專利名稱：保證服務(wù)質(zhì)量的多址接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保證服務(wù)質(zhì)量的多址接入方法，特別涉及一種可進(jìn)行沖 突解決的多址接入方法。
背景技術(shù)：
多址接入(即媒質(zhì)接入控制，Medium Access Control,以下簡(jiǎn)稱MAC) 方法解決多個(gè)節(jié)點(diǎn)或用戶快速、高效、公平、可靠地共享信道資源的問(wèn)題。 按照信道分配的方式，多址接入方法通常分為固定分配、隨機(jī)接入和按需分 配三種方式。
固定分配的多址接入方法一般將信道資源長(zhǎng)時(shí)間固定分配給共享信道的 某些節(jié)點(diǎn)或者所有節(jié)點(diǎn)。由于各種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中存在大量的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，并 且每個(gè)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)也多以突發(fā)業(yè)務(wù)為主，因此固定分配的多址接入方法會(huì)造 成大量的信道資源空閑和浪費(fèi)，不適合在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中直接應(yīng)用。
隨機(jī)接入的多址接入方法中，各節(jié)點(diǎn)通常根據(jù)載波偵聽的情況經(jīng)過(guò)隨機(jī) 延時(shí)后竟?fàn)幨褂眯诺?。該方法雖可以克服固定分配接入方式中的資源浪費(fèi)問(wèn) 題，在業(yè)務(wù)量較小時(shí)可以獲得很小的接入時(shí)延，但各節(jié)點(diǎn)基于載波偵聽的方 式在多跳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中共享無(wú)線廣播信道時(shí)，會(huì)出現(xiàn)隱藏終端和暴露終端問(wèn)題， 使得多址性能大大降低。特別是當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量增大時(shí)，分組碰 撞和重傳的概率會(huì)急劇加大，從而大大增大了平均分組時(shí)延和平均分組丟棄 率、降低了信道吞吐量，也同時(shí)會(huì)出現(xiàn)共享信道不公平等問(wèn)題。
按需分配的多址接入方法中，各節(jié)點(diǎn)根據(jù)業(yè)務(wù)情況申請(qǐng)信道資源，申請(qǐng) 成功后再使用信道資源。按照申請(qǐng)預(yù)約和分配信道方式的不同，該方法可分
為基于隨機(jī)竟?fàn)幒突跓o(wú)沖突兩類。基于隨機(jī)竟?fàn)幍姆椒ㄖ饕捎酶鞣N短控 制分組握手(如發(fā)送請(qǐng)求/清除請(qǐng)求)、周期性狀態(tài)信息交換等分布式預(yù)約方
式，適合于突發(fā)性較強(qiáng)、傳輸消息較短類型的業(yè)務(wù)傳輸，如IEEE 802. 11分 布式協(xié)調(diào)功能、雙忙音多址和分布式分組預(yù)約多址等方法。基于無(wú)沖突的方 法主要利用中心控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)按需分配，適合于一次接入建立后 需要較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類型，可以提供很好的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,以下筒稱QoS)保證，其典型代表多使用輪詢機(jī)制，如IEEE 802. 11 點(diǎn)協(xié)調(diào)功能和虛擬基站等方法。不過(guò)，前者在申請(qǐng)預(yù)約部分仍然存在分組碰 撞，隱藏終端的影響只是得到了減弱、并沒(méi)有消除；后者可以避免分組碰撞 情況的發(fā)生，不過(guò)當(dāng)許多節(jié)點(diǎn)不發(fā)送時(shí)，這種方法會(huì)浪費(fèi)大量的輪詢控制開 銷。
同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)提出的按需分配的多址接入方法還存在其他問(wèn)題，例如， 在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量較低時(shí)，與隨機(jī)接入方法相比，按需分配方法存在控制開銷所 占比例過(guò)大、傳輸時(shí)延較大的問(wèn)題。又如，在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量較高時(shí)，與固定分 配方法相比，按需分配方法存在最大信道吞吐量不夠高、不能保證共享信道 的公平性等問(wèn)題。此外，上述各類多址接入方法中，都有許多多址接入方法 需要建立較為準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)同步前提下才能實(shí)現(xiàn)，而在實(shí)際應(yīng)用中，多跳分布 式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)都很難實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的準(zhǔn)確同步。
