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专利号: 2022102898790
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于IEEE802.15.4的CSMA/CA机制的自适应退避优化方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、将数据业务划分为两种优先级P1、P2,每个节点维护两种优先级P1、P2对应的两个队列Q1、Q2,节点优先传输优先级较高的队列;

S2、节点在活跃期监听并统计在信标周期内接收到的ACK帧个数Ni,将超帧周期内最大能接收到的ACK帧数量设置为阈值Ninf;

S3、节点统计当成功传输一次数据帧时,节点进行信道检测的次数以及检测到信道为空闲状态的次数,并进行节点状态评估NSE;

S4、当节点有不同优先级的数据包到达时,初始化后退次数和竞争窗口的长度的值,根据数据业务的优先级、阈值Ninf以及节点状态评估调整退避指数;

S5、根据退避指数计算退避周期,并按照退避周期进行退避;

S6、在退避周期结束后进行信道检测,若当前信道检测空闲,则竞争窗口的长度自减1,并判断竞争窗口的长度的值是否为零,若为零,竞争信道成功,节点获得信道使用权,否则再次进行信道检测,重新执行步骤S6;若信道检测为忙碌,执行步骤S7;

S7、后退次数自加1,竞争窗口的长度的值设置为2,退避指数自加1,并依据退避指数值的范围设置退避范围;

S8、判断后退次数是否大于其最大退避次数,大于则本次竞争信道失败,否则根据步骤S7设置的退避范围随机选择一个退避指数的值,并执行步骤S5。

2.根据权利要求1所述的基于IEEE802.15.4的CSMA/CA机制的自适应退避优化方法,其特征在于,设置一个贪婪率,使优先级较低的数据包随机进入优先级较高的队列,具体包括以下过程:数据包达到后判断数据包的优先级,并根据优先级将高优先级的数据包分配到对应的高优先级的队列;

若数据包优先级较低,则在(0,1)之间产生一个随机数μ;

随机数μ与贪婪率ε比较,若μ小于ε,则低优先级数据进入低优先级队列,否则进入高优先级队列。

3.根据权利要求1所述的基于IEEE802.15.4的CSMA/CA机制的自适应退避优化方法,其特征在于,步骤S4具体包括以下步骤:S41、初始化后退次数和竞争窗口的长度的值时,若数据包为高优先级,则在[0,2]内随机选择退避指数,若数据帧为低优先级,则在[2,4]内随机选择退避指数;

S42、判断ACK帧个数Ni与阈值Ninf的大小,若ACK帧个数Ni大于阈值Ninf,则退避指数自加

1,并跳转到步骤S44;若ACK帧个数Ni小于阈值Ninf则跳转到步骤S43;

S43、判断节点状态评估的值,若大于节点状态评估的值0.5,则退避指数自减1;否则退避指数自加1;

BE

S44、在[0,2 ‑1]范围内随机选择退避周期;

其中,BE为退避指数。

4.根据权利要求1所述的基于IEEE802.15.4的CSMA/CA机制的自适应退避优化方法,其特征在于,步骤S8中依据退避指数值的范围设置退避范围包括:其中,RangeBackoff为依据退避指数值的范围设置的退避范围;BE为退避指数。

5.根据权利要求1所述的基于IEEE802.15.4的CSMA/CA机制的自适应退避优化方法,其特征在于,超帧周期为两次信标帧之间的时间,每个超帧周期由活跃周期和非活跃周期组成,活跃周期包括竞争访问期和非竞争访问期,节点之间在竞争访问期竞争信道使用权。

6.根据权利要求1所述的基于IEEE802.15.4的CSMA/CA机制的自适应退避优化方法,其特征在于,时间性敏感任务的优先级为高优先级,其他任务的优先级为低优先级。

7.根据权利要求1所述的基于IEEE802.15.4的CSMA/CA机制的自适应退避优化方法,其特征在于,当前节点状态评估NSE的值为节点上一次信道接入时检测到信道空闲状态的次数与信道检测总次数的比值。