專利名稱：一種無(wú)線自組織網(wǎng)中基于雙忙音機(jī)制的信道預(yù)約方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，是一種無(wú)線自組織網(wǎng)中基于雙忙音機(jī)制的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù) (如視頻、音頻數(shù)據(jù)等)可靠傳輸方法。
背景技術(shù)：
無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)(即Ad Hoc網(wǎng)絡(luò))是由帶有無(wú)線收發(fā)裝置的移動(dòng)終端組成的多跳 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的建立不需要預(yù)先鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，也不用設(shè)置任何中心控制節(jié) 點(diǎn)，依靠節(jié)點(diǎn)間的相互協(xié)作，在移動(dòng)、復(fù)雜的無(wú)線環(huán)境中自行成網(wǎng)，其特點(diǎn)是組網(wǎng)靈活性強(qiáng)、 易于迅速展開(kāi)、系統(tǒng)整體抗毀能力強(qiáng)、成本較低等，可廣泛用于軍事戰(zhàn)場(chǎng)、民用通信、車載網(wǎng) 絡(luò)等場(chǎng)合。隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和成功應(yīng)用，人們已經(jīng)不滿足于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)僅僅 提供普通的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，各種多媒體實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(視頻、音頻等)在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的傳輸 逐步成為人們的研究熱點(diǎn)。多媒體實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)在于其周期性較強(qiáng)，每個(gè)數(shù)據(jù)分組之間 時(shí)間間隔相對(duì)固定，例如在保證流暢播放的前提下，通常視頻數(shù)據(jù)每40ms產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)分 組，音頻數(shù)據(jù)每30ms產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)分組。我們用t。y&表示產(chǎn)生兩個(gè)連續(xù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組之 間的周期時(shí)長(zhǎng)，并在本專利中約定t。y& = 30ms。各種數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)都需要無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多址接 入?yún)f(xié)議的支持。目前，IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多址接入技術(shù)公認(rèn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之一，其 IEEE 802. Ile標(biāo)準(zhǔn)采用了增強(qiáng)的DCF機(jī)制(即EDCA)，四種類型的數(shù)據(jù)被分為八個(gè)優(yōu)先級(jí)， 擁有不同的信道競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)先權(quán)，其中實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的優(yōu)先權(quán)較高，普通業(yè)務(wù)的優(yōu)先權(quán)較低。然而 在EDCA(以及各種類似的多址接入?yún)f(xié)議)中，由于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)仍然是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)的方式接入信 道，因此難以克服在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較大時(shí)的分組沖突問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，許多現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)MAC協(xié)議在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service, QoS)保證上考慮利用實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的 周期性特征，通過(guò)采用信道預(yù)約的方法保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的穩(wěn)定傳輸，例如C. R. Lin和M. Gerla 為了解決無(wú)線多媒體業(yè)務(wù)的可靠傳輸問(wèn)題，提出了對(duì)信道資源進(jìn)行預(yù)約的MAC協(xié)議，稱為 MACA/PR。在該協(xié)議中，每次發(fā)送一個(gè)實(shí)時(shí)分組時(shí)，數(shù)據(jù)分組中攜帶了下一個(gè)實(shí)時(shí)分組的發(fā) 送時(shí)間，鄰節(jié)點(diǎn)收到后將其保存，并在這段時(shí)間內(nèi)回避信道接入，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)信道資源 的預(yù)約。之后在信道預(yù)約思想的基礎(chǔ)上，人們又做了很多的研究和改進(jìn)，例如ZhouYing， A. L. Ananda和Lillykutty Jacob修改了 MACA/I^R中信道預(yù)約信息的保存方式，克服了由于 節(jié)點(diǎn)之間相互交換預(yù)約信息帶來(lái)的額外網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)；本專利申請(qǐng)的發(fā)明人也在授權(quán)發(fā)明專利 "ZL200710017816. 5”中提出了多步預(yù)約的概念，即每個(gè)數(shù)據(jù)分組不只對(duì)之后的第一個(gè)分組 進(jìn)行信道資源預(yù)約，而是對(duì)之后的若干個(gè)分組均進(jìn)行預(yù)約，其目的就在于提高信道預(yù)約的 穩(wěn)定性與可靠性，從而為實(shí)時(shí)分組傳輸提供較好的QoS保障。但是以上這些信道預(yù)約機(jī)制均在各種分組中攜帶信道預(yù)約信息，通過(guò)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò) 中發(fā)送各種分組來(lái)進(jìn)行預(yù)約信息的廣播，因此信道預(yù)約信息的正確接收依賴于各種分組的 正確接收與解析。