服务质量保证的自适应跨层多址接入方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种服务质量保证的自适应跨层多址接入方法及系统，该方法包括：通过源节点判断其剩余能量参数是否大于或等于剩余能量比值的门限；若是，则目的节点判断信道质量参数是否大于或等于对应链路间的信道增益门限；若是，且信道质量参数大于或等于对应链路间的信道增益门限，则目的节点通知源节点采用直接传输方式进行传输；若剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，且信道质量参数小于对应链路间的信道增益门限，则目的节点通知源节点及候选协作节点采用单节点协作传输方式进行传输；若剩余能量参数小于剩余能量比值的门限，则目的节点通知源节点及候选协作节点采用多节点协作传输方式进行传输。

【技术实现步骤摘要】
服务质量保证的自适应跨层多址接入方法及系统
本专利技术实施例涉及通信
，尤其涉及一种服务质量保证的自适应跨层多址接入方法及系统。
技术介绍
在无线网络和传感器网络中，多址接入方法(简称：MAC方法)负责解决每个移动用户或传感器节点如何公平、快速、安全地接入使用信道，高效地共享有限的无线带宽资源的问题。MAC方法的好坏直接影响到网络吞吐量、时延、能量效率及网络寿命等性能指标的优劣。现有的MAC方法主要有直接传输方法、单节点协作传输方法及多节点协作传输方法。直接传输方法依照IEEE802.11分布式协调功能方式完成直接传输过程，收发双方先通过控制分组预约信道，预约成功后源节点发送数据分组，目的节点在成功接收后回复确认分组。单节点协作传输方法通过选择单个协作节点来帮助源节点转发数据分组至目的节点。多节点协作传输方法通过选择多个协作节点来帮助源节点转发数据分组至目的节点。直接传输方法在信道质量好的情况下，时延开销小，吞吐量较大；但是应对信道质量差的情况时，需要利用源节点的能量消耗换取目的节点接收信号的质量保证。而单节点协作传输方法和多节点协作传输方法虽然使能量效率得到提高，网络寿命进行了延长，但提高了控制分组的复杂度，增大了传输过程的时延，吞吐量性能也下降。所以目前并没有针对信道质量和能量效率对MAC方法进行合理地选择，在全程数据传输中采用单一MAC方法导致不能充分利用每种MAC方法的优点并规避每种MAC方法的缺点。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种服务质量保证的自适应跨层多址接入方法及系统，该方法解决了目前并没有针对信道质量和能量效率对MAC方法进行合理地选择，在全程数据传输中采用单一MAC方法导致不能充分利用每种MAC方法的优点并规避每种MAC方法的缺点的技术问题。本专利技术实施例提供一种服务质量保证的自适应跨层多址接入方法，包括：源节点判断其剩余能量参数是否大于或等于剩余能量比值的门限；若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，则目的节点判断所述源节点和目的节点的链路间的信道质量参数是否大于或等于对应链路间的信道增益门限；若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，且所述目的节点确定所述源节点和目的节点的链路间的信道质量参数大于或等于对应链路间的信道增益门限，则所述目的节点通知所述源节点采用直接传输方式进行传输；若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，且所述目的节点确定所述源节点和目的节点的链路间的信道质量参数小于对应链路间的信道增益门限，则所述目的节点通知所述源节点及候选协作节点采用单节点协作传输方式进行传输；若所述源节点确定其剩余能量参数小于剩余能量比值的门限，则所述目的节点通知所述源节点及候选协作节点采用多节点协作传输方式进行传输。本专利技术实施例提供一种服务质量保证的自适应跨层多址接入系统，包括：所述源节点包括：剩余能量参数判断模块，用于判断其剩余能量参数是否大于或等于剩余能量比值的门限；所述目的节点包括：信道质量参数判断模块，用于若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，则判断所述源节点和目的节点的链路间的信道质量参数是否大于或等于对应链路间的信道增益门限；直接传输方式确定模块，用于若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，且所述目的节点确定所述源节点和目的节点的链路间的信道质量参数大于或等于对应链路间的信道增益门限，则通知所述源节点采用直接传输方式进行传输；单节点协作传输方式确定模块，用于若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，且所述目的节点确定所述源节点和目的节点的链路间的信道质量参数小于对应链路间的信道增益门限，则通知所述源节点及候选协作节点采用单节点协作传输方式进行传输；多节点协作传输方式确定模块，用于若所述源节点确定其剩余能量参数小于剩余能量比值的门限，则通知所述源节点及候选协作节点采用多节点协作传输方式进行传输。