[發明專利]一種基于載波偵聽的協議序列信道接入算法

有效

• 申請號: 201611050384.3
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106658749B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 張一晉;房玉軒;張茗;周遠達;鄒愛潔;關鳳瑜;桂林卿
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08;H04W56/00
• 代理公司: 江蘇樓沈律師事務所 32254
• 代理人: 史成濤

本發明提出了一種基于載波偵聽的協議序列信道接入算法。在該算法中，各網絡節點首先被分配二進制協議序列，并依次讀取序列值，然后當前序列值為1時發送非固定長度數據分組，當前序列值為0時則根據信道偵聽結果決定保持安靜的時間。本發明相較與傳統協議序列信道接入機制更加適用于包含多種數據業務的網絡場景；并且時延性能明顯優于p堅持CSMA信道接入機制。

技術領域

本發明涉及無線傳感網和移動自組織網絡無線介質訪問控制技術領域，特別涉及一種支持非固定長度數據分組傳輸的，基于載波偵聽的協議序列信道接入算法。

背景技術

Massey和Mathys于1985年定義了無反饋沖突信道模型，并且提出了一種新的無線信道接入機制，稱為協議序列。協議序列是一種確定的周期性二進制序列，允許每個節點根據所分配的協議序列決定數據的傳輸時刻。在協議序列信道接入機制中，節點依次讀取序列值，如果該值為1，發送數據，否則保持安靜。與TDMA相比，協議序列不要求嚴格的時間同步；與ALOHA等隨機接入協議相比，協議序列能提供短期性能穩定性和公平性，并且能在網絡異步狀態下100％地確保數據在固定時延內被成功發送。基于以上優點，協議序列在近年來成為國內外學者的研究熱點，并被廣泛應用于無線傳感器網絡、移動自組織網絡及車載自組織網絡。

盡管如此，傳統協議序列信道接入要求各序列值對應的信道時間保持一致，因此相比于CSMA機制信道利用率較低，并且平均吞吐率及平均時延性能均處于明顯劣勢。為了解決這一問題，本發明提出種基于載波偵聽的協議序列信道接入算法。

發明內容

本發明旨在提供一種基于載波偵聽的協議序列信道接入算法，以解決傳統協議序列要求各序列值對應的信道時間保持一致，因此相比于CSMA機制信道利用率較低的問題。

本發明旨在提供一種基于載波偵聽的協議序列信道接入算法，保留了協議序列信道接入機制原有的確定性發送特征，即所在時隙的序列值為1時，節點發送數據包；所在時隙的序列值為0時，節點保持安靜。所述確定性發送方案保證了用戶的最大傳輸時延不會超過一個序列周期，即在一個序列周期內至少有一個數據成功發送。所述算法允許節點發送非固定長度的數據分組，并通過載波偵聽機制動態調整序列值對應的信道時間，并使得各用戶同步讀取新的序列值，同時仍然滿足協議序列確定性信道接入的特點。

進一步地，所述算法實現過程包括：S11.如果首次通信接入，則持續偵聽信道直到信道狀態為空閑，并在下一個時隙開始時刻讀取序列值。S12.在時隙開始時刻，如果序列值為1，節點立即發送非固定長度的數據分組。S13.如果序列值為0且節點在一個預設的幀間隔內偵聽到信道狀態為空閑，則保持安靜一個時隙，并在下一個時隙開始時刻讀取一個新的序列值。S14.如果序列值為0且節點在一個預設的幀間隔內偵聽到信道狀態為忙碌，則對信道進行持續載波偵聽，直到信道狀態為空閑，隨后在下一個時隙開始時刻讀取一個新的序列值。

進一步地，所述算法繼承了協議序列的確定性發送方案，保證了數據傳輸時延的有界性。

進一步地，所述算法要求網絡各節點具備載波偵聽功能。

進一步地，所述算法工作在時隙同步狀態，但不能保持完全的時鐘同步。

進一步地，所述算法允許網絡節點發送非固定長度的數據分組。

進一步地，所述算法系統吞吐率接近最優p堅持CSMA的同時，時延性能優于最優p堅持CSMA。

通過本發明提出的算法，使得協議序列借助載波偵聽支持非固定長度數據分組的傳輸，并同時保證各網絡節點讀取序列值的同步性，從而提高了信道利用率，改善了系統吞吐率及傳輸時延。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

圖1示出了基于載波偵聽的協議序列信道接入算法。