[发明专利]一种针对多跳水声无线传感器的RTS竞争访问控制协议的设计方法

权利要求书

1.一种针对多跳水声无线传感器的RTS竞争访问控制协议的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)节点时间同步：

针对多跳水声无线传感器中的所有水下节点，通过点对点通信的方式对各节点的时间进行同步；

2)多跳水声无线传感器中的所有节点周期性工作，一个工作周期划分为信道预约期、统筹时序期和空闲睡眠期，

在信道预约期，所有有待发送数据的源节点分别向各自的目的节点发送RTS报文，所述的RTS报文中包括源节点地址、RTS报文发送时刻、以及待发送数据的传输时延信息；

在统筹时序期，接收到RTS报文的目的节点对所有接收到的RTS报文进行统计，采用RTS竞争法给每一个源节点分配发送时序，并以CTS报文的形式将分配好的发送时序序列号和发送时段返回各个源节点；

所述的RTS报文中还包括源节点当前时刻的数据信道状态信息和竞争数字，所述的数据信道状态包括空闲状态、睡眠状态和忙碌状态，初始化竞争数字为该节点单跳范围内的邻居节点个数的1/2，向上取整；

所述的RTS竞争法具体为：

假设源节点i，i＝1,2,…,m需要向目的节点p发送数据，在目的节点p数据信道空闲的下一个时隙的开始，源节点i将带有初始竞争数字C_i的RTS报文发送至目的节点p，当范围内的源节点j，j＝1,2,…,m且j≠i接收到来自源节点i的RTS报文后，首先将源节点i的RTS报文中的竞争数字C_i与自身的竞争数字C_j进行比较，若C_i＜C_j，则源节点j对自身的当前竞争数字进行加1，更新C_j；若C_i≥C_j，则将源节点i的地址，以及将源节点i的竞争数字加1后存储至源节点j的RTS报文中；

同理，当范围内的源节点k，k＝1,2,…,m且k≠i且k≠j接收到来自源节点j的RTS报文后，首先将源节点j的RTS报文中的所有竞争数字与自身的竞争数字C_k进行一一比较，若C_k大于某一个竞争数字，则源节点k对自身的当前竞争数字进行加1，更新C_k，若C_k小于某一个竞争数字，则将该竞争数字加1后连同该竞争数字所属的源节点地址一起存储至源节点k的RTS报文中；

遍历m个源节点或直至信道预约期结束；

在统筹时序期内，目的节点更新收到的所有RTS报文中的每一个源节点的最大竞争数字C_imax，i＝1,2,…,m，按照排序结果计算各对应源节点的发送时序序列号和发送时段；

对于所有发送节点，在空闲睡眠期，若节点没有进行数据传输，则该节点进入睡眠状态，在CTS报文规定好的数据发送时间唤醒，进行数据发送；

3)目的节点接收到源节点发送的数据包后，返回ACK报文。

2.根据权利要求1所述的针对多跳水声无线传感器的RTS竞争访问控制协议的设计方法，其特征在于，若某个目的节点接收到若干个源节点发送的RTS报文，该目的节点在接收到首个RTS报文后，等待网络中最大的端到端时延时间，然后统计在该时间段内接收到的所有RTS报文。

3.根据权利要求1所述的针对多跳水声无线传感器的RTS竞争访问控制协议的设计方法，其特征在于，所述的CTS报文包含源节点的发送时序序列号、各序号对应的源节点开始发送数据的时刻相对CTS报文发送时刻的时间偏移量T_off和各源节点发送数据的传输时延T_DATA；目的节点在发送完CTS报文后的下个时隙，切换至预定的数据信道进行数据接收。

4.根据权利要求3所述的针对多跳水声无线传感器的RTS竞争访问控制协议的设计方法，其特征在于，所述的目的节点仅将CTS报文发送至数据信道状态为空闲的源节点；对于数据信道状态为忙碌状态的源节点，等待两个最大端到端时延后重启侦听。