專利名稱：多信道多址接入方法
技術領域：
本發(fā)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(xiàn)自適應多信道多址接入的方法，屬于移動無線通信領域。
背景技術：
多址接入(或稱媒質接入控制)方法解決多個節(jié)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(wǎng)絡中直 接應用的信道分配方式一般采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(jié)點基于載波偵聽的方式在多跳網(wǎng)絡 結構中共享無線廣播信道時出現(xiàn)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(fā)送節(jié)點數(shù)和網(wǎng)絡業(yè)務量增大時，分組碰撞和重傳低了信道吞吐量，同時也出現(xiàn)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(jié)點根據(jù)業(yè)務情況申請信道資源，申請成 功后再使用信道資源。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于隨機竟爭的方法和基于無沖突的方法兩類。基于隨機竟 爭的方法適合于突發(fā)性較強、傳輸消息較短類型的業(yè)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，并沒 有消除。基于無沖突的方法適合于一次接入建立后需要較長時間穩(wěn)定傳輸?shù)臉I(yè)務類型，可以提供很好的服務質量(QoS)保證，并且可以避免分組碰撞情況 發(fā)生，但許多節(jié)點不發(fā)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(fā)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)方法和基于公共-發(fā)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 采用在公共信道上隨機竟爭預約而在業(yè)務信道上傳輸業(yè)務的做法，雖然可 以徹底避免在業(yè)務信道上由于侵入終端而出現(xiàn)的碰撞，增大了暴露終端的 有效信道利用范圍，降低了隱藏終端的碰撞區(qū)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(fā)送相對于RTS/CTS分組較長的數(shù)據(jù)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(xiàn)。CARMA-MC方法和MACA-CT方法中各節(jié)點在通信之前都必須 預先獲得自己的通信信道，并且為了避免通信(即傳輸業(yè)務分組)時出現(xiàn) 分組碰撞，兩跳之內的節(jié)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(shù)目非常多甚至可能沒有足夠的合適信道滿足無碰撞要求； 并且當節(jié)點移動而出現(xiàn)使用相同信道的兩個節(jié)點相距兩跳之內時，需要這 兩個節(jié)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(fā)明內容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)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(xiàn)上述目的，本發(fā)明一些實施例提供了一種多信道多址接入方法， 包括各節(jié)點監(jiān)測公共信道，根據(jù)監(jiān)測結果獲得所述節(jié)點的鄰節(jié)點的信道使 用情況；各節(jié)點根據(jù)其鄰節(jié)點信道使用情況選擇一個僅有一個鄰節(jié)點使用的
信道作為所述節(jié)點的發(fā)送信道；有業(yè)務分組發(fā)送的節(jié)點檢查或監(jiān)測所述發(fā)送信道的狀態(tài)，并根據(jù)檢查或 監(jiān)測結果指定相應的發(fā)送信道進行業(yè)務分組傳輸。所述節(jié)點選擇一個僅有一個鄰節(jié)點使用的信道作為所述節(jié)點的發(fā)送 信道之后檢查或監(jiān)測所述發(fā)送信道的狀態(tài)之前還可以包括節(jié)點監(jiān)測公共信道的狀態(tài)，當監(jiān)測到公共信道為空閑狀態(tài)時，執(zhí)行檢 查所述發(fā)送信道的狀態(tài)的步驟，具體包括步驟30、監(jiān)測公共信道的狀態(tài)；步驟31、判斷公共信道是否空閑，是則執(zhí)行步驟32;否則繼續(xù)執(zhí)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(jiān)測；步驟33、節(jié)點判斷所述公共信道是否仍為空閑，是則執(zhí)行檢查或監(jiān)測 所述發(fā)送信道的狀態(tài)的步驟；否則繼續(xù)執(zhí)行30。