[发明专利]基于业务类型竞争协调时分多址接入的自组网通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及分布式自组织网络技术领域，尤其涉及一种基于业务类型竞争协调时分多址接入技术的自组网通信方法。

背景技术

分布式自组织网络的宽带传输趋势需要提供一个全IP的，具有QoS保证能力的传输通道，可以承载任何经典的IP业务，支持多种不同的业务类型，如可进行点对点及点对多点的语音、短消息、图片、实时视频传输，可进行点对多点的视频分享、文件分享等。如何有效地设计网络节点共享无线信道的方式，在无线网络环境下满足多用户、多业务间分享资源的需求，就需要对传输信道进行规划，设计无线信道的多址接入方式，为每个用户申请、分配、抢占资源的机制。

现有的无线信道接入技术主要可以分为基于竞争(contention-based)和冲突避免(collision-free)两大类。

基于竞争类信道接入技术主要采用载波侦听、退避等待以及错误重传等技术，代表有ALOHA、时隙ALOHA、CSMA等。采用竞争类的信道接入技术在无线电覆盖范围内完全由需要接入信道的节点来竞争通信信道，竞争成功者得到信道的使用权，而其他节点则通过退避等待推迟接入信道。运行机制简单，部署也比较灵活多变，并且引入了冲突回避、重传等辅助机制，使其成为拓扑动态快速变化与高移动性的网络信道接入的一种很好的选择。

冲突避免类接入技术根据不同的信道分配方式又可以分为按需分配类和固定分配类两种。按需分配类信道接入技术通常采用预约和轮询的方式，代表有MACA、MACAW、CSMA/CA、DCF等，在应用实施过程中会带来很多控制开销，一般适用于建立通信链路后较长时间保持稳定传输状态的通信业务。固定分配类接入技术是将时隙、频率、空间等信道资源，按照一定的方式分配给通倍网络中的每个用户，使得网络节点间的通信互不干扰，面向信道，可以为网络节点提供可靠的服务。主耍有频分多地(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)三种技术。

ALOHA、CSMA等基于竞争类信道接入技术并不适用于分布尺度和规模较大的场景，当网络高负载、节点密度增加时，由于竞争类信道接入机制固有的缺点，会造成接入性能的严重下降，在同一时间多个节点同时发送数据的可能性增大，竞争将会明显加剧，造成冲突的概率增大，从而造成丢包、网络延迟等网络问题，导致网络性能急剧下降，所以单一的基于竞争类的信道接入技术难以适用于规模较大的移动网络。

CSMA/CA、DCF等按需分配类信道接入技术基于RTS/CTS握手机制，传输时延较大，制约了网络通信性能，对于网络节点密度大数目多，拓扑结构频繁快速变化，不能保证通信链路稳定性，对于业务应用丰富的无线网络，按需分配类信道接入技术难以满足要求。

固定分配类接入协议中的TDMA协议是经典数据链的多址技术，但随着网络规模变大，节点数量增多时，网络接入时延会增大，同时在业务密度低时将产生很大的资源浪费。其它固定分配接入协议也存在类似问题，或不易于网络规模的扩展，或会造成网络资源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于业务类型竞争协调时分多址接入的自组网通信方法，解决了分布式自组织网络中多个用户间，采用多种业务时如何高效的共享一个物理链路的问题，不仅避免了业务分组的冲突碰撞，还能够在保证高优先级业务的实时性基础上，兼顾高业务密度下的有效性和公平性及低业务密度下的资源利用率。

本发明的一种基于业务类型竞争协调时分多址接入的自组网通信方法，包括如下步骤：

步骤1、待入网节点开机后从簇首节点发送的系统广播信息中获得网络同步位置和入网位置；

步骤2、待入网节点通过随机信道在步骤1解析到的系统时帧的网络同步位置向簇首节点发起网络同步请求，得到簇首节点的响应后，完成网络同步过程；

步骤3、待入网节点通过随机信道在步骤1解析到的入网位置向簇首节点发起入网请求，得到簇首节点的响应后，完成入网过程；

步骤4、完成入网过程的普通节点通过广播信道接收簇首节点发送的携带有专用信道分配结果的辅广播信息；

步骤5、根据之前从邻居节点经专用信道接收的Hello包信息，判断本节点当前的网络拓扑结构是否需要更新：

如果是，当系统时帧中为本节点分配的专用信道的起始时刻到达时，通过该专用信道广播发送拓扑维护信息；如果否，可通过该专用信道发送低速率非实时业务；

步骤6、判断是否有高速率实时性业务需要传输：

1)如果没有，再判断是否有随机突发性小数据业务：如果有，使用所述随机信道发送该随机突发性小数据业务；