[发明专利]用于无线传感器网络的服务感知SQ-MAC协议的实现方法

权利要求书

1.用于无线传感器网络的服务感知SQ-MAC协议的实现方法，其特征在于：采用周期工作机制，一个周期包括同步阶段、分配阶段和数据阶段；

在同步阶段，节点利用同步帧的交换形成虚拟簇，在网络初始化完成后，通过节点定期广播自己的同步帧，维持同一虚拟簇的时间同步；

在分配阶段，需要发送数据的节点与对应的目的节点通过交换对应的RTSn/CTSn完成时隙分配，其中使用的时隙数S由用户根据网络的节点密度进行设定，而分配阶段的时间长度与时隙数S成正比；在网络空载的情况下，协议预定了节点在网络无碰撞并且信道环境良好的理想情况下从竞争信道到成功发送RTSn所需的最长时间：T_hall，不需要发送数据的节点如果侦听到信道持续T_hall空闲，转入睡眠；

在数据阶段，协议将数据阶段分割成一系列大小相同的时隙，即数据阶段的时间长度等于时隙数S与时隙长度T_st的乘积；预约时隙成功的节点在对应的时隙唤醒进行数据交换；协议预定了一个控制帧等待时间：T_wc，为节点在理想情况下发送RTS/CTS控制帧所需的时间，若时隙预约失败，源节点在发送RTS后和目的节点在唤醒后需要对信道保持T_wc时间的空闲侦听，如果信道持续空闲，节点转入睡眠。

2.根据权利要求1所述的用于无线传感器网络的服务感知SQ-MAC协议的实现方法，其特征在于：所述的RTSn/CTSn为协议在分配阶段为实现时隙分配而定义的控制帧，包含节点所选时隙的信息。

3.根据权利要求1所述的用于无线传感器网络的服务感知SQ-MAC协议的实现方法，其特征在于：所述的SQ-MAC协议采用伪调度机制、自适应退避机制和虚拟多队列公平调度机制进行管理。

4.根据权利要求3所述的用于无线传感器网络的服务感知SQ-MAC协议的实现方法，其特征在于：所述的伪调度机制为节点在分配阶段通过交换RTSn/CTSn完成时隙分配，每组相关节点拥有单独的时隙，从而实现在数据阶段的理论上的无碰撞通信。

5.根据权利要求3所述的用于无线传感器网络的服务感知SQ-MAC协议的实现方法，其特征在于：所述的自适应退避机制为节点根据业务和通信环境的不同在信道竞争过程中对竞争窗口（Contention Window, CW）进行调整；

所述的节点使用调整过的竞争窗口进行信道竞争发送RTSn。

6.根据权利要求3所述的用于无线传感器网络的服务感知SQ-MAC协议的实现方法，其特征在于：所述的虚拟多队列公平调度机制分为多队列机制和公平调度机制两部分；

所述的多队列机制为节点使用多数据队列的结构管理进入队列的数据包；

所述的公平调度机制数据为队列进行数据包的调度。