專利名稱：一種同頻多終端無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同頻多終端無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方法。
背景技術(shù)：
無線通訊日益廣泛使用，由多個同頻道的通訊點(一個或多個中心及多個子通訊節(jié)點)構(gòu)成一個通訊網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求日益突出，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點想要發(fā)送數(shù)據(jù)時，如果網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有數(shù)據(jù)傳輸，那么該節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的任務(wù)就會失敗，所以，為了避免這種網(wǎng)絡(luò)沖突，首先要以一定的時間為單位進行偵聽，當(dāng)偵聽到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時，再發(fā)送自己的數(shù)據(jù)，但是，當(dāng)多個節(jié)點同時想要發(fā)送數(shù)據(jù)，而且都偵聽了相同時長的時間，都發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)沒有數(shù)據(jù)傳輸時，就會同時發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣仍然會造成通訊混亂。I)無線通訊網(wǎng)絡(luò):在該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有無線通訊節(jié)點均存在一種統(tǒng)一的可以互相無線收發(fā)數(shù)據(jù)的通訊渠道，數(shù)據(jù)在該無線通訊渠道傳送的最小單位是字節(jié)，任一節(jié)點使用該渠道發(fā)送的數(shù)據(jù)其他各節(jié)點均可以收到。2)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點:處在無線通訊網(wǎng)絡(luò)中的任一個結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)內(nèi)含使用統(tǒng)一無線收發(fā)數(shù)據(jù)的渠道，該結(jié)構(gòu)可以是由臺式計算機控制的數(shù)據(jù)中心，也可以是由內(nèi)嵌式計算機控制的數(shù)據(jù)終端，或是各種無線傳感器。3)連續(xù)數(shù)據(jù)流:任一節(jié)點發(fā)送的一串由若干字節(jié)組成的數(shù)據(jù)串，該數(shù)據(jù)串中任意兩個字節(jié)之間的時間間隔小于系統(tǒng)定義的某一最小時間單位(比如200ms);也包括某一節(jié)點發(fā)送一定符合上述規(guī)定的數(shù)據(jù)串后，在小于該最小時間間隔內(nèi)，另一節(jié)點響應(yīng)該字符串發(fā)送符合上述規(guī)定的數(shù)據(jù)串，上述所有由一點單獨發(fā)送或多點接力發(fā)送的在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳播的符合上述時間間隔規(guī)定數(shù)據(jù)串稱為一個完整的連續(xù)數(shù)據(jù)流；一個完整的連續(xù)數(shù)據(jù)流構(gòu)成無線通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)一個約定的完整信息。4)最小數(shù)據(jù)間隙時間:無線通訊網(wǎng)絡(luò)內(nèi)由任一節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)引起的的無線連續(xù)數(shù)據(jù)流，任意兩個字節(jié)之間的間隔均小于該時間，這是一個時間門限，前一個在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳播的字符串的末尾與后一個在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳播的字符串的開始時間間隔大于該門限時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有能接收到該字符串的節(jié)點均認(rèn)為后一個字符串是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)一個新的連續(xù)數(shù)據(jù)流的開始。5)數(shù)據(jù)包:無線通訊網(wǎng)絡(luò)內(nèi)由任一節(jié)點發(fā)送的一串?dāng)?shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)串任意兩個字節(jié)之間的間隔小于最小數(shù)據(jù)間隙時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種同頻多終端無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方法，用以解決當(dāng)多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點同時想要發(fā)送數(shù)據(jù)造成的通訊混亂的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是:一種同頻多終端無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方法，步驟如下:
(I)當(dāng)有網(wǎng)路節(jié)點想要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先偵聽一個時間片的時間長度，偵聽網(wǎng)路是否空閑，該時間片以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點想要發(fā)送數(shù)據(jù)的時間點為起點，所述時間片由一個最小數(shù)據(jù)間隙時間(Tl)加上一個設(shè)定時間(T2)組成，所述設(shè)定時間(T2)為5 10個連續(xù)字節(jié)的傳輸時間；
