[发明专利]一种通信资源分配方法及相关设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络领域，尤其涉及一种通信资源分配方法及相关设备。

背景技术

无线传感网络(WSN，Wireless Sensor Networks)是由大量的低成本和低能耗的节点组成的，集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统，它能实现感知、计算和通信等功能。WSN作为当今信息领域新的研究热点，涉及多学科交叉的研究领域，有非常多的关键技术有待发现和研究，其中，网络协议的设计就是关键技术之一，目前的研究重点是网络层协议和数据链路层协议，而数据链路层的媒介访问控制(MAC，MediumAccess Control)是使得WSN能够正常运作的重要技术。MAC协议处于协议栈的最底层，决定无线信道的使用方式，在传感器节点之间分配有限的无线通信资源，是传感器节点对无线信道的接入和占用的直接控制者。

目前，WSN中多使用的MAC协议为时分多信道介质访问控制(TMMAC，Time division multiple access Multichannel Medium Access Control)协议，TMMAC协议采用了分阶段的跳频模式和基于时分多址(TDMA，TimeDivision Multiple Access)的信道访问方法。节点之间通过控制信道，采用移动自组织网络交通指示信息(ATIM，AdHoc Traffic Indication Message)、移动自组织网络交通指示信息-答复(ATIM-ACK，AdHoc Traffic IndicationMessage-Acknowledge)、移动自组织网络交通指示信息-回复(ATIM-RES，AdHoc Traffic Indication Message-Response)三步握手机制来确定信道调频模式和预约通信时隙。当网络中某一节点(即源节点)向另一节点(即目标节点)请求发送数据或者接收数据时，则向目标节点发送ATIM消息，以触发三步握手过程。

同时源节点和目标节点各自的邻居节点通过监听源节点和目标节点在三步握手过程中交互的消息，获取源节点和目标节点即将占用的通信资源(包括信道资源和时隙资源)的信息，并将获取到的信息作为给新的通信任务分配通信资源的依据，以避免因分配相同的通信资源而使通信资源上交互的通信数据产生冲突。

但是，由于网络节点是根据其获取到的其它节点占用的通信资源的信息来分配通信资源的，因此，网络节点在获知某一通信资源已被其它节点占用时，其将不会再为该通信资源分配通信任务。然而，在实际应用中，假定网络节点为A节点的暴露终端(即处于数据发送节点覆盖范围内，而在数据接收节点覆盖范围外的网络节点)，当A节点在某一通信资源上向B节点发送数据时，该网络节点同样可以分配A节点占用的通信资源来发送数据而不产生数据冲突，同样的，假定网络节点为B节点的隐藏终端(即处于数据接收节点覆盖范围内，而在数据发送节点覆盖范围外的网络节点)，当A节点在某一通信资源上接收B节点发送的数据时，该网络节点同样可以分配A节点占用的通信资源来接收数据而不产生数据冲突。

因此，基于上述TMMAC协议下的通信资源方法使得通信资源被错误地预留，无法得到充分地利用。

发明内容

本发明实施例提供了一种通信资源分配方法及相关设备，用于提高通信资源的利用率和无线网络的吞吐量。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

一种通信资源分配方法，包括：

网络节点监听到邻居节点发送的第一媒介访问控制消息，获取上述第一媒介访问控制消息中携带的指示上述邻居节点为数据接收节点或数据发送节点的收发状态信息，及指示上述邻居节点预占用的通信资源的资源分配信息；

若上述收发状态信息指示上述邻居节点为数据发送节点，则上述网络节点将上述资源分配信息记录在本地存储的发送资源占用信息中；

若上述收发状态信息指示上述邻居节点为数据接收节点，则上述网络节点将上述资源分配信息记录在本地存储的接收资源占用信息中；

若上述网络节点接收到源节点发送的通信资源请求消息，则判断上述源节点是请求发送数据还是请求接收数据，

若是请求发送数据，则上述网络节点根据上述通信资源请求消息中携带的上述源节点存储的接收资源占用信息，及本地存储的发送资源占用信息判断是否有空闲的通信资源，若有，则为当前会话分配通信资源，并向上述源节点发送第二媒介访问控制消息，上述第二媒介访问控制消息携带指示上述网络节点为数据接收节点的收发状态信息，及指示当前分配的通信资源的资源分配信息；