CN109362123B - 基于ieee802.15.6的无线体域网自适应mac协议的实现方法 - Google Patents

基于ieee802.15.6的无线体域网自适应mac协议的实现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109362123B
CN109362123B CN201811141353.8A CN201811141353A CN109362123B CN 109362123 B CN109362123 B CN 109362123B CN 201811141353 A CN201811141353 A CN 201811141353A CN 109362123 B CN109362123 B CN 109362123B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
nodes
node
priority
coordinator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811141353.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109362123A (zh
Inventor
郑国强
袁德颖
马华红
冀保峰
吴红海
尚佳庆
曲雅婷
郑奕薇
王欣彤
李济顺
薛玉君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Luoyang Datong Network Technology Co ltd
Zhonghui Datong Technology Co ltd
Original Assignee
Henan University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Science and Technology filed Critical Henan University of Science and Technology
Priority to CN201811141353.8A priority Critical patent/CN109362123B/zh
Publication of CN109362123A publication Critical patent/CN109362123A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109362123B publication Critical patent/CN109362123B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/52—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on load
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/30—Definitions, standards or architectural aspects of layered protocol stacks
    • H04L69/32—Architecture of open systems interconnection [OSI] 7-layer type protocol stacks, e.g. the interfaces between the data link level and the physical level
    • H04L69/322—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions
    • H04L69/324—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions in the data link layer [OSI layer 2], e.g. HDLC
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/56—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on priority criteria
    • H04W72/566—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on priority criteria of the information or information source or recipient
    • H04W72/569—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on priority criteria of the information or information source or recipient of the traffic information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/38—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for collecting sensor information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H04W80/02—Data link layer protocols
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

基于IEEE802.15.6的无线体域网自适应MAC协议的实现方法，该协议对IEEE802.15.6的超帧结构进行改进，竞争接入阶段和非竞争接入阶段的长度根据产生各优先级数据的节点所占的比例进行调整，竞争接入阶段又被划分为三个子阶段，子阶段的长度根据数据优先级情况进行动态调整，所有节点在竞争接入阶段按照信道接入策略竞争接入信道。本发明有益效果：本发明MAC协议能够有效减少网络延时，降低网络能耗，提高网络自适应性。

