[发明专利]一种基于TDMA的宽带无线自组网MAC层协议方法

权利要求书

1.一种基于TDMA的宽带无线自组网MAC层协议方法，其特征在于：协议帧结构包括控制信道、接入信道、业务信道，在无线自组网中，每个节点通过控制信道进行控制信令的交互，每个节点利用业务信道进行业务数据的传输，每个节点通过接入信道接入网络，该方法包括以下步骤：

步骤1、选取网络中的中心控制节点；

步骤2、每个节点在自己的控制时隙发送控制信令，控制信令包括邻居状态表和时隙分配表；

步骤3、每个节点在非自己的控制时隙进行监听；

步骤4、经过多次交互，除去孤立节点，每个节点都会获得全网拓扑结构信息，中心节点根据全网拓扑结构进行时隙分配，时隙分配方法采用改进的序列顶点着色算法；

步骤5、网络中的全部节点根据时隙分配表来确定自己的业务时隙，每个节点在自己的控制时隙传输数据包；

步骤6、如果有新的节点入网或者有节点要退出网络，则在接入信道发送入网或退网请求；

步骤7、跳转至步骤2。

2.根据权利要求1所述的一种基于TDMA的宽带无线自组网MAC层协议方法，其特征在于：所述控制信道用于控制信令交互的，控制信道采用固定分配方式，每个节点占用唯一一个控制时隙；所述接入信道用于节点入网时所用，是公共信道，节点通过竞争来占用该接入信道，节点采用S-ALOHA机制接入信道；所述业务信道是用于各节点发送数据所用，采用固定业务时隙个数，每个节点至少被分配到一个时隙。

3.根据权利要求2所述的一种基于TDMA的宽带无线自组网MAC层协议方法，其特征在于：每个节点占用唯一一个控制时隙，具体为：若控制时隙数K小于总节点数N，则未被分配到控制时隙的节点在下一帧依序分配，直到所有节点分配完毕，如果控制帧存在空闲时隙，则将这些时隙空闲，不做任何分配，然后从新的一帧开始依序进行新一轮分配，并循环该过程。

4.根据权利要求1所述的一种基于TDMA的宽带无线自组网MAC层协议方法，其特征在于：步骤1中，所述中心控制节点为网络中的任意节点；由于网络中每个节点都维护全网的拓扑信息，所以网络中任意的节点都可以作为中心控制节点。

5.根据权利要求1所述的一种基于TDMA的宽带无线自组网MAC层协议方法，其特征在于：步骤3中，每个节点在非自己的控制时隙对信道进行监听，具体为，每个节点判断数据包目的地址，若数据包目的地址是自己或者是广播的，则接收该数据包，否则丢弃。

6.根据权利要求1所述的一种基于TDMA的宽带无线自组网MAC层协议方法，其特征在于：步骤4中，时隙分配方法采用改进的序列顶点着色算法，具体包括：

步骤41：将网络中各节点按照一跳邻居和两跳邻居节点总数进行递减排序；

步骤42：检查第m个时隙是否可以分配给第i个节点；

步骤43：直到所有节点着色完毕，第一阶段着色结束；

步骤44：将网络中各节点按照一跳邻居和两跳邻居节点总数进行递增排序，排序后，如果出现一跳邻居和两跳邻居节点总数相同的节点，则将相同总数的节点按照一跳邻居总数递减的顺序重新排序；

步骤45：再次检查第m个时隙是否可以分配给第i个节点；

步骤46：直到所有节点遍历完毕，第二阶段着色结束；

步骤47：将上述方法得到的时隙分配结果按照时隙能被多少节点占据依次递减排序；

步骤48：采用循环的方式进行业务时隙的填充，直到填满为止。

7.根据权利要求6所述的一种基于TDMA的宽带无线自组网MAC层协议方法，其特征在于：所述步骤42中的检查第m个时隙是否可以分配给第i个节点，其基于两跳内节点不能着相同颜色的原理，即两跳内节点不能占用相同时隙的原理进行检查。