CN111385908A

CN111385908A - 降低csma网络协议冲突概率的方法

Info

Publication number: CN111385908A
Application number: CN201811605843.9A
Authority: CN
Inventors: 孙仕宇
Original assignee: Jiang Jianliang
Current assignee: Beijing Guolian Video Information Technology Co ltd
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: CN111385908B

Abstract

本发明公开了一种降低CSMA网络协议冲突概率的方法。在该方法中，发送方在发送数据分组之前，先向目的接收方发送请求发送信息，所述发送方采用码分多址方式区分请求发送信息；目的接收方收到所述发送方的请求发送信息后发送允许发送信息；所述发送方收到所述目的接收方的允许发送信息后，进行地址比对，自身地址与所述允许发送信息中所包含的被允许发送方地址一致的，则发送数据分组；当目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，比较发送方的传输级别，所述目的接收方向传输级别最高的发送方发送允许发送信息。本发明降低了CSMA网络协议冲突概率，提高了信息发送的实时性，提高了高传输级别用户发送信息的成功概率。

Description

降低CSMA网络协议冲突概率的方法

技术领域

本发明涉及降低无线网络通信冲突概率的方法，尤其涉及一种基于降低CSMA网络协议冲突概率的方法。

背景技术

无线通信网络技术的发展，为多个用户之间进行信息传输提供了高效、便利的方式。在无线通信网络中，由于所有网络用户共享同一信道，当多个用户同时接入信道传输数据时，数据将在信道上互相碰撞并影响接收，导致浪费宝贵的信道资源，降低通信性能。

载波侦听多址接入(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect，简称CSMA) 协议是一种随机接入协议，网内各用户以竞争方式获取信道的接入。用户有数据需要传输时，以竞争方式获取信道，侦听信道空闲后以一定传输概率随机地接入信道。但是这种载波侦听方式仍然有可能发生信号冲突。例如，由于传播延迟，网内两个待发送信息的用户可能听不到对方的发送，而误以为信道空闲；再如，如果网内有两个用户在等待某一传输的结束，信道空闲后同时启动信息传输，仍然会发生信号冲突。为了进一步降低冲突概率，在现有技术中，采用避免冲突的载波侦听多址接入(Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Avoidance，简称CSMA/CA)协议。在该类通信网络中，发送方在发送数据分组之前，先向接收方发送请求发送信息，只有当发送方接收到允许发送信息时才启动数据发送过程。这种方式，有效避免了CSMA协议存在的上述两种冲突情况，降低了冲突概率。但是，在CSMA/CA协议中，当有两个发送方同时向接收方发送请求发送信息时，这两个请求发送信号会在接收方产生冲突，接收方不向任何发送方发送允许发送信号，从而使得任何发送方都不能启动数据发送过程，只能是再向接收方发送请求发送信号，直至收到允许发送信号为止，才能启动发送过程。请求发送信号所带来的冲突时间，降低了用户发送信息的实时性，从而影响无线网络通信的有效性，甚至影响网内各用户的协同操作。

因此，如何降低CSMA无线通信网络协议的冲突概率，提高用户发送信息的实时性，是无线通信领域研究的难点问题。

发明内容

本发明的目的是降低CSMA无线通信网络协议的冲突概率，提高用户发送信息的实时性。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种降低CSMA网络协议冲突概率的方法，是一种冲突避免的载波侦听多路访问方法，发送方在发送数据分组之前，先向目的接收方发送请求发送信息，所述发送方采用码分多址方式区分请求发送信息，所述请求发送信息包括发送方的平台类型、待发送数据分组的更新率、目的接收方的平台类型、目的接收方地址；目的接收方收到所述发送方的请求发送信息后发送允许发送信息；所述允许发送信息包含被允许发送方地址；所述发送方收到所述目的接收方的允许发送信息后，进行地址比对，自身地址与所述允许发送信息中所包含的被允许发送方地址一致的，则发送数据分组，否则，接收其它成员的发送信息后重新启动发送请求发送信息过程；

当目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，所述目的接收方按照指挥控制类平台优于非指挥控制类平台、数据分组更新率高的优于更新率低的原则比较发送方的传输级别，所述目的接收方向传输级别最高的发送方发送允许发送信息。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，当目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，所述目的接收方向传输级别最高的发送方发送允许发送信息，所述发送方传输级别的判定步骤为：

