[发明专利]一种时隙复用的无线链式多跳跨层方法

摘要

本发明涉及一种时隙复用的无线链式多跳跨层优化方法，适用于无线长距离链式多跳通信；联合TDMA信道接入机制和AODV路由协议设计一种链式多跳时隙分配算法，为每个节点分配收发时隙，确保两跳邻居节点范围以外的任意两个节点被分配相同时隙，实现跨层优化，由于两跳范围内的邻居节点容易造成冲突，因此需要分配三个时隙进行数据传输，通过网络层的路由控制消息对节点的收发时隙进行分配，而不增加其他控制消息的开销。此种优化方法综合考虑了TDMA的网络特点，采用跨层设计的方法，结合时隙部署的方式等解决了传统的TDMA所造成的信道浪费问题。

主权项

1.一种时隙复用的无线链式多跳跨层优化方法，适用于无线长距离链式多跳通信；联合TDMA信道接入机制和AODV路由协议设计一种链式多跳时隙分配算法，为每个节点分配收发时隙，确保两跳邻居节点范围以外的任意两个节点被分配相同时隙，实现跨层优化，具体包括：1)路由建立：节点启动时需要建立路由，第一步，分配一个时隙0发送Hello消息；第二步，分配第二个时隙1用来发送RREQ、RREP消息建立路由，当源节点向目的节点发送数据之前，源节点在网络里面发送RREQ包；当中间节点接收到这个包的时候，在自己的路由表里面更新路由信息为源节点建立一个反向路由，并将RREQ包转发给下一个节点；通过中间节点的接收转发，目的节点接收到RREQ包之后，返回源节点一个RREP包；源节点收到路由应答RREP消息时，进行路径选择，维护节点路由表，从而完成路由建立；2)数据传输：源节点到目的节点的路由建立完成，利用RREQ和RREP消息完成时隙分配，开始传输数据，由于两跳范围内的邻居节点容易造成冲突，因此需要分配三个时隙进行数据传输，各个节点分布式计算各自收发时隙并维护自身时隙表，具体步骤为：2.1)源节点有数据要发送给未知的目的节点时，源节点向网络中广播到达目的节点的路由请求消息RREQ；2.2)当中间节点接收路由请求消息时，利用时隙计算公式，计算自己的时隙，并设置此时隙号为接受时隙号，时隙计算公式为：时隙号＝2+(跳数信息‑1)％3，其中跳数信息是RREQ消息中的跳数信息，初始值为1，每被转发一次数值加1；2.3)在中间节点计算出自己的接收时隙后，将时隙号放入到达源节点的路由表中，继续转发路由请求消息，直到到达目的节点；2.4)目的节点接收到路由请求消息RREQ后，终止RREQ消息，通过公式计算时隙号，并在该时隙接收数据；将自身时隙号放入RREP消息中的时隙号段，反向单播RREP消息；2.5)中间节点接收到RREP消息，获取该消息中的时隙号，并在该时隙发送数据，提取自身时隙号信息，将其放入到达下一跳的路由应答消息，直到到达源节点。