CN100512505C

CN100512505C - 异步交互式多址接入方法

Info

Publication number: CN100512505C
Application number: CNB2007100640205A
Authority: CN
Inventors: 刘凯; 张军; 宋学贵; 李献昌
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2027-02-16
Also published as: CN101018414A

Abstract

本发明涉及一种异步交互式多址接入方法，包括：中心节点根据业务情况设定基本接入单元数和业务分组发送单元数并发送预约开始分组公布接入开始；各需要进行业务分组发送的节点在竞争预约时隙上竞争预约，中心节点统计碰撞情况，并发送预约开始分组公布成功接入的结果，同时提示后续竞争时隙的开始；重复直至所有基本接入单元结束；中心节点发送业务分组或轮询控制分组并提示后续成功接入节点发送，接着该节点发送业务分组；重复直至各成功接入节点都发完一遍业务分组，然后进入下一预约接入和业务分组发送阶段。本发明具有信道吞吐量高、接入时延小、分组丢弃率低、服务质量有保证、适用范围广泛等优点。

Description

异步交互式多址接入方法

技术领域

本发明涉及一种多址接入方法，特别是一种在移动自组网(或称移动AdHoc网络)、无线传感器网络、无线接入网络、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，多个用户共享无线信道资源的异步交互式多址接入方法。

背景技术

多址接入(即媒质接入控制，Medium Access Control，简称MAC)方法就是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。

在现有技术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。即在发送分组之前，节点先侦听信道，如果信道空闲则发送分组；如果信道中有载波，则随机时延一段时间，再侦听，如果空闲，则发送；如果信道仍然处于忙状态，则继续时延。通常选用的时延随机变量是指数分布的。它在业务量较小时可以获得很小的接入时延。不过，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，出现了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，从而大大增加了平均分组时延和平均分组丢弃率、降低了信道吞吐量，同时也出现了共享信道不公平的问题，即一些节点占有共享信道，而其它节点得不到信道资源。如图1所示，隐藏终端问题是指A节点和C节点相互都在通信范围之外，但同时都在B节点通信范围之内，这样如果当A节点向B节点发送的时候，B节点由于正在接收，所以不能向外发送，这时，C节点将检测到信道为空闲状态，如果这时C节点有分组发送，则A节点和C节点的分组将在B节点发生碰撞，导致B节点既不能收到A节点的分组，也不能收到C节点的分组。如图2所示，暴露终端问题是指当F节点有分组要往G节点发送，同时E节点有分组要往D节点发送的时候，假设F节点先于E节点开始发送，则E节点将检测到信道被占用，于是E节点推迟往D节点发送分组，但实际上E节点往D节点的发送并不会引发与F节点的冲突，这样就造成了信道资源的浪费。

现在技术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，成功后再使用信道资源，因此可以解决大部分随机接入的多址接入方法存在的不足的问题。按照申请预约和分配信道方式的不同，它可分为基于随机竞争和基于无冲突两类。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，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。不过，前者在申请预约部分仍然存在分组碰撞，隐藏终端的影响只是得到了减弱、并没有消除；后者可以避免分组碰撞情况的发生，不过当许多节点不发送时，这种方法会浪费大量的轮询控制开销。另外，目前大多数所提出的按需分配的多址接入方法在网络业务量较低时与随机接入的多址接入方法相比存在控制开销所占比例过大、接入和传输时延较大的问题，在网络业务量较高时与固定分配的多址接入方法相比存在最大信道吞吐量不够高的问题，同时也不能保证共享信道的公平性问题。

另外，上述各类多址接入方法中，大多数多址接入方法需要建立较为准确的网络同步前提下才能实现，但在实际应用中，多跳分布式无线网络都很难实现全网的准确同步。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种信道吞吐量高、接入时延小、分组丢弃率低、QoS有保证、适用范围广泛的异步交互式多址接入方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种异步交互式多址接入方法，包括：

步骤1、中心节点根据当前业务情况，设定用于控制节点接入信道数量的基本接入单元数，所述基本接入单元由预约开始时隙和预约接入时隙组成，以及设定用于控制节点发送业务分组数量的业务分组发送单元数，并向各节点发送预约开始分组，用于公布各节点接入信道开始；

步骤2、各需要进行业务分组发送的节点收到所述预约开始分组后，选择竞争预约时隙，向所述中心节点发送预约分组进行接入信道预约；

步骤3、结束一个所述基本接入单元；

步骤4、判断所有基本接入单元是否结束，若是，则执行步骤6，否则执行步骤5；

步骤5、所述中心节点统计各节点接入信道时发送预约分组发生碰撞的情况，并向各节点发送预约开始分组，公布节点接入信道的结果，同时提示后续竞争预约时隙的开始，并执行步骤2；

