CN100505584C - 快速预约列发多址接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速预约列发多址接入方法，包括：中心控制节点根据目前已成功接入的节点数目和空闲信道资源设置竞争时隙的数目；中心控制节点在第一信道或第二信道上公布预约开始，其后有所述数目的竞争时隙；节点在第一信道上进行竞争预约，转到第二信道上侦听结果；中心控制节点在第一信道上接收接入预约，同时在第二信道上公布接入结果，并给接入成功的节点分配信道资源；各节点在各自分配的信道资源上依次无冲突发送业务分组。本发明有效消除了信号传播时延对信道吞吐量造成的不利影响，降低了预约中的隐藏终端和暴露终端问题，在业务分组传输中也消除了碰撞的可能，特别适合作为大传播时延通信链路上接入使用信道的多址接入方法。

Description

快速预约列发多址接入方法

技术领域

本发明涉及一种多个节点共享无线信道资源的多址接入方法，特别是一种快速预约列发多址接入方法。

背景技术

多址接入(即媒质接入控制，简称MAC)方法解决多个节点或用户如何快速、高效、公平、可靠地共享信道资源的问题，按照信道分配的方式，多址接入方法通常分为固定分配、随机接入和按需分配三种方式。

固定分配的多址接入方法一般将信道资源长时间固定分配给共享信道的某些节点或者所有节点。由于各种移动通信网络中存在大量的移动节点，并且每个节点的业务也多以突发业务为主，因此固定分配的多址接入方法会造成大量的信道资源空闲和浪费，不适合在移动通信网络中直接应用。

随机接入的多址接入方法中，各节点通常根据载波侦听的情况经过随机延时后竞争使用信道。该方法虽可以克服固定分配接入方式中的资源浪费问题，在业务量较小时可以获得很小的接入时延，但各节点基于载波侦听的方式在多跳网络结构中共享无线广播信道时，会出现隐藏终端和暴露终端问题，使得多址性能大大降低。特别是当发送节点数和网络业务量增大时，分组碰撞和重传的概率会急剧加大，从而大大增大了平均分组时延和平均分组丢弃率、降低了信道吞吐量，也同时会出现共享信道不公平等问题。

按需分配的多址接入方法中，各节点根据业务情况申请信道资源，申请成功后再使用信道资源。按照申请预约和分配信道方式的不同，该方法可分为基于随机竞争的方法和基于无冲突的方法两类。基于随机竞争的方法主要采用各种短控制分组握手(如发送请求/清除请求，简称RTS/CTS)、周期性状态信息交换等分布式预约方式，适合于突发性较强、传输消息较短类型的业务传输，如IEEE 802.11分布式协调功能(DCF)、双忙音多址(DBTMA)和分布式分组预约多址(DPRMA)等方法。基于无冲突的方法主要利用中心控制节点进行协调来实现按需分配，适合于一次接入建立后需要较长时间稳定传输的业务类型，可以提供很好的服务质量(QoS)保证。其典型代表多使用轮询机制，如IEEE 802.11点协调功能(PCF)和虚拟基站(VBS)等方法。但是，基于随机竞争的方法在申请预约部分仍然存在分组碰撞问题，而隐藏终端的影响只是得到了减弱，并没有消除。基于无冲突的方法虽可以避免分组碰撞情况发生，不过当许多节点不发送时，该方法会浪费大量的轮询控制开销。

另外，现有技术提出的按需分配的多址接入方法还存在问题，例如，在网络业务量较低时，与随机接入方法相比，按需分配方法存在控制开销所占比例过大、传输时延较大的问题。又如，在网络业务量较高时，与固定分配方法相比，按需分配方法存在最大信道吞吐量不够高、不能保证共享信道的公平性等问题。

此外，上述各类多址接入方法，尤其是按需分配的多址接入方法中，没有充分考虑信号传播时延对多址性能的影响。在实际应用中，航空通信网络、卫星通信网络以及深空通信网络等都具有较长的信号传播时延，进行各种控制分组握手、状态信息交换时，过长的信号传播时延将会大大降低多址性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速预约列发多址接入方法，以有效消除信号传播时延对信道吞吐量造成的不利影响，降低预约中的隐藏终端和暴露终端问题，可适合在大传播时延通信链路上接入使用信道。

