[发明专利]一种分布式TDMA邻近节点感知与入网机制的改进方法

说明书

本发明为一种分布式TDMA邻近节点感知与入网机制的改进方法，包括以下步骤：(1)新节点通过监听一帧长获知网络的时隙占用情况，并建立时隙状态表，随机选择一个空闲时隙作为候选时隙；(2)候选时隙到来时，新节点采用随机退避的发送方式发送时隙占用申请，等待邻居节点的确认；(3)各邻居节点根据网络中的时隙占用情况决定是否在新节点候选时隙的剩余部分发送拒绝信号；(4)新节点发送时隙申请后，在本时隙的剩余部分持续监听信道，若没有拒绝信号，新节点入网成功；若信道在某一时刻变得繁忙，时隙申请失败，新节点需要重新申请时隙。本发明意在解决基于分布式TDMA协议的高动态移动自组网中节点入网时间较长的问题。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种分布式TDMA邻近节点感知与入网机制的改进方法。

背景技术

移动自组网是一种动态的、无中心的通信网络。移动自组网部署简单，不存在单点失败问题，适合应用于战场、应急通信等场景，近年来受到越来越多的关注。

分布式TDMA协议中，节点通过侦听邻居节点发送消息的顺序来更新时隙占用表从而生成帧信息(Frame Information)，并通过接收其他节点发送的帧信息生成两跳邻居列表，避免新节点入网过程中重复占用时隙的问题。通过接收帧信息，节点可以感知到其邻居节点的相关信息，如邻节点ID，邻节点时隙占用情况等。

新节点启动后需要进行邻节点感知与时隙申请。在邻节点感知阶段，新节点通过接收已入网节点发送的帧信息获知相邻节点的相关信息，并更新时隙状态表。感知阶段结束后，节点获知了网内节点对时隙的占用情况。在时隙申请阶段，节点选择未被其他节点占用的时隙作为候选时隙。在候选时隙到来时，新节点将发送帧信息，相邻节点根据帧信息可以成功更新其时隙状态表，将时隙的候选者ID设为新节点的ID。在下一个候选时隙到来之前，新节点收到的所有相邻节点发送的帧信息都表明候选时隙的所有者为新节点，则新节点完成时隙申请，并成功加入网络。

上述邻近节点感知与入网方案还存在有不足之处。一方面，若有多个节点同时入网，存在着几个节点同时申请占用同一个时隙的可能，即发生接入冲突。而传统方案中新节点在发送时隙占用申请时，主要有直接发送和概率发送两种方式。直接发送发生接入冲突的可能性最大，概率发送虽然以一定的概率发送数据包，在一定程度上减少了冲突，但是也存在某个时隙只有一个节点申请而该节点选择不发送申请，这无疑从另一个角度增加了节点的入网时间。另一方面，在新节点发出时隙申请后，相邻节点需要在各自的时隙内发送帧信息告知新节点是否同意时隙申请。因此，新节点发送时隙申请后，需要经过多个时隙才可以确定是否成功申请到时隙，不利于节点快速入网。

发明内容

本发明提供了一种分布式TDMA邻近节点感知与入网机制的改进方法，意在解决基于分布式TDMA协议的高动态移动自组网中节点入网时间较长的问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种分布式TDMA邻近节点感知与入网机制的改进方法，包括以下步骤：

(1)新节点通过监听一帧长获知网络的时隙占用情况，并建立时隙状态表，随机选择一个空闲时隙作为候选时隙；

(2)候选时隙到来时，新节点采用随机退避的发送方式发送时隙占用申请，等待邻居节点的确认；

(3)各邻居节点根据网络中的时隙占用情况决定是否在新节点候选时隙的剩余部分发送拒绝信号；

(4)新节点发送时隙申请后，在本时隙的剩余部分持续监听信道，若没有拒绝信号，新节点入网成功；若信道在某一时刻变得繁忙，时隙申请失败，新节点需要重新申请时隙。

上述方案优先的，在步骤(1)中，已入网节点在自己的主时隙到来时，发送一个帧信息，其中携带有自己的时隙状态表，该表记录了自身及邻居节点的时隙占用情况，新节点通过接收邻居节点发送的帧信息，获得邻居节点的时隙状态表，从而获知网络内各节点时隙占用情况，随机选择一个未被其他节点占用的时隙作为候选时隙。