一种信道接入方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及无线网络通信技术领域，特别涉及一种信道接入方法及装置。该方法为：网络节点初始化变量，并定位退避周期的起始边界，其中，所述变量包括退避次数NB，竞争窗口大小CW和退避指数BE；在随机退避结束后，执行空闲信道评估CCA进行当前信道检测，并判断当前信道是否空闲；在判定所述当前信道空闲时，CW的值自减一，并在判定当前CW的值为0时，以与自身的接入优先级相对应的接入成功概率接入当前信道，其中，任一网络节点的接入优先级为所述任一网络节点的当前的业务负载大小和当前的流量类型确定的。采用上述方法，综合考虑了业务负载和流量类型的因素，降低了碰撞概率，从而降低了网络节点功耗，提升了网络的整体吞吐量。

A Channel Access Method and Device

【技术实现步骤摘要】
一种信道接入方法及装置
本专利技术涉及无线网络通信
，特别涉及一种信道接入方法及装置。
技术介绍
随着通信技术的不断发展，无线多媒体传感器网络(WirelessMultimediaSensorNetworks，WMSN)受到越来越多的研究者的重视，其传输的数据主要是音频、视频数据，信息量非常大。无线多媒体传感器网络是由一组具有感知、计算和通信能力的多媒体网络节点(以下简称为网络节点)组成的分布式传感器网络。它通过网络节点上多媒体传感器采集周边环境的多种媒体信息，如音频、视频、图像等，通过多跳方式将数据汇集到汇聚节点，实现全面、有效的环境监控。媒体访问控制(MediumAccessControl，MAC)协议作为无线传感器网络中所有数据报文和控制消息在无线信道上进行发送和接收的直接控制者，解决了多个网络节点以预设的规则共享单个无线信道资源的问题，以保证网络性能，MAC协议的高效使用无线信道资源，是保证无线多媒体网络通信性能的关键因素之一。那么，如何保证在无线信道上持续传输多媒体数据，同时在网络节点能力有限的情况下保障多媒体业务的高质量要求是网络设计的关键因素。在无线传感器网络中，网络节点的业务负载是随网络节点的位置和网络运行的时间不断变化的，又由于每一个网络节点能量有限，功耗是无线传感器网络性能的重要参数之一。目前，在IEEE802.15.4标准中CSMA/CA算法的执行过程如下：一个网络节点根据MAC层PIB的值初始化退避次数(NumberofBack，NB)，竞争窗口大小(ContentionWindow，CW)和退避指数(BackofExponential，BE)，并定位下一个退避周期的边界；根据设定的BE值，在[0，2BE-1]之间取一个随机数，并延迟这个随机数个完整的退避周期；在退避周期边界处进行空闲信道评估(ClearChannelAssessment，CCA)；若信道空闲，则继续检测是否有其他网络节点同时争用信道，即判断CW是否为0，若CW等于0，则争用信道成功，在下一个退避周期边界处开始占用信道，若CW不等于0，则将CW-1，并重新进行执行CCA，并执行后续操作；若信道忙，则NB和BE值均加1，并将CW值设为2，接着判断BE的值是否大于PIB设定的最大BE值，若是，则重新设定BE，并接着判断NB的值是否小于或等于PIB设定的信道访问失败最大退避次数，若是，则返回退避周期边界，重复以上步骤，否则，确定信道访问失败。碰撞冲突是MAC层能量消耗的一个主要来源，目前规避算法仅通过CW和BE两个参数来解决碰撞冲突问题，当网络中活跃的网络节点较多时，碰撞的概率就比较大，网络节点功耗增加，网络吞吐量就降低，进一步的，由于音频、视频、图像、数值、文本以及控制信号等不同类型业务的传输需求不同，目前的规避算法并不能很好的满足多种业务并存的多媒体传感器网络。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种信道接入方法及装置，用以解决现有技术中存在的碰撞的概率较大，网络节点功耗较高，网络吞吐量较低，以及不能满足多种业务并存的多媒体传感器网络的问题。本专利技术实施例中提供的具体技术方案如下：一种信道接入方法，包括：网络节点初始化变量，并定位退避周期的起始边界，其中，所述变量包括退避次数NB，竞争窗口大小CW和退避指数BE；网络节点在随机退避结束后，执行空闲信道评估CCA进行当前信道检测，并判断当前信道是否空闲；网络节点在判定所述当前信道空闲时，CW的值自减一，并在判定当前CW的值为0时，以与自身的接入优先级相对应的接入成功概率接入当前信道，其中，任一网络节点的接入优先级为所述任一网络节点的当前的业务负载大小和当前的流量类型确定的。较佳的，网络节点在初始化变量，并定位退避周期的起始边界之前，进一步包括：网络节点根据当前的业务负载大小和当前的流量类型，确定自身的接入优先级；网络节点根据自身的接入优先级，设置相应的接入成功概率。较佳的，网络节点根据当前的业务负载大小和当前的流量类型，确定自身的接入优先级，具体包括：若网络节点判定当前的业务负载大于或等于设定阈值，且当前流量类型为实时性数据，则确定自身的接入优先级为第一优先级；或者，若网络节点判定当前的业务负载大于或等于设定阈值，而当前流量类型为非实时性数据，则确定自身的接入优先级为第二优先级；或者，若网络节点判定当前的业务负载小于设定阈值，而当前流量类型为实时性数据，则确定自身的接入优先级为第二优先级；或者，若网络节点判定当前的业务负载小于设定阈值，且当前流量类型为非实时性数据，则确定自身的优先级为第三优先级。较佳的，所述设定阈值为所述当前信道容量的一半；所述实时性数据包括视频、音频数据，所述非实时性数据包括图片、文本数据。较佳的，网络节点根据自身的接入优先级，设置相应的接入成功概率，具体包括：若网络节点的接入优先级为第一优先级，则设置相应的第一接入成功概率；若网络节点的接入优先级为第二优先级，则设置相应的第二接入成功概率；若网络节点的接入优先级为第三优先级，则设置相应的第三接入成功概率；其中，第一接入成功概率大于第二接入成功概率，第二接入成功概率大于第三接入成功概率。较佳的，进一步包括：若网络节点判定所述当前信道忙，则NB的值自加1，BE的值自加1，并根据自身的接入优先级重新设置相应的CW的值，并判断当前NB的值是否大于信道访问失败最大退避次数，若判断结果为是，则确定当前信道接入失败，若判断结果为否，则返回再次执行随机退避，并执行后续操作。较佳的，网络节点初始化变量，具体包括：网络节点根据媒体访问控制MAC的PIB属性，将NB的初始值设置为0，BE的初始值设置为3和CW的初始值设置为2。一种信道接入装置，包括：初始化单元，用于初始化变量，并定位退避周期的起始边界，其中，所述变量包括退避次数NB，竞争窗口大小CW和退避指数BE；执行单元，用于在随机退避结束后，执行空闲信道评估CCA进行当前信道检测，并判断当前信道是否空闲；接入单元，用于在判定所述当前信道空闲时，CW的值自减一，并在判定当前CW的值为0时，以与自身的接入优先级相对应的接入成功概率接入当前信道，其中，任一网络节点的接入优先级为所述任一网络节点的当前的业务负载大小和当前的流量类型确定的。较佳的，在初始化变量，并定位退避周期的起始边界之前，所述初始化单元进一步用于：根据当前的业务负载大小和当前的流量类型，确定自身的接入优先级；根据自身的接入优先级，设置相应的接入成功概率。较佳的，在根据当前的业务负载大小和当前的流量类型，确定自身的接入优先级时，所述初始化单元具体用于：若判定当前的业务负载大于或等于设定阈值，且当前流量类型为实时性数据，则确定自身的接入优先级为第一优先级；或者，若判定当前的业务负载大于或等于设定阈值，而当前流量类型为非实时性数据，则确定自身的接入优先级为第二优先级；或者，若判定当前的业务负载小于设定阈值，而当前流量类型为实时性数据，则确定自身的接入优先级为第二优先级；或者，若判定当前的业务负载小于设定阈值，且当前流量类型为非实时性数据，则确定自身的优先级为第三优先级。较佳的，所述设定阈值为所述当前信道容量的一半；所述实时性数据包括视频、音频数据，所述非实时性数据包括图片、文本数据。较佳的，在根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信道接入方法，其特征在于，包括：网络节点初始化变量，并定位退避周期的起始边界，其中，所述变量包括退避次数NB，竞争窗口大小CW和退避指数BE；网络节点在随机退避结束后，执行空闲信道评估CCA进行当前信道检测，并判断当前信道是否空闲；网络节点在判定所述当前信道空闲时，CW的值自减一，并在判定当前CW的值为0时，以与自身的接入优先级相对应的接入成功概率接入当前信道，其中，任一网络节点的接入优先级为所述任一网络节点的当前的业务负载大小和当前的流量类型确定的。

