一种快速动态时隙申请方法及多信道电台技术

本发明专利技术涉及一种快速动态时隙申请方法及多信道电台，解决了动态时隙申请收敛速度慢的技术问题，通过采用一，为每个节点分配固定的控制时隙、数据时隙，节点在控制时隙发送时隙申请报文，在每个节点的控制时隙后，为所有节点都分配一个数据时隙，在下一个节点发送时隙申请报文之前，通过占用数据时隙转发时隙申请报文，同时根据节点规模调整帧结构；二，采用MPR选举算法选举出中继节点；三，一跳节点接收到时隙申请报文后，通过MPR表判断中继节点，是则占用最近的数据时隙转发时隙申请报文；四，所有节点接收到时隙申请报文后，如果自身占用冲突的数据时隙，则放弃冲突的数据时隙的技术方案，较好的解决了该问题，可用于通信技术领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种快速动态时隙申请方法及多信道电台
本专利技术涉及通信
，具体涉及一种快速动态时隙申请方法及多信道电台。
技术介绍
基于单信道的Adhoc网络信道接入协议用于只有一个共享信道Adhoc网络。所有的控制分组和数据分组都在同一个信道上发送和接收。受传播时延、隐藏终端和节点移动等因素的影响，单信道在Adhoc网络中有可能发生控制分组之间、控制分组和数据分组和数据分组之间的冲突。单信道接入协议在网络负载比较重时，由于冲突和退避造成了信道带宽的巨大浪费。目前采用信道分割技术，把信道分成数据信道和控制信道，避免数据信息和控制信息之间的冲突。基于双信道的Adhoc网络接入协议用于有两个共享信道的Adhoc网络。为实现信道多跳共享，需设计适应Adhoc网络的信道接入协议，即DCMA(DualChannelMultipleAccess)。DCMA使用两个信道：数据信道和控制信道。但是由于隐藏终端以及暴露终端的问题，时隙申请报文必须在两跳范围内处理，需要五个过程：预留申请阶段，碰撞报告阶段，预留确认阶段，预留应答阶段。时隙申请的收敛速度变慢，组网性能也将收到影响。因此本专利技术提供一种时隙申请速度快的快速动态时隙申请方法及多信道电台。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中存在的动态时隙申请时，收敛速度慢的技术问题。提供一种新的快速动态时隙申请方法，该快速动态时隙申请方法具有收敛速度快的特点。为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：一种快速动态时隙申请方法，所述快速动态时隙申请方法基于TDMA，包括：步骤一，为每个节点分配固定的控制时隙以及数据时隙，节点在控制时隙发送时隙申请报文，在每个节点的控制时隙后，为所有节点都分配一个数据时隙，在下一个节点发送时隙申请报文之前，通过占用数据时隙，转发时隙申请报文，同时根据节点规模，调整帧结构；步骤二，采用MPR选举算法选举出中继节点，MPR选举的原则是保证时隙申请报文可以传达到源发节点整个两跳范围，将MPR表置于时隙申请报文中；步骤三，一跳节点接收到时隙申请报文之后，通过MPR表判断自身节点是否为源发报文的中继节点，是则占用自身最近的数据时隙转发时隙申请报文；步骤四，所有节点接收到时隙申请报文之后，如果自身占用了冲突的数据时隙，则放弃冲突的数据时隙。本专利技术中：首先，TDMA算法对于信道的复用率非常低，而传统的DTDMA，仅通过控制时隙交互Hello报文、时隙申请报文等控制报文，如果控制时隙分配过多，则会占用数据传输的信道；如果控制时隙分配过少，则满足不了时隙申请信息交互的开销。其次，由于隐藏终端以及暴露终端的问题，时隙申请报文必须在两跳范围内处理，需要五个过程：预留申请阶段，碰撞报告阶段，预留确认阶段，预留应答阶段。时隙申请的收敛速度变慢，组网性能也将收到影响。本专利技术在每个节点的控制时隙后，为所有节点分配数据时隙，在下一个节点发送时隙申请报文之前，占用数据时隙，发送控制报文，而两跳节点还是处于数据时隙、收状态，通过wmac驱动层进行报文类型识别，将时隙申请报文给到信道接入控制模块，实现快速收敛的效果。上述方案中，为优化，进一步地，步骤一包括定义节点规模为n，所述帧结构为每帧包含复帧F0-Fn-1，复帧包含n+5个时隙，按照控制时隙、第一种数据时隙、第二种数据时隙、第一种数据时隙排列；其中第二种数据时隙为n个，平等分配给节点1至节点n；第一种数据时隙为各节点在控制时隙前后，预留发送、处理时隙申请报文的缓冲时间，仅能用于业务数据的交互；节点入网时在每一帧第二种数据时隙中申请1个固定时隙为节点i的主时隙，主时隙用于申请业务数据的交互、本节点占用用以转发时隙申请报文及其他控制报文。进一步地，步骤二包括：步骤(1)，通过Hello报文，统计节点所有两跳范围内邻居构成的邻居节点表集合；步骤(2)，一次判断邻居节点表集合中的所有节点是否为中继节点，如果判断节点i是否为中继节点，即将除节点i外的所有节点与节点i邻居节点表不同的邻居节点做相或运算，能够到达的所有两跳节点，不等于所有两跳范围内邻居节点则定义节点i为中继节点，定义其他与节点i邻居节点表相同的节点不是中继节点。进一步地，步骤三还包括：节点收到新的时隙申请报文时，判断出申请报文所申请的时隙与自身抢占的时隙冲突时，放弃自身占用的时隙，以就近原则分配时隙。