[发明专利]空分多址SDMA-SPMA多址接入系统

权利要求书

1.一种空分多址SDMA-SPMA多址接入系统，其特征在于：构建一个通信网络，网络节点采用空分多址SDMA-SPMA多址接入系统，网络中包含4个网络节点，网络节点1、网络节点2、网络节点3和网络节点4，其中，网络节点1、网络节点3和网络节点4位于网络节点2的周围，为网络节点2的一跳邻居，网络节点包括：SPMA协议处理单元、SDMA信号处理单元和收发天线单元，其特征在于：SPMA协议处理单元串联SDMA信号处理单元，收发天线单元包含1个全向发送天线和N个定向接收天线，具备全向发送天线和N个定向接收天线的网络节点通过全向发送和定向接收实现消息交互；SPMA协议处理单元统计单位时间内各定向接收天线收取的数据量，计算网络节点的信道接入时机，定向接收天线通过空分缩小定向接收天线共享信道的节点数；各网络节点通过信道统计消息的交互计算出网络负载，使用前一个统计周期的网络负载计算本统计周期网络节点接入信道的时延，网络节点利用各自计算得到的网络负载查表获取下个信道统计周期内本网络节点发送消息的时延；网络负载与信道接入时延之间的映射表通过在SPMA协议处理单元处初始化加载获取；网络节点周期计算网络负载，查询网络负载与信道接入时延映射表，得到本网络节点的信道接入时延，网络节点根据信道接入时延计算消息发送时机。

2.如权利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系统，其特征在于：SDMA信号处理单元具有编译码、调制/解调、数据收发功能。

3.如权利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系统，其特征在于：收发天线单元包括一个全向发送天线和N个定向接收天线，网络节点的定向接收天线负责接收覆盖方向上的无线信号，网络节点的N个向接收天线的覆盖范围相加为全空域。

4.如权利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系统，其特征在于：网络节点采用竞争机制接入信道，各自计算自己的接入时机，网络节点根据周期统计的网络负载计算本节点接入信道的时机；网络节点的信道接入时机到达后，利用全向发送天线将信号等功率发送至各个方向。

5.如权利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系统，其特征在于：网络节点的定向接收天线和全向天线构成了网络拓扑，网络中包含网络节点1、网络节点2、网络节点3和网络节点4，4个网络节点，其中，网络节点1、网络节点3、网络节点4是网络节点2的一跳邻居，网络节点2通过定向天线接收邻居节点发送的消息，网络节点1、网络节点3、网络节点4通过全向天线发送消息。

6.如权利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系统，其特征在于：每个网络节点有一个全向发送天线和6个定向接收天线，网络节点2通过定向天线接收消息，其中，通过天线2接收网络节点3和网络节点4发送的消息，通过天线1接收网络节点1发送的消息，网络节点2的各定向接收天线接收覆盖范围内相邻网络节点发送的消息，接收之后SPMA协议处理单元根据目的地址判断是否接收。

7.如权利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系统，其特征在于：在信道统计周期内，网络节点2通过定向接收天线2将收到的数据量进行累加，并加上本网络节点在信道统计周期内发送的数据量，将得到的总数据量除以信道统计周期作为定向接收天线2单位时间内统计的信道负载，同理，网络节点2统计出其它5个定向接收天线的信道负载。

8.如权利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系统，其特征在于：各网络节点开机之后加载网络负载与信道接入时延对应关系表，网络节点根据周期计算的网络负载，取出下个信道统计周期内发送每个消息前应等待的时间。

9.如权利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系统，其特征在于：网络节点完成入网后，其应用层根据通信需求产生业务消息，发送至数据链路层后，按照排队规则放入队尾；消息到达后网络节点判断发送机是否空闲，如果发送机忙，即发送机正在发送消息，则继续发送先前的消息；如果发送机空闲，则启动新的数据包发送流程。

10.如权利要求1所述的空分多址SDMA-SPMA多址接入系统，其特征在于：SPMA协议处理单元首先要判断消息队列是否不为空，如果消息队列为空，则等待应用层的消息到达，直到消息队列不为空；如果消息队列不为空，则取出队首消息，并根据本网络节点统计的网络负载计算发送时延；之后，利用网络负载计算消息发送的时机，判断发送时机是否达到，是则发送消息，否则，等待发送时机的到达，发送时机到达后，将待发送消息发送至物理信道；消息发送完毕之后，状态重新转到对发送机是否空闲的判断，进而实现网络节点周而复始地发送应用层产生的数据包。