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CN103228045B - 一种信道选择方法及装置 - Google Patents

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CN103228045B
CN103228045B CN201310123534.9A CN201310123534A CN103228045B CN 103228045 B CN103228045 B CN 103228045B CN 201310123534 A CN201310123534 A CN 201310123534A CN 103228045 B CN103228045 B CN 103228045B
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Huawei Technologies Co Ltd
Beijing University of Posts and Telecommunications
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Abstract

本发明提供一种信道选择方法及装置，涉及通信领域，能够对信道进行动态地扫描检测及选择，以保证所选择的工作信道有较高的通信质量；及对信道进行均匀而非连续频段式的划分映射，以提高对信道扫描检测的效率。该方法包括：在预设的信道页中选择m个信道；在m个信道中确定满足预设条件的工作信道及备用信道；当通过工作信道发送n个第一超帧时，在每个第一超帧的非活跃期内，按照第一扫描时间扫描工作信道及备用信道，以获取n个工作信道的能量等级与n个备用信道的能量等级；在第n个第一超帧的非活跃期内，根据n个工作信道的能量等级与n个备用信道的能量等级，确定发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道。

Description

一种信道选择方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种信道选择方法及装置。
背景技术
目前，中国国家传感器网络标准中定义的超帧结构包括信标、活跃期及非活跃期，其中，信标用来发送同步信息和超帧信息；活跃期用来传输数据；非活跃期时，网络设备进入睡眠状态，不传输任何数据。
随着无线传感器网络技术的发展，个域网的应用也在不断地丰富。个域网的应用场景中，如无线抄表应用场景，由于时间和空间上存在不可预知的复杂的信道衰变，而严重影响着数据的通信过程。因此，在个域网进行通信之前，个域网中的协调器通过对信道进行扫描检测，以为个域网选择一个质量较好的信道进行通信显得尤为重要。
现有技术中，个域网建立时，个域网中的协调器从上层指定的待扫描信道中选择一个能量等级最小的信道，并在个域网中通过信标广播该信道的信息，以使得个域网中的各个节点均使用该信道进行通信，且个域网中的各个节点将一直使用该信道进行通信。
然而，上述协调器选择信道的方法，一方面，只能对信道进行一次性地扫描检测与评估，且只能评估短时间内信道的质量，无法保证长时间内信道的质量，从而无法应对个域网中复杂多变的信道衰变；另一方面，协调器对待扫描信道的选择没有一个具体的方案，具有一定的盲目性，若协调器选择的待扫描信道位于受干扰频段的相邻频段内，则将导致对信道扫描检测的效率降低。
发明内容
本发明的实施例提供一种信道选择方法及装置，一方面，能够对信道进行动态地扫描检测及选择，以保证所选择的工作信道有较高的通信质量；另一方面，对信道进行均匀而非连续频段式的划分映射，以提高对信道扫描检测的效率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种信道选择方法，包括：
按照预设算法，在预设的信道页中随机选择m个信道，1≤m≤16；
在所述m个信道所组成的信道队列中确定满足预设条件的工作信道及备用信道，其中，所述信道队列为将所述m个信道按照所述m个信道的信道号排列的，所述备用信道为所述信道队列中所述工作信道的后一个信道；
当通过所述工作信道发送n个第一超帧时，在每个所述第一超帧的非活跃期内，按照预设的第一扫描时间扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道，以获取n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，n为正整数；
在第n个所述第一超帧的非活跃期内，根据n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，确定发送第二超帧的工作信道及所述第二超帧的备用信道。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述在所述m个信道所组成的信道队列中确定满足预设条件的工作信道及备用信道的方法具体包括：
根据所述信道队列，按照预设的第二扫描时间依次扫描所述m个信道，并保存已扫描信道的能量等级；
若第x个信道的能量等级小于预设的能量门限值，则确定所述第x个信道为所述工作信道，所述第x+1个信道为所述备用信道，其中，1≤x≤m。
结合前述的第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述当通过所述工作信道发送n个第一超帧时，在每个所述第一超帧的非活跃期内，按照预设的第一扫描时间扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道之前，所述方法还包括：
根据所述第一超帧的非活跃期的时长，确定用于扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道的时间都为所述第一扫描时间。
结合前述的第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第二种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述根据n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，确定发送第二超帧的工作信道及所述第二超帧的备用信道的方法具体包括：
对n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级分别求平均值，以获取求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级；
对比求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级；
若求平均值后的n个所述第一超帧的备用信道的能量等级大于求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级，则确定所述第一超帧的工作信道为发送所述第二超帧的工作信道，确定所述信道队列中所述第一超帧的备用信道的后一个信道为所述第二超帧的备用信道；
若求平均值后的n个所述第一超帧的备用信道的能量等级小于求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级，则确定所述第一超帧的备用信道为发送所述第二超帧的工作信道，确定所述信道队列中所述第一超帧的备用信道的后一个信道为所述第二超帧的备用信道。
