[发明专利]基于地理位置信息的多信道并行协商MAC协议实现方法

摘要

本发明提供了一种基于地理位置信息的多信道并行协商MAC协议实现方法，涉及多信道并行传输条件下的无线传感器网络领域，对原LPR‑MAC协议在多信道并行协商过程中存在的信道冲突问题进行了分析，利用节点地理位置信息这一关键因素给出LPRLI‑MAC协议的邻居表和P‑坚持算法，解决了多对多和多对一的信道冲突问题，优化了多个发送端在多信道上的并行协商策略，降低了多个并行传输间的冲突概率，提高了数据传输率。

主权项

基于地理位置信息的多信道并行协商MAC协议实现方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)建立网络并初始化相关参数，每一个节点建立自己的邻居表，随机选择一个时间片作为自己的固定接收周期，并根据同一个伪随机序列产生器结合自身的mac地址产生的自己的伪随机跳频序列，即信道切换序列；(2)建立和更新邻居表；(3)假定节点S想要对节点R发起数据通信，则通过查询邻居表知道目标节点R的接收周期时间片序号Tr、伪随机跳频序列和位置坐标，在通过R的跳频序列计算出下一个接收周期节点R所处的信道号，通过自身坐标和节点R的坐标计算出两个节点之间的距离；(4)在时间片Tr，发送端S开机，并广播一个信标信息，其中包含本次将要发起的数据通信的目标节点在时间片Tr时所处的信道标号，与此同时，侦听信道中是否有其他节点发送的信标信息，从而进行两种情况的判断：是否有其他的发送端(节点S1)与自己的目标节点相同；是否有其他的发送端(节点S2)的目标节点R2与自己的目标节点R虽然不同，但是在时间片Tr时，节点R2和节点R的伪随机跳频序列恰好重叠，也即，节点R2和节点R在时间片Tr时处于同一条信道；(5)若两种情况都不存在，则节点S直接切换到目标节点R所在的信道进行正常的多信道上的并行传输；(6)若两种情况中存在任何一种的话，则根据P‑坚持算法，计算本次坚持发送数据的概率P，若计算出的概率值大于给定的阈值，则节点都以P的概率坚持原本的数据发送，则节点S直接切换到目标节点R所在的信道进行正常的多信道上的并行传输；否则，可能会与其他的发送端在该条信道上发生冲突；若结果是放弃本次数据发送，则节点都以1‑P的概率进行退避，根据一个随机函数退避一个随机的时间，然后再次发起数据传输；(7)在发送端S在完成本次数据通信之后，切换回自己的伪随机跳频序列后，本轮多信道并行协商MAC协议的时序结束。