步骤6、所述中心节点向各节点发送业务分组或轮询控制分组，并提示所述成功接入信道的节点发送业务分组；

步骤7、所述成功接入信道的节点发送业务分组，并结束一个所述业务分组发送单元；

步骤8、判断所有业务分组发送单元是否结束，若是，则执行步骤9，否则执行步骤6；

步骤9、结束；

设定用于控制节点接入信道数量的基本接入单元数具体为：

步骤11、中心节点根据业务情况设定初始的基本接入单元数；

步骤12、判断是否存在空闲信道资源，若存在，则执行步骤13，否则执行步骤14；

步骤13、所述中心节点依次向各节点发送预约开始分组，公布各节点接入信道开始，并执行步骤15；

步骤14、令所述基本接入单元数为零，并执行步骤21；

步骤15、各需要进行业务分组发送的节点收到所述预约开始分组后，选择竞争预约时隙，向所述中心节点发送预约分组进行接入信道预约；

步骤16、所述中心节点统计各节点接入信道时发送预约分组发生碰撞的情况；

步骤17、判断是否连续出现预约分组碰撞，若是，则执行步骤18，否则执行步骤19；

步骤18、增大所述基本接入单元数，并执行步骤21；

步骤19、判断是否连续出现成功接入信道的节点，若是，则执行步骤20，否则执行步骤21；

步骤20、减少所述基本接入单元数；

步骤21、结束；

所述设定用于控制节点发送业务分组数量的业务分组发送单元数具体为：

步骤31、中心节点设定各节点最大的业务分组发送单元数，各节点初始的业务分组发送单元数等于零，还可接入信道的节点数等于所述最大的业务分组发送单元数；

步骤32、所述中心节点向各节点发送预约开始分组，公布各节点接入信道开始；

步骤33、各需要进行业务分组发送的节点收到所述预约开始分组后，选择竞争预约时隙，向所述中心节点发送预约分组进行接入信道预约；

步骤34、判断是否存在成功接入信道的节点，若是，则执行步骤35，否则执行步骤36；

步骤35、增加一个业务分组发送单元，减少一个还可接入信道的节点，并执行步骤37；

步骤36、所述中心节点统计各节点接入信道时发送预约分组发生碰撞的情况；

步骤37、结束一个基本接入单元；

步骤38、判断所有基本接入单元是否结束，若是，则执行步骤39，否则执行步骤41；

步骤39、所述中心节点向各节点发送业务分组或轮询控制分组，并提示所述成功接入信道的节点发送业务分组；

步骤40、所述成功接入信道的节点向发送业务分组，并执行步骤42；

步骤41、所述中心节点向各节点发送预约开始分组，公布节点接入信道的结果，同时提示后续的竞争预约时隙的开始，并执行步骤33；

步骤42、判断所述节点是否发送完所有业务分组，若是，则执行步骤43，否则执行步骤44；

步骤43、减少一个业务分组发送单元，增加一个可接入信道的节点；

步骤44、判断所有成功接入信道的节点的业务分组发送是否结束，若是，则执行步骤45，否则执行步骤39；

步骤45、结束。

在上述技术方案中，主要可以分为两个阶段：步骤1至步骤5的各接入使用信道的节点获得信道使用权的预约接入阶段和步骤6至步骤9的成功接入节点的无冲突业务分组发送阶段。节点采用预约接入方式接入信道能最大限度地利用信道资源，大大地提高信道吞吐量；成功接入节点的无冲突业务分组发送能有效地降低因业务分组发生碰撞产生的分组丢弃率，提供良好的QoS保证。

上述基本接入单元数的确定方法中，中心节点根据当前业务量情况确定基本接入单元数。当现有业务量变大(即有更多接入节点参与竞争接入)时，就增大基本接入单元数，即增加预约时隙，以便让节点有更大的概率接入成功；当现有业务量变小(即参与竞争接入的节点数减少)时，就降低基本接入单元数，即减少预约时隙，以便在保证节点有较大成功接入概率的前提下尽可能地提高信道吞吐量。中心节点根据预约接入成功或发生碰撞的情况判断业务量变大或变小。若预约接入连续成功，就认为业务量变小，减少基本接入单元数；若预约接入连续发生碰撞，就认为业务量变大，增大基本接入单元数。

