CN101697635B - 认知无线mesh网络的接入方法和控制方法 - Google Patents

认知无线mesh网络的接入方法和控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种认知无线MESH网络接入方法，其步骤为，将无线网络划分为多层结构；选出各单跳分簇的簇头，同层各簇头为其上层单跳分簇的节点，直至最高层；收发节点间通过公共控制信道完成协商，再通过协商所定信道通信。本发明还公开了该网络的接入控制方法，其步骤是，各节点生成和维护数据信道优先度信息表和邻居节点连通表；收发节点在相应公共控制信道上广播和更新信息；在信道上以DATA-ACK-DATA-ACK形式通信。其显著效果是：能灵活匹配收发节点间的数据传输信道；克服邻居节点的干扰；根据信道质量信息实施信道动态切换；既满足认知用户的业务需求，又保障主用户的优先权；根据认知节点的变动进行自适应加载和调整。

Description

认知无线MESH网络的接入方法和控制方法
技术领域
本发明涉及一种在认知无线电系统中的接入方法和接入控制方法，具体的说是涉及一种认知无线MESH网络的接入方法和基于该接入方法的一种接入控制方法。
背景技术
认知无线电(Cognitive Radio：CR)作为一种智能频谱共享技术，依靠人工智能的支持，感知无线通信环境，根据一定的学习和决策算法，实时自适应的改变系统工作参数，动态的检测和有效的利用空闲频谱。理论上允许在时域、频域和空域上进行多维的频谱复用和共享。
在认知无线电网络中，不同认知节点的可用信道集合随空间和时间变化，其接入控制应解决的关键问题包括：实现收发两端之间的信道选择，确保收发节点能实现传输信道匹配；当发端进行数据分组传输时，克服来自邻居节点的干扰；在全网内发布可用信道集合的变化信息；根据信道质量信息实施信道动态切换。
虽然机会频谱接入允许认知用户识别和接入可用频谱资源，但是如何有效利用可用频谱仍是一个问题。一方面认知用户应满足自身业务QoS的需要，另一方面又不能妨碍授权用户的优先权。在认知无线MESH网络中，频谱的可用性取决于授权用户的行为，即认知用户信道是时变的，因此认知网络的MAC层和PHY层应能根据通信资源的这种特性自适应调整。
根据认知无线MESH网络的特点，决定了必须采用分布式接入控制协议，一般而言，各个认知节点都有多个可用信道。现有认知无线MESH网络的接入方法虽然采用了分布式接入结构，但是其结构内各个成员之间的信息交互渠道及应用于该渠道的接入控制协议都尚未形成一种有效的机制，使得在现有认知无线MESH网络的接入方法和控制方法下，无法有效解决上述接入控制应解决的关键问题，无法有效保证既满足认知用户自身业务QoS的需要，又不妨碍授权用户的优先权，无法根据认知节点的变动进行相应的自适应加载和调整。
现有认知无线MESH网络的接入方法的显著缺点是：无法有效解决以下接入控制应解决的关键问题：实现收发两端之间的信道选择，确保收发节点能实现传输信道匹配；当发端进行数据分组传输时，克服来自邻居节点的干扰；在全网内发布可用信道集合的变化信息；根据信道质量信息实施信道动态切换。也无法有效保证既满足认知用户自身业务QoS的需要，又不妨碍授权用户的优先权，无法根据认知节点的变动进行相应的自适应加载和调整。
发明内容
本发明的目的在于提供一种认知无线MESH网络的接入方法，以及一种基于该认知无线MESH网络的接入方法的接入控制方法，该接入方法及其接入控制方法能有效解决以下问题：
实现收发两端之间的信道选择，确保收发节点能实现传输信道匹配；
当发端进行数据分组传输时，克服来自邻居节点的干扰；
在全网内发布可用信道集合的变化信息；
根据信道质量信息实施信道动态切换；
既满足认知用户自身业务QoS的需要，又不妨碍授权用户的优先权；
根据认知节点的变动进行相应的自适应加载和调整。
为达以上目的，本发明所述的一种认知无线MESH网络的接入方法，按如下步骤进行：
步骤一、采用分布式分簇技术，将无线网络划分为多层结构，每一层均包含至少一个单跳分簇，其中，各单跳分簇均由一个以上节点构成；
步骤二、对各单跳分簇所含节点应用分簇算法选出相应簇头，处于同一层各单跳分簇的簇头之间无线连接，处于同一层的各簇头为其上层单跳分簇的节点，以此类推，直至最高层；
所述单跳分簇是指簇内节点与簇头之间、节点与节点之间只有一跳；
步骤三、在所述各层的各单跳分簇内设置一条无线公共控制信道和N条无线数据信道；各单跳分簇内收发节点之间在数据通信前通过相应公共控制信道进行通信控制协商，确定所述收发节点之间的数据信道和物理层传输速率的自适应配置；
步骤四、所述收发节点之间通过所确定的数据信道通信；
同一单跳分簇内的收发节点之间在一跳以内直接通信，不同单跳分簇内的两节点之间通过相应簇头经多跳实现通信；
步骤五、所述收发节点之间的通信完毕后，释放所占用的数据信道。
采用以上接入方法，网络的层次数和节点数可按需灵活变化，同时也便于实施接入控制。
本发明所述的一种基于上述认知无线MESH网络的接入控制方法，按如下步骤进行：
步骤一、在每个节点处生成数据信道优先度信息表和邻居节点连通表，并对这两张表进行维护；
步骤二、在单跳分簇中选择一个节点作为发送节点，该发送节点采用改进后的CSMA/CA协议在本簇的公共控制信道上广播第一RTS帧，该第一RTS帧内包含有需要通信的对象节点的信息以及发送节点的数据信道优先度信息表；
在各层公共控制信道上的信令传输动作均基于所述改进后的CSMA/CA协议；
步骤三、发送节点所在单跳分簇的本地簇头收到所述第一RTS帧后在自己的邻居节点连通表中查询所述对象节点是否在本单跳分簇内；
步骤四、如果所述对象节点位于本单跳分簇内，则所述本地簇头不参与通信，所述对象节点收到所述第一RTS帧后，以广播形式回复一条第一CTS帧，该第一CTS帧包含有最终决定使用的、所述发送节点和所述对象节点之间的数据信道序列；所述发送节点收到所述第一CTS帧后，根据第一CTS帧内的数据信道序列确定并维护一条一跳以内的最优的无线数据信道，而后所述发送节点和所述对象节点在本单跳分簇内经所述无线数据信道通过CSMA/CA协议直接进行通信；