此時，所述節(jié)點檢查或監(jiān)測所述發(fā)送信道的狀態(tài)，并根據(jù)檢查或監(jiān)測 結果指定相應的發(fā)送信道進行業(yè)務分組傳輸包括步驟34、節(jié)點檢查信道使用狀態(tài)表，查看當前發(fā)送信道的使用情況；步驟35、判斷該節(jié)點的發(fā)送信道是否空閑，是則執(zhí)行步驟36;否則 執(zhí)行步驟38;步驟36、節(jié)點在公共信道上發(fā)送發(fā)送預約分組，指定該節(jié)點的發(fā)送信 道為此次通信的發(fā)送信道，在指定發(fā)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(jié)點的預約響應分組，是則在指定發(fā) 送信道上發(fā)送業(yè)務分組，執(zhí)行步驟311，否則執(zhí)行步驟30;步驟38、轉到所述節(jié)點的發(fā)送信道上監(jiān)測所述節(jié)點發(fā)送信道的實際使 用情況；步驟39、判斷該發(fā)送信道是否已經(jīng)空閑最大相關響應分組時間，是則 執(zhí)行步驟36，否則執(zhí)行步驟310;
步驟310、在公共信道上發(fā)送發(fā)送預約分組，指定接收節(jié)點的發(fā)送信 道作為此次通信的發(fā)送信道；并在公共信道等待接收預約響應分組，執(zhí)行 步驟37。步驟311、判斷是否收到接收節(jié)點返回的確認分組，是則執(zhí)行步驟312, 否則繼續(xù)執(zhí)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(wǎng)絡環(huán)境下出現(xiàn)的隱藏終端和暴露終端以及由于移動用 戶的移動而造成的侵入終端問題，使移動用戶在異步環(huán)境下靈活地預約信道， 所述異步的環(huán)境如由多個直接序列擴頻(DSSS)、跳頻(FH)信道實現(xiàn)的碼 分多址(Code Division Multiple Access,簡稱CDMA)和由多個頻帶區(qū)分的頻 分多址(Frequency Division Multiple Access,筒稱濯A )。對于CDMA 系統(tǒng)，由于各節(jié)點獲得的無沖突的信道一半以上是不工作的(當節(jié)點都能構 成通信節(jié)點對并且都在進行通信時，所用的信道才能達到一半)，因此可以 充分利用支持用戶數(shù)和處理增益互換的特性，并且CDMA系統(tǒng)中多址干擾相對 來說不大，本發(fā)明所述的多信道多址接入方法應用于CDMA系統(tǒng)具有良好的通 信質量和靈活性。對于FDMA系統(tǒng)來說，技術的發(fā)展將使得每個信道達到相應 頻段的最大帶寬，因此本發(fā)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(tǒng)的為每個節(jié)點分配一個信道的多信道多址接入方法不同，本發(fā)明 實施例中各節(jié)點不依賴于其他節(jié)點而自適應獲取信道，自適應獲取信道使得本 發(fā)明具有更強的通信靈活性。當節(jié)點移動出現(xiàn)三個以上鄰節(jié)點使用相同信道 時，可以重新選擇信道，這又非常適用于分布式的無線網(wǎng)絡環(huán)境。對于傳統(tǒng)的RTS/CTS對話協(xié)議， 一些情況將產(chǎn)生額外的/6並撞，如當一個 沒有聽到RTS/CTS對話的節(jié)點移動到正在通信的節(jié)點對的通信距離內(通常
稱為侵入終端)，它的RTS發(fā)送企圖將破壞正在進行的通信；同樣當一個節(jié)點 由于發(fā)送錯誤等原因沒有聽到CTS分組，那么它的任何發(fā)送企圖將造成正在 進行的通信中斷。本發(fā)明各實施例因為將預約響應分組、業(yè)務分組的發(fā)送與 發(fā)送預約分組的發(fā)送在不同的信道上實現(xiàn)而完全消除^6並撞情況的發(fā)生。綜上所述，本發(fā)明提出的多信道多址接入方法可有效解決暴露終端及侵 入終端問題并同時消弱了隱藏終端問題。本發(fā)明各節(jié)點不依賴于其它節(jié)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(wǎng)絡的信道利用率。 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發(fā)明多信道多址接入方法實施例流程圖； 圖2為本發(fā)明多信道多址接入方法中選擇發(fā)送信道的實施例流程圖； 圖3為本發(fā)明多信道多址接入方法中發(fā)送節(jié)點發(fā)送過程實施例流程圖； 圖4為本發(fā)明多信道多址接入方法中接收節(jié)點接收過程實施例流程圖； 圖5為本發(fā)明多信道多址接入方法中收發(fā)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(fā)明多信道多址接入方法中與發(fā)送節(jié)點及接收節(jié)點使用相同 發(fā)送信道的第三節(jié)點處理過程實施例流程圖。
具體實施方式