结合前述的第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第三种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述方法还包括：
对所述m个信道扫描完成后，按照所述m个信道的能量等级，将所述m个信道重新进行排列，以更新所述信道队列。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述对所述m个信道扫描具体包括：
根据所述第二扫描时间及所述信道队列，按照所述m个信道的信道号依次对所述m个信道扫描，或者，根据所述第一扫描时间及所述信道队列，按照所述m个信道的能量等级依次对所述m个信道扫描。
结合前述的第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第五种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第六种可能的实现方式中，
循环执行所述信道选择方法。
第二方面，本发明实施例提供一种协调器，包括：
选择单元，用于在预设的信道页中随机选择m个信道，1≤m≤16；
确定单元，用于在所述m个信道所组成的信道队列中确定满足预设条件的工作信道及备用信道，其中，所述信道队列为将所述m个信道按照所述m个信道的信道号排列的，所述备用信道为所述信道队列中所述工作信道的后一个信道；
处理单元，用于当通过所述工作信道发送n个第一超帧时，在每个所述第一超帧的非活跃期内，按照预设的第一扫描时间扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道，以获取n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，n为正整数；
所述确定单元，用于在第n个所述第一超帧的非活跃期内，根据n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，确定发送第二超帧的工作信道及所述第二超帧的备用信道。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，
所述处理单元，具体用于根据所述信道队列，按照预设的第二扫描时间依次扫描所述m个信道，并保存已扫描信道的能量等级；
所述确定单元，具体用于若第x个信道的能量等级小于预设的能量门限值，则确定所述第x个信道为所述工作信道，所述第x+1个信道为所述备用信道，其中，1≤x≤m。
结合前述的第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，
所述确定单元，具体用于根据所述第一超帧的非活跃期的时长，确定用于扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道的时间都为所述第一扫描时间。
结合前述的第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式至第二种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第三种可能的实现方式中，
所述处理单元，具体用于对n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级分别求平均值，以获取求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，以及对比求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级；
所述确定单元，具体用于若求平均值后的n个所述第一超帧的备用信道的能量等级大于求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级，则确定所述第一超帧的工作信道为发送所述第二超帧的工作信道，确定所述信道队列中所述第一超帧的备用信道的后一个信道为所述第二超帧的备用信道，或者，若求平均值后的n个所述第一超帧的备用信道的能量等级小于求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级，则确定所述第一超帧的备用信道为发送所述第二超帧的工作信道，确定所述信道队列中所述第一超帧的备用信道的后一个信道为所述第二超帧的备用信道。
结合前述的第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式至第三种可能的实现方式中的任一种实现方式，在第四种可能的实现方式中，
所述处理单元，还用于对所述m个信道扫描完成后，按照所述m个信道的能量等级，将所述m个信道重新进行排列，以更新所述信道队列。
结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，
所述处理单元，具体用于根据所述第二扫描时间及所述信道队列，按照所述m个信道的信道号依次对所述m个信道扫描，或者，根据所述第一扫描时间及所述信道队列，按照所述m个信道的能量等级依次对所述m个信道扫描。
本发明实施例提供一种信道选择方法及装置，一方面，由于协调器在每发送n个第一超帧时，可对m个信道中选定的工作信道及备用信道进行扫描，并在扫描后选择合适的第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道，直至完成对信道队列中的m个信道依次扫描的过程，即完成对信道进行轮换滑窗式的动态扫描检测及选择，保证了所选择的工作信道有较高的通信质量；另一方面，由于协调器在预设的信道页中随机选择的m个信道为对信道进行均匀而非连续频段式的划分映射后的信道，因此，协调器对这些信道进行扫描可以提高对信道扫描检测的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的信道选择方法的流程图一；
图2为本发明实施例提供的信道的表示方式的示意图；
图3为本发明实施例提供的超帧的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的信道选择方法的流程图二；
图5为本发明实施例提供的信道选择方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的协调器的结构示意图一；
图7为本发明实施例提供的协调器的结构示意图二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有技术中，对于个域网中的星型网络，网络建立时，协调器需对若干个信道进行扫描，以确定该星型网络的工作信道，即通信信道。首先，协调器的上层产生信道扫描请求原语，该原语中包含扫描类型、待扫描信道、待扫描信道页以及单个信道扫描时间等信道扫描的相关参数。其次，协调器根据该原语，按照指定的待扫描信道的信道号从低到高依次扫描信道，同时保存各个信道的最大能量检测度量值，并将该最大能量检测度量值换算为对应的能量等级。协调器对待扫描信道扫描结束后，通过信道扫描确认原语将已扫描信道的扫描结果上报，该原语中包含扫描请求状态和能量检测列表(即各个已扫描信道的能量等级)等参数。最后，协调器选择已扫描信道中能量等级最小的信道作为通信信道，并将该信道的信息广播至全网络，以开始进入正常通信，且此后一直使用该通信信道作为协调器所在网络的通信信道。
