基于混合的MAC协议的数据传输方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种基于混合的MAC协议的数据传输方法及装置。所述方法包括：根据待传输数据的节点的优先级进行节点分组，得到多个节点集；节点集之间通过TDMA协议进行数据传输；利用预先设置的冲突阈值对节点集中节点在数据传输时的冲突次数进行判断，根据判断结果对节点集进行通信时间计算，利用节点集所需的通信时间对应分配合适长度的时间片；在每个节点集上设置簇首，根据簇首设置节点的时隙长度和优先级，利用节点的时隙长度和优先级在时间片内通过CSMA/CA协议的方式竞争进行数据传输。采用本方法能够提高通道资源利用率和数据传输的稳定性及准确性。的稳定性及准确性。的稳定性及准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于混合的MAC协议的数据传输方法及装置


[0001]本申请涉及无线通信
，特别是涉及一种基于混合的MAC协议的数据传输方法、装置、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]无线自组网是由一组带有无线收发装置的可移动节点组成的一个临时性多跳自治系统。它能够自组织节点以点对点的方式通信且具有路由功能，节点的存在使得网络拓扑动态变化，通过多跳路由通信。但是在现实中还存在很多问题，例如在通信的过程中，一个信道在同一时刻只能有一个节点占用。但有时候很多个节点同时需要通信，因此在信道中加入了多址的概念，每个节点都有自己唯一的地址，使得多个节点可以同时使用一个信道进行数据的传输，这就是多址传输。因为多址传输的协议的优劣决定了信道传输的吞吐量和延时，所以多址传输的协议也就成为了信道传输的关键点，目前，多址接入的类型有非竞争(调度)型协议、竞争型协议以及混合型协议。其中，非竞争型协议是通过人为调度的方式将不同节点的传输时间有序错开，避免多个节点同时接入同一个信道，确保数据能够有序的传输。非竞争型协议又分为固定分配和按需分配。常用的固定分配方式有TDMA(时分复用)和FDMA(频分复用)等。竞争型协议是指当多个节点需要同时使用信道时，通过进行公平竞争的方式决定哪个节点可以在该时间段使用信道，其他节点将会在下个时间段再次使用相同的方式进行公平竞争来决定信道的使用权。常用的竞争型协议有ALOHA协议、时隙ALOHA协议、CSMA协议等。混合型协议是由竞争型和调度型结合而成，能够结合两种类型的优势。例如经典的CSMA/TDMA混合，他能够根据同一时间段需要传输数据的节点个数合理使用不同类型的协议，在节点较多时使用TDMA方式，减少碰撞次数提高数据传输的效率；节点较少时利用CSMA方式，能够更加充分利用时隙以达到提高吞吐量的效果。
[0003]然而，现有的技术中，有一种混合型的协议，即根据数据传输的阻塞程度，系统可以选择CSMA、TDMA两种工作模式。首先系统通过CSMA的工作模式进行传输，数据传输的同时系统会统计阻塞程度，当堵塞程度达到一定阈值的时候进行TDMA的工作模式进行传输，传输一段时间后当堵塞程度小于另一阈值时重新启动CSMA的工作模式进行传输，在现有技术中，CSMA/CA和TDMA混合协议在整体上大部分时间是通过CSMA/CA的方式进行数据的传输，只有当同一段时间节点数较多时才会使用TDMA的方式进行传输，当需要传输的数据节点数减少到一定阈值时又会使用CSMA/CA的方式进行数据的传输。这种方式有一定的局限性，即虽然在节点数不多时确实能够有效的提升吞吐量，但当节点数较多时会频繁使用TDMA协议的方式，导致占用的资源过多导致资源的浪费，并且吞吐量的提升效果不够明显。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高通道资源利用率和数据传输的稳定性及准确性的基于混合的MAC协议的数据传输方法、装置、计算机设备和存储介质。
[0005]一种基于混合的MAC协议的数据传输方法，所述方法包括：
[0006]获取多个待传输数据的节点；
[0007]根据待传输数据的节点的优先级进行节点分组，得到多个节点集；节点集之间通过TDMA协议进行数据传输；
[0008]利用预先设置的冲突阈值对节点集中节点在数据传输时的冲突次数进行判断，根据判断结果对节点集进行通信时间计算，利用节点集所需的通信时间对应分配合适长度的时间片；
[0009]在每个节点集上设置簇首，根据簇首设置节点的时隙长度和优先级，利用节点的时隙长度和优先级在时间片内通过CSMA/CA协议的方式竞争进行数据传输。
[0010]在其中一个实施例中，利用预先设置的冲突阈值对节点集中节点在数据传输时的冲突次数进行判断，根据判断结果对节点集进行通信时间计算，包括：
[0011]利用预先设置的冲突阈值对节点集中节点在数据传输时的冲突次数进行判断，在一段时间内冲突次数达到设定的冲突阈值后启动多层数分簇，得到多个节点子集；节点子集之间通过TDMA协议进行数据传输；