為解決現(xiàn)有的隱藏終端和暴露終端問題以及由于節(jié)點的移動而造成的侵 入終端問題、進一步縮小發(fā)方和隱藏終端的發(fā)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(guī)定tm為業(yè)務分組的發(fā)送時間；tTR為發(fā)送預約(TR)分組的發(fā)送時間；tRR為預約響應(RR)分組的發(fā)送時間； "a為確i人(ACK)分組的發(fā)送時間； tp為信號傳播時延；tp眼為網(wǎng)絡中任兩個節(jié)點間最長的信號傳播時延；tn為收發(fā)轉換時間；t。bs為節(jié)點從其監(jiān)測到信道空閑到其發(fā)起傳輸嘗試之間的最短信道空閑 )見測時間；tIP為從發(fā)送節(jié)點發(fā)完它的分組到它接收到接收節(jié)點立即響應的時間間 隔， 一般情況下，tIP=trt+2b，亦即發(fā)送節(jié)點最多在tIpmax=t"+2tPmax時可收到 節(jié)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(fā)明多信道多址接入方法做詳細闡述。圖1為本發(fā)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(jié)點監(jiān)測公共信道，根據(jù)監(jiān)測結果荻得節(jié)點的鄰節(jié)點的信道使用情況；各根據(jù)其鄰節(jié)點的信道使用情況選擇一個僅有一個鄰節(jié)點使用的信道作為所述節(jié)點的發(fā)送信道；有業(yè)務分組發(fā)送的節(jié)點檢查或監(jiān)測所述發(fā)送信道的狀態(tài)，并根據(jù)檢查 或監(jiān)測結果指定相應的發(fā)送信道進行業(yè)務分組傳輸。本實施例采用多信道預約接入和業(yè)務傳輸在信道上分離的方法，包括 監(jiān)聽公共信道；檢查或監(jiān)測發(fā)送信道；根據(jù)檢查或監(jiān)測結果，指定相應發(fā) 送信道為此次通信發(fā)送信道進行業(yè)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(chuàng)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(wǎng)絡環(huán)境下出現(xiàn)的隱藏終端和暴露終端以及由于
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(huán)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(jié)點不依賴于其他節(jié)點而自適應獲取信道，自適應獲取信道 使得本發(fā)明具有更強的通信靈活性。當節(jié)點移動出現(xiàn)三個以上鄰節(jié)點使用相 同的發(fā)送信道時本發(fā)明的自適應獲取信道的方法可以重新選擇信道，這又非 常適用于分布式的無線網(wǎng)絡環(huán)境，同時，本發(fā)明各實施例因為將預約響應分 組、業(yè)務分組的發(fā)送與發(fā)送預約分組的發(fā)送在不同的信道上實現(xiàn)而完全消除 碰撞情況的發(fā)生。參見圖2,圖2為本發(fā)明多信道多址接入方法中選擇發(fā)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(jié)點使用的信道該節(jié)點的發(fā)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(zhí)行步驟監(jiān)測公共信道，根據(jù) 監(jiān)測結果獲取本節(jié)點的鄰節(jié)點的信道使用情況的步驟，否則執(zhí)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(jié)點以后 通信過程的發(fā)送信道。首先，節(jié)點監(jiān)測公共信道，根據(jù)監(jiān)測結果可以知道鄰節(jié)點的信道使用 情況，然后根據(jù)鄰節(jié)點的信道使用情況隨機選擇 一 個僅有 一 個節(jié)點使用的 信道作為該節(jié)點的發(fā)送信道，并宣布這一選擇結果。如果沒有收到異議分 組，則在以后的通信過程中使用該信道，即節(jié)點和該鄰節(jié)點使用相同的發(fā) 送信道，而它們的鄰節(jié)點會從交換的控制分組或以后的通信過程中知道它 們的信道使用情況。如果該節(jié)點在廣播信道選擇控制分組后收到異議分 組，即與其它鄰節(jié)點的信道有沖突，該節(jié)點重新選擇另外一個僅有一個鄰 節(jié)點使用的信道，直至沒有信道分配沖突為止，當該節(jié)點試完所有的僅有 一個節(jié)點使用的信道后還不滿足條件時，選擇一個未用信道作為該節(jié)點的 發(fā)送信道。根據(jù)上述信道獲取過程可知，每兩個相鄰的節(jié)點最終會獲得相
同的信道，并且不與其它節(jié)點對選擇的發(fā)送信道發(fā)生沖突，本文所稱的指定發(fā)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(fā)送信道，而每個節(jié)點的發(fā)送信道是在網(wǎng)絡結構形成時網(wǎng)絡中所有節(jié)點自適應獲取 的， 一直沿用，且為首選。當有節(jié)點侵入，網(wǎng)絡結構改變，造成三個以上 鄰節(jié)點使用相同的發(fā)送信道時，節(jié)點就需重新自適應獲取其發(fā)送信道。