目前多址接入方法還考慮了對(duì)多媒體業(yè)務(wù)QoS的支持，其實(shí)現(xiàn)方式一般 可以分為兩類 一是基于業(yè)務(wù)區(qū)分的方法，即針對(duì)不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)分 配和公平調(diào)度，如IEEE 802. lie增強(qiáng)的分布式協(xié)調(diào)功能針對(duì)4種接入類別采 用區(qū)分的幀間隔和退避機(jī)制，支持8個(gè)不同的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)；另一類是基于資 源預(yù)留的方法，主要是通過(guò)預(yù)約和調(diào)度機(jī)制為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供QoS服務(wù)。還有 許多研究工作是在IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)中帶沖突避免的載波偵聽多址基礎(chǔ)上按 照實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)優(yōu)先的思想，對(duì)接入機(jī)制采取劃分業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)和使用不同退避策 略的方法進(jìn)行改進(jìn)，從而在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)QoS支持。但是，基于載波偵聽
多址的接入機(jī)制應(yīng)用到多跳網(wǎng)絡(luò)時(shí)，難以保證所有高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的時(shí)延都限 定在較小范圍內(nèi)，因?yàn)檎卩徑?jié)點(diǎn)中不斷交替進(jìn)行的低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)傳輸可 能阻礙高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的啟動(dòng)，而且沒(méi)有啟動(dòng)時(shí)間限制的發(fā)送請(qǐng)求/清除請(qǐng)求握 手也制約了實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在多跳網(wǎng)絡(luò)中的QoS性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不需要中心控制節(jié)點(diǎn)就能夠保證服務(wù)質(zhì)量的多 址接入方法，使節(jié)點(diǎn)快速有效地接入信道，減少碰撞概率，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量， 同時(shí)減少分組時(shí)延，提高網(wǎng)絡(luò)性能，并保證節(jié)點(diǎn)接入信道的公平性。
本發(fā)明通過(guò)一些實(shí)施例提供了如下的技術(shù)方案，包括節(jié)點(diǎn)在偵聽信道 空閑后，選擇預(yù)報(bào)突發(fā)(Forecast Burst,以下簡(jiǎn)稱FB)起始微時(shí)隙；監(jiān) 測(cè)所述預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙前的若干個(gè)微時(shí)隙，若空閑，則從選擇的預(yù)報(bào)突 發(fā)起始微時(shí)隙開始發(fā)送一個(gè)或多個(gè)預(yù)報(bào)突發(fā)分組，否則，重新執(zhí)行所述偵聽 信道空閑的步驟；偵聽信道時(shí)隙，若沒(méi)有收到其他預(yù)報(bào)突發(fā)分組，則發(fā)送業(yè) 務(wù)分組，否則，重新執(zhí)行所述偵聽信道空閑的步驟。
所述節(jié)點(diǎn)偵聽信道空閑可具體為當(dāng)節(jié)點(diǎn)有業(yè)務(wù)接入信道時(shí)，偵聽信道 空閑了 一個(gè)窗口時(shí)間，該窗口時(shí)間內(nèi)節(jié)點(diǎn)能夠確認(rèn)鄰近節(jié)點(diǎn)中是否有正在進(jìn) 行的竟?fàn)幒蛡鬏敗?br> 選擇預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙具體為根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)要發(fā)送的業(yè)務(wù)分組的優(yōu) 先級(jí)和時(shí)延設(shè)定所述起始微時(shí)隙，業(yè)務(wù)分組的時(shí)延具體由前一段時(shí)期所述節(jié) 點(diǎn)內(nèi)所發(fā)送業(yè)務(wù)分組的平均時(shí)延來(lái)決定。
選擇預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙還可以具體為所述節(jié)點(diǎn)判斷要發(fā)送的業(yè)務(wù)分 組，若為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分組，則所述節(jié)點(diǎn)根據(jù)要發(fā)送的業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延， 從前若干個(gè)微時(shí)隙中選擇預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙；若為非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分組，則所 述節(jié)點(diǎn)根據(jù)要發(fā)送的業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延，從隨后若干個(gè)微時(shí)隙中選擇 預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙。有實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)待發(fā)的節(jié)點(diǎn)在前面的微時(shí)隙中竟?fàn)幮诺?br> 使用權(quán)，而有非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)待發(fā)的節(jié)點(diǎn)只有在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)竟?fàn)幬r(shí)隙都空閑的 情況下，才能在隨后的微時(shí)隙中竟?fàn)幮诺朗褂脵?quán)，這樣可以區(qū)分實(shí)時(shí)業(yè)務(wù) 和無(wú)時(shí)延敏感非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，并保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的時(shí)延要求。
上述技術(shù)方案中， 一個(gè)預(yù)報(bào)突發(fā)分組的發(fā)送時(shí)間為 一個(gè)微時(shí)隙。
所述偵聽信道時(shí)隙可具體為節(jié)點(diǎn)偵聽信道一個(gè)微時(shí)隙；如果信道忙， 表明還有更高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)在發(fā)送預(yù)報(bào)突發(fā)分組，則該節(jié)點(diǎn)本次竟?fàn)幨。?如果信道空閑，則該節(jié)點(diǎn)獲得該信道的接入權(quán)。
所述發(fā)送業(yè)務(wù)分組具體為獲得信道接入權(quán)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送業(yè)務(wù)分組，并等 待由接收節(jié)點(diǎn)反饋的確認(rèn)分組，若所述節(jié)點(diǎn)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)接收到所述確認(rèn)分 組，則結(jié)束；若超時(shí)未接收到所述確認(rèn)分組，表明該分組未被正確接收，則 該節(jié)點(diǎn)重新執(zhí)行所述偵聽信道空閑的步驟。
上述技術(shù)方案中，還可以包括根據(jù)所述業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延設(shè)定 所述要發(fā)送的預(yù)報(bào)突發(fā)分組的個(gè)數(shù)，按照最早失效優(yōu)先(Earliest Deadline First,以下簡(jiǎn)稱EDF)準(zhǔn)則，預(yù)報(bào)突發(fā)分組的個(gè)數(shù)應(yīng)該正比于業(yè)務(wù)分組的 時(shí)延；同時(shí)設(shè)定預(yù)報(bào)突發(fā)分組越個(gè)數(shù)越多的節(jié)點(diǎn)享有越高的接入權(quán)，即具有 較高優(yōu)先級(jí)和最早失效分組的節(jié)點(diǎn)在較早的微時(shí)隙開始發(fā)送較多的預(yù)報(bào)突發(fā) 分組；在業(yè)務(wù)較重時(shí)，可以適當(dāng)增加竟?fàn)帟r(shí)隙，以便獲得滿意的接入效率。
上述技術(shù)方案中，所述偵聽可采用基于靈敏載波偵聽的方式。
本發(fā)明的實(shí)施例提供的能夠保證服務(wù)質(zhì)量的多址接入方法，將竟?fàn)幗尤?和分組發(fā)送分開，在竟?fàn)幤诶妙A(yù)報(bào)突發(fā)的沖突解決機(jī)制，使得節(jié)點(diǎn)快速有 效地接入信道，減少了碰撞概率，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，同時(shí)減少了分組時(shí)延， 提高了網(wǎng)絡(luò)性能，并保證了節(jié)點(diǎn)接入信道的公平性。
本發(fā)明的實(shí)施例采用了優(yōu)先級(jí)區(qū)分的策略，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分組在較早的竟 爭(zhēng)時(shí)隙發(fā)送預(yù)報(bào)突發(fā)分組能夠優(yōu)先獲得接入，從而使得實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的時(shí)延性 能得到最大保證，尤其是在業(yè)務(wù)負(fù)載較大時(shí)，優(yōu)先保證了實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)都能較 快獲得接入，而非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)可以通過(guò)重傳的機(jī)制做盡力而為的傳輸保證。
本發(fā)明的實(shí)施例還保證了節(jié)點(diǎn)接入信道的公平性，節(jié)點(diǎn)通過(guò)預(yù)報(bào)突發(fā)來(lái) 竟?fàn)幮诺澜尤霗?quán)，而預(yù)報(bào)突發(fā)分組的個(gè)數(shù)由業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延決定， 發(fā)送次數(shù)較多的節(jié)點(diǎn)其分組時(shí)延應(yīng)該相對(duì)較小，因而它不可能始終占有信道
使用權(quán)；時(shí)延情況較為嚴(yán)重的節(jié)點(diǎn)在同優(yōu)先級(jí)情況下能獲得優(yōu)先接入，保證
了節(jié)點(diǎn)接入時(shí)的公平性。
