[发明专利]低延迟高吞吐量的异步ALT-MAC协议的实现方法

权利要求书

1.一种低延迟高吞吐量的异步ALT-MAC协议的实现方法，其特征在于：所述的实现方法包括：

采用预约通信机制，通过让其余待发节点向当前发送节点传输控制帧，然后让当前发送节点把其余待发节点的地址添加到数据包中来预约它们共同的接收节点，从而让接收节点在完成当前通信后按需进行唤醒等待；

采用自适应传输机制，让接收节点收到来自其它节点的数据包后，根据其内部消息队列的拥塞情况自适应地保持唤醒，然后直接向它的下一跳节点发送前导帧，以尽快地转发自己内部的消息；

采用节点失效通知机制，通过发送节点获取失效通知、接收节点发送失效通知和邻居节点发送失效通知相结合的机制，提高网络的通信效率；

所述的节点进行预约通信的过程包括以下步骤：

S1：网络中的节点采用异步唤醒的方式，即节点按照自己的侦听/睡眠调度表进行侦听和睡眠，发送节点包括第一类发送节点、第二类发送节点和第三类发送节点；

S2：若第一类发送节点有数据要向目标节点进行传送，当第一类发送节点唤醒且侦听到信道空闲时，则发送一系列短的P前导帧，以便第一类发送节点一直获得信道占用权且等待目标节点的唤醒，同时第一类发送节点初始化其内部的PreP计数器为0；

S3：若第二类发送节点唤醒后侦听到了第一类发送节点发送的P前导帧，且发现帧中目标节点的地址与自己内部待发消息的目标节点地址相同时，则第二类发送节点在侦听到前导帧之后的第一个时间间隔内给第一类发送节点发送一个PreP帧，用于通知第一类发送节点它也要传输消息给目标节点，然后第二类发送节点将保持唤醒以等待第一类发送节点的回复消息；

S4：当第二类发送节点侦听到第一类发送节点回复的PrP帧时，则第二类发送节点根据PrP帧中PreP字段的值计算自己的随机退避时间并设置自己的NAV值，然后进入睡眠状态，直到NAV值减为0时唤醒；

S5：当目标节点由睡眠状态转入唤醒状态，侦听到第一类发送节点发送的P前导帧时，则立即回复一个ACK确认帧，以便与第一类发送节点建立握手，并初始化其内部的PreP计数器为0；

S6：第一类发送节点收到目标节点的ACK帧后，立即将添加有向第一类发送节点发送PreP帧节点地址的DATA帧传输给目标节点，且将第一类发送节点的PreP计数器清零；

S7：当目标节点收到第一类发送节点发送的DATA帧后，回复一个ACK帧给第一类发送节点进行接收确认，并且目标节点会把DATA帧中的数据消息放入自己内部的消息队列中，同时目标节点把DATA帧中其余待发节点的地址添加到目标节点内部的预约通信表中，并将其PreP计数器的值设置为预约通信节点的个数；

S8：当第一类发送节点与目标节点通信结束后，目标节点会保持唤醒一段时间，以等待第二类发送节点及其它待发节点向其传输消息；

S9：若第二类发送节点唤醒后侦听到信道此时正忙，则节点会持续保持侦听，若第二类发送节点唤醒后侦听到信道空闲，则第二类发送节点向目标节点发送PP帧；

S10：若第三类发送节点唤醒后侦听到第二类发送节点发送的PP帧，且发现帧中目标节点的地址与自己内部待发消息的目标节点地址相同时，则第三类发送节点在侦听到PP帧之后将保持唤醒以等待目标节点给第二类发送节点发送的回复消息。