【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于移动自组织网络通信，具体设计目标检测领域，尤其涉及一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法及相关设备。
技术介绍
1、高动态无线自组织网络，是指网络中的节点面临着频繁接入和退出网络的状况。在抗震救灾，军事战场场景中，时常面临着此种拓扑变化。网络的拓扑变化会对网络的表现力如吞吐量造成影响，与静态的和低动态的网络不同，高动态网络的mac层协议需要具备可适应性的特点，即在网络中节点数量多变的条件下仍然具有稳定的吞吐量,。在此背景下，对mac层协议在高动态网络中的表现进行研究设计对无线自组织网络的发展具有重大意义。
2、目前，许多基于tdma的动态媒体访问控制(mac)方案已经被提出用于自组织网络，例如usap，它是基于网络用户数量固定的情况下设计的，没有考虑新节点入网的具体问题，因此，并没有给出为新入网节点分配时隙的方法。usap-ma是usap的扩展，利用自适应广播周期动态改变帧长和时间帧周期。然而，usap-ma既没有指定如何或何时更改帧长度，也没有指定如何选择分配给新节点的时隙。在基于usap概念的asap和easap中，将帧长度定义为2的幂，它可以动态改变，但是，asap不会减少由于高流量需求而增加的帧长度。如果没有空闲槽位可分配给新到达的节点，则帧长度加倍以创建空闲槽位。虽然帧长度可以动态地增加以应对更高的流量，但它不能随后减少，导致网络性能的降低。
3、因此，传统的时隙分配方式很难在短时间内为新入网节点分配时隙并且在高动态网络环境中存在吞吐量较低的问题。
1、为克服上述技术的缺点，本专利技术提供一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法及相关设备，能够解决现有时隙分配方式在保证不降低网络模型的性能下，很难在短时间内为新入网节点分配时隙的技术问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用技术方案如下：
3、一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，包括：
4、构建网络模型的时帧，其中，时帧包含多个控制子帧；
5、基于构建的时帧，各节点进行控制信息交互，并根据新节点入网情况，更新各节点对应的时隙分配表；
6、基于更新后的时隙分配表，为各节点分配当前空闲时隙，以供各节点在对应的数据时隙发送业务信息。
7、进一步地，所述时帧包括控制部分和数据部分，其中，控制部分包括多个控制时隙，所述控制时隙包括入网请求时隙、消息时隙、通告预约时隙和确认时隙；数据部分包括多个数据时隙；每个时帧中的信息时隙的总个数与数据时隙总个数相等。
8、进一步地，当新节点预加入网络，在入网请求时隙发送请求信息，在随后的信息时隙收集新节点的邻居节点信息，在通告预约时隙广播自身预约结果，最后经由邻居节点检测冲突，在确认时隙确定新节点入网情况。
9、进一步地，新节点入网的具体步骤如下：
10、新节点在发送入网请求前完成时帧的起始时间同步，在控制子帧中的入网请求时隙向网络中广播请求信息，然后进行监听；在接下来的信息时隙中，邻居节点在自己对应控制时隙广播节点信息；新节点收到广播的节点信息后，对自身的邻节点信息表及时隙分配表进行更新；当信息时隙结束后，新节点收集到其周围两跳部分邻居的相关信息；
11、新节点根据周围两跳部分邻居节点的相关信息，随机选择一个未被占用的时隙作为预约时隙，然后在通告预约时隙向邻居节点广播自身的预约消息；若确认时隙上没有信号发回，则通告预约时隙被所有邻居节点批准使用，新节点入网，各节点更新自己邻节点信息表及时隙分配表；否则，新节点将在下一个控制子帧中使用不同的时隙重新尝试入网，直至当前通告预约时隙被所有邻居节点批准使用。
12、进一步地，基于更新后的时隙分配表并结合空闲时隙分配法，为各节点分配当前空闲时隙。
13、进一步地，采用空闲时隙分配法为各节点分配当前空闲时隙具体的步骤包括：
14、在竞争区域内所有节点中，选取传输优先级最大所对应的节点，为该节点分配当前空闲时隙；其中，传输优先级根据节点的唯一身份标识与数据时隙的编号异或运算得到。
15、进一步地，所述网络模型采用多节点构建得到，针对构建好的网络模型，基于时帧对初始节点占用时隙进行初始化，完成各节点的邻节点信息表及时隙分配表构建。
16、一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配系统，用于实现上述适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法的步骤，包括：
17、时帧构建模块，用于构建网络模型的时帧，其中，时帧包含多个控制子帧；
18、信息交互模块，用于基于构建的时帧，各节点进行控制信息交互，并根据新节点入网情况，更新各节点对应的时隙分配表；