本發(fā)明的實(shí)施例利用靈敏載波偵聽可以判斷節(jié)點(diǎn)兩跳范圍內(nèi)信道占 用情況，以此避免隱藏終端可能造成的碰撞。具體地，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，接
收機(jī)能夠監(jiān)聽到發(fā)射機(jī)載波的距離約為可以正確接收分組距離的2倍，也 就是說(shuō)，通過(guò)在物理層偵聽信道中載波信號(hào)強(qiáng)度，節(jié)點(diǎn)可以在MAC層判斷 兩跳范圍內(nèi)信道是否被占用，從而避免隱藏終端所帶來(lái)的問(wèn)題。
本發(fā)明的實(shí)施例中，各節(jié)點(diǎn)僅需一部半雙工的收發(fā)信機(jī)，設(shè)備要求簡(jiǎn)單。 另外，本發(fā)明適用于通過(guò)廣播類介質(zhì)相連的多跳網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)中多節(jié)點(diǎn)的接 入，應(yīng)用范圍廣泛。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明保證服務(wù)質(zhì)量的多址接入方法的流程圖2為本發(fā)明保證服務(wù)質(zhì)量的多址接入方法具體實(shí)施例的流程圖3為本發(fā)明保證服務(wù)質(zhì)量的多址接入方法具體實(shí)施例的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，為本發(fā)明保證服務(wù)質(zhì)量的多址接入方法的流程圖，具體為 步驟IOI、在偵聽信道空閑后，節(jié)點(diǎn)選擇預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙； 步驟102、監(jiān)測(cè)所述預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙前的若干個(gè)微時(shí)隙，若空閑， 執(zhí)行步驟103;否則，執(zhí)行步驟101;
步驟103、從所述預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙開始發(fā)送一個(gè)或多個(gè)預(yù)報(bào)突發(fā)分
組；
步驟104、偵聽信道時(shí)隙，若沒(méi)有收到其他預(yù)報(bào)突發(fā)分組，則執(zhí)行步驟 105;否則，執(zhí)行步驟101; 步驟105、發(fā)送業(yè)務(wù)分組。
本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)將竟?fàn)幗尤牒蜆I(yè)務(wù)分組發(fā)送分開，在竟?fàn)幤诶妙A(yù) 報(bào)突發(fā)的沖突解決機(jī)制，使得節(jié)點(diǎn)快速有效得接入信道，減少了碰撞概率， 提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，同時(shí)減少了分組時(shí)延，提高了網(wǎng)絡(luò)性能，并保證了節(jié)點(diǎn) 接入信道的公平性。
參見圖2,為本發(fā)明保證服務(wù)質(zhì)量的多址接入方法具體實(shí)施例的流程圖， 該多址接入的過(guò)程分為以下幾個(gè)階段偵聽窗口時(shí)間、竟?fàn)幤谝约皞鬏斊冢?節(jié)點(diǎn)在偵聽窗口時(shí)間空閑后，進(jìn)入竟?fàn)幤冢诰範(fàn)幤讷@得信道接入權(quán)的節(jié)點(diǎn) 獲準(zhǔn)進(jìn)入傳輸期；其中竟?fàn)幤诒环譃槿舾蓚€(gè)微時(shí)隙，在竟?fàn)幤谥?，分別設(shè)定 n個(gè)微時(shí)隙和m個(gè)微時(shí)隙，n個(gè)微時(shí)隙在m個(gè)微時(shí)隙之前，其中，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在 n個(gè)微時(shí)隙中選取FB起始微時(shí)隙，非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在m個(gè)微時(shí)隙中選取FB起始 ;跌時(shí)隙；該實(shí)施例具體為
步驟201、節(jié)點(diǎn)有業(yè)務(wù)需要接入信道時(shí)，采用靈敏載波偵聽方式偵聽信 道一個(gè)窗口時(shí)間，該窗口時(shí)間用Twin來(lái)表示，如果在T^時(shí)間內(nèi)信道處于空 閑狀態(tài)，則節(jié)點(diǎn)進(jìn)入竟?fàn)幤冢?br> 步驟202、節(jié)點(diǎn)判斷所要發(fā)送的業(yè)務(wù)，若為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，執(zhí)行步驟203; 若為非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，執(zhí)行步驟204;
步驟203、按照要發(fā)送的業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延情況，從n個(gè)微時(shí)隙 中選擇要開始發(fā)送FB的起始微時(shí)隙，并確定發(fā)送FB的個(gè)數(shù)K，執(zhí)行步驟205; 設(shè)該FB起始微時(shí)隙是竟?fàn)幤诘牡贗個(gè)微時(shí)隙，1《1《n，其中I為正整數(shù)；
步驟204、按照要發(fā)送的業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延情況，從m個(gè)微時(shí)隙 中選捧要開始發(fā)送FB的起始微時(shí)隙，并確定發(fā)送FB的個(gè)數(shù)K,執(zhí)行步驟205; 設(shè)該FB起始微時(shí)隙是竟?fàn)幤诘牡贗個(gè)微時(shí)隙，n+l<I<n+m,其中I為 正整數(shù)；
