[发明专利]一种基于侦听机制的体域网紧急数据时隙分配方法

权利要求书

1.一种基于侦听机制的体域网紧急数据时隙分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：确定节点发送普通数据和紧急数据基本规则；

步骤二：确定没有节点发送紧急数据的时隙分配方式；

步骤三：确定单个节点发送紧急数据的时隙分配方式；

步骤四：确定多个节点发送紧急数据的时隙分配方式；

所述步骤一的具体过程为：

基于多跳网络，各节点在发送普通数据时采用TDMA方式，由协调器分配时隙，依次发送数据；协调器每收到一次节点的收据，就发出“ACK”确认消息，并通知下一个节点发送数据；

节点发送普通数据之前，在侦听期T₀内侦听信道，确保网络无紧急数据后才发送普通数据；如果在侦听期T₀内监测到信号，则表明有紧急数据产生，则该节点让位紧急数据的节点；

节点发送紧急数据时，若紧急数据产生于TDMA分配的时隙，则采用TDMA方式发送该紧急数据；这种情况发送紧急数据，不会对其他节点产生冲突；

节点发送紧急数据时，若紧急数据不是产生于TDMA规定的时隙，则在侦听期T₀内发送占用消息以通知其他节点，并占用其他节点分配的该时隙发送该紧急数据；

如果多个节点同时发送紧急数据，则会产生传输冲突；此时协调器开启竞争阶段，各个节点采用CSMA/CA竞争方式发送紧急数据；若竞争失败，则采用相应的退避方式重新发送紧急数据；

在竞争阶段，设计基于节点优先级的退避策略，优先级越高，则退避时间越小，保证优先级高的节点优先发送紧急数据；竞争阶段，还根据网络规模调整退避窗口的变化速度；网络规模较小，则传输失败后采用加法增大方式增大退避窗口；网络规模较大，则传输失败后采用乘法增大方式增大退避窗口；按照网络规模调整退避窗口变化速度。

2.根据权利要求1所述基于侦听机制的体域网紧急数据时隙分配方法，其特征在于，所述步骤二的具体过程为：

协调器发送“Beacon”消息给所有节点，以唤醒所有节点，并通知下一个节点发送数据；在发送数据前，节点会在侦听期T₀内侦听信道；如果没有侦听到信号，即没有紧急数据，则各个节点会以TDMA模式依次按照分配的时隙发送数据；

在节点侦听和发送数据时，其他还没发送数据的节点会进入空闲等待状态；协调器在成功收到数据后，会给所有节点发送“ACK”消息以确认成功收到数据，然后已经发送数据的节点就会进入睡眠状态；同时，“ACK”消息包含下一个要发送数据的节点的信息；

如果节点发送数据失败，就不会在规定的时间内收到协调器的“ACK”消息，即知道数据没有被成功接收；协调器在规定时间没有收到数据，也不会给其他节点分配下一个时隙；该发送失败的节点会重新侦听，如果没有紧急数据，就会默认地占用下一个时隙重传数据；

如果以上节点再次发送失败，则继续侦听和重传数据，直到发送成功或达到最大重传次数；如果达到最大重传次数，则协调器会在本帧不考虑该发送失败的节点，并通知下一个节点发送数据。

3.根据权利要求1所述基于侦听机制的体域网紧急数据时隙分配方法，其特征在于，所述步骤三的具体过程为：

协调器发送“Beacon”消息给所有节点，以唤醒所有节点，并通知下一个节点发送数据；

情况1：只有一个节点有紧急数据发送，且此时正是协调器分配该节点发送数据，则该节点利用该分配的时隙发送紧急数据；

情况2：只有一个节点有紧急数据发送，且此时不是协调器分配该节点发送数据，则该节点在侦听期T₀内发送抢占信息，随后抢占当前要发送数据的节点的时隙来发送紧急数据；其他原本在该时隙正常发送数据的节点，收到抢占信息后，会停止原有的计划，让位于紧急数据发送；

待紧急数据发送完成，其他还没发送数据的节点再根据协调器分配的时隙以TDMA方式依次发送数据。