19、空闲时隙分配模块，用于基于更新后的时隙分配表，为各节点分配当前空闲时隙，以供各节点在对应的数据时隙发送业务信息。
20、一种设备，包括：
21、存储器，用于存储计算机程序；
22、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法的步骤。
23、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现上述适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法的步骤。
24、相比于现有技术，本专利技术具有有益效果如下：
25、本专利技术还提供一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，提出了一种节点快速入网策略，本方法在一个时帧内设立多个控制子帧，每个控制子帧用于新节点入网和部分网内节点广播动态信息，从而降低新节点入网时延，以满足高动态自组织网络节点快速入网需求；同时，新节点入网后，更新后的时隙分配表，为各节点分配当前空闲时隙，对数据时隙进行接入，达到每个时隙两跳邻节点无冲突地进行数据发送，实现了信道空分复用，提高了网络的吞吐量。
26、优选地，本专利技术中，还提供了空闲时隙分配法，根据传输优先级分配当前空闲时隙，从而保证了无冲突地信道空分复用，进一步地确保了网络的吞吐量的提高。
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1.一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，其特征在于，所述时帧包括控制部分和数据部分，其中，控制部分包括多个控制时隙，所述控制时隙包括入网请求时隙、消息时隙、通告预约时隙和确认时隙；数据部分包括多个数据时隙；每个时帧中的信息时隙的总个数与数据时隙总个数相等。
3.根据权利要求2所述的一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，其特征在于，当新节点预加入网络，在入网请求时隙发送请求信息，在随后的信息时隙收集新节点的邻居节点信息，在通告预约时隙广播自身预约结果，最后经由邻居节点检测冲突，在确认时隙确定新节点入网情况。
4.根据权利要求3所述的一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，其特征在于，新节点入网的具体步骤如下：
5.根据权利要求1所述的一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，其特征在于，基于更新后的时隙分配表并结合空闲时隙分配法，为各节点分配当前空闲时隙。
6.根据权利要求5所述的一种适用于高动态自组织网络
7.根据权利要求1所述的一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，其特征在于，所述网络模型采用多节点构建得到，针对构建好的网络模型，基于时帧对初始节点占用时隙进行初始化，完成各节点的邻节点信息表及时隙分配表构建。
8.一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配系统，用于实现权利要求1-7任一项所述适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法的步骤，其特征在于，包括：
9.一种设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时用于实现权利要求1-7任一项所述适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，其特征在于，所述时帧包括控制部分和数据部分，其中，控制部分包括多个控制时隙，所述控制时隙包括入网请求时隙、消息时隙、通告预约时隙和确认时隙；数据部分包括多个数据时隙；每个时帧中的信息时隙的总个数与数据时隙总个数相等。
3.根据权利要求2所述的一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，其特征在于，当新节点预加入网络，在入网请求时隙发送请求信息，在随后的信息时隙收集新节点的邻居节点信息，在通告预约时隙广播自身预约结果，最后经由邻居节点检测冲突，在确认时隙确定新节点入网情况。
4.根据权利要求3所述的一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，其特征在于，新节点入网的具体步骤如下：
5.根据权利要求1所述的一种适用于高动态自组织网络的动态时隙分配方法，其特征在于，基于...
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