專利名稱：無(wú)線體域網(wǎng)中基于超幀的高效媒體接入控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及媒體接入控制方法，具體地說(shuō)是一種用于無(wú)線體 域網(wǎng)中的媒體接入控制方法，該方法在保證分組成功地接入信道的前提下，最大限度地保 證高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的成功傳輸和時(shí)隙的有效利用。
背景技術(shù)：
無(wú)線體域網(wǎng)WBAN，是以人體為中心，由分布在人身體上、衣物上、甚至人身體內(nèi)部 的各個(gè)節(jié)點(diǎn)和個(gè)人終端等組成的通信網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)WBAN，人可以與其身上攜帶的個(gè)人電子設(shè) 備如個(gè)人數(shù)字助理PDA、手機(jī)等進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)同步等。WBAN和其它數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，如無(wú)線 /有線接入網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等共同構(gòu)成整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的一部分。WBAN可以與網(wǎng)絡(luò)中的 任何終端如手機(jī)、電話機(jī)、媒體播放設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、游戲機(jī)等進(jìn)行通信。WBAN將無(wú)線傳感器 節(jié)點(diǎn)植入體內(nèi)或體表，使人體成為通信網(wǎng)絡(luò)的一部分，從而真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的泛在化。利用無(wú) 線醫(yī)療傳感器可以進(jìn)行持續(xù)的、遠(yuǎn)程的醫(yī)療監(jiān)控，同時(shí)又不影響監(jiān)控對(duì)象的正?；顒?dòng)，極大 地方便了人們的生活。由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分布在人體周?chē)蝮w內(nèi)，無(wú)線體域網(wǎng)最基本的和最主要的應(yīng)用是醫(yī) 療應(yīng)用。無(wú)線傳感器被佩戴在人體上，進(jìn)行醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的采集和處理，然后傳送到數(shù)據(jù)匯聚中 心，最終傳送到醫(yī)療監(jiān)控中心。無(wú)線體域網(wǎng)的應(yīng)用，可以在不影響人們正?；顒?dòng)的情況下進(jìn) 行，把家庭醫(yī)療監(jiān)控變得更人性化，也更便捷快速。與傳統(tǒng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)類(lèi)型一 般比較單一的情況不同，無(wú)線體域網(wǎng)中的業(yè)務(wù)種類(lèi)有很多，一個(gè)無(wú)線體域網(wǎng)可以包含多種 醫(yī)學(xué)傳感器，網(wǎng)絡(luò)中會(huì)有多種業(yè)務(wù)共存。例如，一個(gè)無(wú)線體域網(wǎng)具有的傳感器可以監(jiān)測(cè)的 內(nèi)容有腦電圖EEG，用于監(jiān)測(cè)大腦電磁活動(dòng)；心電圖ECG，用于監(jiān)測(cè)心臟活動(dòng)；肌電圖EMG， 用于監(jiān)測(cè)肌肉活動(dòng)；膠囊式內(nèi)窺鏡，用于檢測(cè)胃、腸道病變；起搏器，用于心臟醫(yī)療；呼吸監(jiān) 控，用于監(jiān)測(cè)呼吸系統(tǒng)，也可以具有一些簡(jiǎn)單的監(jiān)測(cè)如體溫、心率、血氧、血壓、葡萄糖等。如圖1所示，針對(duì)無(wú)線體域網(wǎng)的不同應(yīng)用，將其所有業(yè)務(wù)分為三類(lèi)普通業(yè)務(wù)，按 需業(yè)務(wù)，緊急業(yè)務(wù)。普通業(yè)務(wù)是指協(xié)調(diào)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的日常業(yè)務(wù)；按需業(yè)務(wù)是指由協(xié)調(diào)點(diǎn)發(fā) 起的業(yè)務(wù)，如要求節(jié)點(diǎn)告知所需的數(shù)據(jù)；緊急業(yè)務(wù)是指緊急情況下的業(yè)務(wù)，如生理特征有關(guān) 的告警信息，一般為突發(fā)業(yè)務(wù)。從優(yōu)先級(jí)角度看，緊急業(yè)務(wù)是高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，而其它業(yè)務(wù)一 般為低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，因此無(wú)線體域網(wǎng)中的協(xié)議設(shè)計(jì)應(yīng)該基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行考慮。特別是 媒體接入控制MAC協(xié)議設(shè)計(jì)，為保證不同業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，應(yīng)對(duì)不同業(yè)務(wù)予以差分對(duì)待。而 另一方面，由于無(wú)線體域網(wǎng)的傳感器節(jié)點(diǎn)應(yīng)用于體內(nèi)或體表，體內(nèi)和體表組織對(duì)電磁波的 吸收作用不容忽視，特別是在物理層采用的是超寬帶技術(shù)的情況下，低信噪比以及人體活 動(dòng)影響載波偵聽(tīng)，使得無(wú)法進(jìn)行可靠的載波偵聽(tīng)，由此造成隱藏終端或偵聽(tīng)錯(cuò)誤。