[发明专利]认知无线传感器网络中基于网络特性的单天线MAC传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信技术领域的方法，具体是一种认知无线传感器网络中基于网络特性的单天线MAC传输方法。

背景技术

由于无线传感器网络所工作在的频段是未授权频段，目前越来越多的无线通信技术共享此频段，造成该频段越来越拥挤。认知无线电技术作为解决频谱资源受限的良好技术被引入到无线传感器网络中。认知无线传感器网络(CRSN)开始得到深入的研究，其中CRSN中的MAC协议设计是一个重点研究方向。

现有技术中公开了D.Cavalcanti，S.Das，Jianfeng Wang and K.Challapali的文献“Cognitive Radio based Wireless Sensor Networks(基于认知无线电技术的无线传感器网络)”，ICCCN，2008，pp.1-6和Ozgur B.Akan，Osman B.Karli，and Ozgur Ergul的文献“Cognitive Radio Sensor Networks(认知无线传感网)”，IEEE Network，July/August 2009，pp.34-40，它们都讲述了CRSN网络的设计观念和主要原则、网络的架构、潜在的优势以及技术上的问题和挑战。给出了CRSN网络设计的研究框架。

在对CRSN网络的MAC协议设计中，最关键的技术在于使得作为次用户的无线传感器网络节点在对主用户最小干扰或无干扰情况下接入可用信道完成通信。Shui G and Shen S的文献“A New Multi-Channel MAC Protocol Combined with On-Demand Routing for Wireless MeshNetworks(无线网状网络中一种新的结合按需路由的多信道MAC协议)”，CSSE，2008，pp.1-8，采用控制信道和数据信道分离的方法，通过对每个节点配备两个天线，及时地掌握控制信道和数据信道的使用情况，之后做出机会接入，完成数据传输。

现有技术中公开了Su Hang and Zhang Xi的文献“CREAM-MAC：An efficient Cognitive Radio-EnAbled Multi-Channel MAC Protocol for Wireless Networks(CREAM-MAC：无线网络中一种天线使能的高效的认知多信道MAC协议)”，WOWMOM，2008，pp.1-8，它采用每个节点配备一个天线和多个检测主用户信道的传感器来避免次用户之间以及主用户和次用户的相互碰撞，从而更好地利用多信道进行通信。

Jungmin So and Vaidya H的文献“Multi-channel mac for ad hoc networks：handling multi-channel hidden terminals using a single transceiver(自组织网络中的多信道MAC：使用一个单天线解决多信道隐藏终端问题)”，ACM，2004.222-233，采用了单天线的结构对多信道加以利用，并且很好地解决了多信道隐藏终端问题。但是它并没有对主用户加以考虑，而且需要严格的时钟同步。

Zhong Zhou，Zheng Peng，Jun-Hong Cui，Zaihan Jiang的文献“Handling Triple Hidden Terminal Problems for Multi-Channel MAC in Long-Delay Underwater Sensor Networks(解决水下长时延无线传感器网络中三种隐藏终端问题的多信道MAC协议)”，INFOCOM，2010，PP.1-5，本文同样使用具有单天线的节点来，通过一种联合检测的方法来克服三种不同的隐藏终端问题，避免了次用户之间的碰撞，对多信道实现了合理地接入。

综上所述，目前大部分的认知MAC协议并不能很好的直接的应用到CRSN中，主要原因是其中一些MAC要求节点具备多个天线，而由于低功耗的要求，无线传感器网络通常只允许节点配备单个天线；同时，目前的多信道MAC协议很少考虑主用户的影响，因此不能直接应用到与主用户共存的网络。

发明内容