[发明专利]一种基于TDMA的无线自组织网络中的信道竞争方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于TDMA的无线自组织网络中的信道竞争方法，包括：节点需要在一个时隙内广播数据报文时需要在该时隙竞争时隙使用权，在取得时隙使用权后再进行数据报文的广播；没有获得时隙使用权的节点不在该时隙广播数据报文。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及基于TDMA的无线自组织网络中的信道竞争方法及应用。

背景技术

无线自组织网络在我们日常生产和生活的应用已经十分广泛，它具有无需网络基础设施、鲁棒性、抗毁性和容易构建的特点，特别适用于移动网络和不具备建设固定网络基础设施条件的网络环境。例如，在紧急抢险救灾的环境下可以通过建立无线自组织网络的方式，进行必要的信息通讯；完成车与车和车与路侧节点通信的车联网具有网络拓扑变化快的特点，节点之间必须通过自组织的方式进行数据交互通信才能保证数据传输的实时性最高。

在无线自组织网络中，MAC(媒体访问控制，Media Access Control)层协议主要负责协调控制节点对无线频谱的访问过程。由于网络中节点自组织的特性，低效的MAC层协议将导致数据报文传输的高延迟和低传输率。因此，MAC层协议的设计非常重要。

传统的无线自组织网络中的MAC层协议中，控制节点对信道访问的基本方法主要包括CSMA/CA(载波监听多路访问/冲突避免，Carrier Sense Multiple Access/CollisionAvoidance)机制和TDMA(时分多址，Time division multiple access)机制。CSMA/CA机制在中、低密度的网络中性能较好，在高密度网络中面临无上限的传输延迟问题和报文冲突率高的问题。传统的 TDMA机制虽然能够在高密度网络中仍保证有界的报文延迟，但节点必须在对应自身申请或分配的时隙内发送报文，这导致了报文传输实时性较差。同时，节点在传输的数据报文之外需要传输控制信息进行时隙使用协调，需要额外的带宽开销。因此，传统的MAC协议还存在一些问题，无线自组织网络的MAC层协议还有待进一步改进和优化。

发明内容

基于现有技术问题，本发明设计开发了一种基于TDMA的无线自组织网络中的信道竞争方法，本发明的发明目的是通过将时隙划分为竞争时段和传输时段，节点通过在竞争时段内的固定数量的竞争子时隙使用发送信道繁忙信号和监听信道相结合的方式确定是否在传输时段广播数据报文，使节点只有在需要发送报文时才访问信道且在通信范围内的多个节点竞争同一个时隙时能够快速有效的确定使用时隙传输时段发送数据报文的节点。

本发明还涉及开发了一种基于TDMA的车联网中信道竞争方法的应用，本发明的发明目的是通过使用信道竞争方法在车辆碰撞事故中将报告告警报文快速有效的传播。

本发明提供的技术方案为：

一种基于TDMA的无线自组织网络中的信道竞争方法，包括：

当节点需要在一个时隙内广播数据报文时，需要内竞争时隙使用权；

如果所述节点取得所述时隙使用权，则进行数据报文广播，如果所述节点没有取得所述时隙使用权，则不在所述时隙进行数据报文广播。

优选的是，

所述时隙包括竞争时段和传输时段；以及

所述竞争时段分为多个竞争子时隙；

其中，所述节点在所述竞争时段竞争时隙使用权，在所述传输时段广播数据报文。

优选的是，在所述时隙所述竞争时隙使用权时，所有参与当前时隙竞争的节点，在每个竞争子时隙包括广播信道繁忙信号和监听信道两种工作状态；

当所述节点处于广播信道繁忙信号的工作状态时，通信范围内处于所述监听信道的其他节点能够监听到信道繁忙信号；