[发明专利]一种基于媒体访问控制层驱动的网络时隙分配方法

摘要

本发明涉及一种基于媒体访问控制层驱动的网络时隙分配方法，将节点分割为包括时隙的时间帧，设置以周期性方式分布的驱动时隙，在不同网络环境中根据实际情况进行接收时隙和发送时隙的转换，在集中式网络中普通节点使用轮循的方式向汇聚节点发送数据，在分布式网络中发送节点计算目标节点的驱动时隙位置发送信息，高效、节能传输信息，减少信道碰撞，节点之间的通信更高效，不同的网络拓扑结构中都可以有效运作；本发明减少了节点间不必要的通信次数，并且节点大部分时隙都是睡眠时隙，不需要一直保持监听信道的状态，在睡眠时隙中节点既不发送数据也不接收数据，所以能够节约很大一部分的能量，保证信息传输有效的同时节约了能量的消耗。

主权项

1.一种基于媒体访问控制层驱动的网络时隙分配方法，其特征在于：所述网络包括集中式网络和分布式网络；所述集中式网络包括作为网络中心用以组建整个网络的汇聚节点和地位平等的普通节点，所述普通节点只与汇聚节点进行信息的双向传输；所述分布式网络包括地位平等的普通节点，所述普通节点间进行信息的双向传输；所述每个普通节点或汇聚节点包括长度为t的时间帧，每个时间帧包括均匀分布的u个时隙；所述网络时隙分配方法的步骤为：步骤1.1：所述集中式网络中，将汇聚节点的时间帧的第一个时隙作为广播竞争时隙，时间帧的第二个时隙作为广播时隙，汇聚节点的其余时隙均作为用于接收来自其他节点的信息的接收时隙，在广播竞争时隙中，汇聚节点与普通节点进行竞争，赢得竞争的节点将在当前时间帧的广播时隙进行广播；所述分布式网络中，每个普通节点的时间帧的第一个时隙作为广播竞争时隙，将时间帧的第二个时隙作为广播时隙，在广播竞争时隙中，普通节点进行竞争，赢得竞争的普通节点将在所述广播时隙进行广播；步骤1.2：所述集中式网络和分布式网络中，每个普通节点分配n个用于实现接收时隙和发送时隙之间的转换的驱动时隙；其中普通节点拥有唯一编号nID，普通节点的驱动时隙通过计算普通节点的nID和时间帧长度t的哈希值确定，可以得到每个普通节点的初始的驱动时隙编号SlotNum0＝hash(nID+t)；步骤1.3：通过SlotNum₀计算每个普通节点剩下的n‑1个驱动时隙编号其中，i＝1,2,…,n‑1，j是决定驱动时隙的位置的相应系数，j＝1,2,…,n，SlotNum_i为各驱动时隙的编号，范围在2到u之间；SlotNum_i越大，驱动时隙编号越靠后；步骤1.4：分配完驱动时隙后，所述集中式网络和分布式网络中的每个普通节点中，除了驱动时隙外的其余时隙均初始化为睡眠时隙，普通节点在睡眠时隙中进入睡眠状态，不进行信道的监听；步骤1.5：在集中式网络中，当任一普通节点有消息需要进行发送时，普通节点的驱动时隙设置为发送时隙，将收集的数据发送给汇聚节点，而在无信息需要发送的情况下，将驱动时隙设置为接收时隙，接收来自汇聚节点的信息；在分布式网络中，当任一普通节点有消息需要进行发送时，此普通节点为发送节点，根据目标节点的nID号和时间帧长度t进行目标节点的驱动时隙计算，得到目标节点的驱动时隙后，将发送节点的相应的睡眠时隙设置为发送时隙进行信息发送；步骤1.6：当目标节点接受到相应的信息后，回复确认字符ACK，发送节点接收到该信号后结束信息发送，如果没有收到，则发送节点在下一个驱动时隙内按概率P进行重发。