[发明专利]一种分布式TDMA协议中的随机数闲置时隙竞争方法

权利要求书

1.一种分布式TDMA协议中的随机数闲置时隙竞争方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)新节点接收已入网节点发送的控制消息，获知网络时隙占用情况，建立时隙状态表，并随机选择一个空闲时隙作为候选时隙；

(2)候选时隙首次到来时，新节点发送占用申请，等待邻居节点的确定，具体过程如下：

候选时隙首次到来时，新节点发送一个控制消息向邻居节点申请占用该时隙；若只有一个新节点发出占用申请，邻居节点可以正确接收控制消息并更新自身的时隙状态表，加入新节点的信息；若同时有多个新节点发出占用申请，将会产生冲突，邻居节点无法正确接收控制消息，不能将新节点加入时隙状态表；新节点根据随后接收到的邻居节点的时隙状态表中，是否有自己的信息，获知邻居节点是否确认此申请；

(3)候选时隙再次到来时，若全部邻居节点均已确认该申请，则节点把备选时隙标记为主时隙；否则重新随机选择一个空闲时隙作为候选时隙，回到步骤（2）；

(4)主时隙到来时，队列中如果有多个数据包等待发送，节点把控制消息的随机数字段设为 [0，MAX]之间的一个随机整数并发送；否则将控制消息的随机数字段设为-1并发送，具体过程如下：

节点主时隙到来时，首先检测数据包队列，若有不少于2个的数据包等待发送，节点将参与竞争，生成一个范围在[0，MAX]之间的随机整数加入到控制消息的随机数字段发送；若节点有1个数据包待发送，在主时隙的数据段发送即可；当数据包队列长度小于2时，节点无需参与竞争，把随机数字段设为-1；

(5)在新一帧开始时，参与竞争的节点将所有参与竞争节点的随机数进行排序，得到自身的排名，具体过程如下：

在新一帧开始时，参与竞争的节点对所有参与竞争节点的随机数按照从小到大的顺序进行排序即若有多个节点的随机数相同，按照ID从小到大排序，获得自身的排名，并将当前帧的闲置时隙计数置零；

(6)每个时隙开始时，若占用该时隙的节点将本时隙声明为闲置时隙，则参与竞争的节点判断当前时隙是第几个闲置时隙，并由相应排名的节点使用，具体过程如下：

每个时隙开始时，占用该时隙的节点数据包队列如果为空，则在发送的控制消息中把当前时隙声明为闲置时隙，允许其他节点使用时隙的数据段；其他节点收到将当前时隙声明为闲置时隙的控制消息后，将闲置时隙计数加1，并由对应排名的节点在该时隙的数据段中发送数据。

2.根据权利要求1所述的分布式TDMA协议中的随机数闲置时隙竞争方法，其特征在于，步骤（1）具体过程如下：

已入网节点在所占用的主时隙到来时，发送一个控制消息，消息中携带自己的时隙状态表，该表记录了自身及邻居节点的时隙占用情况，新节点通过接收邻居节点发送的控制消息，获得邻居节点的时隙状态表，从而得到网络内节点对时隙的占用情况，随机选择一个未被其他节点占用的空闲时隙作为候选时隙。

3.根据权利要求1所述的分布式TDMA协议中的随机数闲置时隙竞争方法，其特征在于，步骤（3）具体过程如下：

候选时隙再次到来时，若所有邻居节点均确认申请，表明该时隙没有被其他新节点申请，节点使用该时隙不会产生冲突，把该时隙标记为主时隙；否则重新随机选择一个时隙作为候选时隙，回到步骤（2）。