參見圖3，為本發(fā)明多信道多址接入方法中發(fā)送節(jié)點發(fā)送過程實施例流程 圖，下面對照圖3和圖5對發(fā)送過程做舉例說明，如圖3所示，節(jié)點選擇了發(fā) 送信道后，該節(jié)點作為發(fā)送節(jié)點的發(fā)送過程包括步驟30、監(jiān)測公共信道的狀態(tài)；步驟31、判斷公共信道是否空閑，是則執(zhí)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(jiān)測公共信道； 步驟33、判斷公共信道是否仍然空閑，是則執(zhí)行步驟34;否則轉到 步驟30;步驟34、檢查該發(fā)送節(jié)點的發(fā)送信道的使用情況；如檢查信道使用 狀態(tài)表，信道使用狀態(tài)表具體為每個節(jié)點建立的包含鄰節(jié)點發(fā)送信道的狀 態(tài)表，所述狀態(tài)表中記錄被占用的發(fā)送信道、信道由忙狀態(tài)轉為閑狀態(tài)的 時刻或定時器，通過讀取信道使用狀態(tài)表獲得鄰節(jié)點發(fā)送信道的狀態(tài)；通 過鄰節(jié)點發(fā)送信道的狀態(tài)，可獲得該發(fā)送節(jié)點的當前發(fā)送信道是否被占 用、何時為忙狀態(tài)或閑狀態(tài)等情況；所述信道使用狀態(tài)表的使用具體為在鄰節(jié)點發(fā)送信道由忙狀態(tài)轉為閑狀態(tài)的時刻之前，記錄該信道為忙 狀態(tài)，在鄰節(jié)點發(fā)送信道由忙狀態(tài)轉為閑狀態(tài)的時刻之后，更新信道使用 狀態(tài)表，該信道由忙狀態(tài)轉為閑狀態(tài)；或者所述使用狀態(tài)表中記錄被占用的發(fā)送信道及相應的定時器，在定時器 設定時間內記錄被占用的發(fā)送信道為忙狀態(tài)，當定時器超時后，更新該發(fā) 送信道狀態(tài)為閑狀態(tài)；
步驟35、判斷發(fā)送節(jié)點的發(fā)送信道是否空閑，是則執(zhí)行步驟36;否 則轉到步驟38;根據(jù)發(fā)送節(jié)點當前發(fā)送信道的使用情況判讀出當前發(fā)送信 道是否空閑，即如果其它鄰節(jié)點沒有使用該節(jié)點的當前發(fā)送信道，則該發(fā) 送節(jié)點的發(fā)送信道為空閑，反之則表示被占用，處于忙狀態(tài)；步驟36、在公共信道上發(fā)送發(fā)送預約(TR)分組，指定發(fā)送節(jié)點的發(fā) 送信道為此次通信的發(fā)送信道，在指定發(fā)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(fā)送信 道上發(fā)送業(yè)務(PKT)分組，執(zhí)行步驟311,否則轉到步驟30;步驟38、轉到發(fā)送節(jié)點的發(fā)送信道上，監(jiān)測發(fā)送信道的實際使用情況； 步驟39、判斷該發(fā)送信道是否空閑tIP,，是則執(zhí)行步驟36，否則執(zhí) 行步驟310;步驟310、在公共信道上發(fā)送TR分組，指定接收節(jié)點的發(fā)送信道作為 此次通信的發(fā)送信道，發(fā)送節(jié)點在公共信道上等待接收預約響應UR)分 組，執(zhí)行步驟37;步驟311、判斷是否成功收到接收節(jié)點返回的確認(ACK)分組，是則 執(zhí)行步驟312,否則繼續(xù)步驟30;步驟312、結束發(fā)送，返回步驟30，繼續(xù)監(jiān)測公共信道。在信道分配時， 一個信道作為公共信道供節(jié)點竟爭預約業(yè)務信道，每個 節(jié)點擁有一個僅與一個鄰節(jié)點相同與其它鄰節(jié)點和兩跳節(jié)點不同的發(fā)送信道 并且在兩個相距三跳的節(jié)點之間可以利用現(xiàn)有的空分復用方法(信號傳輸一 定距離后衰減為零，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(fā)明的核心是當一個節(jié)點希望與別的節(jié)點通信時， 它監(jiān)測公共信道來決定何時把它的分組發(fā)至目的節(jié)點(如圖5所示接收節(jié)點) 或路徑上的下一中轉節(jié)點。如果公共信道空閑了一段時間后，比如觀測時間 (t。bs)后，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，若公共信道仍然空閑，則該節(jié)點在該空閑公共信道上給接收節(jié)點(如圖5所示接收節(jié)點)發(fā)送一個TR分組。發(fā)送節(jié)點根據(jù)檢查或監(jiān)測自己 的發(fā)送信道的狀態(tài)結果，在TR分組中制定相應發(fā)送信道作為此次通信的發(fā)送 信道。當檢查或監(jiān)測發(fā)送節(jié)點的發(fā)送信道為閑狀態(tài)時，則在TR分組中指定發(fā) 送節(jié)點的發(fā)送信道為此次通信的發(fā)送信道；否則則在TR分組中指定接收節(jié)點 的發(fā)送信道為此次通信的發(fā)送信道。如果該接收節(jié)點成功收到TR分組，經(jīng)過 t^時間后，發(fā)送節(jié)點會在接收節(jié)點的發(fā)送信道或者在公共信道上收到一個RR 分組，其中"的長度等于兩倍的信號傳播時延和收發(fā)轉換時間之和，即"= t rt+21p ，亦即發(fā)送節(jié)點最多在t lpmax = t"+21 p眼時可收到節(jié)點的相關響應分組， 如圖5中tw所示。如果發(fā)送節(jié)點在接收節(jié)點的發(fā)送信道上間隔t w時間后仍未 收到RR分組，則表明接收節(jié)點未收到TR或者正在與其它節(jié)點通信或者進行沖 突避免過程，發(fā)送節(jié)點將繼續(xù)監(jiān)測公共信道以備下一次TR分組發(fā)送嘗試；如 果成功接收到RR分組，該節(jié)點就可以在它的指定發(fā)送信道上發(fā)送業(yè)務分組， 接收節(jié)點會在指定發(fā)送信道上返回一個ACK分組表示正確接收業(yè)務分組。