[发明专利]一种基于地理位置信息的机会型并行传输方法

说明书

本发明提出了一种基于地理位置信息的机会型并行传输MAC协议，引入地理位置信息这一要素，对局部并行映射表和并行控制算法两方面进行改进，提出了基于地理位置信息的机会型并行传输MAC协议。在此基础上，对并行映射表和并行控制算法的相应部进行了改进；发送端节点通过局部并行映射表的记录检索到所有可能受到自身干扰的两跳范围内的节点，并依次比较其与每个节点的距离值和自身传输半径之间的关系，满足条件的记录进入映射表中，在最大程度上排除受干扰节点的数量；接收端节点通过与多个发送端节点的距离比较，选取其中最小的一个进行数据通信，在解决隐藏终端问题的同时，提高数据传输的成功率。

技术领域

本发明涉及单信道并行传输条件下无线传感器网络领域，具体涉及一种基于地理位置信息的机会型并行传输方法。

背景技术

无线传感器网络MAC协议控制着有限的网络信道资源分配。传统的单信道MAC协议的研究主要集中在串行传输的优化上，如改进型Aloha协议和基于CSMA/CA的MAC协议，两类协议都在一定程度上降低了数据冲突概率和提高了数据传输率，但是由于不允许并行传输，改进空间受限，针对这一问题，研究人员提出了若干单信道下并行传输类MAC协议，如机会型并行传输MAC协议(OPC)，其利用数据链路信号强度值的比较，在不影响当前正在进行的数据通信的前提下，允许一定数量的并行传输同时进行，提高了信道利用率，但是该协议对于并行传输传输链路发送端的干扰问题和接收端的隐藏终端问题没有给出针对性的解决方案，导致其改进效果远低于理想值。

当前对于单信道并行传输的解决方法有很多种，其中OPC方法采用信号强度值比较的方式来处理并行传输链路对于当前正在通信链路的干扰问题，但是OPC方法存在并行传输链路发送端对于两跳范围内节点的潜在干扰以及接收端的隐藏终端冲突这两个问题，导致对于并行传输机会的捕获和利用效率没能达到理想效果，本发明针对上述问题，引入“地理位置信息”这一要素，对局部并行映射表和并行控制算法两方面进行改进，提出了基于地理位置信息的机会型并行传输MAC协议(OPCLI)。该协议首先在原局部并行映射表中加入了节点地理位置信息和节点间的距离，二者均可以通过网络建立初期节点间的信息交换不断的加入局部并行映射表中。在此基础上，针对两个问题，并行控制算法的相应部分分别给出解决方案；发送端节点通过局部并行映射表的记录检索到所有可能受到自身干扰的两跳范围内的节点，并依次比较其与每个节点的距离值和自身传输半径之间的关系，满足条件的记录进入映射表中，在最大程度上排除受干扰节点的数量；接收端节点通过与多个发送端节点的距离比较，选取其中最小的一个进行数据通信，在解决隐藏终端问题的同时，提高数据传输的成功率。

本发明的目的是为了解决OPC方法在并行传输链路发送端对于两跳范围内节点的潜在干扰以及接收端的隐藏终端冲突这两个问题，提出的一种基于地理位置信息的机会型并行传输MAC协议。

发明内容

本发明以OPC方法为基础，针对其并行传输链路发送端对于两跳范围内节点的潜在干扰以及接收端的隐藏终端冲突两个问题，给出针对性的解决方案，提出了基于地理位置信息的机会型并行传输MAC方法，发明内容如下：

一种基于地理位置信息的机会型并行传输方法，具体包括如下步骤：

(1)发送端S发起一次数据通信，并进行信道侦听，若信道忙，则进入并行传输链路建立前准备工作，开始并行传输控制算法；

(2)初始化操作：初始化允许的最大并行传输链路条数Cmax和并行传输决策D等；

(3)判断是否存在直接冲突的节点：若存在，则发送端采用二进制指数退避算法进行退避，并择机重发；否则，进行步骤(4)；

(4)采用改进的局部并行映射表建立和更新局部并行映射表中的相关信息，并通过网络建立初期一段时间内的信息交互，不断完整每个节点维护的映射表信息；

(5)在步骤(4)局部并行映射表建立和更新的基础上，采用改进的并行控制算法进行并行传输链路发送端并行控制算法的处理；