本单跳分簇内的其他节点收到所述第一CTS帧后根据其内的数据信道优先度信息更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表，将发送和接收节点所选定的数据信道更新成为被发送节点和接收节点占用。
步骤五、如果所述对象节点与所述发送节点不在同一单跳分簇内，所述本地簇头在等待DIFS帧间隔后，该本地簇头将在自身所在的两个单跳分簇内广播一条第一临时CTS帧，本地簇头和发送节点根据第一临时CTS帧，在二者之间确定并保持一条第一数据信道；另外，所述本地簇头还通过自身所在的更高一层单跳分簇即二层单跳分簇的公共控制信道向该二层单跳分簇内的所有其他簇头广播第二RTS帧，所述其他簇头接收到所述第二RTS帧后在各自邻居节点连通表中查询所述对象节点是否在本单跳分簇内；
所述本地簇头所在的两个单跳分簇内的其他各节点和簇头收到所述第一临时CTS帧后更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表和邻居节点连通表；
步骤六、若处于所述二层单跳分簇的第二簇头发现所述对象节点在本单跳分簇内，则在自身所在的两个单跳分簇内广播一条第二临时CTS帧，以在所述本地簇头和所述第二簇头之间确定并保持一条第二数据信道，并向所述对象节点发送第三RTS帧；
所述第二簇头所在的两个单跳分簇内的其他簇头收到所述第二临时CTS帧后，更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表；
所述对象节点收到所述第三RTS帧后，在自身所在的单跳分簇内广播一条第二CTS帧以在所述对象节点和所述第二簇头之间确定并保持一条第三数据信道，所述第二CTS帧到达所述第二簇头后，第二簇头改变第二CTS帧的收发地址，再将其送达到所述本地簇头，本地簇头再次改变第二CTS帧的收发地址并将其发到所述发送节点，所述发送节点收到该改变后的第二CTS帧后，通过所述第一数据信道、所述第二数据信道、所述第三数据信道和所述对象节点实现数据通信；
在各数据信道上进行的数据传输采取分段机制，即采用DATA-ACK-DATA-ACK传输方式，这样当信道发生突然变化使得必须重新选择时只需要从断点处重传。
所述对象节点所在单跳分簇内的其他节点收到所述第二CTS帧后，更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表；
步骤七、若处于所述二层单跳分簇内的各个簇头发现所述对象节点不在各自单跳分簇内，则该二层单跳分簇的簇头即二层簇头在自身所在的各个单跳分簇内广播一条第四临时CTS帧以在该二层簇头和所述本地簇头之间确定并保持一条第四数据信道；
若所述二层簇头和所述本地簇头为同一簇头，则不构建所述第四数据信道；
所述二层簇头所在的各个单跳分簇内的其他簇头收到所述第四临时CTS帧后，更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表；
另外，所述二层簇头还通过自身所在的更高一层单跳分簇即三层单跳分簇的公共控制信道向该三层单跳分簇内的所有其他簇头广播第四RTS帧，依此类推，直到找到所述对象节点，使所述发送节点和所述对象节点实现数据通信，并使各相应簇头和节点完成各自数据信道优先度信息表和邻居节点连通表的更新；
步骤八、所述数据通信完成以后，所述对象节点先等待SIFS，再通过已构建的各个数据信道向所述发送节点地发送一个DACK帧，告诉该发送节点数据帧已经接收完成；同时所述对象节点对通向所述发送节点的公共控制信道进行侦听，如果该公共控制信道持续一个AIFS帧间隔都处于空闲状态，就在该公共控制信道上向所述发送节点广播一个CACK帧，告诉所有节点所述发送节点和所述对象节点占用的数据信道已使用完毕，各节点可重新竞争使用；所述发送节点收到所述DACK帧或CACK帧后即知道数据帧已经接收完成并终止发送数据帧；到此，各数据信道得到释放。
在以上所述认知无线MESH网络的接入控制方法中：所述改进后的CSMA/CA协议是根据分层网络结构的特点，在现有CSMA/CA协议的基础上，通过改变命令帧的帧结构而形成，能控制和实现收发节点之间的通信控制协商，实现收发节点之间的数据信道选择，确保收发节点能实现传输信道匹配；能在全网内发布可用数据信道集合的变化信息，并根据信道质量信息实施数据信道动态切换；当发送节点进行数据分组传输时，能避免来自邻居节点的干扰；能预测数据信道未来一段时间是否可用以及数据信道质量信息。
所述数据信道优先度信息表记录了可用数据信道集合中各个数据信道的占用/空闲概率和数据信道状态信息，该数据信道优先度信息表的构成内容如下格式，
信道状态是用来记录可用信道状态的表项，在节点需要对信道进行占用时首先查询信道的使用状况，然后才从信道优先级中选择可用信道。
认知无线MESH网络利用所述数据信道优先度信息表预测和评估数据信道质量，为数据信道的可用性做出排序并随时更新该排序；
每一个节点都会被分配一个所述NAV值，该NAV值主要是针对该节点在进行信道感知时的一个网络分配矢量值，在每次接收到CTS后都会自动更新，其主要用途与IEEE802.11协议相似，用于描述该NAV值对应信道在其它节点可用前所需要的时间。
所述信道优先级主要描述节点可用数据信道的可用度参数，数据信道优先级越高，该数据信道可用程度就越高；
所述信道优先级用矩阵PN×M表示；矩阵中每行元素对应于同一数据信道不同时段的数据信道优先度，每列对应于不同数据信道相同时段的数据信道优先度，N为每天最大时段数，M为网络最大可用数据信道数；信道优先级的生成依据由两个因素估计，一个是来自频谱感知获得的数据信道占用信息的时间累积，形成数据信道占用状态的可用概率p1；另一个是来自数据信道状态估计获得的数据信道质量的统计信息p2；数据信道优先度根据上述两个参数，结合业务的QoS指标--可靠性和实时性，分别分配不同的权重w1和w2，w1+w2＝1，0≤w1≤1，0≤w2≤1；
数据信道优先度计算公式为，
p(Ti，Cj)＝w1p1(Ti，Cj)+w2p2(Ti，Cj)；
