基于二层主被动结合Pulse路由协议的时隙分配方法及装置与流程

基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法及装置
技术领域
1.本发明涉及移动自组网路由协议技术领域，尤其涉及一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法及装置。


背景技术：

2.在移动自组网路由协议中，pulse路由协议以其适应网络拓扑的剧烈变化和快速修复路由的突出优点获得了广泛的关注，通过由脉冲源周期性发起泛洪，所有节点获得到脉冲源路由，仅需要发送或接收数据的节点发送预留包回应脉冲源，路径上的节点获得反向路由，其他节点处于休眠状态节省资源，同时采用侦听的方式优化路由，pulse路由协议适用于高移动性的网络，具有高扩展能力且容错性高。
3.但是要实现pulse路由协议，其周期性脉冲时的时隙分配问题是一项很大的挑战。现有的802.11协议采用的载波侦听多址cdma/ca，通过侦听和抢占信道的方式进行数据传输，适应网络的拓扑变化，但由于随机竞争不确定性高，且随网络规模增加导致协议效率低下。tdma协议通过固定式分配资源，在拓扑稳定时可以达到较高的链路容量，但其架构难以适应随机性变化。而且由于脉冲源节点选取的随机性以及各个节点的位置分布的随机性，上述时隙分配机制难以满足pulse路由协议高移动性和高扩展能力的需求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要提供一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法及装置，用以解决现有时隙分配问题。
5.为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，包括：
6.由脉冲源发起泛洪，通过协同中继以使组网内各节点获取自身至脉冲源的跳数信息，及通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息；
7.基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发；
8.确定组网内需要进行数据传输的传输节点，并基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化。
9.进一步地，所述组网内各节点获取自身至脉冲源节点的跳数信息，包括：
10.脉冲源发起泛洪，组网内各节点根据接收到广播包的时间确定距脉冲源节点的跳数信息，其中，每一节点在第一次接收数据包时隙的下一时隙转发该广播包。
11.进一步地，通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息，包括：
12.组网内各节点依次发送hello数据包至邻居节点进行邻居交互，其中，所述hello数据包包括一跳邻居信息及每一节点距离脉冲源的跳数信息；
13.在经过两轮邻居交互后，组网内各节点获得两跳内的邻居节点信息。
14.进一步地，所述基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发，包括：
15.基于脉冲源两跳内的邻居信息为脉冲源的子节点和孙子节点划分时隙，获得基于时隙排序的生成树，并将所述基于时隙排序的生成树随脉冲源发起周期性脉冲的脉冲数据包发送至脉冲源的邻居节点；
16.各节点获得到脉冲源的路由，基于各邻居节点两跳邻居信息及该节点距脉冲源的跳数信息，为脉冲源的孙子节点重新划分时隙，并根据基于时隙排序的生成树，在各邻居节点自身所在时隙内转发所述脉冲数据包至下一邻居节点。
17.进一步地，所述基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化，包括：
18.根据所述时隙生成树确定传输节点可用的预留时隙；
19.若所述传输节点为需要数据传输或入网的节点，在所述传输节点可用的预留时隙发送预留数据包至脉冲源，并令在该路由路径上的其他节点在自身预留时隙内转发所述预留数据包。
20.进一步地，所述方法还包括：
21.组网内各节点基于邻居节点信息，完成资源自主协商的动态分配。
22.进一步地，所述组网内各节点基于邻居节点信息，完成资源自主协商的动态分配，具体包括：
23.根据本地时隙表按照预设的时隙分配规则对邻居节点申请的时隙归属进行仲裁，以按需申请未占用时隙，其中，所述时隙呈分布式；
