多信道多址接入方法
2023-07-03 08:49:36
專利名稱：多信道多址接入方法
技術領域：
本發明涉及一種多信道多址接入方法，尤其是一種利用資源預約方式實 現自適應多信道多址接入的方法，屬於移動無線通信領域。
背景技術：
多址接入(或稱媒質接入控制)方法解決多個節點或用戶如何快速、 高效、公平、可靠地共享信道資源的問題。目前在移動無線通信網絡中直 接應用的信道分配方式一般採用隨機接入和按需接入方式。隨機接入的多址接入方法中，各節點基於載波偵聽的方式在多跳網絡 結構中共享無線廣播信道時出現了隱藏終端和暴露終端問題，使得多址性能大大降低，特別是當發送節點數和網絡業務量增大時，分組碰撞和重傳低了信道吞吐量，同時也出現了共享信道不公平的問題。按需分配的多址接入方法中，各節點根據業務情況申請信道資源，申請成 功後再使用信道資源。按照申請預約和分配信道方式的不同，按需分配的多址 接入方法又可分為基於隨機竟爭的方法和基於無衝突的方法兩類。基於隨機竟 爭的方法適合於突發性較強、傳輸消息較短類型的業務傳輸，但是，此方法在 申請預約部分仍然存在分組碰撞問題，隱藏終端的影響只是得到了減弱，並沒 有消除。基於無沖突的方法適合於一次接入建立後需要較長時間穩定傳輸的業務類型，可以提供很好的服務質量(QoS)保證，並且可以避免分組碰撞情況 發生，但許多節點不發送時，該方法會浪費大量的輪詢控制開銷。利用多信道和預約相結合的方式可以輔助短控制分組握手(如發送請 求/清除請求，簡稱RTS/CTS)類方法解決隱藏終端、暴露終端和侵入終端
問題，如信道跳變多址接入(CHMA)方法、跳預約多址接入(HRMA)方法、 多信道碰撞避免和分解的多址接入(CARMA-MC)方法和基於公共-發送信 道的帶碰撞避免的多址接入 (common-transmitter-based multiple access wi th col 1 is ion avoidance, 簡稱MACA-CT)方法。這些方法通常 採用在公共信道上隨機竟爭預約而在業務信道上傳輸業務的做法，雖然可 以徹底避免在業務信道上由於侵入終端而出現的碰撞，增大了暴露終端的 有效信道利用範圍，降低了隱藏終端的碰撞區間；但是信道跳變多址接入 方法和跳預約多址接入方法在發送相對於RTS/CTS分組較長的數據分組 時，跳變周期要足夠長才能完成，否則會造成通信中碰撞，這就需要很多 信道才能實現。CARMA-MC方法和MACA-CT方法中各節點在通信之前都必須 預先獲得自己的通信信道，並且為了避免通信(即傳輸業務分組)時出現 分組碰撞，兩跳之內的節點不能使用相同的通信信道，因此，這兩種方法 所需要的信道數目非常多甚至可能沒有足夠的合適信道滿足無碰撞要求； 並且當節點移動而出現使用相同信道的兩個節點相距兩跳之內時，需要這 兩個節點重新選擇通信信道。因此，上述利用多信道和預約相結合的方法 都存在不同程度的信道浪費問題。發明內容本發明的目的是針對現有的多址接入方法不能完全解決暴露終端、隱藏 終端和侵入終端問題，以及信道不能充分利用，存在不同程度信道浪費的缺陷， 提供一種多信道多址接入方法。為了實現上述目的，本發明一些實施例提供了一種多信道多址接入方法， 包括各節點監測公共信道，根據監測結果獲得所述節點的鄰節點的信道使 用情況；各節點根據其鄰節點信道使用情況選擇一個僅有一個鄰節點使用的
信道作為所述節點的發送信道；有業務分組發送的節點檢查或監測所述發送信道的狀態，並根據檢查或 監測結果指定相應的發送信道進行業務分組傳輸。所述節點選擇一個僅有一個鄰節點使用的信道作為所述節點的發送 信道之後檢查或監測所述發送信道的狀態之前還可以包括節點監測公共信道的狀態，當監測到公共信道為空閒狀態時，執行檢 查所述發送信道的狀態的步驟，具體包括步驟30、監測公共信道的狀態；步驟31、判斷公共信道是否空閒，是則執行步驟32;否則繼續執行30; 步驟32、隨機延遲一段設定的時間，在設定的時間內保持對公共信道 進行監測；步驟33、節點判斷所述公共信道是否仍為空閒，是則執行檢查或監測 所述發送信道的狀態的步驟；否則繼續執行30。