本實 施例僅以網(wǎng)絡中某節(jié)點及其接收節(jié)點作為發(fā)送方和接收方為例對多信道多址 接入方法中收發(fā)雙方如何進行交互進行舉例說明，同樣原理，其它節(jié)點在整 個網(wǎng)絡中也采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 問題并消弱了隱藏終端問題。分組碰撞的原因在于信號傳播時延、收發(fā)轉換 時間不為零。詳細的解釋如下對于任意收發(fā)節(jié)點，若它們與另外一對收發(fā) 節(jié)點之間兩兩節(jié)點相距兩跳或兩跳以上，那么這兩個收發(fā)對可以同時無沖突 的通信。對于任意兩對收發(fā)節(jié)點，如果一節(jié)點對的一個節(jié)點與另一節(jié)點對的 一個節(jié)點相距一跳，那么就會出現(xiàn)暴露終端和隱藏終端問題。出現(xiàn)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(fā) 送終端；(2 )隱藏接收終端；(3 )暴露發(fā)送終端和(4 )暴露接收終端。如 圖6所示，A向B發(fā)送時，(a )中C為隱藏發(fā)送終端；(b )中C為隱藏接
收終端；(c )中C為暴露發(fā)送終端；(d )中C為暴露接收終端?，F(xiàn)有技術 中對于暴露終端和隱藏終端問題并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于與收發(fā)節(jié)點都 能直接通信的節(jié)點，載波監(jiān)測可以將業(yè)務分組的碰撞時間縮短到2( tp+trt)。 如果發(fā)送節(jié)點的TR分組在接收節(jié)點沒有被接收節(jié)點的隱藏發(fā)送節(jié)點所破壞， 如圖6中(a )部分所示，A向B發(fā)送的TR分組沒有被B的隱藏發(fā)送節(jié)點C 所破壞，則隨后的RR分組、PKT分組和ACK分組的發(fā)送就會成功，因此，發(fā) 送節(jié)點和隱藏發(fā)送節(jié)點的分組碰撞時間為2tTR。接收節(jié)點和隱藏接收節(jié)點分 別在各自的發(fā)送信道上發(fā)送RR分組和ACK分組，它們的發(fā)送過程不會相互碰 撞，如圖6中(b)部分所示，A向B發(fā)送時，接收節(jié)點B及隱藏接收節(jié)點C 的發(fā)送過程不會發(fā)生碰撞。對于暴露發(fā)送節(jié)點，即暴露發(fā)送終端，如圖6中 (c )部分所示，A向B發(fā)送時，C為暴露發(fā)送終端；當且僅當C不能監(jiān)測到發(fā) 送節(jié)點A發(fā)送的發(fā)送預約分組并且該暴露發(fā)送節(jié)點C的接收節(jié)點，如D也在 發(fā)送節(jié)點A的通信距離內，發(fā)送節(jié)點A及暴露發(fā)送節(jié)點C的發(fā)送將在暴露發(fā) 送節(jié)點C的接收節(jié)點D處碰撞，但發(fā)送節(jié)點A仍能成功發(fā)送預約分組，其它 情況下二者的發(fā)送均能成功。對于暴露接收節(jié)點，如圖6中(d)部分所示， A向B發(fā)送時，C為暴露接收終端；如果發(fā)送節(jié)點A發(fā)送預約(TR )分組的發(fā) 送不破壞暴露接收節(jié)點C的TR分組接收，發(fā)送節(jié)點A和暴露接收節(jié)點C都會 成功發(fā)送或接收。這種情況下發(fā)送節(jié)點總能成功發(fā)送TR分組而它的暴露接收 節(jié)點在此期間由于不能正確收到發(fā)送節(jié)點的TR分組從而不會響應該發(fā)送節(jié) 點的任何發(fā)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 并消弱了隱藏終端問題。參見圖4，為本發(fā)明多信道多址接入方法中接收節(jié)點的接收過程實施例流 程圖；圖5為本發(fā)明多信道多址接入方法收發(fā)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(jié)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(jié)點監(jiān)測公共信道，接收分組；步驟41、判斷所接收到的分組是否發(fā)給該接收節(jié)點，即是否發(fā)給自己， 是則執(zhí)行步驟42,否則執(zhí)行步驟40;步驟42、判斷是否是TR分組，是則執(zhí)行步驟44，否則執(zhí)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，然后轉到步驟 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 組判斷是否有沖突，即CS分組所選擇的信道是否正在被使用，是則有沖 突，發(fā)送異議分組；步驟44、判斷所接收到的TR分組所指定的發(fā)送信道是否空閑，是則 執(zhí)行步驟45,否則執(zhí)行步驟46;步驟45、在指定送信道上發(fā)送RR分組，并在指定發(fā)送信道上等待接 收PKT分組，執(zhí)行步驟48;步驟46、檢查接收節(jié)點的信道是否空閑，是則執(zhí)行步驟47,否則轉 到步驟40;步驟47、在公共信道返回RR分組，并在指定發(fā)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(zhí)行步驟49，否則執(zhí) 行步驟40;步驟49、在指定發(fā)送信道上返回ACK分組，結束接收過程，返回步驟 40,繼續(xù)監(jiān)測公共信道。