实施例一
本发明实施例提供一种信道的选择方法，如图1所示，包括：
S101、按照预设算法，协调器在预设的信道页中随机选择m个信道，1≤m≤16。
中国国家传感器网络标准中包含16个信道页，每个信道页可容纳16个信道，个域网中的设备可以以图2所示的方式指定待扫描信道的信道页及信道号，其中，Bit0-Bit15对应每个信道页中的16个信道，若Bit值为1则表示扫描该信道，若Bit值为0则表示不扫描该信道；Bit16-Bit19为信道页位，用来组合指示16个信道页。
本发明实施例以中国国家传感器网络标准中470MHz-510MHz频段为例，以200KHz为信道带宽，则该频段可划分为200个信道，按照信道频率从低至高将该200个信道依次编号为0-199，若对这些信道按照如表1所示的方式进行排布映射，则每个信道页中的信道均等间隔分布(信道页12除外)。
表1
具体的，协调器按照式(1)从表1中选择一个信道页，并按照如下信道号获取算法随机获取该信道页中的m个信道，其中，1≤m≤16。
PageNum＝PANIDmod16(1)
需要说明的是，PageNum为信道页，PANID为协调器所在网络的网络ID号。特别的，当网络重建后，将随机生成一个网络ID号，由于网络ID号一般都是不变的，因此，在网络ID号确定时，协调器所选择的信道页也是确定的。
本发明实施例提供的信道号获取算法如下：
其中，“a＝randi(16，1，m)；”语句表示从信道页的16个信道中得到m个随机的信道索引号，并将该m个信道索引号存储至a中，进而通过查表1获得对应信道页中的m个信道号。
S102、协调器在m个信道所组成的信道队列中确定满足预设条件的工作信道及备用信道，其中，信道队列为将m个信道按照m个信道的信道号排列的，备用信道为信道队列中工作信道的后一个信道。
在个域网建立时，协调器获取m个信道后，首先将该m个信道按照信道号的大小依次进行排列，以得到相应的信道队列，随后协调器对该信道队列中的m个信道按照信道号的大小依次进行扫描，进而确定该信道队列中满足预设条件的工作信道及备用信道，其中，备用信道为信道队列中工作信道的后一个信道。
中国国家传感器网络标准中定义了15个等级的单个信道扫描时间，计算公式如式(2)所示，个域网中的设备可指定任一级单个信道扫描时间对指定的信道进行扫描。
ScanDuration＝aBaseSuperframeDuration*(2n+1)(2)
其中，n的有效范围为0-14，对应于470MHz-510MHz的频段，25kbps的传输速率，单个信道扫描时间范围为0.3072s-2.516736s，若令T＝aBaseSuperframeDuration，则n与单个信道扫描时间的对应关系如表2所示：
表2
n 0 1 2 3 5 6 7
ScanDuration T 3T 5T 9T 33T 65T 129T
n 8 9 10 11 12 13 14
ScanDuration 257T 513T 1025T 4097T 8193T 8193T 16387T
需要说明的是，上述n＝0时并不满足式(2)，这是由于n＝0时，单个信道扫描时间定义为T为中国国家传感器网络标准中规定的。
同时，中国国家传感器网络标准中还定义了多种信道扫描方式，包括信道能量检测扫描、主动信道扫描、被动信道扫描及孤立设备信道扫描。个域网中的所有设备都能够对指定的信道进行被动扫描和孤立扫描，而协调器还能对指定的信道进行信道能量检测扫描和主动信道扫描。其中，协调器对指定的信道进行信道能量检测扫描时，可获得各个已扫描信道的最大能量检测度量值，即能量峰值，并可将该能量峰值转换为对应的能量等级，从而协调器存储该能量等级，以将该能量等级通过信道扫描确认原语返回至上层。
中国国家传感器网络标准中定义的空闲信道评估方式有三种，分别为能量检测、载波侦听，以及能量检测结合载波侦听。其中，能量检测为检测得到信道的能量等级后，将检测到的信道的能量等级与能量门限值进行比较，若检测到的信道的能量等级大于能量门限值则视为该信道忙碌，若检测到的信道的能量等级小于能量门限值则视为该信道空闲。
中国国家传感器网络标准中采用如图3所示的超帧结构，超帧结构包括信标帧发送期、活跃期及非活跃期。其中，活跃期分为两个阶段，分别为竞争访问周期和非竞争周期。在超帧结构的信标帧发送期期间，协调器向全网广播同步和超帧参数；在竞争访问周期期间，网络中各个设备采用CSMA-CA算法竞争信道；在非竞争周期期间，网络中各个设备按分配的固定时隙发送数据；在非活跃期期间，网络中的设备全部进入睡眠状态，不进行任何数据的传输。
超帧结构中，超帧的长度：
BI＝aBaseSuperframeDuration*2BOsymbols；
活跃期的长度：
SD＝aBaseSuperframeDuration*2SOsymbols；
则非活跃期的长度：
IP＝aBaseSuperframeDuration*(2BO-2SO)symbols；
其中，在使用超帧结构的个域网中，0≤SO≤BO≤14，aBaseSuperframeDuration＝960symbols。
需要说明的是，上述工作信道满足的预设条件可以为，若信道队列中信道的能量等级小于能量门限值，则该信道可作为工作信道；相应的，位于信道队列中工作信道的后一个信道即为满足预设条件的备用信道，如根据表1，若选择的满足预设条件的工作信道的信道号为12，则位于信道队列中工作信道的后一个信道，即信道号为24的信道就为满足预设条件的备用信道。
S103、当通过工作信道发送n个第一超帧时，协调器在每个第一超帧的非活跃期内，按照预设的第一扫描时间扫描第一超帧的工作信道及第一超帧的备用信道，以获取n个第一超帧的工作信道的能量等级与n个第一超帧的备用信道的能量等级，n为正整数。
个域网进入正常通信后，当协调器通过工作信道发送n个第一超帧时，协调器在每个第一超帧的非活跃期内，按照预设的第一扫描时间扫描该第一超帧的工作信道及该第一超帧的备用信道，并获取n个第一超帧的工作信道的能量等级及n个第一超帧的备用信道的能量等级。
需要说明的是，协调器在第一超帧的非活跃期内进行信道的扫描是为了更准确的评估所扫描信道的信道质量，这是由于，在第一超帧的非活跃期内，个域网中的设备全部都为睡眠状态，不进行任何数据的传输，因此，此时信道受外界的干扰也是最小的，即此时评估的信道质量为最准确的。
根据表2所示的15级单个信道的扫描时间，上述n的取值为与表2中单个信道扫描时间对应的正整数。具体的，举例来说，若上述预设的第一扫描时间为T，则n的取值可以为1、3、5、9、17、33、65、129、257、513、1025、2049、4097、8193及16387；若上述预设的第一扫描时间为3T，则n的取值可以为1、3、11、43、171、683及2731；若上述预设的第一扫描时间为5T，则n的取值可以为1、13及205。
S104、协调器在第n个第一超帧的非活跃期内，根据n个第一超帧的工作信道的能量等级与n个第一超帧的备用信道的能量等级，确定发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道。
协调器将工作信道与备用信道扫描结束后，协调器在第n个第一超帧的非活跃期内，根据获取的n个第一超帧的工作信道的能量等级与n个第一超帧的备用信道的能量等级，确定发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道。