步骤一：所述目的接收方根据所接收到的请求发送信息，比较发送方的平台类型，指挥控制类发送方的传输级别高于非指挥控制类发送方；

步骤二：所述目的接收方比较待发送数据分组的更新率，更新率高的发送方的传输级别高于更新率低的发送方的传输级别；

步骤三：所述目的接收方比较所述请求发送信息中的目的接收方的平台类型，指挥控制类目的接收方的传输级别高于非指挥控制类目的接收方的传输级别。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述请求发送信息还包括延迟发送次数，用于记录所述发送方待发送数据分组被延迟发送次数；当延迟发送次数大于等于3时，延迟发送次数值越大，则发送方的传输级别越高。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，当目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，比较所述发送方的传输级别，目的接收方向传输级别最高的发送方发送允许发送信息，所述传输级别的比较方法为：

目的接收方首先比较所述发送方的延迟发送次数，判断是否存在延迟发送次数大于等于3的发送方；

如果存在，则判断是否存在多个延迟发送次数大于等于3的发送方；

如果存在，则比较所述发送方的延迟发送次数，延迟发送次数值最大的发送方的传输级别最高；如果存在多个延迟发送次数相等且最大的发送方，则仅在延迟次数相等且最大的发送方中按照发送方平台类型指挥控制类的高于非指挥控制类的、数据分组更新率高的高于更新率低的、目的接收方平台类型指挥控制类的高于非指挥控制类的原则，进行传输级别判定；

否则，延迟发送次数值最大的发送方的传输级别最高；

否则，则按照发送方平台类型指挥控制类的高于非指挥控制类的、数据分组更新率高的高于更新率低的、目的接收方平台类型指挥控制类的高于非指挥控制类的原则，进行传输级别判定。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，发送方采用码分多址方式区分请求发送信息，所述用于实现码分多址的编码为各不相同的、两两正交的伪随机序列。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述发送方在发送请求发送信息前，采用载波侦听技术先检测是否有另一个信息传输正在处理之中；如果有，则不启动请求发送信息的发送过程，否则，启动。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述用于码分多址的伪随机序列为 01111100111010010000101011101100，采用循环左移位的方式，每次循环向左移1bit，产生各不相同、两两正交的伪随机序列。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

①降低了CSMA网络协议冲突概率，提高了信息发送的实时性。在现有技术中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，接收方不向任何发送方发送允许发送信号，从而使得任何发送方都不能启动业务数据发送过程，只能是再向接收方发送请求发送信号，直至收到允许发送信号为止，才能启动业务数据发送过程。而在本发明所公开的技术方案中，发送方采用码分多址方式区分请求发送信息，当请求发送信号在接收方产生冲突时，接收方也能够通过码分多址方式区分用户的请求发送信息，并通过比较发送方的传输级别，向传输级别最高的发送方发送允许发送信息，启动业务数据发送过程。因此，本发明与现有技术相比，降低了CSMA网络协议冲突概率，即使在发送方请求发送信息冲突时，也能够启动业务数据发送，从而提高了用户信息发送的实时性。

②提高了高传输级别用户发送信息的成功概率。在现有技术中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，接收方不向任何发送方发送允许发送信号，从而使的任何发送方都无法发送业务数据，不论该用户的传输级别高低。尤其是当用户增加时，请求发送信号的冲突概率也在增加，从而可能导致高传输级别用户的信息长时间发送不出去，而高传输级别用户在用户之间的协同操作中通常赋予了重要的任务，会影响整个网络的协同操作，难以保障协同任务的完成。而在本发明所公开的技术方案中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，通过传输级别比较，高传输级别用户也能发送业务数据，提高了高传输级别用户发送信息的成功概率，为顺利完成协同任务提高了有利条件。