24.在各节点自身所在时隙内转发脉冲数据包至邻居节点时，各邻居节点根据收到脉冲数据包更新本地时隙表，其中，所述脉冲数据包中包括各节点自身的数据时隙申请表；
25.根据各节点与邻居节点之间脉冲数据包的交互，调整竞争失败的时隙，并将新的数据时隙申请表随预留数据包发送给邻居节点，以使邻居节点根据本地信息进行仲裁，发送回应数据包给节点；
26.若各节点成功占用时隙，则在数据帧进行数据传输，若各节点未成功占用时隙，则释放冲突时隙。
27.进一步地，所述方法还包括：
28.采用侦听方式优化路由，并发送时隙竞争冲突信息至各节点。
29.进一步地，所述采用侦听方式优化路由，并发送时隙竞争冲突信息至各节点，具体包括：
30.各节点通过侦听并回应邻居节点优化路由路径；
31.若各节点侦听到预留数据包中的数据时隙申请表与该节点自身的数据时隙申请表存在时隙竞争冲突，发送回应数据至邻居节点，以使邻居节点释放冲突时隙。
32.第二方面，本发明还提供一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配装置，包括：
33.信息获取模块，用于由脉冲源发起泛洪，通过协同中继以使组网内各节点获取自身至脉冲源的跳数信息，及通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息；
34.规则建立模块，用于基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发；
35.时隙优化模块，用于确定组网内需要进行数据传输的传输节点，并基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化。
36.采用上述实施例的有益效果是：
37.本发明通过协同中继和邻居交互获取两跳内邻居节点信息，优化了脉冲时隙和预留时隙划分方法，复用两跳以外时隙，降低了时隙开销，避免脉冲包转发冲突；预留包可在脉冲时隙或预留时隙发送，进一步提高时隙利用率，降低网络开销；时隙申请采用两轮交互模式，提高时隙申请成功率，同时采用间隔时隙申请法，降低了时隙申请冲突的可能性，时隙呈分布式分散在整个时帧中，可及时转发数据包，较集中式分布有效降低了端到端时延，两跳外时隙可复用，提高时隙利用率。
附图说明
38.图1为本发明提供的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法一实施例的流程示意图；
39.图2为本发明提供的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法帧结构的示意图；
40.图3为本发明一实施例提供的一种拓扑结构图；
41.图4为本发明一实施例提供的一种参数设置图；
42.图5为本发明一实施例提供的一种实验结果图；
43.图6为本发明一实施例提供的另一种实验结果图；
44.图7为本发明一实施例提供的一种仿真中脉冲源、源节点和目的节点的脉冲时隙排序表图；
45.图8为本发明一实施例提供的各节点占用的数据时隙图；
46.图9为本发明提供的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
47.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
48.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。此外，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
49.本发明提供了一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法及装置。
通过时隙复用的方式降低组网路由所需要的时隙资源开销，解决了tdma架构下脉冲时的节点时隙冲突问题，网络规模越大所需的时隙比例越少、效果越好。
50.以下分别对具体实施例进行详细说明：
51.请参阅图1，图1为本发明提供的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法一实施例的流程示意图，本发明的一个具体实施例，公开了一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，包括：