[0012]若冲突次数没有达到冲突阈值，则对节点集进行通信时间计算。
[0013]在其中一个实施例中，多层数分簇表示将簇内的节点自动再次进行分成数个小组，每小组再生成簇首管理本小组的节点传输情况。
[0014]在其中一个实施例中，根据簇首设置节点的时隙长度和优先级，包括：
[0015]簇首将组内每个节点传输数据所需要的时间给每个节点分配相应大小的时隙和按需分配自己所需要的时隙长度，并将需要传输数据的节点按照优先级进行排列，协商不同等级优先级的节点在设定好的时隙内进行竞争。
[0016]在其中一个实施例中，在每个节点集上设置簇首补位，簇首补位能够根据自身大小选定合适长度的时隙，当簇首无法正常工作时由簇首补位顶替簇首的工作进行组内节点的时隙分配。
[0017]一种基于混合的MAC协议的数据传输装置，所述装置包括：
[0018]节点聚合模块，用于获取多个待传输数据的节点；根据待传输数据的节点的优先级进行节点分组，得到多个节点集；节点集之间通过TDMA协议进行数据传输；
[0019]时间片分配模块，用于利用预先设置的冲突阈值对节点集中节点在数据传输时的冲突次数进行判断，根据判断结果对节点集进行通信时间计算，利用节点集所需的通信时间对应分配合适长度的时间片；
[0020]数据传输模块，用于在每个节点集上设置簇首，根据簇首设置节点的时隙长度和优先级，利用节点的时隙长度和优先级在时间片内通过CSMA/CA协议的方式竞争进行数据传输。
[0021]一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0022]获取多个待传输数据的节点；
[0023]根据待传输数据的节点的优先级进行节点分组，得到多个节点集；节点集之间通过TDMA协议进行数据传输；
[0024]利用预先设置的冲突阈值对节点集中节点在数据传输时的冲突次数进行判断，根
据判断结果对节点集进行通信时间计算，利用节点集所需的通信时间对应分配合适长度的时间片；
[0025]在每个节点集上设置簇首，根据簇首设置节点的时隙长度和优先级，利用节点的时隙长度和优先级在时间片内通过CSMA/CA协议的方式竞争进行数据传输。
[0026]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0027]获取多个待传输数据的节点；
[0028]根据待传输数据的节点的优先级进行节点分组，得到多个节点集；节点集之间通过TDMA协议进行数据传输；
[0029]利用预先设置的冲突阈值对节点集中节点在数据传输时的冲突次数进行判断，根据判断结果对节点集进行通信时间计算，利用节点集所需的通信时间对应分配合适长度的时间片；
[0030]在每个节点集上设置簇首，根据簇首设置节点的时隙长度和优先级，利用节点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混合的MAC协议的数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：获取多个待传输数据的节点；根据所述待传输数据的节点的优先级进行节点分组，得到多个节点集；所述节点集之间通过TDMA协议进行数据传输；利用预先设置的冲突阈值对所述节点集中节点在数据传输时的冲突次数进行判断，根据判断结果对所述节点集进行通信时间计算，利用节点集所需的通信时间对应分配合适长度的时间片；在每个节点集上设置簇首，根据所述簇首设置节点的时隙长度和优先级，利用所述节点的时隙长度和优先级在所述时间片内通过CSMA/CA协议的方式竞争进行数据传输。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用预先设置的冲突阈值对所述节点集中节点在数据传输时的冲突次数进行判断，根据判断结果对所述节点集进行通信时间计算，包括：利用预先设置的冲突阈值对所述节点集中节点在数据传输时的冲突次数进行判断，在一段时间内冲突次数达到设定的冲突阈值后启动多层数分簇，得到多个节点子集；所述节点子集之间通过TDMA协议进行数据传输；若所述冲突次数没有达到冲突阈值，则对所述节点集进行通信时间计算。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多层数分簇表示将簇内的节点自动再次进行分成数个小组，每小组再生成簇首管理本小组的节点传输情况。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述簇首设置节点的时隙长度和优先级，包括：所述簇首将组内每个节点传输数据所需要的时间给每个节...

【专利技术属性】
技术研发人员：江南，汤伟，周斌，曾维鹏，
申请(专利权)人：湖南智领通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：