基于二层主被动结合Pulse路由协议的时隙分配方法及装置与流程

本发明涉及移动自组网路由协议，尤其涉及一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法及装置。

背景技术：

1、在移动自组网路由协议中，pulse路由协议以其适应网络拓扑的剧烈变化和快速修复路由的突出优点获得了广泛的关注，通过由脉冲源周期性发起泛洪，所有节点获得到脉冲源路由，仅需要发送或接收数据的节点发送预留包回应脉冲源，路径上的节点获得反向路由，其他节点处于休眠状态节省资源，同时采用侦听的方式优化路由，pulse路由协议适用于高移动性的网络，具有高扩展能力且容错性高。

2、但是要实现pulse路由协议，其周期性脉冲时的时隙分配问题是一项很大的挑战。现有的802.11协议采用的载波侦听多址cdma/ca，通过侦听和抢占信道的方式进行数据传输，适应网络的拓扑变化，但由于随机竞争不确定性高，且随网络规模增加导致协议效率低下。tdma协议通过固定式分配资源，在拓扑稳定时可以达到较高的链路容量，但其架构难以适应随机性变化。而且由于脉冲源节点选取的随机性以及各个节点的位置分布的随机性，上述时隙分配机制难以满足pulse路由协议高移动性和高扩展能力的需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法及装置，用以解决现有时隙分配问题。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，包括：

3、由脉冲源发起泛洪，通过协同中继以使组网内各节点获取自身至脉冲源的跳数信息，及通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息；

4、基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发；

5、确定组网内需要进行数据传输的传输节点，并基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化。

6、进一步地，所述组网内各节点获取自身至脉冲源节点的跳数信息，包括：

7、脉冲源发起泛洪，组网内各节点根据接收到广播包的时间确定距脉冲源节点的跳数信息，其中，每一节点在第一次接收数据包时隙的下一时隙转发该广播包。

8、进一步地，通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息，包括：

9、组网内各节点依次发送hello数据包至邻居节点进行邻居交互，其中，所述hello数据包包括一跳邻居信息及每一节点距离脉冲源的跳数信息；

10、在经过两轮邻居交互后，组网内各节点获得两跳内的邻居节点信息。

11、进一步地，所述基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发，包括：

12、基于脉冲源两跳内的邻居信息为脉冲源的子节点和孙子节点划分时隙，获得基于时隙排序的生成树，并将所述基于时隙排序的生成树随脉冲源发起周期性脉冲的脉冲数据包发送至脉冲源的邻居节点；

13、各节点获得到脉冲源的路由，基于各邻居节点两跳邻居信息及该节点距脉冲源的跳数信息，为脉冲源的孙子节点重新划分时隙，并根据基于时隙排序的生成树，在各邻居节点自身所在时隙内转发所述脉冲数据包至下一邻居节点。

14、进一步地，所述基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化，包括：

15、根据所述时隙生成树确定传输节点可用的预留时隙；

16、若所述传输节点为需要数据传输或入网的节点，在所述传输节点可用的预留时隙发送预留数据包至脉冲源，并令在该路由路径上的其他节点在自身预留时隙内转发所述预留数据包。

17、进一步地，所述方法还包括：

18、组网内各节点基于邻居节点信息，完成资源自主协商的动态分配。

19、进一步地，所述组网内各节点基于邻居节点信息，完成资源自主协商的动态分配，具体包括：

20、根据本地时隙表按照预设的时隙分配规则对邻居节点申请的时隙归属进行仲裁，以按需申请未占用时隙，其中，所述时隙呈分布式；

21、在各节点自身所在时隙内转发脉冲数据包至邻居节点时，各邻居节点根据收到脉冲数据包更新本地时隙表，其中，所述脉冲数据包中包括各节点自身的数据时隙申请表；

22、根据各节点与邻居节点之间脉冲数据包的交互，调整竞争失败的时隙，并将新的数据时隙申请表随预留数据包发送给邻居节点，以使邻居节点根据本地信息进行仲裁，发送回应数据包给节点；

23、若各节点成功占用时隙，则在数据帧进行数据传输，若各节点未成功占用时隙，则释放冲突时隙。

24、进一步地，所述方法还包括：

25、采用侦听方式优化路由，并发送时隙竞争冲突信息至各节点。

26、进一步地，所述采用侦听方式优化路由，并发送时隙竞争冲突信息至各节点，具体包括：

27、各节点通过侦听并回应邻居节点优化路由路径；

28、若各节点侦听到预留数据包中的数据时隙申请表与该节点自身的数据时隙申请表存在时隙竞争冲突，发送回应数据至邻居节点，以使邻居节点释放冲突时隙。

29、第二方面，本发明还提供一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配装置，包括：

30、信息获取模块，用于由脉冲源发起泛洪，通过协同中继以使组网内各节点获取自身至脉冲源的跳数信息，及通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息；

31、规则建立模块，用于基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发；

32、时隙优化模块，用于确定组网内需要进行数据传输的传输节点，并基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化。

33、采用上述实施例的有益效果是：

34、本发明通过协同中继和邻居交互获取两跳内邻居节点信息，优化了脉冲时隙和预留时隙划分方法，复用两跳以外时隙，降低了时隙开销，避免脉冲包转发冲突；预留包可在脉冲时隙或预留时隙发送，进一步提高时隙利用率，降低网络开销；时隙申请采用两轮交互模式，提高时隙申请成功率，同时采用间隔时隙申请法，降低了时隙申请冲突的可能性，时隙呈分布式分散在整个时帧中，可及时转发数据包，较集中式分布有效降低了端到端时延，两跳外时隙可复用，提高时隙利用率。

技术特征：

1.一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述组网内各节点获取自身至脉冲源节点的跳数信息，包括：

3.根据权利要求1所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息，包括：

4.根据权利要求1所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发，包括：

5.根据权利要求1所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化，包括：

6.根据权利要求1所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求6所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述组网内各节点基于邻居节点信息，完成资源自主协商的动态分配，具体包括：

8.根据权利要求1所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求8所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述采用侦听方式优化路由，并发送时隙竞争冲突信息至各节点，具体包括：

10.一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及一种基于二层主被动结合Pulse路由协议的时隙分配方法及装置，方法包括：由脉冲源发起泛洪，通过协同中继以使组网内各节点获取自身至脉冲源的跳数信息，及通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息；基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发；确定组网内需要进行数据传输的传输节点，并基于传输节点发起寻路，以根据时隙生成树进行时隙优化。本发明通过时隙复用的方式降低组网路由所需要的时隙资源开销，网络规模越大所需的时隙比例越少、效果越好。

技术研发人员：杜宝杰,赵佳,杨爽
受保护的技术使用者：武汉中元通信股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14