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，由于信道衰落引起的信道不穩(wěn)定與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)特有的隱藏 終端問(wèn)題引起的分組沖突，導(dǎo)致無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的分組本身很難有較為穩(wěn)定的傳輸，因此對(duì)于這些信道預(yù)約機(jī)制來(lái)說(shuō)，攜帶有預(yù)約信息的分組很有可能在鄰節(jié)點(diǎn)處被其他分組沖突，從 而導(dǎo)致預(yù)約失敗，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)法成功通過(guò)信道預(yù)約來(lái)傳輸下一個(gè)數(shù)據(jù)分組傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)將信道預(yù)約信息在各種分組中進(jìn)行攜帶的方法不能始終保持 較高的預(yù)約穩(wěn)定性的不足，本發(fā)明提出了一種基于雙忙音的信道預(yù)約機(jī)制，通過(guò)在獨(dú)立于 數(shù)據(jù)信道的兩個(gè)忙音信道上廣播信道預(yù)約信息的方法，較好地克服了信道不穩(wěn)定與隱藏終 端等問(wèn)題，極大地提高了信道預(yù)約的穩(wěn)定性，降低了異步多跳Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中的實(shí) 時(shí)分組誤幀率，提高了多媒體業(yè)務(wù)傳輸?shù)目煽啃?。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是對(duì)基于IEEE 802. 11無(wú)線自組織網(wǎng) 中適合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腗AC協(xié)議機(jī)理的一系列理論研究所提出的具體實(shí)現(xiàn)方案。在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中考慮兩種節(jié)點(diǎn)，第一種承載的是普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(如郵件、短消息 業(yè)務(wù)等)，對(duì)實(shí)時(shí)性要求較低；第二種承載的是多媒體實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(如視頻、音頻數(shù)據(jù)等)，也 是我們所關(guān)心如何確保其實(shí)時(shí)性的業(yè)務(wù)。令RI3K表示實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組，DH(表示普通業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù)分組，t。y。le表示實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組的產(chǎn)生周期，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)在、時(shí)刻產(chǎn)生 第一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組RPK1之后，在t2 =時(shí)刻將產(chǎn)生第二個(gè)實(shí)時(shí)分組RPK2,以此類 推。在本發(fā)明中，所用到的分組格式(如RTS分組等)與IEEE802. 11標(biāo)準(zhǔn)相同，因此不進(jìn) 行特別說(shuō)明。在本發(fā)明提出的方法中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要配置三個(gè)收發(fā)信機(jī)，分別是數(shù)據(jù)信道收發(fā) 信機(jī)、發(fā)送忙音信道收發(fā)信機(jī)和接收忙音信道收發(fā)信機(jī)。其中，數(shù)據(jù)信道收發(fā)信機(jī)工作在 數(shù)據(jù)信道上，用于發(fā)送和接收各種數(shù)據(jù)分組與控制分組；發(fā)送忙音信道收發(fā)信機(jī)工作在發(fā) 送忙音信道，發(fā)送節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)信道上發(fā)送分組的同時(shí)，用該收發(fā)信機(jī)啟動(dòng)發(fā)送忙音以保護(hù) 數(shù)據(jù)發(fā)送或進(jìn)行信道預(yù)約；接收忙音信道收發(fā)信機(jī)工作在接收忙音信道，接收節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù) 信道上接收分組的同時(shí)，用該收發(fā)信機(jī)啟動(dòng)接收忙音以保護(hù)數(shù)據(jù)接收或進(jìn)行信道預(yù)約。三 個(gè)信道相互獨(dú)立。發(fā)送忙音與接收忙音本質(zhì)上是在各自的信道上廣播的一種提示信號(hào)，而 不是攜帶有數(shù)據(jù)信息的分組。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)(偵聽(tīng))到信道上存在該提示信號(hào)時(shí)，即 可馬上進(jìn)行相應(yīng)的操作，而不需要進(jìn)行任何的分組接收與解析；節(jié)點(diǎn)通過(guò)感知忙音信道的 忙閑來(lái)判斷忙音是否存在，即節(jié)點(diǎn)感知到某個(gè)忙音信道變忙，則認(rèn)為在該信道上有忙音存 在，從而根據(jù)具體的忙音類型進(jìn)行不同的操作。由于在本發(fā)明中，需要利用忙音來(lái)為實(shí)時(shí)分組進(jìn)行信道預(yù)約，因此我們將發(fā)送忙 音與接收忙音又分別劃分為兩種非實(shí)時(shí)忙音(包括非實(shí)時(shí)發(fā)送忙音和非實(shí)時(shí)接收忙音) 與實(shí)時(shí)忙音(包括實(shí)時(shí)發(fā)送忙音和實(shí)時(shí)接收忙音)。非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的收發(fā)節(jié)點(diǎn)在接收或傳輸 非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組時(shí)只啟動(dòng)非實(shí)時(shí)忙音，表示當(dāng)前在數(shù)據(jù)信道上有非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組的交換； 而實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)收發(fā)節(jié)點(diǎn)在接收或傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組時(shí)啟動(dòng)實(shí)時(shí)忙音，表示當(dāng)前在數(shù)據(jù)信道上 有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組的交換，并且有相應(yīng)的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信道預(yù)約，此時(shí)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的 鄰節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)偵聽(tīng)到的實(shí)時(shí)忙音計(jì)算出實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)發(fā)送或接收接下來(lái)的一個(gè)實(shí)時(shí)分組的 具體信道使用時(shí)間段，并將該段時(shí)間記錄在相應(yīng)的預(yù)約信息表中。預(yù)約表中的預(yù)約信息均 按照時(shí)間順序進(jìn)行排列，時(shí)間最早的預(yù)約信息放在預(yù)約表的第一項(xiàng)，以此類推。在預(yù)約信息 表記錄的這些時(shí)間段內(nèi)，鄰節(jié)點(diǎn)將回避使用信道，避免與實(shí)時(shí)分組沖突。