此時，所述節點檢查或監測所述發送信道的狀態，並根據檢查或監測 結果指定相應的發送信道進行業務分組傳輸包括步驟34、節點檢查信道使用狀態表，查看當前發送信道的使用情況；步驟35、判斷該節點的發送信道是否空閒，是則執行步驟36;否則 執行步驟38;步驟36、節點在公共信道上發送發送預約分組，指定該節點的發送信 道為此次通信的發送信道，在指定發送信道上等待接收預約響應分組；步驟37、判斷是否成功收到接收節點的預約響應分組，是則在指定發 送信道上發送業務分組，執行步驟311，否則執行步驟30;步驟38、轉到所述節點的發送信道上監測所述節點發送信道的實際使 用情況；步驟39、判斷該發送信道是否已經空閒最大相關響應分組時間，是則 執行步驟36，否則執行步驟310;
步驟310、在公共信道上發送發送預約分組，指定接收節點的發送信 道作為此次通信的發送信道；並在公共信道等待接收預約響應分組，執行 步驟37。步驟311、判斷是否收到接收節點返回的確認分組，是則執行步驟312, 否則繼續執行步驟30; 步驟312、結束。上述技術方案中，多信道的使用可以使每個信道達到相應頻段的最大使 用帶寬，從而增加了總的利用帶寬；上述技術方案綜合了多信道和隨機預約方 式可以有效解決多跳網絡環境下出現的隱藏終端和暴露終端以及由於移動用 戶的移動而造成的侵入終端問題，使移動用戶在異步環境下靈活地預約信道， 所述異步的環境如由多個直接序列擴頻(DSSS)、跳頻(FH)信道實現的碼 分多址(Code Division Multiple Access,簡稱CDMA)和由多個頻帶區分的頻 分多址(Frequency Division Multiple Access,筒稱濯A )。對於CDMA 系統，由於各節點獲得的無衝突的信道一半以上是不工作的(當節點都能構 成通信節點對並且都在進行通信時，所用的信道才能達到一半)，因此可以 充分利用支持用戶數和處理增益互換的特性，並且CDMA系統中多址幹擾相對 來說不大，本發明所述的多信道多址接入方法應用於CDMA系統具有良好的通 信質量和靈活性。對於FDMA系統來說，技術的發展將使得每個信道達到相應 頻段的最大帶寬，因此本發明提供的實施例為自適應多信道多址接入方法， 與單信道多址接入方法相比具有更大的潛力和應用價值。與傳統的為每個節點分配一個信道的多信道多址接入方法不同，本發明 實施例中各節點不依賴於其他節點而自適應獲取信道，自適應獲取信道使得本 發明具有更強的通信靈活性。當節點移動出現三個以上鄰節點使用相同信道 時，可以重新選擇信道，這又非常適用於分布式的無線網絡環境。對於傳統的RTS/CTS對話協議， 一些情況將產生額外的/6並撞，如當一個 沒有聽到RTS/CTS對話的節點移動到正在通信的節點對的通信距離內(通常
稱為侵入終端)，它的RTS發送企圖將破壞正在進行的通信；同樣當一個節點 由於發送錯誤等原因沒有聽到CTS分組，那麼它的任何發送企圖將造成正在 進行的通信中斷。本發明各實施例因為將預約響應分組、業務分組的發送與 發送預約分組的發送在不同的信道上實現而完全消除^6並撞情況的發生。綜上所述，本發明提出的多信道多址接入方法可有效解決暴露終端及侵 入終端問題並同時消弱了隱藏終端問題。本發明各節點不依賴於其它節點而自 適應獲取信道，具有很好的碰撞避免特性，可有效提高網絡的信道利用率。 下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本發明多信道多址接入方法實施例流程圖； 圖2為本發明多信道多址接入方法中選擇發送信道的實施例流程圖； 圖3為本發明多信道多址接入方法中發送節點發送過程實施例流程圖； 圖4為本發明多信道多址接入方法中接收節點接收過程實施例流程圖； 圖5為本發明多信道多址接入方法中收發雙方交互過程實施例解析示意圖；圖6為暴露終端和隱藏終端實施例解析示意圖； 圖7為本發明多信道多址接入方法中與發送節點及接收節點使用相同 發送信道的第三節點處理過程實施例流程圖。
