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一種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)時(shí)間同步的低能耗休眠偵聽(tīng)方法

文檔序號(hào):7601319閱讀:153來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:一種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)時(shí)間同步的低能耗休眠偵聽(tīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)時(shí)間 同步的低能耗休眠偵聽(tīng)方法。
背景技術(shù)
無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量小型傳感器節(jié)點(diǎn)組成,是集數(shù)據(jù)采 集、處理、融合、傳遞及通信功能于一體的分布式自組織網(wǎng)絡(luò)。隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的 成熟,其相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展,以及傳感器節(jié)點(diǎn)制作工藝的不斷提高,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng) 應(yīng)用于越來(lái)越廣泛的領(lǐng)域,不僅可以用于一般的環(huán)境監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集,如溫室環(huán)境監(jiān)控、生 態(tài)區(qū)環(huán)境監(jiān)控、動(dòng)植物習(xí)性監(jiān)測(cè)等,而且可以用于核電站溫度控制、空間站電路監(jiān)控、化學(xué) 實(shí)驗(yàn)空氣安全監(jiān)測(cè)、礦井瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)等穩(wěn)定性、安全性要求極高的領(lǐng)域。由于網(wǎng)絡(luò)所處環(huán) 境多變惡劣,供能不方便,因此,在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用的同時(shí),怎樣節(jié)省節(jié)點(diǎn)能耗,從 而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間,一直是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題。由于節(jié)點(diǎn)的無(wú)線射 頻模塊不但在傳輸和接收狀態(tài)下消耗能量最多,而且在空閑狀態(tài)下也因?yàn)橄谋容^多的能 量而使運(yùn)行昂貴。因此,大多數(shù)現(xiàn)有的節(jié)能技術(shù)的主要研究方向是如何精確管理無(wú)線射頻 模塊的開(kāi)關(guān),使無(wú)線射頻模塊盡可能處于休眠狀態(tài),從而節(jié)省能量。目前,應(yīng)用比較廣的節(jié)能技術(shù)一般都是基于能量管理的休眠式節(jié)能方法,其中一 個(gè)是使用同步休眠的能量管理方法,比如S-MAC,T-MAC, U-MAC等;而另外一個(gè)是使用異步 休眠的能量管理方法,以異步低能耗偵聽(tīng)為代表。同步休眠的能量管理方法的主要思想是通過(guò)使節(jié)點(diǎn)周期性醒來(lái)和休眠來(lái)減少空 閑狀態(tài)時(shí)間,使無(wú)線射頻模塊低占空比運(yùn)行,從而達(dá)到節(jié)點(diǎn)能的目的。這種節(jié)能方法要求相 鄰節(jié)點(diǎn)間同步或全網(wǎng)同步。通過(guò)在相鄰節(jié)點(diǎn)或全網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)相同的休眠/醒來(lái)調(diào)度 表,一方面允許節(jié)點(diǎn)周期性的進(jìn)入休眠狀態(tài)以節(jié)能,另一方面確保相鄰節(jié)點(diǎn)或所有節(jié)點(diǎn)同 步醒來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的傳輸。但是由于休眠/醒來(lái)調(diào)度表通常是預(yù)先設(shè)定的,因此在沒(méi)有數(shù) 據(jù)包需要傳輸時(shí)節(jié)點(diǎn)仍會(huì)醒來(lái)一段時(shí)間,這樣就會(huì)影響節(jié)能效果。異步休眠的能量管理方法的主要思想是通過(guò)增加前導(dǎo)的長(zhǎng)度把接收節(jié)點(diǎn)的成本 轉(zhuǎn)移到發(fā)送節(jié)點(diǎn)。在這種方法中,網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)無(wú)需保持同步的休眠/醒來(lái)調(diào)度。在一個(gè) 周期內(nèi),節(jié)點(diǎn)以極短的時(shí)間醒來(lái)偵聽(tīng)信道,若發(fā)現(xiàn)信道忙,則保持醒來(lái)狀態(tài)以接收可能發(fā)給 自己的數(shù)據(jù)包,否則立即進(jìn)行休眠狀態(tài);當(dāng)有數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí),節(jié)點(diǎn)首先發(fā)送一個(gè)大于休眠周 期的喚醒前導(dǎo)以確保喚醒休眠的目的節(jié)點(diǎn),然后再發(fā)送數(shù)據(jù)包。與前一種方法不同的是
