[发明专利]无线Ad-hoc网络分布式资源分配的方法

说明书

本发明公开了一种无线Ad‑hoc网络分布式资源分配的方法，将TDMA帧结构设置为具有引导时隙、广播时隙以及数据时隙；将引导时隙进行分组；设置帧长度以及时隙的长度；节点根据引导时隙的信息获取三跳内时隙分配情况；新入网节点或未分配时隙的节点根据引导时隙的信息随机占用未分配的时隙；节点根据自身的时隙占用情况以及引导时隙信息更新自身的时隙分配记录组；当节点根据引导时隙信息检测到占用的时隙与邻居节点发生冲突，则节点重新占用新的时隙；节点按照三跳无冲突机制占用TDMA帧的第一循环周期的广播时隙，如果节点选择了第N个广播时隙，则第N个数据时隙也是发送机会。该方法能够提高时隙利用率并解决野外环境下容易出现隐藏终端冲突的问题。

技术领域

本发明是关于无线通信领域，特别是关于一种无线Ad-hoc网络分布式资源分配的方法。

背景技术

目前无线Ad-hoc网络的信道接入机制主要分为CSMA和TDMA两种。基于CSMA的接入方式在负载较小时性能表现较好，但随着负载的增加和网络中节点数目的增加，冲突的概率急剧上升，性能急剧恶化。同时，基于CSMA的接入方式也无法保证各种应用业务对延时的要求。基于TDMA的接入方式清晰地将信道分为时间片，能够实现无冲突的调度。但是目前关于TDMA接入方式的方案没有考虑各种业务的QoS要求，在信道利用率上也存在一定的缺陷。

在传统的TDMA方式中，一个时隙对应一个节点，这种方式的信道利用率低。随着近几年来对分布式网络信道资源分配的研究，目前的技术方案己经对基于TDMA的信道资源分配方式做了很大的改进，提高了部分信道利用率。但是并未考虑复杂的野外环境可能带来的隐藏终端的问题，也没有考虑各个节点发送数据的需求差异问题，以及多个信道可能带来的传输时延。

申请号为201110227612.0的专利申请文件中公开了一种基于时分复用的信道资源分配方法。具体地，采用的是基于节点的时隙分配方法，在该方案中，每个时隙分为控制部分和数据部分，控制部分分为两个阶段，每个阶段包含N(N为网络中最大的节点数目)个微时隙用于发送分配时隙包，该时隙分配方法中控制开销过大，并且没有考虑时延抖动的问题。

申请号为201510906203.1的专利申请文件公开了一种基于TDMA的无线MESH网络分布式资源分配的方法，在进行时隙申请过程加入各个节点的业务数据量的负载参数，解决了各个节点发送数据的需求差异问题；在进行时隙分配过程采用了优化的优先级列表，使各个节点分配到的时隙在一个时帧中近似均匀分布，解决了时隙抖动问题，从而降低了时延。但算法基于两跳防冲突机制，在山区、煤矿等区域环境负载，易出现隐藏终端发生冲突，且没有考虑不同优先级业务下如何更好的实现资源分配。

李恒等人在“基于TDMA的无线自组织网RLC层协议软件设计与实现”中以LTE无线接入网RLC层协议为基础设计了适用于无线自组织网络的RLC层协议，并在AM数据传输模式下对数据进行分段重组，根据PDU接收情况进行ARQ重传。数据重传以PDU为单位，会造成一部分资源浪费。

孙超山等人在“对WNW中使用的USAP MAC协议的研究”中提出一种支持多信道的动态分布式时分多址(TDMA)MAC协议，其协议内容包括引导时隙管理通信资源的使用方法、自适应广播循环管理通信资源的使用方法、备用时隙来管理通信资源的使用方法。但设计基于时频复用，没有考虑多信道进行数据传输可能带来接收数据乱序问题，也没有考虑隐藏终端和业务优先级的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线Ad-hoc网络分布式资源分配的方法，其能够合理利用空闲广播数据、数据时隙，提高时隙利用率，设置了三跳防冲突机制解决了野外环境下容易出现隐藏终端冲突的问题。