对物联网无线通信传输层动态通道保障机制的分析

金 杰



对物联网无线通信传输层动态通道保障机制的分析

金 杰

广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510000

自组织网络理论、无线通信多址接入技术是确保物联网系统正常运行的有效手段。但是，用户侧环境非常复杂，阻碍了无线信道。为解决这一问题，专家们提出了动态附加传输通道保障机制。基于此，分析了物联网无线通信传输层动态通道保障机制，以供参考。

物联网；无线通信；传输层动态通道；保障机制

我国目前已经利用高带宽光纤实现了稳定通信，但是仅凭借AMI是不能全面延伸网络系统的，用户侧的复杂性影响了通信的可靠性，而建立物联网无线通信传输层动态保障机制可以很好地解决这一问题。通过多代理器协同技术对动态附加传输通道进行保障，能够找出代理器作业最合理的方案，并构建成功附加通道，实施仿真验证，在传输方面上确保物联网无线通信信息完整性。

1 无线通信传输层协议研究的现实情况

在便捷接入、快速部署方面，无线通信比传统通信的优势更大，然而无线通信信道的可靠程度比较低，在一些特别的场景中，丢包率、延迟率比较高，而通过无线通信传输协议的应用可以提高数据传输的可靠性。节点转移时的速度比较低，如果检测过程中发生数据丢失问题，能够将数据做备份处理。传输时，中间节点可以缓存所接收的报文，经过不断地重复，可以成功接收到完整的报文，也就是说该协议的ACK机制具有多重的特点。这就表明了，该协议可以在节点相连的情况下应用，实现了智能终端到数据融合、户内网关的有效接入。所以，可以根据自组织结构来设计无线通信网络，进而提高协议传输的效率。

在SACK报文的基础上，根据传输路径回溯给源节点的重要方法是TCP协议的应用。该协议是为无线传感器网络专门设计的。TCP协议的应用可以检查回溯传输路线中的各个节点，其缺点是数据传输时间会有所延长，流量也会相应增加，进而导致无线网络传输过度现象，致使网络堵塞问题的发生，连接吞吐量会随之降低。所以，应当建立传输层动态保障机制，以确保传输数据的全面性，增加物联网传输系统传输的实时性、有效性[1]。

2 动态附加传输通道保障机制的描述

在物联网的无线通信传输机制中，常常发生数据堵塞的问题，致使丢包率大幅增加。但是，倘若将现在数据传输的连接通道设为S（V0，VDAPi）。其中Vo指的是数据源节点，VDAPi指的是汇聚目的节点。这样一来数据传输通道与AMI系统接通时，便能够利用任何一个DAP汇聚点。如果t0传输过程中发生堵塞问题，利用自检方法节点也能够找出源数据，并渐渐积累，有选择性地进行丢弃，一直到没有拆除范围内，拥堵点之后节点的同源数据消失。这个时候，节点Vi、Vj能够对数据连接通道的堵塞情况进行独立的判断，同时还可以启动动态附加输通道保障机制。

动态附加输通道保障机制使用的技术主要为漂白、着色这两种，沿着原来的数据传输通道，节点Vi、Vj将回溯到源、目的，S（Vo，Vj）被着成红色，S（V0，VDAPi）将被着成蓝色，DAPs将被永久定义为蓝色，不会发生褪色。在这之后，代理Ag-Red将从节点Vi处出发，Ag-Blu将工节点Vj处出发，根据自己的复合量度来研究并构建最佳的附加型通道。为了实现附加通道的最优化，也就是使其具有抖动、低延时，在代理器游历时，复合量度应当由接收节点队列空余率、残余带宽率这两种参数组成。其中接收节点队列占用率通过以下公式进行计算。

如果根据局部搜索优化对象明确了代理器，并且代理器已经游历到下一个节点Vk之后，Vk节点将被着上和代理器一样的颜色，节点漂白计时器所剩时间的设置为Vk.TTL=Ag.TTL。之后，节点便开始进行漂白，一直到褪成白色或者未着色的节点。