为实现上述目的，本发明提供了一种快速预约列发多址接入方法，包括：中心控制节点根据目前已成功接入的节点数目和空闲信道资源设置竞争时隙的数目，具体为：判断是否有空闲信道资源，有则设置N_AR＝max{4，nN_空闲}，没有则设置N_AR＝0；其中，N_AR为本帧竞争时隙的数目，N_空闲＝N_PKT-max-N_PKT-now，N_空闲为尚可安置发送节点的数目，N_PKT-max为最大可安置的发送节点数目，N_PKT-now为现有已安置的发送节点数目，n＝2～5；

中心控制节点在第一信道或第二信道上公布预约开始，其后有所述数目的竞争时隙；

节点在第一信道上进行竞争预约，转到第二信道上侦听结果；

中心控制节点在第一信道上接收接入预约，同时在第二信道上公布接入结果，并给接入成功的节点分配信道资源，具体为：中心控制节点在第一信道上接收到接入预约分组后，立刻在第二信道上发送接入公布分组，并给成功接入的节点分配相应的信道资源；中心控制节点在第一信道上没正确接收到接入预约分组时，在第二信道上公布碰撞结果，各未成功接入的节点收到后等到下一帧再进行预约接入；

各节点在各自分配的信道资源上依次无冲突发送业务分组，具体为：

成功接入的节点收到后，在第二信道上继续接收中心控制节点发送的业务分组，当所分配的时隙到来时，转到第一信道上准备发送；

判断是否完成本次通信会晤的业务分组发送，完成发送时，节点在所分配的信道资源上发送释放信道资源标志的业务分组；未完成发送时，节点利用所分配的信道资源发送业务分组；

发完后节点转到第二信道上接收中心控制节点的分组；

判断本帧发送是否结束，结束时，各节点转到第一信道上侦听；未结束时，下一成功接入节点在给它分配的时隙上发送。

所述节点在第一信道上进行竞争预约可以为：各有分组发送的节点在第一信道上收到后，在第一信道上的各个竞争时隙中随机选取1个进行竞争预约，即发送接入预约分组。

所述节点在第一信道上进行竞争预约也可以为：各有分组发送的节点在第二信道上收到后转到第一信道上，在第一信道上的各个竞争时隙中随机选取1个进行竞争预约，即发送接入预约分组。

在上述技术方案基础上，还包括：中心控制节点在第二信道上向各节点发送业务分组，在第一信道上接收各节点发送的业务分组。

进一步还可以包括：中心控制节点在各节点接入预约分组发送完毕后，发送传输开始分组，提示头一个成功接入节点开始发送业务分组。

在上述技术方案基础上，还包括：中心控制节点在第一信道上向各节点发送业务分组，在第二信道上接收各节点发送的业务分组。

进一步还可以包括：中心控制节点在其发送的业务分组头中指明紧随其后的第二信道上的发送时隙由哪个节点发送业务分组，该节点在指定的发送时隙前后一直处于第一信道上侦收中心控制节点的业务分组发送。

本发明提出的快速预约列发(FRLS)多址接入方法利用中心控制节点(简称CCN)在双信道上可以同时收发的优势，有效消除了信号传播时延对信道吞吐量造成的不利影响，并有效降低了预约中的隐藏终端和暴露终端问题。具体地，本发明通过提出CCN根据目前已成功接入的节点数目和空闲信道资源设置竞争时隙的数目，可以在不影响预约接入的前提下，尽可能地增大业务分组发送的时间、提高信道吞吐量。若无空闲信道资源，取消接入阶段，待有节点使用完信道释放信道资源后再允许接入，可以避免无谓的接入、提高信道吞吐量。AR数目与空闲信道资源多少相关，这可以使竞争接入节点很快接入使用信道。本发明设有最小N_AR＝4，可以让接入节点在信道近满负荷使用时有一个更大的概率接入为数不多的信道资源，减小了接入时延。本发明将预约接入和业务分组发送分开，仅预约接入阶段有冲突(即碰撞)，一旦节点接入成功，其所有的业务分组发送均无冲突，此时由于多址接入所造成的分组丢弃率为0。节点接入成功后可以进行无冲突、周期性的业务分组发送，节点还可以从CCN处申请得到每一帧中有更多业务分组发送的机会，因此可以保证时延和所需传输速率等服务质量(QoS)要求。此外，各种CCN的分组发送，如预约开始(SR)、传输开始(ST)、接入公布(AD)、业务分组的发送，都可以用来向各节点提供粗同步基准，这样，整个系统不需要网络同步就可以以异步的方式实现多址接入。当业务量增大时所出现的公平性问题可以利用CCN调整、限制个别节点在预约接入中过多的成功接入来解决，比如，节点连续成功接入使用信道2次后，CCN根据目前接入碰撞情况，当判断接入碰撞严重时，规定并通告该节点一定时间内不能接入，该节点在经过这一时间后再开始尝试接入，提高了使用信道的公平性。