圖4與圖3為從收發(fā)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(fā)明多信道多址接入方法收發(fā)雙方交互過程示意圖，其短，發(fā)送TR的時間如圖5中發(fā)送節(jié)點的第一個發(fā)送方塊所示，表示發(fā)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(fā)送/接收 PKT的時間最長，如圖5所示，其余發(fā)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(fā)明多信道多址接入方法中與發(fā)送及接收節(jié)點使用相同 發(fā)送信道的第三節(jié)點處理過程實施例流程圖。如圖7所示，本實施例的節(jié)點為與發(fā)送節(jié)點及接收節(jié)點使用相同發(fā)送信道的第三節(jié)點，如圖7，第三節(jié)點 的處理過程包括步驟50、監(jiān)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，并且RR分組中所指定的 發(fā)送信道是該第三節(jié)點的發(fā)送信道，是則執(zhí)行步驟52,否則執(zhí)行步驟53;步驟52、記錄該指定發(fā)送信道為忙狀態(tài)，根據(jù)收到的RR分組設置相應 的定時器t,-tIPmax+tm+tA -tTR;在t,這段時間內由于發(fā)送信道被占用，所以 在這段時間內標記為忙，當定時器超時時發(fā)送信道轉為空閑狀態(tài)，在定 時器時間內該第三節(jié)點不能使用此信道(即自身發(fā)送信道)作為通信過程 的發(fā)送信道，若該第三節(jié)點作為發(fā)送方則只能使用接收方發(fā)送信道，若作 為接收方則只能使用發(fā)送方的發(fā)送信道。定時器超時后，該第三節(jié)點的發(fā) 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，并且TR分組中所指定的 發(fā)送信道是該第三節(jié)點的發(fā)送信道，是則執(zhí)行步驟54，否則執(zhí)行步驟55;步驟54、記錄該指定發(fā)送信道為忙狀態(tài)，根據(jù)收到的TR分組設置相應的定時器t尸tRR+2t!p飄+tpKT+tACK-tTR;在t2這段時間內由于發(fā)送信道被占用，所以在這段時間內標記為忙，當定時器超時時發(fā)送信道轉為空閑狀態(tài)，在 定時器時間內該第三節(jié)點不能使用此信道作為通信過程的發(fā)送信道，若該 第三節(jié)點作為發(fā)送方則只能使用接收方發(fā)送信道，若作為接收方則只能使 用發(fā)送方的發(fā)送信道。定時器超時后，該第三節(jié)點的發(fā)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，然后繼續(xù)監(jiān)測公共 信道，執(zhí)行步驟50。
發(fā)送當節(jié)點有分組要發(fā)送時，首先在公共信道上發(fā)送的TR分組中向 接收節(jié)點指定該節(jié)點的指定發(fā)送節(jié)點的發(fā)送信道為此次通信的發(fā)送信道， 然后在該節(jié)點的發(fā)送信道或者公共信道上等待接收RR分組。若發(fā)送節(jié)點 在公共信道上發(fā)送的TR分組中向接收節(jié)點指定接收節(jié)點的發(fā)送信道為此 次通信的發(fā)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(jié)點就轉到公共信道上準備下一次的發(fā)送接入。 如果成功收到RR分組，該節(jié)點就可以和接收節(jié)點正常通信了 。而在該節(jié) 點通信時，與它使用相同信道的第三節(jié)點需要記錄該發(fā)送信道為忙狀態(tài)， 并且根據(jù)收到的分組設置相應的定時器，只有當定時器減為零后方可以使 用該信道。為了減少由于發(fā)送節(jié)點不能正確收到接收節(jié)點的RR分組(即 不能發(fā)送數(shù)據(jù)業(yè)務)而白白浪費預約的信道資源的情況，與發(fā)送節(jié)點使用 相同信道的第三節(jié)點可以在定時器為[tRR+2tIPmax ， tRR+2tIPmax+tPKT+tACK-tTR] 時監(jiān)測相應發(fā)送信道，如果該信道空閑，第三節(jié)點就可以在公共信道上發(fā) 送TR分組而使用該發(fā)送信道，如果該發(fā)送信道忙，說明接收/發(fā)送節(jié)點正 在通信，第三節(jié)點只能在定時器減為零后使用該發(fā)送信道。如果定時器超 時，則該發(fā)送信道狀態(tài)自動轉為空閑狀態(tài)。本發(fā)明上述實施例可以靈活的適用于任何同步或異步的工作環(huán)境下，如 分布式無線網(wǎng)絡、移動自組網(wǎng)、無線傳感器網(wǎng)例，上面以圖1-圖7為例對 本發(fā)明的技術方案作舉例說明，這并不意味著本發(fā)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(yōu)選用法中的一些示例，任何采用節(jié)點自適應獲取信道， 使每兩個相鄰節(jié)點獲取相同信道，且不與其它鄰節(jié)點信道相同的方法和多信 道預約接入和業(yè)務傳輸在信道上分離的方法，包括監(jiān)聽公共信道；檢查或 監(jiān)測發(fā)送節(jié)點發(fā)送信道；根據(jù)檢查或監(jiān)測結果指定相應發(fā)送信道并在指定 發(fā)送信道上進行業(yè)務分組傳輸這幾步的均應在本發(fā)明技術方案所要求保護 的范圍之內。