上述业务分组发送单元数的确定方法中，通过业务分组发送数与还可接入的节点数清楚地显示当前可用信道资源与当前被占用的信道资源。

在所述步骤2还包括应用竞争接入和冲突退避的方法处理节点预约接入信道，具体可以为：

步骤51、中心节点向各节点广播接入信道开始，所述广播中含有竞争预约时隙的个数；

步骤52、各需要接入信道的节点按概率分布选择某个所述竞争预约时隙进行接入信道预约，并在所述中心节点提示下发送预约接入请求；

步骤53、判断各所述节点的预约接入请求是否发生碰撞，若是，则执行步骤54，否则执行步骤55；

步骤54、所述发生预约接入请求碰撞的节点按概率分布选择此后的某个竞争预约时隙再次进行接入信道预约，并执行步骤56；

步骤55、所述节点成功接入信道，根据所述中心节点提示进行业务分组发送；

步骤56、结束。

应用上述竞争接入和冲突退避的方法通过概率公布方式使发生预约接入请求碰撞的节点选择最有可能接入信道的时隙接入信道，能有效地减少接入时延。

上述技术方案中，步骤2中所述的选择竞争预约时隙具体包括：采用概率分布方式，如等概率分布方式，来选择竞争预约时隙。所述步骤6可以具体为：所述中心节点向各节点发送附带轮询标记的业务分组或当没有业务分组发送时，发送轮询控制分组，实现对所述成功接入信道的节点进行业务分组发送的提示。

所述步骤7中可以还包括：判断所述成功接入信道的节点发送业务分组时，所述业务分组是否为最后一个业务分组，若是，则所述业务分组中附带释放信道资源标志，所述中心节点收到所述释放信道资源标志后，安排其它节点在所述信道资源上发送业务分组，否则发送无标志的业务分组。

所述步骤1中所述的向各节点发送预约开始分组之前还包括一项操作：在所述预约开始分组中包括预设的优先级信息，所述优先级信息用于在需要进行业务分组发送的节点收到所述预约开始分组后，将其业务分组的优先级与所述优先级信息所指示的优先级进行比较，在该节点相应业务分组的优先级高于该优先级信息所指示的优先级信息时，该节点才预约接入信道。即只有高于设定优先级的需要进行业务分组发送的节点才能预约接入信道，从而保证了高优先级的业务分组优先得以发送。由于可以允许一定优先级业务的节点优先预约接入、并且可以周期性、无冲突地发送业务分组，因此本发明特别适合实时业务的传输，可以保证时延和所需传输速率等服务质量要求。

由上述技术方案可以得知，本发明吸取了按需多址接入方法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影响、在业务分组传输中消除了碰撞可能的优点，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，从而达到提高信道吞吐量、减小接入时延、降低分组丢弃率的目的。本发明中，中心节点和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节点通过广播类媒质相连接通信的多个节点接入结构，适用范围广泛。

本发明利用中心节点的预约开始分组、业务分组和轮询分组的发送作为各节点发送各类分组的同步基准，即以预约开始分组、业务分组和轮询分组发送的结束时刻作为所有节点竞争接入或发送业务分组时的时间基准，从而简单、准确地实现了异步条件下的信道资源共享，消除了对多跳无线网络实现全网准确同步的要求。

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为现在有技术存在的隐藏终端问题的示意图；

图2为现在有技术存在的暴露终端问题的示意图；

图3本发明异步交互多址接入方法的基本流程图；

图4为本发明中基本接入单元数的确定方法的基本流程图；

图5为本发明中业务分组发送数的确定方法的基本流程图；

图6为本发明中一种竞争接入和冲突退避方法的基本流程图。

具体实施方式

本发明异步交互多址接入方法是根据下述原理实现的：本发明中每个中心节点和各节点都只有一部半双工的无线收发信机。各节点的各类分组发送可以被邻节点和中心节点收到，如果业务分组不是发往邻节点，那么就需要所属的中心节点进行中转。属于同一中心节点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(即需要中间节点中转双方的业务分组)，这样，中心节点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。

