北京邮电大学尉志青获国家专利权
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龙图腾网获悉北京邮电大学申请的专利一种数据传输方法、装置、网络架构的分簇方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114938526B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210472377.1,技术领域涉及:H04W28/26;该发明授权一种数据传输方法、装置、网络架构的分簇方法及装置是由尉志青;冯志勇;赵鑫茹;张平;邹滢滢;马昊;崔砚鹏设计研发完成,并于2022-04-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种数据传输方法、装置、网络架构的分簇方法及装置在说明书摘要公布了:本发明提供一种数据传输方法、装置、网络架构的分簇方法及装置,涉及通信技术领域。该方法包括:向第一主簇头节点发送资源预约请求;在接收到第一主簇头节点广播的包括资源分配信息的预约确认消息后,根据所述预约确认消息向第一主簇头节点和或第一副簇头节点发送通信数据。本发明的方案,通过在每个簇内设置副簇头节点负责簇内数据的转发,主簇头节点只需进行资源预约和簇间的数据转发,并且成员节点只需维持同一簇内的主簇头节点、副簇头节点以及一跳邻居成员节点的状态信息,无需维持簇内所有节点的状态信息。减轻了簇头节点的工作负载,解决了因簇内节点较多导致簇头节点处的网络流量较大时,造成网络架构整体吞吐量较低的问题。
本发明授权一种数据传输方法、装置、网络架构的分簇方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种数据传输方法,应用于第一成员节点,其特征在于,包括: 向第一主簇头节点发送资源预约请求;其中,每个簇包括:一个主簇头节点PCH、一个副簇头节点SCH以及至少一个成员节点CM;所述资源预约请求,包括:所述第一成员节点的ID、预约时隙个数以及第二成员节点的ID; 在接收到第一主簇头节点广播的包括资源分配信息的预约确认消息后,根据所述预约确认消息向第一主簇头节点和或第一副簇头节点发送通信数据,包括:根据所述预约确认消息判断所述至少一个第二成员节点是否为与所述第一成员节点属于同一簇的节点;若全部所述至少一个第二成员节点均为与所述第一成员节点属于同一簇的节点,则向所述第一副簇头节点发送通信数据;若所述至少一个第二成员节点均为与所述第一成员节点属于不同簇的节点,则向所述第一主簇头节点发送通信数据;若所述至少一个第二成员节点中既包括与所述第一成员节点属于同一簇的节点,又包括与所述第一成员节点属于不同簇的节点,则向第一主簇头节点和第一副簇头节点发送通信数据; 其中,所述第一主簇头节点为与所述第一成员节点属于同一个簇的节点;所述第一副簇头节点为与所述第一成员节点属于同一个簇的节点;所述资源分配信息是根据至少一个第二成员节点的状态信息以及所述第一副簇头节点的状态信息和或第一主簇头节点的状态信息确定的;所述第二成员节点为与所述第一成员节点属于相同簇或者不同簇的节点,且所述第二成员节点用于接收所述通信数据; 所述向第一主簇头节点发送资源预约请求,包括: 在第一预设频段的第一子信道上向所述第一主簇头节点发送所述资源预约请求; 所述根据所述预约确认消息向第一主簇头节点和或第一副簇头节点发送通信数据,包括: 根据所述预约确认消息,在所述第一预设频段上的第一子信道上向所述第一主簇头发送所述通信数据,和或,在第一预设频段的第二子信道上向所述第一副簇头节点发送所述通信数据; 其中,主簇头节点之间通过CSMA通信,设碰撞概率为,PCH的数据包到达概率为,稳态概率为,代表退避的状态,代表当前状态下的竞争窗口大小,满足的关系,为固定值,代表节点稳定状态; 则有转移概率: ; 对于不同状态有: ; 由全概率公式得: ; 推导得: ; 则节点处于发送状态的概率为: ; 其中,若节点总数量为N,分簇个数为M个,每个簇含有的节点数量为P个,成员节点数量为Q个,若每个簇的节点到达率为、节点密度为、节点相对簇头节点的移动速度为、簇的最大节点容量为、簇的广播大小为、节点相对簇头的通畅速度为,则有: 在节点到达率满足:,且节点密度满足,簇内平均节点数量满足:;其中,为帧长度; 则有:,其中,表示节点总数量N的平均值或者期望值; P=; Q=; 当簇内节点处于稳定状态,则: P=; 簇内通信采用的是副簇头节点SCH辅助的TDMA的方式,不会产生两个节点在同一时隙发送的情况,设预约成功、丢包的概率分别为、,设数据包成功传输的概率为,则用于计算网络架构中第一簇的簇内数据吞吐量的第一计算模型为,其中表示所述第一簇为簇: ; 其中,为SCH的数据传输期时间长度,为簇内通信数据包的平均长度,且: ; ; 对于第个PCH来说,每帧能够转发的数据量为CM发送给PCH的总数据量和传输期帧长两者中的最小值,即: ; 其中:; 为CM发送给PCH簇间数据包的概率,为发送的簇间数据包的平均大小; 对某个簇的节点来说,其簇外节点的数量为,满足: ; 则簇间发送的概率为: ; 当节点分布较均匀时,相邻簇的个数也趋于稳定,设相邻簇的个数为,则碰撞概率: ; 信道忙的概率: ; 数据包发送成功的概率: ; 簇头每一帧到达的包等效于在这一帧中到达的所有节点需要簇间转发的数据量,设到达率为,因此有: ; 考虑单个簇的簇间吞吐量,则用于计算第一簇与至少一个第二簇的簇间数据吞吐量的第二计算模型为: 。
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