(2)若網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在其偵聽的時間片結(jié)束時，偵聽到網(wǎng)絡(luò)是空閑的，則立刻發(fā)送數(shù)據(jù)；若該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在其偵聽的時間片結(jié)束時，網(wǎng)絡(luò)沒有處于空閑狀態(tài)，則該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點繼續(xù)以一個時間片為單位進行偵聽。若所述步驟(2)中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸前總的偵聽時間超過設(shè)定的時間門限時，網(wǎng)絡(luò)仍然未處于空閑狀態(tài)，則該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點放棄該次發(fā)送，并進入“休眠”狀態(tài)，或隔一個設(shè)定的等待時間重新開始偵聽。若網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)后，在所述最小數(shù)據(jù)間隙時間內(nèi)沒有收到約定的應(yīng)答，則放棄發(fā)送，或休眠關(guān)機，或重新偵聽和發(fā)送。若網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)后，在所述最小數(shù)據(jù)間隙時間內(nèi)沒有收到所述約定的應(yīng)答，若選擇重新偵聽發(fā)送，則偵聽時間片應(yīng)另加一個隨機時間(T3)，所述隨機時間(T3)為O到10個連續(xù)字節(jié)傳輸時間。若網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)串進行所述約定的應(yīng)答時，從它收到數(shù)據(jù)串最后一個字節(jié)時間算起，到它發(fā)出第一個應(yīng)答數(shù)據(jù)字節(jié)時的時間不得大于最小數(shù)據(jù)間隙時間。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)只允許有一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)串進行的不大于最小數(shù)據(jù)間隙時間的所述約定的應(yīng)答。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，則進入休眠或關(guān)機狀態(tài)。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果:本發(fā)明的控制方法中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點以自己想要發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間點為起點，以時間片為單位周期性的進行網(wǎng)絡(luò)空閑偵聽，即使偵聽到網(wǎng)絡(luò)空閑，也要完整的堅持玩該時間片周期的監(jiān)測，直到該周期結(jié)束時，如果網(wǎng)絡(luò)空閑，該節(jié)點才會發(fā)送數(shù)據(jù)，如果該時間片周期結(jié)束時，網(wǎng)絡(luò)沒有空閑，則繼續(xù)以該時間片為周期繼續(xù)偵聽，這樣，當(dāng)多個節(jié)點想要發(fā)送數(shù)據(jù)時，都以自己想要發(fā)送數(shù)據(jù)的時間點作為其偵聽時間片的開始時間，有效地避免了多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點“搶發(fā)言”而造成的通訊混亂。如果有多個節(jié)點同時開始偵聽，并發(fā)生了發(fā)送數(shù)據(jù)碰撞，在第二輪偵聽時通過增加的隨機時間，仍能有效避免“搶發(fā)言”現(xiàn)象。無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)主要的節(jié)點均是由電池供電的無線傳感器，而數(shù)據(jù)發(fā)送是傳感器電量消耗中最主要的一部分，而偵聽電量消耗遠(yuǎn)小于發(fā)送電量消耗，本發(fā)明的控制方法加強了偵聽的作用，保證了偵聽有效性，一旦傳感器可以發(fā)送數(shù)據(jù)，其發(fā)送數(shù)據(jù)過程就基本不會受其它節(jié)點干擾，保證了每個傳感器每次發(fā)送數(shù)據(jù)均成功傳遞到目的地，減少了系統(tǒng)的電量消耗，提高了工作的長期穩(wěn)定性。
具體實施例方式本申請中，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點想要發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸前，以一個時間片為單位周期性的偵聽網(wǎng)絡(luò)是否空閑，該時間片包括Tl (最小數(shù)據(jù)間隙時間)和T2，T2只有Tl的10%到50%，Τ2是為了保證該節(jié)點不插入一個正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點偵聽的Τ1+Τ2都是相同的，但當(dāng)該節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)后，沒有在最小數(shù)據(jù)間隙時間內(nèi)收到約定的應(yīng)答時，若選擇重新偵聽發(fā)送，其偵聽時間片應(yīng)另加一個隨機時間Τ3，Τ3為O到10個連續(xù)字節(jié)傳輸時間。
每個節(jié)點想要發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸時，以自己想要發(fā)送數(shù)據(jù)的時間點為起點，以時間片為單位周期性的進行網(wǎng)絡(luò)空閑偵聽，即使網(wǎng)絡(luò)空閑，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點也不會立刻發(fā)送數(shù)據(jù)，一直要等到該時間片結(jié)束時，如果網(wǎng)絡(luò)依然空閑，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點才會立刻發(fā)送數(shù)據(jù)；當(dāng)偵聽的時間片結(jié)束時，如果在剛才偵聽的時間片周期內(nèi)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有數(shù)據(jù)傳輸，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點繼續(xù)以其自身的時間片為單位周期性地偵聽。這樣，由于每一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點想要發(fā)送數(shù)據(jù)的時間是獨立的，當(dāng)多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都在對網(wǎng)絡(luò)進行偵聽時，一旦網(wǎng)絡(luò)空閑，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不會以網(wǎng)絡(luò)空閑的時間點為起點時間競爭信道，只要各個想要同時發(fā)送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間時差大于一個字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸時間，一個節(jié)點在觀察完一個時間片的網(wǎng)絡(luò)空閑期后，基本可以確信自己發(fā)送數(shù)據(jù)不會受到后來者的干擾，這樣就避免了網(wǎng)絡(luò)沖突造成的通訊混亂?？梢詼y算一下網(wǎng)絡(luò)內(nèi)兩個節(jié)點以小于一個字節(jié)時間同步要發(fā)送數(shù)據(jù)的概率:
