一种无线多跳网络数据传输方法_3

文档序号:9871244阅读:来源:国知局
m;
[0090] 设置一个整型变量T,若Q = QiU QsU…U Qm为真,则T = O,否则T = I;
[00川第1跳相应的时隙T(0</L:2,f^二/ + l,<,/e N).,被均分为m + T个子时隙 t [0],T:川,…,T [w + r -1] (T = (; or l),各子时隙大小为+巧,其中前m个子时隙 T [0],T.川,…,T. [W - U分别分配给节点集01,02,…,Qm,
[0092] 并按照各节点集中的节点个数。,〇,。中。,将子时隙了..脚1'1心",下.[";-:1]分别均 分成为ri,n,…rm个子子时隙,构成子子时隙集Tf [词[础(0<义<?;!-1,0叫《^^+,-1,车3;€辦,
[0093] 并按节点序号顺序先后分别分配给节点集Q t( 1 < t < m,me N )中的节点,
[0094] 其中各子子时隙集中,时隙大小分别为T [X] / /; (0 < V < "7…レn € N),即分别为 T.[0]/r"T.[l]/A,-T[/?-l]/;;",
[009引而Q中其它没有公共近邻的节点,即属于Q/{QiUQ2U-,UQ m}集合中的节点, 都被分配相同的第TJw+T - :!]个子时隙;
[0096] (43)若此第1固巧点集中的节点pi、p功边界节点,贝阻为近邻的边界节点pi、p浪 节点序号获得均分的子时隙Ti[0],Ti[l],子时隙长度均为Ti/2;
[0097] 若Pi、Pj为主节点或边界节点的一跳近邻,获得均分的子时隙T2[0],T2[1],子时隙 长度均为T2/2;
[0098] 若Pi、Pj为主节点或边界节点的二跳近邻节点,获得均分子时隙分配T3[0],T3[1], 子时隙长度均为T3/2;
[0099] (44)节点Pi若是主节点或边界节点,即发送探测信息的源节点,则获得分配时段 的时隙Tl;
[0100] 节点Pi若是发送探测信息的主节点或边界节点的一跳近邻,则获得分配时段的时 隙了2;
[0101] 节点Pi若是发送探测信息的主节点或边界节点的二跳近邻节点,获得时隙分配T3。
[0102] 图8为信道资源利用和分配原理图。
[0103] 所有节点在各自所属的受控中继区域内进行的数据发送主时隙复用分配。
[0104] 受控中继区域CRRl内,{1,2,3}为最佳转发路径上的距离发送探测消息的节点1跳 节点集,{5,6,7}为2跳节点集,没有公共近邻的节点。根据步骤(54),主节点获得分配时段 的时隙Ti。节点1、2、3若是主节点或边界节点的一跳近邻获得分配时段的时隙T2。节点5、6、7 获得时隙分配T3。
[0105] 受控中继区域CRR2内,{8,9,10}为发送探测消息的节点集,无公共近邻,也非彼此 近邻,根据步骤(54)获得时隙分配Tl,而{12,13,14}为最佳转发路径上的距离发送探测消 息1跳节点集,在此第1跳节点的邻居列表中具有相同的下一跳近邻的节点分别构成不同的 节点集合,根据步骤巧2),共有m = 2个类似节点集合{12,13},{13,14};记录运2个点集中节 点个数分别记为2。此时满足Q = QiU Q2,t = 0,则第1跳相应的时隙Tl,被均分为m+T = 2个 子时隙Ti[0],Ti山,各子时隙大小为Ti/2,并按照所分配的节点集中的节点个数将Ti[0]、Ti [1]各自均分成为2个子子时隙,按节点序号顺序先后将子子时隙Ti[0][0]、Ti[0][l]分别分 配给节点12、13,。[1][0]、1'1[1][1]分别分配给节点13、14。
[0106] 受控中继区域CRR2内,{15,16}为最佳转发路径上的距离发送探测消息2跳节点 集,具有相同下一跳近邻。根据步骤(52),类似的2跳节点相应时隙T2,被均分为子时隙T2 [0]、了2[1],各子时隙大小为T2/2,T2[0]、T2[1]分别分配给15,16。
[0107] 受控中继区域CRR3内,{18,19}为发送探测消息的节点集,且互为一跳近邻节点。 根据步骤(53),节点18,19为边界节点,则互为近邻的边界节点18,19按节点序号获得均分 的子时隙Ti[0],Ti[l],子时隙长度均为Ti/2。若18,19为主节点或边界节点的一跳近邻获得 均分的子时隙T2[0],T2[1],时隙长度均为T2/2。最终节点18获得子时隙Ti[0]、T2[0],节点19 获得子时隙Ti[1]、T2[1]。
[0108] (50)数据收发:可靠中继节点在其分配到的信息时段时隙发送数据,在其未分配 到信息时段时隙接收数据;
[0109] 图9为按图7的网络拓扑给出受控中继区域内节点的数据发送时隙使用过程示例 图。