1)該方法不需要統(tǒng)一的調(diào)度,網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)異步獨(dú)立地進(jìn)行周期性的休眠/醒來(lái)操
作;
2)在一個(gè)休眠/醒來(lái)周期內(nèi),節(jié)點(diǎn)保持醒來(lái)的時(shí)間由通信需求而定,在無(wú)通信需求 時(shí)醒來(lái)時(shí)間非常的短,幾乎可忽略。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了一定程度上的按需休眠與醒來(lái),無(wú)數(shù)據(jù)包收發(fā)需求的節(jié) 點(diǎn)的休眠效率很高,節(jié)能明顯,而其不足是發(fā)送方需要多發(fā)送一個(gè)長(zhǎng)喚醒前導(dǎo),因此要消耗更多的能量。公開(kāi)號(hào)為CN101282335,
公開(kāi)日為2008年10月8日的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種低 負(fù)載無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層監(jiān)聽(tīng)休眠方法,包括節(jié)點(diǎn)建立同步調(diào)度表階段以及采用EmMAC 工作機(jī)制的節(jié)點(diǎn)正常工作階段;節(jié)點(diǎn)在正常工作階段中當(dāng)喚醒定時(shí)器觸發(fā)時(shí)開(kāi)啟射頻進(jìn) 行信道檢測(cè),而發(fā)送節(jié)點(diǎn)若要發(fā)送數(shù)據(jù),必須在EmMAC周期之前提前醒來(lái);EmMAC工作機(jī)制 將MAC層分為CSMA分層和EmMAC分層;該發(fā)明通過(guò)全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)使用同步睡眠喚醒機(jī)制、短前 導(dǎo)包、偽前導(dǎo)域機(jī)制和二段信道載波監(jiān)聽(tīng),使得節(jié)點(diǎn)的空閑時(shí)間減少,睡眠時(shí)間大為增加, 同時(shí)調(diào)度表只記載本節(jié)點(diǎn)的剩余時(shí)間域,并在數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)引入了各種低功耗技術(shù)如沖突避 免、超時(shí)處理、串音避免等,從而使該發(fā)明大大提高了節(jié)能率,達(dá)到超低功耗的設(shè)計(jì)目標(biāo)。但是,由于其采用全局同步的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)同步睡眠喚醒機(jī)制,因此在網(wǎng)絡(luò)層數(shù)多 的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中存在著層數(shù)越深節(jié)點(diǎn)同步精度越低的現(xiàn)象,影響短前導(dǎo)的長(zhǎng)度;在具體 應(yīng)用中,為了提高節(jié)點(diǎn)同步精度,節(jié)點(diǎn)不得不增加專用同步包的發(fā)送次數(shù),從而增加通信能
^^ ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)時(shí)間同步的低能耗休 眠偵聽(tīng)方法,該方法通過(guò)建立相對(duì)同步表,實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)同步并預(yù)測(cè)接收節(jié)點(diǎn)醒來(lái)時(shí) 間,縮短發(fā)送節(jié)點(diǎn)的發(fā)送前導(dǎo),降低發(fā)送節(jié)點(diǎn)的傳輸能耗,從而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。為解決上技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明方法包括以下兩個(gè)階段,即新節(jié)點(diǎn)建立相對(duì)同步表階 段和節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包預(yù)測(cè)傳輸階段。在新節(jié)點(diǎn)建立相對(duì)同步表階段,新節(jié)點(diǎn)首先以長(zhǎng)喚醒前導(dǎo)方式廣播請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò) 包,獲取鄰居節(jié)點(diǎn)的同步信息;然后根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)的同步信息估算時(shí)鐘偏移,并對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn) 的多組同步信息進(jìn)行線性擬合,估算時(shí)鐘漂移;最后將鄰居節(jié)點(diǎn)的休眠周期和估算的時(shí)鐘 偏移、時(shí)鐘漂移保存在相對(duì)同步表中。