包含運動節點的競爭信道水聲網絡多節點並行通信方法與流程
2023-05-18 16:42:52 1
本發明涉及水聲通信領域，特別涉及一種包含運動節點的競爭信道水聲網絡多節點並行通信方法。
背景技術：
：水聲通信網絡在水下勘探、水下石油開採、戰術監控、汙染監測、海嘯預警、輔助導航、生態監控等方面有著廣泛的用途，但由於水聲信道具有頻帶窄、時延長、能量受限等特點，因此陸上的組網技術用於水下時效率會顯著下降，需要針對水聲環境的特點修改或重新設計組網協議。在典型的水聲網絡應用中，一個水下網絡常常由若干個位置相對固定的靜態傳感節點和少數可自主移動的運動節點(如AUV等)共同構成，其信道的共享方式主要可以分為固定分配信道和競爭使用信道兩種。固定分配信道的方式將整個通信的頻譜資源劃分為多個信道，固定分配給節點單獨使用。這種信道的使用方式可以避免衝突的發生，也無需握手等交互，適用於各節點持續有數據發送的場合，但對於突發數據的傳輸效率不高，並且當網絡節點的增加超出預期時信道的分配不夠靈活，不利於運動節點的管理。在競爭使用信道的方式中，用戶通過競爭獲取信道的使用權，並在一定時間內獨佔所有的帶寬，可以較好地滿足突發數據傳輸的要求，且當網絡節點數量發生變化時信道的分配也較為簡單，很適合用於具有運動節點的場合，但在多個節點同時有數據要發送時，需要使用專門的技術來決定信道的使用權，以避免衝突的發生。握手是競爭使用信道方式中最常用的一種衝突避免技術，CSMA、MACA和FAMA等常用的水聲網絡媒體接入控制協議中均採用了握手機制，但由於水聲信道中時延很長，現有技術存在著以下的不足：(1)信道利用率低。一個傳輸周期通常包括握手、數據傳輸、傳輸結束三個階段。由於聲波在水中的傳播速度低，握手階段中節點間的信息交互通常需要較長的時間才能完成。而現有基於握手的水聲網絡媒體接入控制協議中每個傳輸周期只允許一對節點通信，使得握手階段耗時在整個傳輸周期中佔有較大的比例，有效數據傳輸時間所佔比例小，降低了信道的利用率。(2)多節點通信時平均時延長。在現有基於握手的水聲媒體接入控制協議中，由於每個傳輸周期只允許一對節點通信，因此多對節點需要輪流進入各自的傳輸周期才能完成傳輸，即當前一對節點傳輸完畢後，新的一對節點需要重新進行握手、傳輸數據及結束傳輸的過程，需要較長的時間才能完成多節點之間的通信。為了解決上述問題，中國發明專利CN201410714302中提供了一種適用於競爭信道水聲網絡的多節點快速通信方法，可以讓水聲網絡中的多個節點在同一個傳輸周期內並行批量傳輸數據而不發生衝突，能有效地提高信道的利用效率，減少通信的平均時延，但該方法只針對所有節點均為靜態節點的網絡，不能很好地適應包含運動節點的水下應用的需求。技術實現要素：針對現有技術的不足，本發明提供了一種包含運動節點的競爭信道水聲網絡多節點並行通信方法，該方法根據各節點的位置和速度信息來安排源節點的數據發送時刻，使得水聲網絡能在同一個傳輸周期內實現多組節點數據的無衝突並行傳輸，能有效地提高信道的利用效率，減少通信的平均時延，可以廣泛用於各種包含運動節點的水聲通信網、水聲傳感網等場合。本發明提供的包含運動節點的競爭信道水聲網絡多節點並行通信方法，包含以下步驟：步驟1：布放靜態節點，由靜態節點組建水聲通信網絡，並根據靜態節點布放的位置建立坐標系統，確定所有靜態節點的坐標。步驟2：運動節點進入水聲通信網絡的通信範圍後，確定本節點當前相對上述坐標系統的位置及速度矢量，並在信道空閒時向其他節點廣播加入網絡信令，其他節點接收到該信令後，記錄新增的運動節點。