專利名稱：一種無線傳感器網絡的突發(fā)流量負載傳輸方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無線傳感器網絡領域，特別涉及一種無線傳感器網絡中適用于突發(fā)流量負載的數(shù)據(jù)傳輸方法。
背景技術：
無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks, WSN)中面向環(huán)境監(jiān)控和入侵檢測等事件觸發(fā)應用時，網絡呈現(xiàn)相關流量突發(fā)傳輸狀態(tài)，即在一段低流量的空閑周期后，多個節(jié)點同時向匯聚節(jié)點傳輸大量數(shù)據(jù)。在這種情況下，嚴重的信道碰撞會增加節(jié)點能耗及數(shù)據(jù)傳輸延時，降低了網絡通信效率和網絡生存周期。因此，在突發(fā)流量負載應用中，解決信道碰撞問題并使數(shù)據(jù)可以低功耗可靠的傳輸至關重要。MAC協(xié)議處于無線傳感器網絡協(xié)議棧的底層，決定了數(shù)據(jù)傳輸方式。其主要功能為負責信道接入、控制節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸對無線共享信道的占用，以及通過一組規(guī)則和過程來更有效、有序和公平使用共享信道以保證網絡的整體性能。MAC協(xié)議是無線傳感器網絡中最重要的技術之一，對整個網絡的性能影響很大。信道碰撞是突發(fā)流量應用中普遍面臨的問題。針對上述問題，人們提出了多種MAC 協(xié)議解決方案。在基于TDMA的MAC協(xié)議中，把時間分割成周期性的巾貞，每一巾貞再分割成若干個時隙。每個節(jié)點分配獨立的用于數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的時隙，并在其他節(jié)點占用的時隙內進入睡眠狀態(tài)。這類MAC協(xié)議可以避免碰撞重傳問題，但是，協(xié)議需要嚴格的同步，并且用于同步、時隙分配和調度維護的開銷非常大，從而浪費能量。另一方面，空閑時隙影響信道利用率，降低網絡吞吐量。在基于CSMA的MAC協(xié)議中，通常使用二進制指數(shù)退避策略解決碰撞問題，即當碰撞發(fā)生后，每個節(jié)點為了降低再次碰撞的概率，等待一個隨機時間后再次發(fā)送數(shù)據(jù)。這種方法雖然沒有控制開銷，但是隨著網絡中節(jié)點數(shù)增加，碰撞概率越來越大，消耗能量的同時增加了數(shù)據(jù)傳輸延時，使網絡性能迅速降低。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明針對突發(fā)流量的無線傳感器網絡應用場景，進行單收發(fā)器MAC 協(xié)議設計與實現(xiàn)，提供了一種可實現(xiàn)無碰撞數(shù)據(jù)傳輸過程，大大降低節(jié)點能耗、減少傳輸延時、同時提高了節(jié)點公平性的無線傳感器網絡的突發(fā)流量負載傳輸方法。
技術方案本發(fā)明的無線傳感器網絡的突發(fā)流量負載傳輸方法，首先對加入網絡的節(jié)點進行初始化，接收節(jié)點建立通信詢問調度表，發(fā)送節(jié)點建立數(shù)據(jù)發(fā)送調度表，然后根據(jù)所述接收節(jié)點建立的通信詢問調度表確定通信周期，節(jié)點在所述通信周期里進行傳輸工作流程，當一個通信周期結束時，如發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點正在通信，則判斷負載傳輸沒有完成， 將發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點同時中斷通信，然后進入下一通信周期繼續(xù)進行傳輸工作流程，如發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點沒有通信，則判斷負載傳輸完成，然后直接進入下一通信周期繼續(xù)進行傳輸工作流程；節(jié)點在每個通信周期里的傳輸工作流程包括如下步驟
1)接收節(jié)點根據(jù)初始化時建立的通信詢問調度表，廣播發(fā)送詢問幀，當發(fā)送節(jié)點在所設定的超時時間內接收到該詢問幀時，進入步驟2)，否則進入步驟3);
2)判斷發(fā)送節(jié)點是否已經存儲了接收節(jié)點的通信詢問調度表，如果為是，則發(fā)送節(jié)點發(fā)送硬件確認幀HACK后，進入步驟4)，否則進入步驟5)；
3)接收節(jié)點在所設定的超時時間到時，進入睡眠狀態(tài)，同時，判斷發(fā)送節(jié)點是否正處于睡眠狀態(tài)，如果是，則保持睡眠狀態(tài)，否則，在所設定的超時時間到時，進入睡眠狀態(tài)；完成上述操作后進入步驟6);