52.步骤s101：由脉冲源发起泛洪，通过协同中继以使组网内各节点获取自身至脉冲源的跳数信息，及通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息；
53.步骤s102：基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发；
54.步骤s103：确定组网内需要进行数据传输的传输节点，并基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化。
55.首先需要说明的是，基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法中的帧结构示意图如图2所示。图2为本发明提供的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法帧结构的示意图。其主要包括：广播帧、邻居交互帧、脉冲帧、预留帧和数据帧。广播帧和邻居交互帧主要用于获取节点距离脉冲源的跳数和两跳内邻居信息，作为后续脉冲时隙和预留时隙分配的依据；脉冲帧主要用于各节点获取到脉冲源的路由，预留帧主要用于脉冲源以及路径上的节点获取源节点的反向路由，数据帧主要用于节点间的数据传输。
56.本发明通过协同中继和邻居交互获取两跳内邻居节点信息，优化了脉冲时隙和预留时隙划分方法，复用两跳以外时隙，降低了时隙开销，避免脉冲包转发冲突；预留包可在脉冲时隙或预留时隙发送，进一步提高时隙利用率，降低网络开销；时隙申请采用两轮交互模式，提高时隙申请成功率，同时采用间隔时隙申请法，降低了时隙申请冲突的可能性，时隙呈分布式分散在整个时帧中，可及时转发数据包，较集中式分布有效降低了端到端时延，两跳外时隙可复用，提高时隙利用率。
57.在本发明的一个实施例中，所述组网内各节点获取自身至脉冲源节点的跳数信息，包括：
58.脉冲源发起泛洪，组网内各节点根据接收到广播包的时间确定距脉冲源节点的跳数信息，其中，每一节点在第一次接收数据包时隙的下一时隙转发该广播包。
59.可以理解的是，在广播帧，由脉冲源发起泛洪，组网内各节点根据接收到广播包的时间判断距离脉冲源的跳数，并在下一时隙转发广播包，其中，每个节点仅转发一次广播包，各节点通过协同中继获取自身到脉冲源的跳数，并且，广播帧设置为所支持最大跳数个时隙。
60.在本发明的一个实施例中，组网内各节点获取两跳内的邻居节点信息，包括：
61.组网内各节点依次发送hello数据包至邻居节点进行邻居交互，其中，所述hello数据包包括一跳邻居信息及每一节点距离脉冲源的跳数信息；
62.在经过两轮邻居交互后，组网内各节点获得两跳内的邻居节点信息。
63.可以理解的是，在邻居交互帧，组网内各节点按mac地址的大小依次发送hello数据包进行邻居交互，其中，hello数据包携带各节点一跳邻居信息以及距离脉冲源的跳数信
息，通过两轮邻居交互，组网内各节点获得两跳内邻居信息及其距离脉冲源的跳数信息，其中，邻居交互帧设置为所支持最大节点数的二倍个时隙。
64.在本发明的一个实施例中，所述基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发，包括：
65.基于脉冲源两跳内的邻居信息为脉冲源的子节点和孙子节点划分时隙，获得基于时隙排序的生成树，并将所述基于时隙排序的生成树随脉冲源发起周期性脉冲的脉冲数据包发送至脉冲源的邻居节点；
66.各节点获得到脉冲源的路由，基于各邻居节点两跳邻居信息及该节点距脉冲源的跳数信息，为脉冲源的孙子节点重新划分时隙，并根据基于时隙排序的生成树，在各邻居节点自身所在时隙内转发所述脉冲数据包至下一邻居节点。
67.可以理解的是，脉冲源根据两跳内邻居信息为子节点和孙子节点划分脉冲时隙，其他节点根据两跳邻居表及其距离脉冲源的跳数为孙子节点划分脉冲时隙，时隙排序表随脉冲包转发给各个节点。节点仅为距离脉冲源跳数大于自身的孙子节点排序，若孙子节点距脉冲源的跳数等于表中已排序节点的跳数，则节点按照mac地址重新调整其顺序，mac地址小的节点优先获得脉冲时隙，这样可以避免两跳内节点产生冲突，同时可以避免排序产生环路。
68.在本发明的一个实施例中，所述基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化，包括：
69.根据所述时隙生成树确定传输节点可用的预留时隙；
70.若所述传输节点为需要数据传输或入网的节点，在所述传输节点可用的预留时隙发送预留数据包至脉冲源，并令在该路由路径上的其他节点在自身预留时隙内转发所述预留数据包。