步驟205、節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)第I個(gè)微時(shí)隙之前的若干個(gè)微時(shí)隙，即監(jiān)測(cè)第1至 第(I-l)個(gè)微時(shí)隙，若都空閑，表明沒(méi)有其他鄰近節(jié)點(diǎn)發(fā)送FB分組，執(zhí)行 步驟206;否則，執(zhí)行步驟201;
步驟206、從竟?fàn)幤诘牡贗個(gè)微時(shí)隙開始，節(jié)點(diǎn)根據(jù)其業(yè)務(wù)分組優(yōu)先級(jí) 和時(shí)延情況開始發(fā)送K個(gè)FB分組，業(yè)務(wù)分組的時(shí)延具體由前一段時(shí)期節(jié)點(diǎn)內(nèi) 所發(fā)送業(yè)務(wù)分組的平均時(shí)延來(lái)決定；發(fā)送完K個(gè)FB分組后，偵聽信道一個(gè)觀 測(cè)時(shí)間，用T。bs來(lái)表示，如果信道空閑確定接入成功，執(zhí)行步驟207;否則， 執(zhí)行步驟201;
步驟207、節(jié)點(diǎn)竟?fàn)幊晒?，獲得信道接入權(quán)，則進(jìn)入傳輸期，發(fā)送業(yè)務(wù) 分組，并等待由接收節(jié)點(diǎn)正確接收后反饋的確認(rèn)分組，若該節(jié)點(diǎn)在預(yù)定時(shí)間 內(nèi)接收到確認(rèn)分組，則執(zhí)行步驟208;若超時(shí)未收到確認(rèn)分組，則執(zhí)行步驟 201，等待下一輪竟?fàn)帲?br> 步驟208、完成本次傳輸，從緩存隊(duì)列中刪除完成傳輸并被正確接收的 業(yè)務(wù)分組。
具體地-說(shuō)，竟?fàn)幤跇觟時(shí)隙的時(shí)間長(zhǎng)度小于接入前偵聽窗口時(shí)間長(zhǎng)度，其 大小為最大信號(hào)傳播時(shí)延、收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間和接收機(jī)監(jiān)測(cè)時(shí)間之和，其中至 多有n個(gè)微時(shí)隙用于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)選取其FB起始微時(shí)隙，至多有m個(gè)微時(shí)隙 用于無(wú)時(shí)延敏感的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)選取其FB起始微時(shí)隙。在竟?fàn)庍^(guò)程中，為 了保證實(shí)時(shí)分組優(yōu)先接入，有實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)待發(fā)的節(jié)點(diǎn)在n個(gè)微時(shí)隙中竟?fàn)幮?道使用權(quán)，而有非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)待發(fā)的節(jié)點(diǎn)只有在前n個(gè)微時(shí)隙都空閑的情況 下，才能在隨后的m個(gè)微時(shí)隙中竟?fàn)幮诺朗褂脵?quán)，保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)優(yōu)先獲得 信道接入權(quán)。
步驟203和步驟204中，業(yè)務(wù)分組的時(shí)延具體由前一段時(shí)期節(jié)點(diǎn)內(nèi)所發(fā) 送業(yè)務(wù)分組的平均時(shí)延來(lái)決定。
其中步驟205,具體地說(shuō)，如果前I - 1個(gè)微時(shí)隙都空閑，節(jié)點(diǎn)從第I個(gè)
微時(shí)隙開始發(fā)送FB分組，偵聽到開始發(fā)送之前的微時(shí)隙已經(jīng)有FB分組在發(fā) 送的節(jié)點(diǎn)不再加入竟?fàn)帯的大小符合以業(yè)務(wù)分組優(yōu)先級(jí)和時(shí)延為參數(shù)的概 率分布，并小于分配給該種業(yè)務(wù)的竟?fàn)幬r(shí)隙總數(shù)；進(jìn)一步地，I可以是服 從參數(shù)為q的截短幾何概率分布，q的大小與業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延有 關(guān)。
其中步驟206中FB分組的個(gè)數(shù)K由業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延確定，業(yè) 務(wù)分組的時(shí)延具體由前一段時(shí)期節(jié)點(diǎn)內(nèi)所發(fā)送業(yè)務(wù)分組的平均時(shí)延來(lái)決定； 進(jìn)一步地，節(jié)點(diǎn)從第I個(gè)微時(shí)隙開始發(fā)送的FB分組個(gè)數(shù)為K,時(shí)間長(zhǎng)度為 K-TFB, TFB為發(fā)送一個(gè)FB分組所需的時(shí)間，與基本微時(shí)隙長(zhǎng)度相等；K的數(shù) 值與業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延有關(guān)，優(yōu)先級(jí)越高，K就越大，按照EDF準(zhǔn) 則，K的大小應(yīng)該與實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分組的時(shí)延D成正比，即KocD/Draax,其中D^ 為業(yè)務(wù)分組的最大允許時(shí)延。在發(fā)送完預(yù)定的K個(gè)FB分組后，節(jié)點(diǎn)偵聽 信道一個(gè)觀測(cè)時(shí)間，該觀測(cè)時(shí)間用T。bs來(lái)表示，T。bs可以等于TFB,以此確 定此時(shí)信道的狀態(tài)；如果信道忙，說(shuō)明還有更高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)在發(fā)送更多 的FB分組，則該節(jié)點(diǎn)本次竟?fàn)幨《俗?；如果信道空閑，則該節(jié)點(diǎn)獲 得信道接入權(quán)。