本发明异步交互式多址接入方法包括两个阶段：各接入使用信道的节点获得信道使用权的预约接入阶段和成功接入节点的无冲突业务分组发送阶段，其后是周而复始的重复阶段。

在接入阶段中，中心节点确定基本接入单元数N_R后，发送预约开始分组，其后有竞争预约时隙，各接入节点以某种概率分布选择是否在该时隙上发送预约分组、进行接入预约。如果只有一个接入节点在此时隙上发送，那么此接入节点接入成功，中心节点在下一个预约开始分组(或第一个业务分组)中告知各节点这一情况，该接入成功节点将会在中心节点的提示下完成业务分组发送；如果有两个或两个以上的接入节点在此时隙上发送预约接入分组，那么这些分组发送会在中心节点的接收机接收时发生碰撞，中心节点不知道哪个节点发送预约接入请求，在后续的预约开始分组(或第一个业务分组)中告知各节点有碰撞在此时隙上发生，这些接入失败节点会将在下一个预约接入阶段继续尝试接入，直至成功。预约开始时隙和预约接入时隙构成一个基本接入单元，当N_R个基本接入单元结束时进入业务分组发送阶段。

预约接入结束之后进入无冲突的业务分组发送阶段，各成功接入节点在中心节点的提示下依次发送其业务分组。中心节点发送业务分组或轮询控制分组(当没有业务分组发送时)并利用它们提示下一节点的业务分组发送。当所有成功接入的节点发完一遍业务分组后，就进入下一轮预约接入和发送阶段。

如果节点是发送本次业务分组发送阶段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，中心节点收到后即可安排其它节点在该信道资源上发送业务分组。当没有信道资源可分配时，中心节点关闭预约接入阶段，直接进入业务分组发送阶段，直至有成功接入节点释放信道资源后才再次恢复预约接入阶段。

如图3所示，为本发明异步交互多址接入方法的基本流程图，包括如下的步骤：

步骤1、中心节点根据当前业务情况，设定用于控制节点接入信道数量的基本接入单元数N_R，该基本接入单元由预约开始时隙和预约接入时隙组成，以及用于控制节点发送业务分组数量的业务分组发送单元数N_PKT，并向各节点发送预约开始分组，用于公布各节点接入信道开始；

步骤2、各需要进行业务分组发送的节点收到预约开始分组后，选择竞争预约时隙，向中心节点发送预约分组进行接入信道预约；

步骤3、结束一个基本接入单元；

步骤5、中心节点统计各节点接入信道时发送预约分组发生碰撞的情况，并向各节点发送预约开始分组，公布节点接入信道的结果，同时提示后续竞争预约时隙的开始，并执行步骤2；

步骤6、中心节点向各节点发送业务分组或轮询控制分组，并提示成功接入信道的节点发送业务分组；

步骤7、成功接入信道的节点发送业务分组，并结束一个业务分组发送单元；

步骤9、结束。

在本实施例中，业务分组都发送的总时间长度T_F为：

T_F＝N_R(t_SR+t_R)+2N_PKTt_PKT

其中，t_SR、t_R和t_PKT分别为预约开始分组、预约分组和业务分组的发送时间，或者是相关时隙的时隙长度，通常情况下t_SR＝t_R。相应的吞吐量(也为最大吞吐量)S为：S＝2N_PKTt_PKT/T_F。

本实施例的节点采用预约接入方式接入信道能最大限度地利用信道资源，大大地提高信道吞吐量；成功接入节点的无冲突业务分组发送能有效地降低因业务分组发生碰撞产生的分组丢弃率，提供良好的QoS保证。

本发明的另一实施例为上述步骤2中选择竞争预约时隙可以是各节点以某种概率分布选择某个预约竞争时隙发送预约分组，例如：等概率选择各竞争预约时隙。

本发明的又一实施例为上述步骤6还可以是中心节点发送附带轮询标记的业务分组或当没有业务分组发送的时候，仅发送很短的轮询控制分组，从而实现对成功接入信道的节点的业务分组发送提示。在业务分组中还可以明确后续需要发送业务分组的节点；另外，中心节点在预约开始分组中可以指明接入成功的节点在某个业务分组时隙上发送业务分组，即分配相应的信道资源。

本发明的再一实施例为上述步骤7中还可以包括：判断成功接入信道的节点发送业务分组时，该业务分组是否为最后一个业务分组，若是，则该业务分组中附带释放信道资源标志，中心节点收到释放信道资源标志后，安排其它节点在该信道资源上发送业务分组，否则发送无标志的业务分组。