需要说明的是，协调器在n个第一超帧中每个第一超帧的非活跃期内，均需对第一超帧的工作信道及第一超帧的备用信道进行一次扫描，而协调器仅在第n个第一超帧的非活跃期内，需确定发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道。例如，若n的取值为1，则协调器在1个第一超帧的非活跃期内对该1个第一超帧的工作信道及该1个第一超帧的备用信道进行一次扫描，同时在该1个第一超帧的非活跃期内确定发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道；若n的取值为3，则协调器在3个第一超帧中每个第一超帧的非活跃期内对第一超帧工作信道及第一超帧备用信道进行一次扫描，同时在第3个第一超帧的非活跃期内确定发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道。
进一步地，上述协调器在第n个第一超帧的非活跃期内，确定发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道可以理解为：若n的取值为1，则协调器在第一超帧的非活跃期内可确定第一超帧的下1个超帧的工作信道及下1个超帧的备用信道；若n的取值为3，则协调器在第3个第一超帧的非活跃期内可确定第3个第一超帧的下3个超帧的工作信道及下3个超帧的备用信道。
以此类推，直至协调器将信道队列中的m个信道全部扫描完毕，此时，协调器按照保存的各个已扫描信道的能量等级的大小，将m个信道重新进行排列，以更新之前的信道队列，即得到一个新的信道队列。协调器按照相应的预设规则及上述信道选择方法对该新的信道队列中的信道重新进行新一轮的扫描及选择，相应的信道扫描过程将在后续实施例中进行详细的说明。
本发明实施例提供一种信道选择方法，一方面，由于在每发送n个第一超帧时，可对m个信道中选定的工作信道及备用信道进行扫描，并在扫描后选择合适的第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道，直至完成对信道队列中的m个信道依次扫描的过程，即完成对信道进行轮换滑窗式的动态扫描检测及选择，保证了所选择的工作信道有较高的通信质量；另一方面，由于在预设的信道页中随机选择的m个信道为对信道进行均匀而非连续频段式的划分映射后的信道，因此，对这些信道进行扫描可以提高对信道扫描检测的效率。
实施例二
本发明实施例提供一种信道选择方法，如图4所示，包括：
S201、按照预设算法，协调器在预设的信道页中随机选择m个信道，1≤m≤16。
中国国家传感器网络标准中包含16个信道页，每个信道页可容纳16个信道，个域网中的设备可以以图2所示的方式指定待扫描信道的信道页及信道号，其中，Bit0-Bit15对应每个信道页中的16个信道，若Bit值为1则表示扫描该信道，若Bit值为0则表示不扫描该信道；Bit16-Bit19为信道页位，用来组合指示16个信道页。
本发明实施例以中国国家传感器网络标准中470MHz-510MHz频段为例，以200KHz为信道带宽，则该频段可划分为200个信道，按照信道频率从低至高将该200个信道依次编号为0-199，若对这些信道按照如表1所示的方式进行排布映射，则每个信道页中的信道均等间隔分布(信道页12除外)。
具体的，协调器按照式(1)从表1中选择一个信道页，并按照如下信道号获取算法随机获取该信道页中的m个信道，其中，1≤m≤16。
本发明实施例提供的信道号获取算法如下：
其中，“a＝randi(16，1，m)；”语句表示从信道页的16个信道中得到m个随机的信道索引号，并将该m个信道索引号存储至a中，进而通过查表1获得对应信道页中的m个信道号。
S202、协调器根据信道队列，按照预设的第二扫描时间依次扫描m个信道，并保存已扫描信道的能量等级，其中，信道队列为将m个信道按照m个信道的信道号排列的。
中国国家传感器网络标准中还定义了15个等级的单个信道扫描时间，计算公式如式(2)所示，个域网中的设备可指定任一级单个信道扫描时间对指定的信道进行扫描。
同时，中国国家传感器网络标准中还定义了多种信道扫描方式，包括信道能量检测扫描、主动信道扫描、被动信道扫描及孤立设备信道扫描。个域网中的所有设备都能够对指定的信道进行被动扫描和孤立扫描，而协调器还能对指定的信道进行信道能量检测扫描和主动信道扫描。其中，协调器对指定的信道进行信道能量检测扫描时，可获得各个已扫描信道的最大能量检测度量值，即能量峰值，并可将该能量峰值转换为对应的能量等级，从而协调器存储该能量等级，以将该能量等级通过信道扫描确认原语返回至上层。
中国国家传感器网络标准中定义的空闲信道评估方式有三种，分别为能量检测、载波侦听，以及能量检测结合载波侦听。其中，能量检测为检测得到信道的能量等级后，将检测到的信道的能量等级与能量门限值进行比较，若检测到的信道的能量等级大于能量门限值则视为该信道忙碌，若检测到的信道的能量等级小于能量门限值则视为该信道空闲。
中国国家传感器网络标准中采用如图3所示的超帧结构，超帧结构包括信标帧发送期、活跃期及非活跃期。其中，活跃期分为两个阶段，分别为竞争访问周期和非竞争周期。在超帧结构的信标帧发送期期间，协调器向全网广播同步和超帧参数；在竞争访问周期期间，网络中各个设备采用CSMA-CA算法竞争信道；在非竞争周期期间，网络中各个设备按分配的固定时隙发送数据；在非活跃期期间，网络中的设备全部进入睡眠状态，不进行任何数据的传输。
示例性的，在个域网建立时，协调器获取m个信道后，首先将该m个信道按照信道号的大小依次进行排列，以得到相应的信道队列，随后协调器按照预设的第二扫描时间依次扫描信道队列中的m个信道，并保存已扫描信道的能量等级。
需要说明的是，在个域网建立时，为了能对信道快速完成扫描及选择过程，以使网络快速地进入通信阶段，第二扫描时间可以为表2所示的单个信道扫描时间中的最小时间T。
S203、若第x个信道的能量等级小于预设的能量门限值，协调器则确定第x个信道为工作信道，第x+1个信道为备用信道，其中，备用信道为信道队列中工作信道的后一个信道，1≤x≤m。
协调器对该信道队列中的m个信道按照信道号的大小依次进行扫描的过程中，若第x个信道的能量等级小于预设的能量门限值，协调器则确定第x个信道为工作信道，第x+1个信道为备用信道，其中，备用信道为位于信道队列中工作信道的后一个信道，1≤x≤m。
根据表1，若选择的工作信道为第x个信道，且该工作信道的信道号为12，则选择的备用信道就为第x+1个信道，那么该备用信道的信道号就为24。
S204、协调器根据第一超帧的非活跃期的时长，确定用于扫描第一超帧的工作信道及第一超帧的备用信道的时间都为第一扫描时间。
协调器可根据第一超帧的非活跃期的时长，首先确定用于扫描第一超帧的工作信道及第一超帧的备用信道的时间都为第一扫描时间，然后，协调器再按照该第一扫描时间，对第一超帧的工作信道及第一超帧的备用信道进行扫描，原则上，协调器对第一超帧的工作信道及第一超帧的备用信道的扫描时间相等，且对于确定的非活跃期的时长，应采用尽可能大的扫描时间来对第一超帧的工作信道及第一超帧的备用信道进行扫描，即第一扫描时间可以为协调器根据第一超帧的非活跃期的时长确定的扫描时间中的最大扫描时间。
具体的，协调器可根据扫描时间的计算公式式(3)来计算用于扫描工作信道及备用信道的第一扫描时间。