設(shè)定無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6kBPS，一個字節(jié)的傳輸時間為1ms，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)5000
個節(jié)點，每個節(jié)點每天發(fā)送數(shù)據(jù)24次，則有兩個節(jié)點以Ims的時間誤差同步發(fā)送數(shù)據(jù)的概率為:5000*24/ (3600*1000*24) =0.001，因此，多個節(jié)點同時偵聽并發(fā)送數(shù)據(jù)的幾率是非常小的，而且即便有多個節(jié)點同時開始偵聽，并發(fā)生了發(fā)送數(shù)據(jù)碰撞，在第二輪偵聽時通過增加的隨機時間，仍能有效避免“搶發(fā)言”現(xiàn)象。本發(fā)明的控制方法具體包括如下步驟:
(O網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任何節(jié)點想要發(fā)送數(shù)據(jù)，必須先偵聽網(wǎng)絡(luò)有無數(shù)據(jù)在傳輸，偵聽是以時間片為單位進行的，時間片長度要大于“最小數(shù)據(jù)間隙時間(Tl)”，本實施例定義該時間片長度為:1.1*T1或Tl+ (5到10個連續(xù)字節(jié)傳輸時間);當(dāng)?shù)谝粋€時間片內(nèi)該節(jié)點發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有數(shù)據(jù)在傳輸，且不是需要該節(jié)點響應(yīng)回答的數(shù)據(jù)時，該節(jié)點即在第一個時間片結(jié)束后，以第二個時間片為單位繼續(xù)偵聽網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸情況，直至該節(jié)點發(fā)現(xiàn)在某一個時間片結(jié)束時無數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸，才立即發(fā)送自己需要發(fā)送的數(shù)據(jù)。(2)任一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸前的偵聽時間可以設(shè)定一個時間門限，當(dāng)超過該門限時，若仍然不能發(fā)送數(shù)據(jù)，可以放棄該次發(fā)送，或者可以休眠以節(jié)約電能，或隔更長的一段時間后，重新進入“偵聽發(fā)送”環(huán)節(jié)；
(3)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)后，通常按系統(tǒng)約定，在最小數(shù)據(jù)間隙時間需要接收特定的應(yīng)答，但超過最小數(shù)據(jù)間隙時間仍沒有收到應(yīng)答，可以選擇放棄，或選擇休眠關(guān)機，也可以選擇重新發(fā)送，重新發(fā)送仍要遵循“偵聽發(fā)送”機制；
(4)若網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送一串?dāng)?shù)據(jù)而沒有收到應(yīng)答選擇重新發(fā)送時，仍要遵循“偵聽發(fā)送”機制，但不同于第一次發(fā)送數(shù)據(jù)前的所有節(jié)點都一樣的最快偵聽時間片，由于沒有收到應(yīng)答而進行的重發(fā)，其偵聽時間片應(yīng)附加一個隨機時間，這個隨機時間分量可以是O到10個字節(jié)傳輸時間；
(5)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)后，若需要應(yīng)答，但得不到應(yīng)答，進入“偵聽發(fā)送”機制，這個循環(huán)可以設(shè)置一個時間門限，超過這個時間門限該節(jié)點可以選擇放棄，或選擇休眠關(guān)機。(6)任一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點根據(jù)約定需要對另一個節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)串進行響應(yīng)時，從它收到數(shù)據(jù)串最后一個字節(jié)時間算起，到它發(fā)出第一個應(yīng)答數(shù)據(jù)字節(jié)時的時間不得大于最小數(shù)據(jù)間隙時間；
(7)任一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送一個完整的數(shù)據(jù)串時，其字節(jié)之間的間隔不得大于最小數(shù)據(jù)間隙時間； (8)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每一個節(jié)點收到不符合約定協(xié)議的數(shù)據(jù)包時可以不予響應(yīng)；
(9)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每一個節(jié)點發(fā)送的字符串可以在尾部增加校驗字符串，該校驗字符串可以是通常所用的校驗和或CRC校驗；
(10)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)只能有一個節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)中傳播的數(shù)據(jù)包進行小于最小數(shù)據(jù)間隙時間的響
應(yīng)；
(11)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點不需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，可以休眠或關(guān)機。
權(quán)利要求
