[發明專利]一種分布式TDMA協議中的隨機數閑置時隙競爭方法

有效

• 申請號: 201910636165.0
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110225593B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 符杰林;陸毅;仇洪冰;蔡沖霄;張亞楠
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W74/08;H04W84/18;H04J3/16
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 覃永峰

1.一種分布式TDMA協議中的隨機數閑置時隙競爭方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)新節點接收已入網節點發送的控制消息，獲知網絡時隙占用情況，建立時隙狀態表，并隨機選擇一個空閑時隙作為候選時隙；

(2)候選時隙首次到來時，新節點發送占用申請，等待鄰居節點的確定，具體過程如下：

候選時隙首次到來時，新節點發送一個控制消息向鄰居節點申請占用該時隙；若只有一個新節點發出占用申請，鄰居節點可以正確接收控制消息并更新自身的時隙狀態表，加入新節點的信息；若同時有多個新節點發出占用申請，將會產生沖突，鄰居節點無法正確接收控制消息，不能將新節點加入時隙狀態表；新節點根據隨后接收到的鄰居節點的時隙狀態表中，是否有自己的信息，獲知鄰居節點是否確認此申請；

(3)候選時隙再次到來時，若全部鄰居節點均已確認該申請，則節點把備選時隙標記為主時隙；否則重新隨機選擇一個空閑時隙作為候選時隙，回到步驟（2）；

(4)主時隙到來時，隊列中如果有多個數據包等待發送，節點把控制消息的隨機數字段設為 [0，MAX]之間的一個隨機整數并發送；否則將控制消息的隨機數字段設為-1并發送，具體過程如下：

節點主時隙到來時，首先檢測數據包隊列，若有不少于2個的數據包等待發送，節點將參與競爭，生成一個范圍在[0，MAX]之間的隨機整數加入到控制消息的隨機數字段發送；若節點有1個數據包待發送，在主時隙的數據段發送即可；當數據包隊列長度小于2時，節點無需參與競爭，把隨機數字段設為-1；

(5)在新一幀開始時，參與競爭的節點將所有參與競爭節點的隨機數進行排序，得到自身的排名，具體過程如下：

在新一幀開始時，參與競爭的節點對所有參與競爭節點的隨機數按照從小到大的順序進行排序即若有多個節點的隨機數相同，按照ID從小到大排序，獲得自身的排名，并將當前幀的閑置時隙計數置零；

(6)每個時隙開始時，若占用該時隙的節點將本時隙聲明為閑置時隙，則參與競爭的節點判斷當前時隙是第幾個閑置時隙，并由相應排名的節點使用，具體過程如下：

每個時隙開始時，占用該時隙的節點數據包隊列如果為空，則在發送的控制消息中把當前時隙聲明為閑置時隙，允許其他節點使用時隙的數據段；其他節點收到將當前時隙聲明為閑置時隙的控制消息后，將閑置時隙計數加1，并由對應排名的節點在該時隙的數據段中發送數據。

2.根據權利要求1所述的分布式TDMA協議中的隨機數閑置時隙競爭方法，其特征在于，步驟（1）具體過程如下：

已入網節點在所占用的主時隙到來時，發送一個控制消息，消息中攜帶自己的時隙狀態表，該表記錄了自身及鄰居節點的時隙占用情況，新節點通過接收鄰居節點發送的控制消息，獲得鄰居節點的時隙狀態表，從而得到網絡內節點對時隙的占用情況，隨機選擇一個未被其他節點占用的空閑時隙作為候選時隙。

3.根據權利要求1所述的分布式TDMA協議中的隨機數閑置時隙競爭方法，其特征在于，步驟（3）具體過程如下：

候選時隙再次到來時，若所有鄰居節點均確認申請，表明該時隙沒有被其他新節點申請，節點使用該時隙不會產生沖突，把該時隙標記為主時隙；否則重新隨機選擇一個時隙作為候選時隙，回到步驟（2）。