[发明专利]面向信息--物理融合系统的实时通信优化方法及设备

权利要求书

1.一种面向信息--物理融合系统的实时通信优化方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤101：在一个超帧持续时间内，节点设备首先接收到协调器广播的信标帧，节点设备和协调器节点完成设备关联后，进入CAP阶段；

步骤102：判断超帧的CAP阶段是否结束，如果结束，则转入步骤106；否则，进入步骤103判断节点设备缓存区的待发送数据状态；

步骤103：判断节点设备缓存区是否有数据等待发送，如果有，则转入步骤104，在CSMA/CA机制下竞争信道的使用，而后进入到帧优先级设定模块；否则，转入步骤105，进入空闲模式；

步骤104：帧优先级设定；

步骤105：当缓存区无数据需要发送，则转入空闲模式；

步骤106：CAP阶段结束后，进入到超帧的CFP阶段；

步骤107：节点设备将转入带碰撞避免的GTS保障时隙分配；

步骤108：判断数据传输是否成功，如果成功，则转入步骤109,；否则转入步骤110；

步骤109：节点进入休眠期，等到下一个超帧的到来；

步骤110：节点将向协调器发出警告信息，通知“发送失败”的消息。

2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于所述帧优先级设定的方法如下：

步骤401：帧到达优先级设定模块，帧优先级设定模块接受两种帧结构：数据帧和GTS请求命令帧； 

步骤402：初始化帧的参数NB，NB记录尝试接入信道的失败次数，其初值为0，最大值为4；当帧到达时，NB初值置0；

步骤403：读取到达的帧，依据帧类型域进行类型判断，如果是数据帧，则转入步骤404；如果是GTS请求命令帧，则转入步骤405；

步骤404：对数据帧进行参数设定；

步骤405：对GTS命令帧进行参数设定。

3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于所述对数据帧进行参数设定的方法如下：

步骤501：CW表示传输数据之前需要进行空闲信道检测的次数，即后退延迟时间的长度，其最小值为0，最大值为31，CW以backoff为单位，backoff称为“后退周期”，设置数据帧的CW1=3；BE表示后退指数，取值范围为0-5，设置数据帧的BE1=2；

步骤502：在完成对CW1和BE1 的参数初始设置后，节点设备等待下一个backoff边缘的来临；

步骤503：节点设备在等待到了下一个随机延迟边缘的来临后，将随机延迟一定数量的Backoff；

步骤504：当节点完成随机延迟后，判断信道是否空闲，如果空闲，则转入步骤507；否则转入步骤505；

步骤505：信道繁忙时，将NB1值自动加1；

步骤506：判断NB1的值是否大于最大值4，如果大于，则转入表明帧发送失败，否则转入到步骤503；

步骤507：信道处于空闲状态，CW1值减少1；

步骤508：判断CW1的值是否为0，如果等于0，则转入步骤509；否则，转入步骤504；

步骤509：CW1=0，则占用信道发送数据帧。

4.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于所述对GTS命令帧进行参数设定的方法如下：

步骤601：设定GTS请求命令帧对应的参数CW2为2，设置GTS请求命令帧BE2=0；

步骤602：在完成对CW1和BE1 的参数初始设置后，节点等待下一个backoff边缘的来临；

步骤603：节点在等待到了下一个backoff边缘的来临后，将随机延迟一定数量的Backoff；

步骤604：当节点完成随机延迟后，判断信道是否空闲，如果空闲，则转入步骤607；否则转入步骤605；

步骤605：信道繁忙时，将NB1值自动加1；

步骤606：判断NB1的值是否大于最大值4，如果大于，则转入表明帧发送失败，否则转入到步骤603；

步骤607：信道处于空闲状态，CW1值减少1；

步骤608：判断CW1的值是否为0，如果等于0，则转入步骤609；否则，转入步骤604；

步骤609：CW1=0，则占用信道发送GTS请求命令帧。