[发明专利]一种面向复杂环境应用的多优先级自适应信道接入方法

说明书

本发明提供了一种面向复杂环境应用的多优先级自适应信道接入方法，包括以下步骤：系统负载从0开始增加，优先级个数为n，数据接入信道在不同状态下将系统负载分为n+1个阶段。无退避阶段为阶段1：系统负载从0开始增加，直到成功概率降低到99％，得到信道最大信道接入负载；最低优先级退避阶段为阶段2：阶段2将最低优先级的数据从退避10％到100％全部退避，得到整个阶段2的信道接入负载与系统负载的关系。其余更高优先级退避阶段为阶段3至n+1：在各个阶段依次将当前优先级的数据从10％到100％全部退避，得到退避阶段时优先级n的成功概率与系统负载的关系。有效地提高复杂环境下高优先级业务的接收成功概率和降低业务平均时延。

技术领域

本发明属于无线传感器网络通信技术领域，尤其涉及一种面向复杂环境应用的多优先级自适应信道接入方法。

背景技术

复杂环境主要包括各种抢险救灾环境、强电磁干扰环境和弱信道连接环境。抢险救灾环境主要有地震、抗洪和救火环境，通信时延低，特效业务消息服务需求高是其必须的通信需求。强电磁干扰环境主要体现在变电站，其受电磁干扰严重，弱信道连接环境主要包括无人地区和地底矿区等。在复杂环境下通信，其中介质访问控制(Medium AccessControl,MAC)协议描述了数据链节点发送数据包时接入无线信道的规则，MAC协议性能的好坏将直接影响到整个数据链通信传输的能力。而业务接入信道方法的不同是区分是MAC协议的一种主要方法。

根据复杂环境下环境的特性，MAC协议需要满足支持多种业务服务，有些业务的信息传输概率不低于99％，并且其信息端到端时延最短。目前主流的MAC协议从业务接入信道方式的角度，可以分为基于调度类的MAC协议、基于竞争类的MAC协议和混合类的MAC协议。

基于调度类的MAC协议主要有TDMA协议和轮询类MAC协议，但是因为复杂环境下业务服务需求高，信道多变的特点，TDMA协议和轮询类MAC协议都需要频繁建立信道链路，会造成一定的信道资源浪费。基于竞争类的MAC协议主要有ALOHA协议和载波侦听型协议，但是因为ALOHA协议无法保证信道的分组不发生碰撞，载波侦听型协议需要频繁的侦听信道，由此现有的MAC协议的信道接入方法都不满足复杂环境下需求。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种面向复杂环境应用的多优先级自适应信道接入方法，能够有效的提高复杂环境下高优先级业务的接收成功概率和降低业务平均时延。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种面向复杂环境应用的多优先级自适应信道接入方法，包括以下步骤：

S1、确定优先级个数n，将系统负载L从0开始增加，并根据数据接入信道时的状态，确定系统负载L与信道接入负载CL的关系；

S2、根据所述系统负载L与信道接入负载CL的关系，确定针对系统负载L从0开始增加，直至业务接收成功率降低至99％时的最大信道接入负载CLm；

S3、根据所述最大信道接入负载CLm，将最低优先级的数据从退避10％至100％全部退避，得到最低优先级退避阶段的信道接入负载CL与系统负载L的关系；

S4、根据最低优先级退避阶段的信道接入负载CL与系统负载L的关系，得到退避阶段时优先级i的成功概率Pi与系统负载L的关系，完成面向复杂环境应用的多优先级自适应信道接入方法。