具體實施方式
為解決現有的隱藏終端和暴露終端問題以及由於節點的移動而造成的侵 入終端問題、進一步縮小發方和隱藏終端的發送碰撞時間， 一下實施例提供 了多信道多址接入方法，為描述方便，以下規定tm為業務分組的發送時間；tTR為發送預約(TR)分組的發送時間；tRR為預約響應(RR)分組的發送時間； "a為確i人(ACK)分組的發送時間； tp為信號傳播時延；tp眼為網絡中任兩個節點間最長的信號傳播時延；tn為收發轉換時間；t。bs為節點從其監測到信道空閒到其發起傳輸嘗試之間的最簡訊道空閒 )見測時間；tIP為從發送節點發完它的分組到它接收到接收節點立即響應的時間間 隔， 一般情況下，tIP=trt+2b，亦即發送節點最多在tIpmax=t"+2tPmax時可收到 節點的相關響應分組，t IP,即最大相關響應分組收到時間。下面通過圖l-圖7的實施方式對本發明多信道多址接入方法做詳細闡述。圖1為本發明多信道多址接入方法實施例流程圖。如圖l所示，本實施 例包括各節點監測公共信道，根據監測結果荻得節點的鄰節點的信道使用情況；各根據其鄰節點的信道使用情況選擇一個僅有一個鄰節點使用的信道作為所述節點的發送信道；有業務分組發送的節點檢查或監測所述發送信道的狀態，並根據檢查 或監測結果指定相應的發送信道進行業務分組傳輸。本實施例採用多信道預約接入和業務傳輸在信道上分離的方法，包括 監聽公共信道；檢查或監測發送信道；根據檢查或監測結果，指定相應發 送信道為此次通信發送信道進行業務分組傳輸。本實施例中多信道的使用 可以使每個信道達到相應頻段的最大使用帶寬，從而增加了總的利用帶寬， 為多信道多址接入的應用創造了良好的條件；上述技術方案綜合了多信道和 預約方式可以有效解決多跳網絡環境下出現的隱藏終端和暴露終端以及由於
移動用戶的移動而造成的侵入終端問題，使移動用戶在異步環境下靈活地預 約信道，與單信道多址接入方法相比具有更大的潛力和應用價值。本實施例各節點不依賴於其他節點而自適應獲取信道，自適應獲取信道 使得本發明具有更強的通信靈活性。當節點移動出現三個以上鄰節點使用相 同的發送信道時本發明的自適應獲取信道的方法可以重新選擇信道，這又非 常適用於分布式的無線網絡環境，同時，本發明各實施例因為將預約響應分 組、業務分組的發送與發送預約分組的發送在不同的信道上實現而完全消除 碰撞情況的發生。參見圖2,圖2為本發明多信道多址接入方法中選擇發送信道的實施例 流程圖。如圖2所示，本實施例包括步驟A、選取僅有一個鄰節點使用的信道該節點的發送信道，廣播信 道選擇控制(CS)分組；步驟B、判斷是否收到異議分組，是則執行步驟監測公共信道，根據 監測結果獲取本節點的鄰節點的信道使用情況的步驟，否則執行步驟C;步驟C、廣播最終的信道選擇控制分組，選取該信道作為該節點以後 通信過程的發送信道。首先，節點監測公共信道，根據監測結果可以知道鄰節點的信道使用 情況，然後根據鄰節點的信道使用情況隨機選擇 一 個僅有 一 個節點使用的 信道作為該節點的發送信道，並宣布這一選擇結果。如果沒有收到異議分 組，則在以後的通信過程中使用該信道，即節點和該鄰節點使用相同的發 送信道，而它們的鄰節點會從交換的控制分組或以後的通信過程中知道它 們的信道使用情況。如果該節點在廣播信道選擇控制分組後收到異議分 組，即與其它鄰節點的信道有衝突，該節點重新選擇另外一個僅有一個鄰 節點使用的信道，直至沒有信道分配衝突為止，當該節點試完所有的僅有 一個節點使用的信道後還不滿足條件時，選擇一個未用信道作為該節點的 發送信道。根據上述信道獲取過程可知，每兩個相鄰的節點最終會獲得相