其中，Ti＝T/N为时段粒度，在实施信道优先级生成过程中，该时段粒度可以是等间隔的，也可以是非等间隔的，一般情况下，为了保证数据信道优先度表是固定可控的，通常选择为等间隔的；T为认知无线MESH网络的工作时段，最长为24小时；Cj为第j个可用数据信道号，j＝1，2，...，M；
数据信道占用状态的可用概率p1的计算公式为，
p 1 ( T i , C j ) = 1 - 1 K Σ j = 1 K λ K - j S j ( T i - 1 , C j )
其中，K为计算当前Cj的p1时过去的累计时段值；0＜λ≤1为遗忘因子，用于增强距当前时段较近时段的作用，减弱距当前时段较远时段的贡献；Sj(Ti，Cj)为可用数据信道Cj在时段Ti的空闲状态，Sj(Ti，Cj)＝1表示主用户占用，Sj(Ti，Cj)＝0表示空闲；
数据信道质量统计信息p2的计算公式为，
p 2 ( T i , C j ) = 1 - σ n 2 ( T i - 1 , C j ) / σ n 2 ( T i - 1 ) max
其中， 是来自数据信道估计器获得的前一时段可用信道Cj的噪声功率估计值； 为前一时段所有可用信道噪声功率估计值的最大值。
所述邻居节点连通表通过结合MESH网络拓扑结构而生成并进行维护，该邻居节点连通表记录了其所属节点与邻居节点的连通关系，该邻居节点连通表的构成内容如下格式，
Figure DEST_PATH_GSB00000511935600015
认知无线MESH网络利用该邻居节点连通表完成节点间的多跳转发功能；
如果节点为普通簇内节点，则其邻居节点连通表只是起到记录连通信息的作用，如果节点被选为簇头，其邻居节点连通表便转变成簇内成员节点表，用于记录簇内节点的成员状态，如果需要进行簇间通信，簇头需要查询这个簇内成员节点表发现和生成通信路由；
所述节点可用信道信息为实施分簇算法提供原始依据；
所述邻居节点连通表的生成和维护是这样进行的，在邻居发现阶段，各个节点采用时间驱动方式，通过周期性发送HELLO消息，告知邻居节点自己的存在，通过与邻居节点交换所述HELLO消息，查询邻居链路的双向连通性，检测邻居链路的变化信息；在全网链路维护阶段，采用事件驱动方式，建立和维护全网活动节点的拓扑分布(邻居节点连通表)，这样所有节点就会生成并且维护一张一跳的邻居节点表；
所述HELLO帧包含有节点的MAC地址、物理位置和可用信道信息，并且当节点为簇头时，它还包含它从其他簇收集过来的各簇内成员节点表；
所述信息更新时间是一个递减的时间向量，当该信息更新时间值递减到0时则赋予节点对所述邻居节点连通表的更新需求；当对所述邻居节点连通表进行过更新动作之后，重新对所述信息更新时间赋予初始值。
每个普通节点都在邻居节点连通表中维护一个自身信息的表项，并且在信息更新时间到达0时产生对表项的更新。如果此时有数据传输需求则按照数据传输流程执行，并且当自己发送出RTS或CTS后对信息更新时间赋予初始值，如果此时没有数据传输需求则等待一个机会通过公共控制信道发送HELLO消息，对表项进行更新(发送的信息只限于本节点的信息)。当节点是簇头时对本簇内节点发送更新信息，同时也利用2层公共控制信道发送簇内成员表。这样任何一个节点都能够了解到相邻节点的连接信息，能够为分簇算法提供依据。由于HELLO消息的传递交互是利用公共控制信道进行的，无法得到完整的节点间连接状态，因此为分簇算法提供依据时需要结合表中的物理地址和节点的发射功率进行综合考虑。
所述RTS帧是在数据传输之前发送节点用于和接收节点进行握手的控制消息，它在现有RTS帧结构基础上增加了“发送节点可用信道信息”项，其结构如下，
  帧控制   持续时间   接收节   点地址   发送节   点地址   发送节点可   用信道信息  FCS
所述CTS帧是在数据传输之前接收节点用于和发送节点进行握手的控制消息，它在现有CTS帧结构基础上增加了“最终决定使用的数据信道”项，其结构如下，
  帧控制   持续时间   接收节点地址   最终决定使用的数据信道  FCS
所述RTS/CTS的工作原理是：当发送节点需要发送数据，且自己的退避时间到0时，发送节点将对控制信道进行侦测，如果侦测到控制信道空闲时间达到DIFS，广播RTS帧，RTS帧内包含有发送节点自身的信道优先度信息表。当接收节点接收到这个RTS帧后，取出RTS中包含的发送节点可用信道信息，和接收节点自身的信道优先度信息表进行对比，选择用于数据传输的最优信道，然后返回CTS帧，CTS帧包含有接收节点最终确定使用的可用数据信道序列，这个序列也被排序，使用时首先使用最高优先级的信道。
如果频谱感知发现与主用户冲突时，认知节点立即停止对已选最高优先级信道的占用，发送节点和接收节点切换到次优先级信道，发送节点利用该信道继续发送传输失败的数据帧，直到接收到接收节点返回的ACK帧后再继续发送下一个DATA帧；如果在次优先级的数据信道上数据传输失败，则返回流程步骤二，重新进行控制消息的交互。
所述DACK帧是在数据信道上传输的一个应答消息，其结构为，
  帧控制   持续时间   接收节点地址  FCS
所述CACK帧是在公共控制信道上传输的一个应答消息，通过该CACK帧在公共控制信道上广播对占用数据信道的放弃，标志着其它节点可以对这个数据信道进行访问，其结构如下，
  帧控制   持续时间   接收节点地址   放弃的信道信息  FCS
发送所述CACK帧之前，先调用载波检测机制来检测公共控制信道的忙闲状态，如果状态为忙，节点将推迟发送直至介质空闲时间持续AIFS；该AIFS是发送所述DACK帧之前等待的时间间隔，其大小符合如下不等式，SIFS＜EIFS＜AIFS＜PIFS＜DIFS；在AIFS后，发送所述CACK帧。
在完成数据传输后，发送节点通过控制信道广播一个CACK帧用来申明对占用数据信道的放弃，但是CACK帧如果只是完成传输后SIFS间隔直接返回，很有可能会和控制信道上正在交互的信令发生碰撞，所以本发明插入一个新的帧间隔——AIFS。发送所述CACK帧后，可能产生一个新问题，即发送节点收到CACK帧的时间有可能已经与发送节点完成数据发送时间之间有了较大时延，会导致发送节点错误的认为数据帧传输失败而组织数据重传，为此本发明通过传送两次ACK帧，一次是如上所述通过控制信道传送，它有可能会有一个比较大的等待时间，另一次则是在数据接收完成SIFS后没有时延的直接在数据信道上发送DACK帧，告诉发送端，发送已经完成。
