[发明专利]自组织网络中支持多跳流式业务的时隙分配方法

说明书

本发明公开了一种自组织网络中支持多跳流式业务的时隙分配方法，本发明实现的步骤是：(1)源节点触发时隙预约；(2)中间节点转发SREQ帧；(3)目的节点进行端到端时隙分配；(4)规划时隙分配结果。由于本发明的目的节点通过汇集的多跳业务流路径上所有节点的可用时隙集合信息进行统一的端到端时隙分配，克服了现有技术中集中式时隙分配计算能力需求高和复杂度高，分布式时隙分配多跳业务流端到端吞吐量低的问题。本发明具有方法简单易实现，能够提高多跳业务流端到端吞吐量的优点，可用于无线自组织网络中时分多址协议的时隙分配。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更进一步涉及无线通信技术领域中的一种自组织网络中支持多跳流式业务的时隙分配方法。本发明在自组织网络中传统时分多址技术TDMA(time division multiple access)时隙分配的基础上，根据业务流的目的节点和带宽要求信息，寻找一条多跳业务流进行端到端统一时隙分配，进而达到提高端到端高吞吐量的目的。

背景技术

时隙分配方法是TDMA多址协议的关键技术，对于无线自组织网络来说，在传统的逐跳分配算法和集中式的分配算法均存在一定的问题，逐跳的分配算法会造成路径上出现瓶颈节点限制了路径上的整体带宽，集中式的分配算法需要汇聚所有的信息，造成网络资源浪费和计算节点运算能力受限。由于无线信道由各节点共享，节点之间的时隙资源存在相互交织的关系，因此对于多跳业务路径进行带宽量化和实现端到端带宽最大化分配成为实现的难点，对于提高自组网网络性能具有重要意义。

湖南智领通信科技有限公司在其申请的专利文献“一种无线自组网中用于计算带宽和分配带宽的方法基于多级帧结构的宽带自组网时隙资源动态分配方法”(专利申请号：201711248355.2，公开号：CN107949062A)中提出了一种无线自组网时隙分配的方法。该方法中主节点向子节点发送广播信息，子节点接收广播信息后，子节点进入静默接收状态，直到子节点有业务等待发送，子节点向主节点发送时隙请求帧，主节点接收子节点发送的时隙请求帧，利用在线时隙分配机制，为子节点的新请求分配时隙，主节点在下一个超帧中广播时隙分配方案。该方法存在的不足之处是，时隙分配工作由一个固定的主节点负责全网节点的时隙分配，对主节点计算能力需求较高，影响整个网络性能。

暨南大学在其申请的专利文献“一种满足实时带宽要求的时隙分配方法”(专利申请号：201611085682.6，公开号：CN106792972A)提出了一种三条链路时隙分配算法，在路由建立过程中以三跳链路为单位进行时隙分配，在三跳链路范围内对每一跳链路可用时隙集合的时隙进行干扰程度统计，统计每个时隙在三跳链路范围内出现的次数，在三跳链路范围内分配时隙时，选择可用时隙集合元素最少的链路，在该链路分配干扰程度最小的时隙。该方法仍然存在的不足之处是，节点间共享无线信道，两跳范围内的邻节点的时隙分配互相影响，仅考虑三跳链路范围进行时隙分配会造成多跳业务流端到端吞吐量低的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种自组织网络中支持多跳流式业务的时隙分配方法，以解决自组织网络中为多跳业务流端到端吞吐量低的问题。

实现本发明目的的思路是：目的节点根据多跳业务流中的所有节点的可用时隙信息，将路径上的节点划分节点集，以节点集为单位，通过节点集的量化带宽为节点集排序，按照优先为量化带宽小的节点集分配时隙的思想，按轮次为每个节点集内的所有节点分配时隙，最后将时隙分配结果规划到了多条业务流上所有的节点。

为实现上述目的，本发明的具体步骤如下：

步骤1，源节点触发时隙预约：

自组织网络中源节点的多址接入控制层MAC，利用感知到的一条多跳业务流构造时隙预约请求SREQ帧并广播发送出去，触发时隙预约；

步骤2，中间节点转发SREQ帧：