[发明专利]分布式TDMA协议中时隙冲突的快速分解方法

摘要

本发明公开了一种分布式TDMA协议中时隙冲突的快速分解方法，主要解决Ad Hoc网络中因时隙冲突导致的传输效率和信道利用率下降的问题。其实现步骤是1.节点入网，标记时隙类型；2.节点在接收时隙接收正确包，根据包的物理层参数计算预测参数，如果预测参数符合冲突预测条件，则进行冲突预测分解；3.节点在接收时隙接收错误包，如果包的物理层参数符合冲突条件，则进行冲突分解；4.节点在接收时隙没有接收到包或者在空闲时隙接收到正确包，则更新时隙表。本发明引入了跨层设计，使得时隙冲突的预测和检测更加高效，提高了网络的传输效率和信道利用率，可用于分布式自组织网络。

主权项

一种分布式TDMA协议中时隙冲突的快速分解方法，包括如下步骤：(1)节点在随机设定的时间点入网，建立本节点的时隙表并侦听信道，接收一跳邻节点发来的广播包，获得一跳邻节点的占用时隙和广播包中包含的本节点两跳邻节点的占用时隙；(2)将一跳和两跳邻节点占用的时隙记录在本节点的时隙表中，在时隙表中随机选择一个与所有已被一跳和两跳邻节点占用的时隙不重复的时隙，标记为发送时隙，将一跳邻节点占用的时隙标记为接收时隙，将两跳邻节点占用的时隙和未被占用的时隙标记为空闲时隙；每类时隙包括广播段和数据段，每个节点在发送时隙的广播段发送广播包，每个节点在发送时隙的数据段发送数据包；(3)当网络中某个节点Nj的时钟轮转到某一时隙k的广播段时，查看该节点时隙表，获取时隙k，并根据获取时隙k的时隙类型进行不同操作：如果是接收时隙，则执行步骤(4)，如果是空闲时隙，则执行步骤(5)；(4)节点Nj在时隙k的广播段结束时刻，查看广播包的接收情况：如果是正确包，则执行步骤(6)和(7)，如果是错误包，则执行步骤(8)，如果没有接收到包，则执行步骤(9)；(5)节点Nj在时隙k的广播段结束时刻，查看广播包的接收情况：如果是正确包，则执行步骤(10)，如果是错误包或者没有接收到包，则不做处理；(6)从物理层获取该正确包的接收功率Pr、信干噪比SINR并记录在时隙表中，根据信干噪比公式SINR＝10log10[Pr/Pc]计算出干扰功率Pc并记录在时隙表中，每次在时隙k接收到正确包时都记录物理层信息，最多纪录20组数据，对于超过20组需要继续纪录时，则用此数据覆盖纪录时间最长的数据；(7)基于时隙表中时隙k表项中记录的n对干扰功率Pc和接收功率Pr，n<＝20，利用维纳预测，分别预测下一轮时隙k接收到包的预测干扰功率Pcv和预测接收功率Prv，根据信干噪比公式SINR＝10log10[Pr/Pc]计算出预测信干噪比SINRv，将预测接收功率Prv和预测信干噪比SINRv分别与接收功率预测门限Pvt和信干噪比预测门限SINRvt比较，如果Prv＞Pvt，SINRv＜SINRvt，表明干扰的增大即将导致时隙的冲突，则进行冲突预测分解，否则不做处理；(8)从物理层获取该错误包的接收功率Pr、信干噪比SINR，将接收功率Pr和信干噪比SINR分别与接收功率门限Prt和信干噪比门限SINRt比较，如果是Pr＞Prt，SINR＜SINRt，表明未能正确接收包是由于时隙冲突的存在，则进行冲突分解，否则不做处理；(9)没有收到包，表明占用时隙k的一跳邻节点信息已经失效，节点Nj更新时隙表，即将占用时隙k的一跳邻节点信息从时隙表中删除；(10)节点Nj在空闲时隙k接收到正确包，表明有新的节点成为本节点的一跳邻居节点，节点Nj更新时隙表，即将时隙k标记为接收时隙，从物理层获取该正确包的接收功率Pr、信干噪比SINR并记录在时隙表中。