我們把通過(guò)實(shí)時(shí)發(fā)送忙音來(lái)廣播的預(yù)約信息稱為發(fā)送預(yù)約信息，表示的是發(fā)送 RPK的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)將會(huì)再次發(fā)送RPK，保存在偵聽(tīng)到實(shí)時(shí)發(fā)送忙音的 節(jié)點(diǎn)的發(fā)送預(yù)約表中；而通過(guò)實(shí)時(shí)接收忙音來(lái)廣播的預(yù)約信息稱為接收預(yù)約信息，表示的 是接收RPK的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)接收節(jié)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)將會(huì)再次接收RPK，保存在偵聽(tīng)到實(shí)時(shí)接收 忙音的節(jié)點(diǎn)的接收預(yù)約表中。無(wú)論是發(fā)送預(yù)約表還是接收預(yù)約表，其中的每個(gè)預(yù)約信息包 含兩個(gè)元素預(yù)約開(kāi)始時(shí)間、預(yù)約結(jié)束時(shí)間，均可按照本專利下文中相應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算。下文中，為方便表述，我們將用BT(即Busy Tone的英文縮寫)表示忙音信號(hào)，并 用BTt、BTr分別表示發(fā)送忙音、接收忙音；特別地，我們用RBTt和RBTr分別表示實(shí)時(shí)發(fā)送 忙音和實(shí)時(shí)接收忙音，用DBTt和DBTr分別表示非實(shí)時(shí)發(fā)送忙音和非實(shí)時(shí)接收忙音。下面 給出本方法的具體實(shí)現(xiàn)步驟情況1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送與接收非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組，或發(fā)送與接收第一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分 組。所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)與一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，且發(fā)送節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)處理的分 組包括非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組。步驟1 發(fā)送節(jié)點(diǎn)對(duì)當(dāng)前需要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行判斷，以決定是否需要嘗試發(fā) 送當(dāng)前分組，具體分為以下兩個(gè)步驟步驟1. 1 若當(dāng)前需要發(fā)送的分組為DPK，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)按照IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)的規(guī) 定進(jìn)行二進(jìn)制指數(shù)隨機(jī)退避，競(jìng)爭(zhēng)信道資源；步驟1. 2 若當(dāng)前需要發(fā)送的分組為RPK，且該RPK的實(shí)際產(chǎn)生時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻之 間的時(shí)間差不大于一個(gè)t。y。le，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)按照IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行二進(jìn)制指數(shù)隨 機(jī)退避，競(jìng)爭(zhēng)信道資源；否則發(fā)送節(jié)點(diǎn)認(rèn)為當(dāng)前實(shí)時(shí)分組的發(fā)送不能滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí) 性要求，將該分組刪除，不予發(fā)送，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)入空閑狀態(tài)；步驟2 發(fā)送節(jié)點(diǎn)退避完成后讀取預(yù)約表，檢查預(yù)約表是否空閑。所述的讀取預(yù)約表是指該發(fā)送節(jié)點(diǎn)從發(fā)送預(yù)約表和接收預(yù)約表中選取時(shí)間上最 早的預(yù)約信息，令預(yù)約表中的預(yù)約信息的開(kāi)始時(shí)刻為^sv start，結(jié)束時(shí)刻為trev md，同時(shí)令當(dāng) 前時(shí)刻為t。Ur，一個(gè)RTS的傳輸時(shí)長(zhǎng)為tKTS，一個(gè)RPK的傳輸時(shí)長(zhǎng)為tKPK，一個(gè)DPK的傳輸時(shí) 長(zhǎng)為tDPK。若當(dāng)前時(shí)刻t。m早于在預(yù)約表中被選中的預(yù)約信息的stmt，且RPK和DH(的 發(fā)送節(jié)點(diǎn)分別滿足公式(1)、O)，則說(shuō)明預(yù)約表空閑，轉(zhuǎn)入步驟3 ；否則預(yù)約表忙，轉(zhuǎn)入步驟 1 ；trsv_start-tcur I > tETS+SIFS+tEPK (1)trsv_start-tcur I > tETS+SIFS+tDPK (2)選取預(yù)約表中時(shí)間最早的一項(xiàng)預(yù)約信息，將該預(yù)約信息的trev st t代入公式⑴、 (2)進(jìn)行計(jì)算；SIFS為短幀間間隔，可參見(jiàn)IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)； 步驟3 嘗試進(jìn)行RTS握手。 發(fā)送節(jié)點(diǎn)分別在發(fā)送忙音信道和接收忙音信道上偵聽(tīng)RBTt和BTr (包括RBTr和 DBTr)，若存在這三種類型的忙音中的任何一種，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)放棄當(dāng)前RTS發(fā)送，回到步驟 1 ；若不存在這三種類型的忙音中的任何一種，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以在數(shù)據(jù)信道上發(fā)送RTS控制 分組，并同時(shí)在發(fā)送忙音信道上啟動(dòng)DBTt，DBTt的持續(xù)時(shí)間與RTS分組的傳輸時(shí)間同步。在 本發(fā)明中，RTS分組的格式與IEEE 802. Ila標(biāo)準(zhǔn)相同。RTS分組發(fā)送完畢時(shí)，結(jié)束DBTt的 發(fā)送。接收節(jié)點(diǎn)在收到RTS之后，同樣檢查自己的預(yù)約表是否空閑，并偵聽(tīng)BTt (包括RBTt和DBTt)和RBTr，若不存在這三種類型的忙音中的任何一種，則立即啟動(dòng)BTr，否則返回空 閑狀態(tài)，不做回應(yīng)。若接收節(jié)點(diǎn)回應(yīng)并啟動(dòng)BTr，則分為以下兩個(gè)具體步驟步驟3. 1 若接收的是非實(shí)時(shí)分組，則在接收忙音信道上啟動(dòng)DBTr，直到DH(接收 完畢；若在開(kāi)始啟動(dòng)DBTr之后的兩個(gè)SIFS (SIFS的時(shí)長(zhǎng)定義與IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)相同) 時(shí)間后沒(méi)有檢測(cè)到發(fā)送節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組發(fā)送，則接收節(jié)點(diǎn)超時(shí)退出接收狀態(tài)，返回空閑狀 態(tài)；步驟3. 2 若接收的是實(shí)時(shí)分組，則在接收忙音信道上啟動(dòng)RBTr，直到RHi接收完 畢。同時(shí)該接收節(jié)點(diǎn)記錄下一個(gè)(第二個(gè)及以后的)實(shí)時(shí)分組的接收預(yù)約時(shí)間，即當(dāng)前RBTr 開(kāi)始啟動(dòng)之后一個(gè)t。y。