例如，在 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)植入體內(nèi)的無(wú)線體域網(wǎng)中，節(jié)點(diǎn)載波偵聽(tīng)的有效距離僅為250mm，顯然這對(duì) 無(wú)線體域網(wǎng)而言是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。基于以上的考慮，傳統(tǒng)的載波偵聽(tīng)沖突避免CSMA/CA競(jìng)爭(zhēng) 機(jī)制并不適用?？傮w而言，對(duì)無(wú)線體域網(wǎng)的研究仍在進(jìn)行中，距離大規(guī)模的應(yīng)用還有很大差 距，加上WBAN中業(yè)務(wù)種類(lèi)復(fù)雜，隨時(shí)可能有突發(fā)業(yè)務(wù)的產(chǎn)生，而且周期性的業(yè)務(wù)其發(fā)送周期也各不相同，所以在技術(shù)上還需要戰(zhàn)勝一系列的挑戰(zhàn)。無(wú)線體域網(wǎng)是一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)它的研究也必將從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體出 發(fā)，進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究。國(guó)際上關(guān)于WBAN的研究相繼啟動(dòng)，并獲得了一些基本成果。這 些研究包括了物理信道、MAC接入控制、路由協(xié)議、數(shù)據(jù)融合、天線設(shè)計(jì)及硬件實(shí)現(xiàn)等方面。 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)是致力于在無(wú)線通信領(lǐng)域推進(jìn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，其15工 作組IEEE 802. 15集中在無(wú)線個(gè)域網(wǎng)WPAN方面。該工作組已制訂出多個(gè)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，比如 IEEE 802. 15. 1，也被稱為Bluetooth，以及IEEE 802. 15. 4，定義的是低速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)標(biāo) 準(zhǔn)，用于Zigbee設(shè)備，IEEE 802. 15. 是對(duì)IEEE 802. 15. 4的物理層的補(bǔ)充，使用的是超寬 帶UWB技術(shù)等。為了協(xié)調(diào)來(lái)自醫(yī)療和健康護(hù)理團(tuán)體的強(qiáng)烈愿望和ICT工業(yè)界，IEEE 802.15 工作組正式建立了第6任務(wù)組TG6，致力于WBAN的標(biāo)準(zhǔn)化工作。針對(duì)無(wú)線體域網(wǎng)中業(yè)務(wù)的復(fù)雜性，從媒體接入控制協(xié)議的角度看，Bluetooth和 IEEE 802. 11對(duì)于WBAN的應(yīng)用都顯得效率低下，而普通無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN也并不適合這 些特殊的著重面向生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面的WBAN。作為低功耗低速率近距離無(wú)線通信的世界標(biāo) 準(zhǔn)，IEEE 802. 15. 4相當(dāng)接近WBAN的設(shè)計(jì)要求，鑒于IEEE 802. 15. 4協(xié)議簡(jiǎn)單，適應(yīng)于運(yùn)算 能力及電池容量都非常受限的WBAN節(jié)點(diǎn)，可以作為無(wú)線體域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的一種備選方案。IEEE 802. 15. 4是用于低速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的物理層和媒體接入控制層的規(guī)范，旨在 為個(gè)人或者家庭范圍內(nèi)的不同設(shè)備之間的低速互聯(lián)提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)將網(wǎng)絡(luò)中所有 無(wú)線設(shè)備從功能上劃分成三類(lèi)節(jié)點(diǎn)，即網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點(diǎn)、協(xié)調(diào)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)，其中網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點(diǎn) 為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主控節(jié)點(diǎn)，并且每個(gè)IEEE 802. 15.4網(wǎng)絡(luò)只能有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點(diǎn)，協(xié)調(diào)點(diǎn)通 常通過(guò)發(fā)送信標(biāo)實(shí)現(xiàn)與周?chē)?jié)點(diǎn)的同步，且具有轉(zhuǎn)發(fā)分組的功能，普通節(jié)點(diǎn)只具有簡(jiǎn)單的 收發(fā)功能，不能進(jìn)行分組的轉(zhuǎn)發(fā)。