[发明专利]一种基于优先级的无线纳米传感器网络动态接入方法

摘要

一种基于优先级的无线纳米传感器网络动态接入方法，通过接入节点与中继节点的低复杂度互动步骤以及中继节点上的简单计算来完成接入节点的接入控制，包括以下过程接入节点通过发送一个带有优先级系数的接入请求控制包来通知中继节点有新的数据流需要中继，中继节点一旦收到接入请求控制包，根据该接入节点的优先级与总优先级的比值公式计算接入节点开始发送时间和连续发送比特数并通过回复一个控制包来通知该接入节点，其中，中继节点基于优先级确定接入节点开始发送时间和连续发送比特数是本发明的核心。本发明非常适用于处理能力较低的纳米传感器节点，可以避免无线纳米传感器网络中节点的发送冲突。

主权项

一种基于优先级的无线纳米传感器网络动态接入方法，其特征在于：所述动态接入控制方法包括以下步骤：1)接入节点操作，过程如下：(1.1)给中继节点发送一个包含了优先级参数Pn的接入请求控制包，来通知中继节点本节点有数据流要发往中继节点，其中，Pn为一个正整数值，值越大表示优先级越高；(1.2)接收来自中继节点的回复控制包，然后从该回复控制包中读出中继节点所指定开始发送时刻ti和连续发送比特个数Ni，ti和Ni是由中继节点确定好并写入回复控制包里的参数值，其中，下标i是中继节点存储记录有MAC地址的第i个接入节点的编号；(1.3)在时刻ti开始，以T为周期，在每个周期的开始时刻连续发送Ni个比特符号，周期内发送完这Ni个比特符号后的剩余T‑Ni×Ts时间内不发送任何比特符号，即保持发送电路空闲，其中，TS是物理层发送一个调制符号所消耗的时间，T是根据网络时延要求预先设置好的值，T是TS的整数倍的值；(1.4)在数据发送过程中，如果某个周期的空闲时间内接收到来自中继节点的控制包，则跳到步骤(1.2)；2)中继节点操作，过程如下：(2.1)接收新的接入节点所发送的接入请求控制包，更新接入节点总个数参数n:n←n+1，n在网络开始部署或中继节点重启的时候初始化为0，从控制包中读取新接入节点的MAC地址并存储下来，并标记该接入节点为节点n，同时从该控制包中读取优先级参数并记为Pn，更新所有接入节点优先级之和参数PT:PT←PT+Pn，PT在网络开始部署或节点重启的时候初始化为0；(2.2)对于每个i∈{1,2···n}，计算符号速率以及连续发送比特个数如果Ni＜1，则跳到步骤(2.6)来结束操作并且不给接入节点回复任何控制包以表示拒绝其接入请求，并且执行参数更新PT←PT‑Pn和n←n‑1，如果Ni≥1则进行下一步操作；(2.3)对于每个i∈{1,2···n}，令ti＝ti‑1+ri‑1×Ts，其中r0＝0以及t0为下一个周期的开始时刻，ti是节点i下一个发送周期内开始发送比特符号的时刻；(2.4)对于每个i∈{1,2···n}，都生成一个新的控制包，该控制包包含比特开始发送时刻ti、连续发送比特个数Ni，然后将该控制包发送给接入节点i；(2.5)等待接收发自接入节点的数据包，当接收完任意某个接入节点i的所有信息后，令PT←PT‑Pi，并且删除所存储的该节点的MAC地址；然后将接入节点n标记为节点i，并且令n←n‑1；然后返回到步骤(2.2)；(2.6)结束。