[发明专利]一种远距离TDMA移动自组织网络中的分布式动态时隙分配方法

权利要求书

1.一种远距离TDMA移动自组织网络中的分布式动态时隙分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通信帧结构设计：以超帧为单位时元进行时域资源划分，一个超帧共划分为N帧，每帧划分为M个时隙，各节点在各帧内均采用TDMA方式接入信道；其中初始K帧为监听帧，主要用于网络同步、接入以及融合时不同网络簇头间的监听发现；随后的N-K帧为TDMA帧，主要完成时隙分配、全网拓扑建立与维护、上层业务数据及广播包传输；一个超帧内的所有N帧均支持网络节点同步及邻居拓扑信息获取；

步骤二：时隙分配请求及应答节点状态的确定与更新：根据步骤一描述的帧结构，在TDMA帧进行时隙分配前，请求节点与应答节点应分别确定好本节点相对于局域应答节点的状态以及本节点分别相对于R个请求节点的状态；在下一次进行时隙分配前，请求节点与应答节点均根据网络邻居拓扑信息及本次时隙分配结果提前更新节点状态；其中，节点状态共分为发送、接收、发送占用、发送阻塞、接收阻塞、收发阻塞以及空闲七种状态；

步骤三：一跳通信范围内的空间复用干扰自规避策略：R个请求节点根据步骤二确定或更新节点状态后，分别继续对步骤二中确定的可用时隙进行“考虑空间复用下通信链路冲突问题”的发送阻塞状态的确定，其中确定该状态的相关信息由网络中各个节点最新广播的时隙分配应答包SAA提供；

步骤四：利用智能天线完成时隙分配请求包SAR的发送与接收：在TDMA帧进行时隙分配时的初始时段内，请求节点与应答节点利用智能天线分别完成SAR包的发送与接收，SAR包中携带请求节点状态、请求时隙数目信息；其中，请求节点状态按步骤二及步骤三描述确定，请求时隙数目根据网络层业务需求确定；

步骤五：执行时隙分配算法得到时隙分配结果：应答节点为时隙分配节点，应答节点在SAA包发送时隙到来之前，结合本节点应答状态以及步骤四中获得的R个请求节点的状态，执行时隙分配算法完成对各请求节点的时隙分配，并在TDMA帧进行时隙分配的末尾时段内以SAA包广播的形式告知所有请求节点；应答节点在时隙分配的中间时段执行算法的过程中，网络所有节点同时进行业务传输；

步骤六：时隙分配请求节点及应答节点本地时隙分配表更新：请求节点与应答节点根据步骤五得出的时隙分配结果，结合原有本地时隙分配表，按照设计规则对本地时隙分配表进行更新。

2.根据权利要求1所述的一种远距离TDMA移动自组织网络中的分布式动态时隙分配方法，其特征在于，步骤一中一个超帧内的TDMA帧按功能不同可划分为P个时隙分配帧与N-K-P个其它功能帧，每个时隙分配帧固定授权给网络中某个节点完成其一跳通信范围内邻居节点的局域时隙分配任务，因此在每个超帧内，该通信帧结构设计可以完成P个节点的分布式时隙分配任务。

3.根据权利要求1所述的一种远距离TDMA移动自组织网络中的分布式动态时隙分配方法，其特征在于，步骤二中分布式时隙分配方法结合智能天线波束成形技术，在应答节点与其一跳邻居节点之间交换节点收发、占用及阻塞状态信息实现空间复用。

4.根据权利要求1所述的一种远距离TDMA移动自组织网络中的分布式动态时隙分配方法，其特征在于，步骤二中考虑实际系统存在信号传播时延，发送端需提前发送。

5.根据权利要求1所述的一种远距离TDMA移动自组织网络中的分布式动态时隙分配方法，其特征在于，步骤二中确定与更新节点状态要求首先确定收发及占用状态，随后确定阻塞状态，其中收发及占用状态的确定基于本地时隙分配表，阻塞状态的确定基于本地时隙分配表及邻居拓扑信息。

6.根据权利要求1所述的一种远距离TDMA移动自组织网络中的分布式动态时隙分配方法，其特征在于，步骤三中根据网络中共享的各节点相对角度信息判决请求节点是否能够发送，来避免“考虑空间复用下通信链路冲突问题”。