同的信道，並且不與其它節點對選擇的發送信道發生沖突，本文所稱的指定發送信道為僅在某次通信時TR分組中指定此次通信使用的發送信道，而每個節點的發送信道是在網絡結構形成時網絡中所有節點自適應獲取 的， 一直沿用，且為首選。當有節點侵入，網絡結構改變，造成三個以上 鄰節點使用相同的發送信道時，節點就需重新自適應獲取其發送信道。參見圖3，為本發明多信道多址接入方法中發送節點發送過程實施例流程 圖，下面對照圖3和圖5對發送過程做舉例說明，如圖3所示，節點選擇了發 送信道後，該節點作為發送節點的發送過程包括步驟30、監測公共信道的狀態；步驟31、判斷公共信道是否空閒，是則執行步驟32;否則轉到步驟30。 步驟32、隨機延遲一段設定的時間，期間一直保持監測公共信道； 步驟33、判斷公共信道是否仍然空閒，是則執行步驟34;否則轉到 步驟30;步驟34、檢查該發送節點的發送信道的使用情況；如檢查信道使用 狀態表，信道使用狀態表具體為每個節點建立的包含鄰節點發送信道的狀 態表，所述狀態表中記錄被佔用的發送信道、信道由忙狀態轉為閒狀態的 時刻或定時器，通過讀取信道使用狀態表獲得鄰節點發送信道的狀態；通 過鄰節點發送信道的狀態，可獲得該發送節點的當前發送信道是否被佔 用、何時為忙狀態或閒狀態等情況；所述信道使用狀態表的使用具體為在鄰節點發送信道由忙狀態轉為閒狀態的時刻之前，記錄該信道為忙 狀態，在鄰節點發送信道由忙狀態轉為閒狀態的時刻之後，更新信道使用 狀態表，該信道由忙狀態轉為閒狀態；或者所述使用狀態表中記錄被佔用的發送信道及相應的定時器，在定時器 設定時間內記錄被佔用的發送信道為忙狀態，當定時器超時後，更新該發 送信道狀態為閒狀態；
步驟35、判斷發送節點的發送信道是否空閒，是則執行步驟36;否 則轉到步驟38;根據發送節點當前發送信道的使用情況判讀出當前發送信 道是否空閒，即如果其它鄰節點沒有使用該節點的當前發送信道，則該發 送節點的發送信道為空閒，反之則表示被佔用，處於忙狀態；步驟36、在公共信道上發送發送預約(TR)分組，指定發送節點的發 送信道為此次通信的發送信道，在指定發送信道上等待接收預約響應(RR) 分組；步驟37、判斷是否成功收到預約響應(RR)分組，是則在指定發送信 道上發送業務(PKT)分組，執行步驟311,否則轉到步驟30;步驟38、轉到發送節點的發送信道上，監測發送信道的實際使用情況； 步驟39、判斷該發送信道是否空閒tIP,，是則執行步驟36，否則執 行步驟310;步驟310、在公共信道上發送TR分組，指定接收節點的發送信道作為 此次通信的發送信道，發送節點在公共信道上等待接收預約響應UR)分 組，執行步驟37;步驟311、判斷是否成功收到接收節點返回的確認(ACK)分組，是則 執行步驟312,否則繼續步驟30;步驟312、結束髮送，返回步驟30，繼續監測公共信道。在信道分配時， 一個信道作為公共信道供節點竟爭預約業務信道，每個 節點擁有一個僅與一個鄰節點相同與其它鄰節點和兩跳節點不同的發送信道 並且在兩個相距三跳的節點之間可以利用現有的空分復用方法(信號傳輸一 定距離後衰減為零，故相隔一定距離的不同信號在相同的信道上不會互相干 擾)使用相同的信道。本發明的核心是當一個節點希望與別的節點通信時， 它監測公共信道來決定何時把它的分組發至目的節點(如圖5所示接收節點) 或路徑上的下一中轉節點。如果公共信道空閒了一段時間後，比如觀測時間 (t。bs)後，就可以接入信道了。為了避免分組碰撞，按照某種退避算法隨機
延遲一段時間，若公共信道仍然空閒，則該節點在該空閒公共信道上給接收節點(如圖5所示接收節點)發送一個TR分組。發送節點根據檢查或監測自己 的發送信道的狀態結果，在TR分組中制定相應發送信道作為此次通信的發送 信道。當檢查或監測發送節點的發送信道為閒狀態時，則在TR分組中指定發 送節點的發送信道為此次通信的發送信道；否則則在TR分組中指定接收節點 的發送信道為此次通信的發送信道。如果該接收節點成功收到TR分組，經過 t^時間後，發送節點會在接收節點的發送信道或者在公共信道上收到一個RR 分組，其中"的長度等於兩倍的信號傳播時延和收發轉換時間之和，即"= t rt+21p ，亦即發送節點最多在t lpmax = t"+21 p眼時可收到節點的相關響應分組， 如圖5中tw所示。