Description

基于IEEE802.15.6的无线体域网自适应MAC协议的实现方法
技术领域
本发明涉及无线电通信技术领域，具体地说是基于IEEE802.15.6的无线体域网自适应MAC协议及其实现方法。
背景技术
无线体域网(Wireless Body Area Network，WBAN)是以人体为中心，由附着在人体表面或者植入人体内部的专用传感器和存在于人体周围的设备(如手机、PDA等)相互连接形成的通信网络。该网络能够连续监测人体的各种生理参数(如心率，体温，血压，脑电图(EEG)，心电图(ECG)等)以及身体运动状态和周边环境信息，这些监测信息可以由个人电子设备或者手机收集，并转发给远程监护中心，其广泛应用于远程医疗、娱乐活动、应急处理、体育训练和保健服务等方面。
在无线体域网中，媒体访问控制(Medium Access Control，MAC)协议决定了无线信道的使用方式，负责节点的冲突检测与处理、优先级控制、时隙分配以及节点的传递顺序，因此MAC协议的设计对于无线体域网的可靠性和能效性发挥着主要作用。MAC协议处于无线体域网的物理层和网络层之间，对无线体域网的性能有决定性的影响，是保证无线体域网有效通信的关键技术之一。无线体域网的性能，如网络吞吐量、传输时延、可靠性以及网络能耗等都与所采用的MAC协议密切相关。
相对于传统的无线传感器网络，无线体域网有很多独特的特征：应用载体为人，节点尺寸很小；通信距离短，网络规模小；传感器节点能量有限；数据发送要求安全性和实时性等。此外，在无线体域网中，主要是以人为载体，很多设备都是工作在人体表面或者身体内，由于人运动状态的改变，网络拓扑结构易发生变化，或者由于人身体健康等原因，网络业务流量波动比较大，需要网络有很强的自适应性。因此，传统无线传感器网络的MAC协议，已不能直接应用于无线体域网，必须设计新的满足无线体域网特征和需求的MAC协议。
IEEE802.15.6标准的出现推动了无线体域网的快速发展，国内外也掀起了一股研究WBAN的热潮，很多企业和研究机构都积极投身于对无线体域网的研究。因此，近年来在无线体域网的MAC协议方面取得了不小的研究成果。
但目前研究的无线体域网MAC协议主要存在以下问题：无线体域网的数据类型中，周期数据占据很大的业务量，周期数据的延时是影响网络延时的关键因素之一；MAC协议的各接入期的长度比例固定，当网络业务流量变化时，无法自适应调节；在竞争接入阶段，所有需要发送数据的节点都采用CSMA/CA机制竞争接入信道，没有区分优先级，导致碰撞概率大，网络时延比较长，且能耗严重；在非竞争接入阶段，如果时隙分配不足或分配过多，会导致时延增加或者时隙浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供基于IEEE802.15.6的无线体域网自适应MAC协议及其实现方法，解决现有无线体域网MAC协议存在的问题，提高无线体域网在吞吐量、能耗以及延时等方面的性能。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：基于IEEE802.15.6的无线体域网自适应MAC协议，网络采用星型拓扑结构，包括1个协调器和N个传感器节点，每个传感器节点仅采集人体的一项生理信息，所述MAC协议包括以下内容：
(1)根据无线体域网实际应用中产生数据的不同特点，将数据划分为三个优先级P1、P2和P3，其中P1优先级主要包括随机数据，如温度、紧急命令和控制，属最高优先级，P2优先级主要包括周期数据，优先级次于P1，P3优先级主要包括音频/视频，优先级最低。
(2)对IEEE802.15.6的超帧结构进行改进，重组为四个阶段，分别是信标阶段(B)、竞争接入阶段(CAP)、非竞争接入阶段(CFP)和非活跃阶段。
(3)竞争接入阶段和非竞争接入阶段两种接入阶段的长度分配由以下公式(1)和公式(2)计算得到：
LCFP＝N2/(N1+N2+N3)×Lsum (1)
LCAP＝Lsum-LCFP (2)
其中，LCAP表示竞争接入阶段的长度；LCFP表示非竞争接入阶段的长度；Lsum表示总长度；N1～N3表示各优先级的节点个数。
(4)在竞争接入阶段，节点采用CSMA/CA的机制竞争接入信道，为了减少节点发生碰撞的概率，按照每种数据业务优先级水平，将其划分为三个子阶段，每个指定的接入阶段可以动态改变长度，当新超帧周期到来时，协调器感测当前超帧竞争接入阶段中的每类的节点数量的变化，并且计算每个业务类别中的节点数量，子阶段的长度利用公式(3)计算：
li＝LCAP*(Ni/NT) (3)
其中li是子阶段i的长度，i＝1,2,3，LCAP是竞争接入阶段的长度，Ni是优先级为Pi的业务类别中的节点数，NT是节点总数，并且l0初始值为零。