本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)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件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)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、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。 最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其 限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)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征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不 使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種多信道多址接入方法，其特征在于，包括各節(jié)點監(jiān)測公共信道，根據(jù)監(jiān)測結果獲得本節(jié)點的鄰節(jié)點的信道使用情況；各節(jié)點根據(jù)其鄰節(jié)點的信道使用情況選擇一個僅有一個鄰節(jié)點使用的信道作為所述節(jié)點的發(fā)送信道；有業(yè)務分組發(fā)送的節(jié)點檢查或監(jiān)測所述發(fā)送信道的狀態(tài)，并根據(jù)檢查或監(jiān)測結果指定相應的發(fā)送信道進行業(yè)務分組傳輸。
2. 根據(jù)權利要求1所述的多信道多址接入方法，其特征在于，所述各 節(jié)點根據(jù)其鄰節(jié)點的信道使用情況選擇一個僅有一個鄰節(jié)點使用的信道 作為所述節(jié)點的發(fā)送信道具體為A、 節(jié)點選取僅有一個鄰節(jié)點使用的信道作為所述節(jié)點的發(fā)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(xù)執(zhí)行監(jiān)測公共信道，根據(jù)監(jiān)測 結果獲取本節(jié)點的鄰節(jié)點的信道使用情況的步驟，否則執(zhí)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(jié)點通信的 發(fā)送信道。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的多信道多址接入方法，其特征在于，所 述節(jié)點選擇一個僅有一個鄰節(jié)點使用的信道作為所述節(jié)點的發(fā)送信道之 后檢查或監(jiān)測所述發(fā)送信道的狀態(tài)之前還包括節(jié)點監(jiān)測公共信道的狀態(tài)，當監(jiān)測到公共信道為空閑狀態(tài)時，執(zhí)行檢 查或監(jiān)測所述發(fā)送信道的狀態(tài)的步驟。
4. 根據(jù)權利要求3所述的多信道多址接入方法，其特征在于，所述監(jiān) 測公共信道的狀態(tài)具體包括步驟30、監(jiān)測公共信道的狀態(tài)；步驟31、判斷公共信道是否空閑，是則執(zhí)行步驟32;否則繼續(xù)執(zhí)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(jiān)測；步驟33、節(jié)點判斷公共信道是否仍為空閑，是則執(zhí)行檢查或監(jiān)測所 述發(fā)送信道的狀態(tài)的步驟；否則繼續(xù)執(zhí)行30。
5. 根據(jù)權利要求1所述的多信道多址接入方法，其特征在于，所述節(jié) 點檢查或監(jiān)測所述發(fā)送信道的狀態(tài)，并根據(jù)檢查或監(jiān)測結果指定相應的發(fā) 送信道進行業(yè)務分組傳輸具體包括步驟34、節(jié)點檢查信道使用狀態(tài)表，查看當前發(fā)送信道的使用情況； 步驟35、判斷該節(jié)點的發(fā)送信道是否空閑，是則執(zhí)行步驟36;否則 執(zhí)行步驟38;步驟36、節(jié)點在公共信道上發(fā)送發(fā)送預約分組，指定該節(jié)點的發(fā)送信 道為此次通信的發(fā)送信道，在指定發(fā)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(jié)點的預約響應分組，是則在指定發(fā) 送信道上發(fā)送業(yè)務分組，執(zhí)行步驟311，否則執(zhí)行步驟30;步驟38、轉到所述節(jié)點的發(fā)送信道上監(jiān)測該信道的實際使用情況；步驟39、判斷該發(fā)送信道是否已空閑最大相關響應分組收到時間，是 則執(zhí)行步驟36，否則執(zhí)行步驟310;步驟310、在公共信道上發(fā)送發(fā)送預約分組，在其中指定接收節(jié)點的 發(fā)送信道作為此次通信的發(fā)送信道；并在公共信道上等待接收預約響應分 組，執(zhí)行步驟37。步驟311、判斷是否收到接收節(jié)點返回的確認分組，是則執(zhí)行步驟3U, 否則繼續(xù)執(zhí)行步驟30;步驟312、結束。
