一种适用于时间异步认知节点的勤务信道建立方法技术

技术编号:14943629 阅读:253 留言:0更新日期:2017-04-01 10:02
本发明专利技术提出了一种适用于时间异步认知节点的勤务信道建立方法。主要解决在分布式无线网络中,认知节点在多个共享控制信道中建立勤务信道的问题。本发明专利技术采用基于跳变和固定信道子序列组合方式构建认知节点信道跳变序列,并设计了多子时隙信息重复收发的信道交汇时隙格式。本发明专利技术适用于在时间异步的分布式认知无线网络环境中,能够为多个身份对称的认知节点在多个共享控制信道上完成信道交汇和信息交互,建立勤务信道,并支撑实现认知节点环境感知信息交互和业务信道协商。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分布式认知无线网络领域中的一种时间异步认知节点的勤务信道建立机制,特别适用于在时间异步的分布式网络环境中,多个对称认知节点在多个候选控制信道上建立勤务信道,支撑实现环境感知信息交互和业务信道协商。
技术介绍
在集中式网络中,存在中心控制器,认知节点通过竞争随机多址接入信道实现与中心控制器的互通,并进一步在中心控制器的指导下完成认知节点之间的业务信道协商。在传统分布式网络中,也存在一条专用公共控制信道,认知节点通过竞争该控制信道的传输资源,实现认知节点间的感知信息交互和业务信道协商。然而,一旦多个认知节点同时竞争专用公共控制信道的传输资源或者专用公共控制信道受到干扰时,就会导致该信道发生拥塞或瘫痪,进而严重影响认知节点间的信息交互并极大降低网络的整体效率。因此,现有分布式认知无线网络中,通常设置多个共享控制信道,来提高认知节点进行交互的机会、增强网络的鲁棒性。在具有多个共享控制信道的分布式无线网络中,认知节点需要在多个控制信道之间进行跳变来保证认知节点之间能够实现交汇。C.Cormio在AdHocNetworks,2010,8,430-438:《CommonControlChannelDesignforCognitiveRadioWirelessAdHocNetworksUsingAdaptiveFrequencyHopping》一文中提出了认知节点随机接入共享控制信道的方法,但并不能保证在一定时限内完成认知节点间的交汇。S.Krishnamurthy在ComputerNetworks,2008(52),831-849:《Time-EfficientDistributedLayer-2Auto-ConfigurationforCognitiveRadioNetworks》一文中提出了一种基于遍历广播机制的信道跳变机制,但是只能应用于所有认知节点完全时间同步的场景。K.Bian在MobiCom,2009:《AQuorum-BasedFrameworkforEstablishingControlChannelsinDynamicSpectrumAccessNetworks》一文中提出了基于Quorum系统的时间同步和时间异步信道跳变机制,然而所提出的时间异步信道跳变机制仅适用于系统中存在两个共享控制信道。此外,信道跳变交汇机制仅保证多个认知节点能够同时访问相同的控制信道,而要成功实现信息交互,还必须保证在信道交汇时仅有一个认知节点处于发送状态,其余所有认知节点均处于接收状态。MarkD.Silvius在IEEEMilicom,2009:《Rendezvousmacprotocolsforuseincognitiveradionetworks》一文中提出了采用“背靠背”重复策略的时隙设计方法,然而该算法并不能保证时间异步认知节点在信道交汇时隙内完成信息交互。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种适用于时间异步认知节点的勤务信道建立方法。每个认知节点采用基于三角数的方法产生多个跳变信道子序列,并和多个固定信道子序列进行随机组合排序产生完整信道跳变序列,各认知节点依据自身产生的信道序列进行跳变。