步驟3：當節點有數據需要發送時，在新的傳輸周期參與信道的競爭，根據本節點的當前位置和速度矢量，以及本次傳輸周期中比本節點優先級更高的源節點和目的節點的位置、速度矢量和待發送數據的長度，計算本節點可以無衝突地發送數據至相應目的節點的時刻，並在該時刻發送數據。步驟4：當運動節點需要退出網絡時，在信道空閒時向其他節點廣播退出網絡信令，其他節點接收到該信令後，刪除所記錄的上述運動節點的信息。上述步驟3中，每個傳輸周期包含握手、傳輸、結束三個階段，具體步驟如下：步驟3.1：當信道空閒且有至少1個節點需要發送數據時，網絡進入握手階段。需要發起通信的節點廣播RTS信令，相應的目的節點若同意通信，則廣播回復CTS信令，直至在預設的時間內再無新的RTS和CTS信令發出，握手階段結束。所有RTS和CTS信令中包含該RTS或CTS信令發送的時刻，RTS中包含待發送數據的長度，若移動節點作為源節點或目的節點時，其RTS或CTS信令中還包含上述移動節點的當前位置和速度矢量。每個節點偵聽並記錄本次傳輸周期中所有成功握手的源節點和相應的目的節點。步驟3.2：握手階段結束後，網絡進入傳輸階段，每個需要發送信息的節點按優先級順序，根據本節點的位置和速度矢量，以及本次傳輸周期網絡中比本節點優先級更高的源節點和目的節點的位置、速度矢量和待發送數據的長度，計算本節點可以無衝突地發送數據至相應目的節點的時刻並計時，計時至該時刻後，向相應目的節點發送數據。上述靜態節點的位置為網絡部署時該節點的位置，其速度矢量為0。步驟3.3：當所有節點的數據發送完畢後，網絡進入結束階段，每個接收到數據的目的節點按優先級順序，根據本節點的位置和速度矢量，以及本次傳輸周期網絡中比本節點優先級更高的源節點和目的節點的位置、速度矢量和ACK或NACK信令的長度，計算本節點可以無衝突發送ACK或NACK信令至相應源節點的時刻並計時，計時至該時刻後，接收數據正確的目的節點向相應的源節點發送ACK信令，接收數據有錯誤的目的節點向相應的源節點發送NACK信令。上述靜態節點的位置為網絡部署時該節點的位置，其速度矢量為0，ACK和NACK信令具有相同的長度。當最後一個目的節點發送完ACK或NACK信令後，經過預設的時間，本傳輸周期結束。上述的步驟3.2中，每個節點發送數據的時刻採用以下方法計算：步驟3.2.1：優先級最高的源節點s1以最後一個CTS信令中的時間標籤為傳輸階段的0時刻，經過預設時間後開始發送數據，其中Dmax為水聲網絡任意兩節點間數據傳播的最大延時，為預設的延時。上述CTS信令中的時間標籤為該CTS信令發送的時刻。步驟3.2.2：以最後一個CTS信令中時間標籤為傳輸階段的0時刻，優先級為i的源節點si按式(1)順次計算出優先級為2～i的所有源節點發送數據的時刻，並在Tidata時刻發送數據給相應的目的節點diTidata=argminTidata{Tidata+Pidata+Dsidi(Tidata+Pidata)}+Cdatas.t.Tidata+Dsidi(Tidata)Tjdata+Pjdata+Dsjdi(Tidata+Pidata)andTidata+Dsidj(Tidata)Tjdata+Pjdata+Dsjdj(Tjdata+Pjdata),j=1~i-1---(1)]]>其中Tidata為第i個源節點發送數據的時刻，Pidata為第i個源節點發送數據包的持續時間，Cdata為預設的保護時間，為源節點sk(k＝1～i)在t時刻發送的數據傳輸到目的節點dl(l＝1～i)的時延，採用下式計算Dskdl(t)=-Bkl(t)-Bkl2(t)-4AklCkl(t)2Akl---(2)]]>其中Akl=|vdl|2-c2Bkl(t)=-2((p0sk+vskt)-(p0dl+vdlt))TvdlCkl(t)=|(p0sk+vskt)-(p0tl+vdlt)|2---(3)]]>式(3)中和分別為源節點sk和目的節點dl在傳輸階段0時刻的位置，和分別為源節點sk和目的節點dl的速度矢量，c為聲波在水中的傳播速度。