水声通信网络中一种快速高效的并发节点选择和通知方法技术

本发明专利技术提出一种水声通信网络中快速高效的并发节点选择和通知方法及介质，属于水声通信网络技术领域，适用于水声通信网络中有星型拓扑的区域；它通过采用“结合性能要求的数据待发信息自适应报告”、“不依赖时隙需求信息自适应选择并发节点”和“按需传送可用并发时隙量”三种新机制，解决了水声通信网络中现有并发传输类MAC协议在传数阶段存在的“中心节点在收到第1个RTS帧后要等待一段时间才发送CTS帧导致帧延迟增加”和“中心节点要收到2个及以上RTS帧才能实现并发传输”两个问题，不仅能够降低数据分组的平均延迟和接入控制开销，而且有利于提高网络吞吐量。有利于提高网络吞吐量。有利于提高网络吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
水声通信网络中一种快速高效的并发节点选择和通知方法


[0001]本专利技术属于使用水声通信网络(Underwater Acoustic Communication Networks，UACN)的
，特别涉及在网络的全部或部分区域采用了有物理或逻辑中心的、单跳集中式架构的水声通信网络应用场合。

技术介绍

[0002]近年来，水声通信与水声网络由于在海洋信息应用领域的不断扩大而取得了很大的进步。当前海洋监测范围的扩大和水下武器系统多样化发展趋势迫切要求水声通信在性能上能传得更快、更远，能更加准确有效地抵抗外部干扰。民用上，海洋环境与气象研究、海洋资源开发与保护、港口安全与监测效率的提高等大量应用各种水下传感器的工作环境也要求网络化的水下通信监控和管理。
[0003]当今的世界进入了高速发展的时代，特别是通信技术行业，发展尤为迅猛。其中陆地上的无线通信技术已经发展得很好。然而在海洋领域中，水下通信才刚刚崭露头角。随着人类对海洋的不断探索，水下通信技术的应用从原来的军事领域扩展到了更为广泛的民用领域。水声通信技术虽然有很多年的研究经验，但本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水声通信网络中一种快速高效的并发节点选择和通知方法，所述水声通信网络包含中心节点和普通节点两类逻辑地位不同的节点，能够和中心节点直接通信的普通节点成为中心节点的邻居节点，在中心节点及其邻居节点上都运行水声通信网络并发传输类MAC协议；其特征在于，所述方法在中心节点及其邻居节点上运行，包括以下三种新机制：(1)“结合性能要求的数据待发信息自适应报告”新机制，即：邻居节点根据对控制开销性能要求的严格程度，自适应地采用不同的方式，将源节点自身待发数据信息通过使用非RTS帧捎带的方式发给中心节点；中心节点收到该信息后，将其存入“并发节点信息表”；(2)“不依赖时隙需求信息自适应选择并发节点”新机制，即：中心节点从RTS帧中提取出节点地址作为主发送节点地址，接着搜索“并发节点信息表”，并且按需搜索“待发数据信息表”，区分有无备选并发节点的不同情况，在有备选并发节点的情况下自适应地选择一个最合适的备选并发节点作为并发节点；(3)“按需传送可用并发时隙量”新机制，即：中心节点如果要用CTS帧通知并发节点进行数据帧并行传输，并且在不知道并发节点需求时隙量是否小于可用并发时隙量时，则计算出可用并发时隙量，并将其放入CTS帧中，以便传送给并发节点用于限制并发传输时隙，避免干扰主发节点发送数据帧。2.根据权利要求1所述的水声通信网络中一种快速高效的并发节点选择和通知方法，其特征在于，所述可用并发时隙量＝2*|主发节点传播时延
‑
并发节点传播时延|，主发节点和并发节点的传播时延分别在由中心节点在并发传输类MAC协议的测时阶段获得。3.根据权利要求1所述的水声通信网络中一种快速高效的并发节点选择和通知方法，其特征在于，所述中心节点的邻居节点的主要操作如下：N_1：初始化：设置参数“需求时隙量变化标志”＝1、“待发数据需求时隙量”＝0；N_2：判断待发数据需求时隙量是否发生变化；如果是，让“需求时隙量变化标志”＝1；如果否，不做操作；N_3：判断是否收到CTS帧；如果是，执行下一步；如果否，转N_6；N_4：提取出CTS帧中的目的地址或目的地址序列，判断自己是否是目的节点或者是目的节点之一；如果是，执行下一步；如果否，转N_6；N_5：判断自己是否有数据待发；如果是，则从发送缓存中取出数据，组装、发送数据帧；如果否，直接执行下一步；N_6：判断自己是否要发送非RTS帧且有数据待发；如果是，执行下一步；如果否，返回N_2；N_7：判断要发的帧是否有保留字段；如果是，执行下一步；如果否，转N_10；N_8：判断要发的帧的保留字段是否能够装下待发数据需求的时隙量；如果是，将需求时隙量装入要发的帧的保留字段，然后转N_15；如果否，执行下一步；N_9：判断网络对控制开销的要求是否严格；如果是，用保留字段的一个比特位携带有数据待发信息，然后转N_15；如果否，转N_14；N_10：判断网络对控制开销的要求是否严格；如果是，执行下一步；如果否，转N_14；N_11：判断“帧类型”字段是否有空闲值；如果是，则用“帧类型”字段的一个空闲值作为帧类型值，顺带表示有数据待发，然后转N_15；如果否，执行下一步；N_12：在要发的帧的头部添加长度为最小字段长度的“有数据待发”字段；接着，将有数
据待发的定性信息填入“有数据待发”字段；然后，转N_15；N_13：判断“需求时隙量变化标志”是否＝1；如果是，执行下一步；如果否，转N_15；N_14：在要发的帧的头部添加长度足够装下需求时隙量的“需求时隙量”字段；接着，将需求时隙量填入“需求时隙量”字段；并且，让“需求时隙量变化标志”＝0；N_15：向中心节点发送要发的非RTS帧；然后，返回N_2。4.根据权利要求1所述的水声通信网络中一种快速高效的并发节点选择和通知方法，其特征在于，所述中心节点的主要操作如下：C_1：初始化：建立“并发节点信息表”，用于记录每个邻居节点的备选并发节点信息；建立“总请求时隙量”表，用于记录每个邻居节点通过发送RTS帧请求的时隙总量；建立“待发数据信息表”，用于记录邻居节点的待发数据信息；各表表项的初始值推荐设置为0；节点设置参数“需求时隙量”＝0、“有数据待发标志”＝0、“并发节点数”＝0、可用并发时隙量＝0、备选并发节点数＝0、有数据待发的备选并发节点数＝0、...

【专利技术属性】
技术研发人员：任智，邱金，王伟强，李朝阳，张剑东，曹建玲，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：