进一步地，本发明通过协调各节点在某个信道上的竞争接入和业务分组发送，同时利用双信道的联合使用，从而避免了一般多址接入方法中过多的控制分组握手和状态信息交换过程，消除了它们所带来的收发双方在业务分组交换时需要等待多个信号传播时延的问题，因此可以消除信号传播时延对信道吞吐量造成的不利影响、避免了信道资源的浪费。同时，在业务量较高时大大降低了预约中的隐藏终端和暴露终端问题，在业务分组传输中也消除了碰撞的可能。本发明灵活的预约接入及调整方法可以使得节点更快速、有效地接入信道，最大限度地完成业务分组的无冲突传输。本发明中，CCN仅有两部半双工的收发信机，各节点仅有一部半双工的收发信机，设备要求简单。另外，本发明适用于任何多个节点可与中心控制节点通过广播类媒质相连接通信的多节点接入结构。

综上所述，本发明具有最大限度地提高信道吞吐量、减小接入时延、降低分组丢弃率、保证一定的QoS、以异步方式工作、使用信道公平、收发信机设备要求简单、适用范围广泛等优点，特别适合作为大传播时延通信链路上接入使用信道的多址接入方法，作为移动自组织网络(或称移动Ad Hoc网络)、无线传感器网络、无线接入网络、航空通信网络、卫星通信网络、深空通信网络、蜂窝系统等各类移动无线通信网络中具有或可形成中心控制节点条件下的多个节点共享无线信道资源的方法。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明快速预约列发多址接入方法的流程图；

图2为本发明第一实施例的流程图；

图3为本发明第一实施例的信道发送时序图；

图4为本发明第二实施例的流程图；

图5为本发明第二实施例的信道发送时序图；

图6为本发明第三实施例的信道发送时序图；

图7为本发明第四实施例的信道发送时序图。

具体实施方式

图1为本发明快速预约列发多址接入方法的流程图，具体为：

中心控制节点根据目前已成功接入的节点数目和空闲信道资源设置竞争时隙的数目；

中心控制节点在第一信道或第二信道上公布预约开始，其后有所述数目的竞争时隙；

节点在第一信道上进行竞争预约，转到第二信道上侦听结果；

中心控制节点在第一信道上接收接入预约，同时在第二信道上公布接入结果，并给接入成功的节点分配信道资源；

各节点在各自分配的信道资源上依次无冲突发送业务分组。

在本发明上述技术方案中，中心控制节点(简称CCN)有两部半双工工作的无线收发信机或一部全双工收发信机，其余各节点只有一部半双工的无线收发信机。本发明将双信道传输划分为两个阶段：有业务分组发送的节点获得信道资源使用权的接入阶段(步骤1～4)和节点发送业务分组的传输阶段(步骤5)，其中，接入阶段也划分为两个阶段：竞争接入阶段(步骤2～3)和接入成功节点的传送列表声明阶段(步骤4)。首先CCN向各节点广播预约开始(SR)分组表示预约开始，然后所有有业务分组要发送并且尚未接入使用信道的节点根据预定的竞争方法发送接入预约(AR)分组；CCN将在另一个信道上的传输列表声明阶段利用发送接入公布(AD)分组广播相关的接入结果，之后发送其业务分组；各成功接入节点利用所分配的信道资源依次经过一系列周期性的传输阶段无碰撞发送业务分组直到全部发完，一个周期内所有已安排的业务分组发送完成后，CCN广播下一个SR分组表示下一信道周期的开始。本发明通过将预约接入和业务分组发送分开，仅预约接入阶段有冲突(即碰撞)，一旦节点接入成功，其所有的业务分组发送均无冲突，这样使由于多址接入所造成的分组丢弃率降为0，从而大大降低了分组丢弃率。