上述步驟3.2.2中，Tidata採用以下方法計算：步驟3.2.2.1：設置Tidata的搜索範圍和搜索步長其中N為搜索的點數；步驟3.2.2.2：令代入下式並計算J(Ti,ldata)=Ti,ldata+Pidata+Dsidi(Ti,ldata+Pidata)---(4)]]>步驟3.2.2.3：所有中，令式(4)取值最小且滿足式(1)約束條件的即為Tidata近似值。上述的步驟3.3中，每個節點開始接收ACK或NACK的時刻和結束接受ACK或NACK的時刻採用以下的方法計算：步驟3.3.1：優先級最高的目的節點d1以信道中最後一個數據包中時間標籤為結束階段的0時刻，經過預設時間後開始發送ACK或NACK信令，其中Dmax為水聲網絡任意兩節點間數據傳播的最大延時，為預設的延時。上述數據包中的時間標籤為該數據包發送的時刻。步驟3.3.2：以最後一個數據包中時間標籤為結束階段的0時刻，優先級為i的目的節點di按式(5)順次計算出優先級為2～i的所有目的節點發送ACK或NACK信令的時刻，並在Tiack時刻發送ACK或NACK信令給相應的源節點si：Tiack=argminTiack{Tiack+Piack+Ddisi(Tiack+Piack)}+Cacks.t.Tiack+Ddisi(Tidata)Tjack+Pjack+Ddjsi(Tiack+Piack)andTiack+Ddisj(Tidata)Tjack+Pjack+Ddjsj(Tjdata+Pjdata),j=1~i-1---(5)]]>其中Tiack為優先級為i的目的節點發送ACK或NACK信令的時刻，Piack為優先級為i的目的節點發送的ACK或NACK信令持續時間，Cack為預設的保護時間，為ACK或NACK信令從目的節點dl(l＝1～i)傳輸到源節點sk(k＝1～i)的時延，採用下式計算Ddlsk(t)=-Blk(t)-Blk2(t)-4AlkClk(t)2Alk---(6)]]>其中Alk=|vsk|2-c2Blk(t)=-2((p0dl+vdlt)-(p0sk+vskt))TvskClk(t)=|(p0sk+vskt)-(p0dl+vdlt)|2---(7)]]>式(7)中和分別為源節點sk和目的節點dl在結束階段0時刻的位置，和分別為源節點sk和目的節點dl的速度矢量，c為聲波在水中的傳播速度。上述步驟3.3.2中，Tiack採用以下方法計算：步驟3.3.2.1：設置Tiack的搜索範圍和搜索步長其中N為搜索的點數；步驟3.3.2.2：令代入下式並計算J(Ti,lack)=Ti,lack+Piack+Dsidi(Ti,lack+Piack)---(8)]]>步驟3.3.2.3：所有中，令式(8)取值最小且滿足式(5)約束條件的即為Tiack近似值。上述包含運動節點的競爭信道水聲網絡多節點並行通信方法，結束階段目的節點不發送ACK或NACK信令，最後一個數據包發送後，經過預設的一段時間，本傳輸周期結束。與現有技術相比，本發明具有如下優點和技術效果：1、信道利用率高，多節點通信時平均時延短。本發明通過合理安排每個源節點的數據發送時刻，在保證目的節點能無混疊地接收相應源節點的數據且不影響其他節點正確接收數據的前提下，允許同一傳輸周期內多對節點的並行通信，有效地減少了多節點通信中用於握手的時間比例，提高了信道的利用率，也顯著地減少了通信的平均等待時間。