③解决了用户因冲突长时间业务数据发送不出去的问题。在现有技术中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，任何发送方都无法发送业务数据；进一步，基于CSMA协议的无线通信网络，会随着用户数量的增加，冲突概率也相应提高，从而有可能导致用户因请求发送信息冲突而长时间无法将业务数据发送出去，从而严重影响整个网络用户之间信息交换和协同操作。而在本发明所公开的技术方案中，即使请求发送信息产生冲突，通过传输级别比较，高传输级别用户也能发送业务数据，而且传输级别是与延迟发送次数相关联的，当延迟发送次达到3以上时，延迟次数多的用户优先发送业务数据，避免了用户因冲突长时间业务数据发送不出去的情况发生，从而为保障整个网络用户之间的信息交互和协同操作提供了良好基础。

本发明的其它优点和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在现有技术中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，接收方不向任何发送方发送允许发送信号，从而使得任何发送方都不能启动业务数据发送过程，只能是再向接收方发送请求发送信号，直至收到允许发送信号为止，才能启动业务数据发送过程。这样会降低网内用户发送信息的实时性，影响网内用户之间的信息交互和协同操作。在CSMA网络中，网内用户发送请求发送信号都是同频信号，当两个以上用户的请求发送信号同时到达接收方时，必然产生碰撞，又由于接收方无法区分用户的请求发送信号，无法向任何用户发送允许发送信号，从而使产生碰撞冲突的用户均无法发送业务数据，从而使得用户的业务数据因冲突而降低了实时性。如何使得接收方在请求发送信号产生碰撞时还能够区分用户，并向某个用户发送允许发送信号以启动业务数据发送过程，这是解决问题的关键。

为了解决现有技术存在的问题，本发明实施例公开了一种降低CSMA网络协议冲突概率的方法，是一种冲突避免的载波侦听多路访问方法，发送方在发送数据分组之前，先向目的接收方发送请求发送信息，所述发送方采用码分多址方式区分请求发送信息，所述请求发送信息包括发送方的平台类型、待发送数据分组的更新率、目的接收方的平台类型、目的接收方地址；目的接收方收到所述发送方的请求发送信息后发送允许发送信息；所述允许发送信息包含被允许发送方地址；所述发送方收到所述目的接收方的允许发送信息后，进行地址比对，自身地址与所述允许发送信息中所包含的被允许发送方地址一致的，则发送数据分组，否则，接收其它成员的发送信息后重新启动发送请求发送信息过程；

在本发明实施例所公开的技术方案中，发送方采用码分多址方式区分请求发送信息，当请求发送信号在接收方产生冲突时，接收方也能够通过码分多址方式区分用户的请求发送信息，并通过比较发送方的传输级别，向传输级别最高的发送方发送允许发送信息，以启动该用户的业务数据发送过程。因此，本发明与现有技术相比，降低了CSMA网络协议冲突概率，即使在发送方请求发送信息冲突时，也能够启动业务数据发送，从而提高了用户信息发送的实时性。

在现有技术中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，不论该用户的传输级别高低，任何发送方都无法发送业务数据。尤其是当用户增加时，请求发送信号的冲突概率也在增加，从而可能导致高传输级别用户的信息长时间发送不出去，而高传输级别用户在用户之间的协同操作中通常赋予了重要的任务，如果该用户的业务数据长时间发送不出去或业务数据的实时性无法得到满足，会影响整个网络的协同操作，难以保障协同任务的完成。而在本发明实施例所公开的技术方案中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，通过传输级别比较，高传输级别用户也能发送业务数据，从而提高了高传输级别用户发送信息的成功概率，为顺利完成协同任务提高了有利条件。

进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，当目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，所述目的接收方向传输级别最高的发送方发送允许发送信息，所述发送方传输级别的判定步骤为：

步骤一：首先，所述目的接收方根据所接收到的请求发送信息，比较发送方的平台类型，指挥控制类发送方的传输级别高于非指挥控制类发送方；

步骤二：其次，所述目的接收方比较待发送数据分组的更新率，更新率高的发送方的传输级别高于更新率低的发送方的传输级别；

步骤三：然后，所述目的接收方比较所述请求发送信息中的目的接收方的平台类型，指挥控制类目的接收方的传输级别高于非指挥控制类目的接收方的传输级别。

在本发明实施例所公开的技术方案中，即使请求发送信息产生冲突，通过传输级别比较，高传输级别用户也能发送业务数据。

在现有技术中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，任何发送方都无法发送业务数据；进一步，基于CSMA协议的无线通信网络，会随着用户数量的增加，冲突概率也相应提高，从而有可能导致用户因请求发送信息冲突而长时间无法将业务数据发送出去，严重影响整个网络用户之间信息交换和协同操作。为了解决该问题，在本发明实施例所公开的技术方案中，将传输级别与延迟发送次数相关联，当延迟发送次达到3以上时，延迟次数多的用户优先发送业务数据，避免了用户因冲突长时间业务数据发送不出去的情况发生，从而为保障整个网络用户之间的信息交互和协同操作提供了良好基础。

