1.动态环境下的WBAN间信道分配方法,其特征在于,在第一层的传感器节点至sink节点之间的通信过程中,当只有一个无线体域网在环境中存在时,使用TDMA的方式根据各自节点的优先级对信道进行分配,避免传感器节点在向sink节点通信时相互之间产生干扰,若传感器节点处于相同的优先级,则由sink节点随机为其分配时隙,并记录接收到的来自各个传感器节点的信号强度;
在第二层的sink节点至服务中心的通信过程中,sink节点采用CSMA/CA方式在2.4Ghz频段与服务中心进行通信,此条件下,判断sink节点之间有无干扰:当两个sink节点之间的距离大于等于R’+R时,判断没有干扰,此时允许两个sink节点使用同一信道,与两个sink节点相关的无线体域网的传输都将触发服务中心接收器的载波感知,由服务中心随机为其分配信道,两个sink节点可以同时传输信息;R表示传感器最大通信半径,R’表示距离sink节点的最大距离;
当两个sink节点之间的距离小于R’+R时,判断产生干扰,此时,首先计算出服务中心和各sink节点之间的最短信道路径,在此最短信道路径下采用CSMA/CA的方式进行信道分配,并采用二进制指数退避算法维持信道稳定。
2.根据权利要求1所述的动态环境下的WBAN间信道分配方法,其特征在于,当有多个无线体域网存在于同一个狭小环境时,首先,由目标无线体域网判断是否受到干扰,判断的方法为:当双方的sink节点彼此之间的距离D小于四倍的传感器最大通信半径R且持续时间T大于Tth时,判定无线体域网双方产生干扰;然后,产生干扰的不同无线体域网的sink节点相互交换其时隙分配表和其传感器节点的信号强度,实现超帧同步。
3.根据权利要求2所述的动态环境下的WBAN间信道分配方法,其特征在于,还包括判断同时隙工作的sink节点是否受到干扰,判断的方法为:计算在相同时隙内通信的信干噪比(SINR),判断是否会对对应的sink节点产生干扰,若SINR
4.根据权利要求3所述的动态环境下的WBAN间信道分配方法,其特征在于,所述信干噪
2
比 其中σ表示加性高斯白噪声,Si为第i个sink节点的接收功率,I表示外部的干扰。
5.根据权利要求1所述的动态环境下的WBAN间信道分配方法,其特征在于,所述最短信道路径采用如下迪杰斯特拉方法计算得出:设G=(V,E)是一个带权有向图,把sink节点集合V分为两组A和B,将已经分配到信道的sink节点列入集合A,未分配到信道的sink节点列入集合B,按最短路径长度的递增次序依次把B中的sink节点加入A中,同时,从B中将其移除,直到遍历完B中所有的sink节点,在加入的过程中,总保持从服务中心到A中各sink节点的最短路径长度不大于从服务中心到B中任何sink节点的最短路径长度;
每个sink节点对应一个距离E,A中sink节点的距离E是指服务中心到此sink节点的最短路径长度,B中sink节点的距离是指从服务中心经过A中的sink节点为中继到此sink节点的当前最短路径长度。
6.根据权利要求1所述的动态环境下的WBAN间信道分配方法,其特征在于,所述二进制指数退避算法具体设计如下:S1.确定基本退避时间,将端到端的往返时间2t视为基本退避时间;
S2.定义参数k=min[冲突次数,10],k与冲突次数有关,冲突次数越多,k的值越大,最大不超过10;
k
S3.取离散整数集合[0,1,2,……,(2 ‑1)]中的一个随机数r,则等待时延为r倍的基本退避时间,即2rt;
S4.当冲突次数大于10后,则在[0,1,2,……,1023]中随机选取一个数作为r的取值。
7.根据权利要求1所述的动态环境下的WBAN间信道分配方法,其特征在于,在第二层的sink节点至服务中心的通信过程中,还包括控制sink节点的发射功率,以提升信道复用性和吞吐率。
8.根据权利要求7所述的动态环境下的WBAN间信道分配方法,其特征在于,所述控制sink节点发射功率的方法:服务中心根据接收到的无线体域网sink节点的信号强度与期望接收到的信号强度,对比得出偏差值e(k),通过离散的增量式PID算法控制对应的无线体域网sink节点发射功率:Δu(k)=Kp(e(k)‑e(k‑1))+Kie(k)+Kd(e(k)‑2e(k‑1)+e(k‑2))Kp、Ki、Kd分别表示比例项、微分项、积分项,e(k‑i)表示前i轮所接收到的信号强度偏差,Δu(k)为控制sink节点下一轮的发射功率。