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专利号: 2018108008902
申请人: 东北电力大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于流量自适应的无线传感器网络S-MAC协议优化方法,其特征是,它包括的内容有:多因素交叉控制的退避机制、基于流量自适应的占空比机制和基于流量自适应的功率控制机制,

1)所述的多因素交叉控制的退避机制

节点综合考虑了节点竞争信道失败次数、缓冲区队列长度和节点的剩余能量三个控制因素,当节点竞争信道失败次数越多时,节点接入信道的意愿越强烈,相应的节点的退避时间越小,且比缓冲区队列长度和节点的剩余能量有较高的优先级,当数据发生冲突时,节点重新根据节点竞争信道失败次数、缓冲区队列长度和节点的剩余能量三个控制因素得到其退避时间,直到数据发送成功,结束计算过程,退避时间Tbackoff表示为:其中,N为节点竞争信道失败次数;CW为竞争窗口值,根据节点周围邻居节点的个数来确定取值;η为权重因子;L为节点目前缓冲区队列长度值;Lmax为节点缓冲区队列长度最大值;Eresidual为节点当前的剩余能量;Einitial为节点的初始能量;TaSlot是由物理层决定的一个时隙的长度;

2)所述的基于流量自适应的占空比机制

选取网络平均流量因子作为控制因素,动态地调整节点的占空比,占空比Dnew表示为:其中,D为节点的初始占空比,设定为10%;Dmin为节点占空比的最小值;Dmax为节点占空比的最大值;L和H为网络平均流量因子l的两个阈值,其中L<H,网络平均流量因子l表示为:其中,Lmax节点缓冲区队列所能缓存数据包个数的最大值,Li为当节点i缓冲区队列中数据包的个数,n为节点周围邻节点的个数;

3)所述的基于流量自适应的功率控制机制

利用Friis公式和节点的接收功率门限值,求得两节点发送功率的最小值,这里选用一个指数函数与发送功率最小值相乘,指数函数的取值范围为1,2.71,其中在指数函数中引入网络平均流量因子作为控制因素,功率P表示为:P=min[Ptmin×e1-l,Pmax]    (4)

其中,Ptmin为节点利用Friis公式求得的两节点发送功率的最小值,l为网络平均流量因子,其取值为0≤l≤1,因此,e1-l的取值范围为1≤e1-l≤2.71,可取期间任意数值,Pmax为节点发送功率的最大值。