其中步驟207，具體地說(shuō)，節(jié)點(diǎn)獲得信道接入權(quán)并立即發(fā)送業(yè)務(wù)分組， 業(yè)務(wù)分組的長(zhǎng)度應(yīng)該遠(yuǎn)大于FB分組的長(zhǎng)度，來(lái)保證本方法具有相對(duì)較小的開 銷；接收節(jié)點(diǎn)正確完成業(yè)務(wù)分組接收后，反饋確認(rèn)分組，節(jié)點(diǎn)接收到確認(rèn)分 組后，認(rèn)為傳輸成功，完成此次分組傳輸，否則，重新進(jìn)行竟?fàn)幗尤搿?br> 其中步驟208，完成本次傳輸后，從緩存隊(duì)列中刪除完成傳輸并被正確 接收的分組，根據(jù)該節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)負(fù)載，開始下一分組的竟?fàn)幒桶l(fā)送過(guò)程。
該實(shí)施例中，如果信道一直處于空閑狀態(tài)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)均采用上述接入方 法，以各自的偵聽時(shí)刻作為接入開始的參考點(diǎn)。
參見圖3,為本發(fā)明保證服務(wù)質(zhì)量的多址接入方法具體實(shí)施例的時(shí)序圖。 其中，A、 B節(jié)點(diǎn)發(fā)送實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，C節(jié)點(diǎn)發(fā)送非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)；將節(jié)點(diǎn)多址接入的
過(guò)程劃分為以下幾個(gè)階段，分別是窗口時(shí)間Ln、竟?fàn)幤贚、傳輸期L,其 中，又將竟?fàn)幤贚劃分為若干個(gè)微時(shí)隙，在L中，分別設(shè)定n個(gè)微時(shí)隙和m 個(gè)微時(shí)隙，n個(gè)微時(shí)隙在m個(gè)微時(shí)隙之前，微時(shí)隙長(zhǎng)度與FB分組發(fā)送時(shí)間相 等，用TfB來(lái)表示發(fā)送一個(gè)FB分組的時(shí)間，因此L中微時(shí)隙時(shí)間長(zhǎng)度分別為 n x TFB和m x TFB， FB分組的發(fā)送時(shí)間為K x TFB。該實(shí)施例具體包括以下步驟
步驟3(U、節(jié)點(diǎn)A、 B、 C有業(yè)務(wù)要接入信道，偵聽信道一個(gè)窗口時(shí)間Twin， 確認(rèn)其空閑，均進(jìn)入竟?fàn)幤贚;
步驟302、節(jié)點(diǎn)A、 B和C判斷所要發(fā)送的業(yè)務(wù)分組，其中節(jié)點(diǎn)A、 B要 發(fā)送的是實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分組，節(jié)點(diǎn)C要發(fā)送的是非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分組；
步驟303、節(jié)點(diǎn)A、 B按照要發(fā)送的業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延情況，從n 個(gè)微時(shí)隙中選擇要開始發(fā)送FB分組的FB起始微時(shí)隙，設(shè)A、 B的FB起始微 時(shí)隙分別為竟?fàn)幤贚的第Ia和第lB個(gè)微時(shí)隙，節(jié)點(diǎn)C從隨后m個(gè)微時(shí)隙中選 擇要開始發(fā)送FB分組的FB起始微時(shí)隙，設(shè)C的FB起始微時(shí)隙為竟?fàn)幤赥; 的第Ic個(gè)^:時(shí)隙；
該實(shí)施例中，設(shè)竟?fàn)幤赥i的開始微時(shí)隙為第1個(gè)微時(shí)隙，發(fā)送實(shí)時(shí)業(yè)務(wù) 分組的節(jié)點(diǎn)A、 B選擇開始發(fā)送FB分組的FB起始微時(shí)隙相同，IA =IB =3。
步驟304、節(jié)點(diǎn)A、 B判斷各自FB起始微時(shí)隙之前的微時(shí)隙是否空閑， 其中，竟?fàn)幤贚的第l到2個(gè)微時(shí)隙中沒(méi)有FB分組發(fā)送，說(shuō)明目前A、 B具 有最高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)，被允許發(fā)送FB分組；
對(duì)于節(jié)點(diǎn)C，非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分組使其選擇的Ie值在m個(gè)微時(shí)隙中，即 n^I^n+m。在該實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)C在竟?fàn)幤谀軌蛟陬A(yù)定開始發(fā)送FB分組的 微時(shí)隙前，偵聽到節(jié)點(diǎn)A、 B發(fā)送的FB分組，由此節(jié)點(diǎn)C獲知有更高優(yōu)先級(jí) 業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)正在接入，于是取消預(yù)定的FB分組發(fā)送，返回步驟301，重新竟 爭(zhēng)接入。