附加通道建立成功后，搜索过程便会停止。而附加通道建立成功的条件为：在同一节点处，两个代理器相遇；或者有一个代理器游历到了异类颜色的某一节点处。

在修复链路过程中，建立了两种通道，并且有两类代理器进行了独立的游历，这就为DSTC算法的成功率提供了有力的保障。对该算法的时间复杂度进行深入的分析：在原来的数据传输通道发生堵塞的节点，该算法启动生成了两种代理器，这两种代理器可以独立游历，进而建立最佳的附加通道。建立附加通道的过程实行的两级嵌套，防止节点发生重复访问的问题。其中在选择一下个节点时，内层要经过一些的检索、计算M（ehk），对于复合量度而言，其时间复杂度可以表示为O（1），进行检索的次数一般为邻居节点的数目，通常不会超过网络度数D，检索的时间复杂度可以表示为O（D），所以算法的时间复杂度即为O（DN/2）。外层指的是网络系统中代理器的游历，2个同构代理器进行分布式的游历，并且利用着色的方法来预防节点的重复访问，所以对于单一代理而言，其游历时间的复杂度可以表示为O（N/2），此处的N代表的是网络节点的数目。

3 系统结构分析和数学模型的建立

智能电网实现了可再生能源的合理、高效的利用，是应对能源紧缺的重要措施。和传统电网相比，智能电网可以利用高级量测体系AMI对用户的电力需求进行准确的获取，智能电网系统根据用户需求可以进行智能决策，进而对电力供配进行合理的划分，促进电能的利用率，这是智能电网最明显的优势。如果把AMI这一体系建设到用户侧，便能够对本地电能质量、用户用电量进行测定，还能够控制细粒度负荷，这样一来AMI系统对通信能力、组网的要求就更高了：（1）该系统中数据交换的数量、频率非常大，并且部分数据的交换的时效性非常高；（2）为了保证传输数据的准确性、全面性，事件上报、负荷控制以及数据抄收等等要进行可靠的双向通信；（3）对于大规模组网而言，AMI体系从顶至下的分层结构会包含智能终端，该终端将在百万级数量，此处以110 kV站点为例，一般情况下会有智能终端100万个、智能电表20万户、配电台区400个、10 kV的出现20条，终端接入过程中一定要综合考虑到网络可控性与经济性。

应用物联网无线通信传输层动态通道保障机制是一个非常复杂的过程，通过能量测系统这一框架的建立，来中断DAPS、对智能电表进行控制，并实时监控加剧电能。这一保障机制的应用实现了智能电网的高级测量，将无线通信延长至最后一公里[3]。

通过上述模型的构建，智能家电在具备了通信功能后，能够进行抽象化，把它转变成物联网中的数据源节点，通过应用多极化结构，可以把用户需要的数据信息传输到其对应的系统中。与此同时，还可以建立新型的结构模型，对相关数据进行周期性的监测，进而判别出节点通信、建筑阻隔两者之间的差异，最终达到异构型通信模式的目的。

4 结语

综上所述，用户侧的用电量与用电需求决定了智能电网的运营模式、电能交换系统的运行状态。物联网系统是在无线通信传输多址接入技术的基础上建立起来的，可以提高接入的效率，并将智能终端接入到AMI体系中。然而，一旦通信量处于负载时，极易引发中断问题，重复传输率、丢包率均会随之增加，这是技术难点之一。本文阐述了物联网无线通信传输层动态通道保障机制，对这一问题进行了有效的解决。

[1]杨挺，张倩倩，阎彦含，孙雨耕.物联网无线通信传输层动态通道保障机制[J].天津大学学报，2012（9）：779-784.

[2]陈家迁.物联网无线通信传输层动态通道保障机制[J].电脑知识与技术，2014（36）：8841-8842.

[3]钱志鸿，王义君.面向物联网的无线传感器网络综述[J].电子与信息学报，2013（1）：215-227.

Analysis of the mechanism of the dynamic channel support for the wireless communication transmission layer of the Internet of things

Ginger

Guangdong Telecom Planning & Design Institute Co., Ltd.,Guangdong Guangzhou 510000

Since the organization of network theory，wireless multiple access technology is effective means to ensure normal operation of the Internet system. However，the user side environment is very complex，hindered the wireless channel. In order to solve the problem，experts puts forward the dynamic additional transport channel security mechanism. This paper analyzes the dynamic channel iot wireless transport layer security mechanism，for your reference.

the Internet of things；Wireless communication；The transport layer dynamic channel；Safeguard mechanism

TP391.44；TN929.5

A

1009-6434（2016）11-0003-02

金杰，男，籍贯为江苏省南通市，学历本科，职称为助理工程师，研究方向为通信传输网络。