[發(fā)明專利]基于時間同步和頻率同步的無線自組織網(wǎng)絡管理方法

有效

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• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110248320B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 姚方;施鐘鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫士康通訊技術有限公司
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04W56/00;H04W84/18;H04B1/715
• 代理公司: 淮安睿合知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 32372
• 代理人: 湯小東

1.基于時間同步和頻率同步的無線自組織網(wǎng)絡管理方法，其特征在于：包括以根節(jié)點開始的全網(wǎng)組播過程和以非根節(jié)點開始的全網(wǎng)組播過程，

根節(jié)點、終端節(jié)點和路由節(jié)點形成樹形拓撲結(jié)構(gòu)，上層被關聯(lián)的節(jié)點稱為父節(jié)點，下層關聯(lián)的節(jié)點稱為子節(jié)點；

以根節(jié)點開始的全網(wǎng)組播過程包括如下步驟：

1)根節(jié)點在頻率F1上進入組播發(fā)送時隙，直接關聯(lián)到根節(jié)點的子節(jié)點同步在頻率F1上進入組播接收時隙，以接收根節(jié)點發(fā)送的信息；

2)根節(jié)點結(jié)束組播發(fā)送時隙，進入單播時隙，與根節(jié)點直接關聯(lián)的子節(jié)點中，若是終端節(jié)點，則進入單播時隙，若是路由節(jié)點，則該節(jié)點在頻率F1上的組播接收時隙結(jié)束后，轉(zhuǎn)到頻率F2上進入組播發(fā)送時隙進行組播消息的發(fā)送，和該路由節(jié)點關聯(lián)的子節(jié)點同步轉(zhuǎn)到頻率F2進入組播接收時隙接收組播信息，該路由節(jié)點完成組播發(fā)送時隙后，進入單播時隙，在拓撲結(jié)構(gòu)上如果和該路由節(jié)點處在相同層的路由節(jié)點有多個，則每個路由節(jié)點進行組播發(fā)送的頻率F2是有差異的；

3)在樹形拓撲結(jié)構(gòu)中，父節(jié)點在組播發(fā)送時隙發(fā)送組播消息，父節(jié)點進入單播時隙，子節(jié)點在組播接收時隙接收組播消息，直到距離根節(jié)點最遠的節(jié)點完成單播時隙，一次循環(huán)結(jié)束；

以非根節(jié)點開始的全網(wǎng)組播過程包括如下步驟：

A、非根節(jié)點為終端節(jié)點時，終端節(jié)點在單播時隙將組播消息發(fā)送給關聯(lián)的路由節(jié)點，即該終端節(jié)點的父節(jié)點，路由節(jié)點在組播發(fā)送時隙將組播消息向下行方向組播，如果該路由節(jié)點有父節(jié)點，則該路由節(jié)點在單播時隙將組播消息發(fā)送到父節(jié)點，由父節(jié)點繼續(xù)在組播發(fā)送時隙向下行方向組播，并且在其單播時隙向上一級父節(jié)點發(fā)送組播消息，該過程持續(xù)進行，直到最上一級父節(jié)點，即根節(jié)點收到消息，并完成向與其關聯(lián)的其它路由節(jié)點和終端節(jié)點發(fā)送組播消息的過程；

B、非根節(jié)點為路由節(jié)點時，該路由節(jié)點既要在單播時隙向其父路由節(jié)點發(fā)送組播消息，也要在組播發(fā)送時隙開始下行組播，在單播時隙收到組播消息的父節(jié)點既要向下行發(fā)送組播，也要在單播時隙向自己的父節(jié)點發(fā)送組播消息，直到到達根節(jié)點，并由根節(jié)點完成與其關聯(lián)的其它路由節(jié)點和終端節(jié)點發(fā)送組播消息的過程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時間同步和頻率同步的無線自組織網(wǎng)絡管理方法，其特征在于：頻率F2的值由節(jié)點的地址或者本節(jié)點所處拓撲結(jié)構(gòu)的層次確定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時間同步和頻率同步的無線自組織網(wǎng)絡管理方法，其特征在于：所述的基于時間同步和頻率同步的無線自組織網(wǎng)絡管理方法還包括在單播時隙的通信方法，包括如下步驟：

a、所有節(jié)點在單播時隙內(nèi)在頻率F3上偵聽，通信發(fā)起方在頻率F3上發(fā)送包含通信目的節(jié)點地址和通信頻率F4的數(shù)據(jù)請求，然后通信發(fā)起方跳轉(zhuǎn)到通信頻率F4上保持接收狀態(tài)，通信頻率F4由通信發(fā)起方在發(fā)送數(shù)據(jù)請求前按隨機或者指定方式產(chǎn)生，即每次產(chǎn)生數(shù)據(jù)請求時，F(xiàn)4是有區(qū)別的；

b、通信目的節(jié)點如果成功接收到數(shù)據(jù)請求，并且判斷在單播時隙剩余的時間可以完成通信，則跳轉(zhuǎn)到通信頻率F4上，然后發(fā)出讓通信發(fā)起方發(fā)送數(shù)據(jù)的提示，通信發(fā)起方收到提示后，通信發(fā)起方開始發(fā)送數(shù)據(jù)；

c、通信發(fā)起方發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后，如果通信發(fā)起方不要求確認，則通信結(jié)束，通信發(fā)起方返回到頻率F3上；如果通信發(fā)起方要求接收確認，則等待一段時間，確認收到，通信成功，如果沒有收到確認，通信失敗，無論是否成功，通信發(fā)起方返回頻率F3上；返回后，如果通信失敗，通信發(fā)起方在頻率F3上在下一次合適的時間重新嘗試發(fā)送；

d、通信發(fā)起方在通信頻率F4上等待一段時間后，如果沒有收到通信目的節(jié)點發(fā)出的讓通信發(fā)起方發(fā)送數(shù)據(jù)的提示，則通信失敗，通信發(fā)起方轉(zhuǎn)回頻率F3，等待下次嘗試；

e、通信目的節(jié)點轉(zhuǎn)到通信頻率F4上，發(fā)送讓通信發(fā)起方發(fā)送數(shù)據(jù)的提示后，等待一段時間，如果沒有收到數(shù)據(jù)，通信目的節(jié)點轉(zhuǎn)回頻率F3上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于時間同步和頻率同步的無線自組織網(wǎng)絡管理方法，其特征在于：所述的根節(jié)點為網(wǎng)關節(jié)點。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于時間同步和頻率同步的無線自組織網(wǎng)絡管理方法，其特征在于：子節(jié)點的組播接收時隙是和其關聯(lián)的父節(jié)點組播發(fā)送時隙同步的時隙。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的基于時間同步和頻率同步的無線自組織網(wǎng)絡管理方法，其特征在于：父節(jié)點的單播時隙長度等于該父節(jié)點的父節(jié)點的單播時隙長度減去該父節(jié)點的一個組播發(fā)送時隙。