[发明专利]一种确定多包接收机制下协议序列延时性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，特别涉及一种确定多包接收机制下协议序列时延性能的方法。

背景技术

随着物联网的日益兴起，无线传感器网络广泛应用于军事、环境监测、智能家居、城市交通、空间探索和仓库管理等领域。无线传感器网络作为当今信息领域的研究热点，涉及多个学科，有许多关键技术有待发现和研究，其中多包接收网络延时性能具有特别意义，通过一种确定多包接收机制下协议序列时延性能的方法进行准确的预测，从而为网络参数设置以及网络性能进一步优化提供技术参考。

Massey和Mathys于1985年提出了一种无反馈冲突信道模型，同时设计了可信赖的确定性的信道接入机制：协议序列。协议序列是一种确定性的周期性二进制序列，在该机制下，每个用户根据分配的协议序列依次读取序列值，如果该值为“1”，节点发送数据，否则保持安静。与ALOHA随机接入机制相比，协议序列能提供短期性能稳定性和公平性，并且能100％地确保数据在固定时延内被成功发送；协议序列在近年来成为国内外学者的研究热点，并被广泛应用于无线传感器网络、移动自组织网络及车载自组织网络。

以往的延时性能分析是单包接收机制下协议序列时延性能的方法，然而多包接收机制下协议序列时延性能的方法到目前还未研究。因此需要一种确定多包接收机制下协议序列时延性能的方法应对延时进行准确的预测。

发明内容

本发明旨在提供一种确定多包接收机制下协议序列时延性能的方法，以为网络参数设置以及网络性能进一步优化提供技术参考。

本发明提供一种确定多包接收机制下协议序列时延性能的方法，包括M个发送节点，一个接收节点，所述发送节点共享信道向所述接收节点发送通知消息。所述的发送延时是指发送节点第一次成功发送数据包所需要等待的时隙数。根据给出各网络节点的发送时延的条件概率累积分布，推导各节点发送时延的条件期望，以及确定各节点平均发送时延。

进一步地，根据权利要求1所述的一种确定多包接收机制下协议序列时延性能的方法，其特征在于：所述序列发送延时计算过程包括：

S11.假定接入时延为整数，计算选定的用户的条件概率累积分布。节点的个数为M个，M＝γω(1≤γ＜M)，MPR＝γ，序列的周期L，序列的码重为ω，接入延时τ，从M个节点中任意选取节点k进行分析，并假定节点k的协议序列为s_k[t],t＝0,1,2,...,L-1，其特征集为I_k＝{x_[1],x_[2],...x_[M]}，其中x_[1]＜x_[2]＜...＜x_[M]，其中其中p_n＝1，p_n＝a_n+b_n

S12.根据选定节点的条件概率，可计算出该节点整数部分发送延时的条件数学期望。

S13.对条件数学期望所有可能的接入延时求和，即可计算出整数部分发送延时的数学期望。

进一步地，根据权利要求1所述的一种确定多包接收机制下协议序列时延性能的方法，其特征在于：发送节点根据分配的协议序列依次读取序列值，如果该值为“1”，节点发送数据，否则保持安静。

进一步地，根据权利要求1所述的一种确定多包接收机制下协议序列时延性能的方法，其特征在于：发送节点在每个序列周期内发送ω(是大于等于的素数)次数据。

进一步地，根据权利要求1所述的一种确定多包接收机制下协议序列时延性能的方法，其特征在于：协议序列能够保证发送节点在每个序列周期至少成功发送一次。

进一步地，根据权利要求1所述的一种确定多包接收机制下协议序列时延性能的方法，其特征在于：当且仅当发送的数据包没有完全重叠，数据包能被成功发送。

进一步地，根据权利要求1所述的一种确定多包接收机制下协议序列时延性能的方法，其特征在于：数据包发生碰撞次数超过接收能力λ时，碰撞的数据包是不可恢复的。

进一步地，根据权利要求1所述的一种确定多包接收机制下协议序列时延性能的方法，其特征在于：所述CRT-UI协议序列的构造方法如下：

S21.假定f:表示Z_pq到上的映射，其中

f(a):＝(a mod p,a mod q)，mod是求模运算符；