基于全网时帧改变的TDMA Ad Hoc时隙分配协议

摘要

针对现有时帧可变的时隙分配协议所存在的平等性差问题,提出一种基于全网时帧改变的时隙分配协议(GASAP)。首先通过研究全网时帧改变的收敛时间,为GASAP设计时帧结构;然后采用"先集中分配再补充分配"方式为网络节点分配控制时隙,使全网时帧结构可随入网节点的数量而变化;另外为了提高协议的信道利用率,又增加了时隙复用过程;最后针对协议中根节点失效问题设计了重组网过程。在GASAP与其他时隙分配协议的对比仿真中,当网络负载未超过协议的传输带宽时,GASAP的端到端时延远小于统一时隙分配协议(USAP),当节点数量不满足2的幂次方时,GASAP的吞吐量大于基于二叉树的帧长可变的动态时隙分配协议(BDSAP),说明了GASAP具有良好的网络传输性能;另外对GASAP的时隙复用进行仿真,结果表明协议在多跳拓扑中的信道利用率比在单跳拓扑中更高;最后对GASAP在根节点失效后的性能进行仿真,失去根节点的网络只需0. 5 s后即可重新完成组网,说明GASAP也具备高效的抗毁能力。