基于定向多波束天线的TDMA帧结构的时隙预约方法技术

本发明专利技术公开了一种基于定向多波束天线的TDMA帧结构的时隙预约方法，其包括下列步骤：步骤一，设置定向多波束天线形式的网络节点，定向多波束天线同时生成多个发送波束和多个接收波束，定向多波束天线的双工工作模式为全双工模式；步骤二，将TDMA帧结构的时帧分为邻居节点发现段、时隙预约段、数据传输段三段。本发明专利技术基于定向多波束天线的TDMA帧结构的时隙预约方法将定向多波束天线引入到Ad Hoc网络中，简化了邻居节点发现过程，并利用接入优先级机制、队列优先级机制以及RTS/CTS/CONF三步握手实现了对数据时隙的高效无冲突的预约，显著提高了网络容量，降低了冲突，提供更好的服务质量保障。

【技术实现步骤摘要】
基于定向多波束天线的TDMA帧结构的时隙预约方法
本专利技术涉及一种时隙预约方法，特别是涉及一种基于定向多波束天线的TDMA帧结构的时隙预约方法。
技术介绍
随着用户需求的提升和天线技术的发展，越来越多的研究将定向天线应用到无线Adhoc网络中。AdHoc网络是由一组具备无线收发能力的移动节点组成的临时自治系统，具有无中心、自组织、自愈性、网络拓扑多跳且动态变化等特点，在军事作战、紧急救援、数据采集等领域有着广泛的应用。传统的AdHoc网络使用的全向天线严重限制了网络的性能，因此，将定向天线引入到AdHoc网络中成为研究的热点。将定向天线技术应用到无线AdHoc网络中，可以减少干扰，提高空间复用，增加覆盖范围，降低功耗，并且具有良好的保密性和隐蔽性。MAC协议控制着对物理层的访问，其设计应该与物理层尤其是天线的工作模式相适应，同时也对物理层的性能起到至关重要的作用。基于TDMA的MAC协议，利用时间同步，可以降低冲突，是无线自组网通信领域不可缺少的一部分。现有的定向TDMAMAC协议，假定定向天线的工作形式是单发单收，半双工工作。在这样的天线工作形式，邻居节点算法极为复杂，且难以处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于定向多波束天线的TDMA帧结构的时隙预约方法，其特征在于，其包括下列步骤：步骤一，设置定向多波束天线形式的网络节点，定向多波束天线同时生成多个发送波束和多个接收波束，定向多波束天线的双工工作模式为全双工模式；步骤二，将TDMA帧结构的时帧分为邻居节点发现段、时隙预约段、数据传输段三段；步骤三，对网络中每个节点均维护建立两张表，两张表包括邻居节点表和资源状态表，分别记录邻居节点的方向和每个波束在每个时隙资源上的发送状态、接收状态和功率。

【技术特征摘要】
1.一种基于定向多波束天线的TDMA帧结构的时隙预约方法，其特征在于，其包括下列步骤：步骤一，设置定向多波束天线形式的网络节点，定向多波束天线同时生成多个发送波束和多个接收波束，定向多波束天线的双工工作模式为全双工模式；步骤二，将TDMA帧结构的时帧分为邻居节点发现段、时隙预约段、数据传输段三段；步骤三，对网络中每个节点均维护建立两张表，两张表包括邻居节点表和资源状态表，分别记录邻居节点的方向和每个波束在每个时隙资源上的发送状态、接收状态和功率。2.如权利要求1所述的基于定向多波束天线的TDMA帧结构的时隙预约方法，其特征在于，所述TDMA帧结构采用时间同步的方式，将时间划分为连续的超帧，每个超帧由多个时帧构成，每个时帧包括邻居节点发现段、时隙预约段和数据段三部分，邻居节点发现段由多个邻居节点发现时隙组成，时隙预约段由多个预约时隙组成，每个预约时隙分为RTS/CTS/CONF三个子时隙，数据段由多个数据时隙组成，每个数据时隙分为DATA/ACK两个子时隙。3.如权利要求2所述的基于定向多波束天线的TDMA帧结构的时隙预约方法，其特征在于，所述发送节点在DATA子时隙根据资源状态表，为各个业务进行功率分配，然后以对应的功率发送DATA分组，接收节点成功接收到DATA分组后，会在ACK子时隙发送ACK分组进行确认。4.如权利要求2所述的基于定向多波束天线的TDMA帧结构的时隙预约方法，其特征在于，所述邻居节点各自占据一个邻居节点发现时隙，并在自己的邻居节点发现时隙向各个方向依次发送邻居节点发送分组，其他节点接收到邻居节点发现分组后更新邻居节点表。5.如权利要求2所述的基于定向多波束天线的TDMA帧结构的时隙预约方法，其特征在于，所述时隙预约段根据节点自身的通信需求，节点选择是否接入预约时隙并选择待预约的业务，节点选择预约时隙的策略为支持接入优先级机制的p坚持策略，选择待预约业务的策略为队列优先级机制，时隙预约过程为RTS/CTS/CONF三步握手。...

【专利技术属性】
技术研发人员：贡佩君，耿军平，梁仙灵，朱卫仁，贺冲，金荣洪，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31