CSMA協(xié)議在無線傳感器網絡中的實現(xiàn)

　　這里還需要說明的是m的取值。本文中采樣定時器設置為1ms,即1ms采樣一次。擴展采樣次數m取值越大，準確性自然就越高，但是整個網絡性能有所下降（花去的額外時間過多）。m的值也不能過小，不然extCSVal統(tǒng)計值就不能發(fā)揮其作用。由于本文使用的初始閾值是經過大量測試確定的精確值（參照信號強度閾值初值的選擇），因此使用該初始閾值進行的測試結果顯示：只有極少情況進入擴展采樣（約5000次監(jiān)測進入一次擴展采樣）。鑒于這種實際情況，m的取值不需要很大，本文取其值為3。如果初始閾值不能精確設定，那么可將m值放大。

　　3　信號強度閾值的選擇和更新維護

　　從信道監(jiān)測的基本規(guī)則和擴展規(guī)則可以看出，信號強度的兩個閾值對信道狀態(tài)的判定十分重要，因此這兩個閾值的初始值選擇必須十分慎重；而且必須要根據當前信道狀態(tài)動態(tài)更新閾值的機制。

　　3.1　信號強度閾值的更新機制

　　閾值的動態(tài)更新必須使用大量的實時RSSI值作為統(tǒng)計值，且需要把RSSI值分為兩類：一類是信道繁忙時的RSSI,本文稱為busyRSSI;另一類是信道空閑時的RS2SI值，本文稱為noiseRSSI。這兩個值可以在物理層每接收到一個數據包時獲取，因為CC2420接收到一個數據包時將在數據包的倒數第二個字節(jié)（FCS域）自動填充接收時的RSSI值，因此busyRSSI值就無條件地得到了；而在剛接收完數據包后信道一般都是空閑的，所以這時立即讀取當前的RSSI值，就可以得到noiseRSSI值。為避免例外，可將得到的noiseRSSI值與minSignal進行比較，如果大于等于minSignal就丟棄。

　　在獲得busyRSSI和noiseRSSI后就對其進行統(tǒng)計操作，為實現(xiàn)這個目的需要維護一個統(tǒng)計變量avgSignal,用來統(tǒng)計所有的busyRSSI值。avgSignal的初值等于min2Signal的初值即初始閾值，并按1/4的權重進行統(tǒng)計，即avgSignal=（avgSignalm1）+（（avgSignal+busyRSSI）m2）。noiseRSSI的值并不需要統(tǒng)計，這是因為讀出nois2eRSSI的值很穩(wěn)定幾乎不變。

　　noiseLevel閾值的更新相對簡單，因為噪聲信號強度十分穩(wěn)定，因此不必對noiseRSSI做統(tǒng)計，每次讀取noise2RSSI后可直接對noiseLevel進行更新。更新規(guī)則也是采用1/4權重，即noiseLevel=（noiseLevelm1）+（（noiseLevel+noiseRSSI）m2）。

　　minSignal閾值需要針對兩種互補的情況來進行更新調整。第一種情況是一段時間內的采樣結果全是信道空閑，說明所有的采樣值都小于minSignal,因此有可能min2Signal的值過高，應對其調整將其適當降低。該情況在監(jiān)測信道結果為空閑時觸發(fā)更新，更新方法是直接利用當前的busyRSSI來更新；只要busyRSSI的值小于當前的minSignal值，那么就將busyRSSI的值作為最新的min2Signal值。這樣做是因為在busyRSSI的信號強度下已經能夠接收數據了，而busyRSSI又比當前的minSignal要小，所以更接近實際的閾值。

　　第二種情況是對第一種情況的補充。在做了第一種情況的修改后，如果長時間內監(jiān)測到的都是信道繁忙（如載波監(jiān)聽幾次回退后都返回繁忙），那么就可能是minSig2nal的值設置得太低，因此要適當調高該值，以避免使用第一種更新方式后由于設置的minSignal值太低而導致不能使用信道的情況。該情況提供一個接口由上層（MAC層）來調用更新。更新需要借助統(tǒng)計量avgSignal,更新的偽代碼如下（其中initBusySingal指的是minSignal的最初值）：

　　initBusySignal的選擇將在后面介紹，它的選擇對更新機制尤為重要。因為minSignal的更新機制建立的基礎就是initBusySignal非常接近實際臨界值。initBusySignal本身也是經過大量測試后選擇的一個信道活動最小強度值，而它肯定會大于（最小等于）實際的臨界值，所以min2Signal更新后應該比initBusySignal小才對。