2、適應多種應用場景。本發明提供的水聲網絡多節點並行通信方法，可以應用於包含或不包含運動節點的水聲通信網絡，與中國發明專利CN201410714302相比適用的應用場景更多。3、對網絡節點數量的動態變化具有很好的適應性，突發數據傳輸效率高。在現有的水聲網絡通信協議中，節點間的並行通信基本都需要採用固定分配信道的方式來完成，網絡節點的增加超出預期時信道的分配不夠靈活，不利於運動節點的管理，並且對突發數據的傳輸效率不高，容易造成通信資源的浪費。本發明提供的水聲網絡多節點並行通信方法是基於競爭信道的方式，因此在網絡節點數量發生變化時信道的分配也較為簡單，很適合用於具有運動節點的場合，並且更適應突發數據的傳輸。附圖說明圖1為本發明實施例的主流程圖。圖2為本發明實施例一個傳輸周期的流程圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施步驟作進一步的說明，但本發明的實施方式不限於此，以下若有未特別詳細說明之過程，均是本領域技術人員可參照現有技術實現的。本發明實施例為一個具有6個節點的水聲通信網絡，包含3個靜止節點A、B、C和3個運動節點D、E、F，各個節點之間的通信方式為全方向、半雙工，通信所用的帶寬為6KHz，水下聲速為1500m/s，網絡中所有節點均能監聽到其他節點的信號，各節點具有同步的時鐘信號。當網絡中有N(1≤N≤3)個節點需要發送數據時，如果採用現有的基於握手的水聲網絡媒體接入控制協議，則每個傳輸周期只有一對節點可以相互通信，那麼N個節點需要N個傳輸周期才能完成信號傳輸，這樣不僅信道利用率低，而且通信時延大。本發明實施例中，N個節點可以在同一個傳輸周期內並行傳輸數據而不發生衝突，從而能夠有效地提高信道利用率和減少通信平均時延。本發明實施例中，採用以下步驟來實現多節點的通信，其主流程如圖1所示：步驟1：布放靜態節點，由靜態節點組建水聲通信網絡，並根據靜態節點布放的位置建立坐標系統，確定所有靜態節點的坐標。上述實施例中，首先布放靜態節點A、B、C，並由這三個節點構成全連通結構的水聲通信網絡，然後根據A、B、C布放的位置建立坐標系統，確定所有靜態節點的坐標。在本實施例中，以節點A和節點B的中點為原點建立坐標系統，A、B、C的坐標分別為(xA,yA,zA)，(xB,yB,zB)，(xC,yC,zC)。步驟2：運動節點進入水聲通信網絡的通信範圍後，確定本節點當前相對上述坐標系統的位置及速度矢量，並在信道空閒時向其他節點廣播加入網絡信令，其他節點接收到該信令後，記錄新增的運動節點。以運動節點D加入靜態節點A、B、C構成的網絡為例，當節點D進入網絡的通信範圍(即與靜態節點A、B、C均能雙向通信的距離範圍)後，通過主動或被動定位的方法確定本節點在水聲網絡中的位置和速度矢量，並在信道空閒時向節點A、B、C廣播加入網絡信令。節點A、B、C收到該信令後，在本地記錄的網絡節點表中記錄新增的運動節點D。步驟3：當節點有數據需要發送時，在新的傳輸周期參與信道的競爭，根據本節點的當前位置和速度矢量，以及本次傳輸周期中比本節點優先級更高的源節點和目的節點的位置、速度矢量和待發送數據的長度，計算本節點可以無衝突地發送數據至相應目的節點的時刻，並在該時刻發送數據，其流程如圖2所示。上述實施例中，每個傳輸周期包含握手、傳輸、結束三個階段，以節點A、D、E分別向節點B、C、F發送數據為例，在新的傳輸周期開始後，節點A、D、E參與信道競爭，並採用以下方法進行數據的傳輸：步驟3.1：當信道空閒且有至少1個節點需要發送數據時，網絡進入握手階段。需要發起通信的節點廣播RTS信令，相應的目的節點若同意通信，則廣播回復CTS信令，直至在預設的時間內再無新的RTS和CTS信令發出，握手階段結束。