在所述接入控制方法中还设置有随机退避时间，当节点想通过公共控制信道发送除所述CACK帧以外的控制信令时，调用载波检测机制来检测介质忙闲状态，如果介质忙，节点将推迟发送直至介质空闲时间持续DIFS；在DIFS后，节点将在发送前产生一个所述随机退避时间来推迟发送时间，如果其本身退避时间为非零值，则不允许选择随机退避时间，其作用类似于IEEE802.11中的随机退避时间。
以上各步骤中，各SIFS、DIFS的作用和大小与IEEE802.11中的SIFS、DIFS对应相当。
附图说明
图1是本发明所述接入方法的分层结构图；
图2是本发明所述接入控制方法的接入控制示意图；
图3是本发明所述接入控制方法的数据帧及命令帧的时间流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明所述的一种认知无线MESH网络的接入方法，按如下步骤进行：
步骤一、采用分布式分簇技术，将无线网络划分为多层结构，每一层均可包含至少一个单跳分簇，其中各单跳分簇均由一个以上节点构成；
步骤二、对各单跳分簇所含节点应用分簇算法选出相应簇头，处于同一层各单跳分簇的簇头之间无线连接，处于同一层的各簇头为其上层单跳分簇的节点，以此类推，直至最高层；
所述单跳分簇是指簇内节点与簇头之间、节点与节点之间只有一跳；
步骤三、在所述各层的各单跳分簇内设置一条无线公共控制信道和N条无线数据信道；各单跳分簇内收发节点之间在通信前通过相应公共控制信道进行通信控制协商，确定所述收发节点之间的数据信道和物理层传输速率的自适应配置；
步骤四、所述收发节点之间通过所确定的数据信道通信；
同一单跳分簇内的收发节点之间在一跳以内直接通信，不同单跳分簇内的两节点之间通过相应簇头经多跳实现通信；
步骤五、所述收发节点之间的通信完毕后，释放所占用的数据信道。
采用以上接入方法，网络的层次数和节点数可按需灵活变化，同时也便于实施接入控制。
如图1、图2和图3所示，本发明所述的一种基于上述认知无线MESH网络的接入控制方法，按如下步骤进行：
步骤一、在每个节点处生成数据信道优先度信息表和邻居节点连通表，并对这两张表进行维护；
步骤二、在单跳分簇中选择一个节点作为发送节点1，该发送节点1采用改进后的CSMA/CA协议在本簇的公共控制信道上广播第一RTS帧5，该第一RTS帧5内包含有需要通信的对象节点2的信息以及发送节点1的数据信道优先度信息表；
在各层公共控制信道上的信令传输动作均基于所述改进后的CSMA/CA协议；
步骤三、发送节点1所在单跳分簇的本地簇头3收到所述第一RTS帧5后在自己的邻居节点连通表中查询所述对象节点2是否在本单跳分簇内；
步骤四、如果所述对象节点2位于本单跳分簇内，则所述本地簇头3不参与通信，所述对象节点2收到所述第一RTS帧5后，以广播形式回复一条第一CTS帧6，该第一CTS帧6包含有最终决定使用的、所述发送节点1和所述对象节点2之间的数据信道序列；所述发送节点1收到所述第一CTS帧6后，根据第一CTS帧6内的数据信道序列确定并维护一条一跳以内的最优的无线数据信道，而后所述发送节点1和所述对象节点2在本单跳分簇内经所述无线数据信道通过CSMA/CA协议直接进行通信；
本单跳分簇内的其他节点收到所述第一CTS帧6后根据其内的数据信道优先度信息更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表，将发送和接收节点所选定的数据信道更新成为被发送节点和接收节点占用。
步骤五、如果所述对象节点2与所述发送节点1不在同一单跳分簇内，所述本地簇头3在等待DIFS帧间隔后，该本地簇头3将在自身所在的两个单跳分簇内广播一条第一临时CTS帧4，本地簇头3和发送节点1根据第一临时CTS帧4，在二者之间确定并保持一条第一数据信道11；另外，所述本地簇头3还通过自身所在的更高一层单跳分簇即二层单跳分簇15的公共控制信道向该二层单跳分簇15内的所有其他簇头广播第二RTS帧7，所述其他簇头接收到所述第二RTS帧7后在各自邻居节点连通表种查询所述对象节点2是否在本单跳分簇内；
所述本地簇头3所在的两个单跳分簇内的其他各节点和簇头收到所述第一临时CTS帧4后更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表和邻居节点连通表；
步骤六、若处于所述二层单跳分簇15的第二簇头9发现所述对象节点2在本单跳分簇内，则在自身所在的两个单跳分簇内广播一条第二临时CTS帧8，以在所述本地簇头3和所述第二簇头9之间确定并保持一条第二数据信道12，并向所述对象节点2发送第三RTS帧10；
所述第二簇头9所在的两个单跳分簇内的其他簇头收到所述第二临时CTS帧8后，更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表；
所述对象节点2收到所述第三RTS帧10后，在自身所在的单跳分簇内广播一条第二CTS帧13以在所述对象节点2和所述第二簇头9之间确定并保持一条第三数据信道14，所述第二CTS帧13到达所述第二簇头9后，第二簇头9改变第二CTS帧13的收发地址，再将其送达到所述本地簇头3，本地簇头3再次改变第二CTS帧13的收发地址并将其发到所述发送节点1，所述发送节点1收到该改变后的第二CTS帧13后，通过所述第一数据信道11、所述第二数据信道12、所述第三数据信道14和所述对象节点2实现数据通信；
在各数据信道上进行的数据传输采取分段机制，即采用DATA-ACK-DATA-ACK传输方式，这样当信道发生突然变化使得必须重新选择时只需要从断点处重传。
所述对象节点2所在单跳分簇内的其他节点收到所述第二CTS帧13后，更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表；
