[发明专利]一种基于无线信道状态的WIA-PA网络包聚合方法

权利要求书

1.一种基于无线信道状态的WIA-PA网络包聚合方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：WIA-PA网络簇首在执行系统管理器的调度结果之前，首先读取其所有已经被安排好的信道的质量，并判断是否存在信道质量差的发送时隙；若不存在，则按照系统管理器的调度结果正常执行；若存在则将这些发送时隙按照时间先后进行排序并用集合B来表示，B中所有时隙对应需要被聚合数据包的集合为D，而时隙i需要发送的数据包用D_i表示；

S2：针对B中的每一个时隙，依次判断该时隙前是否有信道质量好的发送时隙，若存在则用集合G(i)表示时隙i前所有信道质量好的可用发送时隙，并判断G(i)是否为空；

S3：针对所有的G(i)不为空的情况，令i为集合B中最小的时隙号i_min，取G(i_min)中可用发送时隙号最小的为聚合时隙号j_agg，选取D中与目的地址相同的包，根据信道状态从中选取相应的数据包与进行包聚合发送，并判断数据包是否发送失败；

S4：若发送成功则结束，若失败则丢弃掉在所有G(i)中去掉被选取作为聚合时隙的时隙号j_agg，并判断此时的G(i_min)是否为空；若G(i_min)不为空，则令i为此时集合B中最小的时隙号i_min，取G(i_min)中可用发送时隙号最小的为聚合时隙号j_agg，重复采取上面聚合处理方法直到集合D为空，若集合D为空则结束；

S5：若G(i_min)为空，则从集合B中去除时隙号最小的时隙i_min，并且丢弃掉对应时隙i_min需要发送的数据即更新集合D中需要被聚合的数据包；继续判断集合D是否为空，若为空则结束，若不为空则令i为集合B中最小的时隙号i_min，取G(i_min)中可用发送时隙号最小的为聚合时隙号j_agg，重复采取上面聚合处理方法直到集合D为空，若集合D为空则结束；

S6：针对存在G(i)为空的情况，若G(i)为空则按调度结果正常转发该时隙的数据包；若其数据发送失败，则将时隙i处发送失败的数据放入缓存并用集合F表示，直到最后一个信道质量不好且G(i)为空的时隙执行完成；此时判断后面是否存在信道质量好的可用发送时隙，若存在则用集合H表示；

S7：判断集合B是否为空，若B为空，则选取集合H中的时隙号最小的为聚合时隙j_agg，选取集合F中与目的地址相同的数据包，根据信道状态从中选取相应的数据包与进行聚合并发送；若数据包发送失败则丢弃掉将集合H中聚合时隙j_agg去掉，并且丢弃掉F中超出截止时间的数据包；判断此时的H是否为空，若不空则重新选取H中时隙号最小的为聚合时隙，重复上述方法直到集合H为空；

S8：若集合B不为空，令i为集合B中最小的时隙号i_min，取G(i_min)中可用发送时隙号最小的为聚合时隙号j_agg，选取集合F和D中与目的地址相同的包，根据信道状态从中选取相应数据包与进行包聚合发送；若发送失败则丢弃掉在所有的集合G(i)中去掉聚合时隙号j_agg，并且丢弃掉F中超出数据截止时间的数据包，即更新集合F中的数据；继续判断此时G(i_min)是否为空；

S9：若G(i_min)不为空则令i为集合B中最小的时隙号i_min，取G(i_min)中可用发送时隙号最小的为聚合时隙号j_agg，重复采取上面聚合处理方法直到集合D为空结束；

S10：若G(i_min)为空则从集合B中去除时隙号最小的时隙i_min，丢弃掉对应时隙i_min需要发送的数据即更新集合D中需要被聚合的数据包；继续判断此时集合D是否为空；若不为空则令i为集合B中最小的时隙号i_min，取G(i_min)中可用发送时隙号最小的为聚合时隙号j_agg，重复采取上面聚合处理方法直到集合D为空结束；

在步骤S3中，根据信道状态决定数据包的聚合个数所采取的方法为：

设集合D中需要被聚合的数据包个数为M，网络层最大能承受的聚合数据包的个数为N；

S301：聚合时隙的信道质量评估为类别Ⅰ时：

a)当M＜N，将需要被聚合的M个数据包提前并与聚合时隙处需要发送的数据包进行聚合；

b)当M≥N，将M中时隙靠前的N-1个数据提前并与聚合时隙处需要发送的数据包进行聚合；

S302：聚合时隙的信道质量评估为类别Ⅱ时：

a)当M＜N，将时隙靠前的需要被聚合的个数据包提前并与聚合时隙处需要发送的数据包进行聚合，其中round()是四舍五入函数；

b)当M≥N，将时隙靠前的需要被聚合的个数据包提前并与聚合时隙处需要发送的数据包进行聚合；

在步骤S7和S8中根据信道状态决定数据包的聚合个数所采用的方法为：

设传输失败的数据包和集合D中需要被聚合的数据包个数总共为M，网络层最大能承受的聚合数据包的个数为N；

(1)聚合时隙的信道质量评估为类别Ⅰ时：

a)当M＜N，将需要被聚合的M个数据包与聚合时隙处需要发送的数据包进行聚合；

b)当M≥N，将需要被聚合的M个数据包按照截止时间升序排序，选择截止时间较短的前N-1个数据，并将这些数据与聚合时隙处需要发送的数据包进行聚合；

(2)聚合时隙的信道质量评估为类别Ⅱ时：

a)当M＜N，从M中选择截止时间较短的个数据包与聚合时隙处需要发送的数据包进行聚合；

b)当M≥N，从M中选择截止时间较短的个数据包与聚合时隙处需要发送的数据包进行聚合。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线信道状态的WIA-PA网络包聚合方法，其特征在于：在步骤S1中，簇首周期性的向系统管理器汇报信道质量信息，读取到其所有已经被安排好的信道的质量，汇报信道信息采用报告请求命令帧格式，该格式的信道质量子域包括2字节的设备短地址、1字节的信道标识符、2字节的邻居短地址、2字节的丢包率以及1字节的重传次数。