[發(fā)明專利]應(yīng)用于TDMA自組網(wǎng)的跨層路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810074089.4
• 申請(qǐng)日: 2018-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN108495338B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史琰;王浩;盛敏;孫紅光;仲偉慧;趙陽;陳馳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W28/08
• 分類號(hào): H04W28/08;H04W40/02;H04W40/12;H04W84/18
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.一種應(yīng)用于TDMA自組網(wǎng)的跨層路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)方法，包括：

(1)MAC層采用TDMA的多址接入方式，路由采用表驅(qū)動(dòng)的方式；

(2)MAC層計(jì)算本節(jié)點(diǎn)到每個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)n_i的鏈路最大傳輸單元并計(jì)算本節(jié)點(diǎn)的排隊(duì)時(shí)延t_i；

(3)確定路由協(xié)議的報(bào)文攜帶內(nèi)容，該內(nèi)容包括本節(jié)點(diǎn)到各個(gè)可達(dá)的目的節(jié)點(diǎn)d_i的最優(yōu)路由路徑信息，每條路徑信息包括本條路徑的排隊(duì)時(shí)延t_delay、本條路徑的最大傳輸單元pm、本條路徑上節(jié)點(diǎn)占用的時(shí)隙數(shù)總和slot、本條路徑的跳數(shù)hop和完整路徑信息，即該條路由經(jīng)過的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)號(hào)；

(4)MAC層將鏈路最大傳輸單元本節(jié)點(diǎn)的排隊(duì)時(shí)延t_i和本節(jié)點(diǎn)在一個(gè)幀長(zhǎng)內(nèi)占用的時(shí)隙數(shù)slot_i這三種反饋給網(wǎng)絡(luò)層；

(5)網(wǎng)絡(luò)層根據(jù)MAC層反饋的信息，計(jì)算本節(jié)點(diǎn)到各個(gè)目的節(jié)點(diǎn)d_i的各條路徑的權(quán)值；

(6)網(wǎng)絡(luò)層根據(jù)路徑的權(quán)值和路徑的信息，從各條路徑中選出一條路徑做為最優(yōu)路徑，其他路徑作為備選路徑；

(7)網(wǎng)絡(luò)層將本節(jié)點(diǎn)到每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)d_i的最優(yōu)路徑以及各條備選路徑這兩種路徑傳遞給MAC層；

(8)MAC層將待發(fā)送的數(shù)據(jù)包進(jìn)行入隊(duì)：

(8a)MAC層將本節(jié)點(diǎn)上層發(fā)下來的數(shù)據(jù)包以及從其他節(jié)點(diǎn)收到的需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包排隊(duì)放入待發(fā)送隊(duì)列，待發(fā)送隊(duì)列根據(jù)數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度，從大到小對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行排列；

(8b)對(duì)入隊(duì)的每個(gè)數(shù)據(jù)包都設(shè)置一個(gè)最大排隊(duì)時(shí)延閾值T_wait，對(duì)于超過該閾值但還未調(diào)度的數(shù)據(jù)包，則將其插到隊(duì)列頭部；

(9)MAC層從待發(fā)送隊(duì)列的隊(duì)列頭部調(diào)度數(shù)據(jù)包，并從待發(fā)送隊(duì)列中查找能與隊(duì)列頭部的數(shù)據(jù)包相聚合的數(shù)據(jù)包，再將這兩個(gè)數(shù)據(jù)包聚合為一個(gè)數(shù)據(jù)包，在同一個(gè)時(shí)隙內(nèi)調(diào)度發(fā)送出去。

2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的方法，其中步驟(2)中計(jì)算本節(jié)點(diǎn)的排隊(duì)時(shí)延t_i，按如下步驟計(jì)算：

(2a)每隔一固定長(zhǎng)度的時(shí)間T1，本節(jié)點(diǎn)i對(duì)下一個(gè)要進(jìn)入待發(fā)送隊(duì)列的數(shù)據(jù)包加一個(gè)時(shí)間戳標(biāo)記t₁，在該數(shù)據(jù)包從待發(fā)送隊(duì)列被調(diào)度出隊(duì)時(shí)記下此刻時(shí)間t₂，計(jì)算待發(fā)送隊(duì)列的等待時(shí)延t_new_i：

t_new_i＝λ×t_old_i+(1-λ)×(t₂-t₁)，

其中t_old_i為上一次計(jì)算的等待時(shí)延，λ為新舊兩個(gè)等待時(shí)延之間的權(quán)重系數(shù)；

(2b)本節(jié)點(diǎn)i以T₂為周期，統(tǒng)計(jì)一個(gè)周期內(nèi)發(fā)送出去的數(shù)據(jù)包的數(shù)量num_i；

(2c)本節(jié)點(diǎn)i的下游鄰居節(jié)點(diǎn)也以T₂為周期，統(tǒng)計(jì)一個(gè)周期內(nèi)收到的來自節(jié)點(diǎn)i的數(shù)據(jù)包的數(shù)量num_j，并反饋給節(jié)點(diǎn)i；

(2d)根據(jù)(2b)和(2c)的結(jié)果，計(jì)算本節(jié)點(diǎn)i的傳輸成功率其中N表示本節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；

(2e)根據(jù)(2a)和(2d)的結(jié)果，計(jì)算本節(jié)點(diǎn)i的排隊(duì)時(shí)延并通過MAC層將該排隊(duì)時(shí)延t_i反饋給網(wǎng)絡(luò)層。

3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的方法，其中步驟(2)中計(jì)算本節(jié)點(diǎn)到每個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)ni的鏈路最大傳輸單元，通過如下公式計(jì)算：

其中表示從底層收到的到鄰居節(jié)點(diǎn)n_i的速率，T_slot為TDMA系統(tǒng)的每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度。

4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的方法，其中步驟(3)中本條路徑的排隊(duì)時(shí)延t_delay，是該條路徑上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的排隊(duì)時(shí)延t_i的總和。