[发明专利]单信道时分多址自组网的子网融合方法

摘要

本发明公开一种单信道时分多址自组网的子网融合方法，克服了现有技术中单信道时分多址自组网的子网之间需要控制信道进行通信以及通过网关节点进行通信的问题。本发明的思路是，首先根据地理位置信息和子网的拓扑信息划分边缘节点组，然后划分融合时隙组，边缘节点在融合时隙组中选择占用融合时隙，并在占用的融合时隙中发送融合帧，边缘节点在接收到其他子网的融合帧之后，判断是否向其他子网融合，选择融合子网，再进行节点同步，选择数据时隙，完成子网融合过程。本发明通过使用不同的空闲时隙占用方法和边缘节点组的划分，可有效地减少系统能耗，减少融合时间，提高融合过程的稳定性。

主权项

1.一种单信道时分多址自组网的子网融合方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)划分边缘节点组：(1a)在单信道时分多址自组网的子网中任意选择一个节点；(1b)利用全球定位系统GPS，获取所选节点与子网中其他每个节点的两两节点之间的距离；(1c)判断子网中所有节点是否都被选择过，若是，则执行步骤(1d)；否则，执行步骤(1a)；(1d)将覆盖范围内存在未被子网中其他节点覆盖的区域的节点，作为边缘节点；(1e)将满足交叉条件的两个边缘节点，作为暴露交叉节点对；(1f)将单信道时分多址自组网子网拓扑范围在一跳以内的边缘节点连同与它们组成暴露交叉节点对的边缘节点，组成一个边缘节点组；(2)划分融合时隙组：(2a)将所有发送融合数据帧的时隙作为融合时隙；(2b)对边缘节点中时隙随机数为奇数的每个节点，利用连续占用的方法占用空闲时隙；对边缘节点中时隙随机数为偶数的每个节点，利用间隔占用的方法占用空闲时隙；(2c)将边缘节点占用的每一个空闲时隙均分成k个融合时隙，将k个融合时隙作为一个融合时隙组，其中，t₁表示空闲时隙的长度，t₂表示融合时隙的长度；(3)选择融合时隙：(3a)将被包含于多个边缘节点组中的所有节点作为共有节点；(3b)将每个边缘节点组中除共有节点之外的其他节点作为该节点组的独有节点；(3c)使用融合时隙占用方法，将只含独有节点的边缘节点组中所有边缘节点选择占用其所有融合时隙组中的融合时隙；(3d)从所有包含同一共有节点的边缘节点组中，选择出边缘节点数量最多的边缘节点组，作为第一节点组；(3e)对第一节点组中的每个节点，使用融合时隙占用方法，选择占用融合时隙组中的融合时隙；(3f)将一个融合时隙组中共有节点占用的融合时隙，作为共有融合时隙；(3g)从所有包含同一共有节点的边缘节点组中，选择除第一节点组外的其他边缘节点组，使用融合时隙占用方法，选择占用融合时隙组中除共有融合时隙之外的其他融合时隙；(4)发送融合帧：每个边缘节点在其选择占用的融合时隙中，发送含有该节点所在单信道时分多址自组织网络子网的直径、该节点一跳邻节点数量和该节点节点号的融合帧；(5)判断侦听时间内是否收到一个以上来自其他单信道时分多址自组织网络子网中节点发送的同步帧，若是，则两个子网相互发现，执行步骤(7)；否则，执行步骤(6)；(6)根据基带冲突判断准则，判断在侦听时间内基带是否发生冲突，若是，则重新随机产生时隙随机数后执行步骤(2)；否则，执行步骤(7)；(7)节点类型划分：将收到其他单信道时分多址自组织网络子网融合帧的节点，作为执行节点；(8)选择融合子网：(8a)将边缘节点收到的其他单信道时分多址自组织网络子网融合帧，作为异网同步帧；(8b)判断异网融合帧中的单信道时分多址自组织网络子网直径信息是否大于等于执行节点中记录的单信道时分多址自组织网络子网直径信息，若大于，则将执行节点作为融合节点，执行步骤(8f)；若等于时，则执行步骤(8c)，若小于，执行步骤(8e)；(8c)判断异网同步帧中的一跳邻节点数量信息是否大于等于执行节点中记录的一跳邻节点数量，若大于，则将执行节点作为融合节点，执行步骤(8f)，若等于，则执行步骤(8d)，若小于，执行步骤(8e)；(8d)判断异网融合帧中的节点号是否大于执行节点的节点号，若是，则将执行节点作为融合节点后执行步骤(8f)；否则，执行步骤(8e)；(8e)将执行节点状态置为等待融合状态后执行步骤(8f)；(8f)对融合节点，将收到的融合帧的发送节点所在单信道时分多址自组织网络子网作为融合子网，对等待融合状态节点，不选择融合子网；(9)进行节点同步：(9a)等待融合状态节点接收到融合节点的融合请求帧之后，给融合节点发送含有等待融合状态节点节点号和应答融合标志的融合确认帧，融合节点收到融合确认帧后，得到完成同步过程的融合节点；(9b)融合节点将接收到异网融合帧的时刻与接收时隙的时刻起点相减，得到发送该同步帧的节点与本节点的时间轴起点差值；(9c)融合节点向该节点的一跳邻节点发送含有时间轴起点差值和同步节点时隙随机数的预同步帧；(9d)融合节点将该节点的时间轴起点与时间轴起点差值相加，得到新的时间轴起点，完成同步过程，向融合节点一跳邻节点发送含有同步完成标志的同步完成帧；(9e)融合节点的一跳邻节点在接收到同步完成帧之后，将一跳邻节点的时间轴起点与时间轴起点差值相加得到新的时间轴起点，完成融合节点一跳邻节点的同步过程；(10)进行子网融合：(10a)在融合子网中，完成同步过程的融合节点任意选择占用一个空闲时隙作为数据传输时隙；(10b)将选择了数据传输时隙的节点作为完成节点；(10c)在融合子网中，完成节点的一跳邻节点任意选择占用一个空闲时隙作为数据传输时隙；(10d)判断是否所有节点都选择占用了数据传输时隙，若是，则执行步骤(11)；否则，执行步骤(10b)；(11)完成单信道时分多址自组网的子网融合。