aBaseSuperframeDuration*(2n+1)≤IP/2(3)
其中，IP为非活跃期的时长。
例如，若非活跃期的时长为7*aBaseSuperframeDuration，则n的取值可为1，对应于表2，即可得用于扫描工作信道及备用信道的第一扫描时间为3T。
S205、当通过工作信道发送n个第一超帧时，协调器在每个第一超帧的非活跃期内，按照第一扫描时间扫描第一超帧的工作信道及第一超帧的备用信道，以获取n个第一超帧的工作信道的能量等级与n个第一超帧的备用信道的能量等级，n为正整数。
个域网进入正常通信后，当协调器通过工作信道发送n个第一超帧时，协调器在每个第一超帧的非活跃期内，按照上述计算所得的第一扫描时间扫描该第一超帧的工作信道及该第一超帧的备用信道，并获取n个第一超帧的工作信道的能量等级及n个第一超帧的备用信道的能量等级。
需要说明的是，协调器在每个第一超帧的非活跃期内进行信道的扫描是为了更准确的评估所扫描信道的信道质量，这是由于，在每个超帧的非活跃期内，个域网中的设备全部都为睡眠状态，不进行任何数据的传输，因此，此时信道受外界的干扰也是最小的，即此时评估的信道质量为最准确的。
具体的，根据表2，由于中国国家传感器网络标准中仅定义了15个等级的扫描周期，即单个信道扫描时间，因此，n的取值与上述确定的用于扫描工作信道及备用信道的第一扫描时间及表2所示的单个信道扫描时间有关，举例来说，若上述确定的用于扫描工作信道及备用信道的第一扫描时间为T，则根据表2，可得T的整数倍值分别为T、3T、5T、9T、17T、33T、65T、129T、257T、513T、1025T、2049T、4097T、8193T及16387T，相应的，上述n的取值可以为1、3、5、9、17、33、65、129、257、513、1025、2049、4097、8193及16387；若上述确定的用于扫描工作信道及备用信道的第一扫描时间为3T，则根据表2，可得3T的整数倍值分别为3T、9T、33T、129T、513T、2049T及8193T，相应的，上述n的取值可以为1、3、11、43、171、683及2731；若用于扫描工作信道及备用信道的第一扫描时间为5T，则根据表2，可得5T的整数倍值分别为5T、65T及1025T，相应的，上述n的取值可以为1、13及205。
S206、协调器在第n个第一超帧的非活跃期内，对n个第一超帧的工作信道的能量等级与n个第一超帧的备用信道的能量等级分别求平均值，以获取求平均值后的n个第一超帧的工作信道的能量等级与n个第一超帧的备用信道的能量等级。
本发明实施例中，若n的取值大于1，协调器分别扫描完n个第一超帧的工作信道及n个第一超帧的备用信道后，协调器需将获取的n个第一超帧的工作信道的能量等级及n个第一超帧的备用信道的能量等级分别求平均值，以获取求平均值后的n个第一超帧的工作信道的能量等级及求平均值后的n个第一超帧的备用信道的能量等级。
本领域普通技术人员可以理解，若n的取值为1，协调器则需按照第一扫描时间，在每个第一超帧的非活跃期内扫描该1个第一超帧的工作信道及该1个第一超帧的备用信道，以获取该1个第一超帧的工作信道的能量等级与该1个第一超帧的备用信道的能量等级；相应的，若n的取值大于1，协调器则需按照第一扫描时间，在n个第一超帧中每个第一超帧的非活跃期内扫描该第一超帧的工作信道及该第一超帧的备用信道，以获取每个第一超帧的工作信道的能量等级与每个第一超帧的备用信道的能量等级，并将获取的全部的n个第一超帧的工作信道的能量等级及n个第一超帧的备用信道的能量等级分别求平均值，以获取求平均值后的n个第一超帧的工作信道的能量等级及求平均值后的n个第一超帧的备用信道的能量等级。
需要说明的是，上述对n个第一超帧的工作信道的能量等级及n个第一超帧的备用信道的能量等级分别求平均值还可以为对n个第一超帧的工作信道的能量等级及n个第一超帧的备用信道的能量等级分别求和、求方差等其他满足设计要求的方法，本发明不做限制。
S207、协调器在第n个第一超帧的非活跃期内，对比求平均值后的n个第一超帧的工作信道的能量等级与备用信道的能量等级。
协调器对n个第一超帧的工作信道及n个第一超帧的备用信道分别求平均值后，协调器在第n个第一超帧的非活跃期内，对比求平均值后的n个第一超帧的工作信道的能量等级与求平均值后的n个第一超帧的备用信道的能量等级。
S208、若求平均值后的n个第一超帧的备用信道的能量等级大于求平均值后的n个第一超帧的工作信道的能量等级，协调器则在第n个第一超帧的非活跃期内，确定第一超帧的工作信道为发送第二超帧的工作信道，确定信道队列中第一超帧的备用信道的后一个信道为第二超帧的备用信道。
若求平均值后的n个第一超帧的备用信道的能量等级大于求平均值后的n个第一超帧的工作信道的能量等级，则说明此时第一超帧的工作信道相对于第一超帧的备用信道来说为空闲状态，协调器则在第n个第一超帧的非活跃期内，选择该第一超帧的工作信道继续作为发送第二超帧的工作信道，并选择信道队列中第一超帧的备用信道的后一个信道为第二超帧的备用信道。
进一步地，上述协调器在第n个第一超帧的非活跃期内，确定发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道可以理解为：若n的取值为1，则协调器在第一超帧的非活跃期内可确定第一超帧的下1个超帧的工作信道及下1个超帧的备用信道；若n的取值为3，则协调器在第3个第一超帧的非活跃期内可确定第3个第一超帧的下3个超帧的工作信道及下3个超帧的备用信道。
S209、若求平均值后的n个第一超帧的备用信道的能量等级小于求平均值后的n个第一超帧的工作信道的能量等级，协调器则在第n个第一超帧的非活跃期内，确定第一超帧的备用信道为发送第二超帧的工作信道，确定信道队列中第一超帧的备用信道的后一个信道为第二超帧的备用信道。
相反地，若求平均值后的n个第一超帧的备用信道的能量等级小于求平均值后的n个第一超帧的工作信道的能量等级，则说明此时第一超帧的备用信道相对于第一超帧的工作信道来说为空闲状态，协调器则在第n个第一超帧的非活跃期内，选择该第一超帧的备用信道作为发送第二超帧的工作信道，并选择信道队列中第一超帧的备用信道的后一个信道作为第二超帧的备用信道。
需要说明的是，协调器在n个第一超帧中每个第一超帧的非活跃期内，均需对该第一超帧的工作信道及该第一超帧的备用信道进行一次扫描，而协调器仅在第n个第一超帧的非活跃期内，需确定发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道。例如，若n的取值为3，则协调器需在3个第一超帧的每个第一超帧的非活跃期内对该第一超帧的工作信道及该第一超帧的备用信道进行一次扫描，同时需在第3个第一超帧的非活跃期内确定发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道。
S210、协调器以n个第一超帧为周期，周期性地执行S205-S209，直至将信道队列中的m个信道依次扫描完成并确定相应的工作信道及备用信道。
协调器以n个第一超帧为周期，周期性地执行S205-S209，即协调器在每个第一超帧的非活跃期内对该第一超帧的工作信道及该第一超帧的备用信道进行扫描，并在第n个第一超帧的非活跃期内，根据n个第一超帧的工作信道及n个第一超帧的备用信道的扫描结果确定发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道，直至将信道队列中的m个信道依次扫描完成并确定相应的工作信道及备用信道。
