[发明专利]实现无线网络中最大化生命期的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信技术领域的方法，具体是一种实现无线网络中最大化生命期的方法。

背景技术

近年来，随着无线通信、传感器、嵌入式系统等技术的不断发展，由电池供电节点组成的无线网络广泛应用于日常工作生产的各个方面，如无线传感网等。与传统的Ad hoc网络相比，这些电池供电节点组成的无线网络对节点能耗有更加苛刻的要求，所以如何最大化网络的生命期是网络设计者所需要优先考虑的问题。

与此同时，随着无线网络应用的不断拓展和深入，许多无线网络的应用对网络中部分节点数据率的要求也越来越高。如在一个综合各种不同性能需求的无线传感器网络或者对不同目标进行监测的无线传感器网络中，不同节点的数据率将有明显的差别。如何均衡这种数据率，保障信息的时效性以及保证数据包的投递率成为无线网络中的一个重要评价指标，尤其在不同节点的数据率相差显著的应用中。

经对现有文献检索发现，文献“On Optimal Path and Source Redundancy for AchievingQoS and Maximizing Lifetime of Query-Based Wireless Sensor Networks”(A.P.Speer，I.R.Chen.MASCOTS′06，2006，51-60)(基于查询的无线传感器网络中保障QoS性能以及最大化网络生命期的最佳路径及源冗余研究)提供了基于查询的无线传感网中网络生命期和QoS的性能提高的方法。该技术通过从网络全局的角度出发，将流量通过不同的路由策略分散到不同的节点上，以之来均衡能量消耗从而提高网络生命期，并且均衡流量提高网络吞吐量。但是该技术从无线网络的能量效率要求和流量均衡要求两方面考虑，仅考虑了路由层的分布式路由，试图从整个网络的角度通过路由方式来均衡能量，缺乏从节点自身的角度考虑。由于新路由的收敛较慢且及开销大，不适合于能量有限的网络中，该方法仅能均衡流量而在能量效率方面的效果却不好。

现有技术中有的根据根据节点上一轮竞争的成败来调整本轮CSMA/CA(带冲突避免的载波侦听多址接入)的最大退避数，并以新的最大退避数参与下一轮的竞争。该方法试图通过前一次信道接入的成败来调整本次信道竞争的概率，提高负载重的节点的信道接入概率，从而提高能效增大网络生命期，均衡网络流量并提高吞吐量。但是该方法并不根据节点自身的流量大小来做出相应调整，只着眼于某次CSMA/CA的成败，方法便受到了应用的限制。影响上一轮竞争的成败的因素很多，其中由于CSMA-CAA的随机数退避机制，信道竞争的成败具有很大的随机性。因此单次竞争的成败与整个节点的流量和节点全局并无确定关系。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种实现无线网络中最大化生命期的方法。本发明根据节点当前流量动态调节节点的信道竞争窗以及占空比大小，实现了有效降低无线网络中流量较大节点的退避能耗以及流量较小节点的空闲能耗从而增大各类节点乃至于整个网络的生命期，同时均衡流量从而提高数据包投递率的目的，具有技术复杂度低，效率极高，易实现等优点，特别适用于节点使用电池供电的无线网络业务。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步，节点发送数据，进行记录数据包的处理和更新记录的处理，并将最近的T时间内节点发送的数据包数以及当前时刻缓存内的数据包数作为该节点此时的流量参数。

所述的记录数据包的处理是：在节点发送数据包后，记录发送的数据包的编号和数据包的发送时间。

所述的更新记录的处理是：增加新发送的数据包以及删除已过时的数据包记录项。

第二步，根据节点此时的流量参数，得到节点当前最佳信道竞争窗口值和最佳占空比值。

所述的最佳信道竞争窗口值是：2ⁿ-1，其中：n为整数。

所述的最佳占空比值是：中：