上述各个实施例还可以采用优先级限制的方式，即在上述步骤1中向各节点发送预约开始分组之前还包括一项操作：在该预约开始分组中包括预设的优先级信息，该优先级信息用于在需要进行有业务分组发送的节点收到预约开始分组后，将其业务分组的优先级与该优先级信息所指示的优先级进行比较，在该节点相应业务分组的优先级高于该优先级信息所指示的优先级信息时，该节点才预约接入信道。即只有高于一定优先级的业务分组才能发送、有此类优先级业务分组的节点才能预约接入，从而保证了高优先级的业务分组优先得以发送。由于可以允许一定优先级业务的节点优先预约接入、并且可以周期性、无冲突地发送业务分组，因此本发明特别适合实时业务的传输，可以保证时延和所需传输速率等服务质量要求。当业务量增大时所出现的公平性问题可以利用中心节点调整、限制个别节点在预约接入中过多的成功接入来解决。本发明中，中心节点和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节点通过广播类媒质相连接通信的多个节点接入结构，适用范围广泛。

上述实施例中，中心节点利用预约开始分组、业务分组和轮询分组的发送作为各节点发送各类分组的同步基准，即以预约开始分组、业务分组和轮询分组发送的结束时刻作为所有节点竞争接入或发送业务分组时的时间基准(或基准时刻)，这里各个时隙包括了各类分组的发送时间以及克服信号传播时延、收发信机转换时间等必要的保护时间间隔，从而实现了异步条件下无冲突的分组发送。

如图4所示，为本发明基本接入单元数的确定方法的基本流程图，具体包括如下：

步骤11、中心节点设定初始的基本接入单元数N_R＝1；

步骤12、判断是否存在空闲信道资源，若是，则执行步骤13，否则执行步骤14；

步骤13、中心节点依次向各节点发送预约开始分组，公布各节点接入信道开始，并执行步骤15；

步骤14、令基本接入单元数N_R为零，并执行步骤21；

步骤15、各需要进行业务分组发送的节点收到预约开始分组后，选择竞争预约时隙，向中心节点发送预约分组进行接入信道预约；

步骤16、中心节点统计各节点接入信道时发送预约分组发生碰撞的情况；

步骤18、增大基本接入单元数，并执行步骤21；

步骤20、减少基本接入单元数；

步骤21、结束。

在上述步骤11中初始的基本接入单元数N_R可以为任意定值，如2、3等。步骤17与步骤19中所指的连续出现可以根据实际业务需要定义，一般为2～6次。步骤18中增大基本接入单元数与步骤20中减少基本接入单元数可以根据实际需要选用任意一个递增函数进行增大基本接入单元数，选用任意一个递减函数进行减少基本接入单元数。基本接入单元数N_R的改变(变大或变小)还可以采用其它具体方法，变化趋势与接入碰撞情况的变化一致。

本实施例中，中心节点根据当前业务量情况确定基本接入单元数N_R。当现有业务量变大(即有更多接入节点参与竞争接入)时，就增大N_R，即增加竞争预约时隙，以便让节点有更大的概率接入成功；当现有业务量变小(即参与竞争接入的节点数减少)时，就降低N_R，即减少竞争预约时隙，以便在保证节点有较大成功接入概率的前提下尽可能地提高信道吞吐量。中心节点根据预约接入成功或发生碰撞的情况判断业务量变大或变小。若预约接入连续成功，就认为业务量变小，减少N_R；若预约接入连续发生碰撞，就认为业务量变大，增大N_R。因此各节点能充分、高效地使用共享信道资源。

如图5所示，为本发明业务分组发送数的确定方法的基本流程图，具体包括如下：

步骤31、中心节点设定各节点最大的业务分组发送单元数N_PKT-max，各节点初始的业务分组发送单元数N_PKT＝0、还可接入信道的节点数N_空闲＝N_PKT-max；

