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摘要:本发明公开了一种用于水声数据收集的基于奇偶图着色的MAC设计方法,具体步骤如下:1)传感器网络节点的位置更新。2)AUV路径包的广播,路径包含有路径端点、AUV速度。3)传感器节点相对AUV的邻居关系确定,传感器节点通过监听路径包,获取AUV的路径信息,并结合自身位置判断其为AUV的一跳或二跳邻居节点。4)传感器节点的时隙分配,传感器节点根据自身位置和邻居节点的位置信息,运行奇偶分组的图着色算法,选择和邻居节点无冲突的时隙。5)AUV的反馈机制。本发明可减少传感器节点的能耗,避免传感器节点之间的冲突,提高传感器网络的吞吐量。
主权项:1.一种用于水声数据收集的基于奇偶图着色的MAC设计方法,其特征在于,主要包括以下步骤:1传感器节点网络的位置更新;2AUV路径包的广播AUV广播路径数据包,数据包含有路径端点、AUV速度;3传感器节点相对AUV的邻居关系确定,通过监听获取路径包,得到AUV的路径信息,并结合自身位置确认其为AUV的一跳或二跳邻居节点;传感器节点的通信范围和AUV路径有交集的节点为一跳节点,否则为二跳节点;4传感器节点的时隙分配,传感器节点根据自身位置和邻居节点的位置信息,运行奇偶分组的图着色算法,选择和邻居节点无冲突的时隙;一跳节点初步筛选AUV的时隙段处于其通信范围内时对应的时隙,然后运行奇偶分组的图着色算法,具体步骤为:4.1.1传感器节点根据自身位置判断处于路径上侧或者下侧,若为上侧则选择奇数时隙,若为下侧则选择偶数时隙;判断规则为:y=pathx3 path·表示AUV路径的横纵坐标对应关系;4.1.2传感器节点遍历邻居节点,筛选出同侧的一跳节点,从邻居列表中移除非同侧节点;4.1.3传感器节点运行图着色法,将奇偶分组融入图着色法,具体做法为:在关于路径对称的另一侧假设存在一个和自己对称的节点,称为虚拟节点,并且将其添加到拓扑图中,在进行图着色时,每着色一个节点,就为其虚拟节点着色,且该节点颜色不同于任意节点的颜色;着色完成后,节点根据颜色选择无冲突的时隙;二跳节点选择AUV离开其一跳邻居节点前对应的时隙,然后运行奇偶分组的图着色算法,具体步骤为:4.2.1二跳节点遍历邻居节点,确定要发送的目标一跳节点;4.2.2二跳节点计算一跳节点所用时隙,移除一跳节点已选择的时隙;4.2.3二跳节点判断自身位于一跳节点的左侧或者右侧;若为左侧则选择奇时隙,若为右侧则选择偶时隙;判断的规则是:以一跳节点距离AUV路径最近的点作AUV路径的切线,视为横轴,过该点且垂直与横轴的直线为纵轴;在上述参考系下,横坐标小于0为左侧,横坐标大于0为右侧;4.2.4二跳节点遍历邻居节点,筛选同侧二跳节点,并将非同侧二跳节点从邻居列表移除;4.2.5二跳节点运行奇偶分组的图着色算法,着色完成后,根据颜色分配时隙;5AUV的反馈机制,AUV按照路径行进并收集数据,当AUV在某个时隙未接收到数据或无法解析数据包,AUV将广播一个反馈数据包,反馈数据包包括在此时隙之前成功接收的数据包中的节点的ID、位置的信息,传感器节点根据此数据包调整其时隙分配。
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