CN111385904B - 一种基于载波侦听多址接入协议的信息传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于载波侦听多址接入协议的信息传输方法。在该信息传输方法中，发送方在发送业务数据帧之前，先通过请求发送帧向接收方发送请求发送信息，所述请求发送信息采用码分多址方式进行编码，用于区分不同发送方的请求发送信息；接收方接收所述请求发送信息，自身地址与所述请求发送信息中所包含的目的接收方地址一致的，则通过允许发送帧向所述发送方发送允许发送信息；所述发送方接收所述允许发送信息，自身地址与所述允许发送信息中所包含的被允许发送方地址相一致的，则启动业务数据帧发送。本发明降低了信息传输的冲突概率，提高了用户发送信息的实时性以及高优先级别用户发送信息的成功概率。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线数字通信网络中的信息传输方法，尤其是涉及了一种在无线数字通信网络中基于载波侦听多址接入协议的信息传输方法。
背景技术
基于无线通信网络进行信息传输，为多个用户之间进行信息交互、协同操作等提供了高效、便利的方式。多址接入协议是无线通信网络的关键技术，是协同网内用户共享信道资源、无冲突发送数据的核心。随机接入协议相对于固定接入协议和受控接入协议来说，具有灵活组网特性，其中载波侦听多址接入(Carrier Sense Multiple Access withCollision Detect，简称CSMA)最为典型。在该协议中，用户有数据需要传输时，以竞争方式获取信道，侦听信道空闲后以一定传输概率随机地接入信道。采用避免冲突(CollisionAvoidance，简称CA)的载波侦听多址接入协议，可有效降低载波侦听的冲突概率。发送方在发送数据分组之前，先向接收方发送请求发送信息，只有当发送方接收到允许发送信息时才启动数据发送过程。
然而，在冲突避免的载波侦听多址接入协议中，当有多个发送方同时向接收方发送请求发送信息时，请求发送信号会在接收方产生冲突，接收方不向任何发送方发送允许发送信号，从而使得任何发送方都不能启动数据发送过程，只能是再向接收方发送请求发送信号，直至收到允许发送信号为止，才能启动发送过程。请求发送信号所带来的冲突时间，降低了用户发送信息的实时性，从而影响无线网络通信的有效性，甚至影响网内各用户的协同操作。
因此，如何降低基于载波侦听多址接入协议无线通信网络的冲突概率，提高用户发送信息的实时性，是无线通信领域研究的难点问题。
发明内容
本发明的目的是降低基于载波侦听多址接入协议无线通信网络的冲突概率，提高用户发送信息的实时性。
为了实现本发明的目的，本发明提供了一种基于载波侦听多址接入协议的信息传输方法，是基于冲突避免的载波侦听多路访问协议的信息传输方法。所述信息传输方法包括以下步骤：
发送方在发送业务数据帧之前，先通过请求发送帧向接收方发送请求发送信息，所述请求发送信息包括发送方平台类型、待发送业务数据的更新率、目的接收方的平台类型、目的接收方地址；所述请求发送信息采用码分多址方式进行编码，用于区分不同发送方的请求发送信息；
在所述请求发送信息的传播距离覆盖范围内，接收方接收所述请求发送信息，并进行地址比对；自身地址与所述请求发送信息中所包含的目的接收方地址一致的，则通过允许发送帧发送允许发送信息，其中被允许发送方的地址包含在所述允许发送信息中；否则，不发送；
在所述允许发送信息的传播距离覆盖范围内，所述发送方接收所述允许发送信息，并进行地址比对；自身地址与所述允许发送信息中所包含的被允许发送方地址相一致的，则启动业务数据帧发送，否则，在接收其它发送方的业务数据帧后再发送请求发送信息。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，所述目的接收方采用码分多址方式区分不同发送方的请求发送信息，并读取请求发送信息内容，判定所述发送方的优先级别，向优先级别最高的发送方发送允许发送信息，即：所述允许发送信息中所包含的被允许发送方地址是优先级别最高的发送方地址；
所述优先级别的判定方法为：所述目的接收方首先比较所述发送方的平台类型，指挥控制类发送方的优先级别高于非指挥控制类发送方；然后再比较待发送业务数据的更新率，更新率高的发送方的优先级别高于更新率低的发送方的优先级别；最后比较目的接收方的平台类型，指挥控制类的优先级别高于非指挥控制类。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述请求发送信息中还包括延迟次数，用于记录所述发送方待发送业务数据被延迟发送的次数。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，当目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，向优先级别最高的发送方发送允许发送信息；所述优先级别的判定方法为：
判断是否存在延迟发送次数大于3的发送方；
如果存在延迟发送次数大于3的发送方，则按照延迟次数多的优先传输的原则，延迟次数值越大优先级别越高；
