基于多跳頻圖案的適用于無線移動自組織網(wǎng)的通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線自組網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多跳頻圖案的適用于無線移動自組織網(wǎng)的通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無線Ad Hoc網(wǎng)絡(或稱MANET--Mobile Ad Hoc network)，即無線移動自組織網(wǎng)，是由帶有無線收發(fā)信機的移動節(jié)點組成的無線移動通信網(wǎng)絡。同是作為無線網(wǎng)絡，它與傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡和集群網(wǎng)絡相比具有很大不同，Ad Hoc網(wǎng)絡沒有中心控制節(jié)點，網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點采用分布式運行，共同承擔網(wǎng)絡構(gòu)造和管理功能。網(wǎng)絡的組成具有任意性和臨時性，可以隨時建立和拆除，因此廣泛應用于軍事行動、災難救援和移動會議等需要進行實時業(yè)務傳輸?shù)膱龊稀?br>[0003]在實際應用中，隨機接入方式(也稱為競爭型接入方式)是目前Ad hoc網(wǎng)絡采用的主流信道接入技術(shù)，它起源于經(jīng)典的隨機接入?yún)f(xié)議ALOHA和CSMA(載波偵聽多路訪問)協(xié)議。節(jié)點根據(jù)自身業(yè)務需求，它以某種方式競爭信道的使用權(quán)，競爭成功后獨占信道資源并發(fā)送信息，同時通知其他用戶，信道資源已經(jīng)被占用，不能使用。顯然，如果同一區(qū)域中的多個節(jié)點同時有大量數(shù)據(jù)需要發(fā)送，那么發(fā)生沖突的可能性將增加。而實時業(yè)務的傳輸，需要連續(xù)預留足夠的時隙直至發(fā)送結(jié)束，以滿足實時性要求，同時要避免接入的沖突，因此采用目前主流的隨機接入方式很難保證避免沖突。
[0004]在諸多提高視頻等大數(shù)據(jù)量業(yè)務傳輸性能的方法中，在數(shù)據(jù)鏈路層進行接入性能的優(yōu)化是一個重要的方面，采用時分多址(Time Divis1n Multiple Access，簡稱TDMA)的接入方式可以改善接入性能。TDMA協(xié)議的同步通信模式抖動性能、時延性能較好，非常適合話音、視頻等周期性衡比特業(yè)務。通常TDMA時隙資源的典型分配方式包括固定分配方式和動態(tài)分配方式:
[0005](I)在固定分配方式中，按照某種分配算法，在一個時幀中給網(wǎng)絡中每個節(jié)點分配其所需數(shù)目的時隙，這種方式在單跳網(wǎng)絡中可以較好的工作，時隙固定分配的協(xié)議雖然具有簡單易實現(xiàn)和控制開銷小的優(yōu)點，但不能針對某節(jié)點的大業(yè)務量數(shù)據(jù)的突發(fā)增加而進行調(diào)整，使得該業(yè)務網(wǎng)絡的時延比較大，惡化通信性能。
[0006](2)在動態(tài)分配方式中，通常將時幀劃分為預約部分和業(yè)務部分。節(jié)點根據(jù)自己業(yè)務的需求擇機對時隙資源進行預約。如當某節(jié)點需要使用時隙資源時，會在預約時隙發(fā)起競爭，競爭成功的節(jié)點將獲得相應業(yè)務時隙的使用權(quán)。這樣的動態(tài)分配方式，有效的提高了信道的利用率。但時隙動態(tài)分配方式的缺點在于實現(xiàn)復雜程度較高，并且隨著網(wǎng)絡傳輸業(yè)務量的增大，競爭類的協(xié)議碰撞的概率大幅增加，使得協(xié)議性能下降較快；另外，由于節(jié)點競爭接入隨機性的特征以及退避機制，特別是在業(yè)務量較大的情況下，很難滿足實時業(yè)務的需求。由此可見，依靠TDMA接入方式不能完全滿足傳輸大業(yè)務量數(shù)據(jù)的需求。
[0007]此外，提高帶寬也是一種解決途徑，但很多情況下提高帶寬存在諸多技術(shù)限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于多跳頻圖案的適用于無線移動自組織網(wǎng)的通信方法，在限定帶寬的條件下，能夠解決固定時隙分配方式組網(wǎng)中傳輸大業(yè)務量數(shù)據(jù)會產(chǎn)生的時延較大的問題，以及動態(tài)時隙分配方式組網(wǎng)中傳輸大業(yè)務量數(shù)據(jù)會產(chǎn)生的協(xié)議性能下降較快和不能滿足實時業(yè)務需求的問題。
[0009]為此目的，本發(fā)明提出一種基于多跳頻圖案的適用于無線移動自組織網(wǎng)的通信方法，包括:
[0010]對于預先建立的無線移動自組織網(wǎng)，源節(jié)點通過預設(shè)的公用跳頻圖案建立的組網(wǎng)與目的節(jié)點單獨建立通信鏈路；其中無線移動自組織網(wǎng)采用時分多址的接入方式，所述公用跳頻圖案為預設(shè)的跳頻圖案組中的跳頻圖案，該跳頻圖案組由與所述無線移動自組織網(wǎng)使用的頻點數(shù)相同且兩兩正交的經(jīng)排序的跳頻圖案組成；
