無線傳感網有TDMA 和CSMA 兩種基本的MAC 協議方案。欣仰邦LoRa技術實現TDMA算法組網系統,LoRa-TDMA的優點是:低成本實現小規模組網。
基于TDMA的MAC協議實現信道分配的機制簡單成熟,它沒有CSMA競爭機制的碰撞和重傳問題,而是為無線傳感器網絡中每個節點分配獨立的時隙用于數據發送或接收TDMA信號的前導字和CZT(chirp z-transform)算法的高頻率分辨率特性,設計了適于低信噪比信號的寬范圍載波同步改進算法。
數據傳輸時不需要過多的控制信息,且節點在空閑時能夠及時進入睡眠狀態.因而在節點無移動且網絡部署情況已知的場景,采用TDMA 方式進行通信,可避免信道沖突以及沖突引起的丟包和能量損耗;
TDMA信號的前導字進行數據輔助(DA)型載波同步,有效地縮小了低信噪比信號的頻偏范圍;再利用CZT算法進一步縮小頻偏范圍,最后利用非數據輔助型(NDA)自相關函數法得到精確的載波頻偏。改進算法的計算復雜度略高于寬范圍自相關函數法,而遠低于寬范圍LR算法。通過仿真比較,改進算法對低信噪比(SNR)環境(3-6dB)中的信號具有良好且穩定的估計性能。保證數據傳輸的實時性和可靠性;令節點在不工作期間進入睡眠狀態,以保存能量.這些特點很適合無線傳感網中的節能要求.
根據時分多址(TDMA)系統的同步特征,利用TDMA運動目標準周期性信號的到達時間,提出了3種在三站時差定位系統中實現目標定位的算法。固定TDMA分配算法能夠保證節點數據發送的公平性,但不可能針對當前業務和網絡狀態進行時隙預留分配,很難實現差別服務和提供支持QoS(服務質量)的機制采用目標運動分析的方法,對TDMA目標位置的可觀測性進行分析,提出了目標運動分析時差定位算法,利用目標航跡上多個位置的時差實現目標的定位。適用于TTNT(戰術瞄準網絡技術)數據鏈通信系統的動態TDMA時隙分配算法,在高負載的網絡環境下,這種算法加入了優先級機制并根據業務量輕重對各節點采取不同的發送策略,對時隙有較高利用率,提高了Ad Hoc(自組織網)網絡系統吞吐量。運用目標運動分析測距算法,提出了測距與傳統時差定位和目標運動分析時差定位相結合的兩種定位算法。3種定位算法充分利用了目標的運動特性,提高了TDMA目標的定位精度,避免了傳統時差定位算法中的多解和無解現象。
時分多址(TDMA)系統是一種周期性的突發通信方式。對于通信偵察方,TDMA信號的解調要完成對突發信號的檢測、TDMA信號的載波同步和符號同步。
該算法以一種新穎的方式在固定TDMA的基礎上疊加了優先級競爭機制,既有最差性能保障,又有較高信道利用率。通過采用一種特殊的幀結構,欣仰邦LoRa-TDMA算法還可以避免信令分組的碰撞,是一種有效而又可靠的廣播動態時隙分配TDMA算法。仿真結果表明,無論在吞吐量還是遲延方面表現出更好的性能。
本方案是對無線傳感網的MAC協議方案進行的設計. TDMA 調度方案在時隙分配上,采用依據即時信息,動態改變幀長的方式,提高了信道利用率;在調度方法上,采用計數器管理方式,簡化了調度復雜性,節約了能量的消耗。同時,它合適LoRa的數據傳輸量特性:網絡容量有限,延時隨節點數目線性增長。如下圖所示,當N=10時,某節點需要等待(10 x slot)時長,才允許上報;當N=100時,則需要等待(100 x slot)時長,才允許上報。
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