水下传感器网络中提高控制信息发送成功率的方法
水下传感器网络中提高控制信息发送成功率的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水下传感器网络中提高控制信息发送成功率的方法。
【背景技术】
[0002] 水声传感器网络在海洋环境监测，灾难预警，军事侦察等方面均得到了广泛的应 用。但传感器网络中的节点工作在复杂的水声环境中。首先水声信道有着模型复杂，延时 长，传播速度小等固有缺陷，这些特点导致网络中的控制报文持续时间较长；其次真实海洋 环境中的节点会受到海浪运动的影响，其位置不能完全确定。这就使得节点间的距离和发 送时延会随海浪运动变化，具有较大的不确定性。而在无线通信中，发送接收双方准确的位 置（时延）信息是保证信息成功传输的关键。正是由于以上原因，在水下传感器网络中，控 制信息存在着较大的冲突碰撞的可能，发送成功率较低。
[0003]目前现有的水声通信协议很少涉及到节点位置的变化，协议在真实环境中的使用 效果不甚理想。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是考虑了节点位置不确定性的影响，提出一种水下传感器网络中提 高控制信息发送成功率的方法。本发明的技术方案如下：
[0005] 一种水下传感器网络中提高控制信息发送成功率的方法，包括下面几个方面：
[0006] (1)发送节点i在发送第i个节点的RTS报文之前已知自己和接收节点间的初始 距离Di及传输时延，V为声波在水中的传播速度； V
[0007] 设时延的最大变化范围为At，预测接收节点将在tilJiTS= tn KTS+(i_l) X (Tkts+2 A t)时刻开始接收第i个节点的RTS报文，其中Tkts为RTS报文持续 的时间，结合接收时间和时延，并考虑节点位置的不确定性，从而确定发送节点i开始发送 RTS报文的时间，tis KTS= t ir KTS- t才A t ;
[0008] (2)接收节点按照tirKTS=tlrKTS+ (i-1)X(Tkts+2AT)开始接收第i个RTS报文， 设第i个节点的RTS报文的真实到达时间分为。通过RTS报文的发送时间tisKTS和到 达时间tilJiTS'可确定发送节点i和接收节点间准确时延1：/ztinZ-tisJiTS;
[0009] (3)接收节点根据准确的时延f和DATA包的长度，安排接收DATA包的时间， 设接收节点准备在tirt)ATA开始接收第i发送节点的DATA报文，第i个节点的DATA报文的 到达时间为
【主权项】
1. 一种水下传感器网络中提高控制信息发送成功率的方法，包括下面几个方面： (1)发送节点i在发送第i个节点的RTS报文之前已知自己和接收节点间的初始距离 Di及传输时延
，V为声波在水中的传播速度；设时延的最大变化范围为△ τ，预测 接收节点将在Iil^s= t k ^+α-Ι) X (TKTS+2 Λ τ )时刻开始接收第i个节点的RTS报文， 其中Tkts为RTS报文持续的时间，结合接收时间和时延，并考虑节点位置的不确定性，从而 确定发送节点i开始发送RTS报文的时间t is_KTS= t ilJiTS- τ τ ; ⑵接收节点按照tir KTS= t lr KTS+(i_l) X (TKTS+2 Λ τ )开始接收第i个RTS报文，设第 i个节点的RTS报文的真实到达时间分为。通过RTS报文的发送时间tisKTS和到达时 间ti!·JiTS'确定发送节点i和接收节点间准确时延·^' (3)接收节点根据准确的时延τ i'和DATA包的长度，安排接收DATA包的时间，设接 收节点准备在tiri)ATA开始接收第i发送节点的DATA报文，第i个节点的DATA报文的到达 时间为
，，利用真实时延和DATA报文的到达时间，计算第i个发 送节点开始发送DATA报文的时间tis_DATA= t ilJATA- τ /。
【专利摘要】本发明涉及一种水下传感器网络中提高控制信息发送成功率的方法，包括：发送节点i在发送第i个节点的RTS报文之前已知自己和接收节点间的初始距离及传输时延；结合接收时间和时延，并考虑节点位置的不确定性，从而确定发送节点i开始发送RTS报文的时间；接收节点通过RTS报文的发送时间tis_RTS和到达时间tir_RTS′确定发送节点i和接收节点间准确时延；并安排接收DATA包的时间，利用真实时延和DATA报文的到达时间，计算第i个发送节点开始发送DATA报文的时间。本发明可以有效避免节点位置变化给报文发送带来的不利影响，同时高效利用时间资源。
【IPC分类】H04W24-02
【公开号】CN104540153
【申请号】CN201410751083
【发明人】金志刚, 李雅婧, 罗咏梅
