[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

本發明公開了一種基于Slotted?FAMA協議利用傳播時延的數據并發傳輸方法，該方法基于水聲通信網絡MAC層的Slotted?FAMA協議，利用水聲通信的長傳播時延，實現網絡中數據的并發傳輸，提高水聲通信網絡的質量。本發明提出的利用傳播時延的數據并發傳輸方法的優勢在于基于Slotted?FAMA握手協議，網絡中的接收節點獲取所有發送節點到它的傳播時延并存入接收節點維護的節點時延表中，對這些傳播時延處理后再存入接收節點維護的并發傳輸表中，接收節點根據時延表中存儲的信息，安排網絡中的其他發送節點無碰撞地并發傳輸數據，從而提高網絡的吞吐量，減小網絡平均時延，提高水聲通信網絡質量。

技術領域

本發明屬于水聲通信領域，涉及一種基于Slotted-FAMA協議利用傳播時延的數據并發傳輸方法。

背景技術

在現有的水聲網絡Slotted-FAMA協議中，每次數據傳輸之前都需要經過一系列的握手，且同一時間內只有一組數據進行傳輸。由于水聲信道的復雜性和多變性，水聲通信具有長傳播時延，吞吐量低等特性，節點之間的握手不僅大大降低了網絡的吞吐量，同時也延長了數據傳輸的平均時延。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種基于Slotted-FAMA協議利用傳播時延的數據并發傳輸方法。

由于Slotted-FAMA協議中，每次數據傳輸之前都需要經過一系列的握手，且同一時間內只能有一組數據進行傳輸；在RTS-CTS握手完成之后，表明此時接收節點可以接收數據，而水聲通信網絡中數據的傳播時延很大，在這段時延內可能可以傳輸其他節點的數據，且不會與原有的數據傳輸產生沖突，這就可以大大提高網絡的吞吐量，降低數據平均時延。本發明采取的技術方案為：基于Slotted-FAMA協議，利用水聲長傳播時延，由接收節點調度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；本發明方法具體包括以下步驟：

(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其他發送節點(也稱為并發傳輸節點)，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(與接收節點進行RTS-CTS握手的節點)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；如果來自并發傳輸節點的DATA數據包被接收節點成功接收，則標志位為1；否則，標志位為0，該來自并發傳輸節點的DATA數據包等待下一次并發重傳。