其中,為保證所有鄰居節(jié)點(diǎn)接收到同步包,節(jié)點(diǎn)采用 大于節(jié)點(diǎn)休眠周期的長(zhǎng)喚醒前導(dǎo)進(jìn)行同步包的廣播。在節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包預(yù)測(cè)傳輸階段,節(jié)點(diǎn)首先根據(jù)建立好的相對(duì)同步表實(shí)現(xiàn)與目的節(jié)點(diǎn) 的相對(duì)同步,然后依據(jù)目的節(jié)點(diǎn)的休眠周期預(yù)測(cè)其下一次醒來(lái)時(shí)間并設(shè)定好傳輸定時(shí)器, 最后當(dāng)傳輸定時(shí)器觸發(fā)時(shí)以短前導(dǎo)發(fā)送數(shù)據(jù)包。其中,短前導(dǎo)的長(zhǎng)度略長(zhǎng)于偵聽(tīng)時(shí)間而又 覆蓋接收節(jié)點(diǎn)的信道偵聽(tīng)時(shí)間。上述新節(jié)點(diǎn)建立相對(duì)同步表的步驟為
1)新節(jié)點(diǎn)先發(fā)送一個(gè)大于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)休眠周期的長(zhǎng)喚醒前導(dǎo),然后再?gòu)V播發(fā)送 一個(gè)請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)包,并等待設(shè)定的時(shí)間;
2)判斷在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)是否收到帶有鄰居同步信息的同步包,如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi) 收到帶有鄰居同步信息的同步包,則根據(jù)同步包建立相對(duì)同步表并保存鄰居節(jié)點(diǎn)的時(shí)間信 息,實(shí)現(xiàn)與鄰居節(jié)點(diǎn)的相對(duì)同步,然后周期性廣播自身同步信息;如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有 收到帶有鄰居同步信息的同步包,則再次發(fā)送請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)包,重復(fù)本步驟;
3)當(dāng)發(fā)送請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)包的數(shù)量達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí),則新節(jié)點(diǎn)認(rèn)為全網(wǎng)內(nèi)沒(méi)有與其 相鄰的節(jié)點(diǎn),停止發(fā)送請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)包,以自身作為網(wǎng)絡(luò)第一個(gè)節(jié)點(diǎn),周期性廣播自身同步 fn息ο
作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述的帶有鄰居同步信息的同步包的格式為 [前導(dǎo)I描述符I數(shù)據(jù)域I同步信息域I CRC]
所述同步信息域包括發(fā)送節(jié)點(diǎn)休眠周期的同步信息和節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)間的同步信息。上述節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包預(yù)測(cè)傳輸?shù)牟襟E為
1)節(jié)點(diǎn)先根據(jù)相對(duì)同步表查找目的節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘偏移和漂移,實(shí)現(xiàn)與目的節(jié)點(diǎn)的相對(duì)同

少;
2)根據(jù)目的節(jié)點(diǎn)的休眠周期和最近一次醒來(lái)時(shí)間預(yù)測(cè)目的節(jié)點(diǎn)的下一次醒來(lái)時(shí)間,設(shè) 置傳輸定時(shí)器;
3)當(dāng)傳輸定時(shí)器觸發(fā)時(shí)開(kāi)啟無(wú)線射頻模塊,以短前導(dǎo)傳輸數(shù)據(jù)包。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1)采用短前導(dǎo)傳輸數(shù)據(jù)包,減少發(fā)送節(jié)點(diǎn)能耗;
本發(fā)明通過(guò)新節(jié)點(diǎn)建立的相對(duì)同步表,實(shí)現(xiàn)與鄰居節(jié)點(diǎn)的相對(duì)同步,并結(jié)合目的節(jié)點(diǎn) 的休眠周期預(yù)測(cè)其最近一次醒來(lái)時(shí)間,以短前導(dǎo)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的傳輸,減少發(fā)送節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù) 包傳輸能量,達(dá)到本發(fā)明實(shí)現(xiàn)發(fā)送節(jié)點(diǎn)最大限度節(jié)能和延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間的目的;