步驟305、允許發(fā)送FB分組的節(jié)點(diǎn)A、 B從竟?fàn)幤诘牡?個(gè)時(shí)隙開始各 自發(fā)送一定個(gè)數(shù)的FB分組進(jìn)行竟?fàn)?，F(xiàn)B分組的個(gè)數(shù)K由業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)
和時(shí)延情況決定，優(yōu)先級(jí)越高、時(shí)延越大的分組越優(yōu)先發(fā)送，因此其所在節(jié)
點(diǎn)的K更大。該實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)A可以發(fā)送5個(gè)FB分組，節(jié)點(diǎn)B的分組可能 時(shí)延更小因而只有2個(gè)FB分組；
節(jié)點(diǎn)A、 B將以上預(yù)定個(gè)數(shù)的FB分組發(fā)送完成后，偵聽信道一個(gè)微時(shí)隙， 用乙s來(lái)表示；節(jié)點(diǎn)B發(fā)送的FB分組數(shù)目較少，更早完成發(fā)送，在其乙，時(shí) 間內(nèi)可以偵聽到A仍在發(fā)送FB分組，可以獲知有其他節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)具有更 高接入優(yōu)先級(jí)，于是，節(jié)點(diǎn)B退讓并返回步驟301重新接入；而節(jié)點(diǎn)A發(fā) 送完成后，成為當(dāng)前發(fā)送FB分組的節(jié)點(diǎn)中有最多FB分組個(gè)數(shù)的節(jié)點(diǎn)，因 而節(jié)點(diǎn)A在T。bs時(shí)間內(nèi)偵聽到信道空閑，由此確認(rèn)竟?fàn)幊晒?，獲得信道接 入權(quán)。
步驟306、獲得信道接入權(quán)的節(jié)點(diǎn)A進(jìn)入傳輸期T2,發(fā)送業(yè)務(wù)分組， 并接收由接收節(jié)點(diǎn)反饋的確認(rèn)分組。如果在預(yù)定時(shí)間內(nèi)收到接收節(jié)點(diǎn)的確 認(rèn)分組，則此次傳輸成功，執(zhí)行步驟307;否則，執(zhí)行步驟301,等待下 一輪竟?fàn)帯?br> 步驟307、節(jié)點(diǎn)A接收到確認(rèn)分組后，完成此次分組傳輸，從緩存隊(duì)列 中刪除完成傳輸并被正確接收的分組，根據(jù)該節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)負(fù)載，開始下一分 組的竟?fàn)幒桶l(fā)送過(guò)程。
上述實(shí)施例，釆用靈活簡(jiǎn)單的預(yù)報(bào)突發(fā)及沖突解決方法使得節(jié)點(diǎn)更快速、 有效地接入信道；最大限度的保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分組能夠快速接入信道，獲得信 道的使用權(quán)，優(yōu)先于一般非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分組完成傳輸；使得多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有 信道吞吐量高、接入時(shí)延小、分組丟棄率低、QoS有保證、收發(fā)信機(jī)設(shè)備要 求簡(jiǎn)單、適用多跳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、各節(jié)點(diǎn)共享信道公平等優(yōu)點(diǎn)，可作為移動(dòng)自組 網(wǎng)、無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)等各類移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中無(wú)中心控制節(jié)點(diǎn)條件下的多個(gè) 用戶共享無(wú)線信道資源的方法。
最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其 限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)
人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或 者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技 術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種保證服務(wù)質(zhì)量的多址接入方法，其特征在于，包括節(jié)點(diǎn)在偵聽信道空閑后，選擇預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙；監(jiān)測(cè)所述預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙前的若干個(gè)微時(shí)隙，若空閑，則從選擇的預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙開始發(fā)送一個(gè)或多個(gè)預(yù)報(bào)突發(fā)分組，否則，重新執(zhí)行所述偵聽信道空閑的步驟；偵聽信道時(shí)隙，若沒(méi)有收到其他預(yù)報(bào)突發(fā)分組，則發(fā)送業(yè)務(wù)分組，否則，重新執(zhí)行所述偵聽信道空閑的步驟。