[發(fā)明專利]一種基于時(shí)分多址的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接入方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911057688.6
• 申請(qǐng)日: 2019-11-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110831037B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申曉紅;張黎明;趙瑞琴;梅毫迪;張欽政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W24/02
• 分類(lèi)號(hào): H04W24/02;H04W48/10;H04W48/16;H04W72/04;H04W84/18
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種基于時(shí)分多址的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接入方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟1：時(shí)延檢測(cè)，獲取中心節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)的傳播時(shí)延；

由于網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的位置信息已知，設(shè)中心節(jié)點(diǎn)的位置為(x,y,z)，從節(jié)點(diǎn)A的位置為(x1，y1，z1)，則中心節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)A的傳播時(shí)延T_d由公式(1)計(jì)算得到：

其中c為水下聲速，同理計(jì)算出中心節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)中所有從節(jié)點(diǎn)之間的傳播時(shí)延；由于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)位置信息未知，則中心節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的傳播時(shí)延取網(wǎng)絡(luò)中的最大傳播時(shí)延；

步驟2：時(shí)隙分配；

將時(shí)幀分為控制時(shí)隙與數(shù)據(jù)傳輸時(shí)隙，控制時(shí)隙內(nèi)中心節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)并廣播控制包，控制時(shí)隙的時(shí)間長(zhǎng)度由(2)式可得：

T_control＝T_listen+T_guard+T_{con_packet}+2T_max (2)

T_control表示控制時(shí)隙的時(shí)長(zhǎng)，T_listen表示監(jiān)聽(tīng)時(shí)長(zhǎng)，T_guard表示保護(hù)間隔，T_max表示網(wǎng)絡(luò)中的最大傳播時(shí)延，T_{con_packet}表示中心節(jié)點(diǎn)控制包的時(shí)長(zhǎng)；

在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)隙，從節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，中心節(jié)點(diǎn)接收從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，根據(jù)中心節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)的傳播時(shí)延為從節(jié)點(diǎn)分配發(fā)送時(shí)序，如果傳播時(shí)延T_A，T_B，T_C，T_D滿足關(guān)系T_A＜T_B＜T_C≤T_D；則相應(yīng)從節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)序?yàn)锳＞B＞C＞D，表示從節(jié)點(diǎn)發(fā)送順序?yàn)锳、B、C、D，協(xié)議開(kāi)始時(shí)，假設(shè)時(shí)序信息為T(mén)，且相鄰從節(jié)點(diǎn)間的發(fā)送時(shí)間滿足式(3)：

其中t表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的開(kāi)始發(fā)送時(shí)間，t_pre表示上一節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)間，表示上一相鄰節(jié)點(diǎn)到中心節(jié)點(diǎn)的傳播時(shí)延，T_data表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，T_d表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到中心節(jié)點(diǎn)的傳播時(shí)延，T_guard為保護(hù)間隔；

中心節(jié)點(diǎn)接收各從節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的時(shí)隙長(zhǎng)度由式(4)得出：

T_slot＝T¹_data+T²_data+…+Tⁿ_data+n·T_guard (4)

T_slot表示中心節(jié)點(diǎn)的接收數(shù)據(jù)時(shí)隙長(zhǎng)度，Tⁿ_data表示第n個(gè)從節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙長(zhǎng)度，n 表示從節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，T_guard為保護(hù)間隔；

第一個(gè)時(shí)幀周期，在控制時(shí)隙由中心節(jié)點(diǎn)廣播控制包啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，各從節(jié)點(diǎn)接收到控制包后解析出自身的時(shí)隙信息，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)隙，從節(jié)點(diǎn)在各自的發(fā)送時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)包，中心節(jié)點(diǎn)接收各從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包；在第二個(gè)時(shí)幀，中心節(jié)點(diǎn)在控制時(shí)隙內(nèi)廣播控制包，控制包中包含對(duì)各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的確認(rèn)信息，各靜態(tài)從節(jié)點(diǎn)接收到控制包后解析出對(duì)自身上一數(shù)據(jù)包的確認(rèn)信息；在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)隙，從節(jié)點(diǎn)在各自的發(fā)送時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)包，中心節(jié)點(diǎn)接收各從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包；從第三個(gè)時(shí)幀開(kāi)始，各相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行流程與第二個(gè)時(shí)幀相同，并以此一幀一幀的進(jìn)行下去；

步驟3：移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求

由于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)前，中心節(jié)點(diǎn)并未給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)安排時(shí)隙，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到達(dá)網(wǎng)絡(luò)后首先進(jìn)行偵聽(tīng)，當(dāng)偵聽(tīng)到中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制包后，解析出控制時(shí)隙信息；可由式(5)計(jì)算出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求包的時(shí)間：

其中表示移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求包的開(kāi)始時(shí)間，表示移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到中心節(jié)點(diǎn)的傳播時(shí)延，t_control表示控制時(shí)隙的開(kāi)始時(shí)間，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在時(shí)，發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求包；

步驟4：中心節(jié)點(diǎn)為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)分配時(shí)隙；

中心節(jié)點(diǎn)在控制時(shí)隙內(nèi)的監(jiān)聽(tīng)時(shí)隙接收到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)請(qǐng)求包后，根據(jù)步驟二式(4)更新接收時(shí)隙信息，利用式(3)計(jì)算出各從節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的發(fā)送時(shí)間；并將新的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)序T”及各從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間通過(guò)控制包廣播；各從節(jié)點(diǎn)接收到控制包后，解析出各自的時(shí)隙信息，并按照新的發(fā)送時(shí)序與新的數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)；

步驟5：移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收到控制包后，解析出時(shí)序信息及自身的數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)間，在自身的發(fā)送時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)，完成入網(wǎng)過(guò)程；

步驟6：移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，在下一時(shí)幀移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)時(shí)隙發(fā)送移動(dòng)節(jié)點(diǎn)退網(wǎng)請(qǐng)求包；

步驟7：中心節(jié)點(diǎn)收到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的退網(wǎng)請(qǐng)求后，刪除移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙；根據(jù)步驟二式(4)更新接收時(shí)隙信息，利用式(3)計(jì)算出各從節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的發(fā)送時(shí)間；并將再次更新的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)序T”及各從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間通過(guò)控制包廣播；各從節(jié)點(diǎn)接收到控制包后，解析出各自的時(shí)隙信息，并按照新的發(fā)送時(shí)序與新的數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)；如果沒(méi)有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)，則以后每幀各從節(jié)點(diǎn)按照移動(dòng)節(jié)點(diǎn)退出后的時(shí)隙信息發(fā)送數(shù)據(jù)，以此一幀一幀運(yùn)行下去；如果有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)，從步驟3開(kāi)始繼續(xù)運(yùn)行。