[发明专利]一种无线网络中单信道无线数据空间交换的模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线网络中单信道无线数据空间交换的模拟方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

对于无线通信系统，通信协议的调试一直是一个困难的问题。传统的方法是使用真实节点进行数据传输，通过监听装置观察网络中的通讯状况，从而进行调试。在节点数很少，协议也不复杂的情况下，这种方法是可以完成调试工作的。但是当节点数较多，或者涉及到比较复杂的通信协议的时候，采用传统的真实节点进行调试存在很多困难。

首先，无线信号相对于有线信号，看不到，摸不着。调试通信协议最理想的条件是能监听到整个网络的的行为，传统办法无法达到这一要求，主要困难在于：如果节点发射存在碰撞时，监听装置无法正确接收到信号；如果在不同的物理拓扑结构下，监听装置也无法接收到更远的节点发射的信号。这样，整个网络的行为是无法掌握的。

其次，如果需要调试在不同的物理连接情况下的网络行为，传统的调试方法非常困难。主要困难在于：物理信号连接质量完全不可控制；当采用多点调试时，节点分布在物理上相隔非常远，收集整个网络在同一时刻的传输行为基本是不可能的；如果需要改变物理的连接拓扑，需要节点位置变动非常大，非常不方便，有时候甚至是不可能实现的。

再次，对于传统的调试方法，需要有真实的能完成射频传输工作任务的节点才能进行。在项目或研发的初始阶段，这些硬件可能并没有，就不能进行软件的研发，从而严重影响研发的进度。

而且，多点调试意味着更多的硬件费用和时间，这都制约了研发的费用和进度。

为了能够全面掌握网络内的工作情况，灵活改变硬件连接的拓扑结构，降低研发费用，保证研发的进度，需要设计模拟无线信号在空间传送的行为，监听数据传输的行为，克服上面提到的困难。

发明内容

本发明的目的是提出一种无线网络中单信道无线数据空间交换的模拟方法，将无线通讯信号在空间传播行为进行抽象，模拟了单信道中信道占用，空闲，数据碰撞，接收链路信号强度，用于解决在进行无线通讯协议研发中，无法进行灵活改变拓扑结构，无法完整监听整个网络通讯行为的问题。通过模拟无线数据空间交换的方法，整个通讯网络可以在很小的物理空间上实现，可观测性和可调试性都得到提高。

本发明提出的无线网络中单信道无线数据空间交换的模拟方法，包括以下各步骤：

(1)建立无线网络中任意节点间相互连接的关系与连接关系属性之间的映射表；

(2)设置第一信号线和第二信号线，其中第一信号线用于传输本节点申请空间信道占用或释放的信号，第二信号线用于传输无线网络中本节点发送的数据流；

(3)设置第三信号线和第四信号线，其中第三信号线用于传输本节点接收信号的强度值，第四信号线用于传输本节点接收的数据流；

(4)无线网络中的每个节点的接收端，根据上述映射表，顺序检测与本节点有连接关系的关联节点，并检测关联节点发送端的第一信号线，若检测到第一信号线上的申请空间信道占用信号，则对关联节点发送端的第二信号线上的数据流进行占用处理；若检测到第一信号线上的申请空间信道释放信号，则对该发送端的第二信号线上的数据流进行释放处理；处理完成后得到接收数据流，并将数据流传输到本节点的第四信号线上；根据上述映射表，检测到当前本节点与所有发生通信关系的其他关联节点之间的接收信号强度值，将最大的信号强度值A传输到本节点的第三信号线上。

上述方法中，对关联节点发送端的第二信号线上的数据流进行占用处理和释放处理的方法，包括以下步骤：

(1)根据上述映射表，顺序检测与本节点接收端有连接关系的关联节点的发送端的第一信号线，若为申请空间信道占用信号，则将本节点信道占用情况标志位的相应位设置成置位状态；若为申请空间信道释放信号，本节点信道占用情况标志位的相应位设置成清除状态；

(2)顺序检测上述本节点信道占用情况标志位，若标志位是置位状态，则根据上述映射表，检测本节点与申请信道占用的其他关联节点之间的接收信号强度值，得到其中最大值A；

(3))顺序检测上述本节点信道占用情况标志位，若标志位是置位状态，则根据上述映射表，检测本节点与申请信道占用的其他关联节点之间的接收信号强度值，当强度值和上述检测到的最大值A之间的差小于设定的门限值B时，将接收数据控制标志位置位；

(4)顺序检测上述接收数据控制标志位，若接收数据控制标志位为置位状态，则将与该标志位相对应的所有关联节点的发送端的第二信号线上的数据流做“与”运算，运算结果送给第四信号线。

本发明提出的无线网络中单信道无线数据空间交换的模拟方法，具有以下优点：