[发明专利]一种基于卫星通信的无线自组网及功率二维随机退避方法及系统

说明书

本发明提出一种基于卫星通信的无线自组网及功率二维随机退避方法及系统，通过周期性的开关节点的无线网络接口，切换节点的工作模式，改变收发节点的功率水平以减少节点间的碰撞；在异构功率网络条件下，对收发节点采用不同功率水平传输数据分组并建模，基于网络拓扑结构的连通性和并发性考虑网络的整体性能；解决了网络中不同节点之间的距离远近造成的影响。将二进制指数退避算法与功率退避算法融合，生成基于时间功率的二维随机退避算法，充分利用了网络资源的并发性能，排除了MAC层捕获和冲突干扰的问题。

技术领域

本发明涉及一种基于卫星通信的无线自组网及功率二维随机退避方法，属于卫星通信领域。

背景技术

自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制，用户终端是可以移动的便携式终端，自组网中每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机，终端需要运行各种面向用户的应用程序，如编辑器、浏览器等；作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表完成数据分组的转发和路由维护工作，故要求节点实现合适的路由协议。自组网路由协议的目标是快速、准确和高效，要求在尽可能短的时间内查找到准确可用的路由信息，并能适应网络拓扑的快速变化，同时减小引入的额外时延和维护路由的控制信息，降低路由协议的开销，以满足移动终端计算能力、储存空间以及电源等方面的限制。

现有的功率控制协议的算法通常由通信网络选择一个合适的发送功率值为节省网络资源，并没有考虑到网络中不同节点之间的距离远近造成的影响，造成了网络资源的浪费，同时降低了网络性能。

发明内容

发明目的：提供一种基于卫星通信的无线自组网及功率二维随机退避方法，以解决现有技术存在的上述不足。进一步目的是提供一种实现上述方法的系统。

技术方案：一种基于卫星通信的无线自组网及功率二维随机退避方法，包括以下步骤：

步骤1、功率控制MAC协议：通过周期性的开关节点的无线网络接口，切换节点的工作模式，改变收发节点的功率水平以减少节点间的碰撞；

步骤2、估算步骤1中功率控制MAC协议过程对网络性能的影响；

步骤3、在异构功率网络条件下，对收发节点采用不同功率水平传输数据分组并建模，基于网络拓扑结构的连通性和并发性考虑网络的整体性能；

步骤4、将二进制指数退避算法与功率退避算法融合，生成基于时间功率的二维随机退避算法，将二维随机退避算法结合载波检测多地址接入机制和四向握手模式，重新回引到步骤1中，改变收发节点的功率。

在进一步的实施例中，所述步骤1进一步包括：

步骤1-1、系统判断节点在不需要发送数据包或者网络共享信道处于被占用状态时，自动关闭节点的无线网络接口，使得节点进入功率节省模式；

步骤1-2、节点在控制信号上给接收节点发送一个RTS帧，当节点接收到该RTS帧则以一个CTS帧作为应答帧发送回原节点；

步骤1-3、节点接收到CTS应答帧后在数据信道上发送DATA数据帧，与此同时接收节点在控制信道发送一个包含数据分组的标注信号，相邻节点接收到该标注信号后根据信号里的发射分组结束时间进入睡眠状态；

步骤1-4、相邻节点的睡眠状态结束后，分为两种情况：若相邻节点监听数据信道仍然有节点正在发送标注信号，则由相邻的节点在控制信道重新发送一个新的RTS帧，接收节点接收到相邻节点发送的RTS帧后以一个包含数据分组的标注信号应答，再次告知相邻节点的睡眠时间；若相邻节点在唤醒后信道空闲，则重新进入活跃状态。

在进一步的实施例中，所述步骤2进一步包括：

根据信号中噪声干扰情况、节点自身信噪比阈值、节点干扰情况考虑最佳发射功率，以确保接收节点可以正确接收到数据分组，其中：