[发明专利]自组织网络中自适应节点密度和负载的时隙分配方法

摘要

本发明公开了一种自组织网络中自适应节点密度和负载的时隙分配方法，主要解决无线自组织网络中节点密度和负载变化的情况下难以保证一定的时延要求的问题。其实现步骤是：1.节点P入网，构建时隙表；2.节点P选择时隙；3.判断节点P当前时间的时隙类型；4.对于时隙类型是广播时隙的情况，则根据节点密度调整占用的固定时隙；5.对于时隙类型是固定时隙的情况，则根据负载进行动态时隙的预约和释放，实现对时隙的分配。本发明提供了基本的数据传输能力，提供了稳定的数据传输，保证了系统时延要求的稳定性，可用于移动自组织网络中TDMA协议。

主权项

1.自组织网络中自适应节点密度和负载的时隙分配方法，包括如下步骤：(1)将节点P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，接收一跳邻居节点发来的广播包，获得邻居节点占用的广播时隙、固定时隙和动态时隙，更新时隙表；(2)节点P根据时隙表，随机选择全网还未使用的广播时隙，作为自身的广播时隙；(3)判断节点P当前时间的时隙类型：如果节点P当前时间的时隙是广播时隙，则执行步骤(4)，如果节点P当前时间的时隙是固定时隙，则执行步骤(5)，如果节点P当前时间的时隙是动态时隙，则继续推进时间；(4)节点P在广播时隙根据节点密度调整其占用的固定时隙：(4a)节点P判断当前广播时隙是否是自身广播时隙：如果当前广播时隙不是自身广播时隙，则执行步骤(4b)，如果当前广播时隙是自身广播时隙，则执行步骤(4e)；(4b)节点P在非自身广播时隙等待接收广播包，如果接收到广播包，则执行步骤(4c)，如果没有接收到广播包，则执行步骤(4d)；(4c)节点P更新时隙表，如果发现有两个一跳邻居节点占用了相同的固定时隙，则在自身冲突表中标记这两个节点和他们所占用的广播时隙；(4d)节点P在时隙表某一表项生存时间到期需要删除时，判断表项的广播时隙与本节点的广播时隙是否有关，如果该表项的广播时隙与本节点的广播时隙有关，则根据时隙表，调整本节点占用的固定时隙，否则不作处理；(4e)节点P在自身的广播时隙将冲突表中标记的信息记录在广播包中，并发送广播包，清空自身冲突表；(4f)冲突表中的一个冲突节点接收到节点P的广播包后，根据自己所占用的广播时隙与另一个冲突节点占用的广播时隙的关系，调整自身占用的固定时隙；(5)节点P在固定时隙根据负载进行动态时隙的预约和释放：(5a)节点P在与自身广播时隙对应的固定时隙，检测缓存区中的队列长度q_t，并根据之前四次已经在对应的固定时隙检测的队列长度和计算这五次检测的队列长度的平均值为q_avg，其中t为当前时刻，T_d为连续两次对应固定时隙的间隔时间，其取值为4个复帧的长度；(5b)节点P根据在间隔时间Td内所占用的固定时隙数m和动态时隙数4n，计算服务速率μt和到达速率λt：μt＝(m+4n)/Td，(5c)定义当前时刻t的累积队长：其中，w为权值，为上一次对应固定时隙计算的累积队长；(5d)设置动态服务速率改变值：μa＝4/Td，根据到达速率λt、服务速率μt、动态服务速率改变值μa和五次检测的队列长度的平均值qavg确定(5c)公式中的权值w：如果λt＞(μt+μa)或者qavg为0，则设置权值w＝0.1；如果λt≤(μt+μa)，则设置权值w＝0.002；根据权值w计算出当前时刻t的累积队长avgt；(5e)根据系统的时延要求Ta，计算出预约门限M2和释放门限M1：(5f)根据当前时刻t的累积队长avgt与预约门限M2和释放门限M1的关系，判断是否需要进行动态时隙的预约和释放：如果avgt＞M2，则执行步骤(5g)，如果avgt＜M1，则执行步骤(5h)，如果M1≤avgt≤M2，则不作处理；(5g)根据已占用动态时隙数n的值，判断是否需要进行动态时隙预约：如果n＜Smax，则执行动态时隙预约，如果n＝Smax，则不作处理，其中Smax是规定一个节点最多可占用的动态时隙数目；(5h)根据已占用动态时隙数n的值，判断是否需要进行动态时隙释放：如果n＞0，则执行动态时隙释放，如果n＝0，则不作处理。