全功能設(shè)備可以充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點(diǎn)、協(xié)調(diào)點(diǎn)或普通節(jié)點(diǎn)，然 而精簡(jiǎn)功能設(shè)備只能充當(dāng)普通節(jié)點(diǎn)。該IEEE 802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)支持星型網(wǎng)和對(duì)等網(wǎng)兩種基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無(wú)論采用 哪類(lèi)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)均可以采用信標(biāo)使能模式或無(wú)信標(biāo)使能模式。如果網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中存在 周期性發(fā)送信標(biāo)的節(jié)點(diǎn)，則稱該網(wǎng)絡(luò)為信標(biāo)使能網(wǎng)絡(luò)，否則稱其為無(wú)信標(biāo)使能網(wǎng)絡(luò)。無(wú)信 標(biāo)使能網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有周期性發(fā)送信標(biāo)的節(jié)點(diǎn)，但普通節(jié)點(diǎn)仍然可以向其協(xié)調(diào)點(diǎn)發(fā)出信標(biāo)請(qǐng)求命 令，此時(shí)協(xié)調(diào)點(diǎn)以單播的形式向該普通節(jié)點(diǎn)發(fā)送信標(biāo)。該標(biāo)準(zhǔn)共定義了四種MAC幀結(jié)構(gòu)，即 信標(biāo)幀、數(shù)據(jù)幀、MAC命令幀和應(yīng)答幀。其中，信標(biāo)幀能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)點(diǎn)與周?chē)?jié)點(diǎn)間的同步 并對(duì)超幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的描述，同時(shí)普通節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)信標(biāo)幀識(shí)別各個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在該標(biāo)準(zhǔn)中， 數(shù)據(jù)有三種不同的傳輸模式，即普通節(jié)點(diǎn)到協(xié)調(diào)點(diǎn)、協(xié)調(diào)點(diǎn)到普通節(jié)點(diǎn)以及對(duì)等節(jié)點(diǎn)間的 業(yè)務(wù)傳輸，而根據(jù)不同的業(yè)務(wù)處理方式，節(jié)點(diǎn)間通信可以分成三類(lèi)，即直接傳輸、間接傳輸 和保證時(shí)隙GTS中的傳輸。在信標(biāo)使能模式中，IEEE 802. 15. 4采用的超幀結(jié)構(gòu)如圖2所示。超幀的結(jié)構(gòu)由 兩個(gè)參數(shù)確定，分別為BO和SO。BO決定了協(xié)調(diào)點(diǎn)兩次發(fā)送信標(biāo)幀的時(shí)間間隔ΒΙ，Β0和BI 之間的關(guān)系如下BI = aBaseSuperFrameDuration X 2B0 0 ^ BO ^ 14其中，aBaseSuperFrameDuration是SO為0時(shí)一個(gè)超幀的符號(hào)數(shù)。如果BO = 15， 協(xié)調(diào)點(diǎn)不發(fā)送信標(biāo)，也不存在超幀結(jié)構(gòu)，即非信標(biāo)使能模式。另一個(gè)MAC PIB屬性SO決定 了超幀激活期的長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度包含了信標(biāo)幀寬度。SO和超幀激活期持續(xù)時(shí)間SD的關(guān)系如下SD = aBaseSuperFrameDuration X 2S0 0 ^ SO ^ BO ^ 14該超幀結(jié)構(gòu)將時(shí)間劃分成等間隔的周期，該周期由協(xié)調(diào)點(diǎn)發(fā)送的信標(biāo)幀界定，并 且通常由激活期Active和非激活期hactive兩部分構(gòu)成。節(jié)點(diǎn)在激活期進(jìn)行業(yè)務(wù)的交互， 在非激活期則轉(zhuǎn)為低功耗模式。激活期通常分為16個(gè)等長(zhǎng)的超幀時(shí)隙，信標(biāo)必須在超幀第 一個(gè)時(shí)隙即0時(shí)隙的起始時(shí)刻發(fā)送。超幀的競(jìng)爭(zhēng)期CAP緊接信標(biāo)幀，并可延續(xù)到整個(gè)激活 期結(jié)束。超幀的激活期劃分為三個(gè)階段信標(biāo)發(fā)送階段、競(jìng)爭(zhēng)期CAP和非競(jìng)爭(zhēng)期CFP。如果 節(jié)點(diǎn)有對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的需求，可向網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點(diǎn)申請(qǐng)保證時(shí)隙GTS，每個(gè)保證時(shí)隙可以占據(jù)若干 個(gè)超幀時(shí)隙，多個(gè)保證時(shí)隙形成非競(jìng)爭(zhēng)期CFP，非競(jìng)爭(zhēng)期將緊接競(jìng)爭(zhēng)期，并且一直延續(xù)到激 活期結(jié)束，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點(diǎn)最多可以分配7個(gè)保證時(shí)隙。