通信路况动态感知介质访问控制方法技术

本发明专利技术涉及一种通信路况动态感知介质访问控制方法。一种通信路况动态感知介质访问控制方法，活动状态节点发送数据信标到sink节点，信标数据中包含该节点的id，并等待sink节点返回的信号；如果该节点的下一次苏醒间隔非常接近本地苏醒时间，则该节点等待其传输时隙；否则该节点进入睡眠模式，降低能量消耗，等待下一次的唤醒时间；如果经过多次的调度之后，sink节点根据与各节点的通信路由统计情况，对各节点的苏醒时隙进行调度获得下次的苏醒间隔。本发明专利技术经过多次计算调整之后，该系统的路由状态会逐步收敛，达到相对稳定状态；动态的调整路由访问以提高能量的有效利用，延长网络周期。

Dynamic Sensing Media Access Control Method for Communication Circuit Conditions

The invention relates to a communication road condition dynamic sensing medium access control method. A dynamic sensing medium access control method for communication road condition is presented. The active state node sends a data beacon to sink node, which contains the ID of the node and waits for the signal returned by the sink node. If the next wake-up interval of the node is very close to the local wake-up time, the node waits for its transmission slot. Otherwise, the node enters sleep mode and reduces energy consumption. Waiting for the next wake-up time; if after many times of scheduling, sink node according to the communication routing statistics with each node, the wake-up time slot of each node is scheduled to get the next wake-up interval. After several calculation and adjustment, the routing state of the system will gradually converge to a relatively stable state, and dynamically adjust the routing access to improve the effective utilization of energy and prolong the network cycle.