如果發送節點在接收節點的發送信道上間隔t w時間後仍未 收到RR分組，則表明接收節點未收到TR或者正在與其它節點通信或者進行衝 突避免過程，發送節點將繼續監測公共信道以備下一次TR分組發送嘗試；如 果成功接收到RR分組，該節點就可以在它的指定發送信道上發送業務分組， 接收節點會在指定發送信道上返回一個ACK分組表示正確接收業務分組。本實 施例僅以網絡中某節點及其接收節點作為發送方和接收方為例對多信道多址 接入方法中收發雙方如何進行交互進行舉例說明，同樣原理，其它節點在整 個網絡中也採用相同的方法進行通信。由圖3實施例可知，本實施例可以完全避免碰撞，即可以解決暴露終端 問題並消弱了隱藏終端問題。分組碰撞的原因在於信號傳播時延、收發轉換 時間不為零。詳細的解釋如下對於任意收發節點，若它們與另外一對收發 節點之間兩兩節點相距兩跳或兩跳以上，那麼這兩個收發對可以同時無沖突 的通信。對於任意兩對收發節點，如果一節點對的一個節點與另一節點對的 一個節點相距一跳，那麼就會出現暴露終端和隱藏終端問題。出現暴露終端 和隱藏終端時， 一般需要考慮暴露終端和隱藏終端的4種情況(1 )隱藏發 送終端；(2 )隱藏接收終端；(3 )暴露發送終端和(4 )暴露接收終端。如 圖6所示，A向B發送時，(a )中C為隱藏發送終端；(b )中C為隱藏接
收終端；(c )中C為暴露發送終端；(d )中C為暴露接收終端。現有技術 中對於暴露終端和隱藏終端問題並沒有很好的解決方案。本實施例在上述4種情況下均可以很好地避免碰撞對於與收發節點都 能直接通信的節點，載波監測可以將業務分組的碰撞時間縮短到2( tp+trt)。 如果發送節點的TR分組在接收節點沒有被接收節點的隱藏發送節點所破壞， 如圖6中(a )部分所示，A向B發送的TR分組沒有被B的隱藏發送節點C 所破壞，則隨後的RR分組、PKT分組和ACK分組的發送就會成功，因此，發 送節點和隱藏發送節點的分組碰撞時間為2tTR。接收節點和隱藏接收節點分 別在各自的發送信道上發送RR分組和ACK分組，它們的發送過程不會相互碰 撞，如圖6中(b)部分所示，A向B發送時，接收節點B及隱藏接收節點C 的發送過程不會發生碰撞。對於暴露發送節點，即暴露發送終端，如圖6中 (c )部分所示，A向B發送時，C為暴露發送終端；若且唯若C不能監測到發 送節點A發送的發送預約分組並且該暴露發送節點C的接收節點，如D也在 發送節點A的通信距離內，發送節點A及暴露發送節點C的發送將在暴露發 送節點C的接收節點D處碰撞，但發送節點A仍能成功發送預約分組，其它 情況下二者的發送均能成功。對於暴露接收節點，如圖6中(d)部分所示， A向B發送時，C為暴露接收終端；如果發送節點A發送預約(TR )分組的發 送不破壞暴露接收節點C的TR分組接收，發送節點A和暴露接收節點C都會 成功發送或接收。這種情況下發送節點總能成功發送TR分組而它的暴露接收 節點在此期間由於不能正確收到發送節點的TR分組從而不會響應該發送節 點的任何發送。綜上所述，本實施例可完全避免碰撞，即解決暴露終端問題 並消弱了隱藏終端問題。參見圖4，為本發明多信道多址接入方法中接收節點的接收過程實施例流 程圖；圖5為本發明多信道多址接入方法收發雙方交互過程實施例解析示意圖。 下面對照圖4和圖5對接收節點接收過程做舉例說明，如圖4所示，接收過程 包括