步骤七、若处于所述二层单跳分簇15内的各个簇头发现所述对象节点2不在各自单跳分簇内，则该二层单跳分簇15的簇头即二层簇头17在自身所在的各个单跳分簇内广播一条第四临时CTS帧16以在该二层簇头17和所述本地簇头3之间确定并保持一条第四数据信道18；
若所述二层簇头17和所述本地簇头3为同一簇头，则不构建所述第四数据信道18；
所述二层簇头17所在的各个单跳分簇内的其他簇头收到所述第四临时CTS帧16后，更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表；
另外，所述二层簇头17还通过自身所在的更高一层单跳分簇即三层单跳分簇19的公共控制信道向该三层单跳分簇19内的所有其他簇头广播第四RTS帧20，依此类推，直到找到所述对象节点2，使所述发送节点1和所述对象节点2实现数据通信，并使各相应簇头和节点完成各自数据信道优先度信息表和邻居节点连通表的更新；
步骤八、所述数据通信完成以后，所述对象节点2先等待SIFS，再通过已构建的各个数据信道向所述发送节点1地发送一个DACK帧，告诉该发送节点1数据帧已经接收完成；同时所述对象节点2对通向所述发送节点1的公共控制信道进行侦听，如果该公共控制信道持续一个AIFS帧间隔都处于空闲状态，就在该公共控制信道上向所述发送节点1广播一个CACK帧，告诉所有节点所述发送节点1和所述对象节点2占用的数据信道已使用完毕，各节点可重新竞争使用；所述发送节点1收到所述DACK帧或CACK帧后即知道数据帧已经接收完成并终止发送数据帧；到此，各数据信道得到释放。
在以上所述认知无线MESH网络的接入控制方法中：所述改进后的CSMA/CA协议是根据分层网络结构的特点，在现有CSMA/CA协议的基础上，通过改变命令帧的帧结构而形成，能控制和实现收发节点之间的通信控制协商，实现收发节点之间的数据信道选择，确保收发节点能实现传输信道匹配；能在全网内发布可用数据信道集合的变化信息，并根据信道质量信息实施数据信道动态切换；当发送节点进行数据分组传输时，能避免来自邻居节点的干扰；能预测数据信道未来一段时间是否可用以及数据信道质量信息。
所述数据信道优先度信息表记录了可用数据信道集合中各个数据信道的占用/空闲概率和数据信道状态信息，该数据信道优先度信息表的构成内容如下格式，
Figure G2009101908840D00191
信道状态是用来记录可用信道状态的表项，在节点需要对信道进行占用时首先查询信道的使用状况，然后才从信道优先级中选择可用信道。
认知无线MESH网络利用所述数据信道优先度信息表预测和评估数据信道质量，为数据信道的可用性做出排序并随时更新该排序；
每一个节点都会被分配一个所述NAV值，该NAV值主要是针对该节点在进行信道感知时的一个网络分配矢量值，在每次接收到CTS后都会自动更新，其主要用途与IEEE802.11协议相似，用于描述该NAV值对应信道在其它节点可用前所需要的时间。
所述信道优先级主要描述节点可用数据信道的可用度参数，数据信道优先级越高，该数据信道可用程度就越高；
所述信道优先级用矩阵PN×M表示；矩阵中每行元素对应于同一数据信道不同时段的数据信道优先度，每列对应于不同数据信道相同时段的数据信道优先度，N为每天最大时段数，M为网络最大可用数据信道数；信道优先级的生成依据由两个因素估计，一个是来自频谱感知获得的数据信道占用信息的时间累积，形成数据信道占用状态的可用概率p1；另一个是来自数据信道状态估计获得的数据信道质量的统计信息p2；数据信道优先度根据上述两个参数，结合业务的QoS指标——可靠性和实时性，分别分配不同的权重w1和w2，w1+w2＝1，0≤w1≤1，0≤w2≤1；
数据信道优先度计算公式为，
p(Ti，Cj)＝w1p1(Ti，Cj)+w2p2(Ti，Cj)；
其中，Ti＝T/N为时段粒度，在实施信道优先级生成过程中，该时段粒度可以是等间隔的，也可以是非等间隔的，一般情况下，为了保证数据信道优先度表是固定可控的，通常选择为等间隔的；T为认知无线MESH网络的工作时段，最长为24小时；Cj为第j个可用数据信道号，j＝1，2，...，M；
数据信道占用状态的可用概率p1的计算公式为，
p 1 ( T i , C j ) = 1 - 1 K Σ j = 1 K λ j - K S j ( T i - 1 , C j )
其中，K为计算当前Cj的p1时过去的累计时段值；0＜λ≤1为遗忘因子，用于增强距当前时段较近时段的作用，减弱距当前时段较远时段的贡献；Sj(Ti，Cj)为可用数据信道Cj在时段Ti的空闲状态，Sj(Ti，Cj)＝1表示主用户占用，Sj(Ti，Cj)＝0表示空闲；
数据信道质量统计信息p2的计算公式为，
p 2 ( T i , C j ) = 1 - σ n 2 ( T i - 1 , C j ) / σ n 2 ( T i - 1 ) max
其中，σn 2(Ti-1，Cj)是来自数据信道估计器获得的前一时段可用数据信道Cj的噪声功率估计值；σn 2(Ti-1)max为前一时段所有可用数据信道噪声功率估计值的最大值。
所述邻居节点连通表通过结合MESH网络拓扑结构而生成并进行维护，该邻居节点连通表记录了其所属节点与邻居节点的连通关系，该邻居节点连通表的构成内容如下格式，
  节点ID   节点MAC   地址   节点物   理位置   节点可用   信道信息   节点发   送功率   信息更新   时间
认知无线MESH网络利用该邻居节点连通表完成节点间的多跳转发功能；
如果节点为普通簇内节点，则其邻居节点连通表只是起到记录连通信息的作用，如果节点被选为簇头，其邻居节点连通表便转变成簇内成员节点表，用于记录簇内节点的成员状态，如果需要进行簇间通信，簇头需要查询这个簇内成员节点表发现和生成通信路由；
所述节点可用信道信息为实施分簇算法提供原始依据；
所述邻居节点连通表的生成和维护是这样进行的，在邻居发现阶段，各个节点采用时间驱动方式，通过周期性发送HELLO消息，告知邻居节点自己的存在，通过与邻居节点交换所述HELLO消息，查询邻居链路的双向连通性，检测邻居链路的变化信息；在全网链路维护阶段，采用事件驱动方式，建立和维护全网活动节点的拓扑分布邻居节点连通表，这样所有节点就会生成并且维护一张一跳的邻居节点表；