節(jié)點(diǎn)在競(jìng)爭(zhēng)期中的通信采用時(shí)隙載波 偵聽(tīng)沖突避免slotted CSMA/CA的機(jī)制接入信道，并且所有基于競(jìng)爭(zhēng)的業(yè)務(wù)在CFP開(kāi)始前 都會(huì)結(jié)束。而在非競(jìng)爭(zhēng)期，協(xié)調(diào)點(diǎn)根據(jù)上一個(gè)超幀競(jìng)爭(zhēng)期中節(jié)點(diǎn)GTS請(qǐng)求申請(qǐng)的情況，將非 競(jìng)爭(zhēng)期劃分成若干個(gè)GTS。每個(gè)GTS由若干個(gè)時(shí)隙組成，時(shí)隙的數(shù)目在節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)GTS時(shí)指 定。如果申請(qǐng)成功，節(jié)點(diǎn)就擁有了所指定數(shù)目的時(shí)隙。在IEEE 802. 15. 4協(xié)議中，在GTS內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)不需要使用CSMA/CA機(jī)制訪問(wèn)信道， GTS分配的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖3所示。普通節(jié)點(diǎn)有實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的需求時(shí)，該節(jié)點(diǎn)會(huì)在當(dāng)前超幀的 CAP時(shí)期向協(xié)調(diào)點(diǎn)發(fā)送GTS請(qǐng)求，在收到GTS請(qǐng)求命令時(shí)，協(xié)調(diào)點(diǎn)進(jìn)行可選的應(yīng)答確認(rèn)ACK， 然后檢查在當(dāng)前的超幀中是否有可供分配的GTS時(shí)隙資源，在資源足夠的條件下，協(xié)調(diào)點(diǎn) 將該節(jié)點(diǎn)的GTS分配信息放入下一個(gè)超幀的信標(biāo)中進(jìn)行廣播，以通知全部發(fā)送GTS請(qǐng)求的 普通節(jié)點(diǎn)。請(qǐng)求GTS時(shí)隙的普通節(jié)點(diǎn)在GTS請(qǐng)求發(fā)送成功后，處于等待狀態(tài)，直到收到含有 其自身GTS分配信息的信標(biāo)，隨后在該信標(biāo)所在超幀的相應(yīng)GTS時(shí)隙中開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)。在IEEE 802. 15. 4協(xié)議中，信標(biāo)幀在GTS數(shù)據(jù)傳輸和組網(wǎng)中有非常重要的作用，詳 細(xì)信標(biāo)幀結(jié)構(gòu)如圖4所示。其中的大部分內(nèi)容，包括幀控制域、序列號(hào)、幀校驗(yàn)序列FCS、地 址域、超幀說(shuō)明域，用來(lái)說(shuō)明超幀的相關(guān)參數(shù)，如超幀級(jí)數(shù)、信標(biāo)級(jí)數(shù)等。超幀有效負(fù)荷對(duì)全 網(wǎng)節(jié)點(diǎn)都是必須的，任意節(jié)點(diǎn)在收到信標(biāo)幀后都需要解讀并應(yīng)用這些信息。而其它部分內(nèi) 容，如保證時(shí)隙域中的信息是僅對(duì)成功發(fā)送GTS請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)有效的，其中顯示超幀中對(duì)各 節(jié)點(diǎn)的GTS分配信息。當(dāng)IEEE 802. 15. 4用于WBAN時(shí)，由于超幀結(jié)構(gòu)中CFP的引入，保證了實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的 低時(shí)延特性，而且非激活期也有利于降低網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能耗，但該標(biāo)準(zhǔn)仍然存在以下兩方 面的不足(1)在IEEE 802. 15. 4協(xié)議中，在競(jìng)爭(zhēng)期對(duì)所有的業(yè)務(wù)提供平等的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)會(huì)，缺乏 對(duì)不同業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)的區(qū)分，無(wú)法保證WBAN中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)在競(jìng)爭(zhēng)期內(nèi)以更高的成功 概率進(jìn)行傳輸。(2) IEEE 802. 15. 4協(xié)議在GTS業(yè)務(wù)發(fā)送過(guò)程中，即使一個(gè)GTS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)量很少， 也至少要占用一個(gè)時(shí)隙，時(shí)隙浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，并且隨著超幀級(jí)數(shù)值的增大，時(shí)隙長(zhǎng)度進(jìn) 一步擴(kuò)展，時(shí)隙浪費(fèi)問(wèn)題就更加突出，即，IEEE 802. 15. 4協(xié)議在非激活期不能實(shí)現(xiàn)時(shí)隙的 有效利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)IEEE 802. 15. 