[发明专利]一种无线传感网介质访问控制优化方法

说明书

本发明公开一种无线传感网介质访问控制优化方法，在网络形成期，传感器节点建立邻居表对邻居节点的调度信息进行记录。在进入竞争时期后，本发明根据邻居表中已有的参与竞争节点个数、邻居表中节点总数和预测上次参加竞争节点个数对参与下次竞争的节点个数进行精确的判断。为了使传感器节点能够适应网络负载的变化，本发明使用动态的竞争窗口策略。该策略根据网络中节点数目的变化自适应地调整本节点的竞争窗口大小，有效减少冲突发生概率和空闲侦听时间，避免由于冲突和长时间的空闲侦听造成的能量消耗，具有网络生存时间长、时延小、数据包时延抖动小的特点，适用于负载变化频繁的大规模无线传感器网络和时延敏感的传感器网络应用。

技术领域

本发明属于网络通信领域，尤其涉及一种面向自适应时延平滑的无线传感网介质访问控制优化方法。

背景技术

S-MAC(Sensor MAC，传感器介质访问控制)协议中CW(Contention Window，竞争窗口)功能的目的是保证信道竞争的高效性，减少数据传输冲突。通过周期性侦听和睡眠的工作方式，结合流量自适应的侦听机制，降低能量消耗，减少传输时延，从而提供稳定、高质量的数据传输。

目前很多关于S-MAC协议的改进都是通过使用复杂的算法改变其基本运行机制，增加控制消息，达到降低时延和减少能耗的目的。其不足在于：忽略了传感器节点有限的存储和处理能力，难以在提供时延保障的情况下降低能量消耗。实际应用中，较高的网络流量负载极易导致传输冲突次数上升而造成局部网络能量消耗较快、丢包严重、节点间数据传输时延不均、时延抖动较大的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种面向自适应时延平滑的无线传感网介质访问控制优化方法。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种无线传感网介质访问控制优化方法，包括：在网络形成期，传感器节点建立邻居表对邻居节点的调度信息进行记录；在进入竞争时期后，根据所述邻居表中已有的参与竞争节点个数、邻居表中节点总数和预测上次参加竞争节点个数对参与下次竞争的节点个数进行判断，即，

其中，N(t+1)为评估得出的参加下次竞争的节点个数，N(t)为预测的上次参加竞争节点个数，β为邻居表中的竞争标志位为1的邻居节点个数，η为邻居表中保存的节点总数。

作为优选，根据网络中节点数目的变化自适应地调整本节点的竞争窗口大小，以退避计数器值作为自变量对竞争窗口进行优化网络时延的平滑处理，即，

其中，ECW表示节点为下次竞争设置的竞争窗口大小；C为常数，用于对竞争节点数目过大时可能产生的网络拥塞情况进行修正；N为竞争节点数目，M为与竞争节点数目动态变化相关的变量；θ为节点退避计数器的当前数值。

本发明的有益效果如下：

在进入竞争时期后，本发明根据邻居表中已有的参与竞争节点个数、邻居表中节点总数和预测上次参加竞争节点个数对参与下次竞争的节点个数进行精确的判断。为了使传感器节点能够适应网络负载的变化，本发明使用动态的竞争窗口策略。该策略根据网络中节点数目的变化自适应地调整本节点的竞争窗口大小，有效减少冲突发生概率和空闲侦听时间，避免由于冲突和长时间的空闲侦听造成的能量消耗，具有网络生存时间长、时延小、数据包时延抖动小的特点，适用于负载变化频繁的大规模无线传感器网络和时延敏感的传感器网络应用。

附图说明

图1为本发明的一种基于时延平衡优化的无线传感网介质访问控制方法在传感器网络竞争时期可能出现的各种情况实例说明图。

具体实施方式