[发明专利]用于无线传感器网络的媒体访问控制方法

权利要求书

1.一种用于无线传感器网络的媒体访问控制方法，其特征在于通过实时测量节点当前的数据流量和数据缓冲区队列长度进行流量自适应调节，当节点缓冲区队列长度大于1时启用高流量自适应机制，当数据缓冲区队列长度小于等于1且当前数据流量小于预先设定的阈值时启用低流量自适应策略，否则采用传统MAC协议中每次发送一个数据包的方式进行通信。

2.根据权利要求1所述的用于无线传感器网络的媒体访问控制方法，其特征在于所述的测量节点当前的数据流量方法为：节点连续记录数据包到达的时间，将连续两个数据包间隔时间的倒数作为当前测量得到的数据流量，其计算方法表示为数据流量l_k+1＝1/(t_k+1-t_k)，其中t_k，t_k+1分别表示前一个数据包收到的时刻和当前数据包收到的时刻，测量结果通过低通滤波器消除测量干扰。

3.根据权利要求1所述的用于无线传感器网络的媒体访问控制方法，其特征在于所述的高流量自适应机制为：

①首先确定当前突发传输中所包含的数据包个数N_bst，则节点通过RTS/CTS/DATA1/DATA2/.../DATAN_bst/ACK的方式一次预约发送多个数据包，每个控制包和数据包中都包含离本次发送完成所需要的时间；其他非目的节点侦听到这个突发包序列中的任何一个包，则更新其网络分配矢量-NAV并进入睡眠以降低功耗；

②节点在误码信道条件下工作时，一旦节点检测到突发传输系列中有数据包由于信道误码而被破坏，则继续传输剩余的数据包直到本次突发数据传输完成为止，被破坏的数据包将在下次的突发传输中进行重传；

③如果当前节点存在两个或者两个以上的下一跳邻居节点，则当前节点重新调度堆积在数据缓冲区中的数据包，将发送到同一目的地址的数据包调度成一个系列，使得在发送数据包的时候，每一个突发传输系列中只包含发送到同一目的地址的数据包。

4.根据权利要求3所述的用于无线传感器网络的媒体访问控制方法，其特征在于确定当前突发传输中所包含的数据包个数N_bst的方法为：预先设定最大允许的突发传输时间T_max并以此计算每次突发传输最大允许发送的包数目N_max，节点在发送数据前首先检测当前数据缓冲区队列长度N_cur，如果N_cur＞N_max，则N_bst＝N_max，否则如果N_cur＜N_max，则N_bst＝N_cur。

5.根据权利1要求所述的用于无线传感器网络的媒体访问控制方法，其特征在于所述的低流量自适应策略为：

①发送节点通过检测当前待发送的数据包的相应域得到下一跳目的节点的地址，然后构建一个邀请发送包-ITS并在同步阶段通过载波侦听方式发送ITS包给下一跳目的节点，目的节点接收到ITS包后回复一个同意发送包-ATS确认本次通信过程，发送方和接收方在数据期间采用数据包/确认包方式进行数据通信，其他非目的节点接收到ITS或者ATS后更新网络分配矢量并进入睡眠以降低功耗；

②当节点没有数据包需要发送并且没有收到ITS包则移除本周期内余下的侦听时间以降低功耗；同时设定一个阈值θ，当节点经历了θ个周期仍无包发送或者接收，则节点唤醒以侦听可能发送给自己的包；

③如果接收节点在同步期检测到冲突发生则在数据期间保持唤醒状态以侦听可能到达的报文，如果发送节点在同步期检测到冲突发生则在本周期的数据期间采用传统的载波侦听方式进行数据通信，避免由于节点睡眠导致传输错误。