基于IEEE802.15.6的无线体域网自适应MAC协议的实现方法，具体方法为：在信标阶段，协调器向全网广播包含超帧持续时间、体域网时序和网络信息的信标帧，实现节点同步；网络实现同步后，需要发送数据的节点开始准备各自的发送请求帧，并将请求帧发送给协调器，对于不同的数据业务，请求帧也不同，主要分为两种：随机数据请求帧和周期数据请求帧，协调器可以通过帧类型域和帧子类型域的信息识别出请求帧的类型，判断数据优先级，节点采用相应的策略竞争接入信道；竞争成功后，如果是随机数据，协调器直接向节点反馈允许其发送数据的确认信息，节点立刻在竞争接入阶段中发送数据，协调器直接接收数据，如果是周期数据，协调器为其发送带保证时隙(GTS)的信标，节点在非竞争接入阶段的相应时隙中传递，协调器接收到数据后，给节点发送一个ACK确认帧；节点数据传递完成后进入睡眠，直到信标周期结束。
本发明的有益效果是：本发明在IEEE802.15.6 MAC协议的基础上，改进超帧结构，解决了IEEE802.15.6各接入期交错分布、控制难度大的问题。将数据业务根据业务类型划分为三种优先级，安排周期数据在非竞争接入阶段传输，能够有效降低数据信道接入时的碰撞。根据业务流量情况动态调整时隙分配，能够适应网络中业务流量变化。经过验证，本发明MAC协议能够有效减少网络延时，降低网络能耗，提高网络自适应性。
附图说明
图1为本发明对IEEE802.15.6的超帧结构进行重组得到的超帧结构的示意图；
图2为本发明一个信标周期中协调器的工作过程示意图；
图3为一般情况下，产生不同类型数据的节点向协调器传递数据过程的示意图；
图4为同时有两个产生随机数据的节点向协调器发送数据的信道接入过程示意图；
图5为本发明仿真结果中三种协议的平均时延随节点数量的变化情况图；
图6为本发明仿真结果中三种协议的网络归一化吞吐量随节点数量的变化情况图；
图7为本发明仿真结果中三种协议的平均能耗随节点数量的变化情况图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细的阐述。
假设网络采用的是星形拓扑结构，包括1个协调器和N个传感器节点。由于身体距离有限，传感器节点都位于协调器的感知范围内。传感器节点一般由电池供电且位于人体体内或者体表，因此在使用过程中不方便充电或者更换电池。每个传感器节点仅采集人体的一项生理信息，如血压、体温、心电、声音和图像等。协调器由手机充当，方便充电。每个传感器节点的初始能量相同，不考虑协调器的能耗问题。
无线体域网在实际应用中，主要会产生三类数据，第一类是各个传感器节点周期性产生的数据，这些数据业务流量比较大，周期性地传递给协调器。第二类是紧急生理数据和用户命令、控制信息等，和第一类数据不同，这类数据只是随机发生的，因此被称为随机数据，这类数据具有比较低的业务量，但是对实时性和可靠性要求较高。第三类是音频视频数据等，这类数据业务流量不大，实时性要求也不高。
根据数据类别的不用特点，将其划分为三个优先级，如下表1所示。
表1.不同数据类别的优先级
优先级 业务类别
P1(最高) 随机数据(如：温度、紧急命令、控制等)
P2 周期数据(如：EEG，EMG)
P3(最低) 音频/视频等
为了降低数据碰撞率，保证高优先级业务的实时性要求，针对三种优先级，协议中选择不同的退避窗口(CW)。本协议中的P1、P2和P3优先级的退避窗口分别对应于IEEE802.15.6中的优先级7、6和5。
本发明对IEEE802.15.6的超帧结构进行改进，重组为四个阶段，分别是信标阶段(B)、竞争接入阶段(CAP)、非竞争接入阶段(CFP)和非活跃阶段，如图1所示。
在竞争接入阶段，节点通过CSMA/CA的竞争机制接入信道。这种接入机制实现简单，传递灵活，但是由于随机接入会导致数据碰撞，从而导致数据包重传和丢失，将增加网络的延时，降低网络的可靠性。
在非竞争接入阶段，节点只在所分配的时隙中传递数据，每个时隙只有一个节点传递数据，因此不会发生碰撞，具有高的可靠性和较小的延时。但是，协调器和传感器节点之间需要时间同步，造成额外能耗。
两种接入阶段的长度分配可由公式(1)和公式(2)计算：
LCFP＝N2/(N1+N2+N3)×Lsum (1)
LCAP＝Lsum-LCFP (2)。
其中，LCAP表示竞争接入阶段的长度；LCFP表示非竞争接入阶段的长度；Lsum表示总长度；N1～N3表示各优先级的节点个数。
根据公式可知，非竞争接入阶段的长度与P2优先级业务的节点数占总节点数的比例有关，优先级P2业务的节点数量越多，非竞争接入阶段的长度越长。
在竞争接入阶段，节点采用CSMA/CA的机制竞争接入信道，为了减少节点发生碰撞的概率，按照每种数据业务优先级水平，将其划分为三个子阶段。
每个指定的接入阶段可以动态改变长度。当新超帧周期到来时，协调器感测当前超帧CAP中的每类的节点数量的变化，并且计算每个业务类别中的节点数量。
子阶段的长度利用公式(3)计算：
li＝LCAP*(Ni/NT) (3)。
其中li是子阶段i的长度，i＝1,2,3，LCAP是竞争接入阶段的长度，Ni是优先级为Pi的业务类别中的节点数，NT是节点总数，并且l0初始值为零。节点优先级的信息，通过IEEE802.15.6中UP(用户优先级)来控制。
为了最大化时隙利用率，我们设定优先级为P1的业务可以在所有子阶段访问信道；传送业务优先级为P3的节点仅可以使用子阶段3，P2优先级业务可以在子阶段2和3访问信道。