2)采用相對(duì)同步表,減少同步開(kāi)銷;
本發(fā)明在新節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)階段提出并建立了相對(duì)同步表,其中包括鄰居節(jié)點(diǎn)的最近一 次醒來(lái)時(shí)間、鄰居節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘偏移和時(shí)鐘漂移、鄰居節(jié)點(diǎn)休眠周期四項(xiàng)內(nèi)容。利用這些信 息,節(jié)點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)與鄰居節(jié)點(diǎn)的相對(duì)同步,從而減少發(fā)送節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)的同步次數(shù),降低發(fā) 節(jié)點(diǎn)的同步開(kāi)銷,達(dá)到本發(fā)明延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間的目的;
3)采用MAC層采樣技術(shù)生成同步包,提高同步精度;
本發(fā)明在發(fā)送節(jié)點(diǎn)廣播同步包時(shí)采用MAC層采樣技術(shù),在MAC層將同步信息嵌入到即 將發(fā)送的同步包,消除同步包在發(fā)送節(jié)點(diǎn)中的處理延遲,提高同步精度。綜上所述,本發(fā)明節(jié)省節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包發(fā)送過(guò)程中的能量開(kāi)銷,使得發(fā)送節(jié)點(diǎn)的空閑 時(shí)間大為減少,休眠時(shí)間大為增加,節(jié)省了巨大的通信開(kāi)銷,最終達(dá)到本發(fā)明實(shí)現(xiàn)發(fā)送節(jié)點(diǎn) 最大限度節(jié)能的目的。


圖1是新節(jié)點(diǎn)建立相對(duì)同步表的工作示意圖。圖2是節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包傳輸?shù)墓ぷ魇疽鈭D。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明一種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)時(shí)間同步的低能耗休眠偵聽(tīng)方法在具休實(shí)施時(shí) 首先要使新節(jié)點(diǎn)在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中建立相對(duì)同步表,其中相對(duì)同步表包括鄰居節(jié)點(diǎn)的最近 一次醒來(lái)時(shí)間、鄰居節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘偏移和時(shí)鐘漂移、鄰居節(jié)點(diǎn)休眠周期四項(xiàng)內(nèi)容,依據(jù)這些內(nèi) 容可實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)同步;然后對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的醒來(lái)時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè),以最小喚醒前導(dǎo)實(shí)現(xiàn) 與目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包傳輸,從而達(dá)到降低發(fā)送節(jié)點(diǎn)能耗的目的。如圖1所示,節(jié)點(diǎn)B、C為新加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。在新節(jié)點(diǎn)B、C建立相對(duì)同步表階段, 節(jié)點(diǎn)A采用長(zhǎng)前導(dǎo)的方式廣播自身同步信息,實(shí)現(xiàn)與節(jié)點(diǎn)B、C的相對(duì)時(shí)間同步。其具體步驟如下
1)在收到節(jié)點(diǎn)B、C的請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)包后,節(jié)點(diǎn)A依據(jù)本地時(shí)鐘在同步包中嵌入最近 一次醒來(lái)時(shí)間&,然后以大于節(jié)點(diǎn) 休眠周期的長(zhǎng)前導(dǎo)廣播該同步包,確保新節(jié)點(diǎn)B、C都能收到該廣播消息;
2)節(jié)點(diǎn)B、C收到節(jié)點(diǎn)A的同步包后,從中提取節(jié)點(diǎn)A的最近醒來(lái)時(shí)間I;,然后分別