4)判斷接收節(jié)點是否接收到發(fā)送節(jié)點的硬件確認幀HACK，如是，則繼續(xù)保持喚醒狀態(tài)， 否則，進入睡眠狀態(tài)；
41)發(fā)送節(jié)點開始發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)，當接收節(jié)點接收到發(fā)送節(jié)點檢測到的數(shù)據(jù)時，進入411)，當接收節(jié)點使用空閑信道評估方法檢測到碰撞時，進入412)，當接收節(jié)點既沒有接收到數(shù)據(jù)也沒有檢測到碰撞，進入413)；
411)進入正常通信過程，然后判斷接收節(jié)點是否存儲了這些檢測到的數(shù)據(jù)中包含的數(shù)據(jù)發(fā)送調度表，如是，則直接回復不帶確認標識的數(shù)據(jù)確認幀后進入步驟6)，否則，就將這些檢測到的數(shù)據(jù)中包含的調度信息存儲到接收節(jié)點的鄰居鏈表里，然后在數(shù)據(jù)確認幀里添加確認標識并發(fā)送該數(shù)據(jù)確認幀后進入步驟6)；
412)接收節(jié)點立即睡眠，并在本次通信詢問周期內，根據(jù)每個發(fā)送節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送調度表依次醒來，并接收發(fā)生碰撞的數(shù)據(jù)；同時，發(fā)送節(jié)點進入睡眠狀態(tài)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送調度表醒來發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)；完成上述操作后進入步驟6)；
413)接收節(jié)點和發(fā)送節(jié)點都進入睡眠狀態(tài)，完成上述操作后進入步驟6)；
5)發(fā)送節(jié)點將所述接收節(jié)點發(fā)送的詢問幀里包含的接收節(jié)點的通信詢問調度表存儲到一個鄰居鏈表里，然后直接發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)，當接收節(jié)點接收到發(fā)送節(jié)點檢測到的數(shù)據(jù)時，進入51)，當接收節(jié)點使用空閑信道評估方法檢測到碰撞時，進入52)，當接收節(jié)點沒有接收到發(fā)送節(jié)點檢測到的數(shù)據(jù)也沒有檢測到碰撞時，進入53)；
51)進入正常通信過程，然后判斷接收節(jié)點是否存儲了這些檢測到的數(shù)據(jù)中包含的數(shù)據(jù)發(fā)送調度表，如是，則直接回復不帶確認標識的數(shù)據(jù)確認幀后進入步驟6)，否則，就將這些檢測到的數(shù)據(jù)中包含的調度信息存儲到接收節(jié)點的鄰居鏈表里，然后在數(shù)據(jù)確認幀里添加確認標識并發(fā)送該數(shù)據(jù)確認幀后進入步驟6)；
52)使用二進制指數(shù)退避方法進行數(shù)據(jù)重傳，即接收節(jié)點發(fā)送帶有退避時間的信標幀， 發(fā)送節(jié)點接收到所述信標幀后，在所述退避時間內隨機選擇一個時間重新發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)；完成上述操作后進入步驟6)；
53)接收節(jié)點和發(fā)送節(jié)點都進入睡眠狀態(tài)，完成上述操作后進入步驟6)；
6)等待通信周期到時，結束本通信周期的傳輸工作流程。本發(fā)明中，初始化時建立的數(shù)據(jù)發(fā)送調度表采用線性同余法計算得到。
有益效果本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的MAC協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸方案相比，具有以下明顯優(yōu)點充分利用一個通信詢問周期的帶寬，大大減少數(shù)據(jù)碰撞，保證了數(shù)據(jù)低功耗快速傳輸。提高傳輸率和吞吐量。同時具有很少的控制開銷，和硬件計算量。此發(fā)明中的無線傳感器網絡數(shù)據(jù)傳輸方法，不僅在突發(fā)流量負載場景下實現(xiàn)高效率的數(shù)據(jù)傳輸，在其它流量負載場景下仍然性能優(yōu)異。對動態(tài)流量負載適應性強。具體分析如下
