一种动态和静态混合的时隙分配方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种动态和静态混合的时隙分配方法及系统，应用于无线自组织网络，网络中的时帧结构、以及时帧中每个时隙的长度是根据网络中节点的容量设置的，网络中的时隙分为静态时隙和动态时隙。分别将每个静态时隙分配给预设的固定节点；按照预设动态时隙分配策略将未被占用的动态时隙分配给接入网络的动态节点。弥补了单独使用静态接入方式或单独使用动态接入方式时存在的缺陷，提高了无线自组织网络中节点入网和退网的灵活性。

A dynamic and static time slot assignment method and system

The invention provides a dynamic and static hybrid time slot allocation method and system for wireless ad hoc networks. The time frame structure in the network and the length of each time slot in the time frame are set according to the capacity of nodes in the network. The time slots in the network are divided into static time slots and dynamic time slots. Each static slot is allocated to the preset fixed node, and the unoccupied dynamic slot is allocated to the dynamic node of the access network according to the preset dynamic slot allocation strategy. It makes up for the shortcomings of using static access mode alone or dynamic access mode alone, and improves the flexibility of nodes entering and leaving the network in wireless ad hoc networks.

【技术实现步骤摘要】
一种动态和静态混合的时隙分配方法及系统
本专利技术涉及移动自组网通信
，更具体的，涉及一种动态和静态混合的时隙分配方法及系统。
技术介绍
无线自组织网络(AdHoc网络)是通信技术的研究热点，也是通信技术的重要发展和研究方向之一。无线自组织网络中的节点具有移动性，且是以任意可能的速度自由移动，有的节点随着运动会导致与其他节点的距离变大，出现退网的情况；有的节点也会随着运动与其他节点建立通信，出现入网的过程，因此使得网络没有固定的拓扑结构，拓扑结构随节点的变化而变化，是随机的，不可预测的。TDMA是一种基于时隙分配的无线自组织网络信道接入方式，预先划分时隙并为网络中各个节点分配特定的时隙，使得节点在固定的时隙实现信道接入，保证了节点接入信道的访问权。常用的TDMA接入方式有静态TDMA和动态TDMA两种。静态TDMA的接入方式是为网络中的每个节点都固定分配一个时隙，使得节点在固定的时隙进行信道接入，实现数据发送。但是这种方式存在一定的缺陷，特别是在无线自组织网络中当有新的但未为其分配时隙的节点加入到网络时，即节点入网，则无可用时隙，因此会导致该节点无法接入信道进行数据发送。动态TDMA接入方式是通过某种接入策略实时进行分配的，可以提高时隙的利用率，但是不可避免的会导致接入冲突，即为两个节点分配了同一个时隙，并且根据接入策略的不同可能导致接入冲突无法感知。因此，单纯的动态TDMA接入方式和静态TDMA接入方式在无线自组织网络中都存在缺陷，对于节点在不确定时间的入网和退网时都无有效的分配策略和时隙释放策略，无法提高节点的灵活入网和退网。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种动态和静态混合的时隙分配方法及系统，提高了节点入网和退网的灵活性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供的具体技术方案如下：一种动态和静态混合的时隙分配方法，应用于无线自组织网络，网络中的时帧结构、以及时帧中每个时隙的长度是根据网络中节点的容量设置的，网络中的时隙分为静态时隙和动态时隙，每个时隙对应一个节点，所述方法包括：当新节点入网时，判断是否已被分配静态时隙；若是，所述新节点占用已被分配的静态时隙；若否，所述新节点按照预设动态时隙分配策略，向所述新节点一跳范围内的每个相邻节点申请网络中的空闲动态时隙。