【技术实现步骤摘要】
通信路况动态感知介质访问控制方法
本专利技术涉及无无线体域网、传感器、无线通信、介质访问控制协议，尤其涉及一种通信路况动态感知介质访问控制方法。
技术介绍
无线体域网(wirelessbodyareanetwork,WBAN)是基于无线传感器网络，由可穿戴的生理参数传感器或植入到人体内的生物传感器以及移动设备共同组成的网络。随着传感器技术、通信技术和计算机技术的发展和进步，低功耗多功能的传感器得到了快速发展，具有感知能力、计算能量和通信能量的微型传感器节点开始出现。在网络的使用过程中，尤其是植入人体内部的传感器，设备的使用寿命是人们关注的重点内容之一，要延长网络的使用寿命，需要对传感器的能量消耗有所约束，通信活动主要受介质访问控制层(mediumaccesscontrol,MAC)协议的控制，如何设计高效的传输协议是该领域的一个重要研究方向。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：如何降低体域网中传感器节点能耗节省使体域网中传感器节点使用周期寿命延长。本专利技术的目的是提出一种通信路况动态感知介质访问控制方法，通过自适应算法，降低体域网中传感器节点数据传输衰减，并且降低节点能耗，从而延迟节点使用寿命。基于该目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种通信路况动态感知介质访问控制方法，其特征在于，步骤S1，活动状态节点发送数据信标到sink节点，信标数据中包含该节点的id，并等待sink节点返回的信号，包含对各节点的调度；步骤S2，如果该节点的下一次苏醒间隔非常接近本地苏醒时间，则该节点等待其传输时隙。否则该节点进入睡眠模式，降低能量消耗，等待下一次的唤醒时间；步骤S3，如果经过多次的调度之后，sink节点根据与各节点的通信路由统计情况，对各节点的苏醒时隙进行调度；在各个节点中，包含节点的路由记录组，以及自身的路由序列；通过对路由数组的数学期望计算，与一个相关器的平滑，考虑系统的自身时钟，获得下次的苏醒间隔。当无线体域网通信系统中，在刚开始运行的时间里，系统进行初始化。活动状态节点发送数据信标到sink节点，信标数据中包含该节点的id，并等待sink节点返回的信号，包含对各节点的调度。如果该节点的下一次苏醒间隔非常接近本地苏醒时间，则该节点等待其传输时隙。否则该节点进入睡眠模式，降低能量消耗，等待下一次的唤醒时间。进过多次的调度之后，sink节点根据与各节点的通信路由统计情况，对各节点的苏醒时隙进行调度。节点之间的通信达到收敛状态，使得空闲侦听最小化。进一步地，在步骤S1中，每个节点的下一苏醒时刻包含在传输的信标中，每一传输时隙，只有一个节点与sink节点进行通信。避免多个节点与sink通信造成信号干扰。进一步地，在所述步骤S3中，下一苏醒时刻的时间值为：WUInt(ti+1)＝WUInt(ti)+(u(ti)+e(ti))·trefU为更新因子，e为误差函数，tref为系统参考时钟。本专利技术的有益效果是：经过多次计算调整之后，该系统的路由状态会逐步收敛，达到相对稳定状态。对与动态路由情况下的基于对通信路由的感知，动态的调整路由访问以提高能量的有效利用，延长网络周期。附图说明图1是本专利技术动态感知通信算法示意图；图2是本专利技术实施例中感知层节点分布图。具体实施方式一种通信路况动态感知介质访问控制方法，步骤S1，活动状态节点发送数据信标到sink节点，信标数据中包含该节点的id，并等待sink节点返回的信号，包含对各节点的调度；每个节点的下一苏醒时刻包含在传输的信标中，每一传输时隙，只有一个节点与sink节点进行通信。步骤S2，如果该节点的下一次苏醒间隔非常接近本地苏醒时间，则该节点等待其传输时隙；否则该节点进入睡眠模式，降低能量消耗，等待下一次的唤醒时间；步骤S3，如果经过多次的调度之后，sink节点根据与各节点的通信路由统计情况，对各节点的苏醒时隙进行调度。图1所示，在各个节点中，包含节点的路由记录组，以及自身的路由序列；通过动态感知通信算法对路由数组的数学期望计算，与一个相关器的平滑，考虑系统的自身时钟，获得下次的苏醒间隔。下一苏醒时刻的时间值为：WUInt(ti+1)＝WUInt(ti)+(u(ti)+e(ti))·trefU为更新因子，e为误差函数，tref为系统参考时钟。本专利技术的实时方法如下：在体域网的中分为三个部分，分别是感知层，传输层与信息处理中心。在体域网中感知层的节点分布如图2所示：(1)在身体的耳朵、心脏、肩膀、手腕、膝盖与脚上分别安置耳端PPG、血压计、ECG、EMG、加速度计等数据传感器。(2)在胸口放置主sink节点控制器，在腿部放次级sink节点控制器。(3)传感器节点工作，收集生理信息，上半身传感器将数据发送给主sink控制节点，下半身传感器将数据发送给次sink控制节点。次sink控制节点接收数据后，做进一步处理，接着将数据发送给主sink控制节点。(4)主sink控制节点将收集的生理数据汇总，综合处理并判断。与移动设备进行通信，数据的交互。(5)个人移动设备通过Internet可以与医院或者用户家属进行数据的交流通信。以上实施例是供理解本专利技术之用，并非是对本专利技术的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变型，这些变化或变型应当理解为仍属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信路况动态感知介质访问控制方法，其特征在于，步骤S1，活动状态节点发送数据信标到sink节点，信标数据中包含该节点的id，并等待sink节点返回的信号，包含对各节点的调度；步骤S2，如果该节点的下一次苏醒间隔非常接近本地苏醒时间，则该节点等待其传输时隙；否则该节点进入睡眠模式，降低能量消耗，等待下一次的唤醒时间；步骤S3，如果经过多次的调度之后，sink节点根据与各节点的通信路由统计情况，对各节点的苏醒时隙进行调度；在各个节点中，包含节点的路由记录组，以及自身的路由序列；通过动态感知通信算法对路由数组的数学期望计算，与一个相关器的平滑，考虑系统的自身时钟，获得下次的苏醒间隔。

【技术特征摘要】
1.一种通信路况动态感知介质访问控制方法，其特征在于，步骤S1，活动状态节点发送数据信标到sink节点，信标数据中包含该节点的id，并等待sink节点返回的信号，包含对各节点的调度；步骤S2，如果该节点的下一次苏醒间隔非常接近本地苏醒时间，则该节点等待其传输时隙；否则该节点进入睡眠模式，降低能量消耗，等待下一次的唤醒时间；步骤S3，如果经过多次的调度之后，sink节点根据与各节点的通信路由统计情况，对各节点的苏醒时隙进行调度；在各个节点中，包含节点的路由记录组，以及自身的路由序列；通过动态感知通信算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东进，梁国锦，郭坤祺，刘丽慧，
申请(专利权)人：镇江巨星数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32