如图2所示为MAC协议一个信标周期中协调器的工作过程。在信标阶段，协调器向全网广播包含超帧持续时间、体域网时序和网络信息的信标帧，实现节点同步。网络实现同步后，需要发送数据的节点开始准备各自的发送请求帧，并将请求帧发送给协调器。对于不同的数据业务，请求帧也不同，主要分为两种：随机数据请求帧和周期数据请求帧。协调器可以通过帧类型域和帧子类型域的信息识别出请求帧的类型，判断数据优先级。节点采用相应的策略竞争接入信道。竞争成功后，如果是随机数据，协调器直接向节点反馈允许其发送数据的确认信息，节点立刻在竞争接入阶段中发送数据，协调器直接接收数据。如果是周期数据，协调器为其发送带保证时隙(GTS)的信标，节点在非竞争接入阶段的相应时隙中传递。协调器接收到数据后，给节点发送一个ACK确认帧。节点数据传递完成后进入睡眠，直到信标周期结束。
假设节点A和节点B产生随机数据，节点C产生周期数据。一般情况下，产生不同类型数据的节点向协调器传递数据的过程如图3所示。在这种情况下，节点A产生随机数据，首先向协调器发送请求帧，协调器收到请求帧后，给节点反馈确认信息，允许其发送数据，节点A开始向协调器传递数据，当协调器成功接收数据后，向节点A发送ACK确认帧，这样节点A的数据传递就完成了。节点C产生的是周期数据，其向协调器发送请求帧以申请GTS分配，协调器成功接收到请求帧后，向节点发送一个包含GTS分配的信标信息。分配成功后该节点在CFP分配的相应时隙中传递数据。同样，协调器成功接收到数据后，向节点C反馈一个ACK确认。
图4说明了同时有两个产生随机数据的节点向协调器发送数据的信道接入过程。节点A和节点B同时向协调器发送请求帧，发生冲突，根据CSMA/CA机制，节点会随机回退一段时间。假设节点A的回退计数器BC为1，节点B的回退计数器BC为2，节点A回退一个时隙后，执行空闲信道评估(CCA)，检测可知信道此刻空闲，向协调器发送请求帧，在收到协调器的确认信息后传递数据。节点B在回退一个时隙后，检测到信道忙碌，锁定回退计数器直到节点A数据传递完成后，继续回退一个时隙，然后向协调器发送请求，待收到协调器的反馈确认后，进行数据传递。
仿真及性能评估
通过计算机仿真来评估本发明提出的自适应MAC协议(A-MAC协议)，并与IEEE802.15.6 MAC协议和CA-MAC协议进行比较。主要评估三个性能——网络时延，吞吐量和能耗。
仿真环境
构造1个星型无线体域网络，包括1个协调器和N个传感器节点。物理层参数是根据IEEE 802.15.6标准定义的，传感器节点随机部署在2m*2m*0.5的区域内，并且假设都是单跳传递，分组到达近似为泊松分布，忽略小规模信道衰落，并且假设分组丢失只是因为发生碰撞。主要仿真参数设置如表2所示。
表2仿真参数设置
Figure GDA0003072097100000071
仿真结果及分析
时延是指数据包从产生到协调器成功接收的时间差。三种协议的平均时延随节点数量的变化情况如图5所示。从图5中可以看出，三种MAC协议的平均时延都随节点数量的增加而增加，这是由于节点数量增多，网络流量增加，节点发生碰撞的概率增大，导致重传次数增多，时延增加。三种协议都采用了基于优先级的信道接入策略，能够有效降低延时。但是，随着节点数量增加，A-MAC和CA-MAC协议的性能明显优于IEEE802.15.6 MAC协议，这是因为IEEE802.15.6 MAC协议的超帧结构中时隙固定，随着节点数量增加，节点发生冲突概率明显增大，导致争用复杂度很高，延时增加。所提出的A-MAC协议充分考虑了节点优先级，结合动态时隙分配，将竞争接入阶段划分为三个子阶段，能够有效的解决节点碰撞问题，降低节点冲突概率，减少数据包重传次数，因而相对于其他两种MAC协议，表现出更好的性能。
网络归一化吞吐量即单位时间内成功传递的数据包数与发送的数据包总数的比率。随着节点数量增加，网络归一化吞吐量的变化如图6所示。从图6中可以看出，随着节点数量增加，三种协议的归一化网络吞吐量都在下降，这是因为随着节点数量的增加，发送的数据包数量增加，致使传感器节点的数据包丢失率逐渐增加，归一化吞吐量逐渐降低。但是，与IEEE802.15.6 MAC协议和CA-MAC协议相比，所提出的A-MAC协议优化了节点优先级分类，将竞争接入阶段划分为三个子阶段，调整时隙分配策略，减少碰撞，对降低数据包丢失率具有显著的作用。
平均能耗是指网络中节点消耗能量的平均值。图7显示了网络的平均能耗和节点数量的关系，无线体域网中的网络能耗主要来源于数据碰撞和重发。从,7中可以看出，随着节点数量增加，三种协议的平均能耗都随之增加。本发明所提出的A-MAC协议和IEEE802.15.6 MAC协议都依据节点优先级调度接入信道，能够降低争用的复杂性，从而减少数据冲突和重传，降低能耗。所提出的A-MAC协议将数据类型根据优先级进行划分，同时依据业务量进行时隙分配，很大程度的降低了数据冲突率，减少碰撞重发。因此，本发明的A-MAC协议的网络平均能耗优于其他两种MAC协议。