le的時(shí)刻；若在開(kāi)始啟動(dòng)RBTr之后的兩個(gè)SIFS(SIFS的時(shí)長(zhǎng)定義與 IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)相同)時(shí)間后沒(méi)有檢測(cè)到發(fā)送節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組發(fā)送，則接收節(jié)點(diǎn)超時(shí)退 出接收狀態(tài)，取消開(kāi)始所記錄的下一個(gè)(第二個(gè)及以后的)實(shí)時(shí)分組的接收預(yù)約時(shí)間，并返 回空閑狀態(tài)；步驟4:發(fā)送數(shù)據(jù)分組。發(fā)送節(jié)點(diǎn)在RTS分組發(fā)送完畢后，等待SIFS時(shí)間。該步 驟分為以下兩個(gè)具體步驟步驟4. 1 若發(fā)送的是非實(shí)時(shí)分組，且在SIFS時(shí)間結(jié)束之時(shí)偵聽(tīng)到DBTr，則發(fā)送節(jié) 點(diǎn)在數(shù)據(jù)信道上正常發(fā)送DPK ；否則發(fā)送節(jié)點(diǎn)超時(shí)退出，轉(zhuǎn)入步驟1。步驟4. 2 若發(fā)送的是第一個(gè)實(shí)時(shí)分組，且在SIFS時(shí)間結(jié)束之時(shí)在接收忙音信道 上偵聽(tīng)到RBTr，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)信道上正常發(fā)送RPK，并同時(shí)在發(fā)送忙音信道上啟動(dòng)實(shí) 時(shí)發(fā)送忙音RBTt進(jìn)行信道預(yù)約，RBTt的持續(xù)時(shí)間與RH(的發(fā)送時(shí)長(zhǎng)同步，RH(發(fā)送完畢時(shí)， 結(jié)束RBTt的發(fā)送，同時(shí)發(fā)送節(jié)點(diǎn)記錄下一個(gè)(第二個(gè)及以后的)實(shí)時(shí)分組的發(fā)送預(yù)約時(shí) 間，即當(dāng)前RPK開(kāi)始發(fā)送之后一個(gè)t。y。le的時(shí)刻；若在SIFS時(shí)間結(jié)束之時(shí)在接收忙音信道上 沒(méi)有偵聽(tīng)到RBTr，則超時(shí)退出，轉(zhuǎn)入步驟1。情況2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送或接收第二個(gè)及以后的實(shí)時(shí)分組。所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括一 個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)與一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，且發(fā)送節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)處理的分組包括非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組和實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)分組。步驟1 在發(fā)送或接收前一個(gè)實(shí)時(shí)分組時(shí)計(jì)算并記錄下的預(yù)約時(shí)間到來(lái)時(shí)，實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)或接收節(jié)點(diǎn)不通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)信道的方式進(jìn)行信道接入，而是直接嘗試接入信 道。其中發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)分別依據(jù)以下具體步驟步驟1. 1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)在預(yù)約好的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組發(fā)送時(shí)間到來(lái)時(shí)，在接收 忙音信道上偵聽(tīng)RBTr ；若偵聽(tīng)到RBTr則轉(zhuǎn)入步驟2，若未偵聽(tīng)到，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)超時(shí)退出，將 當(dāng)前需要發(fā)送的RPK作為第一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組處理，重新嘗試情況1的處理步驟。步驟1.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收節(jié)點(diǎn)在預(yù)約好的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組接收時(shí)間到來(lái)時(shí)，在接收 忙音信道上啟動(dòng)RBTr，同時(shí)接收節(jié)點(diǎn)記錄下一個(gè)實(shí)時(shí)分組的預(yù)約接收時(shí)間，即當(dāng)前RBTr開(kāi) 始之后一個(gè)t。y。le的時(shí)刻；步驟2 若接入信道成功，則正常發(fā)送或接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組，其中發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收 節(jié)點(diǎn)分別依據(jù)以下具體步驟步驟2. 1 發(fā)送節(jié)點(diǎn)在接收忙音信道上偵聽(tīng)到RBTr后，直接發(fā)送RPK，并同時(shí)在發(fā) 送忙音信道上啟動(dòng)RBTt，同時(shí)發(fā)送節(jié)點(diǎn)記錄下一個(gè)實(shí)時(shí)分組的發(fā)送預(yù)約時(shí)間，即當(dāng)前RPK 開(kāi)始發(fā)送之后一個(gè)t。y。le的時(shí)刻；
步驟2. 2 接收節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)RBTr后，若經(jīng)過(guò)2個(gè)SIFS時(shí)段之后，仍未接收到RPK，則 接收節(jié)點(diǎn)超時(shí)退出，取消下一個(gè)RPK的預(yù)約接收。情況3 節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到相鄰節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)的RBTt或RBTr。步驟1 計(jì)算預(yù)約時(shí)間。偵聽(tīng)到相鄰節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)的RBTt或RBTr表示相鄰節(jié)點(diǎn)在將 來(lái)某個(gè)時(shí)段將要發(fā)送或接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組，因此偵聽(tīng)到RBTt或RBTr的節(jié)點(diǎn)需要計(jì)算和記 錄這個(gè)時(shí)間段，并在該時(shí)間段內(nèi)回避無(wú)線信道接入以避免和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的沖突。令鄰節(jié)點(diǎn)為 A與父，其中A表示實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)(即啟動(dòng)RBTt的節(jié)點(diǎn))，J表示對(duì)應(yīng)的接收節(jié)點(diǎn)(即 啟動(dòng)RBTr的節(jié)點(diǎn))；t。y。le表示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組的產(chǎn)生周期；令t,sv表示正確發(fā)送或接收一個(gè)RPK總共所需要的時(shí)間段，即預(yù)約表中記錄的一 個(gè)預(yù)約時(shí)間段，且如前文所述，其開(kāi)始時(shí)刻為trev stot，結(jié)束時(shí)刻為trev end ；tEPK為一個(gè)RPK數(shù) 據(jù)分組的傳輸時(shí)長(zhǎng)。