(I)傳統(tǒng)的技術方案中，當多個發(fā)送節(jié)點同時需要向同一接收節(jié)點發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)時，接收節(jié)點不能正確接收數(shù)據(jù)。這時為了保證順利通信。所有節(jié)點都保持喚醒狀態(tài)，并持續(xù)競爭信道，一直到成功完成通信。因此，所有節(jié)點的能耗浪費非常大；本發(fā)明方法中每個發(fā)送節(jié)點都建立一個數(shù)據(jù)發(fā)送調度表。在一個通信詢問周期內，每個節(jié)點在不同時刻發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)，其它時間內進入睡眠狀態(tài)。因此大大減少了節(jié)點的能耗，同時具有很少的控制開銷，和硬件計算量。(2)傳統(tǒng)的技術方案中，接收節(jié)點使用偽隨機序列時間參數(shù)作為通信詢問間隔，而本發(fā)明方案采用固定時間參數(shù)作為通信詢問間隔。在保證空閑能耗一致的情況下，本發(fā)明方案在無碰撞時每一跳的通信中可以減少33%的延時。例如傳統(tǒng)方案中采用[O. 5，I. 5]的偽隨機序列時間參數(shù)，那么其平均每跳延時為O. 75。本發(fā)明采用固定時間參數(shù)，為了保證空閑能耗一致，我們選擇I作為固定時間參數(shù)，其平均每跳延時為O. 5，二者相比，本方案每跳延時是傳統(tǒng)方案的2/3 (O. 5/0. 75)。而在有碰撞時，低流量通信時，二者延時相近；高流量時，本發(fā)明方案的每跳延時優(yōu)化量同流量速率成正比。


圖I為隨機分布測試場景示意圖2為平均能耗測試結果對比圖3為平均傳輸延時測試結果對比圖4為本發(fā)明方法整體流程圖5為節(jié)點在每個通信周期里的傳輸工作流程圖6為步驟3流程圖7為步驟4流程圖8為步驟5流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對發(fā)明的技術方案進行詳細說明。本發(fā)明的無線傳感器網絡的突發(fā)流量負載傳輸方法，首先對加入網絡的節(jié)點進行初始化，接收節(jié)點建立通信詢問調度表，發(fā)送節(jié)點建立數(shù)據(jù)發(fā)送調度表，然后根據(jù)所述接收節(jié)點建立的通信詢問調度表確定通信周期，節(jié)點在所述通信周期里進行傳輸工作流程，當一個通信周期結束時，如發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點正在通信，則判斷負載傳輸沒有完成，將發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點同時中斷通信，然后進入下一通信周期繼續(xù)進行傳輸工作流程，如發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點沒有通信，則判斷負載傳輸完成，然后直接進入下一通信周期繼續(xù)進行傳輸工作流程；
如圖4所示，節(jié)點加入網絡進行初始化時，首先需要根據(jù)節(jié)點類型建立相應的調度表。 接收節(jié)點建立通信詢問調度表，發(fā)送節(jié)點建立數(shù)據(jù)發(fā)送調度表；然后根據(jù)接收節(jié)點的通信詢問調度表，將時間分成重復的通信周期；最后節(jié)點根據(jù)通信周期的工作流程進行工作； 本發(fā)明中用戶通過對節(jié)點的網絡協(xié)議棧編程和使用節(jié)點用戶接口的方法建立通信詢問調度表和數(shù)據(jù)發(fā)送調度表。
如果是接收節(jié)點，通信詢問調度表中會生成兩個參數(shù)詢問周期間隔參數(shù)和下一次通信詢問時間參數(shù)。每進入一個新的通信詢問周期，這兩個參數(shù)都會更新。本發(fā)明中使用固定時間參數(shù)作為詢問周期間隔，下一次通信詢問時間=本次通信詢問時間+詢問周期間隔參數(shù)。在我們的實驗中，將詢問周期間隔設定為ls，用戶可以根據(jù)需要自定義周期詢問間隔。節(jié)點在每個通信周期里的傳輸工作流程如圖5所示，具體包括如下步驟
1)接收節(jié)點根據(jù)初始化時建立的通信詢問調度表，廣播發(fā)送詢問幀，當發(fā)送節(jié)點在所設定的超時時間內接收到該詢問幀時，進入步驟2)，否則進入步驟3);這里可以具體分為三種情況[I ]發(fā)送節(jié)點未存儲接收節(jié)點的通信詢問調度表時，超時時間設置為5個通信周期時長，本發(fā)明實驗中的一個通信周期時長為ls，故此時的超時時間為5s U發(fā)送節(jié)點已存儲接收節(jié)點的通信詢問調度表時， 超時時間根據(jù)IEEE802. 15. 4標準中規(guī)定一個信標幀的超時時間進行設置；[3)發(fā)送節(jié)點沒有檢測到數(shù)據(jù)，那么一直處于睡眠狀態(tài)，此時沒有超時時間，而且發(fā)送節(jié)點一定不會接收到該詢問幀，故直接進入步驟3)；