在接入阶段，本发明提出了CCN根据目前已成功接入的节点数目和空闲信道资源设置竞争时隙数目的方案，具体方法是：进入预约接入阶段后，CCN检查空闲信道资源的情况，若有空闲信道资源，则取N_AR＝max{4，nN_空闲}，若没有空闲信道资源，则取N_AR＝0。其中，N_AR为竞争时隙的数目，N_空闲为尚可安置发送节点的数目，n＝2～5，N_PKT-max为最大可安置的发送节点数目，N_PKT-now为现有已安置的发送节点数目，有N_空闲＝N_PKT-max-N_PKT-now。N_AR＝0意味着之后立即进入业务分组发送阶段，不允许接入。本发明通过根据目前已成功接入的节点数目和空闲信道资源设置竞争时隙的数目，可以在不影响预约接入的前提下，尽可能地增大业务分组发送的时间、提高信道吞吐量。AR数目与空闲信道资源多少相关，这可以使竞争接入节点很快接入使用信道。若无空闲信道资源，取消接入阶段，待有节点使用完信道释放信道资源后再允许接入，可以避免无谓的接入、提高信道吞吐量。另外，本发明设有最小N_AR＝4，可以让接入节点在信道近满负荷使用时有一个更大的概率接入为数不多的信道资源。在本发明上述技术方案中，尚可安置发送节点的数目N_空闲的倍数n可根据系统具体要求设置，其中，n＝2时，有利于在不影响预约接入的前提下，尽可能地增大业务分组发送的时间、提高信道吞吐量；n＝5时，有利于提高各节点成功接入的概率；具体取值视接入冲突的严重程度来定，例如，当接入冲突变重而此时的接入时隙不够用时，增加n，否则，降低n。

本发明快速预约列发多址接入方法利用CCN在双信道上可以同时收发的优势，协调各节点在某个信道上的竞争接入和业务分组发送，因此可以消除信号传播时延对信道吞吐量造成的不利影响。具体地，首先，CCN在其中一个信道上发布SR分组，各节点从其后的若干竞争时隙中随机选择一个发送AR分组进行预约，然后转到另外一个信道上侦收。CCN收到AR分组之后在另外一个信道上发送AD分组，公布接入成功与否，并给成功接入的节点分配相应的信道资源。若节点接入失败，那么该节点需要在下一轮的接入过程中再进行预约尝试；若节点接入成功，那么该节点就会在所分配的信道资源上无冲突地发送业务分组，在此之前和之后该节点都会继续在另外一个信道上侦收CCN的分组发送。CCN发送完AD分组后，将继续在该信道上立即发送其至各节点的业务分组。在每一次预约接入开始时，如果还有空闲信道资源，CCN安排各节点的预约接入，否则，直接进入无冲突业务分组传输阶段。各成功接入节点在CCN安排的信道资源上依次无冲突发送业务分组，都发完后进入下一帧(即下一轮预约接入和传输阶段)；如果节点是发送本次会晤中的最后一个业务分组，那么在业务分组中附带释放信道资源标志，CCN收到后即可从下帧起安排其他节点在该信道资源上发送业务分组。

各节点的各类分组发送可以被周邻节点和CCN收到，如果业务分组不是发往周邻节点，那么就需要所属的CCN进行中转。属于同一CCN的各个节点之间可以相距一跳(即可以直接通信，双方互为周邻节点)，也可以相距两跳(即需要CCN中转双方的业务分组)。这样，CCN所属节点的事先未预定的无线广播发送就造成了隐藏终端和暴露终端问题出现的可能。本发明的上述技术方案则在业务量较高时大大降低了预约中的隐藏终端和暴露终端问题，在业务分组传输中也消除了碰撞的可能。灵活的预约接入及调整方法可以使得节点更快速、有效地接入信道，最大限度地完成业务分组的无冲突传输。同时双信道的联合使用避免了频繁的控制分组握手和状态信息交换所带来的收发双方在业务分组交换时需要等待多个信号传播时延的问题，避免了信道资源的浪费。