步骤32、中心节点向各节点发送预约开始分组，公布各节点接入信道开始，并令N_R-now＝N_R；

步骤33、各需要进行业务分组发送的节点收到预约开始分组后，选择竞争预约时隙，向中心节点发送预约分组进行接入信道预约；

步骤35、N_PKT＝N_PKT+1，N_空闲＝N_空闲-1，并执行步骤37；

步骤36、中心节点统计各节点接入信道时发送预约分组发生碰撞的情况；

步骤37、基本接入单元数减一；

步骤38、判断基本接入单元数是否为零，若是，则执行步骤39，否则执行步骤41；

步骤39、中心节点向各节点发送业务分组或轮询控制分组，并提示成功接入信道的节点发送业务分组；

步骤40、成功接入信道的节点向目标节点发送业务分组，并执行步骤42；

步骤41、中心节点向各节点发送预约开始分组，公布节点接入信道的结果，同时提示后续竞争预约时隙的开始，并执行步骤33；

步骤42、判断节点是否发送完所有业务分组，若是，则执行步骤43，否则执行步骤44；

步骤43、业务分组发送单元数减一，可接入节点数加一；

步骤45、结束。

本实施例中，N_PKT-max为本帧的预约接入和发送阶段中各节点最大的业务分组发送数，不包括中心节点的业务分组发送数，N_空闲为还可接入的节点数，代表是否有空闲信道资源，N_空闲＝N_PKT-max-N_PKT。若N_空闲＝0，表明没有空闲的信道资源。通过跟踪业务分组发送数与还可接入的节点数能清楚地显示当前可用信道资源与当前被占用的信道资源，为后续接入信道的节点更合理地分配信道资源。

如图6所示，为本发明的一种竞争接入和冲突退避方法的基本流程图，具体包括如下：

步骤51、中心节点向各节点广播接入信道开始，该广播中含有竞争预约时隙的个数；

步骤52、各需要接入信道的节点按某种概率分布选择某个竞争预约时隙进行接入信道预约，并在中心节点提示下发送预约接入请求；

步骤53、判断各节点的预约接入请求是否发生碰撞，若是，则执行步骤54，否则执行步骤55；

步骤54、发生预约接入请求碰撞的节点按某种概率分布选择此后的某个竞争预约时隙再次进行接入信道预约，并执行步骤56；

步骤55、节点成功接入信道，根据中心节点提示进行业务分组发送；

步骤56、结束。

本实施例通过某种概率公布方式使发生预约接入请求碰撞的节点选择最有可能接入信道的时隙接入信道，能有效地减少接入时延，加快节点接入信道。

由上述实施例可知，本发明吸取了按需多址接入方法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影响、在业务分组传输中消除了碰撞可能的优点，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，从而达到提高信道吞吐量、减小接入时延、降低分组丢弃率的目的。本发明的最大吞吐量S为：S＝2N_PKTt_PKT/[N_R(t_SR+t_R)+2N_PKTt_PKT]，当满负荷工作时，N_R＝0，有S＝1，从而可以达到信道资源的最大利用。

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

1、一种异步交互式多址接入方法，其特征在于，包括：

步骤3、结束一个所述基本接入单元；

步骤5、所述中心节点统计各节点接入信道时发送预约分组发生碰撞的情况，并向各节点发送预约开始分组，公布节点接入信道的结果，同时提示后续的竞争预约时隙的开始，并执行步骤2；

步骤9、结束；

所述设定用于控制节点接入信道数量的基本接入单元数具体为：

步骤14、令所述基本接入单元数为零，并执行步骤21；

步骤18、增大所述基本接入单元数，并执行步骤21；

步骤20、减少所述基本接入单元数；

步骤21、结束；

步骤37、结束一个基本接入单元；

步骤41、所述中心节点向各节点发送预约开始分组，公布节点接入信道的结果，同时提示后续竞争预约时隙的开始，并执行步骤33；

步骤45、结束。

2、根据权利要求1所述的异步交互式多址接入方法，其特征在于，所述步骤2还包括应用竞争接入和冲突退避的方法处理节点预约接入信道，具体为：

步骤56、结束。

3、根据权利要求1所述的异步交互式多址接入方法，其特征在于，所述步骤6具体为：所述中心节点向各节点发送附带轮询标记的业务分组或当没有业务分组发送时，发送轮询控制分组，实现对所述成功接入信道的节点进行业务分组发送的提示。

4、根据权利要求1所述的异步交互式多址接入方法，其特征在于，所述步骤7中还包括：判断所述成功接入信道的节点发送业务分组时，所述业务分组是否为最后一个业务分组，若是，则所述业务分组中附带释放信道资源标志，所述中心节点收到所述释放信道资源标志后，安排其它节点在所述信道资源上发送业务分组，否则发送无标志的业务分组。

5、根据权利要求1所述的异步交互式多址接入方法，其特征在于，所述步骤1中所述的向各节点发送预约开始分组之前还包括一项操作：在所述预约开始分组中包括预设的优先级信息，所述优先级信息用于在需要进行业务分组发送的节点收到所述预约开始分组后，将其业务分组的优先级与所述优先级信息所指示的优先级进行比较，当该节点相应业务分组的优先级高于该优先级信息所指示的优先级信息时，该节点才预约接入信道。

6、根据权利要求1所述的异步交互式多址接入方法，其特征在于，步骤2中所述的选择竞争预约时隙具体包括：采用概率分布方式选择竞争预约时隙。