申请/专利权人：西安电子科技大学

申请日：2022-11-08

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN116015351B

主分类号：H04B1/7136

分类号：H04B1/7136;H04B1/715;H04B1/7156;H04W74/0816;H04B17/382;H04B17/345

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2023.05.12#实质审查的生效;2023.04.25#公开

摘要：本发明公开了一种自组织网络中的抗干扰多址接入方法，主要解决现有技术网络吞吐量低和抗干扰能力差的问题。其实现方案是：设每个节点有两根天线A1和A2，A1天线对信道进行初始检测，生成可用信道集合；通过所有节点内部存储的随机种子和可用信道集合分别生成两根天线的跳频序列：对未入网节点通过A1进行慢跳频，并发送入网请求帧入网；入网后的节点基于A1的跳频序列实现节点间的同步跳频，并对不可用信道进行信道替换，通过A2进行盲汇聚跳频；在节点产生数传任务后根据本节点是否存储有目的节点的可用信道集合，进行数据传输预约：数传任务结束后重新进行下一轮的在网处理。本发明网络吞吐量大，抗干扰能力强，可用于大规模自组织网络。

主权项：1.一种自组织网络中的抗干扰多址接入方法，其特征在于，包括如下步骤：1信道初始检测：1a干扰检测：设每个节点有两根天线A1和A2，设自组织网络的节点具有识别频点被干扰的能力，自组织网络的节点使用第一根天线A1进行干扰检测；1b生成可用信道集合：设自组织网络全局中共有N个信道，节点利用对全部信道的干扰检测结果生成自身可用信道集合，该可用信道集合随着信道可用情况而变化；2生成两根天线A1和A2的跳频序列：2a在所有的节点内部存储事先设定的K个随机种子，每个节点基于全局信道通过随机种子生成公共跳频序列，即为第一天线A1的跳频序列，并确保该跳频序列的每个跳频周期都能够对全局信道遍历一遍，其中第M个周期使用MmodK个随机种子生成跳频序列，当前周期使用的随机种子序号称为跳频相位，当前时隙在本跳频周期的次序称为时隙相位；2b每个节点基于自身可用信道集合通过任意一种具有确定交汇特性的盲汇聚跳频算法生成跳频序列，即为第二天线A2的跳频序列；3建网与入网：3a未入网节点通过第一天线A1以全局信道数N为跳频驻留时隙数进行慢跳频，并在每个时隙发送入网请求帧，未入网节点遍历完所有全局信道后，若仍未收到其它节点的发送的入网同步帧，则判定自身为建网节点，执行步骤3b进行建网；若收到其它节点的发送的入网同步帧，则执行步骤3c进行入网；3b建网节点基于第一天线A1的跳频序列，通过A1天线以1个时隙为跳频驻留时间进行跳频，每当建网节点收到其它节点的入网请求帧时，建网节点回复入网同步帧，即跳频相位、时隙相位和时钟信息，实现节点间的同步跳频；3c未入网节点收到其它节点发来的入网同步帧后，通过同步时隙相位、跳频相位与时钟，完成节点间的同步跳频，实现节点入网；4入网后的节点进入在网状态：节点基于第一天线A1的跳频序列，通过第一天线A1天线以1个时隙为跳频驻留时间进行同步跳频，以接收其他节点请求发送RTS帧或允许发送CTS帧的信息并辅助建网节点回复入网同步帧，同时对于不可用信道执行步骤5进行信道替换；节点基于第二天线A2的跳频序列，通过第二天线A2进行盲汇聚跳频，盲汇聚过程中，节点通过A2天线发送包含本节点可用信道集合及的信道状态帧以及回复其他节点的信道状态帧，实现节点间交互可用信道集合；在节点产生数传任务后，判断本节点是否存储目的节点的可用信道集合：若是，则执行步骤7完成数传任务；否则，执行步骤6获取目的节点的可用信道集合；5按如下替换规则替换不可用信道：5a干扰信道指数替换：对于被干扰的信道，依次对其之后的1、2、4、8…个跳频周期用可用信道替换被干扰的信道，每次替换完成后在下一周期重新回到原信道进行干扰检测，如果信道不再被干扰，则不再对此信道进行替换：5b数传信道定时替换：对用于数传的信道的信道，根据请求发送RTS帧或允许发送CTS帧中携带的数传预约周期数，用可用信道依次对之后的数传预约跳频周期进行信道替换，用替换完成后重新回到原信道；6节点汇聚：6a盲汇聚：源节点、目的节点的第二天线A2均通过盲汇聚算法生成跳频序列，以保证最大汇聚时间以内完成源节点、目的节点的汇聚，交互彼此的可用信道集合；6b协作汇聚：非目的节点的其它节点在侦听到源节点向目的节点的信道请求帧后，如果自身存储有目的节点的可用信道集合，则可充当协作节点向源节点发送信道状态帧，加速源、目的节点汇聚过程；6c源节点通过第二天线A2的跳频序列进行跳频盲汇聚，在每个信道上停留1个时隙的时间发送信道请求帧，并通过盲汇聚或协作汇聚的方式完成源节点与目的节点的数据交互，获取目的节点的可用信道信息，成功获取目的节点的可用信道集合，执行步骤7；7数据传输预约：7a源节点获取目的节点可用信道集合后，如果源节点和目的节点之间有公共可用信道，则将全局公共跳频序列的下一时隙作为模拟预约时隙t，执行步骤7b，否则，放弃本次数传；7b源节点、目的节点判定预约时隙t对应的信道能否进行数传预约：若源节点预约时隙t对应的信道k是目的节点的可用信道，执行步骤7c进行数传预约；若源节点预约时隙t对应的信道k是目的节点的不可用信道，源节点根据已经获取的目的节点可用信道集合按照信道替换信道生成算法判断目的节点的替换信道，如果替换信道是源节点的可用信道，则记录替换信道编号为预约信道号k，执行步骤7c进行数传预约；若以上均不满足，将t自增1，继续进行执行本步骤进行数传预约；7c源节点天线A1在t个时隙后跳频到k号信道，竞争发送请求发送RTS帧以进行数传信道的预约，并判断是否收到目的节点的允许发送CTS帧：如果收到CTS帧，判断预约信道是替换信道还是原公共跳频信道：若预约信道是替换信道，则在公共跳频信道跳转到预约信道时重新通过A1天线发送请求发送RTS帧和允许发送CTS帧，并同时执行步骤8；若预约信道是原公共跳频信道，则直接执行步骤8；如果未收到CTS帧，返回步骤7a重新选取预约信道；8源节点、目节点将其A2天线跳频到预约信道执行数传，数传任务结束完成后返回步骤4，数传任务失败后，返回步骤7重新尝试数传。

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百度查询： 西安电子科技大学 自组织网络中的抗干扰多址接入方法

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