[发明专利]通信路况动态感知介质访问控制方法

说明书

本发明涉及一种通信路况动态感知介质访问控制方法。一种通信路况动态感知介质访问控制方法，活动状态节点发送数据信标到sink节点，信标数据中包含该节点的id，并等待sink节点返回的信号；如果该节点的下一次苏醒间隔非常接近本地苏醒时间，则该节点等待其传输时隙；否则该节点进入睡眠模式，降低能量消耗，等待下一次的唤醒时间；如果经过多次的调度之后，sink节点根据与各节点的通信路由统计情况，对各节点的苏醒时隙进行调度获得下次的苏醒间隔。本发明经过多次计算调整之后，该系统的路由状态会逐步收敛，达到相对稳定状态；动态的调整路由访问以提高能量的有效利用，延长网络周期。

技术领域

本发明涉及无无线体域网、传感器、无线通信、介质访问控制协议，尤其涉及一种通信路况动态感知介质访问控制方法。

背景技术

无线体域网(wireless body area network,WBAN)是基于无线传感器网络，由可穿戴的生理参数传感器或植入到人体内的生物传感器以及移动设备共同组成的网络。随着传感器技术、通信技术和计算机技术的发展和进步，低功耗多功能的传感器得到了快速发展，具有感知能力、计算能量和通信能量的微型传感器节点开始出现。在网络的使用过程中，尤其是植入人体内部的传感器，设备的使用寿命是人们关注的重点内容之一，要延长网络的使用寿命，需要对传感器的能量消耗有所约束，通信活动主要受介质访问控制层(medium access control,MAC)协议的控制，如何设计高效的传输协议是该领域的一个重要研究方向。

发明内容

本发明解决的技术问题是：如何降低体域网中传感器节点能耗节省使体域网中传感器节点使用周期寿命延长。

本发明的目的是提出一种通信路况动态感知介质访问控制方法，通过自适应算法，降低体域网中传感器节点数据传输衰减，并且降低节点能耗，从而延迟节点使用寿命。

基于该目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种通信路况动态感知介质访问控制方法，其特征在于，步骤S1，活动状态节点发送数据信标到sink节点，信标数据中包含该节点的id，并等待sink节点返回的信号，包含对各节点的调度；步骤S2，如果该节点的下一次苏醒间隔非常接近本地苏醒时间，则该节点等待其传输时隙。否则该节点进入睡眠模式，降低能量消耗，等待下一次的唤醒时间；步骤S3，如果经过多次的调度之后，sink节点根据与各节点的通信路由统计情况，对各节点的苏醒时隙进行调度；在各个节点中，包含节点的路由记录组，以及自身的路由序列；通过对路由数组的数学期望计算，与一个相关器的平滑，考虑系统的自身时钟，获得下次的苏醒间隔。当无线体域网通信系统中，在刚开始运行的时间里，系统进行初始化。活动状态节点发送数据信标到sink节点，信标数据中包含该节点的id，并等待sink节点返回的信号，包含对各节点的调度。如果该节点的下一次苏醒间隔非常接近本地苏醒时间，则该节点等待其传输时隙。否则该节点进入睡眠模式，降低能量消耗，等待下一次的唤醒时间。进过多次的调度之后，sink节点根据与各节点的通信路由统计情况，对各节点的苏醒时隙进行调度。节点之间的通信达到收敛状态，使得空闲侦听最小化。

进一步地，在步骤S1中，每个节点的下一苏醒时刻包含在传输的信标中，每一传输时隙，只有一个节点与sink节点进行通信。避免多个节点与sink通信造成信号干扰。

进一步地，在所述步骤S3中，下一苏醒时刻的时间值为：WUInt(t_i+1)＝WUInt(t_i)+(u(t_i)+e(t_i))·t_ref

U为更新因子，e为误差函数，t_ref为系统参考时钟。

本发明的有益效果是：经过多次计算调整之后，该系统的路由状态会逐步收敛，达到相对稳定状态。对与动态路由情况下的基于对通信路由的感知，动态的调整路由访问以提高能量的有效利用，延长网络周期。

附图说明