本發(fā)明的忙音信道預(yù)約中，每個(gè)RBTt或RBTr需要對(duì)其之后下一個(gè)周期的實(shí)時(shí)分 組傳輸進(jìn)行信道預(yù)約。每個(gè)偵聽(tīng)到RBTt或RBTr的節(jié)點(diǎn)需要計(jì)算接下來(lái)一個(gè)RPK的傳輸時(shí) 間。但是偵聽(tīng)到RBTt或RBTr時(shí)，計(jì)算預(yù)約時(shí)間trev的方法有所不同。設(shè)節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到RBTt的時(shí)刻為teurl，即實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)開(kāi)始發(fā)送第η個(gè)實(shí)時(shí)分組 RPKn的時(shí)刻，則第η+1個(gè)實(shí)時(shí)分組RPKn+1的預(yù)約開(kāi)始時(shí)刻為trsv_start 一 tcurl+tcycle(3)第η+1個(gè)實(shí)時(shí)分組RPKn+1的預(yù)約結(jié)束時(shí)刻為trsv_end — tcurl+tcycle+tRpK(4)在節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到RBTt時(shí)，將按照公式(3)、⑷計(jì)算預(yù)約時(shí)間t_，計(jì)算得到的結(jié)果保 存在節(jié)點(diǎn)的發(fā)送預(yù)約表中，表示有某個(gè)鄰節(jié)點(diǎn)將在該段時(shí)間內(nèi)發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組。設(shè)節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到RBTr的時(shí)刻為teur2，即實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)接收節(jié)點(diǎn)開(kāi)始接收第η個(gè)實(shí)時(shí)分組 RPKn的時(shí)刻，則第η+1個(gè)實(shí)時(shí)分組RPKn+1的預(yù)約開(kāi)始時(shí)刻為trsv_start 一 tcur2+tcycle(5)第η+1個(gè)實(shí)時(shí)分組RPKn+1的預(yù)約結(jié)束時(shí)刻為trsvend = tcur2+tcycle+SIFS+tEPK (6)在節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到RBTr時(shí)，將按照公式(5)、(6)計(jì)算預(yù)約時(shí)間t,sv，計(jì)算得到的結(jié)果保 存在節(jié)點(diǎn)的接收預(yù)約表中，表示有某個(gè)鄰節(jié)點(diǎn)將在該段時(shí)間內(nèi)接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組。步驟2 更新預(yù)約表(刪除過(guò)時(shí)的預(yù)約信息)；若預(yù)約表不為空，且預(yù)約表中的第一項(xiàng)預(yù)約信息標(biāo)示的結(jié)束時(shí)間比當(dāng)前時(shí)刻更 早，則說(shuō)明預(yù)約表中的第一項(xiàng)預(yù)約信息已經(jīng)過(guò)時(shí)，需要將該預(yù)約信息刪除并將之后未過(guò)時(shí) 且距當(dāng)前時(shí)刻最近的預(yù)約信息作為預(yù)約表中的第一項(xiàng)。步驟3 插入預(yù)約信息到預(yù)約表合適的位置；計(jì)算預(yù)約時(shí)間后，節(jié)點(diǎn)按照預(yù)約信息中預(yù)約開(kāi)始時(shí)間start的先后，按順序?qū)⑵?加入相應(yīng)預(yù)約表。本發(fā)明的有益效果是采用本發(fā)明可以保證系統(tǒng)中采用多步信道預(yù)約機(jī)制進(jìn)行實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)具有較小的誤幀率。由于在現(xiàn)有的各種技術(shù)中，信道預(yù)約信息在各種分組中 進(jìn)行攜帶，因此節(jié)點(diǎn)獲得信道預(yù)約信息并成功建立信道預(yù)約依賴于對(duì)各種分組的正確接收 與解析。而無(wú)線信道的不穩(wěn)定性與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的各種分組沖突導(dǎo)致攜帶有信道預(yù)約信息的各種分組不能在所有的情況下均能夠被節(jié)點(diǎn)正確接收與解析，進(jìn)而導(dǎo)致信道預(yù)約的不穩(wěn)定 性。本專利利用忙音信號(hào)進(jìn)行信道預(yù)約，節(jié)點(diǎn)獲得信道預(yù)約信息并成功建立信道預(yù)約只需 要判斷忙音的有和無(wú)，不需要通過(guò)分組的接收與解析，從而大大提高了信道預(yù)約的穩(wěn)定性， 降低了異步多跳Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中的實(shí)時(shí)分組誤幀率，為實(shí)時(shí)分組的傳輸提供了較好 的QoS保障。下面，通過(guò)仿真結(jié)果給出本方法所能達(dá)到的技術(shù)效果。在我們的仿真實(shí)驗(yàn)中，考慮了節(jié)點(diǎn)按照矩形均勻分布的無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)發(fā) 送節(jié)點(diǎn)均承載有一個(gè)業(yè)務(wù)流。系統(tǒng)的主要參數(shù)設(shè)置是依照IEEE 802. Ila標(biāo)準(zhǔn)給出。對(duì)于每 一個(gè)非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，在開(kāi)狀態(tài)下，數(shù)據(jù)分組的到達(dá)服從泊松過(guò)程。在關(guān)狀態(tài)下， 沒(méi)有數(shù)據(jù)分組到達(dá)相應(yīng)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)。對(duì)于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)分組以0. 03秒為周 期產(chǎn)生并到達(dá)MAC層進(jìn)行發(fā)送。實(shí)驗(yàn)中我們利用兩種方法得到系統(tǒng)的最佳性能，即實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)分組傳輸?shù)氖「怕史椒?，利用傳統(tǒng)的雙忙音機(jī)制對(duì)實(shí)時(shí)分組進(jìn)行發(fā)送。方法2，就是 利用本專利申請(qǐng)中提出的基于忙音信號(hào)的信道預(yù)約機(jī)制。通過(guò)仿真，我們對(duì)這兩種方法所 能達(dá)到的性能進(jìn)行了對(duì)比。仿真結(jié)果如圖2所示，從圖中可知，忙音信道預(yù)約機(jī)制相比于傳 統(tǒng)的雙忙音機(jī)制，可以較為顯著的降低分組發(fā)送失敗率，特別是在自組織網(wǎng)的負(fù)載較重、飽 和度較高的情況下，可以為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)傳輸提供較為可靠的QoS保障。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是預(yù)約時(shí)間計(jì)算方法示意圖；圖2是基于忙音的信道預(yù)約機(jī)制的有益效果示意圖；圖3是實(shí)時(shí)忙音與非實(shí)時(shí)忙音的區(qū)別定義示意圖；圖4是實(shí)例所考慮的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施例方式總體來(lái)說(shuō)本方法可以實(shí)現(xiàn)在無(wú)線接入網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序里。下面結(jié)合實(shí)例，對(duì)其進(jìn) 行詳細(xì)說(shuō)明。