下面通过具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

第一实施例

图2为本发明第一实施例的流程图，具体为：

步骤11、CCN根据目前已成功接入的节点数目和空闲信道资源设置竞争时隙的数目N_AR；

步骤12、CCN在第一信道CH₁上公布预约开始(SR)，即发送SR分组，其后有N_AR个竞争时隙；

步骤13、各有分组发送的节点在第一信道CH₁上收到SR分组后，在各个竞争时隙中随机选择1个发送接入预约(AR)分组进行竞争预约，然后转到第二信道CH₂上侦听结果；

步骤14、CCN是否成功收到AR分组，是则执行步骤15，否则，CCN在第二信道CH₂上公布碰撞结果，即在第几个接入时隙出现碰撞，各未成功接入节点等到下一帧再进行预约接入；

步骤15、CCN在第二信道CH₂上发送接入公布(AD)分组，即哪个节点接入成功，并分配相应的信道资源；

步骤16、成功接入的节点收到AD分组后，在第二信道CH₂上继续接收CCN发送的业务分组，当所分配的时隙到来时转到第一信道CH₁上准备发送；

步骤17、判断节点是否完成本次会晤的业务分组发送，完成发送时，该节点在所分配的信道资源上发送释放信道资源标志的业务分组，释放相应信道资源，CCN收到后不再安排该节点的业务分组发送，从这之后的下一帧起可以在此信道资源上安排其他节点发送；未完成时，该节点利用所分配的信道资源发送业务分组；

步骤18、节点转到第二信道CH₂上接收CCN的分组；

步骤19、判断本帧发送是否结束，未结束时，下一成功接入节点在给它分配的时隙上发送；结束时，各节点转到第一信道CH₁上侦听。

其中，节点在第一信道CH₁上选择AR时隙的方法可以是随机等概选择，也可以是服从某种概率分布进行选择。

各节点在发完自己的业务分组后，立即转到第二信道CH₂上接收CCN的分组，如是发给它的，就完全接收。

CCN在第一信道CH₁上发送业务分组时需要注意避开接收节点正在第二信道CH₂上发送业务分组的情况。

在本实施例上述技术方案中，还包括步骤：CCN在第二信道CH₂上公布完接入节点结果后，立即在该信道上发送到各个节点的业务分组，同时在第一信道CH₁上接收各节点发给它的业务分组。

图3为本发明第一实施例的信道发送时序图，具体为：

CCN在第一信道CH₁上发送SR分组；

经过传播时延tp后，各节点收到并立刻从若干个AR时隙中选择一个AR时隙发送AR分组，之后立刻转到第二信道CH₂上侦听结果；

经过传播时延tp后，CCN在第一信道CH₁上依次收到各AR分组，紧接着依次在第二信道CH₂上发送AD分组，以便公布相关的预约接入结果；

各节点收到AD分组后，可以获悉自己的接入是否成功，如果成功，就转到第一信道CH₁上按照CCN指定的发送时隙进行业务分组发送，在指定的发送时隙前后一直处于第二信道CH₂上侦收CCN的业务分组发送，如果失败，等待下一次预约接入阶段再进行预约发送；

CCN在第二信道CH₂上发送完AD分组后，紧接着发送其业务分组，同时利用另一部收发信机在第一信道CH₁上依次接收各节点的业务分组；

本轮(即本次或本帧)的业务分组发送完成后，就进入了下一轮(或下一帧)的预约接入和业务分组发送阶段，重复上述流程，对于已发送过业务分组的节点，继续沿用上一次的发送时隙进行发送。

其中，CCN在AD分组中指出哪个节点在第几个分组发送时隙上发送，另外，CCN可以利用所发业务分组中附带标记来提示某节点在此分组之后的另一个信道上的相应时隙上发送业务分组。

理论上的各信道上的吞吐量分别为：

S_CH1＝N_PKTt_PKT/(t_SR+t_p+N_ARt_AR+N_PKTt_PKT)

S_CH2＝N_PKT’t_PKT/(t_SR+t_p+t_AR+N_ADt_AD+N_PKT’t_PKT)

其中，S_CH1和S_CH2分别为第一信道和第二信道上的吞吐量，N_PKT和N_PKT’分别为第一信道和第二信道上每轮业务分组发送的数目，t_PKT、t_SR、t_AR和t_AD分别为业务分组、SR分组、AR分组和AD分组的发送时间，t_p为信号传播时延，N_AR为每次预约接入阶段中AR时隙的数目，N_AD为每次预约接入阶段中AD时隙的数目。一般有t_AR＝t_AD，N_AR＝N_AD。每一轮帧长固定情况下，N_PKT’和N_PKT与t_p、N_AR和t_AR有关，每一轮的帧长也可以随节点接入情况灵活变化。