71.可以理解的是，想要进行数据传输的节点可在适当的脉冲时隙或预留时隙发送预留数据包。节点以接收的时隙排序表为基础为孙子节点排序，根据新的时隙排序表确定自身位置，举例而言，若时隙排序表中节点自身之后有m个节点，则等待2m+1个时隙后发送预留数据包给脉冲源，若剩余脉冲时隙不足，则在预留时隙为表中后续节点留出相应时隙后发送预留包。在新节点入网时，在第m+1个时隙发送预留数据包给脉冲源。非脉冲源节点接收到预留包时，根据排序表确定自身与上一跳节点时隙间隔，并等待相同的时隙间隔后转发出去。
72.在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：
73.组网内各节点基于邻居节点信息，完成资源自主协商的动态分配。
74.所述组网内各节点基于邻居节点信息，完成资源自主协商的动态分配，具体包括：
75.根据本地时隙表按照预设的时隙分配规则对邻居节点申请的时隙归属进行仲裁，以按需申请未占用时隙，其中，所述时隙呈分布式；
76.在各节点自身所在时隙内转发脉冲数据包至邻居节点时，各邻居节点根据收到脉冲数据包更新本地时隙表，其中，所述脉冲数据包中包括各节点自身的数据时隙申请表；
77.根据各节点与邻居节点之间脉冲数据包的交互，调整竞争失败的时隙，并将新的数据时隙申请表随预留数据包发送给邻居节点，以使邻居节点根据本地信息进行仲裁，发
送回应数据包给节点；
78.若各节点成功占用时隙，则在数据帧进行数据传输，若各节点未成功占用时隙，则释放冲突时隙。
79.可以理解的是，首先节点根据现有本地时隙表，即本节点、一跳和两跳邻居节点的时隙申请情况表，按照一定的时隙分配规则对邻居节点申请的冲突时隙归属做出仲裁，时隙分配规则保障时隙分配的公平性，防止一些邻居节点一直申请时隙失败，出现“饿死”现象。同时节点根据自身的需求申请未占用时隙，为减少申请冲突并降低端到端时延，节点依据mac地址且保持一定间隔申请时隙，设置时隙申请间隔为最大节点数。数据时隙申请表随脉冲数据包发送给所有一跳邻居节点，表中包含节点自身和一跳邻居节点的时隙申请情况。
80.节点接收到脉冲数据包后，根据其时隙申请信息更新本地时隙表，获得节点自身和一跳邻居节点时隙申请情况。若本节点存在申请失败时隙，则重新申请其他未占用时隙。将新的时隙申请表随预留数据包发送给一跳邻居节点。
81.节点接收到预留数据包的时隙申请表，更新本地时隙表和时隙申请表，若节点自身仍有时隙申请失败，则记录申请失败的时隙，在下一轮时隙申请时越过该时隙，避免多次申请相同的易冲突时隙，同时发送回应数据包给前一跳节点。若本节点侦听到预留数据包中的时隙申请与本节点的时隙申请表有冲突，也发送回应数据包给前一跳邻居节点。
82.节点收到回应数据包，更新自身时隙申请情况，在申请成功的数据时隙内进行数据传输。通过每一帧两轮的时隙申请交互可最大程度的保障时隙申请的成功率，降低时隙申请冲突的概率，两跳以外节点可复用时隙，提高时隙的利用率。
83.在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：
84.采用侦听方式优化路由，并发送时隙竞争冲突信息至各节点。
85.所述采用侦听方式优化路由，并发送时隙竞争冲突信息至各节点，具体包括：
86.各节点通过侦听并回应邻居节点优化路由路径；
87.若各节点侦听到预留数据包中的数据时隙申请表与该节点自身的数据时隙申请表存在时隙竞争冲突，发送回应数据至邻居节点，以使邻居节点释放冲突时隙。
88.可以理解的是，新节点想要加入网络，首先保持侦听，根据侦听到的脉冲数据包，更新邻居信息，获得时隙排序表。等待排序表中所有节点发送脉冲包后，新节点发送预留包给脉冲源，路由路径上新节点的一跳和两跳邻居节点将其加入邻居表，在下一轮脉冲时隙由爷爷节点为新节点分配脉冲时隙。节点对脉冲和预留时隙的划分主要依靠邻居关系以及距离脉冲源的跳数，为减少网络开销，广播时帧和邻居交互时帧仅在第一个时帧出现，后续邻居关系的维护与更新主要依靠脉冲数据包的交互，脉冲数据包中携带节点的一跳邻居信息及其距离脉冲源的跳数，若三个时帧内未收到邻居节点的脉冲包，则认为此邻居节点已退出本网络。
89.此外，为对本发明提供的方法进行仿真验证，仿真的节点规模设置为32个节点，请参阅图3、图4，图3为本发明一实施例提供的一种拓扑结构图，图4为本发明一实施例提供的一种参数设置图。其中节点0为脉冲源，节点29为源节点，节点23为目的节点。实验结果如图5和图6所示：源节点29通过路由29-》12-》6-》0-》1-》21-》23将数据包传输给目的节点23，节点29的发送量基本与节点23的接收量一致。图5两条曲线刚开始的差别和图6左侧图曲线开