所述HELLO帧包含有节点的MAC地址、物理位置和可用信道信息，并且当节点为簇头时，它还包含它从其他簇收集过来的各簇内成员节点表；
所述信息更新时间是一个递减的时间向量，当该信息更新时间值递减到0时则赋予节点对所述邻居节点连通表的更新需求；当对所述邻居节点连通表进行过更新动作之后，重新对所述信息更新时间赋予初始值。
每个普通节点都在邻居节点连通表中维护一个自身信息的表项，并且在信息更新时间到达0时产生对表项的更新。如果此时有数据传输需求则按照数据传输流程执行，并且当自己发送出RTS或CTS后对信息更新时间赋予初始值，如果此时没有数据传输需求则等待一个机会通过公共控制信道发送HELLO消息，对表项进行更新发送的信息只限于本节点的信息。当节点是簇头时对本簇内节点发送更新信息，同时也利用2层公共控制信道发送簇内成员表。这样任何一个节点都能够了解到相邻节点的连接信息，能够为分簇算法提供依据。由于HELLO消息的传递交互是利用公共控制信道进行的，无法得到完整的节点间连接状态，因此为分簇算法提供依据时需要结合表中的物理地址和节点的发射功率进行综合考虑。
所述RTS帧是在数据传输之前发送节点用于和接收节点进行握手的控制消息，它在现有RTS帧结构基础上增加了“发送节点可用信道信息”项，其结构如下，
  帧控制   持续时间   接收节   点地址   发送节   点地址   发送节点可   用信道信息  FCS
所述CTS帧是在数据传输之前接收节点用于和发送节点进行握手的控制消息，它在现有CTS帧结构基础上增加了“最终决定使用的数据信道”项，其结构如下，
  帧控制   持续时间   接收节点地址   最终决定使用的数据信道  FCS
所述RTS/CTS的工作原理是：当发送节点需要发送数据，且自己的退避时间到0时，发送节点将对控制信道进行侦测，如果侦测到控制信道空闲时间达到DIFS，广播RTS帧，RTS帧内包含有发送节点自身的信道优先度信息表。当接收节点接收到这个RTS帧后，取出RTS中包含的发送节点可用信道信息，和接收节点自身的信道优先度信息表进行对比，选择用于数据传输的最优信道，然后返回CTS帧，CTS帧包含有接收节点最终确定使用的可用数据信道序列，这个序列也被排序，使用时首先使用最高优先级的信道。
如果频谱感知发现与主用户冲突时，认知节点立即停止对已选最高优先级信道的占用，发送节点和接收节点切换到次优先级信道，发送节点利用该信道继续发送传输失败的数据帧，直到接收到接收节点返回的ACK帧后再继续发送下一个DATA帧；如果在次优先级的数据信道上数据传输失败，则返回流程步骤二，重新进行控制消息的交互。
所述DACK帧是在数据信道上传输的一个应答消息，其结构为，
  帧控制   持续时间   接收节点地址  FCS
所述CACK帧是在公共控制信道上传输的一个应答消息，通过该CACK帧在公共控制信道上广播对占用数据信道的放弃，标志着其它节点可以对这个数据信道进行访问，其结构如下，
  帧控制   持续时间   接收节点地址   放弃的信道信息  FCS
发送所述CACK帧之前，先调用载波检测机制来检测公共控制信道的忙闲状态，如果状态为忙，节点将推迟发送直至介质空闲时间持续AIFS；该AIFS是发送所述DACK帧之前等待的时间间隔，其大小符合如下不等式，SIFS＜EIFS＜AIFS＜PIFS＜DIFS；在AIFS后，发送所述CACK帧。
在完成数据传输后，发送节点通过控制信道广播一个CACK帧用来申明对占用数据信道的放弃，但是CACK帧如果只是完成传输后SIFS间隔直接返回，很有可能会和控制信道上正在交互的信令发生碰撞，所以本发明插入一个新的帧间隔——AIFS。发送所述CACK帧后，可能产生一个新问题，即发送节点收到CACK帧的时间有可能已经与发送节点完成数据发送时间之间有了较大时延，会导致发送节点错误的认为数据帧传输失败而组织数据重传，为此本发明通过传送两次ACK帧，一次是如上所述通过控制信道传送，它有可能会有一个比较大的等待时间，另一次则是在数据接收完成SIFS后没有时延的直接在数据信道上发送DACK帧，告诉发送端，发送已经完成。
在所述接入控制方法中还设置有随机退避时间，当节点想通过公共控制信道发送除所述CACK帧以外的控制信令时，调用载波检测机制来检测介质忙闲状态，如果介质忙，节点将推迟发送直至介质空闲时间持续DIFS；在DIFS后，节点将在发送前产生一个所述随机退避时间来推迟发送时间，如果其本身退避时间为非零值，则不允许选择随机退避时间，其作用类似于IEEE802.11中的随机退避时间。
以上各步骤中，各SIFS、DIFS的作用和大小与IEEE802.11中的SIFS、DIFS对应相当。

Claims (10)

1.一种认知无线MESH网络的接入方法，其特征在于，按如下步骤进行：
步骤一、采用分布式分簇技术，将无线网络划分为多层结构，每一层均包含至少一个单跳分簇，其中，各单跳分簇均由一个以上节点构成；
步骤二、对各单跳分簇所含节点应用分簇算法选出相应簇头，处于同一层各单跳分簇的簇头之间无线连接，处于同一层的各簇头为其上层单跳分簇的节点，以此类推，直至最高层；
所述单跳分簇是指簇内节点与簇头之间、节点与节点之间只有一跳；
步骤三、在所述各层的各单跳分簇内设置一条无线公共控制信道和N条无线数据信道；各单跳分簇内收发节点之间在数据通信前通过相应公共控制信道进行通信控制协商，确定所述收发节点之间的数据信道和物理层传输速率的自适应配置；
步骤四、所述收发节点之间通过所确定的数据信道通信；
同一单跳分簇内的收发节点之间在一跳以内直接通信，不同单跳分簇内的两节点之间通过相应簇头经多跳实现通信；
步骤五、所述收发节点之间的通信完毕后，释放所占用的数据信道。
2.一种基于认知无线MESH网络的接入控制方法，其特征在于，按如下步骤进行： 
步骤一、在每个节点处生成数据信道优先度信息表和邻居节点连通表，并对这两张表进行维护；
步骤二、在单跳分簇中选择一个节点作为发送节点(1)，该发送节点(1)采用改进后的CSMA/CA协议在本簇的公共控制信道上广播第一RTS帧(5)，该第一RTS帧(5)内包含有需要通信的对象节点(2)的信息以及发送节点(1)的数据信道优先度信息表；
