[發(fā)明專利]一種具有動態(tài)優(yōu)先級的紫外光通信網(wǎng)絡接入系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110557351.2
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113301665B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設計）人: 李建華;汪井源;徐智勇;趙繼勇;周華;蘇洋;王藝敏;戚艾林;沈薈萍;李成
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08;H04L1/00;H04B10/11;H04W84/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了無線光通信技術(shù)及組網(wǎng)技術(shù)領域的一種具有動態(tài)優(yōu)先級的紫外光通信網(wǎng)絡接入系統(tǒng)及其方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中多個紫外光通信終端節(jié)點競爭接入時的沖突損失和公平性缺少的技術(shù)問題。其包括基于光的疊加，在紫外光通信網(wǎng)絡信道中提出一個光總線；基于光總線的狀態(tài)，各節(jié)點間通信基于動態(tài)優(yōu)先級競爭接入紫外光通信網(wǎng)絡信道。本發(fā)明能夠通過采用動態(tài)優(yōu)先級調(diào)整，從而在提高信道利用率、簡化協(xié)議設計和實現(xiàn)復雜度的同時，具有較高的信道接入公平性。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種具有動態(tài)優(yōu)先級的紫外光通信網(wǎng)絡接入系統(tǒng)及其方法，屬于無線光通信技術(shù)及組網(wǎng)技術(shù)領域。

背景技術(shù)

近年來，人們試圖在借鑒無線電通信自組網(wǎng)的相關協(xié)議基礎上，根據(jù)紫外光通信的物理特性和自身技術(shù)特點來設計新型組網(wǎng)方法與接入機制。其中：

基于時分復用的傳統(tǒng)接入系統(tǒng)及方法存在帶寬利用率低、網(wǎng)絡吞吐量小以及網(wǎng)絡時延大等不足，不適于網(wǎng)絡節(jié)點較多的場合；而基于異步分組的隨機接入?yún)f(xié)議，由于引入了沖突檢測、碰撞避免以及時間退讓等復雜機制與算法，因此其協(xié)議的復雜性大大增加，紫外光通信網(wǎng)絡系統(tǒng)性能也不理想；

綜合這兩類協(xié)議各自的特點，提出新型紫外光通信網(wǎng)絡無損競爭接入方法：基于光的疊加，充分利用節(jié)點發(fā)光狀態(tài)與信道整體狀態(tài)的邏輯關系來解決節(jié)點通信接入的競爭沖突問題。由于避免了復雜的碰撞檢測和沖突回避等機制和算法，其設計和實現(xiàn)復雜度大大降低；

然而，該方法同時帶來相應的網(wǎng)絡公平性問題，極端情況下可能會導致低優(yōu)先級節(jié)點極少甚至不能獲得信道資源；為了解決上述問題，本申請?zhí)岢隽艘环N具有動態(tài)優(yōu)先級的紫外光通信網(wǎng)絡接入系統(tǒng)及其方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有動態(tài)優(yōu)先級的紫外光通信網(wǎng)絡接入系統(tǒng)及其方法，可在保證最大限度減少競爭沖突損失的同時，獲得較高的節(jié)點接入網(wǎng)絡系統(tǒng)的公平性。

為達到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種具有動態(tài)優(yōu)先級的紫外光通信網(wǎng)絡接入方法，包括以下步驟：

基于光的疊加，在紫外光通信網(wǎng)絡信道中提出一個光總線；

基于光總線的狀態(tài)，各節(jié)點間通信基于動態(tài)優(yōu)先級競爭接入紫外光通信網(wǎng)絡信道；

其中，

所述光總線的狀態(tài)由獨立發(fā)光的各網(wǎng)絡節(jié)點的發(fā)光狀態(tài)共同決定；

所述動態(tài)優(yōu)先級包括在各節(jié)點間通信的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)中，加入優(yōu)先級Pri字段。

優(yōu)選的，所述光總線的狀態(tài)由獨立發(fā)光的各網(wǎng)絡節(jié)點的發(fā)光狀態(tài)共同決定包括：

在紫外光通信網(wǎng)絡信道的網(wǎng)絡節(jié)點中，若有1個及1個以上的網(wǎng)絡節(jié)點發(fā)光，則紫外光通信網(wǎng)絡信道的光總線的狀態(tài)為有光狀態(tài)；

在紫外光通信網(wǎng)絡信道的網(wǎng)絡節(jié)點中，若所有網(wǎng)絡節(jié)點均不發(fā)光，則紫外光通信網(wǎng)絡信道的光總線的狀態(tài)為無光狀態(tài)；

其中，所有網(wǎng)絡節(jié)點均處于其他節(jié)點的有效通信范圍內(nèi)，均可有效接收和感知其他節(jié)點是否發(fā)光。

優(yōu)選的，所述在各節(jié)點間通信的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)中，加入優(yōu)先級Pri字段包括：

數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)包括幀起始、仲裁字段、控制字段、數(shù)據(jù)字段以及幀結(jié)束，所述仲裁字段包括節(jié)點ID，在仲裁字段中加入優(yōu)先級Pri字段；

將優(yōu)先級Pri字段以及節(jié)點ID組成反映優(yōu)先級高低的優(yōu)先級ID字段；

其中，所述優(yōu)先級ID字段的數(shù)值越小，優(yōu)先級越高。

優(yōu)選的，所述競爭接入紫外光通信網(wǎng)絡信道包括：