[發(fā)明專利]一種基于時(shí)間同步的自組織網(wǎng)絡(luò)流量控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011173178.8
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN112351457A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚方;蔡曉剛;張向平;吳謝輝
• 申請（專利權(quán)）人: 南京拓恒無人系統(tǒng)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H04W28/02
• 分類號(hào): H04W28/02;H04W28/10;H04W40/24;H04W56/00
• 代理公司: 南京業(yè)騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32321
• 代理人: 繆友益

本發(fā)明涉及一種基于時(shí)間同步的自組織網(wǎng)絡(luò)流量控制方法，讓每個(gè)節(jié)點(diǎn)有機(jī)會(huì)主動(dòng)發(fā)送當(dāng)前自身的通信情況，包括從自身到網(wǎng)關(guān)的通信成功狀態(tài)，內(nèi)部發(fā)送緩存的狀態(tài)等，附近的鄰居節(jié)點(diǎn)通過檢查收到的信息，決定是否選取某個(gè)節(jié)點(diǎn)作為到達(dá)目的地的下一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的流量管理；最終通過建立時(shí)間同步機(jī)制，為每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)安排合理的流量信息發(fā)布機(jī)制，使得在自組織網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)可以獲取鄰居節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的流量阻塞情況，提前安排后續(xù)通信時(shí)的路由選擇，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的流量控制。上述技術(shù)方案中提供的基于時(shí)間同步的自組織網(wǎng)絡(luò)流量控制方法，能有效解決現(xiàn)有通信方法難以獲得周邊設(shè)備的擁塞情況，以及即使獲取到也存在帶寬消耗大、時(shí)效性差的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自組織網(wǎng)絡(luò)流量控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于時(shí)間同步的自組織網(wǎng)絡(luò)流量控制方法。

背景技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在很多場景下，尤其是基礎(chǔ)通信設(shè)施不全或基礎(chǔ)通信設(shè)施支持受限的時(shí)候，其可以將不同的設(shè)備即時(shí)網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。圖1展示了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中無線自組織網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)通信的典型場景，具體為無線自組織網(wǎng)絡(luò)在樓宇自動(dòng)化場景的使用示意圖，各種樓宇自動(dòng)化場景中需要使用到的傳感器、控制器以及路由器通過無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自動(dòng)連接成網(wǎng)，對于傳感器等平時(shí)處于低功耗狀態(tài)，但是整個(gè)自動(dòng)化場景中需求量又比較大的設(shè)備，就可以不用鋪設(shè)線纜，而是按照實(shí)際需要，在指定位置方便架設(shè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備通過無線自組織網(wǎng)絡(luò)協(xié)議尋找到從設(shè)備到網(wǎng)關(guān)的路徑，數(shù)據(jù)通過中間設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的方式在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳遞。比如一氧化碳傳感器3的數(shù)據(jù)，可以通過紅外線探頭3、溫濕度傳感器3、路由器2和路由器1最終到達(dá)網(wǎng)關(guān)，如果網(wǎng)關(guān)需要修改一氧化碳傳感器3的采樣間隔，其指令也可以通過反向路由到達(dá)一氧化碳傳感器3。

基于自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)在于，用戶有可能在大量終端連接的場景里使用，比如樓宇自動(dòng)化，環(huán)境監(jiān)測等。大量的微型終端在不同的位置將數(shù)據(jù)采集后匯聚到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一發(fā)送到遠(yuǎn)端服務(wù)器。數(shù)量眾多的終端在低速率的情況下，有可能產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)阻塞，原因在于如果用戶定義的數(shù)據(jù)上報(bào)間隔比較短，而每個(gè)終端每次上報(bào)都需要占用很長時(shí)間的帶寬，那么無線傳輸就極為容易產(chǎn)生沖突。此時(shí)最直接的方式就選擇不同的路徑發(fā)送數(shù)據(jù)。

如圖2所示，如果溫度傳感器3正處于高流量狀態(tài)，原先從一氧化碳傳感器3到網(wǎng)關(guān)的路徑就會(huì)在此遇到阻礙。此時(shí)如果一氧化碳傳感器3能夠選擇從一氧化碳傳感器2，紅外線探頭1，溫濕度傳感器1這條路徑進(jìn)行到網(wǎng)關(guān)的通信，就能避開阻塞(假設(shè)新的路徑可以順利使用)。如果一氧化碳傳感器3能夠預(yù)先知道溫濕度傳感器3存在阻塞，那么就有可能提前選擇備選路徑。但是對路徑的阻塞判斷是自組織網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)樽越M織網(wǎng)絡(luò)的重要概念就是不使用中心節(jié)點(diǎn)來管理網(wǎng)絡(luò)，而是由每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)自我管理，這導(dǎo)致了每個(gè)節(jié)點(diǎn)對周邊設(shè)備的擁塞情況所知有限，很難獲得全局的流量信息。同時(shí)，即使能夠獲得全局的流量信息，其消耗的代價(jià)可能會(huì)很大，需要占用大量的帶寬來完成每個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息的全網(wǎng)傳播，時(shí)效性也會(huì)很差。因此亟需設(shè)計(jì)一種新的技術(shù)方案，以綜合解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于時(shí)間同步的自組織網(wǎng)絡(luò)流量控制方法，能有效解決現(xiàn)有通信方法難以獲得周邊設(shè)備的擁塞情況，以及即使獲取到也存在帶寬消耗大、時(shí)效性差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種基于時(shí)間同步的自組織網(wǎng)絡(luò)流量控制方法，包括以下步驟：

1)進(jìn)行無線自組織網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)關(guān)和所有節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步，然后將時(shí)間劃分為固定長度的時(shí)間隙；

2)打開網(wǎng)關(guān)，之后網(wǎng)關(guān)定期發(fā)布同步信息，其它節(jié)點(diǎn)逐個(gè)加入網(wǎng)絡(luò)；其中同步信息包括當(dāng)前時(shí)隙的編號(hào)，網(wǎng)關(guān)自身的流量信息，網(wǎng)關(guān)同步信息的發(fā)布周期；