[0110] 由于时隙分配1、时隙分配2、时隙分配3分别为与发送控制帖的主节点或者边界节 点及其相距一跳、二跳的节点所用,其时隙分配为串行分配方式,因此设置时隙保护间隔, 减少带内干扰可能。而对于有共同的转发目标节点的中继节点,为防止在共同的转发目标 节点产生冲突,需要进一步对其时隙进行划分成子时隙再分配,此时为并行分配方式,无需 再设置时隙保护间隔。
[0111] (60)时隙竞争:阻断节点和未分配到信息时段时隙的节点采用载波侦听方式竞争 占用预留时隙。
[0112] 图10为未分配节点、阻断节点基于CSMA竞争方式获取随机访问机会示例图。
[0113] 所述(60)时隙竞争步骤具体为:
[0114] 根据当前反馈到主节点的阻塞节点数量n,将预留时隙To动态划分为若干子时隙 Te,,Ta/'''T。。,再根据业务量大小决定阻断节点和未分配到信息时段时隙的节点占用的子 时隙数,随机请求和确认某时隙使用状态,并尝试在某个随机选择的时间间隔内发送且仅 发送一个数据分组,部分节点受损毁或电池耗尽,或干扰屏蔽,无法接收邻接节点发送分 组,成为不可及节点,除非在下一个探测周期开始时,重新与其它节点建立连接,则重新确 认节点角色,否则不可及节点不参与全网通信。
[0115] 下面进一步讲述本发明的原理:
[0116] 本发明的目的在于通过下述=个功能实现:节点角色设定和划分、受控中继区域 建立、时隙复用分配和竞争占用。
[0117] 节点角色主要包括阻断节点、边界节点和可靠中继节点。阻断节点的判别条件,符 合W下情况之一即判定阻断节点:(1)判断受干扰状态,根据节点接收探测信息分组的平均 信干噪比阔值,如果未达到最低阔值,认为干扰严重,判定为阻断节点。(2)如果节点和源节 点超过=跳,由于路径包投递率将是各链路包投递率的连乘形式,认为路径丢包率下降严 重,暂时判定为阻断节点。(3)如果节点非最短路径上的转发节点,即认为非最佳转发节点, 将该节点作为阻断节点。当前判定为阻断节点的将暂时不再作为中间节点转发数据包。直 到网络拓扑结构发生变化,需重新探测节点类型,或者由边界节点发送新的受控中继区域 探测消息时候,阻断节点由当前角色重新划定为中继转发节点时,才能进行数据包转发工 作。与阻断节点直接相连的节点即为边界节点。边界节点将作为新的源节点发送探测消息, W探测剩余节点角色、划分新的受控中继区域。在受控中继区域内的节点为可靠中继节点, 将尝试在一个独立的媒介分配(时隙)接收消息,一旦节点接收到足够信息能成功解码分 组,可靠中继节点将立刻在下一个独立的媒介分配(时隙)转发分组。
[0118] 本发明的基于时分复用的多址访问协议将当前可用信道的划分成=部分:同步时 段、竞争时段和分配时段。其中同步时段Tsync分为主节点同步时隙和若干个预留时隙,主节 点同步时隙用于第一个入网的主节点定时发送控制帖,实现全网同步;同步时段中存在一 段预留时间,被划分为多个预留时隙,专供主节点和边界节点W载波侦听方式占用,用于发 送和应答受控中继区域的探测消息。竞争时段To用于阻断节点和暂未分配节点WCSMA/CA 方式决定竞争时段占用,为避免与其它中继节点在边界节点处产生冲突而影响可靠中继节 点的业务,所有阻断节点和未分配节点仅可W采用载波侦听方式竞争预留时隙To, To将被划 分成若干个子时隙。根据当前反馈到主节点的阻塞节点数量n,竞争时段To动态划分为若干 子时隙T,i,,T。.,…T。,再根据业务量大小决定占用的子时隙数。而分配时段主要W时分方 式分割为Ti、T2、T3 =个时隙,并可进一步动态划分成若干子时隙,作为受控中继区域内可靠 中继节点复用分配的信息时隙。为了最大程度提高数据汇聚到主节点或者和主节点相连的 中屯、处理平台的效率,本发明中受控中继区域内可靠中继节点自身时隙到来时,无需提前 发送公告信息通知其它节点自身有数据业务,而是立刻发送数据分组。因此为Tl ^2^3;个 分配时段的主时隙设置时隙保护间隔。部分节点受损毁或电池耗尽,或干扰屏蔽,无法接收 邻接节点发送分组,成为不可及节点。除非在下一个探测周期开始时,重新与其它节点建立 连接,则重新确认节点角色,否则不可及节点不参与全网通信。
[0119] 边界节点同时也是中继节点,两者均可W进行可靠的中继转发。只有边界节点和 中继节点可被分配时隙进行数据转发。而阻断节点由于被判定为非可靠节点或非最佳路径 节点,因此可W接收和发送信息,但不再承担数据中继转发任务,W尽可能将有限的资源分 配到可靠中继转发节点上,保证全网的通信质量和可靠性。
[0120] 由于受控中继区域内节点被认为是可良好中继的节点,因此直接获得最大化的信 道占用率,提高了可良好中继节点的通信效率,减少了主要数据转发路径上链路阻塞的可 能。而阻断
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