[发明专利]水下传感器网络中基于功率控制的介质访问控制方法

摘要

本发明属于数字通信技术领域，涉及一种水下传感器网络中基于功率控制的介质访问控制方法，该方法首先定义了四种包类型，RTS,CSI,DATA,ACK，其中RTS包中包含了源节点和目的节点的ID，发送能量；接收到RTS包的节点通过接收的功率计算出信道增益，并写入CSI包相应的字段中，CSI包包含了源节点和目的节点的ID以及计算出的信道增益；收到CSI包的节点获取完全的邻节点信道增益信息并构成信道增益矩阵H，以H矩阵为基础，各发送节点采用功率控制算法计算出最优的发送功率，并以此功率发送数据包及ACK包。采用本发明的控制方法，可以实现网络中的多对收、发节点间协调相互发送能量，由此避免过大的发送能量造成的相互干扰，多对节点通过采用本发明的方法可以充分进行空间复用，从而提高了网络吞吐量。

主权项

1.一种水下传感器网络中基于功率控制的介质访问控制方法，该方法首先定义了四种包类型，RTS,CSI,DATA,ACK，其中RTS包中包含了源节点和目的节点的ID，发送能量；接收到RTS包的节点通过接收的功率计算出信道增益，并写入CSI包相应的字段中，CSI包包含了源节点和目的节点的ID以及计算出的信道增益；收到CSI包的节点获取完全的邻节点信道增益信息并构成信道增益矩阵H，以H矩阵为基础，各发送节点采用功率控制算法计算出最优的发送功率，并以此功率发送数据包及ACK包，具体步骤如下：1)若一个节点有数据需要发送，它将等候直至第一时隙开始时刻，此时该发送节点以最大功率发送RTS包，RTS包中包含了源节点和目的节点的ID，发送能量，该RTS被邻节点监听，接收到该RTS包的所有邻节点根据接收的功率计算出信道增益：h_IJ(dB)＝p_r(dB)-p_s(dB)这里，h_IJ是I,J节点间的信道增益，p_r是接收功率，p_s是发送功率；2)目的节点接收到RTS后，生成一个CSI包，并于第二时隙的开始时刻以最大功率发送。该CSI包含该节点在第一时隙所接收并计算的其他发送节点与自身节点之间的信道增益，并且该CSI可以被邻节点监听，收到该CSI包的节点记录下包中的信道增益信息；3)在第二时隙末，各发送节点收集完CSI包后即获取了各邻节点的发送请求及它们之间的信道增益信息，此时各发送节点间可以建立信道增益矩阵H，H的第I行，第J列的元素为h_IJ；4)建立信道增益矩阵H后，各发送节点通过该矩阵求解自身最优发送功率：P*＝H^-1×G这里对于N个发送节点，H是N×N矩阵，G为N×1矩阵，其中的α为一个正常数。