[发明专利]一种具有动态优先级的紫外光通信网络接入系统及其方法

说明书

本发明公开了无线光通信技术及组网技术领域的一种具有动态优先级的紫外光通信网络接入系统及其方法，旨在解决现有技术中多个紫外光通信终端节点竞争接入时的冲突损失和公平性缺少的技术问题。其包括基于光的叠加，在紫外光通信网络信道中提出一个光总线；基于光总线的状态，各节点间通信基于动态优先级竞争接入紫外光通信网络信道。本发明能够通过采用动态优先级调整，从而在提高信道利用率、简化协议设计和实现复杂度的同时，具有较高的信道接入公平性。

技术领域

本发明涉及一种具有动态优先级的紫外光通信网络接入系统及其方法，属于无线光通信技术及组网技术领域。

背景技术

近年来，人们试图在借鉴无线电通信自组网的相关协议基础上，根据紫外光通信的物理特性和自身技术特点来设计新型组网方法与接入机制。其中：

基于时分复用的传统接入系统及方法存在带宽利用率低、网络吞吐量小以及网络时延大等不足，不适于网络节点较多的场合；而基于异步分组的随机接入协议，由于引入了冲突检测、碰撞避免以及时间退让等复杂机制与算法，因此其协议的复杂性大大增加，紫外光通信网络系统性能也不理想；

综合这两类协议各自的特点，提出新型紫外光通信网络无损竞争接入方法：基于光的叠加，充分利用节点发光状态与信道整体状态的逻辑关系来解决节点通信接入的竞争冲突问题。由于避免了复杂的碰撞检测和冲突回避等机制和算法，其设计和实现复杂度大大降低；

然而，该方法同时带来相应的网络公平性问题，极端情况下可能会导致低优先级节点极少甚至不能获得信道资源；为了解决上述问题，本申请提出了一种具有动态优先级的紫外光通信网络接入系统及其方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有动态优先级的紫外光通信网络接入系统及其方法，可在保证最大限度减少竞争冲突损失的同时，获得较高的节点接入网络系统的公平性。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种具有动态优先级的紫外光通信网络接入方法，包括以下步骤：

基于光的叠加，在紫外光通信网络信道中提出一个光总线；

基于光总线的状态，各节点间通信基于动态优先级竞争接入紫外光通信网络信道；

其中，

所述光总线的状态由独立发光的各网络节点的发光状态共同决定；

所述动态优先级包括在各节点间通信的数据帧结构中，加入优先级Pri字段。

优选的，所述光总线的状态由独立发光的各网络节点的发光状态共同决定包括：

在紫外光通信网络信道的网络节点中，若有1个及1个以上的网络节点发光，则紫外光通信网络信道的光总线的状态为有光状态；

在紫外光通信网络信道的网络节点中，若所有网络节点均不发光，则紫外光通信网络信道的光总线的状态为无光状态；

其中，所有网络节点均处于其他节点的有效通信范围内，均可有效接收和感知其他节点是否发光。

优选的，所述在各节点间通信的数据帧结构中，加入优先级Pri字段包括：

数据帧结构包括帧起始、仲裁字段、控制字段、数据字段以及帧结束，所述仲裁字段包括节点ID，在仲裁字段中加入优先级Pri字段；

将优先级Pri字段以及节点ID组成反映优先级高低的优先级ID字段；

其中，所述优先级ID字段的数值越小，优先级越高。

优选的，所述竞争接入紫外光通信网络信道包括：