估算對(duì)應(yīng)的本地時(shí)間A、A和時(shí)鐘偏移ojfels、Sjfeie ,最后分別建立相對(duì)同步表存儲(chǔ)這 些同步信息和節(jié)點(diǎn)A的休眠周期,實(shí)現(xiàn)與節(jié)點(diǎn)A的相對(duì)同步。為了降低同步能耗,在建立相對(duì)同步表階段節(jié)點(diǎn)B、C還估算了與節(jié)點(diǎn)A的時(shí)鐘漂 移。以節(jié)點(diǎn)B為例,假設(shè)接收到一個(gè)同步包后節(jié)點(diǎn)B獲得一個(gè)同步點(diǎn)P,其中同步點(diǎn)P由
&、L組成,且經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,節(jié)點(diǎn)B獲得i個(gè)同步點(diǎn)〖巧,P2,...,巧},其中6 = ( , ),
1化k ’則節(jié)點(diǎn)B可依據(jù)這λ個(gè)同步點(diǎn)估算時(shí)鐘漂移sfew
, TAk — T&—qffset& smw =-=-
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Vτ V (ψ -ψ \ 龍中 ZjiS _ ZjK1M iM)
Tm= ‘推化=^
$為節(jié)點(diǎn)B的平均對(duì)應(yīng)時(shí)間,為節(jié)點(diǎn)A、B間的平均時(shí)鐘偏移。如圖2所示,在建立相對(duì)同步表后,需要發(fā)送數(shù)據(jù)包的節(jié)點(diǎn)依據(jù)相對(duì)同步表對(duì)接 收節(jié)點(diǎn)的下一次醒來(lái)時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè),以最小前導(dǎo)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的傳輸。其中 是接收節(jié)點(diǎn)的
一次醒來(lái)時(shí)間;Τ2是發(fā)送節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包產(chǎn)生的時(shí)間·χ是接收節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)ζ的時(shí)間;
石是發(fā)送節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包傳輸?shù)臅r(shí)間.X是接收節(jié)點(diǎn)的醒來(lái)時(shí)間,也是接收節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)
的時(shí)間,則具體實(shí)施步驟如下
1)發(fā)送節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與接收節(jié)點(diǎn)的相對(duì)同步,即將發(fā)送節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包產(chǎn)生時(shí)間τ轉(zhuǎn)換為接
收節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)時(shí)間名,即
T2 = + T_ + sksW * (T2 - )
其中^為接收節(jié)點(diǎn)與發(fā)送節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)鐘平均偏移量;為發(fā)送節(jié)點(diǎn)的平均采
樣時(shí)間,即發(fā)送節(jié)點(diǎn)的平均接收時(shí)間戳;Stew為節(jié)點(diǎn)間的時(shí)鐘漂移量。2) 根據(jù)接收節(jié)點(diǎn)的休眠周期和醒來(lái)時(shí)間采樣,發(fā)送節(jié)點(diǎn)估算接收節(jié)點(diǎn)下一次醒 來(lái)時(shí)間穴距勾的時(shí)間差&
Δ =
其中P為接收節(jié)點(diǎn)的休眠周期。
3)發(fā)送節(jié)點(diǎn)預(yù)測(cè)接收節(jié)點(diǎn)的下次醒來(lái)時(shí)間駕
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)時(shí)間同步的低能耗休眠偵聽(tīng)方法,其特征在于該方法包括 新節(jié)點(diǎn)建立相對(duì)同步表和節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包預(yù)測(cè)傳輸;所述的新節(jié)點(diǎn)建立相對(duì)同步表的具體方法為新節(jié)點(diǎn)先發(fā)送一個(gè)大于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)休眠周期的長(zhǎng)喚醒前導(dǎo),然后再?gòu)V播發(fā)送一個(gè) 請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)包,并等待設(shè)定的時(shí)間;判斷在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)是否收到帶有鄰居同步信息的同步包,如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)收到 帶有鄰居同步信息的同步包,則根據(jù)同步包建立相對(duì)同步表并保存鄰居節(jié)點(diǎn)的時(shí)間信息, 