当一轮中成功接入节点的数目达到最大允许时，CCN可以关闭预约接入阶段直接进行业务分组发送阶段，直到有为成功接入节点完成本次会晤的业务分组发送、释放信道资源。

第二信道CH₂上空出t_SR、t_p、t_AR时间长而不能发送业务分组等，是因为各节点通常只有一部半双工收发信机，当它们准备接收第一信道CH₁上的SR分组并发送AR分组时，不能同时在第二信道CH₂上接收CCN发送的业务分组。

第二实施例

图4为本发明第二实施例的流程图，具体为：

步骤21、CCN根据目前已成功接入的节点数目和空闲信道资源设置竞争时隙的数目N_AR；

步骤22、CCN在第二信道CH₂上公布预约开始，即发送SR分组，其后的第一信道CH₁上有N_AR个竞争时隙；

步骤23、各有分组发送的节点在第二信道CH₂上收到SR分组后，立即转到第一信道CH₁上，在各个竞争时隙中随机选择1个发送AR分组进行竞争预约，然后转到第二信道CH₂上侦听结果；

步骤24、CCN是否成功收到AR分组，是则执行步骤15，否则，CCN在第二信道CH₂上公布碰撞结果，即在第几个接入时隙出现碰撞，各未成功接入节点收到后等到下一帧再进行预约接入；

步骤25、CCN在第二信道CH₂上发送AD分组，即哪个节点接入成功，并分配相应的信道资源；

步骤26、成功接入的节点收到AD分组后，在第二信道CH₂上继续接收CCN发送的业务分组，当所分配的时隙到来时转到第一信道CH₁上准备发送；

步骤27、判断节点是否完成本次会晤的业务分组发送，完成发送时，该节点在所分配的信道资源上发送释放信道资源标志的业务分组，释放相应信道资源，CCN收到后不再安排该节点的业务分组发送，从这之后的下一帧起可以在此信道资源上安排其他节点发送；未完成时，该节点利用所分配的信道资源发送业务分组；

步骤28、节点转到第二信道CH₂上接收CCN的分组；

步骤29、判断本帧发送是否结束，未结束时，下一成功接入节点在给它分配的时隙上发送；结束时，各节点转到第二信道CH₂上侦听。

在本实施例上述技术方案中，还包括步骤：CCN在第二信道CH₂上公布完接入节点结果后，立即在该信道上发送到各个节点的业务分组，同时在第一信道CH₁上接收各节点发给它的业务分组。

本实施例中，CCN在第二信道CH₂上发送SR分组，各有分组发送的节点在第二信道CH₂上收到SR分组后，立即转到第一信道CH₁上进行竞争预约。CCN所有的分组发送均在第二信道CH₂上，所有的侦听和接收均在第一信道CH₁上，各节点所有的分组发送均在第一信道CH₁上，所有的侦听和接收也相应在第二信道CH₂上。

图5为本发明第二实施例的信道发送时序图，具体为：

CCN在第二信道CH₂上发送SR分组；

经过传播时延tp后，各节点收到并立刻转到第一信道CH₁上，从若干个AR时隙中选择一个AR时隙发送AR分组，之后立刻转到第二信道CH₂上侦听结果；

经过传播时延tp后，CCN在第一信道CH₁上依次收到各AR分组，紧接着依次在第二信道CH₂上发送AD分组，以便公布相关的预约接入结果；

各节点收到AD分组后，可以获悉自己的接入是否成功，如果成功，就转到第一信道CH₁上按照CCN指定的发送时隙进行业务分组发送，在指定的发送时隙前后一直处于第二信道CH₂上侦收CCN的业务分组发送，如果失败，等待下一次预约接入阶段再进行预约发送；

CCN在第二信道CH₂上发送完AD分组后，紧接着发送其业务分组，同时利用另一部收发信机在第一信道CH₁上依次接收各节点的业务分组；

本轮(即本次或本帧)的业务分组发送完成后，就进入了下一轮(或下一帧)的预约接入和业务分组发送阶段，重复上述流程，对于已发送过业务分组的节点，继续沿用上一次的发送时隙进行发送。

