[发明专利]基于时空公平的水下传感器网络MAC协议实现方法

权利要求书

1.一种基于时空公平的水下传感器网络MAC协议实现方法，其特征在于，

基于接收端的通信过程包括如下步骤：

（1）空闲侦听：接收节点不断监听信道；

（2）RTS竞争：当接收节点捕获到RTS帧时，进入RTS竞争阶段，启动RTS计时器，其时长为当前时刻到RTS竞争阶段的结束时刻；在RTS竞争阶段内，接收节点每收到一个RTS帧，根据其发送时刻确定当前最先发送请求的发送节点，如有更早发送的RTS帧则更新当前最先发送RTS帧的节点、RTS竞争阶段的结束时刻以及RTS计时器的时长；

（3）CTS延迟：当RTS计时器超时时，接收节点进入CTS延迟阶段，启动CTS计时器，其时长初始值为最大传播时长R/V；

（4）数据传输：当CTS计时器超时时，接收节点发送CTS帧，接收节点进入数据传输阶段，并启动接收计时器，其时长为两倍的最大传播时长2*R/V，如果在接收计时器的时间内，接收节点接收到数据包，则取消接收计时器，接收节点进入空闲侦听状态；当接收计时器超时时，接收节点进入空闲侦听状态；

基于发送端的通信过程包括如下步骤：

（1）空闲侦听：发送节点不断侦听信道确定信道是否被占用；

（2）竞争等待：当发送节点捕获到其他节点RTS帧或自身发送的RTS帧时，启动竞争计时器，其时长为两倍的最大传播时长2*R/V，该发送节点暂停发送RTS帧，进入竞争等待阶段，当竞争计时器超时，该发送节点进入空闲侦听状态；

（3）数据传输：当发送节点捕获到CTS帧，且该CTS帧为节点自身的回复帧时，该发送节点取消竞争计时器，进入数据传输阶段，向接收节点发送数据包，数据包发送结束且数据包在信道中传播最大传播时长R/V后，该发送节点进入空闲侦听状态；

（4）睡眠阶段：当发送节点捕获到CTS帧且该CTS帧为回复其他节点的回复帧，则取消竞争计时器，该发送节点转为睡眠阶段并启动睡眠计时器，睡眠计时器的时长至此次数据通信的结束时刻；如睡眠计时器超时，则该节点转为空闲侦听状态。

2.如权利要求1所述的基于时空公平的水下传感器网络MAC协议实现方法，其特征在于，在基于接收端的通信过程步骤(2)中添加BCTS帧，当接收节点接到到第一个RST帧时，立刻广播通知邻居节点当前信道被占用；相对应的，基于发送端的通信过程步骤（2）中，当发送节点侦听到BCTS帧后，如已处于竞争等待阶段，则更新计时器时长为两倍的最大传播时长2*R/V，如不处于竞争等待阶段，则启动竞争计时器，其时长为两倍的最大传播时长2*R/V，该发送节点暂停发送RTS帧，进入竞争等待阶段，当竞争计时器超时，该发送节点进入空闲侦听状态。