至此，协调器完成了对信道队列中m个信道的一轮动态地扫描及选择过程。
S211、协调器对m个信道扫描完成后，协调器按照m个信道的能量等级，将m个信道重新进行排列，以更新信道队列。
协调器对信道队列中m个信道扫描完一轮后，协调器根据获取的m个信道的能量等级的大小，将该m个信道重新进行排列，以更新信道队列，即m个信道形成一个新的信道队列。
接着，对照表2，协调器可根据上述确定的n的取值对m个信道进行新一轮的扫描及选择。
若n的取值大于1，则协调器选择工作信道及备用信道的方法具体可以为：
(1)协调器按照第一扫描时间，依次扫描n个第一超帧中每个第一超帧的工作信道及n个第一超帧中每个第一超帧的备用信道，以获取n个第一超帧的工作信道的能量等级及n个第一超帧的备用信道的能量等级。
(2)协调器对n个第一超帧的工作信道的能量等级及n个第一超帧的备用信道的能量等级分别求平均值。
(3)协调器根据求平均值后的n个第一超帧的工作信道的能量等级及求平均值后的n个第一超帧的备用信道的能量等级，选择相应的工作信道及备用信道。
协调器周期性的执行(1)-(3)，直至将信道队列中的m个信道依次扫描完成并选择相应的工作信道及备用信道。
进一步地，协调器再次根据m个信道的能量等级，将m个信道重新进行排列，以更新信道队列，从而根据第一扫描时间及该新的信道队列，按照m个信道的能量等级依次扫描该m个信道。
具体的，若上述确定的第一扫描时间为3T，则根据表2，可确定3T的整数倍值依次为9T、33T、129T、513T、2049T及8193T。因此，n的取值可以为3、11、43、171、683及2731，协调器可按照第一扫描时间，分别依次扫描n个第一超帧中每个第一超帧的工作信道及每个第一超帧的备用信道，以获取每个第一超帧的工作信道的能量等级及每个第一超帧的备用信道的能量等级，并将获取的全部n个第一超帧的工作信道的能量等级及n个第一超帧的备用信道的能量等级分别取平均值，从而选择相应的工作信道及备用信道。如，若第二轮时，n的取值为3，协调器则需对这3个第一超帧内获取的3个第一超帧的工作信道的能量等级及3个第一超帧的备用信道的能量等级分别取平均值，并对比取平均值后的3个第一超帧的工作信道的能量等级与取平均值后的3个第一超帧的备用信道的能量等级，从而选择相应的工作信道及备用信道，直至对m个信道全部进行扫描及选择，即完成了第二轮信道扫描及选择的过程。同样的，协调器按照上述方法完成第三轮、第四轮等信道扫描及选择过程，一直到协调器完成最后一轮，即n的取值为2731时的信道扫描及选择过程。
协调器循环执行上述的信道选择方法，即，协调器分别以第一扫描时间的某些整数倍为周期，扫描完m个信道并选择相应的工作信道及备用信道后，协调器再次回复至以第一扫描时间为周期执行上述信道选择方法，也就是协调器回复至S205继续执行，此后如此往复循环执行本发明实施例提供的信道选择方法。
特别的，如图5所示，以第一扫描时间为3T为例，为本发明实施例提供的信道选择方法的流程示意图，包括：
(1)协调器以3T为第一扫描时间，在1个第一超帧的非活跃期内对该第一超帧的工作信道及该第一超帧的备用信道进行扫描，并以3T为周期，在对该1个第一超帧的工作信道及该1个第一超帧的备用信道扫描完成后，在第1个第一超帧的非活跃期内，根据获取的1个第一超帧的工作信道的能量等级及1个第一超帧的备用信道的能量等级重新选择发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道，直至完成m个信道的扫描及选择过程。
(2)协调器以3T为第一扫描时间，在3个第一超帧中每个第一超帧的非活跃期内对该第一超帧的工作信道及该第一超帧的备用信道进行扫描，并以3个第一扫描时间，即9T为周期，再对9T内3次获取的3个第一超帧的工作信道的能量等级及3个第一超帧的备用信道的能量等级分别取平均值，并在第3个第一超帧的非活跃期内，根据取平均值后的3个第一超帧的工作信道的能量等级及取平均值后的3个第一超帧的备用信道的能量等级重新选择发送第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道，直至完成m个信道的扫描及选择过程。
(3)协调器分别以3T为第一扫描时间，在n个第一超帧中每个第一超帧的非活跃期内对第一超帧的工作信道及第一超帧的备用信道进行扫描，并分别以11个，即33T、43个，即129T、......、2731个，即8193T为周期执行上述(2)中的工作信道及备用信道的扫描及选择过程，直至完成m个信道的扫描及选择过程。
(4)协调器循环执行上述(1)-(3)。
需要说明的是，本发明实施例提供的信道选择方法，可应用于基于无线传感网络的无线智能家居系统，具体实施方案已在上述进行了详细的描述，此处不再赘述。智能家居系统网络大多处于室内环境，可能会存在多种无线通信技术，因此，信道的环境更为复杂，且智能家居系统网络的信道也更容易受到干扰，从而，动态地扫描和调整通信过程中的工作信道，即通信信道在智能家居系统中显得十分重要。
本发明实施例还可应用于基于无线传感器网络的无线医疗监测系统，具体实施方案已在上述进行了详细的描述，此处不再赘述。无线医疗监测系统可实现实时无线的监测病患者的体征信息，可使病患者从传统的有线监测束缚中解脱出来，从而实现移动式监护，同时，这也会带来不可预知的信道变化和干扰，因此，动态地扫描和调整通信过程中的工作信道，即通信信道同样适用于无线医疗监测系统。
本发明实施例提供一种信道选择方法，一方面，由于在每发送n个第一超帧时，可对m个信道中选定的工作信道及备用信道进行扫描，并在扫描后选择合适的第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道，直至完成对信道队列中的m个信道依次扫描的过程，即完成对信道进行轮换滑窗式的动态扫描检测及选择，保证了所选择的工作信道有较高的通信质量；另一方面，由于在预设的信道页中随机选择的m个信道为对信道进行均匀而非连续频段式的划分映射后的信道，因此，对这些信道进行扫描可以提高对信道扫描检测的效率。
实施例三
如图6所示，本发明实施例提供一种协调器1，包括：
选择单元10，用于在预设的信道页中随机选择m个信道，1≤m≤16。
确定单元11，用于在所述m个信道所组成的信道队列中确定满足预设条件的工作信道及备用信道，其中，所述信道队列为将所述m个信道按照所述m个信道的信道号排列的，所述备用信道为所述信道队列中所述工作信道的后一个信道。
处理单元12，用于当通过所述工作信道发送n个第一超帧时，在每个所述第一超帧的非活跃期内，按照预设的第一扫描时间扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道，以获取n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，n为正整数。
所述确定单元11，用于在第n个所述第一超帧的非活跃期内，根据n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，确定发送第二超帧的工作信道及所述第二超帧的备用信道。
进一步地，所述处理单元12，具体用于根据所述信道队列，按照预设的第二扫描时间依次扫描所述m个信道，并保存已扫描信道的能量等级。
所述确定单元11，具体用于若第x个信道的能量等级小于预设的能量门限值，则确定所述第x个信道为所述工作信道，所述第x+1个信道为所述备用信道，其中，1≤x≤m。
