一种应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法技术

本发明专利技术公开一种应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法，包括：第一节点计算通信所需的数据时隙数量并向相邻的第二节点发送请求消息；若第二节点和第一节点存在共同的可用时隙，则第二节点向其一跳邻居节点广播授权成功消息；若第一节点收到授权成功消息则向其一跳邻居节点广播确认消息，授权成功消息和确认消息中均携带授权时隙的编号；第二节点的一跳邻居节点和第一节点的一跳邻居节点分别逐跳向外广播两跳授权成功消息和确认消息，除第一节点和第二节点以外的第一节点的三跳内节点和第二节点的三跳内节点均将自身的可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用。本发明专利技术可实现分布式场景下信道资源的低干扰复用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线自组网通信领域。更具体地，涉及一种应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法。
技术介绍
与同一时刻只有一条链路传输的集中式控制网络不同，TDMA网络的分布式无线自组网中同时存在着多条并行的传输链路。因此，链路间不可避免地存在着相互的干扰。当干扰信号过强时，接收节点便无法解码期望信号，从而导致链路传输失败。作为网络的底层基本单元，链路的性能表现直接决定了网络的性能。如果不能抑制链路干扰，会导致链路的传输被频繁中断，浪费频谱资源和能量资源。因此，干扰管理方法的研究对分布式无线自组网具有重大的实际意义。干扰产生的直接原因是链路的无序并行传输。从这个意义上讲，干扰管理实质上就是通过协调链路的传输使得每条链路获得期望的质量，进而满足上层网络的一些性能需求。目前，分布式自组网中应用最为广泛的干扰避免方法有：竞争退避机制，CSMA/CA机制，RTS/CTS机制，本地选举机制和三次握手机制。这些方法能在不同程度上抑制通信节点周围一定区域内的干扰，但是忽略了此区域之外的干扰累加作用。随着网络节点密度和业务数量的增加，累积的干扰强度也在增大，而盲目的提高发射功率使得链路干扰有增无减，使传输质量更难以保证。因此，需要提供一种根据节点数量合理调整同频复用距离，以同时保证链路质量和网络吞吐量的应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法，根据节点数量合理调整同频复用距离，以同时保证链路质量和网络吞吐量。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法，包括如下步骤：S1、作为通信请求方的第一节点根据待发送的数据包长度计算通信所需的数据时隙数量，然后向作为通信授权方的第二节点发送请求消息，第二节点为第一节点的一跳邻居节点，请求消息中包括通信所需的数据时隙数量和第一节点的可用时隙表；S2、第二节点收到请求消息后，将自身的可用时隙表与第一节点的可用时隙表对比，若第二节点和第一节点存在共同的可用时隙，则第二节点向第二节点的一跳邻居节点广播携带授权时隙的编号的授权成功消息；S3、若第一节点收到授权成功消息，则向第一节点的一跳邻居节点广播携带授权时隙的编号的确认消息；S4、第二节点的除第一节点外的一跳邻居节点逐跳向外广播授权成功消息，第一节点的除第二节点外的一跳邻居节点逐跳向外广播确认消息，同时所有收到授权成功消息或确认消息的除第一节点和第二节点以外的节点均将自身的可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用，直至除第一节点和第二节点以外的第一节点的三跳内节点和第二节点的三跳内节点均将自身的可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用。优选地，步骤S3还包括：若第一节点收到的授权成功消息中授权时隙的数量少于通信所需的数据时隙数量，则第一节点重新计算除已授权的授权时隙数量外通信所需的数据时隙数量并在下一调度周期再次向第二节点发送请求消息，转入步骤S2。优选地，步骤S2还包括：若第二节点和第一节点不存在共同的可用时隙，则第二节点向第二节点的一跳邻居节点广播授权失败消息；优选地，步骤S3还包括：若第一节点收到授权失败消息，则第一节点在下一调度周期再次向第二节点发送请求消息，转入步骤S2。优选地，步骤S4进一步包括如下子步骤：S4.1、若第二节点的除第一节点外的一跳邻居节点收到授权成功消息，则将自身的可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用，并向自身的除第二节点以外的一跳邻居节点，即第二节点的二跳邻居节点广播授权成功消息；若第一节点的除第二节点外的一跳邻居节点收到确认消息，将自身的可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用，并向自身的除第一节点以外的一跳邻居节点，即第一节点的二跳邻居节点广播确认消息；S4.2、若第二节点的二跳邻居节点收到授权成功消息，将自身的可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用，并向自身的除授权成功消息的发送节点以外的一跳邻居节点，即第二节点的三跳邻居节点广播授权成功消息；若第一节点的二跳邻居节点收到确认消息，将自身的可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用，并向自身的除确认消息的发送节点以外的一跳邻居节点，即第一节点的三跳邻居节点广播确认消息；S4.3、若第二节点的三跳邻居节点收到授权成功消息后，将自身的可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用；若第一节点的三跳邻居节点收到确认消息，将自身的可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案控制三跳内节点的信道接入行为稀释全网的干扰节点密度，降低累积干扰，同时三跳外节点复用信道，在保证通信可靠性的前提下提升网络容量。