进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，所述请求发送信息还包括延迟发送次数，用于记录所述发送方待发送数据分组被延迟发送次数；当延迟发送次数大于等于3时，延迟发送次数值越大，则发送方的传输级别越高。

进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，当目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，比较所述发送方的传输级别，目的接收方向传输级别最高的发送方发送允许发送信息，所述传输级别的比较方法为：

否则，延迟发送次数值最大的发送方的传输级别最高；

进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，发送方采用码分多址方式区分请求发送信息，所述用于实现码分多址的编码为各不相同的、两两正交的伪随机序列。所述用于码分多址的伪随机序列为01111100111010010000101011101100，采用循环左移位的方式，每次循环向左移1bit，产生各不相同、两两正交的伪随机序列。两两正交的伪随机序列用于码分多址区分用户发送的请求发送信号，可提高所述请求发送信号的自相关性，降低互相关性，有利于提高抗噪声干扰能力，以提高网内用户交互信息的可靠性。伪随机序列01111100111010010000101011101100采用循环左移位的方式产生两两正交的伪随机序列，所述正交序列具有循环自相关特性，便于接收端通过循环自相关峰检测用户所发送的请求发送信号。

进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，所述发送方在发送请求发送信息前，采用载波侦听技术先检测是否有另一个信息传输正在处理之中；如果有，则不启动请求发送信息的发送过程，否则，启动。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列的运用方式。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims

1.降低CSMA网络协议冲突概率的方法，是一种冲突避免的载波侦听多路访问方法，其特征在于，发送方在发送数据分组之前，先向目的接收方发送请求发送信息，所述发送方采用码分多址方式区分请求发送信息，所述请求发送信息包括发送方的平台类型、待发送数据分组的更新率、目的接收方的平台类型、目的接收方地址；目的接收方收到所述发送方的请求发送信息后发送允许发送信息；所述允许发送信息包含被允许发送方地址；所述发送方收到所述目的接收方的允许发送信息后，进行地址比对，自身地址与所述允许发送信息中所包含的被允许发送方地址一致的，则发送数据分组，否则，接收其它成员的发送信息后重新启动发送请求发送信息过程；

2.根据权利要求1所述的降低CSMA网络协议冲突概率的方法，其特征在于，当目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，所述目的接收方向传输级别最高的发送方发送允许发送信息，所述发送方传输级别的判定步骤为：

3.根据权利要求2所述的降低CSMA网络协议冲突概率的方法，其特征在于，所述请求发送信息还包括延迟发送次数，用于记录所述发送方待发送数据分组被延迟发送次数；当延迟发送次数大于等于3时，延迟发送次数值越大，则发送方的传输级别越高。

4.根据权利要求3所述的降低CSMA网络协议冲突概率的方法，其特征在于，当目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，比较所述发送方的传输级别，目的接收方向传输级别最高的发送方发送允许发送信息，所述传输级别的比较方法为：

否则，延迟发送次数值最大的发送方的传输级别最高；

5.根据权利要求4所述的降低CSMA网络协议冲突概率的方法，其特征在于，发送方采用码分多址方式区分请求发送信息，所述用于实现码分多址的编码为各不相同的、两两正交的伪随机序列。

6.根据权利要求4所述的降低CSMA网络协议冲突概率的方法，其特征在于，所述发送方在发送请求发送信息前，采用载波侦听技术先检测是否有另一个信息传输正在处理之中；如果有，则不启动请求发送信息的发送过程，否则，启动。

7.根据权利要求5所述的降低CSMA网络协议冲突概率的方法，其特征在于，所述用于码分多址的伪随机序列为01111100111010010000101011101100，采用循环左移位的方式，每次循环向左移1bit，产生各不相同、两两正交的伪随机序列。