Claims (2)

1.基于IEEE802.15.6的无线体域网自适应MAC协议的实现方法，网络采用星型拓扑结构，包括1个协调器和N个传感器节点，每个传感器节点仅采集人体的一项生理信息，其特征在于：包括以下内容：
(1)根据无线体域网实际应用中产生数据的不同特点，将数据划分为三个优先级P1、P2和P3，其中P1优先级包括随机数据，属最高优先级，P2优先级包括周期数据，优先级次于P1，P3优先级包括音频/视频，优先级最低；
(2)对IEEE802.15.6的超帧结构进行改进，重组为四个阶段，分别是信标阶段、竞争接入阶段、非竞争接入阶段和非活跃阶段；
(3)竞争接入阶段和非竞争接入阶段两种接入阶段的长度分配由以下公式(1)和公式(2)计算得到：
LCFP＝N2/(N1+N2+N3)×Lsum (1)
LCAP＝Lsum-LCFP (2)
其中，LCAP表示竞争接入阶段的长度；LCFP表示非竞争接入阶段的长度；Lsum表示总长度；N1～N3表示各优先级的节点个数；
(4)在竞争接入阶段，节点采用CSMA/CA的机制竞争接入信道，为了减少节点发生碰撞的概率，按照每种数据业务优先级水平，将其划分为三个子阶段，每个指定的接入阶段可以动态改变长度，当新超帧周期到来时，协调器感测当前超帧竞争接入阶段中的每类的节点数量的变化，并且计算每个业务类别中的节点数量，子阶段的长度利用公式(3)计算：
li＝LCAP*(Ni/NT) (3)
其中li是子阶段i的长度，i＝1,2,3，LCAP是竞争接入阶段的长度，Ni是优先级为Pi的业务类别中的节点数，NT是节点总数，并且l0初始值为零。
2.如权利要求1所述的基于IEEE802.15.6的无线体域网自适应MAC协议的实现方法，其特征在于：具体方法为：在信标阶段，协调器向全网广播包含超帧持续时间、体域网时序和网络信息的信标帧，实现节点同步；网络实现同步后，需要发送数据的节点开始准备各自的发送请求帧，并将请求帧发送给协调器，对于不同的数据业务，请求帧也不同，分为两种：随机数据请求帧和周期数据请求帧，协调器可以通过帧类型域和帧子类型域的信息识别出请求帧的类型，判断数据优先级，节点采用相应的策略竞争接入信道；竞争成功后，如果是随机数据，协调器直接向节点反馈允许其发送数据的确认信息，节点立刻在竞争接入阶段中发送数据，协调器直接接收数据，如果是周期数据，协调器为其发送带保证时隙(GTS)的信标，节点在非竞争接入阶段的相应时隙中传递，协调器接收到数据后，给节点发送一个ACK确认帧；节点数据传递完成后进入睡眠，直到信标周期结束。
CN201811141353.8A 2018-09-28 2018-09-28 基于ieee802.15.6的无线体域网自适应mac协议的实现方法 Active CN109362123B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811141353.8A CN109362123B (zh) 2018-09-28 2018-09-28 基于ieee802.15.6的无线体域网自适应mac协议的实现方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811141353.8A CN109362123B (zh) 2018-09-28 2018-09-28 基于ieee802.15.6的无线体域网自适应mac协议的实现方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109362123A CN109362123A (zh) 2019-02-19
CN109362123B true CN109362123B (zh) 2021-08-17