本专利技术实施例提供一种服务质量保证的自适应跨层多址接入方法及系统，通过源节点判断其剩余能量参数是否大于或等于剩余能量比值的门限；若源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，则目的节点判断源节点和目的节点的链路间的信道质量参数是否大于或等于对应链路间的信道增益门限；若源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，且目的节点确定源节点和目的节点的链路间的信道质量参数大于或等于对应链路间的信道增益门限，则目的节点通知源节点采用直接传输方式进行传输；若源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，且目的节点确定源节点和目的节点的链路间的信道质量参数小于对应链路间的信道增益门限，则目的节点通知源节点及候选协作节点采用单节点协作传输方式进行传输；若源节点确定其剩余能量参数小于剩余能量比值的门限，则目的节点通知源节点及候选协作节点采用多节点协作传输方式进行传输。在剩余能量充足并且信道质量好的情况下采用直接传输方式；在剩余能量充足并且信道质量差的情况下采用单节点协作传输方式，引入适当控制分组与时延开销，利用单条协作链路即可减少传输过程能量消耗，提高能量效率以延长网络寿命；在剩余能量不足的情况下采用多节点协作传输方式，引入大量控制分组及时延开销，利用多条协作链路减少传输过程的能量消耗，提高能量效率；特别是通过均衡源节点与协作节点间剩余能量，减少源节点的能量消耗，避免源节点能量耗尽造成的网络寿命过早终结，从而延长网络寿命。所以该方法充分利用了每种MAC方法的优点并规避每种MAC方法的缺点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术服务质量保证的自适应跨层多址接入方法实施例一的流程图；图2为本专利技术实施例一中直接传输方式时序图；图3为本专利技术服务质量保证的自适应跨层多址接入方法实施例二的流程图；图4为本专利技术实施例二中确定单个协作节点并采用单节点协作传输方式进行传输的流程图；图5为本专利技术实施例二中单节点协作传输成功时序图；图6为本专利技术实施例二中单节点协作传输HTS分组发生碰撞时序图；图7为本专利技术实施例二中单节点协作传输无协作节点时序图；图8为本专利技术实施例二中确定多个协作节点并采用多节点协作传输方式进行传输的流程图；图9为本专利技术实施例二中多节点协作传输方式的成功时序图；图10为本专利技术实施例二中单节点协作传输源节点至协作节点捎带发送时序图；图11为本专利技术实施例二中单节点协作传输协作节点至源节点捎带发送时序图；图12为本专利技术实施例二中单节点协作传输目的节点至协作节点捎带发送时序图；图13为本专利技术服务质量保证的自适应跨层多址接入系统实施例一的结构示意图；图14为本专利技术服务质量保证的自适应跨层多址接入系统实施例二的结构示意图；图15为本专利技术服务质量保证的自适应跨层多址接入系统实施例三的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种服务质量保证的自适应跨层多址接入方法，其特征在于，包括：源节点判断其剩余能量参数是否大于或等于剩余能量比值的门限；若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，则目的节点判断所述源节点和目的节点的链路间的信道质量参数是否大于或等于对应链路间的信道增益门限；若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，且所述目的节点确定所述源节点和目的节点的链路间的信道质量参数大于或等于对应链路间的信道增益门限，则所述目的节点通知所述源节点采用直接传输方式进行传输；若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，且所述目的节点确定所述源节点和目的节点的链路间的信道质量参数小于对应链路间的信道增益门限，则所述目的节点通知所述源节点及候选协作节点采用单节点协作传输方式进行传输；若所述源节点确定其剩余能量参数小于剩余能量比值的门限，则所述目的节点通知所述源节点及候选协作节点采用多节点协作传输方式进行传输。

【技术特征摘要】