进一步地，所述确定单元11，具体用于根据所述第一超帧的非活跃期的时长，确定用于扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道的时间都为所述第一扫描时间。
进一步地，所述处理单元12，具体用于对n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级分别求平均值，以获取求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，以及对比求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级。
所述确定单元11，具体用于若求平均值后的n个所述第一超帧的备用信道的能量等级大于求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级，则在第n个所述第一超帧的非活跃期内，确定所述第一超帧的工作信道为发送所述第二超帧的工作信道，确定所述信道队列中所述第一超帧的备用信道的后一个信道为所述第二超帧的备用信道，或者，若求平均值后的n个所述第一超帧的备用信道的能量等级小于求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级，则在第n个所述第一超帧的非活跃期内，确定所述第一超帧的备用信道为发送所述第二超帧的工作信道，确定所述信道队列中所述第一超帧的备用信道的后一个信道为所述第二超帧的备用信道。
进一步地，所述处理单元12，还用于对所述m个信道扫描完成后，按照所述m个信道的能量等级，将所述m个信道重新进行排列，以更新所述信道队列。
进一步地，所述处理单元12，具体用于根据所述第二扫描时间及所述信道队列，按照所述m个信道的信道号依次对所述m个信道扫描，或者，根据所述第一扫描时间及所述信道队列，按照所述m个信道的能量等级依次对所述m个信道扫描。
本发明实施例提供一种协调器，一方面，由于协调器在每发送n个第一超帧时，可对m个信道中选定的工作信道及备用信道进行扫描，并在扫描后选择合适的第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道，直至完成对信道队列中的m个信道依次扫描的过程，即协调器完成对信道进行轮换滑窗式的动态扫描检测及选择，保证了所选择的工作信道有较高的通信质量；另一方面，由于协调器在预设的信道页中随机选择的m个信道为对信道进行均匀而非连续频段式的划分映射后的信道，因此，协调器对这些信道进行扫描可以提高对信道扫描检测的效率。
实施例四
如图7所示，本发明实施例提供一种协调器1，包括处理器13及存储器14，其中，
处理器13为协调器1的控制以及处理中心，通过运行存储在存储器14中的软件程序，并调用及处理存储在存储器14中的数据，从而控制协调器1实现相应的功能。
存储器14可用于存储软件程序及数据，以使得处理器13可通过运行存储在存储器14中的软件程序，从而实现协调器1的相应功能。
本发明实施例中，首先，处理器13在预设的信道页中随机选择m个信道，并将该m个信道存储于存储器14中，1≤m≤16；其次，所述处理器13在存储于所述存储器14中的所述m个信道所组成的信道队列中确定满足预设条件的工作信道及备用信道，其中，所述信道队列为将所述m个信道按照所述m个信道的信道号排列的，所述备用信道为所述信道队列中所述工作信道的后一个信道；再次，当通过所述工作信道发送n个第一超帧时，所述处理器13在每个所述第一超帧的非活跃期内，按照预设的第一扫描时间扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道，以获取n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，n为正整数，并将n个所述第一超帧的工作信道的能量等级及n个所述第一超帧的备用信道的能量等级存储于所述存储器14中；最后，所述处理器13在第n个所述第一超帧的非活跃期内，根据存储于所述存储器14中的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，确定发送第二超帧的工作信道及所述第二超帧的备用信道，并将该信道选择结果存储于所述存储器14中，以备使用。
进一步地，所述处理器13，具体用于根据所述信道队列，按照预设的第二扫描时间依次扫描所述m个信道，并保存已扫描信道的能量等级，以及若第x个信道的能量等级小于预设的能量门限值，则确定所述第x个信道为所述工作信道，所述第x+1个信道为所述备用信道，其中，1≤x≤m。
进一步地，所述处理器13，具体用于根据所述第一超帧的非活跃期的时长，确定用于扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道的时间都为所述第一扫描时间。
进一步地，所述处理器13，具体用于对n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级分别求平均值，以获取求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，并对比求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，以及若求平均值后的n个所述第一超帧的备用信道的能量等级大于求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级，则在第n个所述第一超帧的非活跃期内，确定所述第一超帧的工作信道为发送所述第二超帧的工作信道，确定所述信道队列中所述第一超帧的备用信道的后一个信道为所述第二超帧的备用信道，或者，若求平均值后的n个所述第一超帧的备用信道的能量等级小于求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级，则在第n个所述第一超帧的非活跃期内，确定所述第一超帧的备用信道为发送所述第二超帧的工作信道，确定所述信道队列中所述第一超帧的备用信道的后一个信道为所述第二超帧的备用信道。
进一步地，所述处理器13，还用于对所述m个信道扫描完成后，按照所述m个信道的能量等级，将所述m个信道重新进行排列，以更新所述信道队列。
进一步地，所述处理器13，具体用于根据所述第二扫描时间及所述信道队列，按照所述m个信道的信道号依次对所述m个信道扫描，或者，根据所述第一扫描时间及所述信道队列，按照所述m个信道的能量等级依次对所述m个信道扫描。
本发明实施例提供一种协调器，一方面，由于协调器在每发送n个第一超帧时，可对m个信道中选定的工作信道及备用信道进行扫描，并在扫描后选择合适的第二超帧的工作信道及第二超帧的备用信道，直至完成对信道队列中的m个信道依次扫描的过程，即协调器完成对信道进行轮换滑窗式的动态扫描检测及选择，保证了所选择的工作信道有较高的通信质量；另一方面，由于协调器在预设的信道页中随机选择的m个信道为对信道进行均匀而非连续频段式的划分映射后的信道，因此，协调器对这些信道进行扫描可以提高对信道扫描检测的效率。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种信道选择方法，其特征在于，包括：
按照预设算法，在预设的信道页中随机选择m个信道，所述信道页中的信道均等间隔分布，1≤m≤16；
