[发明专利]一种基于卫星通信的无线自组网及功率二维随机退避方法及系统

权利要求书

1.一种基于卫星通信的无线自组网及功率二维随机退避方法，其特征是包括以下步骤：

步骤1、功率控制MAC协议：通过周期性的开关节点的无线网络接口，切换节点的工作模式，改变收发节点的功率水平以减少节点间的碰撞；

步骤2、估算步骤1中功率控制MAC协议过程对网络性能的影响；

步骤3、在异构功率网络条件下，对收发节点采用不同功率水平传输数据分组并建模，基于网络拓扑结构的连通性和并发性考虑网络的整体性能；

步骤4、将二进制指数退避算法与功率退避算法融合，生成基于时间功率的二维随机退避算法，将二维随机退避算法结合载波检测多地址接入机制和四向握手模式，重新回引到步骤1中，改变收发节点的功率。

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的无线自组网及功率二维随机退避方法，其特征在于，所述步骤1进一步包括：

步骤1-1、系统判断节点在不需要发送数据包或者网络共享信道处于被占用状态时，自动关闭节点的无线网络接口，使得节点进入功率节省模式；

步骤1-2、节点在控制信号上给接收节点发送一个RTS帧，当节点接收到该RTS帧则以一个CTS帧作为应答帧发送回原节点；

步骤1-3、节点接收到CTS应答帧后在数据信道上发送DATA数据帧，与此同时接收节点在控制信道发送一个包含数据分组的标注信号，相邻节点接收到该标注信号后根据信号里的发射分组结束时间进入睡眠状态；

步骤1-4、相邻节点的睡眠状态结束后，分为两种情况：若相邻节点监听数据信道仍然有节点正在发送标注信号，则由相邻的节点在控制信道重新发送一个新的RTS帧，接收节点接收到相邻节点发送的RTS帧后以一个包含数据分组的标注信号应答，再次告知相邻节点的睡眠时间；若相邻节点在唤醒后信道空闲，则重新进入活跃状态。

3.根据权利要求2所述的一种基于卫星通信的无线自组网及功率二维随机退避方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括：

根据信号中噪声干扰情况、节点自身信噪比阈值、节点干扰情况考虑最佳发射功率，以确保接收节点可以正确接收到数据分组，其中：

信噪比阈值的计算公式如下：

式中，表示发送节点，表示接收节点，表示干扰节点，表示信噪比阈值，表示从发送节点到接收节点的信道增益，表示发送节点的发送功率值，表示干扰节点的发送功率值，表示干扰节点到接收节点的信道增益，表示调节系数；

经过信噪比阈值的计算公式变形得出发送功率的计算公式：

式中可见，发送功率值与发送节点到接收节点的信道增益成反比，与干扰节点的发送功率值、干扰节点到接收节点的信道增益成正比；当使用的发送功率越大、网络中节点产生冲突的概率越大、消耗的能量越大；当使用的发送功率越小、网络中节点产生冲突的概率越小、消耗的能量越小。