步驟40、接收節點監測公共信道，接收分組；步驟41、判斷所接收到的分組是否發給該接收節點，即是否發給自己， 是則執行步驟42,否則執行步驟40;步驟42、判斷是否是TR分組，是則執行步驟44，否則執行步驟43;步驟43、按所接收到的分組類型進行相應分組處理，然後轉到步驟 40;如，接收到的分組類型為信道選擇控制(CS)分組，則需要按CS分 組判斷是否有衝突，即CS分組所選擇的信道是否正在被使用，是則有沖 突，發送異議分組；步驟44、判斷所接收到的TR分組所指定的發送信道是否空閒，是則 執行步驟45,否則執行步驟46;步驟45、在指定送信道上發送RR分組，並在指定發送信道上等待接 收PKT分組，執行步驟48;步驟46、檢查接收節點的信道是否空閒，是則執行步驟47,否則轉 到步驟40;步驟47、在公共信道返回RR分組，並在指定發送信道上等待接收PKT 分組；步驟48、判斷是否成功接收到PKT分組，是則執行步驟49，否則執 行步驟40;步驟49、在指定發送信道上返回ACK分組，結束接收過程，返回步驟 40,繼續監測公共信道。圖4與圖3為從收發雙方進行分別描述，對照圖3和圖5可以很容易 理解圖4，圖5為本發明多信道多址接入方法收發雙方交互過程示意圖，其短，發送TR的時間如圖5中發送節點的第一個發送方塊所示，表示發送 TR的時間長短，本領域普通技術人員從圖5中可很容易看出，發送/接收 PKT的時間最長，如圖5所示，其餘發送/接收分組的時間相對較短，在此
不再過多進行解釋說明。參見圖7，為本發明多信道多址接入方法中與發送及接收節點使用相同 發送信道的第三節點處理過程實施例流程圖。如圖7所示，本實施例的節點為與發送節點及接收節點使用相同發送信道的第三節點，如圖7，第三節點 的處理過程包括步驟50、監聽公共信道，接收分組；步驟51、判斷接收到的分組是否是RR分組，並且RR分組中所指定的 發送信道是該第三節點的發送信道，是則執行步驟52,否則執行步驟53;步驟52、記錄該指定發送信道為忙狀態，根據收到的RR分組設置相應 的定時器t,-tIPmax+tm+tA -tTR;在t,這段時間內由於發送信道被佔用，所以 在這段時間內標記為忙，當定時器超時時發送信道轉為空閒狀態，在定 時器時間內該第三節點不能使用此信道(即自身發送信道)作為通信過程 的發送信道，若該第三節點作為發送方則只能使用接收方發送信道，若作 為接收方則只能使用發送方的發送信道。定時器超時後，該第三節點的發 送信道才能在通信過程中使用，轉入步驟5 0;步驟53、判斷接收到的分組是否是TR分組，並且TR分組中所指定的 發送信道是該第三節點的發送信道，是則執行步驟54，否則執行步驟55;步驟54、記錄該指定發送信道為忙狀態，根據收到的TR分組設置相應的定時器t屍tRR+2t!p飄+tpKT+tACK-tTR;在t2這段時間內由於發送信道被佔用，所以在這段時間內標記為忙，當定時器超時時發送信道轉為空閒狀態，在 定時器時間內該第三節點不能使用此信道作為通信過程的發送信道，若該 第三節點作為發送方則只能使用接收方發送信道，若作為接收方則只能使 用發送方的發送信道。定時器超時後，該第三節點的發送信道才能在通信 過程中使用，轉入步驟50;步驟55、按照接收到分組類型進行相應分組處理，然後繼續監測公共 信道，執行步驟50。
發送當節點有分組要發送時，首先在公共信道上發送的TR分組中向 接收節點指定該節點的指定發送節點的發送信道為此次通信的發送信道， 然後在該節點的發送信道或者公共信道上等待接收RR分組。若發送節點 在公共信道上發送的TR分組中向接收節點指定接收節點的發送信道為此 次通信的發送信道，則在公共信道上等待接收RR分組。如果在預定的時 間內沒有收到RR分組，該節點就轉到公共信道上準備下一次的發送接入。 如果成功收到RR分組，該節點就可以和接收節點正常通信了 。而在該節 點通信時，與它使用相同信道的第三節點需要記錄該發送信道為忙狀態， 並且根據收到的分組設置相應的定時器，只有當定時器減為零後方可以使 用該信道。為了減少由於發送節點不能正確收到接收節點的RR分組(即 不能發送數據業務)而白白浪費預約的信道資源的情況，與發送節點使用 相同信道的第三節點可以在定時器為[tRR+2tIPmax ， tRR+2tIPmax+tPKT+tACK-tTR] 時監測相應發送信道，如果該信道空閒，第三節點就可以在公共信道上發 送TR分組而使用該發送信道，如果該發送信道忙，說明接收/發送節點正 在通信，第三節點只能在定時器減為零後使用該發送信道。