[发明专利]一种角度随机中继协议实现方法

权利要求书

1.一种角度随机中继协议实现方法，该通信系统包括预定范围内多个传感器节点和采用无线方式与传感器节点进行通信交互的单个汇聚节点，其特征在于：

传感器节点有休眠模式和活动模式，节点仅在活动模式收集感知信息、发送感知消息、中继其他节点的感知消息，节点在休眠模式休眠固定时间后自动转入活动模式，节点分布式决定自身处于何种模式；

传感器节点和汇聚节点能判定邻居节点的角度区间，分布式计算出自身相对于汇聚节点的倾斜角；

活动节点侦听到发送节点的请求消息后，根据自身倾斜角和发送节点倾斜角间差值是否最小分布式判定本节点是否是最优中继；

所有传感器节点在两个频率上工作，数据频率与忙音频率：数据频率用于数据消息与控制消息的发送接收；忙音频率仅在节点接收消息时工作，用于避免暴露和隐藏终端问题。

2.根据权利要求1所述的一种角度随机中继协议实现方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤1：传感器节点收集到感知信息后，成为发送节点，广播发送请求消息来寻求潜在的中继节点；

步骤2：发送节点覆盖范围内的活动节点侦听到发送请求消息后，根据无线传感器网络建立时获取的自身倾斜角和发送节点倾斜角差值确定回应的清除发送消息的发送时隙，差值越小的节点发送时隙越靠前；

步骤3：发送节点根据接收到清除发送消息的情况返回不同消息至处于活动模式的节点，即活动节点：没有收到清除发送消息，通知其他活动节点继续发送该消息；收到一个清除发送消息，握手成功返回感知消息；收到不能解码的消息，通知发送该消息的节点启动碰撞避免机制；

步骤4：发送节点覆盖范围内的活动节点侦听到发送节点的消息后，分布式判定是否继续发送清除发送消息、接收感知消息、转入休眠模式；

步骤5：握手成功的接收节点正确接收感知消息后，返回确认信息至发送节点，并开始寻求潜在的中继节点。

3.根据权利要求2所述的一种角度随机中继协议实现方法，其特征在于：无线传感器网络建立时，传感器节点获取自身相对于汇聚节点的倾斜角包含以下几个步骤：

步骤1：所有传感器节点按节点号轮循或随机发送码字，内容为节点号，各节点由此判定邻节点的角度区间；

步骤2：汇聚节点发送角度消息给第一跳节点，码字中包含训导信息，收到的节点提取同步信息、将消息中的角度区间作为自身倾斜角；

步骤3：第一跳节点发送角度消息给第二跳节点，码字中包含训导信息，收到的节点提取同步信息、计算自身倾斜角；

同样步骤直到所有传感器节点都计算出自身倾斜角。

4.根据权利要求3所述的一种角度随机中继协议实现方法，其特征在于：传感器节点收到多个上一跳节点角度消息后提取自身倾斜角等信息包含以下几个步骤：

步骤1：选取最小跳数消息，舍弃其他消息，跳数计数加一作为自身跳数；

步骤2：计算选取消息中倾斜角和角度区间的差值，选取差值最小的消息；

步骤3：倾斜角加上差值的跳数修正值为自身倾斜角。

5.根据权利要求2所述的一种角度随机中继协议实现方法，其特征在于：除感知消息外，所有的控制消息等长且占用1个时隙。