可选的，所述新节点按照预设动态时隙分配策略，向所述新节点一跳范围内的每个相邻节点申请网络中的空闲动态时隙，包括：所述新节点创建包括第一目标动态时隙的第一时隙申请帧，并将所述时隙申请帧向一跳范围内的相邻节点进行广播；对于所述新节点一跳范围内的每个相邻节点，当接收到所述第一时隙申请帧后，判断所述第一时隙申请帧中的第一目标动态时隙是否被占用；若是，向所述新节点反馈否定的确认信息；当在第一预设时间段内所述新节点未接收到任何相邻节点反馈的否定的确认信息时，占用所述第一目标动态时隙；当在第一预设时间段内所述新节点接收到任一相邻节点反馈的否定的确认信息，且当前满足时隙申请条件时，所述新节点创建包括第二目标动态时隙的第二时隙申请帧，并将所述第二时隙申请帧向一跳范围内的相邻节点进行广播。可选的，所述新节点创建包括第一目标动态时隙的第一时隙申请帧，包括：当所述新节点入网时获取网络中的时隙占用列表；根据所述时隙占用列表，选取空闲动态时隙，并将所述空闲动态时隙确定为第一目标动态时隙；创建包括第一目标动态时隙和所述新节点的标识的第一时隙申请帧。可选的，所述对于所述新节点一跳范围内的每个相邻节点，当接收到所述第一时隙申请帧后，判断所述第一时隙申请帧中的第一目标动态时隙是否被占用，包括：对于所述新节点一跳范围内的每个相邻节点，当接收到所述第一时隙申请帧后，对所述第一时隙申请帧进行解析，得到所述新节点的标识和第一目标动态时隙；查询维护的时隙占用列表，判断所述第一目标动态时隙在时隙占用列表中的状态是否为被占用。可选的，所述方法还包括：对于所述新节点一跳范围内的每个相邻节点，当判定所述第一目标动态时隙未被占用时，判断所述新节点是否多次申请时隙；若是，将维护的时隙占用列表中所述新节点占用的时隙的状态更新为未占用，并将维护的时隙占用列表中所述第一目标动态时隙的状态更新为已被所述新节点占用；若否，将维护的时隙占用列表中所述第一目标动态时隙的状态更新为已被所述新节点占用。可选的，所述当在第一预设时间段内所述新节点接收到任一相邻节点反馈的否定的确认信息，且当前满足时隙申请条件时，所述新节点创建包括第二目标动态时隙的第二时隙申请帧，并将所述第二时隙申请帧向一跳范围内的相邻节点进行广播，包括：当在第一预设时间段内所述新节点接收到任一相邻节点反馈的否定的确认信息时，判断是否为第一次接收到所述第一目标动态时隙对应的否定的确定信息；若是，所述新节点将维护的时隙占用列表中的所述第一目标动态时隙的状态更新为已占用；所述新节点判断当前维护的时隙占用列表中是否存在空闲动态时隙；若存在，所述新节点根据当前维护的时隙占用列表选取空闲动态时隙作为第二目标动态时隙，创建包括第二目标动态时隙的第二时隙申请帧，并将所述第二时隙申请帧向一跳范围内的相邻节点进行广播；若不存在，所述新节点在第二预设时间段之后返回执行所述判断当前维护的时隙占用列表中是否存在空闲动态时隙。可选的，在所述新节点占用所述第一目标动态时隙之后，所述方法还包括：所述新节点创建包括已占用时隙标识的时隙占用帧，并周期性将所述时隙占用帧向一跳范围内的相邻节点进行广播。可选的，所述方法还包括：对于所述新节点一跳范围内的每个相邻节点，判断在第三预设时间段内是否接受到所述新节点发送的时隙占用帧；若否，将维护的时隙占用列表中所述新节点占用的时隙的状态更新为未占用；若是，查询维护的时隙占用列表，判断所述时隙占用帧中的已占用时隙是否被占用；若被占用，判断所述时隙占用帧中的已占用时隙是否被所述新节点占用；若被所述新节点占用，则不做任何处理；若被其他节点占用，向所述新节点发送否定的确认信息；若未被占用，将维护的时隙占用列表中的所述时隙占用帧中的已占用时隙的状态更新为被所述新节点已占用。一种动态和静态混合的时隙分配系统，应用于无线自组织网络，网络中的时帧结构、以及时帧中每个时隙的长度是根据网络中节点的容量设置的，网络中的时隙分为静态时隙和动态时隙，每个时隙对应一个节点，所述系统包括：新节点和所述新节点一跳范围内的每个相邻节点；所述新节点，用于当入网时，判断是否已被分配静态时隙；若是，所述新节点占用已被分配的静态时隙；若否，所述新节点按照预设动态时隙分配策略，向所述新节点一跳范围内的每个相邻节点申请网络中的空闲动态时隙。可选的，当新节点入网且未被分配静态时隙时，所述新节点，用于创建包括第一目标动态时隙的第一时隙申请帧，并将所述时隙申请帧向一跳范围内的相邻节点进行广播；对于所述新节点一跳范围内的每个相邻节点，用于当接收到所述第一时隙申请帧后，判断所述第一时隙申请帧中的第一目标动态时隙是否被占用；若是，向所述新节点反馈否定的确认信息；当在第一预设时间段内所述新节点未接收到任何相邻节点反馈的否定的确认信息时，所述新节点用于占用所述第一目标动态时隙；当在第一预设时间段内所述新节点接收到任一相邻节点反馈的否定的确认信息，且当前满足时隙申请条件时，所述新节点用于创建包括第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态和静态混合的时隙分配方法，其特征在于，应用于无线自组织网络，网络中的时帧结构、以及时帧中每个时隙的长度是根据网络中节点的容量设置的，网络中的时隙分为静态时隙和动态时隙，每个时隙对应一个节点，所述方法包括：当新节点入网时，判断是否已被分配静态时隙；若是，所述新节点占用已被分配的静态时隙；若否，所述新节点按照预设动态时隙分配策略，向所述新节点一跳范围内的每个相邻节点申请网络中的空闲动态时隙。