如果定時器超 時，則該發送信道狀態自動轉為空閒狀態。本發明上述實施例可以靈活的適用於任何同步或異步的工作環境下，如 分布式無線網絡、移動自組網、無線傳感器網例，上面以圖1-圖7為例對 本發明的技術方案作舉例說明，這並不意味著本發明所應用的具體實例只能 局限在特定的實施例中，本領域的普通技術人員應當了解，上文所提供的具 體實施方案只是多種優選用法中的一些示例，任何採用節點自適應獲取信道， 使每兩個相鄰節點獲取相同信道，且不與其它鄰節點信道相同的方法和多信 道預約接入和業務傳輸在信道上分離的方法，包括監聽公共信道；檢查或 監測發送節點發送信道；根據檢查或監測結果指定相應發送信道並在指定 發送信道上進行業務分組傳輸這幾步的均應在本發明技術方案所要求保護 的範圍之內。
本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成，前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述 的存儲介質包括R0M、 RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。 最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其 限制；儘管參照前述實施例對本發明/實用新型進行了詳細的說明，本領域的 普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行 修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不 使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種多信道多址接入方法，其特徵在於，包括各節點監測公共信道，根據監測結果獲得本節點的鄰節點的信道使用情況；各節點根據其鄰節點的信道使用情況選擇一個僅有一個鄰節點使用的信道作為所述節點的發送信道；有業務分組發送的節點檢查或監測所述發送信道的狀態，並根據檢查或監測結果指定相應的發送信道進行業務分組傳輸。
2. 根據權利要求1所述的多信道多址接入方法，其特徵在於，所述各 節點根據其鄰節點的信道使用情況選擇一個僅有一個鄰節點使用的信道 作為所述節點的發送信道具體為A、 節點選取僅有一個鄰節點使用的信道作為所述節點的發送信道， 廣播信道選擇控制分組；B、 判斷是否收到異議分組，是則繼續執行監測公共信道，根據監測 結果獲取本節點的鄰節點的信道使用情況的步驟，否則執行C;C、 廣播最終的信道選擇控制分組，選取所述信道作為該節點通信的 發送信道。
3. 根據權利要求1或2所述的多信道多址接入方法，其特徵在於，所 述節點選擇一個僅有一個鄰節點使用的信道作為所述節點的發送信道之 後檢查或監測所述發送信道的狀態之前還包括節點監測公共信道的狀態，當監測到公共信道為空閒狀態時，執行檢 查或監測所述發送信道的狀態的步驟。
4. 根據權利要求3所述的多信道多址接入方法，其特徵在於，所述監 測公共信道的狀態具體包括步驟30、監測公共信道的狀態；步驟31、判斷公共信道是否空閒，是則執行步驟32;否則繼續執行 30;步驟32、隨機延遲一段設定的時間，在設定的時間內保持對公共信 道進行監測；步驟33、節點判斷公共信道是否仍為空閒，是則執行檢查或監測所 述發送信道的狀態的步驟；否則繼續執行30。