1.一種同頻多終端無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方法，其特征在于，步驟如下: (1)當(dāng)有網(wǎng)路節(jié)點想要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先偵聽一個時間片的時間長度，偵聽網(wǎng)路是否空閑，該時間片以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點想要發(fā)送數(shù)據(jù)的時間點為起點，所述時間片由一個最小數(shù)據(jù)間隙時間(Tl)加上一個設(shè)定時間(T2)組成，所述設(shè)定時間(T2)為5 10個連續(xù)字節(jié)的傳輸時間； (2)若網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在其偵聽的時間片結(jié)束時，偵聽到網(wǎng)絡(luò)是空閑的，則立刻發(fā)送數(shù)據(jù)；若該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在其偵聽的時間片結(jié)束時，網(wǎng)絡(luò)沒有處于空閑狀態(tài)，則該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點繼續(xù)以一個時間片為單位進行偵聽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同頻多終端無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方法，其特征在于，若所述步驟(2)中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸前總的偵聽時間超過設(shè)定的時間門限時，網(wǎng)絡(luò)仍然未處于空閑狀態(tài)，則該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點放棄該次發(fā)送，并進入“休眠”狀態(tài)，或隔一個設(shè)定的等待時間重新開始偵聽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同頻多終端無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方法，其特征在于，若網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)后，在所述最小數(shù)據(jù)間隙時間內(nèi)沒有收到約定的應(yīng)答，則放棄發(fā)送，或休眠關(guān)機，或重新偵聽和發(fā)送。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的同頻多終端無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方法，其特征在于，若網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)后，在所述最小數(shù)據(jù)間隙時間內(nèi)沒有收到所述約定的應(yīng)答，若選擇重新偵聽發(fā)送，則偵聽時間片應(yīng)另加一個隨機時間(T3)，所述隨機時間(T3)為O到10個連續(xù)字節(jié)傳輸時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同頻多終端無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方法，其特征在于，若一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)串進行所述約定的應(yīng)答時，從它收到數(shù)據(jù)串最后一個字節(jié)時間算起，到它發(fā)出第一個應(yīng)答數(shù)據(jù)字節(jié)時的時間不得大于最小數(shù)據(jù)間隙時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的同頻多終端無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方法，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)只允許有一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)串進行不大于最小數(shù)據(jù)間隙時間的所述約定的應(yīng)答。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同頻多終端無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方法，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，則進入休眠或關(guān)機狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種同頻多終端無線通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方法，該方法中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點以自己想要發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間點為起點，以一個時間片為單位周期性的進行網(wǎng)絡(luò)空閑偵聽，即使偵聽到網(wǎng)絡(luò)空閑，也要完整的堅持完該時間片周期的監(jiān)測，直到該周期結(jié)束時，如果網(wǎng)絡(luò)空閑，該節(jié)點才會發(fā)送數(shù)據(jù)，如果該時間片周期結(jié)束時，網(wǎng)絡(luò)沒有空閑，則繼續(xù)以該時間片為周期繼續(xù)偵聽，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行偵聽的時間片在該節(jié)點發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空閑并發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸前均一樣，當(dāng)在某個時間片周期發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空閑，并隨即發(fā)送了數(shù)據(jù)后，若在約定的最小數(shù)據(jù)間隙時間內(nèi)沒有收到約定的應(yīng)答，繼續(xù)偵聽時應(yīng)在原來的時間片增加一個隨機時間，避免了多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點“搶發(fā)言”而造成的通訊混亂。
文檔編號H04W74/08GK103152836SQ20131002468
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者仲志丹, 龐永星 申請人:洛陽乾禾儀器有限公司