始时的凸起是由于节点开始进行数据传输时时隙申请数量较少，因此时延曲线有突起，在此期间有数据包堆积情况，而且数据包至少要经历6跳才能到达目的节点，因此其开始时端到端时延较大，数据平稳传输后端到端时延逐渐降低。
90.图7为本发明一实施例提供的一种仿真中脉冲源、源节点和目的节点的脉冲时隙排序表图，从图中可以看出，脉冲源为子节点和孙子节点划分时隙，源节点和目的节点的脉冲时隙排序表表明两跳以外节点进行了时隙复用，本发明的时隙划分方法可以在避免冲突的同时充分利用时隙资源。
91.图8为本发明一实施例提供的各节点占用的数据时隙图，从实验结果可以看出时隙整体呈分布式。本发明采用分布式申请时隙，极大地减小了时延，数据包能够及时转发，由实验结果图6可知端到端时延较小。
92.本发明解决了脉冲时各节点时隙冲突问题，充分复用时隙降低网络开销，适用于大规模移动自组网络。通过协同中继和邻居交互获取两跳内邻居节点信息，优化了脉冲时隙和预留时隙划分方法，复用两跳以外时隙，降低了时隙开销，避免脉冲包转发冲突；预留包可在脉冲时隙或预留时隙发送，进一步提高时隙利用率，降低网络开销；时隙申请采用两轮交互模式，提高时隙申请成功率，同时采用间隔时隙申请法，降低了时隙申请冲突的可能性，时隙呈分布式分散在整个时帧中，可及时转发数据包，较集中式分布有效降低了端到端时延，两跳外时隙可复用，提高时隙利用率。
93.为了更好实施本发明实施例中的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配，在基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配基础之上，对应的，请参阅图9，图9为本发明提供的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配装置的一实施例的结构示意图，本发明实施例提供了一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配装置900，包括：
94.信息获取模块901，用于由脉冲源发起泛洪，通过协同中继以使组网内各节点获取自身至脉冲源的跳数信息，及通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息；
95.规则建立模块902，用于基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发；
96.时隙优化模块903，用于确定组网内需要进行数据传输的传输节点，并基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化。
97.这里需要说明的是：上述实施例提供的装置900可实现上述各方法实施例中描述的技术方案，上述各模块或单元具体实现的原理可参见上述方法实施例中的相应内容，此处不再赘述。
98.本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
99.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，包括：由脉冲源发起泛洪，通过协同中继以使组网内各节点获取自身至脉冲源的跳数信息，及通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息；基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发；确定组网内需要进行数据传输的传输节点，并基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化。2.根据权利要求1所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述组网内各节点获取自身至脉冲源节点的跳数信息，包括：脉冲源发起泛洪，组网内各节点根据接收到广播包的时间确定距脉冲源节点的跳数信息，其中，每一节点在第一次接收数据包时隙的下一时隙转发该广播包。3.根据权利要求1所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息，包括：组网内各节点依次发送hello数据包至邻居节点进行邻居交互，其中，所述hello数据包包括一跳邻居信息及每一节点距离脉冲源的跳数信息；在经过两轮邻居交互后，组网内各节点获得两跳内的邻居节点信息。