1.一种服务质量保证的自适应跨层多址接入方法，其特征在于，包括：源节点判断其剩余能量参数是否大于或等于剩余能量比值的门限；若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，则目的节点判断所述源节点和目的节点的链路间的信道质量参数是否大于或等于对应链路间的信道增益门限；若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，且所述目的节点确定所述源节点和目的节点的链路间的信道质量参数大于或等于对应链路间的信道增益门限，则所述目的节点通知所述源节点采用直接传输方式进行传输；若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，且所述目的节点确定所述源节点和目的节点的链路间的信道质量参数小于对应链路间的信道增益门限，则所述目的节点通知所述源节点及候选协作节点采用单节点协作传输方式进行传输；若所述源节点确定其剩余能量参数小于剩余能量比值的门限，则所述目的节点通知所述源节点及候选协作节点采用多节点协作传输方式进行传输。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述目的节点通知所述源节点及候选协作节点采用单节点协作传输方式进行传输，则还包括：各候选协作节点判断其是否满足单节点参与协作传输条件；若所述候选协作节点确定其满足单节点参与协作传输条件，则根据所述候选协作节点和源节点或目的节点的信道质量参数计算单节点接入等待时间；所述候选协作节点在对应的单节点接入等待时间内侦听是否有其他候选协作节点向所述源节点发送帮助发送分组；若所述候选协作节点在对应的单节点接入等待时间内未侦听到有其他候选协作节点向所述源节点发送帮助发送分组，则向所述源节点发送帮助发送分组；所述源节点判断是否在等待时间门限内接收到帮助发送分组；若所述源节点确定在等待时间门限内接收到帮助发送分组，则所述源节点判断接收到的帮助发送分组是否能够正确解码；若所述源节点确定接收到的帮助发送分组能够正确解码，则所述源节点根据接收到的所述帮助发送分组，确定单个协作节点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：若所述源节点确定接收到的帮助发送分组不能正确解码，则所述源节点向各候选协作节点广播冲突分解控制分组；所述多个候选协作节点分别在对应的随机时间内进行退避操作，并在对应随机时间内侦听是否有其他候选协作节点向所述源节点发送帮助发送分组。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：若所述源节点确定在等待时间门限内未接收到帮助发送分组，则所述源节点采用直接传输方式向所述目的节点发送数据分组。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，若所述目的节点通知所述源节点及候选协作节点采用多节点协作传输方式进行传输，则还包括：各候选协作节点判断其是否满足多节点参与协作传输条件；若所述候选节点确定其满足多节点参与协作传输条件，则根据所述候选协作节点和源节点或目的节点的信道质量参数、所述候选协作节点的剩余能量参数计算多节点接入等待时间；若所述候选协作节点在对应的多节点接入等待时间内未侦听到所述源节点广播的功率分配标志分组，则所述候选协作节点在对应的多节点接入等待时间后向所述源节点发送帮助发送分组；源节点根据接收到的多个所述帮助发送分组确定所述功率分配标志分组并将所述功率分配标志分组广播，所述功率分配标志分组中携带所确定的各协作节点的地址和对应的发送功率；所述源节点发送数据分组；各协作节点按照对应的发送功率将所述数据分组进行转发给目的节点。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若所述目的节点通知所述源节点及候选协作节点采用单节点协作传输方式或多节点协作传输方式进行传输，则还包括：源节点或目的节点或协作节点判断是否需要进行捎带数据分组传输；若所述源节点或所述目的节点或所述协作节点需要进行捎带数据分组传输，则确定存在的捎带数据分组传输的最高优先级链路；对最高优先级链路进行捎带数据分组传输。7.一种服务质量保证的自适应跨层多址接入系统，其特征在于，包括：源节点和目的节点；所述源节点包括：剩余能量参数判断模块，用于判断其剩余能量参数是否大于或等于剩余能量比值的门限；所述目的节点包括：信道质量参数判断模块，用于若所述源节点确定其剩余能量参数大于或等于剩余能量比值的门限，则判...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，罗喜伶，吴姗，徐桢，张涛，刘锋，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11