5. 根據權利要求1所述的多信道多址接入方法，其特徵在於，所述節 點檢查或監測所述發送信道的狀態，並根據檢查或監測結果指定相應的發 送信道進行業務分組傳輸具體包括步驟34、節點檢查信道使用狀態表，查看當前發送信道的使用情況； 步驟35、判斷該節點的發送信道是否空閒，是則執行步驟36;否則 執行步驟38;步驟36、節點在公共信道上發送發送預約分組，指定該節點的發送信 道為此次通信的發送信道，在指定發送信道上等待接收預約響應分組；步驟37、判斷是否成功收到接收節點的預約響應分組，是則在指定發 送信道上發送業務分組，執行步驟311，否則執行步驟30;步驟38、轉到所述節點的發送信道上監測該信道的實際使用情況；步驟39、判斷該發送信道是否已空閒最大相關響應分組收到時間，是 則執行步驟36，否則執行步驟310;步驟310、在公共信道上發送發送預約分組，在其中指定接收節點的 發送信道作為此次通信的發送信道；並在公共信道上等待接收預約響應分 組，執行步驟37。步驟311、判斷是否收到接收節點返回的確認分組，是則執行步驟3U, 否則繼續執行步驟30;步驟312、結束。
6. 才艮據權利要求5所述的多信道多址接入方法，其特徵在於，所述步 驟34具體為 節點通過信道使用狀態表讀取其鄰節點的發送信道的狀態，獲得該節點當前發送信道的使用情況；信道使用狀態表具體為每個節點建立的包含鄰節點發送信道的狀態表，所述狀態表中記錄被佔用的發送信道及信道由 忙狀態轉為閒狀態的時刻。
7. 根據權利要求6所述的多信道多址接入方法，其特徵在於，所述信 道使用狀態表的使用具體為在鄰節點發送信道由忙狀態轉為閒狀態的時刻之前，記錄該信道為忙 狀態，在鄰節點發送信道由忙狀態轉為閒狀態的時刻之後，更新信道使用 狀態表，該信道由忙狀態轉為閒狀態。
8. 根據權利要求6所述的多信道多址接入方法，其特徵在於，所述信 道使用狀態表的使用具體為所述使用狀態表中記錄被佔用的發送信道及相應的定時器，在定時器 設定時間內記錄被佔用的發送信道為忙狀態，當定時器超時後，更新該發 送信道狀態為閒狀態。
9. 根據權利要求1所述的多信道多址接入方法，其特徵在於，所述節 點檢查或監測所述發送信道的狀態，並根據檢查或監測結果指定相應的發 送信道進行業務分組傳輸還包括所述節點的對應接收節點接收所述節點發送的分組內容，並根據收到 的分組類型進行相應不同分組的處理，具體包括步驟40、所述節點的接收節點監測公共信道，接收分組；步驟41、判斷所接收到的分組是否發給該接收節點，是則執行步驟 42，否則執行步驟40;步驟42、判斷接收的分組是否為發送預約分組，是則執行步驟"， 否則執行步驟43;步驟43、按接收到的分組類型進行相應分組處理，執行步驟40;步驟44、判斷接收的發送預約分組中指定的發送信道是否為發送節點的，是則執行步驟45，否則執行步驟46;步驟45、在指定發送信道上發送預約響應分組，並在指定發送信道上 等待接收業務分組，執行步驟48;步驟46、檢查所述發送預約分組中的指定發送信道是否空閒，是則執 行步驟47，否則執行步驟40;步驟47、在公共信道上發送預約響應分組，並在指定發送信道上等待 接收業務分組；步驟48、判斷是否成功接收到業務分組，是則執行步驟49,否則執 行步驟40;步驟49、在指定發送信道上返回確認分組。
10.根據權利要求5、 6、 7、 8或9所述的多信道多址接入方法，其特 徵在於，還包括與所述發送節點及其接收節點使用相同發送信道的第三節點在所述 發送節點及接收節點通信時，設置記錄所述發送信道為忙狀態，設置相應定 時器時間，並在預設時間之內不使用所述發送信道，定時器超時後該發送信道 由忙狀態轉為閒狀態。
全文摘要
本發明通過若干實施例公開了一種多信道多址接入方法，包括各節點監測公共信道，根據監測結果獲得鄰節點的信道使用情況；根據所述節點的鄰節點的信道使用情況選擇一個僅有一個鄰節點使用的信道作為所述節點的發送信道；檢查或監測所述發送信道的狀態，並根據檢查或監測結果指定相應發送信道進行業務分組傳輸。本發明各實施例提出的多信道多址接入方法可有效解決現有多址接入方法不能完全解決暴露終端引起的信道浪費問題及隱藏終端、侵入終端引起的分組碰撞問題，有效提高網絡的信道利用率。
文檔編號H04W48/16GK101119590SQ20071012042
公開日2008年2月6日 申請日期2007年8月17日 優先權日2007年8月17日
發明者雲 劉, 凱 劉, 軍 張 申請人:北京航空航天大學