[發明專利]一種無線傳感網介質訪問控制優化方法

有效

• 申請號: 201610103875.3
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105792253B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 饒元;鄧成;曹一明;許文俊;朱軍;江朝暉;陳衛;王永梅
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W52/02;H04W74/08
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本發明公開一種無線傳感網介質訪問控制優化方法，在網絡形成期，傳感器節點建立鄰居表對鄰居節點的調度信息進行記錄。在進入競爭時期后，本發明根據鄰居表中已有的參與競爭節點個數、鄰居表中節點總數和預測上次參加競爭節點個數對參與下次競爭的節點個數進行精確的判斷。為了使傳感器節點能夠適應網絡負載的變化，本發明使用動態的競爭窗口策略。該策略根據網絡中節點數目的變化自適應地調整本節點的競爭窗口大小，有效減少沖突發生概率和空閑偵聽時間，避免由于沖突和長時間的空閑偵聽造成的能量消耗，具有網絡生存時間長、時延小、數據包時延抖動小的特點，適用于負載變化頻繁的大規模無線傳感器網絡和時延敏感的傳感器網絡應用。

技術領域

本發明屬于網絡通信領域，尤其涉及一種面向自適應時延平滑的無線傳感網介質訪問控制優化方法。

背景技術

S-MAC(Sensor MAC，傳感器介質訪問控制)協議中CW(Contention Window，競爭窗口)功能的目的是保證信道競爭的高效性，減少數據傳輸沖突。通過周期性偵聽和睡眠的工作方式，結合流量自適應的偵聽機制，降低能量消耗，減少傳輸時延，從而提供穩定、高質量的數據傳輸。

目前很多關于S-MAC協議的改進都是通過使用復雜的算法改變其基本運行機制，增加控制消息，達到降低時延和減少能耗的目的。其不足在于：忽略了傳感器節點有限的存儲和處理能力，難以在提供時延保障的情況下降低能量消耗。實際應用中，較高的網絡流量負載極易導致傳輸沖突次數上升而造成局部網絡能量消耗較快、丟包嚴重、節點間數據傳輸時延不均、時延抖動較大的情況。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種面向自適應時延平滑的無線傳感網介質訪問控制優化方法。

為解決上述問題，本發明采用如下的技術方案：

一種無線傳感網介質訪問控制優化方法，包括：在網絡形成期，傳感器節點建立鄰居表對鄰居節點的調度信息進行記錄；在進入競爭時期后，根據所述鄰居表中已有的參與競爭節點個數、鄰居表中節點總數和預測上次參加競爭節點個數對參與下次競爭的節點個數進行判斷，即，

其中，N(t+1)為評估得出的參加下次競爭的節點個數，N(t)為預測的上次參加競爭節點個數，β為鄰居表中的競爭標志位為1的鄰居節點個數，η為鄰居表中保存的節點總數。

作為優選，根據網絡中節點數目的變化自適應地調整本節點的競爭窗口大小，以退避計數器值作為自變量對競爭窗口進行優化網絡時延的平滑處理，即，

其中，ECW表示節點為下次競爭設置的競爭窗口大小；C為常數，用于對競爭節點數目過大時可能產生的網絡擁塞情況進行修正；N為競爭節點數目，M為與競爭節點數目動態變化相關的變量；θ為節點退避計數器的當前數值。

本發明的有益效果如下：

在進入競爭時期后，本發明根據鄰居表中已有的參與競爭節點個數、鄰居表中節點總數和預測上次參加競爭節點個數對參與下次競爭的節點個數進行精確的判斷。為了使傳感器節點能夠適應網絡負載的變化，本發明使用動態的競爭窗口策略。該策略根據網絡中節點數目的變化自適應地調整本節點的競爭窗口大小，有效減少沖突發生概率和空閑偵聽時間，避免由于沖突和長時間的空閑偵聽造成的能量消耗，具有網絡生存時間長、時延小、數據包時延抖動小的特點，適用于負載變化頻繁的大規模無線傳感器網絡和時延敏感的傳感器網絡應用。

附圖說明

圖1為本發明的一種基于時延平衡優化的無線傳感網介質訪問控制方法在傳感器網絡競爭時期可能出現的各種情況實例說明圖。

具體實施方式