實(shí)現(xiàn)與鄰居節(jié)點(diǎn)的相對(duì)同步,然后周期性廣播自身同步信息;如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收 到帶有鄰居同步信息的同步包,則再次發(fā)送請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)包并重復(fù)本步驟;當(dāng)發(fā)送請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)包的數(shù)量達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí),則新節(jié)點(diǎn)認(rèn)為全網(wǎng)內(nèi)沒(méi)有與其相 鄰的節(jié)點(diǎn),停止發(fā)送請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)包,以自身作為網(wǎng)絡(luò)第一個(gè)節(jié)點(diǎn),周期性廣播自身同步信 息;所述的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包預(yù)測(cè)傳輸?shù)木唧w方法為4)節(jié)點(diǎn)先根據(jù)相對(duì)同步表查找目的節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘偏移和漂移,實(shí)現(xiàn)與目的節(jié)點(diǎn)的相對(duì)同止少;5)根據(jù)目的節(jié)點(diǎn)的休眠周期和最近一次醒來(lái)時(shí)間預(yù)測(cè)目的節(jié)點(diǎn)的下一次醒來(lái)時(shí)間,設(shè) 置傳輸定時(shí)器;6)當(dāng)傳輸定時(shí)器觸發(fā)時(shí)開(kāi)啟無(wú)線射頻模塊,以短前導(dǎo)傳輸數(shù)據(jù)包。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)時(shí)間同步的低能耗休眠偵聽(tīng)方法, 其特征在于步驟2)中所述的相對(duì)同步表中記錄了鄰居節(jié)點(diǎn)的最近一次醒來(lái)時(shí)間、鄰居節(jié) 點(diǎn)的時(shí)鐘偏移和時(shí)鐘漂移、鄰居節(jié)點(diǎn)休眠周期。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)時(shí)間同步的低能耗休眠偵聽(tīng)方法, 其特征在于步驟2)中所述的帶有鄰居同步信息的同步包的格式為[前導(dǎo)I描述符I數(shù)據(jù)域I同步信息域I CRC]。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)時(shí)間同步的低能耗休眠偵聽(tīng)方法, 其特征在于所述的同步包格式中的同步信息域包括發(fā)送節(jié)點(diǎn)休眠周期的同步信息和節(jié)點(diǎn) 發(fā)送時(shí)間的同步信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)時(shí)間同步的低能耗休眠偵聽(tīng)方法。傳統(tǒng)的方法能耗普遍較高。本發(fā)明在新節(jié)點(diǎn)建立相對(duì)同步表階段,新節(jié)點(diǎn)首先廣播請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)包,獲取鄰居節(jié)點(diǎn)的同步信息;然后估算時(shí)鐘偏移,并對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn)的多組同步信息進(jìn)行線性擬合,估算時(shí)鐘漂移;最后將鄰居節(jié)點(diǎn)的休眠周期和估算的時(shí)鐘偏移、時(shí)鐘漂移保存在相對(duì)同步表中。在節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包預(yù)測(cè)傳輸階段,節(jié)點(diǎn)首先根據(jù)建立好的相對(duì)同步表實(shí)現(xiàn)與目的節(jié)點(diǎn)的相對(duì)同步,然后依據(jù)目的節(jié)點(diǎn)的休眠周期預(yù)測(cè)其下一次醒來(lái)時(shí)間并設(shè)定好傳輸定時(shí)器,最后當(dāng)傳輸定時(shí)器觸發(fā)時(shí)以短前導(dǎo)發(fā)送數(shù)據(jù)包。本發(fā)明節(jié)省節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包發(fā)送過(guò)程中的能量開(kāi)銷,使得發(fā)送節(jié)點(diǎn)的空閑時(shí)間減少,休眠時(shí)間增加。
文檔編號(hào)H04W56/00GK102083183SQ201110053798
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者萬(wàn)健, 張偉, 徐向華, 羅鑫 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)
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