[发明专利]一种基于动态感知、跳频传输的MESH网自组网方法

说明书

技术领域

本发明涉及MESH网自组网技术领域，特别涉及一种基于动态感知、跳频传输的MESH网自组网方法。

背景技术

目前无线自组网方法主要有IEEE802.15.4，IEEE802.11，BLE等协议，但是在MESH网自组网技术领域，在MESH结构的组网算法上都没有提出有效的解决方案，Mesh网络即”无线网格网络”，它是一个无线多跳网络，是由adhoc网络发展而来，是解决“最后一公里”问题的关键技术之一。在像下一代网络演进的过程中，无线是一个不可或缺的技术。无线mesh可以与其它网络协同通信，应用非常广泛。

传统的MESH结构的组网算法在进行自组网的过程中存在以下弊端：（1）都需耗费大量的时间；（2）在进行网络数据传输的过程中，经常会受到带宽的影响，使得传输速率受到了很大的限制；（3）数据传输和通信握手在同一个信道中进行，无法并行传输数据；（4）无法对网络拓扑结构进行实时监测，也无法对网络变化做出快速响应；（5）无法自适应速率，根据信道状态选择和切换合适的发送速率。

为此，我们提出一种基于动态感知、跳频传输的MESH网自组网方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术而提出的一种基于动态感知、跳频传输的MESH网自组网方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于动态感知、跳频传输的MESH网自组网方法，包括组网算法，所述组网算法的握手过程分为5步：RTS-CTS-DS-DATA-ACK，且所述组网算法在链路层需要至少两个信道，所述两个信道包括控制信道和数据信道，所述控制信道的数目为一个，所述数据信道的数目为一个到多个；RTS报文、CTS报文和DS报文通过控制信道发送，所述DATA报文和ACK报文通过数据信道发送，当数据报文较短时，通过DATA-ACK进行报文交互，当报文较长时，通过RTS-CTS预约信道。

在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：

优选的，MESH网络为一个纯平面的网络结构，节点的地位是均等的。

优选的，所述RTS和CTS的报文均采用CSMA/CA加上backoff机制。

优选的，所述链路层在RTS报文和CTS报文之后增加DS报文，通过DS报文确定之前的RTS/CTS是否握手的成功。

优选的，通过DS报文来进行选择数据信道号和交换密匙。

优选的，数据报文DATA通过ACK进行信号确认，以保证网络中的每个数据报文正确无误的传输。

本发明通过将组网算法的握手过程分为RTS-CTS-DS-DATA-ACK五个步骤，减少了组网的耗时，通过设置至少两个信道，增加了网络的带宽，提高了数据报文的传输速率；通过将数据传输和通信握手在不同的信道中进行，实现了并行传输数据；通过在链路层在RTS和CTS之后增加DS报文，DS报文可以确定之前的RTS/CTS握手是否成功，以此来对网络拓扑结构进行实时监测；通过在RTS报文和CTS报文传输和握手的过程中采用CSMA/CA加上backoff机制，来根据网络的变化做出快速响应；通过判断是否接收到ACK的确认信号，以此来获得信道状态的信息，从而实现自适应速率的数据报文传输。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进一步说明。

本发明提出的一种基于动态感知、跳频传输的MESH网自组网方法，包括组网算法，所述组网算法的握手过程分为5步：RTS-CTS-DS-DATA-ACK，以此来减少了组网的耗时，节省了大量的数据传输时间；组网算法在链路层需要至少两个信道，所述两个信道包括控制信道和数据信道，所述控制信道的数目为一个，所述数据信道的数目为一个到多个，通过设置至少两个信道，增加了网络的带宽，提高了数据报文的传输速率。

本方法中的RTS报文、CTS报文和DS报文均通过控制信道发送，所述DATA报文和ACK报文通过数据信道发送。当数据报文较短时，通过DATA-ACK进行报文交互，在数据报文DATA会有ACK的确认信号，这保证了网络中的每个数据报文都能正确无误的传输，同时，通过判断是否接收到ACK的确认信号，以此来获得信道状态的信息，从而进行自适应速率的数据报文传输；当报文较长时，通过RTS-CTS预约信道，所述链路层在RTS报文和CTS报文之后增加DS报文，通过DS报文确定之前的RTS/CTS是否握手的成功，以此来对网络拓扑结构进行实时监测。此外，还可以利用DS报文来实现很多功能如：选择数据信道号、交换密匙等等。