【技术特征摘要】
1.一种动态和静态混合的时隙分配方法，其特征在于，应用于无线自组织网络，网络中的时帧结构、以及时帧中每个时隙的长度是根据网络中节点的容量设置的，网络中的时隙分为静态时隙和动态时隙，每个时隙对应一个节点，所述方法包括：当新节点入网时，判断是否已被分配静态时隙；若是，所述新节点占用已被分配的静态时隙；若否，所述新节点按照预设动态时隙分配策略，向所述新节点一跳范围内的每个相邻节点申请网络中的空闲动态时隙。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新节点按照预设动态时隙分配策略，向所述新节点一跳范围内的每个相邻节点申请网络中的空闲动态时隙，包括：所述新节点创建包括第一目标动态时隙的第一时隙申请帧，并将所述时隙申请帧向一跳范围内的相邻节点进行广播；对于所述新节点一跳范围内的每个相邻节点，当接收到所述第一时隙申请帧后，判断所述第一时隙申请帧中的第一目标动态时隙是否被占用；若是，向所述新节点反馈否定的确认信息；当在第一预设时间段内所述新节点未接收到任何相邻节点反馈的否定的确认信息时，占用所述第一目标动态时隙；当在第一预设时间段内所述新节点接收到任一相邻节点反馈的否定的确认信息，且当前满足时隙申请条件时，所述新节点创建包括第二目标动态时隙的第二时隙申请帧，并将所述第二时隙申请帧向一跳范围内的相邻节点进行广播。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述新节点创建包括第一目标动态时隙的第一时隙申请帧，包括：当所述新节点入网时获取网络中的时隙占用列表；根据所述时隙占用列表，选取空闲动态时隙，并将所述空闲动态时隙确定为第一目标动态时隙；创建包括第一目标动态时隙和所述新节点的标识的第一时隙申请帧。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对于所述新节点一跳范围内的每个相邻节点，当接收到所述第一时隙申请帧后，判断所述第一时隙申请帧中的第一目标动态时隙是否被占用，包括：对于所述新节点一跳范围内的每个相邻节点，当接收到所述第一时隙申请帧后，对所述第一时隙申请帧进行解析，得到所述新节点的标识和第一目标动态时隙；查询维护的时隙占用列表，判断所述第一目标动态时隙在时隙占用列表中的状态是否为被占用。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对于所述新节点一跳范围内的每个相邻节点，当判定所述第一目标动态时隙未被占用时，判断所述新节点是否多次申请时隙；若是，将维护的时隙占用列表中所述新节点占用的时隙的状态更新为未占用，并将维护的时隙占用列表中所述第一目标动态时隙的状态更新为已被所述新节点占用；若否，将维护的时隙占用列表中所述第一目标动态时隙的状态更新为已被所述新节点占用。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当在第一预设时间段内所述新节点接收到任一相邻节点反馈的否定的确认信息，且当前满足时隙申请条件时，所述新节点创建包括第二目标动态时隙的第二时隙申请帧，并将所述第二时隙申请帧向一跳范围内的相邻节点进行广播...

【专利技术属性】
技术研发人员：于欢，那飞，谈树峰，李忠孝，
申请(专利权)人：北京润科通用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11