所有RTS和CTS信令中包含該RTS或CTS信令發送的時刻，RTS中包含待發送數據的長度，若移動節點作為源節點或目的節點時，其RTS或CTS信令中還包含上述移動節點的當前位置和速度矢量。每個節點偵聽並記錄本次傳輸周期中所有成功握手的源節點和相應的目的節點。上述實施例中，節點A、D、E先偵聽信道，在信道空閒時廣播RTS信令，並在RTS中包含該RTS發送的時刻和待發送數據的長度，其中運動節點D、E發送的RTS信令中還包含該節點的當前位置和速度矢量。節點B、C、F同意與A、D、E通信時，廣播回復CTS信令，CTS信令中包含時間標籤，其中運動節點F的CTS信令中還包含F當前的位置和速度矢量。各節點每檢測到一個CTS信令即從0開始計時，當計時時間大於預設的時間D＝Dmax(Dmax為網絡中任意兩節點的最大傳輸時延)時，握手階段結束，每個節點記錄本次傳輸周期中成功握手的源節點和目的節點對A和B，D和C，E和F，上述實施例中分別以(s1,d1)、(s2,d2)、(s3,d3)來表示。步驟3.2：握手階段結束後，網絡進入傳輸階段，每個需要發送信息的節點按優先級順序，根據本節點的位置和速度矢量，以及本次傳輸周期網絡中比本節點優先級更高的源節點和目的節點的位置、速度矢量和待發送數據的長度，計算本節點可以無衝突地發送數據至相應目的節點的時刻並計時，計時至該時刻後，向相應目的節點發送數據。上述靜態節點的位置為網絡部署時該節點的位置，其速度矢量為0。上述實施例中，預先確定的節點發送數據的優先級為A>D>E，即s1>s2>s3。在另一些實施例中，也可以採用按RTS發送時間先後順序來確定節點的優先級。確定節點的優先級後，節點A、D、E發送數據的時刻採用以下方法計算：步驟3.2.1：優先級最高的源節點s1以最後一個CTS信令中的時間標籤為傳輸階段的0時刻，經過預設時間後開始發送數據，其中Dmax為水聲網絡任意兩節點間數據傳播的最大延時，為預設的延時。上述CTS信令中的時間標籤為該CTS信令發送的時刻。上述實施例中，s1為節點A。步驟3.2.2：以最後一個CTS信令中時間標籤為傳輸階段的0時刻，優先級為i的源節點si按式(9)順次計算出優先級為2～i的所有源節點發送數據的時刻，並在Tidata時刻發送數據給相應的目的節點diTidata=argminTidata{Tidata+Pidata+Dsidi(Tidata+Pidata)}+Cdatas.t.Tidata+Dsidi(Tidata)Tjdata+Pjdata+Dsjdi(Tidata+Pidata)andTidata+Dsidj(Tidata)Tjdata+Pjdata+Dsjdj(Tjdata+Pjdata),j=1~i-1---(9)]]>其中Tidata為第i個源節點發送數據的時刻，Pidata為第i個源節點發送數據包的持續時間，Cdata為預設的保護時間，為源節點sk(k＝1～i)在t時刻發送的數據傳輸到目的節點dl(l＝1～i)的時延，採用下式計算Dskdl(t)=-Bkl(t)-Bkl2(t)-4AklCkl(t)2Akl---(10)]]>其中Akl=|vdl|2-c2Bkl(t)=-2((p0sk+vskt)-(p0dl+vdlt))TvdlCkl(t)=|(p0sk+vskt)-(p0tl+vdlt)|2---(11)]]>式(11)中和分別為源節點sk和目的節點dl在傳輸階段0時刻的位置，和分別為源節點sk和目的節點dl的速度矢量，c為聲波在水中的傳播速度。