同时,在信道交汇时隙设计中,划分了多个子时隙,采用信息发送与信息接收重复机制,保证时间异步的接收、发送认知节点在交汇时隙完成信息交互。本专利技术适用于在时间异步的分布式认知无线网络环境中,解决多个身份对称的认知节点在多个共享控制信道上完成信道交汇和信息交互,进而完成勤务信道建立。本专利技术能够有效缩短勤务信道建立时间,并为分布式认知无线网络中认知节点进行环境感知信息交互和业务信道协商提供稳定可靠的勤务信道。本专利技术采用的技术方案为:一种适用于时间异步认知节点的勤务信道建立方法,其特征在于,包括以下步骤:源节点的勤务信道建立过程:(1)每个源节点根据系统规划的共享控制信道数,分别产生多个跳变信道子序列和多个固定信道子序列,将多个跳变信道子序列和多个固定信道子序列进行随机排序组合成一个完整信道跳变序列;其中,源节点为具有数据发送请求的认知节点;(2)源节点接入到自身生成的完整信道跳变序列中的第一个信道;(3)源节点侦听当前信道状态,若信道忙,则只接收信道消息,若信道空闲,则采用请求时隙格式广播发送勤务信道建立请求消息并接收信道消息;(4)源节点对接收到的信道消息进行解调,如果接收到的信道消息是来自目的节点的勤务信道建立响应消息,则源节点在该信道驻守并向目的节点发送勤务信道建立通知消息;否则,源节点按完整信道跳变序列顺序接入到下一个信道,将下一信道作为当前信道,跳转到(3);目的节点的勤务信道建立过程:(5)每个目的节点根据系统规划的共享控制信道数,分别产生多个跳变信道子序列和多个固定信道子序列,将多个跳变信道子序列和多个固定信道子序列进行随机排序组合成一个完整信道跳变序列;其中,目的节点为源节点的数据发送目标认知节点;(6)目的节点接入到自身生成的完整信道跳变序列中的第一个信道;(7)目的节点在当前信道上接收消息并进行解调,若接收到勤务信道建立请求消息且消息的目的地址为本节点,则目的节点在该信道驻守;否则,目的节点按完整信道跳变序列顺序接入到下一个信道接收消息并进行解调,直至接收到勤务信道建立请求消息且消息的目的地址为本节点;(8)目的节点在驻守的信道上,采用响应时隙格式向源节点发送勤务信道建立响应消息,直至接收到来自源节点的勤务信道建立通知消息。其中所述的步骤(1)具体包括以下步骤:(101)每个认知节点构建长度为N的个跳变信道子序列,N为分布式认知无线网络的共享控制信道数,令j=1,…,N,则第i个跳变子序列的第j个元素为(Ti+j-1)modN,其中为i的三角数;(102)每个认知节点构建长度为N的N个固定信道子序列,令k=1,…,N,则第k个固定信道子序列的所有N个元素均为k;(103)每个认知节点以子序列为单位,将生成的个跳变信道子序列和N个固定信道子序列进行随机排序,构建长度为的完整信道跳变序列。其中所述的步骤(3)中的请求时隙格式设计如下:将系统的整个时隙均匀划分为10个子时隙,在第1-3个子时隙重复发送勤务信道建立请求消息,在第4-5个子时隙接收当前信道消息,在第6个子时隙发送勤务信道建立请求消息,在第7-10个子时隙接收当前信道消息。其中所述的步骤(8)中的响应时隙格式设计如下:将系统的整个时隙均匀划分为10个子时隙,在第1-4个子时隙接收当前信道消息,在第5个子时隙发送勤务信道建立响应消息,在第6-7个子时隙接收当前信道消息,在第8-10个子时隙发送勤务信道建立响应消息。其中,步骤(8)之后还包括:(9)源节点和目的节点在建立的勤务信道上,采用基于802.11协议的RTS/CTS方法完成各自环境感知信息交互和业务信道协商。本专利技术相比
技术介绍
具有以下主要优点:1、本专利技术构造的完整信道跳变序列由多个跳变信道子序列和固定信道子序列随机排序组成,能够保证每个认知节点按照自己生成的序列进行跳变实现多个认知节点之间在多个共享控制信道上的交汇。2、本专利技术将信道交汇时隙划分为多个子时隙,并设计了信息发送与信息接收重复的交汇时隙设计格式,能够保证时间异步的发送、接收认知节点在信道交汇时隙完成信息交互。3、本发本文档来自技高网
