[發(fā)明專利]空分多址SDMA-SPMA多址接入系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910365505.0
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110138757B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設計）人: 吳利平;王昭;鈕金鑫
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: H04L67/01
• 分類號: H04L67/01;H04W28/08;H04B17/382
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

1.一種空分多址SDMA-SPMA多址接入系統(tǒng)，其特征在于：構建一個通信網絡，網絡節(jié)點采用空分多址SDMA-SPMA多址接入系統(tǒng)，網絡中包含4個網絡節(jié)點，網絡節(jié)點1、網絡節(jié)點2、網絡節(jié)點3和網絡節(jié)點4，其中，網絡節(jié)點1、網絡節(jié)點3和網絡節(jié)點4位于網絡節(jié)點2的周圍，為網絡節(jié)點2的一跳鄰居，網絡節(jié)點包括：SPMA協(xié)議處理單元、SDMA信號處理單元和收發(fā)天線單元，其特征在于：SPMA協(xié)議處理單元串聯(lián)SDMA信號處理單元，收發(fā)天線單元包含1個全向發(fā)送天線和N個定向接收天線，具備全向發(fā)送天線和N個定向接收天線的網絡節(jié)點通過全向發(fā)送和定向接收實現消息交互；SPMA協(xié)議處理單元統(tǒng)計單位時間內各定向接收天線收取的數據量，計算網絡節(jié)點的信道接入時機，定向接收天線通過空分縮小定向接收天線共享信道的節(jié)點數；各網絡節(jié)點通過信道統(tǒng)計消息的交互計算出網絡負載，使用前一個統(tǒng)計周期的網絡負載計算本統(tǒng)計周期網絡節(jié)點接入信道的時延，網絡節(jié)點利用各自計算得到的網絡負載查表獲取下個信道統(tǒng)計周期內本網絡節(jié)點發(fā)送消息的時延；網絡負載與信道接入時延之間的映射表通過在SPMA協(xié)議處理單元處初始化加載獲??；網絡節(jié)點周期計算網絡負載，查詢網絡負載與信道接入時延映射表，得到本網絡節(jié)點的信道接入時延，網絡節(jié)點根據信道接入時延計算消息發(fā)送時機。

2.如權利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系統(tǒng)，其特征在于：SDMA信號處理單元具有編譯碼、調制/解調、數據收發(fā)功能。

3.如權利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系統(tǒng)，其特征在于：收發(fā)天線單元包括一個全向發(fā)送天線和N個定向接收天線，網絡節(jié)點的定向接收天線負責接收覆蓋方向上的無線信號，網絡節(jié)點的N個向接收天線的覆蓋范圍相加為全空域。

4.如權利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系統(tǒng)，其特征在于：網絡節(jié)點采用競爭機制接入信道，各自計算自己的接入時機，網絡節(jié)點根據周期統(tǒng)計的網絡負載計算本節(jié)點接入信道的時機；網絡節(jié)點的信道接入時機到達后，利用全向發(fā)送天線將信號等功率發(fā)送至各個方向。

5.如權利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系統(tǒng)，其特征在于：網絡節(jié)點的定向接收天線和全向天線構成了網絡拓撲，網絡中包含網絡節(jié)點1、網絡節(jié)點2、網絡節(jié)點3和網絡節(jié)點4，4個網絡節(jié)點，其中，網絡節(jié)點1、網絡節(jié)點3、網絡節(jié)點4是網絡節(jié)點2的一跳鄰居，網絡節(jié)點2通過定向天線接收鄰居節(jié)點發(fā)送的消息，網絡節(jié)點1、網絡節(jié)點3、網絡節(jié)點4通過全向天線發(fā)送消息。

6.如權利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系統(tǒng)，其特征在于：每個網絡節(jié)點有一個全向發(fā)送天線和6個定向接收天線，網絡節(jié)點2通過定向天線接收消息，其中，通過天線2接收網絡節(jié)點3和網絡節(jié)點4發(fā)送的消息，通過天線1接收網絡節(jié)點1發(fā)送的消息，網絡節(jié)點2的各定向接收天線接收覆蓋范圍內相鄰網絡節(jié)點發(fā)送的消息，接收之后SPMA協(xié)議處理單元根據目的地址判斷是否接收。

7.如權利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系統(tǒng)，其特征在于：在信道統(tǒng)計周期內，網絡節(jié)點2通過定向接收天線2將收到的數據量進行累加，并加上本網絡節(jié)點在信道統(tǒng)計周期內發(fā)送的數據量，將得到的總數據量除以信道統(tǒng)計周期作為定向接收天線2單位時間內統(tǒng)計的信道負載，同理，網絡節(jié)點2統(tǒng)計出其它5個定向接收天線的信道負載。

8.如權利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系統(tǒng)，其特征在于：各網絡節(jié)點開機之后加載網絡負載與信道接入時延對應關系表，網絡節(jié)點根據周期計算的網絡負載，取出下個信道統(tǒng)計周期內發(fā)送每個消息前應等待的時間。

9.如權利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系統(tǒng)，其特征在于：網絡節(jié)點完成入網后，其應用層根據通信需求產生業(yè)務消息，發(fā)送至數據鏈路層后，按照排隊規(guī)則放入隊尾；消息到達后網絡節(jié)點判斷發(fā)送機是否空閑，如果發(fā)送機忙，即發(fā)送機正在發(fā)送消息，則繼續(xù)發(fā)送先前的消息；如果發(fā)送機空閑，則啟動新的數據包發(fā)送流程。

10.如權利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系統(tǒng)，其特征在于：SPMA協(xié)議處理單元首先要判斷消息隊列是否不為空，如果消息隊列為空，則等待應用層的消息到達，直到消息隊列不為空；如果消息隊列不為空，則取出隊首消息，并根據本網絡節(jié)點統(tǒng)計的網絡負載計算發(fā)送時延；之后，利用網絡負載計算消息發(fā)送的時機，判斷發(fā)送時機是否達到，是則發(fā)送消息，否則，等待發(fā)送時機的到達，發(fā)送時機到達后，將待發(fā)送消息發(fā)送至物理信道；消息發(fā)送完畢之后，狀態(tài)重新轉到對發(fā)送機是否空閑的判斷，進而實現網絡節(jié)點周而復始地發(fā)送應用層產生的數據包。