[发明专利]基于表机制利用传播时延的水声节点暴露终端解决方法

摘要

本发明公开了一种基于表机制利用传播时延的水声节点暴露终端解决方法。此方法基于握手机制，每个水声通信节点通过表机制的自学习来获取网络中的全局节点信息，规划网络中的传输任务。水声节点的表机制的自学习过程主要包含三个部分，分别是：表的初始化、表的存储以及表的更新。本发明提出的水声节点暴露终端解决方法优势在于基于表机制寻找网络中的暴露终端，能有效利用节点间的通信传播时延，来提高信道利用率，减少节点间的碰撞，从而提高网络的吞吐量，减小网络平均时延，提高水声通信网络质量。

主权项

1.一种基于表机制利用传播时延的水声节点暴露终端解决方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)为水声通信网络中的每个节点构建一个节点表，具体如下：(1.1)节点表的初始化：完成网络中各节点的时钟和坐标的同步；(1.2)节点表的存储：节点在水声网络中发送广播消息BI，广播消息中包含本节点的MAC地址以及MAC地址对应的坐标信息；网络中的节点接收到来自邻节点发来的广播消息后，将广播消息中携带的邻节点的MAC地址以及相应的坐标信息存储在自己的节点表中，本节点可以在节点表中查询到其所有的邻节点信息；(1.3)节点表的更新：在设定周期内，网络中的所有节点更新各自的广播消息BI，并将其广播至水声通信网络中，节点接收邻节点的广播消息后更新自身的节点表；(2)水声节点接收到来自发送节点的数据帧后，判断本节点的MAC地址是否与数据帧中携带的目的MAC地址匹配；如果匹配，则接收该数据帧；如果不匹配，节点不休眠，执行步骤(3)；(3)将数据帧中的目的MAC地址与本节点的节点表中存储的邻节点MAC地址对比，判断目的MAC地址是否在本节点的节点表中；如果目的节点在本节点的节点表中，则表示本节点与发送节点和接收节点互为邻节点，此时本节点进入休眠状态；如果目的节点不在本节点的节点表中，则表示目的节点不是本节点的邻节点，本节点判断为暴露终端，执行步骤(4)；(4)为了利用传播时延，同时避免本节点与其他节点的通信和发送节点与接收节点之间的通信发生碰撞，本节点需要在发送节点的RTS以及DATA包到来时处于空闲状态，其余时间都可与其他节点进行通信，具体为：(4.1)计算当来自其他节点的ACK包与来自发送节点的RTS以及DATA包发生碰撞时，本节点发送DATA包的禁止时间；(4.2)计算当来自其他节点的CTS包以及本节点发送的DATA包与来自发送节点的RTS以及DATA包发生碰撞时，本节点接收CTS包的禁止时间；(4.3)计算当本节点发送的RTS包与来自发送节点的RTS以及DATA包发生碰撞时，本节点发送RTS包的禁止时间；(4.4)结合步骤(4.1)和(4.2)中得到的本节点发送DATA包、接收CTS包的禁止时间，推导出本节点发送RTS包的禁止时间，再结合步骤(4.3)，得到本节点发送RTS包的所有禁止时间。