【技术特征摘要】
1.一种信道接入方法，其特征在于，包括：网络节点初始化变量，并定位退避周期的起始边界，其中，所述变量包括退避次数NB，竞争窗口大小CW和退避指数BE；网络节点在随机退避结束后，执行空闲信道评估CCA进行当前信道检测，并判断当前信道是否空闲；网络节点在判定所述当前信道空闲时，CW的值自减一，并在判定当前CW的值为0时，以与自身的接入优先级相对应的接入成功概率接入当前信道，其中，任一网络节点的接入优先级为所述任一网络节点的当前的业务负载大小和当前的流量类型确定的。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，网络节点在初始化变量，并定位退避周期的起始边界之前，进一步包括：网络节点根据当前的业务负载大小和当前的流量类型，确定自身的接入优先级；网络节点根据自身的接入优先级，设置相应的接入成功概率。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，网络节点根据当前的业务负载大小和当前的流量类型，确定自身的接入优先级，具体包括：若网络节点判定当前的业务负载大于或等于设定阈值，且当前流量类型为实时性数据，则确定自身的接入优先级为第一优先级；或者，若网络节点判定当前的业务负载大于或等于设定阈值，而当前流量类型为非实时性数据，则确定自身的接入优先级为第二优先级；或者，若网络节点判定当前的业务负载小于设定阈值，而当前流量类型为实时性数据，则确定自身的接入优先级为第二优先级；或者，若网络节点判定当前的业务负载小于设定阈值，且当前流量类型为非实时性数据，则确定自身的优先级为第三优先级。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设定阈值为所述当前信道容量的一半；所述实时性数据包括视频、音频数据，所述非实时性数据包括图片、文本数据。5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，网络节点根据自身的接入优先级，设置相应的接入成功概率，具体包括：若网络节点的接入优先级为第一优先级，则设置相应的第一接入成功概率；若网络节点的接入优先级为第二优先级，则设置相应的第二接入成功概率；若网络节点的接入优先级为第三优先级，则设置相应的第三接入成功概率；其中，第一接入成功概率...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继磊，
申请(专利权)人：中移苏州软件技术有限公司，中国移动通信集团公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32