进一步地，步骤三包括：当节点规模过大时，可将节点设置为至少2个分群，每个分群设置一个网关，通过网关进行跨分群的报文交互，每个分群设置不同的频点。本专利技术还提供一种多信道电台，所述多信道电台使用前述最优的快速动态时隙申请方法，多信道电台包括：无线基带处理单元，与无线基带处理单元通过SPI接口连接的作为网关的WMAC硬件适配单元，与WMAC硬件适配单元通过AXI接口连接的WMAC驱动单元，与WMAC驱动单元交互的TCP/IP单元，TCP/IP单元连接主控和OLSR路由，主控包括本地控制单元和无线控制单元；所述TCP/IP单元用于IP转发，所述主控包括本地控制单元和无线控制单元，本地控制单元产生本地控制报文，无线控制单元产生无线控制报文和无线数据报文；WMAC驱动单元用于与TCP/IP接口的以太网帧格式、用于收发缓存和级联传输的SLIP封装、与WMAC硬件适配接口的无线帧格式之间的转换以及报文类型判断。本专利技术的有益效果：本专利技术在每个节点的控制时隙后，为每个节点分配数据时隙，在下一个节点发送时隙申请报文之前，占用数据时隙，发送控制报文，而两跳节点还是处于数据时隙、收状态，通过报文类型识别，将时隙申请报文给到信道接入控制模块，实现快速收敛。在不同的分群内，设置不同的频点，独占该信道，防止其他信道干扰；并且，同时在一个大型规模的组网中，不受硬件限制，设置多个频点，使用多个信道。在分群之间，配置不同的网段、以及网关，通过以太网口，用有线交互不同分群的报文。对于同一分群内的单信道，可以设置不同的信道接入方式。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1，帧结构示意图。图2，MPR算法示意图。图3，分群示意图。图4，多信道电台示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1本实施例提供一种快速动态时隙申请方法，所述快速动态时隙申请方法基于TDMA，包括：步骤一，为每个节点分配固定的控制时隙以及数据时隙，节点在控制时隙发送时隙申请报文，在每个节点的控制时隙后，为所有节点都分配一个数据时隙，在下一个节点发送时隙申请报文之前，通过占用数据时隙，转发时隙申请报文，同时根据节点规模，调整帧结构；步骤二，采用MPR选举算法选举出中继节点，MPR选举的原则是保证时隙申请报文可以传达到源发节点整个两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速动态时隙申请方法，其特征在于：所述快速动态时隙申请方法基于TDMA，包括：/n步骤一，为每个节点分配固定的控制时隙以及数据时隙，节点在控制时隙发送时隙申请报文，在每个节点的控制时隙后，为所有节点都分配一个数据时隙，在下一个节点发送时隙申请报文之前，通过占用数据时隙，转发时隙申请报文，同时根据节点规模，调整帧结构；/n步骤二，采用MPR选举算法选举出中继节点，MPR选举算法的原则是保证时隙申请报文可以传达到源发节点整个两跳范围，将MPR表置于时隙申请报文中；/n步骤三，一跳节点接收到时隙申请报文之后，通过MPR表判断自身节点是否为源发报文的中继节点，是则占用自身最近的数据时隙转发时隙申请报文；/n步骤四，所有节点接收到时隙申请报文之后，如果自身占用了冲突的数据时隙，则放弃冲突的数据时隙。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速动态时隙申请方法，其特征在于：所述快速动态时隙申请方法基于TDMA，包括：
步骤一，为每个节点分配固定的控制时隙以及数据时隙，节点在控制时隙发送时隙申请报文，在每个节点的控制时隙后，为所有节点都分配一个数据时隙，在下一个节点发送时隙申请报文之前，通过占用数据时隙，转发时隙申请报文，同时根据节点规模，调整帧结构；
步骤二，采用MPR选举算法选举出中继节点，MPR选举算法的原则是保证时隙申请报文可以传达到源发节点整个两跳范围，将MPR表置于时隙申请报文中；
步骤三，一跳节点接收到时隙申请报文之后，通过MPR表判断自身节点是否为源发报文的中继节点，是则占用自身最近的数据时隙转发时隙申请报文；
步骤四，所有节点接收到时隙申请报文之后，如果自身占用了冲突的数据时隙，则放弃冲突的数据时隙。


2.根据权利要求1所述的快速动态时隙申请方法，其特征在于：步骤一包括：定义节点规模为n，所述帧结构为每帧包含复帧F0-Fn-1，复帧包含n+5个时隙，按照控制时隙、第一种数据时隙、第二种数据时隙、第一种数据时隙排列；其中第二种数据时隙为n个，平等分配给节点1至节点n；
第一种数据时隙为各节点在控制时隙前后，预留发送、处理时隙申请报文的缓冲时间，仅能用于业务数据的交互；
节点入网时在每一帧第二种数据时隙中分配1个固定时隙为节点i的主时隙，主时隙用于申请业务数据的交互、本占用、已转发时隙申请报文及其他控制报文，i为小于n的正整数；
并且，新入网节点i发送hello报文后，需等待一个复帧，保证两跳范围内所有节点知晓其存在，并放弃占用i节点的主时隙，节点i方可占用自身主时隙发送数据报文。


3.根据权利要求2所述的快速动态时隙申请方法，其特征在于：步...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵星月，冉贞东，洪贵，
申请(专利权)人：中国人民解放军第六九O五工厂，
类型：发明
国别省市：重庆;50