[发明专利]一种快速的持续m数据确认等停无线传感器网络数据传输方法

说明书

本发明公开了一种快速的持续m数据确认等停无线传感器网络数据传输方法，该方法利用远离基站的节点的未被消耗的能量，使得距离基站较远的节点发送m次数据，提高数据传输的可靠性，同时保证了网络寿命；由于数据包经过连续m次发送后未能成功的概率小于仅一次发送的概率，因而数据包会以大的概率在第一轮的m次数据发送中成功，而不需要多次超时重发，因而能够减少数据传输延迟，提高网络数据收集速度。该方法的设计思路与常规思路中的多发送数据能量消耗越多的方向截然不同，巧妙的利用了常规方法无线传感器网络中节点剩余的大量能量，来承担更多次传输数据的任务，加快了数据传输的同时，确保了数据传输的可靠性。

技术领域

本发明属于无线网络数据传输领域，特别涉及一种快速的持续m数据确认等停无线传感器网络数据传输方法。

背景技术

无线传感器网络是由大量的彼此之间通过多跳无线链路和通信的传感器节点以自组织和多跳的方式构成的无线网络，可以广泛的运用到工业监测，农业，民用，环境监测，战场，海洋，火灾等各种特殊环境与应用中，被认为是未来的重要物联网络的关键基础技术之一。无线传感器网络研究中存在的几个关键问题如下：

(1)如何保障数据传输的可靠。无线传感器网络由于是无线传输，无线网络特有的特点是受环境干扰与节点之间的干扰，再加上天生的其传输误码率，错换率，其传输链路远差于有线网络，其数据传输的无线传感器网络的包丢失率高达10％到30％是很普遍的。误码率也比有线网络高出几个数量级，这样大大降低了点对点传输时的成功率；

(2)如何减少无线传感器网络传输的延迟。无线传输的延迟相对于有线网络高数倍。其主要原因是，无线传输的可靠性低，为发保障数据传送的可靠性，当前采用的最主要的方法是重传机制，其基本原因是当接收方收到发送方的数据包时再返回一个确认收到数据包的ACK消息。如果接收方收到了确认ACK消息则继续下一个数据包的发送，否则在等待预定的超时时间后重发此数据包，如此过程可能要重发多次，因而其数据传输的延迟较大。

(3)无线传感器网络的网络寿命的问题。无线传感器网络节点一般构造简单，成本低廉，可以大规模的部署，其节点通常配备电池作为其能源的，所以如何有效的利用能量延长网络寿命是无线传感器网络的重要研究课题之一。一般来说，数据传输是节点最主要的能量消耗。因而提高网络寿命的主要途径有二个，一是减少节点的数据传送，二是如何合理利用网络的能量。

目前没有特别针对无线传感器网络提出的数据传输协议，等停自动重传协议(Send-and-Wait Automatic Repeat-reQuest，SW-ARQ)即是为了克服网络的误码率而提出的网络重传(retransmission)协议。

SW-ARQ协议在目前来说是无线传感器网络中采用的最多的数据传输协议之一。相对其它协议来说，它构造简单，对网络环境要求最小，容易实施。但是SW-ARQ协议在误码率极低的有线网络中运用的较好，但在包丢失率高达10％到30％的无线网络中却存在一些问题。如图1所示：SW-ARQ协议采用每发送一个数据包后，再等待接收方返回确认收到数据包的ACK消息，如果等不到ACK消息则采用超时重要的策略。即在发送数据包后等待一段较长的预期时间内没有收到ACK，则重发此数据包，如此过程直到收到确认数据包收到的ACK消息，或者超预定的最大重发次数而放弃此数据包的发送。但这种方法造成的主要问题是网络延迟非常大。因为，每一次重要发都需要等待到超时的时间，因而多次的重要就会造成数据传送的延迟非常大。

发明内容

本发明提供了一种快速的持续m数据确认等停无线传感器网络数据传输方法，通过利用距离基站较远的节点多发送数据包，从而克服无线传感器网络中数据传输时SW-ARQ协议下数据延迟大，网络寿命低的问题。