[发明专利]结合功率控制的认知无线传感器网络的MAC实现方法

权利要求书

1.一种结合功率控制的认知无线传感器网络的MAC实现方法，其特征在于，通过使待传输数据的一对节点在控制信道协商选择数据信道，选择信道的过程中采用包含发送端冲突检测和接收端冲突检测的1/2最大半径覆盖范围联合冲突检测实现MAC；

所述的节点内设有邻居节点状态表，该邻居节点状态表包括：该节点与其邻居节点通信的最优功率以及各个邻居节点的工作状态，每个节点通过侦听控制信道更新自己的邻居节点状态表，并根据邻居节点状态以不产生干扰为准则获得可用信道列表。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的工作状态包括：邻居节点的当前所在信道、数据收发状态、当前通信的功率值以及通信剩余的时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的节点内设有定时器，当任一邻居节点启动数据通信时则启动定时器进行倒计时，当定时器减为0时则自动更新邻居节点状态表中对应该邻居节点的工作状态。

4.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征是，所述MAC实现方法具体包括以下步骤：

1)当一个节点存在待发送数据包时，该节点先按照IEEE802.11DCF的CSMA/CA机制在控制信道进行竞争，当竞争成功时则该节点向其位于传输路径上的邻居节点发送包含接收节点号以及传输功率的RTS；

2)首先收到RTS的节点根据接收的功率判定其与发送节点之间通信的最优功率值，并记录在该节点本身的邻居节点状态表中，然后由接收节点生成接收端可用信道列表，最后接收节点沿原路径向发送节点发送含有可用信道列表和最优功率值的CTS；

3)发送节点收到CTS后将CTS中的通信最优功率值记录在其本身的邻居节点状态表中，然后根据不产生干扰原则从CTS中的可用信道列表中选择一条数据信道作为发送端可用信道，并向接收节点以及发送节点的所有邻居节点发送含有选择的数据信道、通信最优功率和数据传输所需时间的RES，最后由收到RES的节点更新其本身的邻居节点状态表；

4)发送节点进行冲突检测；

5)接收节点在发送端的冲突检测等待结束后向其所有邻居节点发送含有确定后数据信道、通信最优功率和数据传输所需时间的ARES，最后由收到ARES的节点更新其本身的邻居节点状态表；

6)接收节点进行冲突检测；

7)发送节点和接收节点在发送端的冲突检测等待结束后跳到相应的数据信道进行通信，发送节点和接收节点的邻居节点对该次通信启动定时器。

5.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征是，当发送节点已知和接收节点通信的最优功率时，所述的MAC实现方法包括以下步骤：

i)发送节点在控制信道竞争，当竞争成功后则该节点向其位于传输路径上的邻居节点发送包含接收节点号、发送端可用信道列表和数据传输所需时间的RTS；

ii)接收节点收到RTS后从RTS中的发送端可用信道列表中选择一条数据信道作为接收端可用信道，并向发送节点及该接受节点的所有邻居节点发送含有选择的数据信道、最优功率和数据传输所需时间的CTS，最后由收到CTS的节点更新其本身的邻居节点状态表；

iii)接收节点进行冲突检测

iv)发送节点在接收端的冲突检测等待结束后向其所有邻居节点发送含有选择的数据信道、最优功率和数据传输所需时间的ACTS，最后由收到ACTS的节点更新其本身的邻居节点状态表；

v)发送节点进行冲突检测

vi)发送节点和接收节点在发送端的冲突检测等待结束后跳到相应的数据信道进行通信，发送节点和接收节点的邻居节点对该次通信启动定时器。