[发明专利]一种基于时隙邻节点发现协议中的快速应答通信机制

说明书

本发明涉及一种基于时隙邻节点发现协议中的快速应答通信机制，包括在邻节点发现协议的活跃时隙到达之后，立即发送一个信标，该发送采用退避机制来避免发送冲突。本发明的有益效果是：本发明的快速应答通信机制的通用灵活主要表现在适用于各种基于时隙的邻节点发现协议，并且可以作为一个通用的邻节点发现协议通信机制，在减少信道中的冗余信标的同时，相比于原有的通信机制，能在对称和非对称占空比的情况下降低发现延迟。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，具体为一种基于时隙邻节点发现协议中的快速应答通信机制。

背景技术

不断发展的制作工艺生产了诸多小型、低成本、多功能的设备。这样的发展趋势催生了无线传感网络(Wireless Sensor Network，WSN)的广泛运用。无线传感器网络由部署在网络中的成千上万的传感节点构成，负责采集被监控区域的声音、压力波、温度等物理或环境信息，并将采集到的信息通过单跳或多跳的形式传到汇节点/基站，然后由汇节点/基站通过互联网传送给用户，便于用户根据获取的信息做出相应决策。WSN由被监测区域、传感器以及终端用户这三个要素组成，其中传感器又有传感器节点和汇节点这两种类型。终端用户可以经由手机、浏览器等多种方式随时配置和管理WSN，向节点发布监测任务以及汇总节点采集到的信息。

现有的基于时隙的确定型邻节点发现协议(如Disco、U-Connect、Hello等)虽然能够提供最大延迟的保证发现，但是它们存在如下的一些问题：1)、这些协议均采用时隙的开始和结尾发送一个信标的办法来保证两个节点的活跃时隙相遇时可以相互发现对方，但是这种方法过于理想化。理论上在采用时隙首尾发送信标的通信机制可以保证在两节点活跃时隙相遇时，便能够完成节点间的相互发现，但在实际的发送过程中，由于节点通常工作在半双工模式下，会遇到节点间的发送冲突以及活跃时隙重叠发过少等问题，导致节点无法完成相互发现，而只是一方节点发现了另一方，另一方需要在之后的某次活跃时隙相遇时才能够完成发现对方；2)、活跃时隙的首尾都发送信标，会造成信标的冗余发送，信道中过多的信标会导致节点间发送冲突的增加，从而增大实际网络中的发现延迟。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于时隙邻节点发现协议中的快速应答通信机制，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于时隙邻节点发现协议中的快速应答通信机制，包括在邻节点发现协议的活跃时隙到达之后，立即发送一个信标，该发送采用退避机制来避免发送冲突。

优选的，所述快速应答机制采用快速回复ACK的技术，节点在接收到信标之后，只是解析帧头部的信标帧控制域的部分比特位，便立即进行应答，能够比普通回复ACK技术节省约1.5毫秒的时间。

优选的，所述在收听到邻节点的信标之后，要动态地延长时隙长度，保证在活跃时隙结束时也能够完成快速应答并继续解析信标的操作。

与现有技术相比，具备以下有益效果：本发明的快速应答通信机制的通用灵活主要表现在适用于各种基于时隙的邻节点发现协议，并且可以作为一个通用的邻节点发现协议通信机制，在减少信道中的冗余信标的同时，相比于原有的通信机制，能在对称和非对称占空比的情况下降低发现延迟，同时，快速应答通信机制应能够对活跃时隙长度进行动态调整，即如果某节点在其活跃时隙结尾处收到一个信标，需适当的延迟关闭射频的时间，保证信标接收完整，以及有足够的时间发送ACK，这种动态调整的方式可以较小的能量增加的代价来保证节点间的快速发现。

附图说明

图1为本发明的一种基于时隙邻节点发现协议中的快速应答通信机制的示意图；

图2为本发明的一种基于时隙邻节点发现协议中的快速应答通信机制的快速应答机制示意图；

图3为本发明的一种基于时隙邻节点发现协议中的快速应答通信机制的当前基于时隙的邻节点发现协议普遍使用通信机制示意图；