[發明專利]基于Slotted-FAMA協議利用傳播時延的數據并發傳輸方法

有效

• 申請號: 201810114288.3
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108347788B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 楊鴻;姚煒民;卓曉曉;瞿逢重;吳葉舟;馬東方;徐敬
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04W72/12
• 分類號: H04W72/12;H04W74/08;H04B13/02;H04B11/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

1.一種基于Slotted-FAMA協議利用傳播時延的數據并發傳輸方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)在水聲通信網絡中的接收節點處構建每個發送節點的時延表和并發傳輸表；

所述時延表中存儲每個發送節點的MAC地址以及發送節點到該接收節點的傳播時延；

所述并發傳輸表中存儲每個發送節點對應的滿足并發傳輸要求的其他發送節點的MAC地址；所述并發傳輸要求為兩個發送節點對應的傳播時延之差大于數據包DATA的傳輸時長；

(2)基于Slotted-FAMA協議的并發傳輸，具體如下；

(2.1)發送節點發送RTS包給接收節點，接收節點接收到RTS包后，獲取發送節點的MAC地址；接收節點根據發送節點的MAC地址，在并發傳輸表中查找此MAC地址對應的節點在傳輸數據時滿足并發傳輸條件的一個并發傳輸節點，將這個并發傳輸節點的MAC地址嵌入到CTS包中，等到下一個時隙開始時將CTS包發送出去；

(2.2)發送節點接收到CTS包后，等到下一個時隙開始時發送DATA數據包給接收節點；而網絡中的其他發送節點接收到CTS包后，查看CTS中嵌入的并發傳輸MAC地址是否與本節點的MAC地址一致，如果不一致，則節點進入退避狀態；如果一致，則表明此節點為并發傳輸節點，此節點在握手發送節點發送完DATA包之后也開始并發傳輸DATA，在避免與握手發送節點碰撞的同時，利用這部分傳播時延，提高網絡吞吐量；

(2.3)接收節點依次接收來自并發傳輸節點的DATA以及來自握手發送節點的DATA；如果來自握手發送節點的DATA數據被成功接收，則接收節點在下一個時隙開始時發送ACK包給發送節點；否則，發送NACK包；在ACK和NACK包中嵌入來自并發傳輸節點的DATA數據包是否被成功接收的標志位，如果未被接收節點成功接收，則該來自并發傳輸節點的DATA數據包等待下一次并發重傳。

2.根據權利要求1所述的一種基于Slotted-FAMA協議利用傳播時延的數據并發傳輸方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述時延表的具體構建方法如下：

(1.1)水聲通信網絡中的所有發送節點首先發送一個SF短幀給接收節點，其中SF短幀中包含了SF短幀的發送時刻；

(1.2)接收節點接收到來自發送節點的SF短幀后，用SF短幀當前的接收時刻減去發送時刻，即可得到發送節點到接收節點之間的傳播時延，將每個發送節點的MAC地址以及相應的傳播時延存入接收節點的時延表中。

3.根據權利要求1所述的一種基于Slotted-FAMA協議利用傳播時延的數據并發傳輸方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述并發傳輸表的具體構建方法如下：

將接收節點時延表中某個發送節點對應的傳播時延delay1與其他發送節點對應的傳播時延依次兩兩比較，如果該發送節點對應的傳播時延delay1與另一個發送節點對應的傳播時延delay2之差大于數據包DATA的傳輸時長data_length，即：delay1-delay2data_length，則表示delay2對應的發送節點滿足并發傳輸的要求，將delay2對應的發送節點的MAC地址存入delay1對應的發送節點的并發傳輸表中，從而接收節點能夠得到所有的發送節點傳輸數據時對應的滿足并發傳輸條件的其他發送節點。

4.根據權利要求1所述的一種基于Slotted-FAMA協議利用傳播時延的數據并發傳輸方法，其特征在于，所述水聲通信網絡包含一個接收節點和多個發送節點，且網絡中所有的節點都處于互相通信范圍之內。

5.根據權利要求1所述的一種基于Slotted-FAMA協議利用傳播時延的數據并發傳輸方法，其特征在于，該方法基于水聲通信網絡MAC層的Slotted-FAMA握手協議，利用水聲長傳播時延，由接收節點調度水聲通信網絡中其他節點實現一次握手，多節點無碰撞數據并發傳輸，從而降低網絡平均時延，提高系統吞吐量。