[发明专利]一种基于侦听机制的体域网紧急数据时隙分配方法

说明书

本发明公开了一种基于侦听机制的体域网紧急数据时隙分配方法，包括如下步骤：确定节点发送普通数据和紧急数据基本规则；确定没有节点发送紧急数据的时隙分配方式；确定单个节点发送紧急数据的时隙分配方式；确定多个节点发送紧急数据的时隙分配方式。本发明采用侦听机制，当节点产生紧急数据时，立刻在侦听期T₀发送占用信号，占用原本发送普通数据的时隙发送紧急数据；当多个节点同时产生紧急数据并产生传输冲突时，开启竞争阶段，各个节点采用竞争方式发送紧急数据；在竞争阶段，设计基于节点优先级的退避策略，并根据网络规模调整退避窗口的变化速度，提高传输资源利用率并减少重传冲突概率，保障紧急数据传输的实时性和可靠性。

技术领域

本发明涉及无线人体传感器网络领域，特别涉及一种基于侦听机制的体域网紧急数据时隙分配方法。

背景技术

体域网，由几个到二十几个体积较小、具有通信功能且能量有限的传感器节点和一个协调器组成，可以自动智能地感知人体的健康数据，为智慧医疗提供有力支持。每个传感器节点既可佩戴在身上，也可植入体内。传感器节点监测体温、血压、心电图、脑电图等生命体征数据，然后将这些数据发送到协调器。协调器管理各个节点，负责身体区域网络和外部网络之间的连通，使数据能够得以安全地传送和交换。

由于健康数据的重要性，因此健康数据对服务质量的要求很高。特别是对生命具有重要影响的某些紧急数据，需要及时发送，保证传输的实时性和可靠性。为了提供高质量的数据传输服务，满足紧急数据的实时性和可靠性要求，设计高效的传输资源分配策略必不可少。目前已有的解决紧急数据传输的方案，存在计算复杂度高、不能及时发送、传输冲突较大等问题，不能满足紧急数据的实时性和可靠性需要。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于侦听机制的体域网紧急数据时隙分配方法，该方法采用侦听信道的方式，占用其他节点的时隙发送紧急数据，发生传输冲突时采用多种退避策略重传紧急数据。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于侦听机制的体域网紧急数据时隙分配方法，包括以下步骤：

步骤一：确定节点发送普通数据和紧急数据基本规则；

步骤二：确定没有节点发送紧急数据的时隙分配方式；

步骤三：确定单个节点发送紧急数据的时隙分配方式；

步骤四：确定多个节点发送紧急数据的时隙分配方式。

所述步骤一的具体过程为：

基于多跳网络，各节点在发送普通数据时采用TDMA方式，由协调器分配时隙，依次发送数据；协调器每收到一次节点的收据，就发出“ACK”确认消息，并通知下一个节点发送数据；

节点发送普通数据之前，在侦听期T₀内侦听信道，确保网络无紧急数据后才发送普通数据；如果在侦听期T₀内监测到信号，则表明有紧急数据产生，则该节点让位紧急数据的节点；

节点发送紧急数据时，若紧急数据产生于TDMA分配的时隙，则采用TDMA方式发送该紧急数据；这种情况发送紧急数据，不会对其他节点产生冲突；

节点发送紧急数据时，若紧急数据不是产生于TDMA规定的时隙，则在侦听期T₀内发送占用消息以通知其他节点，并占用其他节点分配的该时隙发送该紧急数据。这样，可以确保紧急数据及时发送；

如果多个节点同时发送紧急数据，则会产生传输冲突；此时协调器开启竞争阶段，各个节点采用CSMA/CA竞争方式发送紧急数据；若竞争失败，则采用相应的退避方式重新发送紧急数据；