[发明专利]一种基于双轮转调度机制的水下传感器网络无冲突方法

说明书

一种基于双轮转调度机制的水下传感器网络无冲突方法，本发明涉及了水下传感器技术领域，尤其提出了一种基于双轮转调度机制的无冲突方法，该方法步骤如下：网络部署，网络中的一个节点被选作主网络协调器，一个节点被选为从网络协调器；有序顺序表的建立，网络协调器检测各节点的相对位置，采用最临近算法建立有序顺序表；根据有序顺序表进行双轮转调度机制，每个节点有序进行数据的传输，节点间竞争采用CSMA协议机制；采用超时计数器，保证节点间正常传输；网络结构维护，网络拓扑结构改变或节点失败，网络协调节点广播信息，以适应拓扑变化，并改变双轮转调度机制。本发明可以解决水下传感器网络的冲突问题，提高信道利用率。

技术领域

本发明涉及一种在基于双轮转调度机制的水下传感器网络无冲突方法。

背景技术

地球表面的大约70％被海水覆盖,而且现在大部分海洋仍然没有被开发。探索水下环境、开发海洋资源大大推动了水下传感器网络的发展。水声传感器网络的设想是能够应用到海洋地理数据收集、海洋环境监测、海底探索、辅助导航和战术监视等，可以为水下的各个应用带来技术支持与帮助。

水声通信是物理层技术的典型应用，几乎大部分的水下通信都采用声波方式。由于海水的衰减，无线电波不能够适应在水下传感网络。同时在海水下环境中，由于光通信受到海水散射和吸收的影响，所以无线电和光通信，仅用于短距离的水下通信。在大多数实际的水声传感器网络发展中，水声通信是唯一可行的技术。水声信道具有长传播延迟、低比特率和容易出错的特点。水声信号在水中的传播速度约为1500米/秒，在水下传播延迟比地面无线电频率高五个数量级。可用带宽由传输范围和频率决定。当前水声环境复杂限制了通信性能，由于路径损耗、多路径、多普勒效应的影响,水声信道是很容易出错。

适用于水声网络的MAC协议是一个不同于陆上无线网络的新领域，由于海洋环境的复杂性，以及陆上协议物理层的限制，陆上无线网络的MAC协议是不能够适应到水声网络。现在的水下传感器网络MAC协议主要分为二类：一类是竞争的MAC协议，节点采用竞争的方式去获得信道的使用，才能避免冲突，主要的协议有CSMA协议、S-MAC协议、ALOHA协议等；另一类是基于调度的MAC协议，通过控制数据的发送和接受方式，避免数据冲突，主要有CDMA协议、FDMA协议、TDMA协议等。

本发明是提出一种基于双轮转调度机制的水下传感器网络无冲突方法，实现数据在水下传感器网络中无冲突的传输，每个节点按照双轮转调度机制进行工作，实现节点有序传输数据，提高数据传输的信道利用率。

发明内容

本发明提供的一种基于双轮转调度机制的水下传感器网络无冲突方法，通过双轮转调度机制，提高了数据传输效率，实现节点有序传输数据，提高数据传输的信道利用率。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于双轮转调度机制的水下传感器网络无冲突方法，该方法包含以下步骤：

网络部署，网络中的一个节点被选作主网络协调器，一个节点被选为从网络协调器；

有序顺序的建立，网络协调器可以监视每个信号节点，并检测网络中各节点的相对位置，采用最临近算法建立有序顺序表；

根据有序顺序表进行双轮转调度机制，每个节点有序的进行数据的传输，节点间竞争信道，采用CSMA协议机制；

采用超时计数器，为了保证节点间按照正序序列或逆序序列正常的传输；

网络结构维护，网络拓扑结构改变或节点失败，网络协调节点广播关于传输命令的信息，以适应拓扑变化，并改变双轮转调度机制；

上述的基于双轮转调度机制的水下传感器网络无冲突方法，根据所述步骤一：本发明一种基于双轮转调度机制的水下传感器网络无冲突方法主要解决的是水下传感器网络数据传输冲突问题，所述的选取网络协调器，将网络中节点的剩余能量、初始能量作为参数，对节点当选网络协调器的阈值进行设置，选择高于阈值且能量高的节点作为网络协调器。