[发明专利]一种基于状态的水下传感器网络媒体访问控制方法

摘要

本发明涉及网络通信技术领域，具体地说涉及一种水下传感器网络的媒体访问控制方法。本发明一种基于状态的水下传感器网络媒体访问控制方法包括：基于离散概率的分层分布式扩频码分配算法、基于状态的信道访问控制机制、发送功率控制三部分。本发明基于邻居表中接收节点状态信息控制信道访问，避免给半双工系统中处于发送状态的节点传输数据而产生干扰，解决了传统RTS/CTS握手机制在水下传感器网络造成的长延时、高能耗及信道闲置等系列问题；降低了CDMA的远近效应，提高了能效。本发明适用于稀疏或密集拓扑的水下传感器网络通信，作为一种有效、实用的技术方案，在水下数据采集、环境监测、灾难预防、资源监控等方面应用前景看好。

主权项

1.一种基于状态的水下传感器网络媒体访问控制方法，其特征在于所述的方法包括以下几个部分：1）每个节点动态维护一张邻居表，实时记录其一跳和两跳邻居节点信息，其中包括节点ID、层级、中间节点、扩频码索引、状态、极小接收功率等；节点首先根据邻居表中的节点ID、层级和中间节点等字段信息构建本地分层拓扑图，基于该图进一步构建本地分层着色图；SINK节点负责为自己和第一层节点分配一组无冲突的种子扩频码，其余层级节点的扩频码采用逐层、分布式分配方案，基于离散概率函数和本地分层着色图进行分配；本地分层着色图使节点避免重复使用低层级两跳邻居节点的扩频码，离散概率函数降低了兄弟节点之间重复使用扩频码的概率；该方案解决了自组织多跳分组网络中CDMA扩频码的分配问题，实现多个发送节点对同一接收节点的并发传输；2）水下传感器网络节点只装配单一信道，决定了水下传感器网络工作在半双工通信模式，处在发送状态的节点不能够同时接收数据；在节点动态维护的邻居表中，包含其一跳邻居节点的状态信息字段，该字段通过侦听信道中传输的数据或ACK帧头信息实时更新；当节点需要发送分组时，首先在邻居表中查找接收节点的状态信息，从而决定是否进入传输阶段，并决定具体的传输方式，从而避免向处在发送状态的节点传输数据；3）发送节点根据节点间的距离、水声信道传播模型、接收节点的极小接收功率等信息，对发送功率进行控制，在降低能耗的同时，解决CDMA的远近效应问题。