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一种适用于时间异步认知节点的勤务信道建立方法

【技术保护点】
一种适用于时间异步认知节点的勤务信道建立方法,其特征在于,包括以下步骤:源节点的勤务信道建立过程:(1)每个源节点根据系统规划的共享控制信道数,分别产生多个跳变信道子序列和多个固定信道子序列,将多个跳变信道子序列和多个固定信道子序列进行随机排序组合成一个完整信道跳变序列;其中,源节点为具有数据发送请求的认知节点;(2)源节点接入到自身生成的完整信道跳变序列中的第一个信道;(3)源节点侦听当前信道状态,若信道忙,则只接收信道消息,若信道空闲,则采用请求时隙格式发送勤务信道建立请求消息并接收信道消息;(4)源节点对接收到的信道消息进行解调,如果接收到的信道消息是来自目的节点的勤务信道建立响应消息,则源节点在该信道驻守并向目的节点发送勤务信道建立通知消息;否则,源节点按完整信道跳变序列顺序接入到下一个信道,将下一信道作为当前信道,跳转到(3);目的节点的勤务信道建立过程:(5)每个目的节点根据系统规划的共享控制信道数,分别产生多个跳变信道子序列和多个固定信道子序列,将多个跳变信道子序列和多个固定信道子序列进行随机排序组合成一个完整信道跳变序列;其中,目的节点为源节点的数据发送目标认知节点;(6)目的节点接入到自身生成的完整信道跳变序列中的第一个信道;(7)目的节点在当前信道上接收消息并进行解调,若接收到勤务信道建立请求消息且消息的目的地址为本节点,则目的节点在该信道驻守;否则,目的节点按完整信道跳变序列顺序接入到下一个信道接收消息并进行解调,直至接收到勤务信道建立请求消息且消息的目的地址为本节点;(8)目的节点在驻守的信道上,采用响应时隙格式向源节点发送勤务信道建立响应消息,直至接收到来自源节点的勤务信道建立通知消息。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于时间异步认知节点的勤务信道建立方法,其特征在于,包括以下步骤:源节点的勤务信道建立过程:(1)每个源节点根据系统规划的共享控制信道数,分别产生多个跳变信道子序列和多个固定信道子序列,将多个跳变信道子序列和多个固定信道子序列进行随机排序组合成一个完整信道跳变序列;其中,源节点为具有数据发送请求的认知节点;(2)源节点接入到自身生成的完整信道跳变序列中的第一个信道;(3)源节点侦听当前信道状态,若信道忙,则只接收信道消息,若信道空闲,则采用请求时隙格式发送勤务信道建立请求消息并接收信道消息;(4)源节点对接收到的信道消息进行解调,如果接收到的信道消息是来自目的节点的勤务信道建立响应消息,则源节点在该信道驻守并向目的节点发送勤务信道建立通知消息;否则,源节点按完整信道跳变序列顺序接入到下一个信道,将下一信道作为当前信道,跳转到(3);目的节点的勤务信道建立过程:(5)每个目的节点根据系统规划的共享控制信道数,分别产生多个跳变信道子序列和多个固定信道子序列,将多个跳变信道子序列和多个固定信道子序列进行随机排序组合成一个完整信道跳变序列;其中,目的节点为源节点的数据发送目标认知节点;(6)目的节点接入到自身生成的完整信道跳变序列中的第一个信道;(7)目的节点在当前信道上接收消息并进行解调,若接收到勤务信道建立请求消息且消息的目的地址为本节点,则目的节点在该信道驻守;否则,目的节点按完整信道跳变序列顺序接入到下一个信道接收消息并进行解调,直至接收到勤务信道建立请求消息且消息的目的地址为本节点;(8)目的节点在驻守的信道上,采用响应时隙格式向源节点发送勤务信道建立响应消息,直至接收到来自源节点的勤务信道建立通知...

【专利技术属性】
技术研发人员:闫继垒郝志安赵辉郭彦涛吴巍
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第五十四研究所
类型:发明
国别省市:河北;13

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