為了支持基于忙音信號(hào)的信道預(yù)約機(jī)制，本專利定義了四種類型的忙音信號(hào) RBTt, RBTr, DBTt, DBTr。其中前兩種為實(shí)時(shí)忙音，后兩種為非實(shí)時(shí)忙音，RBTt和DBTt在發(fā) 送忙音信道上進(jìn)行廣播，RBTr和DBTr在接收忙音信道上進(jìn)行廣播。為了使得節(jié)點(diǎn)能夠分 辨在同一個(gè)忙音信道上進(jìn)行廣播的兩種忙音(實(shí)時(shí)忙音與非實(shí)時(shí)忙音)信號(hào)，我們對(duì)這兩 種忙音信道和四種忙音進(jìn)行了專門定義。參照IEEE 802. Ila標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，本專利定義數(shù)據(jù)信道中心頻率為5. ^GHz,帶寬 為20MHz ；另外，我們將發(fā)送忙音信道中心頻率為5. 19GHz，帶寬為20MHz ；接收忙音信道中 心頻率為5. 39GHz，帶寬為20MHz。非實(shí)時(shí)忙音(包括DBTt和DBTr)在結(jié)束前會(huì)保持持續(xù) 不間斷的物理信號(hào)波形發(fā)送，而實(shí)時(shí)忙音(包括RBTt和RBTr)在結(jié)束前是周期性的脈沖信 號(hào)，脈沖頻率為IOMHz。如圖3所示。考慮圖4所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。在圖4中，黑色的點(diǎn)代表網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間若 以實(shí)線相連則代表節(jié)點(diǎn)在對(duì)方的傳輸范圍之內(nèi)，在沒(méi)有沖突的情況下可以正確收到對(duì)方發(fā) 送的各種分組，箭頭代表數(shù)據(jù)分組的發(fā)送方向，Α”/,·分別代表實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的發(fā)送、接收節(jié)點(diǎn)，Btx^Brx分別代表非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的發(fā)送、接收節(jié)點(diǎn)。本專利所用的實(shí)例中，由于DH(與RPK的分 組長(zhǎng)度相同，因此在具體計(jì)算時(shí)不對(duì)DH(與RPK做特別的區(qū)分。情況1 發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組，或發(fā)送第一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí) 節(jié)點(diǎn)A1給A1發(fā)迭RPK，A2給石發(fā)送RPK，Btx給Bn發(fā)送DPK。由于實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)與非實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)在 情況1中的處理過(guò)程基本相同，因此僅以Btx給Bn發(fā)送DH(作為實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明；不同之處 將在實(shí)例中以A1給發(fā)送RPK作為實(shí)例進(jìn)行特別說(shuō)明。按照IEEE 802. Ila標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，DIFS = 34 μ s, SIFS = 16 μ s，各種分組的格式也 按照該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)域的填充。數(shù)據(jù)分組的有效載荷設(shè)為lOMbytes，整個(gè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組長(zhǎng) 度為1058bytes，RTS分組的長(zhǎng)度為20bytes。信道速率為48Mbps時(shí)，數(shù)據(jù)分組的傳輸時(shí)長(zhǎng) (不區(qū)分 RPK 與 DPK，即 tKPK = tDPK = tPKT) tPKT = 177 μ s，RTS 的傳輸時(shí)長(zhǎng) tKTS = 3· 3 μ s。步驟1 按照IEEE 802. 11協(xié)議進(jìn)行二進(jìn)制指數(shù)隨即退避，競(jìng)爭(zhēng)信道資源。此處假 設(shè)所需要發(fā)送的RPK的實(shí)際產(chǎn)生時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻之間的時(shí)間差不多于一個(gè)t。y。le。步驟2 退避完成后讀取預(yù)約表，檢查預(yù)約表是否空閑。若當(dāng)前時(shí)刻早于預(yù)約表第一項(xiàng)預(yù)約信息的開(kāi)始時(shí)刻，且兩者之間的時(shí)間間隔足夠 發(fā)送與接收節(jié)點(diǎn)所將要進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換，則預(yù)約表空閑，轉(zhuǎn)入步驟3;否則預(yù)約表忙，轉(zhuǎn)入 步驟1 ；表格1非實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)Btx接收預(yù)約表權(quán)利要求
1. 一種無(wú)線自組織網(wǎng)中基于雙忙音機(jī)制的信道預(yù)約方法，其特征在于包括下述步驟 情況1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送與接收非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組，或發(fā)送與接收第一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組；所 述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)與一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，且發(fā)送節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)處理的分組包括 非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組；步驟1 發(fā)送節(jié)點(diǎn)對(duì)當(dāng)前需要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行判斷，以決定是否需要嘗試發(fā)送當(dāng) 前分組，具體分為以下兩個(gè)步驟步驟1. 1 若當(dāng)前需要發(fā)送的分組為普通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組DPK，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)進(jìn)行二進(jìn)制指 數(shù)隨機(jī)退避，競(jìng)爭(zhēng)信道資源；步驟1. 2 若當(dāng)前需要發(fā)送的分組為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組RPK，且該RPK的實(shí)際產(chǎn)生時(shí)刻 與當(dāng)前時(shí)刻之間的時(shí)間差不大于一個(gè)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組的產(chǎn)生周期t。y。le，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)進(jìn)行 二進(jìn)制指數(shù)隨機(jī)退避，競(jìng)爭(zhēng)信道資源；否則發(fā)送節(jié)點(diǎn)認(rèn)為當(dāng)前實(shí)時(shí)分組的發(fā)送不能滿足實(shí) 時(shí)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性要求，將該分組刪除，不予發(fā)送，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)入空閑狀態(tài)； 步驟2 發(fā)送節(jié)點(diǎn)退避完成后讀取預(yù)約表，檢查預(yù)約表是否空閑； 所述的讀取預(yù)約表是指該發(fā)送節(jié)點(diǎn)從發(fā)送預(yù)約表和接收預(yù)約表中選取時(shí)間上最早的 預(yù)約信息，令預(yù)約表中的預(yù)約信息的開(kāi)始時(shí)刻為、sv start，結(jié)束時(shí)刻為md，同時(shí)令當(dāng)前時(shí) 刻為teur，一個(gè)RTS的傳輸時(shí)長(zhǎng)為tKTS，一個(gè)RPK的傳輸時(shí)長(zhǎng)為tKPK，一個(gè)DH(的傳輸時(shí)長(zhǎng)為 tDPK ；若當(dāng)前時(shí)刻teur早于在預(yù)約表中被選中的預(yù)約信息的stmt，且RPK和DH(的發(fā)送節(jié) 點(diǎn)分別滿足公式(1)、O)，則說(shuō)明預(yù)約表空閑，轉(zhuǎn)入步驟3 ；否則預(yù)約表忙，轉(zhuǎn)入步驟1 ； I trsv—start_tcur I〉tETS+SIFS+tEPK (1) I trsv—start_tcur I〉tETS+SIFS+tDPK (2)選取預(yù)約表中時(shí)間最早的一項(xiàng)預(yù)約信息，將該預(yù)約信息的t_—start代入公式(1)、⑵進(jìn) 行計(jì)算；SIFS為短幀間間隔； 步驟3 嘗試進(jìn)行RTS握手；發(fā)送節(jié)點(diǎn)分別在發(fā)送忙音信道和接收忙音信道上偵聽(tīng)實(shí)時(shí)發(fā)送忙音RBTt、實(shí)時(shí)接收忙 音RBTr和非實(shí)時(shí)接收忙音DBTr，若存在這三種類型的忙音中的任何一種，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)放棄 當(dāng)前RTS發(fā)送，回到步驟1 ；若不存在這三種類型的忙音中的任何一種，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以在 數(shù)據(jù)信道上發(fā)送RTS控制分組，并同時(shí)在發(fā)送忙音信道上啟動(dòng)非實(shí)時(shí)發(fā)送忙音DBTt，DBTt 的持續(xù)時(shí)間與RTS分組的傳輸時(shí)間同步；RTS分組發(fā)送完畢時(shí)，結(jié)束DBTt的發(fā)送；接收節(jié)點(diǎn) 在收到RTS之后，同樣檢查自己的預(yù)約表是否空閑，并偵聽(tīng)RBTt、DBTt和RBTr，若不存在這 三種類型的忙音中的任何一種，則立即啟動(dòng)BTr，否則返回空閑狀態(tài)，不做回應(yīng)；若接收節(jié) 點(diǎn)回應(yīng)并啟動(dòng)BTr，則分為以下兩個(gè)具體步驟步驟3. 1 若接收的是非實(shí)時(shí)分組，則在接收忙音信道上啟動(dòng)DBTr，直到DH(接收完畢； 若在開(kāi)始啟動(dòng)DBTr之后的兩個(gè)SIFS時(shí)間后沒(méi)有檢測(cè)到發(fā)送節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組發(fā)送，則接收 節(jié)點(diǎn)超時(shí)退出接收狀態(tài)，返回空閑狀態(tài)；步驟3. 2 若接收的是實(shí)時(shí)分組，則在接收忙音信道上啟動(dòng)RBTr，直到RH(接收完畢，同 時(shí)該接收節(jié)點(diǎn)記錄下一個(gè)實(shí)時(shí)分組的接收預(yù)約時(shí)間，即當(dāng)前RBTr開(kāi)始啟動(dòng)之后一個(gè)tcycle 的時(shí)刻；若在開(kāi)始啟動(dòng)RBTr之后的兩個(gè)SIFS時(shí)間后沒(méi)有檢測(cè)到發(fā)送節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組發(fā)送， 則接收節(jié)點(diǎn)超時(shí)退出接收狀態(tài)，取消開(kāi)始所記錄的下一個(gè)實(shí)時(shí)分組的接收預(yù)約時(shí)間，并返 回空閑狀態(tài)；步驟4 發(fā)送數(shù)據(jù)分組，發(fā)送節(jié)點(diǎn)在RTS分組發(fā)送完畢后，等待SIFS時(shí)間，該步驟分為 以下兩個(gè)具體步驟步驟4. 1 若發(fā)送的是非實(shí)時(shí)分組，且在SIFS時(shí)間結(jié)束之時(shí)偵聽(tīng)到DBTr，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)在 數(shù)據(jù)信道上正常發(fā)送DPK ；否則發(fā)送節(jié)點(diǎn)超時(shí)退出，轉(zhuǎn)入步驟1 ；步驟4. 2 若發(fā)送的是第一個(gè)實(shí)時(shí)分組，且在SIFS時(shí)間結(jié)束之時(shí)在接收忙音信道上偵 聽(tīng)到RBTr，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)信道上正常發(fā)送RPK，并同時(shí)在發(fā)送忙音信道上啟動(dòng)實(shí)時(shí)發(fā) 送忙音RBTt進(jìn)行信道預(yù)約，RBTt的持續(xù)時(shí)間與RPK的發(fā)送時(shí)長(zhǎng)同步，RPK發(fā)送完畢時(shí)，結(jié) 束RBTt的發(fā)送，同時(shí)發(fā)送節(jié)點(diǎn)記錄下一個(gè)實(shí)時(shí)分組的發(fā)送預(yù)約時(shí)間，即當(dāng)前RPK開(kāi)始發(fā)送 之后一個(gè)t。y。le的時(shí)刻；若在SIFS時(shí)間結(jié)束之時(shí)在接收忙音信道上沒(méi)有偵聽(tīng)到RBTr，則超 時(shí)退出，轉(zhuǎn)入步驟1 ；情況2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送或接收第二個(gè)及以后的實(shí)時(shí)分組；步驟1 在發(fā)送或接收前一個(gè)實(shí)時(shí)分組時(shí)計(jì)算并記錄下的預(yù)約時(shí)間到來(lái)時(shí)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 的發(fā)送節(jié)點(diǎn)或接收節(jié)點(diǎn)不通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)信道的方式進(jìn)行信道接入，而是直接嘗試接入信道；其 中發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)分別依據(jù)以下具體步驟步驟1. 1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)在預(yù)約好的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組發(fā)送時(shí)間到來(lái)時(shí)，在接收忙音 信道上偵聽(tīng)RBTr ；若偵聽(tīng)到RBTr則轉(zhuǎn)入步驟2，若未偵聽(tīng)到，則發(fā)送節(jié)點(diǎn)超時(shí)退出，將當(dāng)前 需要發(fā)送的RPK作為第一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組處理，重新嘗試情況1的處理步驟；步驟1. 2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收節(jié)點(diǎn)在預(yù)約好的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組接收時(shí)間到來(lái)時(shí)，在接收忙音 信道上啟動(dòng)RBTr，同時(shí)接收節(jié)點(diǎn)記錄下一個(gè)實(shí)時(shí)分組的預(yù)約接收時(shí)間，即當(dāng)前RBTr開(kāi)始之 后一個(gè)t。