否则，按照发送方平台类型是指挥控制类的优先传输、待发送业务数据更新率高的优先传输、目的接收方平台类型是指挥控制类的优先传输的原则，进行优先级别判定。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，在延迟次数大于3的发送方中，若存在多个数值相同且最大的延迟次数，所述优先级别的判定方法为：仅在多个延迟次数数值相同且最大的发送方中，按照发送方平台类型是指挥控制类的优先传输、待发送业务数据更新率高的优先传输、目的接收方平台类型是指挥控制类的优先传输的原则，进行优先级别判定。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述业务数据帧设置有报头字和多个业务数据字；所述报头字用于传输待发送业务数据的类型、业务数据长度、业务数据封装格式、目的接收方地址、发送方地址；所述业务数据字采用消息格式对待发送的业务数据进行格式化字编码，并按规定大小的字传输。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述请求发送信息采用码分多址方式区分不同发送方的请求发送信息，所述用于实现码分多址的编码为各不相同的、两两正交的伪随机序列。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
①在现有技术中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，接收方不向任何发送方发送允许发送信号，从而使得任何发送方都不能启动业务数据发送过程，只能是再向接收方发送请求发送信号，直至收到允许发送信号为止，才能启动业务数据发送过程。而在本发明所公开的技术方案中，发送方采用码分多址方式区分请求发送信息，当请求发送信号在接收方产生冲突时，接收方也能够通过码分多址方式区分用户的请求发送信息，并通过比较发送方的优先级别，向优先级别最高的发送方发送允许发送信息，启动业务数据发送过程。因此，本发明与现有技术相比，所述无线通信网络即使在发送方请求发送信息冲突时，也能够启动业务数据发送，从而降低了网络通信的冲突概率，提高了用户信息发送的实时性。
②在现有技术中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，接收方不向任何发送方发送允许发送信号，从而使的任何发送方都无法发送业务数据，不论该用户的优先级别高低。尤其是当用户增加时，请求发送信号的冲突概率也在增加，从而可能导致高优先级别用户的信息长时间发送不出去，而高优先级别用户在用户之间的协同操作中通常赋予了重要的任务，会影响整个网络的协同操作，难以保障协同任务的完成。而在本发明所公开的技术方案中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，通过优先级别比较，高优先级别用户也能发送业务数据，提高了高优先级别用户发送信息的成功概率，为顺利完成协同任务提高了有利条件。
③在现有技术中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，任何发送方都无法发送业务数据；进一步，基于载波侦听多址接入协议的无线通信网络，会随着用户数量的增加，冲突概率也相应提高，从而有可能导致用户因请求发送信息冲突而长时间无法将业务数据发送出去，从而严重影响整个网络用户之间信息交换和协同操作。而在本发明所公开的技术方案中，即使请求发送信息产生冲突，通过优先级别比较，高优先级别用户也能发送业务数据，而且优先级别是与延迟发送次数相关联的，当延迟发送次达到3以上时，延迟次数多的用户优先发送业务数据，避免了用户因冲突长时间业务数据发送不出去的情况发生，从而为保障整个网络用户之间的信息交互和协同操作提供了良好基础。
本发明的其它优点和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明实施例所公开的发送方与接收方信息交互示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
在现有技术中，基于载波侦听多址接入协议无线通信网络用户，当其请求发送信号在接收方产生冲突时，接收方不向任何发送方发送允许发送信号，从而使得任何发送方都不能启动业务数据发送过程，只能是再向接收方发送请求发送信号，直至收到允许发送信号为止，才能启动业务数据发送过程。这样会降低网内用户发送信息的实时性，影响网内用户之间的信息交互和协同操作。在基于载波侦听多址接入协议无线通信网络中，网内用户发送请求发送信号都是同频信号，当两个以上用户的请求发送信号同时到达接收方时，必然产生碰撞，又由于接收方无法区分用户的请求发送信号，无法向任何用户发送允许发送信号，从而使产生碰撞冲突的用户均无法发送业务数据，从而使得用户的业务数据因冲突而降低了实时性。
发明人通过分析基于载波侦听多址接入协议无线通信网络产生请求发送信号冲突的原因，发现接收方能否区分用户请求发送信号是关键，如果接收方在请求发送信号产生碰撞时还能够区分用户，并向某个用户发送允许发送信号以启动业务数据发送过程，则可显著降低无线通信网络信息传输的冲突概率，从而提高网内用户交换信息的实时性，以提高网内用户的协同操作能力。
