[发明专利]基于IEEE802.15.4标准的非槽道方式CSMA-CA算法的优化方法

摘要

本发明一种基于IEEE802.15.4的非槽道方式CSMA-CA算法的优化方法，引入了优先发送权级别的设置，使发送节点数据帧能一次性发完，减少信道竞争使用的节点，以及竞争带来延时的信道浪费；将ACK应答的接收纳入算法流程，判断发送的成功和失败，使通信过程更加完整；取消信道被占用期间，避免非竞争使用的退避次数增加，减少导致容易出现发送失败的几率，将一对一的有效载荷传输率从最高120kb/s提高到最高180kb/s，并且在多节点同时发送请求下，有效载荷传输率也能达到150kb/s以上，大幅度提升了信道的有效利用率。

主权项

本发明为一种基于IEEE802.15.4的非槽道方式CSMA-CA算法的优化方法，当某节点需要发送数据帧，进入非槽道方式CSMA-CA算法，其特征在于包括以下几个步骤：(1)初始化退避次数值为0，将退避随机限定指数设置为系统设定的最小值；(2)执行CCA检测，判断当前信道是否空闲，若非空闲状态则继续执行CCA检测；若为空闲状态，则判断是否具有第1优先发送权，若具有第1优先发送权，则跳转到步骤5；若不具有第1优先发送权，则进入步骤3；(3)延时一个后退周期，继续执行CCA检测，判断当前信道是否空闲，非空闲状态跳转到步骤2；若为空闲状态，则判断是否具有第2优先发送权，若具有第2优先发送权，则跳转到步骤5；若不具有第2优先发送权，则进入步骤4；(4)延时由退避随机限定指数所限定产生的随机数个后退周期，继续执行CCA检测，判断当前信道是否空闲，非空闲状态跳转到步骤8；若为空闲状态，则进入步骤5；(5)进入发送状态，将数据帧送出；(6)数据帧送出后，与主机确认当前送出的数据帧是否需要回应ACK应答，若不需要则认为当前的数据帧发送成功；若需要则限时等待接收ACK应答，超时没有收到ACK应答，则认为当前数据帧发送请求失败；若限时收到ACK应答，则认为当前的数据帧发送成功；(7)判断当前是否还有数据帧需要发送，若有则跳转到步骤5；否则跳转至步骤9；(8)退避次数值加1，退避随机限定指数加1，判断若该退避随机限定指数已为最大值则不需累加，判断该退避次数值是否超过最大预设值，没有则跳转到步骤2，否则认为当前数据帧发送请求失败；(9)发送结束。