本实施例各信道理论上的吞吐量分别为：

S_CH1＝N_PKTt_PKT/(t_SR+N_ARt_AR+N_PKTt_PKT)

S_CH2＝N_PKT’t_PKT/(t_SR+2t_p+t_AR+N_ADt_AD+N_PKT’t_PKT)

第三实施例

在第一实施例技术方案基础上，可以通过CCN发送传输开始(ST)分组实现一种基于同步基准的快速预约列发多址接入方法。

图6为本发明第三实施例的信道发送时序图，本实施例技术方案中CCN的各种分组发送为各节点提供了时间同步基准，具体为：

CCN在第一信道CH₁上发送SR分组；

经过传播时延t_p后，各节点收到并立刻从若干个AR时隙中选择一个AR时隙发送AR分组，之后立刻转到第二信道CH₂上侦听结果；

经过传播时延tp后，CCN在第一信道CH₁上依次收到各AR分组，紧接着依次在第二信道CH₂上发送AD分组，以便公布相关的预约接入结果；

各节点收到AD分组后，可以获悉自己的接入是否成功，如果成功，就转到第一信道CH₁上按照CCN指定的发送时隙进行业务分组发送，CCN在各节点AR分组发送完毕后发送ST分组，提示头一个成功接入节点发送业务分组，各节点在指定的发送时隙前后一直处于第二信道CH₂上侦收CCN的业务分组发送，如果失败，等待下一次预约接入阶段再进行预约发送；

CCN在第二信道CH₂上发送完AD分组后，紧接着发送其业务分组，同时利用另一部收发信机在第一信道CH₁上依次接收各节点的业务分组；

本轮(即本次或本帧)的业务分组发送完成后，就进入了下一轮(或下一帧)的预约接入和业务分组发送阶段，重复上述流程，对于已发送过业务分组的节点，继续沿用上一次的发送时隙进行发送。

本实施例各信道理论上的吞吐量分别是：

S_CH1＝N_PKTt_PKT/(t_SR+t_p+t_ST+N_ARt_AR+N_PKTt_PKT)

S_CH2＝N_PKT’t_PKT/(t_SR+t_p+t_AR+N_ADt_AD+N_PKT’t_PKT)

在本实施例上述技术方案中，各种CCN的分组发送，如SR、ST、AD、业务分组的发送，都可以用来向各节点提供粗同步基准，这样，整个系统不需要网络同步就可以以异步的方式实现多址接入。同理，在第一实施例中，各节点也可以利用CCN的分组发送(即SR、AD和业务分组)来提供粗同步基准。与第一实施例相比，如果SR、AD和业务分组发送所提供的同步不够，本实施例再加入CCN的ST分组发送来提供更多、更准确的粗同步基准这样，整个系统不需要网络同步就可以以异步的方式实现多址接入。

第四实施例

在第一实施例技术方案基础上，其中在业务分组发送方面，CCN也可以一直在第一信道CH₁上发送业务分组，在第二信道CH₂上接收各节点发送的业务分组，而各节点可以一直在第二信道CH₂上发送业务分组，在第一信道CH₁上接收CCN发送的业务分组。此时，可以实现一种基于提示发送的快速预约列发多址接入方法。

图7为本发明第四实施例的信道发送时序图，主要思想是CCN利用其业务分组提示下一节点发送，在业务分组头中标示有下一发送节点的身份号(ID)，具体为：

CCN在第一信道CH₁上发送SR分组；

经过传播时延tp后，各节点收到并立刻从若干个AR时隙中选择一个AR时隙发送AR分组，之后立刻转到第二信道CH₂上侦听结果；

经过传播时延t_p后，CCN在第一信道CH₁上依次收到各AR分组，紧接着依次在第二信道CH₂上发送AD分组，以便公布相关的预约接入结果；

各节点收到AD分组后，可以获悉自己的接入是否成功，如果成功，就转到第二信道CH₂上按照CCN指定的发送时隙进行业务分组发送，CCN在其第一信道CH₁上发送的业务分组头中指明紧随其后的第二信道CH₂上的发送时隙由哪个节点发送业务分组，该节点在指定的发送时隙前后一直处于第一信道CH₁上侦收CCN的业务分组发送，如果失败，等待下一次预约接入阶段再进行预约发送；

