置的子网， 因此可大大的减少扫描子网个数； 同时由于扫描时延占总切换时延的 90%， 因此可较大的减小切换时延， 对实时性要求较高的业务能提供较好的服务。

(4) 本发明使用了一种递进式判决准则进行切换判 决， 第一条件是判断 ^是否在系统 预设门限区域内， 达到第一条件后， 触发第二个条件， 第二条件是判断移动节点下一时刻的 移动位置是否超出了原子网的覆盖范围， 一旦超出原子网的覆盖范围， 则触发切换。 使用本 发明中的递进式判决准则， 可较大的提高切换判决的精度， 避免误切换和 "乒乓效应"。 本发明实施例提供的上述技术方案的全部或部 分可以通过程序指令相关的硬件来完成， 所述程序可以存储在可读取的存储介质中， 该存储介质包括： ROM、 RAM, 磁碟或者光盘等 各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和原则之 内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。