上述實施例中，節點D為s2，首先計算節點A發送數據的時刻T1data，然後根據式(9)計算本節點發送數據的時刻式中i＝2，s1為節點A，d1為節點B，d2為節點C，節點A、B和C為靜態節點，其初始位置為布放時的位置(xA,yA,zA)、(xB,yB,zB)和(xC,yC,zC)，速度矢量為0。節點D為運動節點，其初始位置用下式計算：p0D=pRTSD+vD(t0-tRTSD)---(12)]]>其中為D在傳輸階段0時刻的位置，為D所發送的RTS包中記錄的位置，t0、分別為本傳輸周期最後一個CTS包的時間標籤和D所發送RTS包的時間標籤，vD為D的速度矢量。節點E為s3，首先按順序計算節點A和D發送數據的時刻T1data和然後根據式(9)計算本節點發送數據的時刻式中i＝3，s1為節點A，d1為節點B，s2為節點D，d2為節點C，d3為節點F。節點A、B和C為靜態節點，其初始位置為布放時的位置(xA,yA,zA)、(xB,yB,zB)和(xC,yC,zC)，速度矢量為0。節點D、E和F為運動節點，D的初始位置用式(12)計算，E和F的初始位置用下式計算：p0E=pRTSE+vE(t0-tRTSE)---(13)]]>p0F=pCTSF+vF(t0-tCTSF)---(14)]]>其中和為E和F在傳輸階段0時刻的位置，和為E和F所發送的RTS和CTS包中記錄的位置，t0、分別為本傳輸周期最後一個CTS包的時間標籤、E和F所發送RTS和CTS包的時間標籤，vE和vF為E和F的速度矢量。式(9)為非線性的約束優化問題，為了簡化計算，上述實施例中採用以下方法對Tidata進行求解：步驟3.2.2.1：設置Tidata的搜索範圍和搜索步長其中N為搜索的點數；步驟3.2.2.2：令代入下式並計算J(Ti,ldata)=Ti,ldata+Pidata+Dsidi(Ti,ldata+Pidata)---(15)]]>步驟3.2.2.3：所有中，令式(15)取值最小且滿足式(9)約束條件的即為Tidata近似值。步驟3.3：當所有節點的數據發送完畢後，網絡進入結束階段，每個接收到數據的目的節點按優先級順序，根據本節點的位置和速度矢量，以及本次傳輸周期網絡中比本節點優先級更高的源節點和目的節點的位置、速度矢量和ACK或NACK信令的長度，計算本節點可以無衝突發送ACK或NACK信令至相應源節點的時刻並計時，計時至該時刻後，接收數據正確的目的節點向相應的源節點發送ACK信令，接收數據有錯誤的目的節點向相應的源節點發送NACK信令。上述靜態節點的位置為網絡部署時該節點的位置，其速度矢量為0，ACK和NACK信令具有相同的長度。當最後一個目的節點發送完ACK或NACK信令後，經過預設的時間，本傳輸周期結束。上述實施例中，當所有節點檢測到最後一個源節點E的數據包發送完畢後，網絡進入結束階段，目的節點按源節點的優先級順序，即優先級B>C>F，向源節點A、D、E發送ACK或NACK信令。B、C、F發送ACK或NACK的時刻採用以下的方法計算：步驟3.3.1：優先級最高的目的節點d1以信道中最後一個數據包中時間標籤為結束階段的0時刻，經過預設時間後開始發送ACK或NACK信令，其中Dmax為水聲網絡任意兩節點間數據傳播的最大延時，為預設的延時。上述數據包中的時間標籤為該數據包發送的時刻。上述實施例中，d1為節點B。