Family

ID=65348230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811141353.8A Active CN109362123B (zh) 2018-09-28 2018-09-28 基于ieee802.15.6的无线体域网自适应mac协议的实现方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109362123B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109831831B (zh) * 2019-03-07 2022-03-04 西安电子科技大学 基于竞争排序的节点接纳方法
CN110912962A (zh) * 2019-05-20 2020-03-24 河南科技大学 基于频段切换的认知车联网mac协议、通信方法及系统
CN110167177B (zh) * 2019-05-21 2023-01-31 河南科技大学 基于动态时隙分配的无线体域网协作通信传输方法
CN110312313B (zh) * 2019-05-21 2023-04-07 河南科技大学 基于多信道的无线体域网mac协议、通信方法及系统
CN111315025B (zh) * 2020-03-19 2022-10-25 华南理工大学 无线人体传感器网络时隙分配方法及无线人体传感器网络
CN111601387B (zh) * 2020-05-22 2022-07-12 电子科技大学 一种面向数能一体化无线传感器网络的介质访问控制机制
CN113507328B (zh) * 2021-06-21 2022-05-24 华南理工大学 水声网络时隙mac协议方法、系统、装置及介质
CN113556819B (zh) * 2021-07-22 2023-10-24 电子科技大学长三角研究院(衢州) 信标模式下ZigBee无线传感器网络错峰时隙分配的方法
WO2023230891A1 (zh) * 2022-05-31 2023-12-07 展讯半导体(成都)有限公司 通信方法及通信装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101255100B1 (ko) * 2011-06-20 2013-04-18 네스트필드(주) 무선 네트워크에서 경합 없이 시간 슬롯을 노드들에 할당하는 장치 및 방법
CN104168661B (zh) * 2014-06-19 2017-11-10 吉林大学 一种满足公平性条件的最大化网络生存期传输调度方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109362123A (zh) 2019-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109362123B (zh) 基于ieee802.15.6的无线体域网自适应mac协议的实现方法
CN102123515B (zh) 无线体域网中基于超帧的高效媒体接入控制方法
Yuan et al. An adaptive MAC protocol based on IEEE802. 15.6 for wireless body area networks
EP2214447B1 (en) Access method and data frame structure for use in body area networks
JP5175398B2 (ja) 非同期ワイヤレス通信ネットワークのルーティングノードの動作を設定するための方法、該方法を実装するネットワークノード及び通信ネットワーク
Choi et al. Performance analysis of ZigBee-based body sensor networks
Hayat et al. Energy efficient MAC protocols
Yan et al. A context aware MAC protocol for medical wireless body area network
CN104936303B (zh) 一种载波监听门限与竞争窗口联合控制的方法
WO2015154499A1 (zh) Wban的信息交互方法、装置及系统
CN110312313B (zh) 基于多信道的无线体域网mac协议、通信方法及系统
Javaid et al. Energy efficient mac protocols in wireless body area sensor networks-a survey
Gopalan et al. A survey on power-efficient MAC protocols for wireless body area networks
Sarra et al. Performance improvement of the wireless body area network (WBAN) under interferences
Torabi et al. Cross-layer design for prompt and reliable transmissions over body area networks
WO2022119497A1 (en) Communication apparatus and communication method for prioritized traffic
Ahmad et al. iA-MAC: Improved adaptive medium access control protocol for wireless body area networks
Kim et al. An effect of delay reduced MAC protocol for WBAN based medical signal monitoring
Das et al. PBCR: Parameter-based backoff counter regulation in IEEE 802.15. 6 CSMA/CA
Matsuo et al. Performance of simple and Smart PHY/MAC mechanisms for Body Area Networks
Wang et al. An all dynamic MAC protocol for wireless body area network
Sun et al. A lightweight inter-user interference mitigation method in body sensor networks
Kamble et al. Improved MAC protocol for emergency handling in WBAN
Zhang et al. On energy-delay efficiency for WBAN: a multi-channel scheme
CN102958186B (zh) 一种辅接入种类回退计数器的设置方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: No. 2303-2305, Building 2, 863 Chuangzhi Plaza, No. 32, Changxiamen Street, Luolong District, Luoyang City, Henan Province, 471000

Patentee after: Zhonghui Datong Technology Co.,Ltd.

Address before: No. 2303-2305, Building 2, 863 Chuangzhi Plaza, No. 32, Changxiamen Street, Luolong District, Luoyang City, Henan Province, 471000

Patentee before: Luoyang Datong Network Technology Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230417

Address after: No. 2303-2305, Building 2, 863 Chuangzhi Plaza, No. 32, Changxiamen Street, Luolong District, Luoyang City, Henan Province, 471000

Patentee after: Luoyang Datong Network Technology Co.,Ltd.

Address before: 471000 No. 48, Xiyuan Road, Jianxi District, Henan, Luoyang

Patentee before: HENAN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY