可配置无线自组网MAC分层无线节点的媒介访问控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可配置无线自组网MAC分层无线节点的媒介访问控制系统。所述系统包括：与无线网络相连的LowMAC装置，以及与LowMAC装置通信连接的HighMAC装置；LowMAC装置用于将来自无线网络中的其他节点的第一数据帧上报给HighMAC装置，以及与无线网络中的其他节点进行时钟同步；HighMAC装置用于将第一数据帧上报给所在无线节点中的网络层装置，并从该网络层装置获取待发送的第二数据帧及其帧类型，基于帧类型确定发送第二数据帧的发送时隙，并按照预设的各帧类型的优先级次序，将发送时隙和第二数据帧发送给LowMAC装置；LowMAC装置还用于在时钟同步后，按照发送时隙，将对应的第二数据帧发送至无线网络中。本发明专利技术实现了数据收发与数据上层管理的分离，有利于其各自性能和功能改进。

【技术实现步骤摘要】
可配置无线自组网MAC分层无线节点的媒介访问控制系统
本专利技术实施例涉及通信技术，尤其涉及一种可配置无线自组网MAC分层无线节点的媒介访问控制系统。
技术介绍
无线自组网是由一组无需固定基础设施辅助的可移动终端按需组建的网络，具有单独组网、分布式、自组织、多跳通信、抗毁性强等特点，常常用于军事战场环境、抢险救灾、偏远野外等没有固定设施支持的场合。在实际应用中，由于环境不同和场合不同，对于数据传输的速率以及环境干扰的要求也有所不同，人们已经不仅仅满足于数据消息的传输，语音、视频等多媒体业务的传输需求日益增加，这就对无线自组网的服务质量(QualityofService，QoS)和大容量数据传输提出了更高的要求。无线自组网的媒体接入控制层(MediumAccessControl，MAC)技术作为数据接入无线信道的直接控制者，主要负责无线信道的划分及分配，负责解决节点间高效共享无线资源的问题，直接影响数据的传输性能和业务的服务质量，影响了网络层的路由选择，同时也会对上层协议的设计造成较大影响，故对无线自组网MAC层新技术的研究具有重要意义。为了提高MAC层对数据传输的灵活配置，对MAC层的硬件提出了更高的要求。比如，MAC层需要对待发送数据进行调度和发送，这使得MAC层装置越发复杂，不利于对MAC层装置功能和性能的改进。因此，需要对现有技术进行改进。
技术实现思路
本专利技术提供一种可配置无线自组网MAC分层无线节点的媒介访问控制系统，以解决现有MAC层装置功能耦合度过高，不便于改进的问题。本专利技术实施例提供了一种可配置无线自组网MAC分层无线节点的媒介访问控制系统，包括：与无线网络相连的第一媒介访问控制装置，以及与所述第一媒介访问控制装置通信连接的第二媒介访问控制装置；所述第一媒介访问控制装置用于将来自所述无线网络中的其他节点的第一数据帧上报给所述第二媒介访问控制装置，以及与所述无线网络中的其他节点进行时钟同步；所述第二媒介访问控制装置用于将所述第一数据帧上报给本节点中的网络层装置，并从该网络层装置获取待发送的第二数据帧及其帧类型，基于所述帧类型确定发送第二数据帧的发送时隙，并按照预设的各帧类型的优先级次序，将所述发送时隙和第二数据帧发送给所述第一媒介访问控制装置；所述第一媒介访问控制装置还用于在时钟同步后，按照所述发送时隙，将对应的第二数据帧发送至无线网络中。本专利技术通过将节点MAC层按照数据底层收发和数据上层管理分成LowMAC装置和HighMAC装置，能够减少MAC层数据处理的耦合度，实现数据收发与数据上层管理的分离，使模块的配置更灵活，有利于改进数据底层收发和数据上层管理的各自性能和功能。附图说明图1是本专利技术实施例中的无线节点的结构示意图；图2是本专利技术实施例中的媒介访问控制系统中的第一媒介访问控制装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例中的媒介访问控制系统中第二媒介访问控制装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术提供一种可配置无线自组网MAC分层无线节点的媒介访问控制系统，可适用于无线网络中节点在媒介访问控制层接收和发送数据的情况，其中，所述无线网络可以是无线自组网络、或其他利用无线信道传输数据所构成的网络。所述无线节点包括：手机、专用于无线自组网的无线通讯设备等。当无线节点所接入的无线网络为无线自组网时，无线节点针对省电待机、唤醒入网、数据上报等各环节，设置对应的侦听、入网、建网、和在网等状态。其中，从侦听状态转为入网状态，从入网状态转为建网状态，以及从建网状态转入在网状态，所述无线节点均基于无线自组网中其他节点所发送的不同第一数据帧而执行状态转换，并在相应的状态下启动对应线程来发送第二数据帧。所述无线节点中的媒介访问控制系统不仅根据所接收的各第一数据帧进行状态转换，还利用下述各实施例所述的媒介访问控制系统根据待发送的第二数据帧的帧类型，设置不同的发送时隙，并按照所设置的发送时隙发送对应的第二数据帧，以便适应复杂无线网络环境。其中，所述其他节点主要是所述无线节点的邻接点，甚至二跳节点。如图1所示，所述无线节点1包括：用于接入无线网络的物理层装置12(物理层基于软件无线电(SDR)技术)、用于接入无线网络的网络层装置13、和媒介访问控制系统11。其中，所述物理层装置12包括：天线模组等。所述网络层装置13包括：用于按照网络层协议对数据进行封装的软件和硬件。所述媒介访问控制系统11介于物理层装置12和网络层装置13之间，并在硬件上与物理层装置12和网络层装置13相连。其中，如图1所示，所述系统11包括：与所述物理层装置12相连的第一媒介访问控制装置，与所述网络层装置13相连的第二媒介访问控制装置；其中，所述第一媒介访问控制装置和第二媒介访问控制装置之间数据通信。在此，所述第一媒介访问控制装置以下简称为LowMAC装置111，所述第二媒介访问控制装置以下简称为HighMAC装置113。需要说明的是，HighMAC装置113和LowMAC装置111是根据无线节点中的MAC层硬件结构或软件功能划分设置的。例如，HighMAC装置为ARM芯片，LowMAC装置为FPGA。所述HighMAC装置113和LowMAC装置111之间可采用直接电连接的方式。为了防止HighMAC装置113和LowMAC装置111中各自所采用的硬件不同而需要在数据传输时进行时钟同步的问题，一种优选方案为，所述媒介访问控制系统11还包括接口装置112。所述接口装置112连接在所述HighMAC装置113和LowMAC装置111之间，用于缓冲所述第一媒介访问控制装置和第二媒介访问控制装置之间数据传输速度差。所述HighMAC装置113和LowMAC装置111在传递数据时，按照所述接口装置112将对应的第二数据帧和第一数据帧封装成接口装置112所支持的串口协议，并通过所述接口装置112进行传递。其中，所述接口装置112举例为McBSP接口。其中，所述第一数据帧可以是包含具体命令(如具体控制某一操作的命令)的指令，例如，所述第一数据帧包括同步确认帧。所述第一数据帧还可以是通过对来自其他节点的至少一个数据包进行分析而得到的、与用于设置发送时隙相关的信息。例如，所述第一数据帧包括超帧、勤务帧等。其中，所述勤务帧可用来表示通信的两无线节点处于广播时隙。连续超帧的时间间隔可用来表示通信的无线节点之间的业务时隙。所述第二数据帧包括但不限于：业务数据帧、和路由协议数据帧等。其中，业务数据帧可由无线节点中的网络层装置13提供。例如，所述业务数据帧包括语音信息、视频信息、文本信息、和图像信息等；所述路由协议数据帧包括：勤务帧、同步确认帧、和数据确认帧等。所述HighMAC装置113和LowMAC装置111的具体描述如下：所述LowMAC装置111用于将来自所述无线网络中的其他节点的第一数据帧上报给所述第二媒介访问控制装置113，以及与所述无线网络中的其他节点进行时钟同步。具体地，所述LowMAC装置111将来自所述物理层装置12的数据包进行解析，当解析出符合预设上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可配置无线自组网MAC分层系统，其特征在于，包括：与无线网络相连的第一媒介访问控制装置，以及与所述第一媒介访问控制装置通信连接的第二媒介访问控制装置；所述第一媒介访问控制装置用于将来自所述无线网络中的其他节点的第一数据帧上报给所述第二媒介访问控制装置，以及与所述无线网络中的其他节点进行时钟同步；所述第二媒介访问控制装置用于将所述第一数据帧上报给本节点的网络层装置，并从该网络层装置获取待发送的第二数据帧及其帧类型，基于所述帧类型确定发送第二数据帧的发送时隙，并按照预设的各帧类型的优先级次序，将所述发送时隙和第二数据帧发送给所述第一媒介访问控制装置；所述第一媒介访问控制装置还用于在时钟同步后，按照所述发送时隙，将对应的第二数据帧发送至无线网络中。

【技术特征摘要】
1.一种可配置无线自组网MAC分层系统，其特征在于，包括：与无线网络相连的第一媒介访问控制装置，以及与所述第一媒介访问控制装置通信连接的第二媒介访问控制装置；所述第一媒介访问控制装置用于将来自所述无线网络中的其他节点的第一数据帧上报给所述第二媒介访问控制装置，以及与所述无线网络中的其他节点进行时钟同步；所述第二媒介访问控制装置用于将所述第一数据帧上报给本节点的网络层装置，并从该网络层装置获取待发送的第二数据帧及其帧类型，基于所述帧类型确定发送第二数据帧的发送时隙，并按照预设的各帧类型的优先级次序，将所述发送时隙和第二数据帧发送给所述第一媒介访问控制装置；所述第一媒介访问控制装置还用于在时钟同步后，按照所述发送时隙，将对应的第二数据帧发送至无线网络中。2.根据权利要求1所述的可配置无线自组网MAC分层无线节点的媒介访问控制系统，其特征在于，所述第一媒介访问控制装置包括：接收缓存单元，用于缓存接收来自无线网络的数据包；从所述接收缓存单元读取所述数据包的接收处理单元，用于对所读取的数据包进行解析，并根据解析结果执行：时钟同步、将解析出的第一数据帧上报给所述第二媒介访问控制装置、和指示所述第一媒介访问控制装置中的发送处理单元将用于响应解析结果的第三数据帧予以发送中的至少一种。3.根据权利要求2所述的可配置无线自组网MAC分层无线节点的媒介访问控制系统，其特征在于，所述接收处理单元包括：帧同步模块；其中，所述帧同步模块包括：网络同步控制模块，用于根据无线网络中的基准节点所发出的预设类型的第一数据帧，进行追随所述基准节点的网络状态的网络同步；时钟同步控制模块，用于根据无线网络中的基准节点所发出的同一类型的多个第一数据帧，进行与所述基准节点的时钟同步。4.根据权利要求2所述的可配置无线自组网MAC分层无线节点的媒介访问控制系统，其特征在于，所述第一媒介访问控制装置包括：发送处理单元，用于按照当前与其他节点的时钟同步，在相应的发送时隙将数据帧进行同步发送处理，其中，所述数据帧包括：第二媒介控制访问装置所提供的第二数据帧和基于所述接收处理单元的指示所生成的第三数据帧；与所述发送处理单元相连的发送缓存单元，用于缓存待发送至无线网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭晓辉，吴建森，吴亚辉，
申请(专利权)人：上海金卓网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31