为了解决现有技术存在的问题，本发明实施例公开了一种基于载波侦听多址接入协议的信息传输方法，是基于冲突避免的载波侦听多路访问协议的信息传输方法，所述信息传输方法包括以下步骤：
发送方在发送业务数据帧之前，先通过请求发送帧向接收方发送请求发送信息，所述请求发送信息包括发送方平台类型、待发送业务数据的更新率、目的接收方的平台类型、目的接收方地址；所述请求发送信息采用码分多址方式进行编码，用于区分不同发送方的请求发送信息；
在所述请求发送信息的传播距离覆盖范围内，接收方接收所述请求发送信息，并进行地址比对；自身地址与所述请求发送信息中所包含的目的接收方地址一致的，则通过允许发送帧发送允许发送信息，其中被允许发送方的地址包含在所述允许发送信息中；否则，不发送；
在所述允许发送信息的传播距离覆盖范围内，所述发送方接收所述允许发送信息，并进行地址比对；自身地址与所述允许发送信息中所包含的被允许发送方地址相一致的，则启动业务数据帧发送，否则，在接收其它发送方的业务数据帧后再发送请求发送信息。
在基于载波侦听多址接入协议无线通信网络中，当请求发送信号在接收方产生冲突时，不论该用户的优先级别高低，任何发送方都无法发送业务数据。尤其是当用户增加时，请求发送信号的冲突概率也在增加，从而可能导致高优先级别用户的信息长时间发送不出去，而高优先级别用户在用户之间的协同操作中通常赋予了重要的任务，如果该用户的业务数据长时间发送不出去或业务数据的实时性无法得到满足，会影响整个网络的协同操作，难以保障协同任务的完成。为了使所述无线通信网络在多个用户的请求发送信息在接收方产生冲突时，仍能保障高优先级别用户发送业务数据，在本发明实施例中公开了一种优先级别判定方法，通过优先级别比较，当请求发送信号在接收方产生冲突时，高优先级别用户也能发送业务数据，从而提高了高优先级别用户发送信息的成功概率，为顺利完成协同任务提高了有利条件。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，所述目的接收方采用码分多址方式区分不同发送方的请求发送信息，并读取请求发送信息内容，判定所述发送方的优先级别，向优先级别最高的发送方发送允许发送信息，即：所述允许发送信息中所包含的被允许发送方地址是优先级别最高的发送方地址，如图1所示。
所述优先级别的判定方法为：首先，所述目的接收方比较所述发送方的平台类型，指挥控制类发送方的优先级别高于非指挥控制类发送方；然后，所述目的接收方再比较待发送业务数据的更新率，更新率高的发送方的优先级别高于更新率低的发送方的优先级别；最后，所述目的接收方比较所述请求发送信息中所包含的目的接收方的平台类型，指挥控制类的优先级别高于非指挥控制类。
通过优先级别比较，高优先级别用户也能发送业务数据，提高了高优先级别用户发送信息的成功概率，为顺利完成协同任务提高了有利条件。
在基于载波侦听多址接入协议无线通信网络中，为了防止隐蔽用户存在，网内用户在发送业务数据之前，首先向接收方发送请求发送信息，当网内多个用户的请求发送信号在接收方产生冲突时，任何发送方都无法发送业务数据；进一步，基于载波侦听多址接入协议无线通信网络，会随着用户数量的增加，冲突概率也显著提升，从而有可能导致用户因请求发送信息冲突而长时间无法将业务数据发送出去，严重影响整个网络用户之间信息交换和协同操作。
为了解决该问题，发明人通过分析基于载波侦听多址接入协议无线通信网络信息传输产生冲突的原因，引入了用户业务数据延迟发送次数参数，并将其与用户的传输级别相关联，当延迟发送次达到3以上时，优先发送延迟次数多的用户的业务数据，避免了用户因冲突长时间业务数据发送不出去的情况发生，从而为保障整个网络用户之间的信息交互和协同操作提供了良好基础。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，所述请求发送信息中还包括延迟次数，用于记录所述发送方待发送业务数据被延迟发送的次数。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，当目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，向优先级别最高的发送方发送允许发送信息；所述优先级别的判定方法为：
判断是否存在延迟发送次数大于3的发送方；
如果存在延迟发送次数大于3的发送方，则按照延迟次数多的优先传输的原则，延迟次数值越大优先级别越高；