4.根据权利要求1所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发，包括：基于脉冲源两跳内的邻居信息为脉冲源的子节点和孙子节点划分时隙，获得基于时隙排序的生成树，并将所述基于时隙排序的生成树随脉冲源发起周期性脉冲的脉冲数据包发送至脉冲源的邻居节点；各节点获得到脉冲源的路由，基于各邻居节点两跳邻居信息及该节点距脉冲源的跳数信息，为脉冲源的孙子节点重新划分时隙，并根据基于时隙排序的生成树，在各邻居节点自身所在时隙内转发所述脉冲数据包至下一邻居节点。5.根据权利要求1所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化，包括：根据所述时隙生成树确定传输节点可用的预留时隙；若所述传输节点为需要数据传输或入网的节点，在所述传输节点可用的预留时隙发送预留数据包至脉冲源，并令在该路由路径上的其他节点在自身预留时隙内转发所述预留数据包。6.根据权利要求1所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述方法还包括：组网内各节点基于邻居节点信息，完成资源自主协商的动态分配。7.根据权利要求6所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述组网内各节点基于邻居节点信息，完成资源自主协商的动态分配，具体包括：根据本地时隙表按照预设的时隙分配规则对邻居节点申请的时隙归属进行仲裁，以按
需申请未占用时隙，其中，所述时隙呈分布式；在各节点自身所在时隙内转发脉冲数据包至邻居节点时，各邻居节点根据收到脉冲数据包更新本地时隙表，其中，所述脉冲数据包中包括各节点自身的数据时隙申请表；根据各节点与邻居节点之间脉冲数据包的交互，调整竞争失败的时隙，并将新的数据时隙申请表随预留数据包发送给邻居节点，以使邻居节点根据本地信息进行仲裁，发送回应数据包给节点；若各节点成功占用时隙，则在数据帧进行数据传输，若各节点未成功占用时隙，则释放冲突时隙。8.根据权利要求1所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述方法还包括：采用侦听方式优化路由，并发送时隙竞争冲突信息至各节点。9.根据权利要求8所述的基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配方法，其特征在于，所述采用侦听方式优化路由，并发送时隙竞争冲突信息至各节点，具体包括：各节点通过侦听并回应邻居节点优化路由路径；若各节点侦听到预留数据包中的数据时隙申请表与该节点自身的数据时隙申请表存在时隙竞争冲突，发送回应数据至邻居节点，以使邻居节点释放冲突时隙。10.一种基于二层主被动结合pulse路由协议的时隙分配装置，其特征在于，包括：信息获取模块，用于由脉冲源发起泛洪，通过协同中继以使组网内各节点获取自身至脉冲源的跳数信息，及通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息；规则建立模块，用于基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发；时隙优化模块，用于确定组网内需要进行数据传输的传输节点，并基于所述传输节点发起寻路，以根据所述时隙生成树进行时隙优化。

技术总结
本发明涉及一种基于二层主被动结合Pulse路由协议的时隙分配方法及装置，方法包括：由脉冲源发起泛洪，通过协同中继以使组网内各节点获取自身至脉冲源的跳数信息，及通过邻居交互各节点获得两跳内的邻居节点信息；基于各节点至脉冲源的跳数信息，及各节点两跳内的邻居节点信息，建立以脉冲源为中心节点的时隙划分规则，并生成时隙生成树，脉冲源发起周期性脉冲，各节点获得到脉冲源的路由并根据时隙生成树转发；确定组网内需要进行数据传输的传输节点，并基于传输节点发起寻路，以根据时隙生成树进行时隙优化。本发明通过时隙复用的方式降低组网路由所需要的时隙资源开销，网络规模越大所需的时隙比例越少、效果越好。效果越好。效果越好。


技术研发人员：杜宝杰 赵佳 杨爽
受保护的技术使用者：武汉中元通信股份有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/8/13