[0011]在單獨建立通信鏈路成功之后，所述源節(jié)點通過所述跳頻圖案組中前一個單獨建立的通信鏈路使用的跳頻圖案后第一個非所述公用跳頻圖案的跳頻圖案建立的組網(wǎng)將待發(fā)送的大業(yè)務量數(shù)據(jù)發(fā)送給所述目的節(jié)點；其中第一個單獨建立的通信鏈路使用的跳頻圖案為所述跳頻圖案組中所述公用跳頻圖案后的第一個跳頻圖案，所述跳頻圖案組中最后一個跳頻圖案后第一個跳頻圖案為所述跳頻圖案組中第一個跳頻圖案。
[0012]本發(fā)明實施例所述的基于多跳頻圖案的適用于無線移動自組織網(wǎng)的通信方法，由于進行大業(yè)務量數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)點間可以通過利用與公用跳頻圖案不同的跳頻圖案來獨占信道資源，為大業(yè)務量數(shù)據(jù)的實時傳輸提供了很好的保障，同時，由于使用的跳頻圖案與公用跳頻圖案正交，且只供源節(jié)點和目的節(jié)點收發(fā)數(shù)據(jù)使用，無需進行時隙資源分配，從而回避了固定時隙分配方式組網(wǎng)中傳輸大業(yè)務量數(shù)據(jù)會產(chǎn)生的時延較大的問題，以及動態(tài)時隙分配方式組網(wǎng)中傳輸大業(yè)務量數(shù)據(jù)會產(chǎn)生的協(xié)議性能下降較快的問題，可以將占用時隙數(shù)最大化，起到充分利用信道資源的目的，即在限定帶寬的條件下，能夠解決固定時隙分配方式組網(wǎng)中傳輸大業(yè)務量數(shù)據(jù)會產(chǎn)生的時延較大的問題，以及動態(tài)時隙分配方式組網(wǎng)中傳輸大業(yè)務量數(shù)據(jù)會產(chǎn)生的協(xié)議性能下降較快和不能滿足實時業(yè)務需求的問題。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明基于多跳頻圖案的適用于無線移動自組織網(wǎng)的通信方法一實施例的流程示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明基于多跳頻圖案的適用于無線移動自組織網(wǎng)的通信方法另一實施例的流程示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明基于多跳頻圖案的適用于無線移動自組織網(wǎng)的通信方法又一實施例中使用的跳頻圖案正交性的示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明基于多跳頻圖案的適用于無線移動自組織網(wǎng)的通信方法又一實施例中一個正交跳頻圖案組所包含的跳頻圖案示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0018]如圖1所示，本實施例公開一種基于多跳頻圖案的適用于無線移動自組織網(wǎng)的通信方法，包括:
[0019]S1、對于預先建立的無線移動自組織網(wǎng)，源節(jié)點通過預設(shè)的公用跳頻圖案建立的組網(wǎng)與目的節(jié)點單獨建立通信鏈路；其中無線移動自組織網(wǎng)采用時分多址的接入方式，所述公用跳頻圖案為預設(shè)的跳頻圖案組中的跳頻圖案，該跳頻圖案組由與所述無線移動自組織網(wǎng)使用的頻點數(shù)相同且兩兩正交的經(jīng)排序的跳頻圖案組成；
[0020]S2、在單獨建立通信鏈路成功之后，所述源節(jié)點通過所述跳頻圖案組中前一個單獨建立的通信鏈路使用的跳頻圖案后第一個非所述公用跳頻圖案的跳頻圖案建立的組網(wǎng)將待發(fā)送的大業(yè)務量數(shù)據(jù)發(fā)送給所述目的節(jié)點；其中第一個單獨建立的通信鏈路使用的跳頻圖案為所述跳頻圖案組中所述公用跳頻圖案后的第一個跳頻圖案，所述跳頻圖案組中最后一個跳頻圖案后第一個跳頻圖案為所述跳頻圖案組中第一個跳頻圖案。
[0021]本發(fā)明實施例所述的基于多跳頻圖案的適用于無線移動自組織網(wǎng)的通信方法，由于進行大業(yè)務量數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)點間可以通過利用與公用跳頻圖案不同的跳頻圖案來獨占信道資源，為大業(yè)務量數(shù)據(jù)的實時傳輸提供了很好的保障，同時，由于使用的跳頻圖案與公用跳頻圖案正交，且只供源節(jié)點和目的節(jié)點收發(fā)數(shù)據(jù)使用，無需進行時隙資源分配，從而回避了固定時隙分配方式組網(wǎng)中傳輸大業(yè)務量數(shù)據(jù)會產(chǎn)生的時延較大的問題，以及動態(tài)時隙分配方式組網(wǎng)中傳輸大業(yè)務量數(shù)據(jù)會產(chǎn)生的協(xié)議性能下降較快的問題，可以將占用時隙數(shù)最大化，起到充分利用信道資源的目的，即在限定帶寬的條件下，能夠解決固定時隙分配方式組網(wǎng)中傳輸大業(yè)務量數(shù)據(jù)會產(chǎn)生的時延較大的問題，以及動態(tài)時隙分配方式組網(wǎng)中傳輸大業(yè)務量數(shù)據(jù)會產(chǎn)生的協(xié)議性能下降較快和不能滿足實時業(yè)務需求的問題。
[0022]本發(fā)明適用于TDMA自組網(wǎng)的多跳頻圖案通信方法，其包括以下步驟:
[0023]步驟I)、各節(jié)點在組網(wǎng)前約定將要采用的公用跳頻圖案；
[0024]步驟2)、節(jié)點陸續(xù)入網(wǎng)，