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多址接入方法，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)偵聽信 道空閑具體為當(dāng)所述節(jié)點(diǎn)有業(yè)務(wù)接入所述信道時(shí)，偵聽所述信道空閑一個(gè) 窗口時(shí)間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多址接入方法，其特征在于，所述選擇預(yù)報(bào)突 發(fā)起始微時(shí)隙具體為根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)要發(fā)送的業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延來(lái)設(shè) 定所述起始^t時(shí)隙。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多址接入方法，其特征在于，所述選擇預(yù)報(bào)突 發(fā)起始微時(shí)隙具體為所述節(jié)點(diǎn)判斷要發(fā)送的業(yè)務(wù)分組，若為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分組， 則所述節(jié)點(diǎn)根據(jù)要發(fā)送的業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延，從前若干個(gè)微時(shí)隙中選 擇預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙；若為非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分組，則所述節(jié)點(diǎn)根據(jù)要發(fā)送的業(yè) 務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延，從隨后若干個(gè)微時(shí)隙中選擇預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多址接入方法，其特征在于 一個(gè)所述預(yù)報(bào)突 發(fā)分組的發(fā)送時(shí)間為 一個(gè)所述^(效時(shí)隙。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多址接入方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述 業(yè)務(wù)分組的優(yōu)先級(jí)和時(shí)延設(shè)定所述預(yù)報(bào)突發(fā)分組的個(gè)數(shù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3或4或6所述的多址接入方法，其特征在于所述業(yè) 務(wù)分組的時(shí)延由前一段時(shí)期所述節(jié)點(diǎn)內(nèi)所發(fā)送業(yè)務(wù)分組的平均時(shí)延來(lái)決定。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多址接入方法，其特征在于，所述偵聽信道時(shí) 隙具體為所述節(jié)點(diǎn)偵聽所述信道一個(gè)^f鼓時(shí)隙。
9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多址接入方法，其特征在于，所述發(fā)送業(yè)務(wù)分組具體為獲得信道接入權(quán)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送業(yè)務(wù)分組，并等待由接收節(jié)點(diǎn)反饋的 確認(rèn)分組，若所述節(jié)點(diǎn)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)接收到所述確認(rèn)分組，則結(jié)束；若超 時(shí)未收到所述確認(rèn)分組，則重新執(zhí)行所述偵聽信道空閑的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種保證服務(wù)質(zhì)量的多址接入方法，其中包括節(jié)點(diǎn)在偵聽信道空閑后，選擇預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙；監(jiān)測(cè)所述預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙前的若干個(gè)微時(shí)隙，若空閑，則從選擇的預(yù)報(bào)突發(fā)起始微時(shí)隙開始發(fā)送一個(gè)或多個(gè)預(yù)報(bào)突發(fā)分組，否則，重新執(zhí)行所述偵聽信道空閑的步驟；偵聽信道時(shí)隙，若沒(méi)有收到其他預(yù)報(bào)突發(fā)分組，則發(fā)送業(yè)務(wù)分組，否則，重新執(zhí)行所述偵聽信道空閑的步驟。本發(fā)明通過(guò)將競(jìng)爭(zhēng)接入和業(yè)務(wù)分組發(fā)送分開，在競(jìng)爭(zhēng)期利用預(yù)報(bào)突發(fā)的沖突解決機(jī)制，使得節(jié)點(diǎn)快速有效得接入信道，減少了碰撞概率，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，同時(shí)減少了分組時(shí)延，提高了網(wǎng)絡(luò)性能，并保證了節(jié)點(diǎn)接入信道的公平性。
文檔編號(hào)H04J3/16GK101102143SQ20071011877
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者凱 劉, 軍 張, 王大鵬 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)