在各层公共控制信道上的信令传输动作均基于所述改进后的CSMA/CA协议；
步骤三、发送节点(1)所在单跳分簇的本地簇头(3)收到所述第一RTS帧(5)后在自己的邻居节点连通表中查询所述对象节点(2)是否在本单跳分簇内；
步骤四、如果所述对象节点(2)位于本单跳分簇内，则所述本地簇头(3)不参与通信，所述对象节点(2)收到所述第一RTS帧(5)后，以广播形式回复一条第一CTS帧(6)，该第一CTS帧(6)包含有最终决定使用的、所述发送节点(1)和所述对象节点(2)之间的数据信道序列；所述发送节点(1)收到所述第一CTS帧(6)后，根据第一CTS帧(6)内的数据信道序列确定并维护一条一跳以内的最优的无线数据信道，而后所述发送节点(1)和所述对象节点(2)在本单跳分簇内经所述无线数据信道通过CSMA/CA协议直接进行通信；
本单跳分簇内的其他节点收到所述第一CTS帧(6)后根据其内的数据信道优先度信息更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表； 
步骤五、如果所述对象节点(2)与所述发送节点(1)不在同一单跳分簇内，所述本地簇头(3)在等待DIFS帧间隔后，该本地簇头(3)将在自身所在的两个单跳分簇内广播一条第一临时CTS帧(4)，本地簇头(3)和发送节点(1)根据第一临时CTS帧(4)，在二者之间确定并保持一条第一数据信道(11)；另外，所述本地簇头(3)还通过自身所在的更高一层单跳分簇即二层单跳分簇(15)的公共控制信道向该二层单跳分簇(15)内的所有其他簇头广播第二RTS帧(7)，所述其他簇头接收到所述第二RTS帧(7)后在各自邻居节点连通表中查询所述对象节点(2)是否在本单跳分簇内；
所述本地簇头(3)所在的两个单跳分簇内的其他各节点和簇头收到所述第一临时CTS帧(4)后更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表；
步骤六、若处于所述二层单跳分簇(15)的第二簇头(9)发现所述对象节点(2)在本单跳分簇内，则在自身所在的两个单跳分簇内广播一条第二临时CTS帧(8)，以在所述本地簇头(3)和所述第二簇头(9)之间确定并保持一条第二数据信道(12)，并向所述对象节点(2)发送第三RTS帧(10)；
所述第二簇头(9)所在的两个单跳分簇内的其他簇头收到所述第二临时CTS帧(8)后，更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表； 
所述对象节点(2)收到所述第三RTS帧(10)后，在自身所在的单跳分簇内广播一条第二CTS帧(13)以在所述对象节点(2)和所述第二簇头(9)之间确定并保持一条第三数据信道(14)，所述第二CTS帧(13)到达所述第二簇头(9)后，第二簇头(9)改变第二CTS帧(13)的收发地址，再将其送达所述本地簇头(3)，本地簇头(3)再次改变第二CTS帧(13)的收发地址并将其发到所述发送节点(1)，所述发送节点(1)收到该改变后的第二CTS帧(13)后，通过所述第一数据信道(11)、所述第二数据信道(12)、所述第三数据信道(14)和所述对象节点(2)实现数据通信；
所述对象节点(2)所在单跳分簇内的其他节点收到所述第二CTS帧(13)后，更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表；
步骤七、若处于所述二层单跳分簇(15)内的各个簇头发现所述对象节点(2)不在各自单跳分簇内，则该二层单跳分簇(15)的簇头即二层簇头(17)在自身所在的各个单跳分簇内广播一条第四临时CTS帧(16)以在该二层簇头(17)和所述本地簇头(3)之间确定并保持一条第四数据信道(18)；
若所述二层簇头(17)和所述本地簇头(3)为同一簇头，则不构建所述第四数据信道(18)；
所述二层簇头(17)所在的各个单跳分簇内的其他簇头收到所述第四临时CTS帧(16)后，更新各自的数据信道优先度信息表和邻居节点连通表； 
另外，所述二层簇头(17)还通过自身所在的更高一层单跳分簇即三层单跳分簇(19)的公共控制信道向该三层单跳分簇(19)内的所有其他簇头广播第四RTS帧(20)，依此类推，直到找到所述对象节点(2)，使所述发送节点(1)和所述对象节点(2)实现数据通信，并使各相应簇头和节点完成各自数据信道优先度信息表和邻居节点连通表的更新；
步骤八、所述数据通信完成以后，所述对象节点(2)先等待SIFS，再通过已构建的各个数据信道向所述发送节点(1)发送一个DACK帧，告诉该发送节点(1)数据帧已经接收完成；同时所述对象节点(2)对通向所述发送节点(1)的公共控制信道进行侦听，如果该公共控制信道持续一个AIFS帧间隔都处于空闲状态，就在该公共控制信道上向所述发送节点(1)广播一个CACK帧，告诉所有节点所述发送节点(1)和所述对象节点(2)占用的数据信道已使用完毕，各节点可重新竞争使用；所述发送节点(1)收到所述DACK帧或CACK帧后即知道数据帧已经接收完成并终止发送数据帧；到此，各数据信道得到释放。
3.根据权利要求2所述认知无线MESH网络的接入控制方法，其特征在于：所述改进后的CSMA/CA协议是根据分层网络结构的特点，在现有CSMA/CA协议的基础上，通过改变命令帧的帧结构而形成，能控制和实现收发节点之间的通信控制协商，实现收发节点之间的数据信道选择，确保收发节点能实现传输信道匹配；能在全网内发布可用数据信道集合的变化信息，并根据信道质量信息实施数据信道动态切换；当发送节点进行数据分组传输时，能避免来自邻居节点的干扰；能预测数据信道未来一段时间是否可用以及数据信道质量信息。 
4.根据权利要求2所述认知无线MESH网络的接入控制方法，其特征在于：所述数据信道优先度信息表记录了可用数据信道集合中各个数据信道的占用/空闲概率和数据信道状态信息，该数据信道优先度信息表的构成内容如下格式，
认知无线MESH网络利用所述数据信道优先度信息表预测和评估数据信道质量，为数据信道的可用性做出排序并随时更新该排序；