4協(xié)議應(yīng)用在無(wú)線體域網(wǎng)中，存在無(wú)法區(qū)分 業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)和非競(jìng)爭(zhēng)期時(shí)隙浪費(fèi)嚴(yán)重的不足，提出一種無(wú)線體域網(wǎng)中基于超幀的高效媒體 接入控制方法，一方面保證無(wú)線體域網(wǎng)中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)在競(jìng)爭(zhēng)期內(nèi)以更高的成功概率進(jìn)行 傳輸，另一方面實(shí)現(xiàn)時(shí)隙的有效利用，滿足無(wú)線體域網(wǎng)的應(yīng)用需求。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)思路是在超幀結(jié)構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)期采用基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的時(shí)隙 ALOHA競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制保證高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)更高概率的成功傳輸；在非競(jìng)爭(zhēng)期采用微時(shí)隙的機(jī)制， 將一個(gè)時(shí)隙劃分成4個(gè)微時(shí)隙，使保證時(shí)隙GTS業(yè)務(wù)以微時(shí)隙為單位進(jìn)行劃分，實(shí)現(xiàn)時(shí)隙的 有效利用。其實(shí)現(xiàn)步驟包括如下(1)協(xié)調(diào)點(diǎn)在超幀開(kāi)始時(shí)廣播發(fā)送信標(biāo)幀，期中包括超幀長(zhǎng)度、競(jìng)爭(zhēng)期長(zhǎng)度、及 GTS描述域等協(xié)議參數(shù)，各普通節(jié)點(diǎn)接收到信標(biāo)幀后，將所有協(xié)議參數(shù)記錄在本地緩存中；(2)競(jìng)爭(zhēng)期設(shè)置高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)專用時(shí)隙H、高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選時(shí)隙h和普通時(shí)隙三 種時(shí)隙，普通節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前超幀競(jìng)爭(zhēng)期中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的數(shù)量，采用如下三種不同的競(jìng)爭(zhēng) 機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)在競(jìng)爭(zhēng)期中以更高的概率成功傳輸(2a)當(dāng)前超幀中沒(méi)有高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，即只有低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)時(shí)，低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)采用 時(shí)隙ALOHA的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制在普通時(shí)隙中進(jìn)行傳輸；(2b)當(dāng)前超幀里只有一個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，即同時(shí)存在一個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先 級(jí)業(yè)務(wù)時(shí)，該高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)采用優(yōu)先傳輸?shù)臋C(jī)制，低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)采用時(shí)隙ALOHA競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制 在普通時(shí)隙中進(jìn)行傳輸；(2c)當(dāng)前超幀中同時(shí)有多個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，即同時(shí)存在多個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu) 先級(jí)業(yè)務(wù)時(shí)，高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)啟用高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選時(shí)隙h的競(jìng)爭(zhēng)方式，而低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)采 用時(shí)隙ALOHA競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制在普通時(shí)隙中進(jìn)行傳輸；(3)競(jìng)爭(zhēng)期結(jié)束后所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)入非競(jìng)爭(zhēng)期，若普通節(jié)點(diǎn)有保證時(shí)隙GTS業(yè)務(wù)需要 發(fā)送，并在當(dāng)前超幀已成功獲得保證時(shí)隙分配時(shí)，則普通節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前超幀非競(jìng)爭(zhēng)期的相應(yīng) 微時(shí)隙與協(xié)調(diào)點(diǎn)進(jìn)行保證時(shí)隙GTS業(yè)務(wù)交互，若普通節(jié)點(diǎn)無(wú)保證時(shí)隙GTS業(yè)務(wù)或未獲得保 證時(shí)隙分配，則該普通節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠；(4)非競(jìng)爭(zhēng)期結(jié)束后，所有普通節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)點(diǎn)進(jìn)入非激活期，并在該時(shí)期進(jìn)入休眠 狀態(tài)；(5)非激活期結(jié)束后，所有協(xié)調(diào)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)進(jìn)入下一個(gè)超幀，并返回步驟(1)。