[发明专利]用于多跳无中心网络的多址接入控制方法及控制装置

说明书

本发明公开了一种用于多跳无中心网络的多址接入控制方法及控制装置，该方法包括：无线通信设备经有限状态机控制其在多个状态间的切换控制；无线通信设备处设有时隙预存变量数组，用于存储该无线通信设备一跳范围内所有节点所使用的时隙信息；无线通信设备通信采用超帧结构传递信息，超帧包括多个帧单元，各帧单元包括用于标识时隙使用及冲突信息的时隙信息域和用于传输业务信息的数据域；有限状态机根据时隙信息域控制无线通信设备在设备冲突与设备通信状态间的切换控制。该方法通过两个比特来表征时隙的分配和冲突情况，可以在一个超帧周期内实现冲突解决。在保证传输时延的同时，占用网络资源极低，且所设计的帧格式兼容原始报文的数据格式。

技术领域

本发明涉及无线通信网络技术领域，特别地，涉及一种用于多跳无中心网络的多址接入控制方法及控制装置。

背景技术

具有无线通信功能的设备越来越多，例如智能家居设备、车载无线通信装置等等，因此对这些设备的组网需求也越来越广。尤其是用户对终端便携性、移动性的要求，需要设备形成的无线通信网络更加灵活和高效，这种分布式无中心的网络系统所采用的组网协议，即多址接入方法至关重要。

分布式无线网络常常采用两类多址接入方法：一种是基于载波侦听的多址接入方法(CSMA，Carrier Sense Multiple Access)，另一种是基于时隙分配的多址接入方法(TDMA，Time Division Multiple Access)。基于载波侦听的多址接入协议，是一种分布式介质访问控制协议，每个站(节点)在发送数据帧之前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧。这时，如果两个以上的站监听到介质空闲并同时发送帧，则会产生冲突现象，这使发送的帧都成为无效帧，发送随即宣告失败。每个站必须有能力随时检测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，以免介质带宽因传送无效帧而被白白浪费，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。CSMA能够提供灵活快速的组网方案，但是网络性能尤其是传输时延无法保证。TDMA是把时间分割成周期性的帧(Frame)，每一个帧再分割成若干个时隙，在传统的TDMA设计中，节点在对应的时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。同时，基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在预定的时隙中传输，各移动终端只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。TDMA因可以提供服务质量保证，已经在越来越多的应用场景中得到应用，但是如何有效解决分布式环境下该类协议中的时隙冲突问题以及协议本身的效率问题(算法复杂度、协议开销等)，是整个网络系统能否正常运行并得以广泛应用的关键，现有的TDMA为避免时隙冲突导致算法复杂度、协议开销大，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种用于多跳无中心网络的多址接入控制方法及控制装置，以解决现有的分布式无线网络多址接入时时隙分配及冲突控制导致的算法复杂度及协议开销大的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种用于多跳无中心网络的多址接入控制方法，用于经多个无线通信设备形成的移动多跳无线网络中各无线通信设备间的互联互通，本发明控制方法包括：

无线通信设备经有限状态机控制其在多个状态间的切换控制，多个状态包括：设备入网、设备离网、设备冲突、设备通信；

无线通信设备处设有时隙预存变量数组，用于存储该无线通信设备一跳范围内所有节点所使用的时隙信息；

无线通信设备通信采用超帧结构传递信息，超帧包括多个帧单元，各帧单元包括用于标识时隙使用及冲突信息的时隙信息域和用于传输业务信息的数据域，时隙信息域由两个比特构成，包括用于标识时隙使用信息的时隙标识位和用于标识时隙冲突信息的冲突标识位；

有限状态机根据时隙信息域控制无线通信设备在设备冲突与设备通信状态间的切换控制。