用于增强网络数据投递可靠性的分布式时隙分配方法

摘要

用于增强网络数据投递可靠性的分布式时隙分配方法，采用了时间轮的方式组织节点竞争分配时隙的过程，在竞争过程中为避免时隙分配相关的控制包因节点间的无线传输冲突而丢失问题，解决了节点间时隙分配信息不一致的问题，保证了时隙分配的可靠性；其次，采用了concurrent‑REPLY策略，解决了节点时隙分配过程中每一轮的持续时间不确定的问题；最后，采用了信号包扩散机制，解决了每一轮参与时隙分配的节点数过多导致无线传输冲突严重，引起时隙分配算法性能下降的问题，从而实现了能够在不明显增加传输延迟和网络总活动时间的条件下正确可靠的实现时隙分配，保证较高的数据投递率的优点。

主权项

用于增强网络数据投递可靠性的分布式时隙分配方法，首先，节点随机访问无线信道并采用分布式方法建立各自的时隙分配方案，然后节点根据其时隙分配方案访问无线信道进行数据传输以完成数据汇聚，其特征在于，所述的建立各自的时隙分配方案的步骤如下：步骤一：扩散信号包设定：N₁(v)表示节点v的一跳邻居节点集合，N₂(v)表示节点v的两跳邻居节点集合，SC表示一组连续时隙的集合，表示节点v用于发送数据的连续时隙集合，表示节点v用于接收数据的连续时隙集合，S(v)表示节点v的时隙分配方案，由与联合组成；节点v根据其ID号设置发送信号包的回退定时器对于节点v而言，其中t_s表示信号包传输时间，V_id表示节点ID，当N₁(v)中的节点接收到节点v的信号包时，N₁(v)中所有节点将放弃自己的信号包；信号包的扩散由计数器C进行控制，当C＝1时，N₁(v)中节点将C加1，此时，C＝2，然后将节点v的信号包发送至其一跳邻居，即N₂(v)，由于C＝2，N₂(v)中的节点将停止发送信号包，至此节点v完成了信号包扩散；步骤二：确定预分配时隙对于节点v需要确定其第一个时隙序号slot_i以及本次需要分配的时隙数SC_L，slot_i＝slot_i+N_f，N_f表示节点v执行时隙分配的失败次数；当节点v成功完成时隙分配时，N_f＝0，其中，P_l表示一个时隙能够传输的数据包大小，W_c表示节点v接收到的所有来自于以其为根节点的子树上的节点的数据，D_v表示由节点v在一个数据汇聚周期内生成的感知数据量；当节点v申请的不是其调度方案中的第一个用于发送的时隙集合时，D_v＝0，对于节点v，表示为[slot_i,slot_i+SC_L]；步骤三：申请分配时隙节点v通过请求包将扩散至其邻居节点，节点v随后进入监听模式以接 收回复包，由于在两跳范围内仅有节点v广播了请求包，N₁(v)中的所有节点均能够可靠地接收到该请求包；对于N₁(v)中的节点，如果其已分配的时隙与请求包携带的预分配时隙中的时隙至少有一个相同，那么其所请求的无法成功分配，这些邻居节点将通过回复包通知节点v；步骤四：更新时隙分配信息节点v发送确认包来通知一跳邻居节点N₁(v)，用于表明中的时隙已经被节点v占用，N₁(v)中的节点将中的时隙添加至已占用时隙列表中，从而保证了节点间的时隙分配信息是同步更新的，为后续其它节点能够分配到无冲突的时隙提供帮助，对于节点v的父节点，中的时隙将被添加到其接收时隙列表中。