2)判斷發(fā)送節(jié)點是否已經存儲了接收節(jié)點的通信詢問調度表，如果為是，則發(fā)送節(jié)點發(fā)送硬件確認幀HACK后，進入步驟4)，否則進入步驟5)；
3)如圖6所示，接收節(jié)點在所設定的超時時間到時，進入睡眠狀態(tài)，同時，判斷發(fā)送節(jié)點是否正處于睡眠狀態(tài)，如果是，則保持睡眠狀態(tài)，否則，在所設定的超時時間到時，進入睡眠狀態(tài)；完成上述操作后進入步驟6)；
4)如圖7所示，判斷接收節(jié)點是否接收到發(fā)送節(jié)點的硬件確認幀HACK，如是，則繼續(xù)保持喚醒狀態(tài)，否則，進入睡眠狀態(tài)；
41)發(fā)送節(jié)點開始發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)，當接收節(jié)點接收到發(fā)送節(jié)點檢測到的數(shù)據(jù)時，進入411)，當接收節(jié)點使用空閑信道評估(CCA)方法檢測到碰撞時，進入412)，當接收節(jié)點既沒有接收到數(shù)據(jù)也沒有檢測到碰撞，進入413);其中本發(fā)明實驗中使用空閑信道評估(CCA) 提供的模式I方法檢測碰撞，即接收節(jié)點在一定時間內(本發(fā)明方案中設置的時間為1ms， 用戶可以根據(jù)實際情況進行自定義設置)未接收到正確的幀首定界符，但通過CCA方法檢測到信道正在活動，就認為，此時發(fā)生了碰撞；
411)進入正常通信過程，然后判斷接收節(jié)點是否存儲了這些檢測到的數(shù)據(jù)中包含的數(shù)據(jù)發(fā)送調度表，如是，則直接回復不帶確認標識的數(shù)據(jù)確認幀后進入步驟6)，否則，就將這些檢測到的數(shù)據(jù)中包含的調度信息存儲到接收節(jié)點的鄰居鏈表里，然后在數(shù)據(jù)確認幀里添加確認標識并發(fā)送該數(shù)據(jù)確認幀后進入步驟6)；
412)接收節(jié)點立即睡眠，并在本次通信周期內，根據(jù)每個發(fā)送節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送調度表依次醒來，并接收發(fā)生碰撞的數(shù)據(jù)，由于發(fā)生碰撞，發(fā)送節(jié)點在所設定的超時時間內不能接收到接收節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)確認幀，因此，發(fā)送節(jié)點進入睡眠狀態(tài)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送調度表醒來發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)；完成上述操作后進入步驟6)；
413)接收節(jié)點和發(fā)送節(jié)點都進入睡眠狀態(tài)，完成上述操作后進入步驟6)；
5)如圖8所示，發(fā)送節(jié)點將接收節(jié)點發(fā)送的詢問幀里包含的接收節(jié)點的通信詢問調度表存儲到一個鄰居鏈表里，然后直接發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)，當接收節(jié)點接收到發(fā)送節(jié)點檢測到的數(shù)據(jù)時，進入51)，當接收節(jié)點使用空閑信道評估(CCA)方法檢測到碰撞時，進入52)， 當接收節(jié)點沒有接收到發(fā)送節(jié)點檢測到的數(shù)據(jù)也沒有檢測到碰撞時，進入53)；
51)進入正常通信過程，然后判斷接收節(jié)點是否存儲了這些檢測到的數(shù)據(jù)中包含的數(shù)據(jù)發(fā)送調度表，如是，則直接回復不帶確認標識的數(shù)據(jù)確認幀后進入步驟6)，否則，就將這些檢測到的數(shù)據(jù)中包含的調度信息存儲到接收節(jié)點的鄰居鏈表里，然后在數(shù)據(jù)確認幀里添加確認標識并發(fā)送該數(shù)據(jù)確認幀后進入步驟6)；