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法采用的三跳邻居维护过程示意图。图2示出应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法采用的三跳邻居维护机制的干扰节点密度效果图。图3示出应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法采用的三跳邻居维护机制的香农容量效果图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。本实施例提供的应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法是基于IEEE802.16e分布式调度协议实现的。IEEE802.16e分布式调度协议将控制消息和数据消息放在不同的时隙发送，控制消息主要是分布式调度消息(DSCH)和网络配置管理消息(NCFG)，这两种消息都是采用本地选举机制来获取控制时隙使用权。数据时隙的调度，是通过DSCH消息的交互，进行“请求-授权-确认”三次握手预约协商。本实施例提供的应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法，包括如下步骤：S1、如图1所示，作为通信请求方的第一节点(节点A)根据待发送的数据包长度计算通信所需的数据时隙数量，然后向作为通信授权方的第二节点(节点B)发送请求消息(DSCH-request)，第二节点为第一节点的一跳邻居节点，请求消息(DSCH-request)中包括通信所需的数据时隙数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、作为通信请求方的第一节点根据待发送的数据包长度计算通信所需的数据时隙数量，然后向作为通信授权方的第二节点发送请求消息，第二节点为第一节点的一跳邻居节点，请求消息中包括通信所需的数据时隙数量和第一节点的可用时隙表；S2、第二节点收到请求消息后，将自身的可用时隙表与第一节点的可用时隙表对比，若第二节点和第一节点存在共同的可用时隙，则第二节点向第二节点的一跳邻居节点广播携带授权时隙的编号的授权成功消息；S3、若第一节点收到授权成功消息，则向第一节点的一跳邻居节点广播携带授权时隙的编号的确认消息；S4、第二节点的除第一节点外的一跳邻居节点逐跳向外广播授权成功消息，第一节点的除第二节点外的一跳邻居节点逐跳向外广播确认消息，同时所有收到授权成功消息或确认消息的除第一节点和第二节点以外的节点均将自身的可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用，直至除第一节点和第二节点以外的第一节点的三跳内节点和第二节点的三跳内节点均将自身的可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用。

【技术特征摘要】
1.一种应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管理方法，其特征在
于，包括如下步骤：
S1、作为通信请求方的第一节点根据待发送的数据包长度计算通信所需
的数据时隙数量，然后向作为通信授权方的第二节点发送请求消息，第二节
点为第一节点的一跳邻居节点，请求消息中包括通信所需的数据时隙数量和
第一节点的可用时隙表；
S2、第二节点收到请求消息后，将自身的可用时隙表与第一节点的可用
时隙表对比，若第二节点和第一节点存在共同的可用时隙，则第二节点向第
二节点的一跳邻居节点广播携带授权时隙的编号的授权成功消息；
S3、若第一节点收到授权成功消息，则向第一节点的一跳邻居节点广播
携带授权时隙的编号的确认消息；
S4、第二节点的除第一节点外的一跳邻居节点逐跳向外广播授权成功消
息，第一节点的除第二节点外的一跳邻居节点逐跳向外广播确认消息，同时
所有收到授权成功消息或确认消息的除第一节点和第二节点以外的节点均将
自身的可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用，直至除第一节点和
第二节点以外的第一节点的三跳内节点和第二节点的三跳内节点均将自身的
可用时隙表中与授权时隙相应的时隙置为不可用。
2.根据权利要求1所述的应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管
理方法，其特征在于，步骤S3还包括：若第一节点收到的授权成功消息中授
权时隙的数量少于通信所需的数据时隙数量，则第一节点重新计算除已授权
的授权时隙数量外通信所需的数据时隙数量并在下一调度周期再次向第二节
点发送请求消息，转入步骤S2。
3.根据权利要求1所述的应用于TDMA网络的分布式自组网的干扰管
理方法，其特征在于，步骤S2还包括：若第二节点和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，高和，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11