y。le的時(shí)刻；步驟2 若接入信道成功，則正常發(fā)送或接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組，其中發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn) 分別依據(jù)以下具體步驟步驟2. 1 發(fā)送節(jié)點(diǎn)在接收忙音信道上偵聽(tīng)到RBTr后，直接發(fā)送RPK，并同時(shí)在發(fā)送忙 音信道上啟動(dòng)RBTt，同時(shí)發(fā)送節(jié)點(diǎn)記錄下一個(gè)實(shí)時(shí)分組的發(fā)送預(yù)約時(shí)間，即當(dāng)前RPK開(kāi)始 發(fā)送之后一個(gè)t。y&的時(shí)刻；步驟2. 2 接收節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)RBTr后，若經(jīng)過(guò)2個(gè)SIFS時(shí)段之后，仍未接收到RPK，則接收 節(jié)點(diǎn)超時(shí)退出，取消下一個(gè)RPK的預(yù)約接收。情況3 節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到相鄰節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)的RBTt或RBTr ；步驟1 計(jì)算預(yù)約時(shí)間，偵聽(tīng)到相鄰節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)的RBTt或RBTr表示相鄰節(jié)點(diǎn)在將來(lái)某個(gè) 時(shí)段將要發(fā)送或接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組，因此偵聽(tīng)到RBTt或RBTr的節(jié)點(diǎn)需要計(jì)算和記錄這個(gè) 時(shí)間段，并在該時(shí)間段內(nèi)回避無(wú)線信道接入以避免和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的沖突；令鄰節(jié)點(diǎn)為A與/， 其中A表示實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)，J表示對(duì)應(yīng)的接收節(jié)點(diǎn)；令trev表示正確發(fā)送或接收一個(gè)RPK總共所需要的時(shí)間段，即預(yù)約表中記錄的一個(gè)預(yù) 約時(shí)間段，本發(fā)明的忙音信道預(yù)約中，每個(gè)RBTt或RBTr需要對(duì)其之后下一個(gè)周期的實(shí)時(shí)分組傳 輸進(jìn)行信道預(yù)約，每個(gè)偵聽(tīng)到RBTt或RBTr的節(jié)點(diǎn)需要計(jì)算接下來(lái)一個(gè)RPK的傳輸時(shí)間，設(shè) 節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到RBTt的時(shí)刻為t。ml，即實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)開(kāi)始發(fā)送第η個(gè)實(shí)時(shí)分組RPKn的時(shí) 刻，則第η+1個(gè)實(shí)時(shí)分組RPKn+1的預(yù)約開(kāi)始時(shí)刻為trsv_start tcuri+tcyc]_e(3)第n+1個(gè)實(shí)時(shí)分組RPKn+1的預(yù)約結(jié)束時(shí)刻為trsv_end —(4)在節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到RBTt時(shí)，將按照公式(3)、(4)計(jì)算預(yù)約時(shí)間t,sv，計(jì)算得到的結(jié)果保存在 節(jié)點(diǎn)的發(fā)送預(yù)約表中，表示有某個(gè)鄰節(jié)點(diǎn)將在該段時(shí)間內(nèi)發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組。設(shè)節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到RBTr的時(shí)刻為teur2，即實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)接收節(jié)點(diǎn)開(kāi)始接收第η個(gè)實(shí)時(shí)分組RPKn 的時(shí)刻，則第n+1個(gè)實(shí)時(shí)分組RPKn+1的預(yù)約開(kāi)始時(shí)刻為trsv_start tcur2+tCyC]_e(5)第n+1個(gè)實(shí)時(shí)分組RPKn+1的預(yù)約結(jié)束時(shí)刻為trsv—end — tcur2+tcycle+SIFS+tRpK (6)在節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到RBTr時(shí)，將按照公式(5)、(6)計(jì)算預(yù)約時(shí)間t,sv，計(jì)算得到的結(jié)果保存在 節(jié)點(diǎn)的接收預(yù)約表中，表示有某個(gè)鄰節(jié)點(diǎn)將在該段時(shí)間內(nèi)接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組；步驟2:更新預(yù)約表；若預(yù)約表不為空，且預(yù)約表中的第一項(xiàng)預(yù)約信息標(biāo)示的結(jié)束時(shí)間比當(dāng)前時(shí)刻更早，則 說(shuō)明預(yù)約表中的第一項(xiàng)預(yù)約信息已經(jīng)過(guò)時(shí)，需要將該預(yù)約信息刪除并將之后未過(guò)時(shí)且距當(dāng) 前時(shí)刻最近的預(yù)約信息作為預(yù)約表中的第一項(xiàng)；步驟3 插入預(yù)約信息到預(yù)約表合適的位置；計(jì)算預(yù)約時(shí)間后，節(jié)點(diǎn)按照預(yù)約信息中預(yù)約開(kāi)始時(shí)間trev stot的先后，按順序?qū)⑵浼尤?相應(yīng)預(yù)約表。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)線自組織網(wǎng)中基于雙忙音機(jī)制的信道預(yù)約方法，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(包括發(fā)送節(jié)點(diǎn)、接收節(jié)點(diǎn))發(fā)送與接收非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組，或發(fā)送與接收第一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分組；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送或接收第二個(gè)及以后的實(shí)時(shí)分組；節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到相鄰節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)的實(shí)時(shí)發(fā)送忙音RBTt或?qū)崟r(shí)接收忙音RBTr等三種情況，通過(guò)雙忙音機(jī)制廣播信道預(yù)約信息，為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提前獲得信道使用權(quán)，提高了信道預(yù)約成功率，大大降低了實(shí)時(shí)分組傳輸誤幀率，保障了實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102123448SQ20111005817
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者李波, 陳軼 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)