否则，按照发送方平台类型是指挥控制类的优先传输、待发送业务数据更新率高的优先传输、目的接收方平台类型是指挥控制类的优先传输的原则，进行优先级别判定。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，在延迟次数大于3的发送方中，若存在多个数值相同且最大的延迟次数，所述优先级别的判定方法为：仅在多个延迟次数数值相同且最大的发送方中，按照发送方平台类型是指挥控制类的优先传输、待发送业务数据更新率高的优先传输、目的接收方平台类型是指挥控制类的优先传输的原则，进行优先级别判定。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，所述用户用于发送业务数据的业务数据帧设置有报头字和多个业务数据字；所述报头字用于传输待发送业务数据的类型、业务数据长度、业务数据封装格式、目的接收方地址、发送方地址；所述业务数据字采用消息格式对待发送的业务数据进行格式化字编码，并按规定大小的字传输。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，所述请求发送信息采用码分多址方式区分不同发送方的请求发送信息，所述用于实现码分多址的编码为各不相同的、两两正交的伪随机序列。两两正交的伪随机序列用于码分多址区分用户发送的请求发送信号，可提高所述请求发送信号的自相关性，降低互相关性，有利于提高抗噪声干扰能力，以提高网内用户交互信息的可靠性。
尽管本发明的实施方案已公开如上所述，但其并不仅仅限于说明书和具体实施例中所列的运用方式。它完全可以被应用于本发明适合的各种情况。对于熟悉本领域的人员而言，可轻松地实现另外的修改。因此在不违背权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和在此描述的图例。
Claims (6)
1.一种基于载波侦听多址接入协议的信息传输方法，是基于冲突避免的载波侦听多路访问协议的信息传输方法，其特征在于，所述信息传输方法包括以下步骤：
发送方在发送业务数据帧之前，先通过请求发送帧向接收方发送请求发送信息，所述请求发送信息包括发送方平台类型、待发送业务数据的更新率、目的接收方的平台类型、目的接收方地址；所述请求发送信息采用码分多址方式进行编码，用于区分不同发送方的请求发送信息；
在所述请求发送信息的传播距离覆盖范围内，接收方接收所述请求发送信息，并进行地址比对；自身地址与所述请求发送信息中所包含的目的接收方地址一致的，则通过允许发送帧发送允许发送信息，其中被允许发送方的地址包含在所述允许发送信息中；否则，不发送；
在所述允许发送信息的传播距离覆盖范围内，所述发送方接收所述允许发送信息，并进行地址比对；自身地址与所述允许发送信息中所包含的被允许发送方地址相一致的，则启动业务数据帧发送，否则，在接收其它发送方的业务数据帧后再发送请求发送信息；
目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，所述目的接收方采用码分多址方式区分不同发送方的请求发送信息，并读取请求发送信息内容，判定所述发送方的优先级别，向优先级别最高的发送方发送允许发送信息，即：所述允许发送信息中所包含的被允许发送方地址是优先级别最高的发送方地址；
所述优先级别的判定方法为：所述目的接收方首先比较所述发送方的平台类型，指挥控制类发送方的优先级别高于非指挥控制类发送方；然后再比较待发送业务数据的更新率，更新率高的发送方的优先级别高于更新率低的发送方的优先级别；最后比较目的接收方的平台类型，指挥控制类的优先级别高于非指挥控制类。
2.根据权利要求1所述的基于载波侦听多址接入协议的信息传输方法，其特征在于，所述请求发送信息中还包括延迟次数，用于记录所述发送方待发送业务数据被延迟发送的次数。
3.根据权利要求2所述的基于载波侦听多址接入协议的信息传输方法，其特征在于，当目的接收方同时收到多个发送方的请求发送信息时，向优先级别最高的发送方发送允许发送信息；所述优先级别的判定方法为：
判断是否存在延迟发送次数大于3的发送方；
如果存在延迟发送次数大于3的发送方，则按照延迟次数多的优先传输的原则，延迟次数值越大优先级别越高；
否则，按照发送方平台类型是指挥控制类的优先传输、待发送业务数据更新率高的优先传输、目的接收方平台类型是指挥控制类的优先传输的原则，进行优先级别判定。
4.根据权利要求3所述的基于载波侦听多址接入协议的信息传输方法，其特征在于，在延迟次数大于3的发送方中，若存在多个数值相同且最大的延迟次数，所述优先级别的判定方法为：仅在多个延迟次数数值相同且最大的发送方中，按照发送方平台类型是指挥控制类的优先传输、待发送业务数据更新率高的优先传输、目的接收方平台类型是指挥控制类的优先传输的原则，进行优先级别判定。
5.根据权利要求3所述的基于载波侦听多址接入协议的信息传输方法，其特征在于，所述业务数据帧设置有报头字和多个业务数据字；所述报头字用于传输待发送业务数据的类型、业务数据长度、业务数据封装格式、目的接收方地址、发送方地址；所述业务数据字采用消息格式对待发送的业务数据进行格式化字编码，并按规定大小的字传输。
6.根据权利要求3所述的基于载波侦听多址接入协议的信息传输方法，其特征在于，所述请求发送信息采用码分多址方式区分不同发送方的请求发送信息，所述用于实现码分多址的编码为各不相同的、两两正交的伪随机序列。
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Legal Events
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