[發明專利]無線Ad-hoc網絡分布式資源分配的方法

有效

• 申請號: 201811328799.1
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109219144B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 鄒艷芳;馬富云;胡永輝;吳勝男
• 申請（專利權）人: 北京通廣龍電子科技有限公司
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/12
• 代理公司: 北京興智翔達知識產權代理有限公司 11768
• 代理人: 張玉梅

本發明公開了一種無線Ad?hoc網絡分布式資源分配的方法，將TDMA幀結構設置為具有引導時隙、廣播時隙以及數據時隙；將引導時隙進行分組；設置幀長度以及時隙的長度；節點根據引導時隙的信息獲取三跳內時隙分配情況；新入網節點或未分配時隙的節點根據引導時隙的信息隨機占用未分配的時隙；節點根據自身的時隙占用情況以及引導時隙信息更新自身的時隙分配記錄組；當節點根據引導時隙信息檢測到占用的時隙與鄰居節點發生沖突，則節點重新占用新的時隙；節點按照三跳無沖突機制占用TDMA幀的第一循環周期的廣播時隙，如果節點選擇了第N個廣播時隙，則第N個數據時隙也是發送機會。該方法能夠提高時隙利用率并解決野外環境下容易出現隱藏終端沖突的問題。

技術領域

本發明是關于無線通信領域，特別是關于一種無線Ad-hoc網絡分布式資源分配的方法。

背景技術

目前無線Ad-hoc網絡的信道接入機制主要分為CSMA和TDMA兩種。基于CSMA的接入方式在負載較小時性能表現較好，但隨著負載的增加和網絡中節點數目的增加，沖突的概率急劇上升，性能急劇惡化。同時，基于CSMA的接入方式也無法保證各種應用業務對延時的要求。基于TDMA的接入方式清晰地將信道分為時間片，能夠實現無沖突的調度。但是目前關于TDMA接入方式的方案沒有考慮各種業務的QoS要求，在信道利用率上也存在一定的缺陷。

在傳統的TDMA方式中，一個時隙對應一個節點，這種方式的信道利用率低。隨著近幾年來對分布式網絡信道資源分配的研究，目前的技術方案己經對基于TDMA的信道資源分配方式做了很大的改進，提高了部分信道利用率。但是并未考慮復雜的野外環境可能帶來的隱藏終端的問題，也沒有考慮各個節點發送數據的需求差異問題，以及多個信道可能帶來的傳輸時延。

申請號為201110227612.0的專利申請文件中公開了一種基于時分復用的信道資源分配方法。具體地，采用的是基于節點的時隙分配方法，在該方案中，每個時隙分為控制部分和數據部分，控制部分分為兩個階段，每個階段包含N(N為網絡中最大的節點數目)個微時隙用于發送分配時隙包，該時隙分配方法中控制開銷過大，并且沒有考慮時延抖動的問題。

申請號為201510906203.1的專利申請文件公開了一種基于TDMA的無線MESH網絡分布式資源分配的方法，在進行時隙申請過程加入各個節點的業務數據量的負載參數，解決了各個節點發送數據的需求差異問題；在進行時隙分配過程采用了優化的優先級列表，使各個節點分配到的時隙在一個時幀中近似均勻分布，解決了時隙抖動問題，從而降低了時延。但算法基于兩跳防沖突機制，在山區、煤礦等區域環境負載，易出現隱藏終端發生沖突，且沒有考慮不同優先級業務下如何更好的實現資源分配。

李恒等人在“基于TDMA的無線自組織網RLC層協議軟件設計與實現”中以LTE無線接入網RLC層協議為基礎設計了適用于無線自組織網絡的RLC層協議，并在AM數據傳輸模式下對數據進行分段重組，根據PDU接收情況進行ARQ重傳。數據重傳以PDU為單位，會造成一部分資源浪費。

孫超山等人在“對WNW中使用的USAP MAC協議的研究”中提出一種支持多信道的動態分布式時分多址(TDMA)MAC協議，其協議內容包括引導時隙管理通信資源的使用方法、自適應廣播循環管理通信資源的使用方法、備用時隙來管理通信資源的使用方法。但設計基于時頻復用，沒有考慮多信道進行數據傳輸可能帶來接收數據亂序問題，也沒有考慮隱藏終端和業務優先級的問題。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無線Ad-hoc網絡分布式資源分配的方法，其能夠合理利用空閑廣播數據、數據時隙，提高時隙利用率，設置了三跳防沖突機制解決了野外環境下容易出現隱藏終端沖突的問題。