在所述m个信道所组成的信道队列中确定满足预设条件的工作信道及备用信道，其中，所述信道队列为将所述m个信道按照所述m个信道的信道号排列的，所述备用信道为所述信道队列中所述工作信道的后一个信道；
当通过所述工作信道发送n个第一超帧时，在每个所述第一超帧的非活跃期内，按照预设的第一扫描时间扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道，以获取n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，n为正整数；
在第n个所述第一超帧的非活跃期内，根据n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，确定发送第二超帧的工作信道及所述第二超帧的备用信道。
2.根据权利要求1所述的信道选择方法，其特征在于，所述在所述m个信道所组成的信道队列中确定满足预设条件的工作信道及备用信道的方法具体包括：
根据所述信道队列，按照预设的第二扫描时间依次扫描所述m个信道，并保存已扫描信道的能量等级；
若第x个信道的能量等级小于预设的能量门限值，则确定所述第x个信道为所述工作信道，所述第x+1个信道为所述备用信道，其中，1≤x≤m。
3.根据权利要求1所述的信道选择方法，其特征在于，所述当通过所述工作信道发送n个第一超帧时，在每个所述第一超帧的非活跃期内，按照预设的第一扫描时间扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道之前，所述方法还包括：
根据所述第一超帧的非活跃期的时长，确定用于扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道的时间都为所述第一扫描时间。
4.根据权利要求1-3任一项所述的信道选择方法，其特征在于，所述根据n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，确定发送第二超帧的工作信道及所述第二超帧的备用信道的方法具体包括：
对n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级分别求平均值，以获取求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级；
对比求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级；
若求平均值后的n个所述第一超帧的备用信道的能量等级大于求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级，则确定所述第一超帧的工作信道为发送所述第二超帧的工作信道，确定所述信道队列中所述第一超帧的备用信道的后一个信道为所述第二超帧的备用信道；
若求平均值后的n个所述第一超帧的备用信道的能量等级小于求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级，则确定所述第一超帧的备用信道为发送所述第二超帧的工作信道，确定所述信道队列中所述第一超帧的备用信道的后一个信道为所述第二超帧的备用信道。
5.根据权利要求2所述的信道选择方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述m个信道扫描完成后，按照所述m个信道的能量等级，将所述m个信道重新进行排列，以更新所述信道队列。
6.根据权利要求5所述的信道选择方法，其特征在于，所述对所述m个信道扫描具体包括：
根据所述第二扫描时间及所述信道队列，按照所述m个信道的信道号依次对所述m个信道扫描，或者，根据所述第一扫描时间及所述信道队列，按照所述m个信道的能量等级依次对所述m个信道扫描。
7.根据权利要求1-3任一项、5或6所述的信道选择方法，其特征在于，
循环执行所述信道选择方法。
8.一种协调器，其特征在于，包括：
选择单元，用于在预设的信道页中随机选择m个信道，所述信道页中的信道均等间隔分布，1≤m≤16；
确定单元，用于在所述m个信道所组成的信道队列中确定满足预设条件的工作信道及备用信道，其中，所述信道队列为将所述m个信道按照所述m个信道的信道号排列的，所述备用信道为所述信道队列中所述工作信道的后一个信道；
处理单元，用于当通过所述工作信道发送n个第一超帧时，在每个所述第一超帧的非活跃期内，按照预设的第一扫描时间扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道，以获取n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，n为正整数；
所述确定单元，用于在第n个所述第一超帧的非活跃期内，根据n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，确定发送第二超帧的工作信道及所述第二超帧的备用信道。
9.根据权利要求8所述的协调器，其特征在于，
所述处理单元，具体用于根据所述信道队列，按照预设的第二扫描时间依次扫描所述m个信道，并保存已扫描信道的能量等级；
所述确定单元，具体用于若第x个信道的能量等级小于预设的能量门限值，则确定所述第x个信道为所述工作信道，所述第x+1个信道为所述备用信道，其中，1≤x≤m。
10.根据权利要求8所述的协调器，其特征在于，
所述确定单元，具体用于根据所述第一超帧的非活跃期的时长，确定用于扫描所述第一超帧的工作信道及所述第一超帧的备用信道的时间都为所述第一扫描时间。
11.根据权利要求8-10任一项所述的协调器，其特征在于，
所述处理单元，具体用于对n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级分别求平均值，以获取求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级，以及对比求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级与n个所述第一超帧的备用信道的能量等级；
所述确定单元，具体用于若求平均值后的n个所述第一超帧的备用信道的能量等级大于求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级，则确定所述第一超帧的工作信道为发送所述第二超帧的工作信道，确定所述信道队列中所述第一超帧的备用信道的后一个信道为所述第二超帧的备用信道，或者，若求平均值后的n个所述第一超帧的备用信道的能量等级小于求平均值后的n个所述第一超帧的工作信道的能量等级，则确定所述第一超帧的备用信道为发送所述第二超帧的工作信道，确定所述信道队列中所述第一超帧的备用信道的后一个信道为所述第二超帧的备用信道。
12.根据权利要求9所述的协调器，其特征在于，
所述处理单元，还用于对所述m个信道扫描完成后，按照所述m个信道的能量等级，将所述m个信道重新进行排列，以更新所述信道队列。
13.根据权利要求12所述的协调器，其特征在于，
所述处理单元，具体用于根据所述第二扫描时间及所述信道队列，按照所述m个信道的信道号依次对所述m个信道扫描，或者，根据所述第一扫描时间及所述信道队列，按照所述m个信道的能量等级依次对所述m个信道扫描。
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