步驟3.3.2：以最後一個數據包中時間標籤為結束階段的0時刻，優先級為i的目的節點di按式(16)順次計算出優先級為2～i的所有目的節點發送ACK或NACK信令的時刻，並在Tiack時刻發送ACK或NACK信令給相應的源節點si：Tiack=argminTiack{Tiack+Piack+Ddisi(Tiack+Piack)}+Cacks.t.Tiack+Ddisi(Tidata)Tjack+Pjack+Ddjsi(Tiack+Piack)andTiack+Ddisj(Tidata)Tjack+Pjack+Ddjsj(Tjdata+Pjdata),j=1~i-1---(16)]]>其中Tiack為優先級為i的目的節點發送ACK或NACK信令的時刻，Piack為優先級為i的目的節點發送的ACK或NACK信令持續時間，Cack為預設的保護時間，為ACK或NACK信令從目的節點dl(l＝1～i)傳輸到源節點sk(k＝1～i)的時延，採用下式計算Ddlsk(t)=-Blk(t)-Blk2(t)-4AlkClk(t)2Alk---(17)]]>其中Alk=|vsk|2-c2Blk(t)=-2((p0dl+vdlt)-(p0sk+vskt))TvskClk(t)=|(p0sk+vskt)-(p0dl+vdlt)|2---(18)]]>式(18)中和分別為源節點sk和目的節點dl在結束階段0時刻的位置，和分別為源節點sk和目的節點dl的速度矢量，c為聲波在水中的傳播速度。上述實施例中，節點C為d2，首先計算節點B發送ACK或NACK信令的時刻T1ack，然後根據式(16)計算本節點發送數據的時刻式中i＝2，s1為節點A，d1為節點B，s2為節點D，節點A、B和C為靜態節點，其初始位置為布放時的位置(xA,yA,zA)、(xB,yB,zB)和(xC,yC,zC)，速度矢量為0。節點D為運動節點，其初始位置用下式計算：p0D=pRTSD+vD(t0′-tRTSD)---(19)]]>其中為D在結束階段0時刻的位置，為D所發送的RTS包中記錄的位置，t′0、分別為本傳輸周期最後一個數據包的時間標籤和D所發送RTS包的時間標籤，vD為D的速度矢量。節點F為d3，首先按順序計算節點B和C發送ACK或NACK信令的時刻T1ack和然後根據式(16)計算本節點發送ACK或NACK信令的時刻式中i＝3，s1為節點A，d1為節點B，s2為節點D，d2為節點C，s3為節點E。節點A、B和C為靜態節點，其初始位置為布放時的位置(xA,yA,zA)、(xB,yB,zB)和(xC,yC,zC)，速度矢量為0。節點D、E和F為運動節點，D的初始位置用式(19)計算，E和F的初始位置用下式計算：p0E=pRTSE+vE(t0′-tRTSE)---(20)]]>p0F=pCTSF+vF(t0′-tCTSF)---(21)]]>其中和為E和F在結束階段0時刻的位置，和為E和F所發送的RTS和CTS包中記錄的位置，t′0、分別為本傳輸周期最後一個數據包的時間標籤、E和F所發送RTS和CTS包的時間標籤，vE和vF為E和F的速度矢量。式(16)為非線性的約束優化問題，為了簡化計算，上述實施例中採用以下方法對Tiack進行求解：步驟3.3.2.1：設置Tiack的搜索範圍和搜索步長其中N為搜索的點數；步驟3.3.2.2：令代入下式並計算J(Ti,lack)=Ti,lack+Riack+Dsidi(Ti,lack+Piack)---(22)]]>步驟3.3.2.3：所有中，令式(22)取值最小且滿足式(16)約束條件的即為Tiack近似值。步驟4：當運動節點需要退出網絡時，在信道空閒時向其他節點廣播退出網絡信令，其他節點接收到該信令後，刪除所記錄的上述運動節點的信息。以節點D退出網絡為例，節點D在信道空閒時向其他節點廣播退出網絡信令，其他節點接收到該信令後，將節點D從本地記錄的網絡節點表中刪除。在本發明的另一實施例中，結束階段目的節點不發送ACK或NACK信令，最後一個數據包發送後，經過預設的一段時間，本傳輸周期結束。當前第1頁1 2 3