每一个节点都会被分配一个所述NAV值，该NAV值主要是针对该节点在进行信道感知时的一个网络分配矢量值，在每次接收到CTS后都会自动更新，其主要用途与IEEE802.11协议相似，用于描述该NAV值对应信道在其它节点可用前所需要的时间；
所述信道优先级主要描述节点可用数据信道的可用度，数据信道优先级越高，该数据信道可用程度就越高；
所述信道优先级用矩阵PN×M表示；矩阵中每行元素对应于同一数据信道不同时段的数据信道优先度，每列对应于不同数据信道相同时段的数据信道优先度，N为每天最大时段数，M为网络最大可用数据信道数；信道优先级的生成依据由两个因素估计，一个是来自频谱感知获得的数据信道占用信息的时间累积，形成数据信道占用状态的可用概率p1；另一个是来自数据信道状态估计获得的数据信道质量的统计信息p2；数据信道优先度根据上述两个参数，结合业务的QoS指标——可靠性和实时性，分别分配不同的权重w1和w2，w1+w2＝1，0≤w1≤1，0≤w2≤1； 
数据信道优先度计算公式为，
p(Ti，Cj)＝w1p1(Ti，Cj)+w2p2(Ti，Cj)；
其中，Ti＝T/N为时段粒度，T为认知无线MESH网络的工作时段，最长为24小时；Cj为第j个可用数据信道号，j＝1，2，…，M；
数据信道占用状态的可用概率p1的计算公式为，
Figure DEST_PATH_FSB00000541337100011
其中，K为计算当前Cj的p1时过去的累计时段值；0＜λ≤1为遗忘因子，用于增强距当前时段较近时段的作用，减弱距当前时段较远时段的贡献；Sj(Ti，Cj)为可用数据信道Cj在时段Ti的空闲状态，Sj(Ti，Cj)＝1表示主用户占用，Sj(Ti，Cj)＝0表示空闲；
数据信道质量统计信息p2的计算公式为，
Figure DEST_PATH_FSB00000541337100012
其中， 
Figure DEST_PATH_FSB00000541337100013
是来自数据信道估计器获得的前一时段可用信道Cj的噪声功率估计值； 
Figure DEST_PATH_FSB00000541337100014
为前一时段所有可用信道噪声功率估计值的最大值。
5.根据权利要求2所述认知无线MESH网络的接入控制方法，其特征在于：结合MESH网络拓扑结构生成和维护所述邻居节点连通表，该邻居节点连通表记录了其所属节点与邻居节点的连通关系，该邻居节点连通表的构成内容如下格式， 
Figure DEST_PATH_FSB00000581731900031
认知无线MESH网络利用该邻居节点连通表完成节点间的多跳转发功能；
如果节点为普通簇内节点，则其邻居节点连通表只是起到记录连通信息的作用，如果节点被选为簇头，其邻居节点连通表便转变成簇内成员节点表，用于记录簇内节点的成员状态，如果需要进行簇间通信，簇头需要查询这个簇内成员节点表发现和生成通信路由；
所述节点可用信道信息为实施分簇算法提供原始依据：
所述邻居节点连通表的生成和维护是这样进行的，在邻居发现阶段，各个节点采用时间驱动方式，通过周期性发送HELLO消息，告知邻居节点自己的存在，通过与邻居节点交换所述HELLO消息，查询邻居链路的双向连通性，检测邻居链路的变化信息；在全网链路维护阶段，采用事件驱动方式，建立和维护全网活动节点的拓扑分布，这样所有节点就会生成并且维护一张一跳的邻居节点表；
所述HELLO消息含有节点的MAC地址、物理位置和可用信道信息，并且当节点为簇头时，它还包含它从其他簇收集过来的各簇内成员节点表；
所述信息更新时间是一个递减的时间向量，当该信息更新时间值递减到0时则赋予节点对所述邻居节点连通表的更新需求；当对所述邻居节点连通表进行过更新动作之后，重新对所述信息更新时间赋予初始值。 
6.根据权利要求2所述认知无线MESH网络的接入控制方法，其特征在于：所述RTS帧是在数据传输之前发送节点用于和接收节点进行握手的控制消息，它的结构如下
Figure RE-RE-FSB00000581731900041
7.根据权利要求2所述认知无线MESH网络的接入控制方法，其特征在于：所述CTS帧是在数据传输之前接收节点用于和发送节点进行握手的控制消息，它的结构如下，
  帧控制   持续时间   接收节点地址   最终决定使用的数据信道  FCS
根据所述最终决定使用的数据信道确定和维护一条数据信道时，首先选用最高优先级的信道；如果频谱感知发现与主用户冲突时，认知节点立即停止对已选最高优先级信道的占用，发送节点和接收节点切换到次优先级信道，发送节点利用该信道继续发送传输失败的数据帧，直到接收到接收节点返回的ACK帧后再继续发送下一个DATA帧；如果在次优先级的数据信道上数据传输失败，则返回流程步骤二，重新进行控制消息的交互。
8.根据权利要求2所述认知无线MESH网络的接入控制方法，其特征在于：所述DACK帧是在数据信道上传输的一个应答消息，其结构如下
  帧控制   持续时间   接收节点地址  FCS
。
9.根据权利要求2所述认知无线MESH网络的接入控制方法，其特征在于：所述CACK帧是在公共控制信道上传输的一个应答消息，通过该CACK帧在公共控制信道上广播对占用数据信道的放弃，标志着其它节点可以对这个数据信道进行访问，其结构如下，
  帧控制   持续时间   接收节点地址   放弃的信道信息  FCS
发送所述CACK帧之前，先调用载波检测机制来检测公共控制信道的忙闲状态，如果状态为忙，节点将推迟发送直至介质空闲时间持续AIFS；该AIFS是发送所述DACK帧之前等待的时间间隔，其大小符合如下不等式，SIFS＜EIFS＜AIFS＜PIFS＜DIFS；在AIFS后，发送所述CACK帧。
10.根据权利要求2所述认知无线MESH网络的接入控制方法，其特征在于：设置有随机退避时间，当节点想通过公共控制信道发送除所述CACK帧以外的控制信令时，调用载波检测机制来检测介质忙闲状态，如果介质忙，节点将推迟发送直至介质空闲时间持续DIFS；在DIFS后，节点将在发送前产生一个所述随机退避时间来推迟发送时间，如果其本身退避时间为非零值，则不允许选择随机退避时间。 
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