CCN在第二信道CH₂上发送完AD分组后，紧接着依次接收各节点的业务分组，同时利用另一部收发信机在第一信道CH₁上接收完AR分组后，立即发送其业务分组；

本轮(即本次或本帧)的业务分组发送完成后，就进入了下一轮(或下一帧)的预约接入和业务分组发送阶段，重复上述流程，对于已发送过业务分组的节点，继续沿用上一次的发送时隙进行发送。

本实施例可以简化AD分组内的内容，各节点在CH₁上侦收CCN的业务分组发送，得到CCN的提示后再转到CH₂上进行业务分组发送。

在第一或第二实施例技术方案基础上，也可以实现第三实施例基于同步基准的技术方案。同理，通过在业务分组发送方面，使CCN在第一信道CH₁上发送业务分组，各节点在第二信道CH₂上发送业务分组，也可以实现第四实施例基于提示发送的技术方案，不再赘述。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种快速预约列发多址接入方法，其特征在于，包括：

中心控制节点根据目前已成功接入的节点数目和空闲信道资源设置竞争时隙的数目，具体为：判断是否有空闲信道资源，有则设置N_AR＝max{4，nN_{空 闲}}，没有则设置N_AR＝0；其中，N_AR为本帧竞争时隙的数目，N_空闲＝N_PKT-max-N_PKT-now，N_空闲为尚可安置发送节点的数目，N_PKT-max为最大可安置的发送节点数目，N_PKT-now为现有已安置的发送节点数目，n＝2～5；

中心控制节点在第一信道或第二信道上公布预约开始，其后有所述数目的竞争时隙；

节点在第一信道上进行竞争预约，转到第二信道上侦听结果；

中心控制节点在第一信道上接收接入预约，同时在第二信道上公布接入结果，并给接入成功的节点分配信道资源，具体为：中心控制节点在第一信道上接收到接入预约分组后，立刻在第二信道上发送接入公布分组，并给成功接入的节点分配相应的信道资源；中心控制节点在第一信道上没正确接收到接入预约分组时，在第二信道上公布碰撞结果，各未成功接入的节点收到后等到下一帧再进行预约接入；

各节点在各自分配的信道资源上依次无冲突发送业务分组，具体为：成功接入的节点收到后，在第二信道上继续接收中心控制节点发送的业务分组，当所分配的时隙到来时，转到第一信道上准备发送；判断是否完成本次通信会晤的业务分组发送，完成发送时，节点在所分配的信道资源上发送释放信道资源标志的业务分组；未完成发送时，节点利用所分配的信道资源发送业务分组；发完后节点转到第二信道上接收中心控制节点的分组；判断本帧发送是否结束，结束时，各节点转到第一信道上侦听；未结束时，下一成功接入节点在给它分配的时隙上发送。

2.根据权利要求1所述的快速预约列发多址接入方法，其特征在于，所述节点在第一信道上进行竞争预约具体为：各有分组发送的节点在第一信道上收到后，在第一信道上的各个竞争时隙中随机选取1个进行竞争预约，即发送接入预约分组。

3.根据权利要求1所述的快速预约列发多址接入方法，其特征在于，所述节点在第一信道上进行竞争预约具体为：各有分组发送的节点在第二信道上收到后转到第一信道上，在第一信道上的各个竞争时隙中随机选取1个进行竞争预约，即发送接入预约分组。

4.根据权利要求1～3中任一所述的快速预约列发多址接入方法，其特征在于，还包括：中心控制节点在第二信道上向各节点发送业务分组，在第一信道上接收各节点发送的业务分组。

5.根据权利要求4所述的快速预约列发多址接入方法，其特征在于，还包括：中心控制节点在各节点接入预约分组发送完毕后，发送传输开始分组，提示头一个成功接入节点开始发送业务分组。

6.根据权利要求1～3中任一所述的快速预约列发多址接入方法，其特征在于，还包括：中心控制节点在第一信道上向各节点发送业务分组，在第二信道上接收各节点发送的业务分组。

7.根据权利要求6所述的快速预约列发多址接入方法，其特征在于，还包括：中心控制节点在其发送的业务分组头中指明紧随其后的第二信道上的发送时隙由哪个节点发送业务分组，该节点在指定的发送时隙前后一直处于第一信道上侦收中心控制节点的业务分组发送。

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