6. 才艮據(jù)權利要求5所述的多信道多址接入方法，其特征在于，所述步 驟34具體為 節(jié)點通過信道使用狀態(tài)表讀取其鄰節(jié)點的發(fā)送信道的狀態(tài)，獲得該節(jié)點當前發(fā)送信道的使用情況；信道使用狀態(tài)表具體為每個節(jié)點建立的包含鄰節(jié)點發(fā)送信道的狀態(tài)表，所述狀態(tài)表中記錄被占用的發(fā)送信道及信道由 忙狀態(tài)轉為閑狀態(tài)的時刻。
7. 根據(jù)權利要求6所述的多信道多址接入方法，其特征在于，所述信 道使用狀態(tài)表的使用具體為在鄰節(jié)點發(fā)送信道由忙狀態(tài)轉為閑狀態(tài)的時刻之前，記錄該信道為忙 狀態(tài)，在鄰節(jié)點發(fā)送信道由忙狀態(tài)轉為閑狀態(tài)的時刻之后，更新信道使用 狀態(tài)表，該信道由忙狀態(tài)轉為閑狀態(tài)。
8. 根據(jù)權利要求6所述的多信道多址接入方法，其特征在于，所述信 道使用狀態(tài)表的使用具體為所述使用狀態(tài)表中記錄被占用的發(fā)送信道及相應的定時器，在定時器 設定時間內記錄被占用的發(fā)送信道為忙狀態(tài)，當定時器超時后，更新該發(fā) 送信道狀態(tài)為閑狀態(tài)。
9. 根據(jù)權利要求1所述的多信道多址接入方法，其特征在于，所述節(jié) 點檢查或監(jiān)測所述發(fā)送信道的狀態(tài)，并根據(jù)檢查或監(jiān)測結果指定相應的發(fā) 送信道進行業(yè)務分組傳輸還包括所述節(jié)點的對應接收節(jié)點接收所述節(jié)點發(fā)送的分組內容，并根據(jù)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(jié)點的接收節(jié)點監(jiān)測公共信道，接收分組；步驟41、判斷所接收到的分組是否發(fā)給該接收節(jié)點，是則執(zhí)行步驟 42，否則執(zhí)行步驟40;步驟42、判斷接收的分組是否為發(fā)送預約分組，是則執(zhí)行步驟"， 否則執(zhí)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(zhí)行步驟40;步驟44、判斷接收的發(fā)送預約分組中指定的發(fā)送信道是否為發(fā)送節(jié)點的，是則執(zhí)行步驟45，否則執(zhí)行步驟46;步驟45、在指定發(fā)送信道上發(fā)送預約響應分組，并在指定發(fā)送信道上 等待接收業(yè)務分組，執(zhí)行步驟48;步驟46、檢查所述發(fā)送預約分組中的指定發(fā)送信道是否空閑，是則執(zhí) 行步驟47，否則執(zhí)行步驟40;步驟47、在公共信道上發(fā)送預約響應分組，并在指定發(fā)送信道上等待 接收業(yè)務分組；步驟48、判斷是否成功接收到業(yè)務分組，是則執(zhí)行步驟49,否則執(zhí) 行步驟40;步驟49、在指定發(fā)送信道上返回確認分組。
10.根據(jù)權利要求5、 6、 7、 8或9所述的多信道多址接入方法，其特 征在于，還包括與所述發(fā)送節(jié)點及其接收節(jié)點使用相同發(fā)送信道的第三節(jié)點在所述 發(fā)送節(jié)點及接收節(jié)點通信時，設置記錄所述發(fā)送信道為忙狀態(tài)，設置相應定 時器時間，并在預設時間之內不使用所述發(fā)送信道，定時器超時后該發(fā)送信道 由忙狀態(tài)轉為閑狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)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(jié)點監(jiān)測公共信道，根據(jù)監(jiān)測結果獲得鄰節(jié)點的信道使用情況；根據(jù)所述節(jié)點的鄰節(jié)點的信道使用情況選擇一個僅有一個鄰節(jié)點使用的信道作為所述節(jié)點的發(fā)送信道；檢查或監(jiān)測所述發(fā)送信道的狀態(tài)，并根據(jù)檢查或監(jiān)測結果指定相應發(fā)送信道進行業(yè)務分組傳輸。本發(fā)明各實施例提出的多信道多址接入方法可有效解決現(xiàn)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(wǎng)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(yōu)先權日2007年8月17日
發(fā)明者云 劉, 凱 劉, 軍 張 申請人:北京航空航天大學