The invention relates to a wireless sensor network technology, in particular to an adaptive medium access control method based on the preamble sense. This method supports sleep cognitive sensor wake-up mechanism, the use of pre listening and carrier sensing combining technology, can effectively solve the problem of conflict between cognitive sensor idle listening problems and cognitive sensor. In addition, the adaptive sensing and duty cycle adjustment strategy is proposed to realize the low power consumption of the cognitive sensor network on the premise of ensuring the full protection of the primary user. The invention can realize the low cost and reliable access to the authorized frequency band by the definition of the adaptive medium access control mechanism based on the preamble interception without the need of the common control channel.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线传感器网络技术,具体地说是一种基于前导侦听的认知传感网介质访问控制方法。
技术介绍
无线传感器网络中的设备大多工作在免授权的ISM频段。除无线传感器网络外,工作于ISM频段的无线设备还包括微波炉、射频识别RFID、无绳电话、蓝牙等。无线信道的开放共享特性使得上述无线设备会与无线传感器网络互相干扰,造成无线传感器网络传输可靠性的大幅下降,这为无线传感器网络的可靠传输带来了挑战。认知传感网将认知无线电理念融入无线传感器网络设计中,在实现对授权频段动态接入的同时,认知传感网也继承了传统无线传感器网络低成本、低能耗、多跳和分布式等特性。而决定认知传感网性能的关键点依然是介质访问控制(MediumAccessControl,MAC)方法的设计。传统无线传感器网络的MAC方法主要包括时分多址(TimeDivisionMultipleAccess,TDMA)、频分多址(FrequencyDivisionMultipleAccess,FDMA)、载波侦听多路访问(CarrierSensingMultipleAccess,CSMA)以及CSMA/TDMA混合方法等,这些方法仅考虑了在免授权频段的通信,一定程度上解决了传感节点之间的传输冲突问题。然而,认知传感网主要面向授权频段,除了解决认知传感器(CognitiveSensors,CSs)之间的冲突,还需要严格保护主用户(PrimaryUsers,PUs),实现CSs对PUs的透明传输。现有针对认知传感网MAC方法的研究主要集中于设计有效的频谱接入机制,具体包括频谱共享和机会频谱接入两类方法。其中,频谱共 ...
【技术保护点】
一种基于前导侦听的认知传感网介质访问控制方法,其特征在于,CS‑TX在每个休眠‑唤醒周期执行以下步骤,所述CS‑TX表示认知传感器的发送端:步骤1:CS‑TX检测其数据队列长度,当数据队列不为空时,CS‑TX执行步骤2;否则,执行步骤7;步骤2,频谱感知:CS‑TX检测PUs是否正在占用授权频段,当PUs未占用授权频段时,执行步骤3;否则,执行步骤7;所述PUs表示主用户;步骤3,载波监听:CS‑TX随机退避一段时间Δ后,进行载波监听,当载波监听结果显示信道未被占用时,CS‑TX执行步骤4;否则,CS‑TX竞争接入失败,将其占空比减半,执行步骤6;步骤4,发送前导码:CS‑TX传输数据前,首先发送一系列前导码,用以与CS‑RX建立通信链路,同时防止其它CS‑RX的空闲侦听;所述CS‑RX表示目的认知传感器的接收端;步骤5,数据传输:如果CS‑TX未收到CS‑RX对其前导码的确认ACK,则表示其前导码传输与PUs传输发生冲突,CS‑TX将其当前的频谱感知时间增大一倍,执行步骤6;否则,向CS‑RX发送数据,传输结束后,CS‑TX将频谱感知时间线性减小10%,占空比增加10%,执行步骤6; ...
【技术特征摘要】
1.一种基于前导侦听的认知传感网介质访问控制方法,其特征在于,CS-TX在每个休眠-唤醒周期执行以下步骤,所述CS-TX表示认知传感器的发送端:步骤1:CS-TX检测其数据队列长度,当数据队列不为空时,CS-TX执行步骤2;否则,执行步骤7;步骤2,频谱感知:CS-TX检测PUs是否正在占用授权频段,当PUs未占用授权频段时,执行步骤3;否则,执行步骤7;所述PUs表示主用户;步骤3,载波监听:CS-TX随机退避一段时间Δ后,进行载波监听,当载波监听结果显示信道未被占用时,CS-TX执行步骤4;否则,CS-TX竞争接入失败,将其占空比减半,执行步骤6;步骤4,发送前导码:CS-TX传输数据前,首先发送一系列前导码,用以与CS-RX建立通信链路,同时防止其它CS-RX的空闲侦听;所述CS-RX表示目的认知传感器的接收端;步骤5,数据传输:如果CS-TX未收到CS-RX对其前导码的确认ACK,则表示其前导码传输与PUs传输发生冲突,CS-TX将其当前的频谱感知时间增大一倍,执行步骤6;否则,向CS-RX发送数据,传输结束后,CS-TX将频谱感知时间线性减小10%,占空比增加10%,执行步骤6;步骤6,休眠:CS-TX关闭射频收发器,同时打开超时定时器进行计时,计时结束后重新唤醒该CS-...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑萌,许驰,张晓玲,梁炜,于海斌,
申请(专利权)人:中国科学院沈阳自动化研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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