52)使用二進制指數(shù)退避方法進行數(shù)據(jù)重傳，即接收節(jié)點發(fā)送帶有退避時間的信標幀， 發(fā)送節(jié)點接收到所述信標幀后，在所述退避時間內隨機選擇一個時間重新發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)，完成上述操作后進入步驟6);本發(fā)明實驗中選取的基礎競爭窗口為31個時隙(slot)， 當重試計數(shù)器累增，競爭窗口即移至下一個2個指數(shù)倍數(shù)。當競爭窗口到達最大極限255 時就會維持該數(shù)字，直到它被重新設定；
53)接收節(jié)點和發(fā)送節(jié)點都進入睡眠狀態(tài)，完成上述操作后進入步驟6)；
6)等待通信周期到時，結束本通信周期的傳輸工作流程。本發(fā)明中，初始化時，數(shù)據(jù)發(fā)送調度表建立過程如果是發(fā)送節(jié)點，數(shù)據(jù)發(fā)送調度表會生成四個參數(shù)a，c，m和Xn。并采用線性同余法生成數(shù)據(jù)發(fā)送時間Xn+1，公式(I)所示
Xn+1= (aXn+c) mod m (I)
其中參數(shù)要求是O < m <接收節(jié)點通信詢問周期*1000，O <a<m,0^c<mo在本發(fā)明實驗中取a=21，c=7, m=750。X1JI為種子，取節(jié)點ID號為初始種子，得到的Xn+1會作為新種子進行下一次的計算，同時會更新數(shù)據(jù)發(fā)送調度表。得出的Xn+1單位為ms，需要將其換算為S，最終得到數(shù)據(jù)發(fā)送時間。值得注意的是，將m設置為小于接收節(jié)點通信詢問周期 *1000，是為了保證發(fā)送節(jié)點在每個接收節(jié)點的通信詢問周期至少可以進行一次通信。下面進行實驗測試，對比本發(fā)明方案與傳統(tǒng)技術方案的性能
實驗平臺NS2網絡仿真模擬器；
實驗場景50個節(jié)點隨機分布在1000*1000的區(qū)域內，其中網關節(jié)點在右上角；
網絡負載隨機觸發(fā)100次事件，事件感知半徑可變；
圖I為實驗場景，圖2為能耗測試結果，圖3為延時測試結果。從圖2和圖3中可以明顯看出，無論是能耗和傳輸延時，本發(fā)明方案都較傳統(tǒng)方案有顯著提高。從能耗的角度來看，隨著感知半徑的增大，本發(fā)明方案的能耗都在O. 5%以下，而傳統(tǒng)方案呈指數(shù)增長，最高達到2. 8% ;從延時方面來看，本發(fā)明方案都在4s以下，而傳統(tǒng)方案，最高延時已經達到9s。
權利要求
1.ー種無線傳感器網絡的突發(fā)流量負載傳輸方法，其特征在于，該方法首先對加入網絡的節(jié)點進行初始化，接收節(jié)點建立通信詢問調度表，發(fā)送節(jié)點建立數(shù)據(jù)發(fā)送調度表，然后根據(jù)所述接收節(jié)點建立的通信詢問調度表確定通信周期，節(jié)點在所述通信周期里進行傳輸工作流程，當ー個通信周期結束吋，如發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點正在通信，則判斷負載傳輸沒有完成，將發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點同時中斷通信，然后進入下一通信周期繼續(xù)進行傳輸工作流程，如發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點沒有通信，則判斷負載傳輸完成，然后直接進入下一通信周期繼續(xù)進行傳輸工作流程；節(jié)點在每個通信周期里的傳輸工作流程包括如下步驟1)接收節(jié)點根據(jù)初始化時建立的通信詢問調度表，廣播發(fā)送詢問幀，當發(fā)送節(jié)點在所設定的超時時間內接收到該詢問幀時，進入步驟2)，否則進入步驟3)；2)判斷發(fā)送節(jié)點是否已經存儲了接收節(jié)點的通信詢問調度表，如果為是，則發(fā)送節(jié)點發(fā)送硬件確認幀HACK后，進入步驟4)，否則進入步驟5)；3)接收節(jié)點在所設定的超時時間到時，進入睡眠狀態(tài)，同時，判斷發(fā)送節(jié)點是否正處于睡眠狀態(tài)，如果是，則保持睡眠狀態(tài)，否則，在所設定的超時時間到時，進入睡眠狀態(tài)；完成上述操作后進入步驟6);4)判斷接收節(jié)點是否接收到發(fā)送節(jié)點的硬件確認幀HACK，如是，則繼續(xù)保持喚醒狀態(tài)， 否則，進入睡眠狀態(tài)；41)發(fā)送節(jié)點開始發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)，當接收節(jié)點接收到發(fā)送節(jié)點檢測到的數(shù)據(jù)時，進入411 )，當接收節(jié)點使用空閑信道評估方法檢測到碰撞時，進入412 )，當接收節(jié)點既沒有接收到數(shù)據(jù)也沒有檢測到碰撞，進入413)；411)進入正常通信過程，然后判斷接收節(jié)點是否存儲了這些檢測到的數(shù)據(jù)中包含的數(shù)據(jù)發(fā)送調度表，如是，則直接回復不帶確認標識的數(shù)據(jù)確認幀后進入步驟6)，否則，就將這些檢測到的數(shù)據(jù)中包含的調度信息存儲到接收節(jié)點的鄰居鏈表里，然后在數(shù)據(jù)確認幀里添加確認標識并發(fā)送該數(shù)據(jù)確認幀后進入步驟6)；412)接收節(jié)點立即睡眠，并在本次通信周期內，根據(jù)每個發(fā)送節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送調度表依次醒來，并接收發(fā)生碰撞的數(shù)據(jù)；同時，發(fā)送節(jié)點進入睡眠狀態(tài)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送調度表醒來發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)；完成上述操作后進入步驟6)；413)接收節(jié)點和發(fā)送節(jié)點都進入睡眠狀態(tài)，完成上述操作后進入步驟6)；5)發(fā)送節(jié)點將所述接收節(jié)點發(fā)送的詢問幀里包含的接收節(jié)點的通信詢問調度表存儲到ー個鄰居鏈表里，然后直接發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)，當接收節(jié)點接收到發(fā)送節(jié)點檢測到的數(shù)據(jù)時，進入51)，當接收節(jié)點使用空閑信道評估方法檢測到碰撞時，進入52)，當接收節(jié)點沒有接收到發(fā)送節(jié)點檢測到的數(shù)據(jù)也沒有檢測到碰撞時，進入53)；51)進入正常通信過程，然后判斷接收節(jié)點是否存儲了這些檢測到的數(shù)據(jù)中包含的數(shù)據(jù)發(fā)送調度表，如是，則直接回復不帶確認標識的數(shù)據(jù)確認幀后進入步驟6)，否則，就將這些檢測到的數(shù)據(jù)中包含的調度信息存儲到接收節(jié)點的鄰居鏈表里，然后在數(shù)據(jù)確認幀里添加確認標識并發(fā)送該數(shù)據(jù)確認幀后進入步驟6)；52)使用ニ進制指數(shù)退避方法進行數(shù)據(jù)重傳，即接收節(jié)點發(fā)送帶有退避時間的信標幀， 發(fā)送節(jié)點接收到所述信標幀后，在所述退避時間內隨機選擇ー個時間重新發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)；完成上述操作后進入步驟6)；53)接收節(jié)點和發(fā)送節(jié)點都進入睡眠狀態(tài)，完成上述操作后進入步驟6)；6)等待通信周期到吋，結束本通信周期的傳輸工作流程。
2.根據(jù)權利要求I所述的無線傳感器網絡的突發(fā)流量負載傳輸方法，其特征在于，所述的初始化時建立的數(shù)據(jù)發(fā)送調度表采用線性同余法計算得到。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線傳感器網絡中適用于突發(fā)流量負載的數(shù)據(jù)傳輸方法，使用兩種不用的調度時間表，發(fā)送節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送調度表和接收節(jié)點通信詢問調度表，完成無線傳感器網絡突發(fā)流量負載應用的數(shù)據(jù)低功耗快速傳輸，利用發(fā)送節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送調度表，實現(xiàn)無碰撞的通信環(huán)境；利用接收節(jié)點通信詢問調度表，實現(xiàn)節(jié)點周期性的工作，降低能耗；在此基礎上，發(fā)送硬件確認幀后直接發(fā)送數(shù)據(jù)幀，減少數(shù)據(jù)傳輸延時。本發(fā)明充分利用了帶寬，實現(xiàn)了無碰撞傳輸環(huán)境，減少能耗，降低延時，最終使網絡性能得到全方位的提升。本發(fā)明提出的數(shù)據(jù)傳輸方法，不僅適用于突發(fā)流量負載場景，在低流量負載場景仍表現(xiàn)優(yōu)異。
文檔編號H04W72/12GK102612160SQ201210113650
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權日2012年4月18日
發(fā)明者劉昊, 劉野, 吳建輝, 蔣富龍 申請人:東南大學