【申请人】天津大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月9日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水下传感器网络中提高控制信息发送成功率的方法。
【背景技术】
[0002] 水声传感器网络在海洋环境监测，灾难预警，军事侦察等方面均得到了广泛的应 用。但传感器网络中的节点工作在复杂的水声环境中。首先水声信道有着模型复杂，延时 长，传播速度小等固有缺陷，这些特点导致网络中的控制报文持续时间较长；其次真实海洋 环境中的节点会受到海浪运动的影响，其位置不能完全确定。这就使得节点间的距离和发 送时延会随海浪运动变化，具有较大的不确定性。而在无线通信中，发送接收双方准确的位 置（时延）信息是保证信息成功传输的关键。正是由于以上原因，在水下传感器网络中，控 制信息存在着较大的冲突碰撞的可能，发送成功率较低。
[0003]目前现有的水声通信协议很少涉及到节点位置的变化，协议在真实环境中的使用 效果不甚理想。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是考虑了节点位置不确定性的影响，提出一种水下传感器网络中提 高控制信息发送成功率的方法。本发明的技术方案如下：
[0005] 一种水下传感器网络中提高控制信息发送成功率的方法，包括下面几个方面：
[0006] (1)发送节点i在发送第i个节点的RTS报文之前已知自己和接收节点间的初始 距离Di及传输时延，V为声波在水中的传播速度； V
[0007] 设时延的最大变化范围为At，预测接收节点将在tilJiTS= tn KTS+(i_l) X (Tkts+2 A t)时刻开始接收第i个节点的RTS报文，其中Tkts为RTS报文持续 的时间，结合接收时间和时延，并考虑节点位置的不确定性，从而确定发送节点i开始发送 RTS报文的时间，tis KTS= t ir KTS- t才A t ;
[0008] (2)接收节点按照tirKTS=tlrKTS+ (i-1)X(Tkts+2AT)开始接收第i个RTS报文， 设第i个节点的RTS报文的真实到达时间分为。通过RTS报文的发送时间tisKTS和到 达时间tilJiTS'可确定发送节点i和接收节点间准确时延1：/ztinZ-tisJiTS;
[0009] (3)接收节点根据准确的时延f和DATA包的长度，安排接收DATA包的时间， 设接收节点准备在tirt)ATA开始接收第i发送节点的DATA报文，第i个节点的DATA报文的 到达时间为
【主权项】
1. 一种水下传感器网络中提高控制信息发送成功率的方法，包括下面几个方面： (1)发送节点i在发送第i个节点的RTS报文之前已知自己和接收节点间的初始距离 Di及传输时延
，V为声波在水中的传播速度；设时延的最大变化范围为△ τ，预测 接收节点将在Iil^s= t k ^+α-Ι) X (TKTS+2 Λ τ )时刻开始接收第i个节点的RTS报文， 其中Tkts为RTS报文持续的时间，结合接收时间和时延，并考虑节点位置的不确定性，从而 确定发送节点i开始发送RTS报文的时间t is_KTS= t ilJiTS- τ τ ; ⑵接收节点按照tir KTS= t lr KTS+(i_l) X (TKTS+2 Λ τ )开始接收第i个RTS报文，设第 i个节点的RTS报文的真实到达时间分为。通过RTS报文的发送时间tisKTS和到达时 间ti!·JiTS'确定发送节点i和接收节点间准确时延·^' (3)接收节点根据准确的时延τ i'和DATA包的长度，安排接收DATA包的时间，设接 收节点准备在tiri)ATA开始接收第i发送节点的DATA报文，第i个节点的DATA报文的到达 时间为
，，利用真实时延和DATA报文的到达时间，计算第i个发 送节点开始发送DATA报文的时间tis_DATA= t ilJATA- τ /。
【专利摘要】本发明涉及一种水下传感器网络中提高控制信息发送成功率的方法，包括：发送节点i在发送第i个节点的RTS报文之前已知自己和接收节点间的初始距离及传输时延；结合接收时间和时延，并考虑节点位置的不确定性，从而确定发送节点i开始发送RTS报文的时间；接收节点通过RTS报文的发送时间tis_RTS和到达时间tir_RTS′确定发送节点i和接收节点间准确时延；并安排接收DATA包的时间，利用真实时延和DATA报文的到达时间，计算第i个发送节点开始发送DATA报文的时间。本发明可以有效避免节点位置变化给报文发送带来的不利影响，同时高效利用时间资源。
【IPC分类】H04W24-02
【公开号】CN104540153
【申请号】CN201410751083
【发明人】金志刚, 李雅婧, 罗咏梅
【申请人】天津大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月9日
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