本發(fā)明與IEEE 802. 15. 4協(xié)議相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明由于在超幀結(jié)構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)期設(shè)置高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)專用時(shí)隙H、高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù) 備選時(shí)隙h和普通時(shí)隙三種時(shí)隙，實(shí)現(xiàn)了基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的時(shí)隙ALOHA競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，保證了 高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)以更高的成功概率進(jìn)行傳輸，這對(duì)無(wú)線體域網(wǎng)所支持的醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用至關(guān)重要。2)本發(fā)明由于在非競(jìng)爭(zhēng)期中采用微時(shí)隙機(jī)制，將原有1個(gè)時(shí)隙劃分成4個(gè)微時(shí)隙， 使保證時(shí)隙GTS的分配和利用以微時(shí)隙為單位進(jìn)行，從而將GTS分配利用的最小單位減小 為原來(lái)的1/4，有效提高了非競(jìng)爭(zhēng)期時(shí)隙的利用率，進(jìn)而把節(jié)省下的寶貴網(wǎng)絡(luò)資源提供給其 它節(jié)點(diǎn)在非競(jìng)爭(zhēng)期或競(jìng)爭(zhēng)期中予以利用，全面提高無(wú)線體域網(wǎng)整體性能。


圖1是現(xiàn)有無(wú)線體域網(wǎng)中業(yè)務(wù)的分類(lèi)示意圖；圖2是IEEE 802. 15. 4超幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是IEEE 802. 15. 4中GTS分配的實(shí)現(xiàn)過(guò)程示意圖；圖4是IEEE 802. 15. 4中信標(biāo)幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的流程圖；圖6是本發(fā)明使用的信標(biāo)幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明使用的超幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明使用無(wú)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的高低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)示意圖；圖9是本發(fā)明使用的僅有一個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的高低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)示意圖；圖10是本發(fā)明使用的同時(shí)有多個(gè)優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的高低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)示意圖。
具體實(shí)施例方式假設(shè)采用的網(wǎng)絡(luò)模型為星型網(wǎng)絡(luò)，所有普通節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都發(fā)往位于網(wǎng)絡(luò)中心的協(xié) 調(diào)點(diǎn)；網(wǎng)絡(luò)采用信標(biāo)使能模式；所有普通節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)均通過(guò)保證時(shí)隙傳輸。其具體實(shí)施步 驟參照?qǐng)D5，描述如下步驟1，發(fā)送信標(biāo)幀。在超幀開(kāi)始時(shí)，協(xié)調(diào)點(diǎn)構(gòu)造信標(biāo)幀，其幀結(jié)構(gòu)如圖6所示，該信標(biāo)幀是在 IEEE802. 15. 4中信標(biāo)幀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，與IEEE 802. 15. 4中的信標(biāo)幀格式相比，該 信標(biāo)幀在GTS描述域中，將GTS的開(kāi)始時(shí)隙和GTS的占用時(shí)隙數(shù)位數(shù)分別增加2位，用于描 述微時(shí)隙的信息。協(xié)調(diào)點(diǎn)將該信標(biāo)幀以廣播方式發(fā)送，在信標(biāo)幀的Beacon Payload中包含 超幀長(zhǎng)度、競(jìng)爭(zhēng)期長(zhǎng)度、GTS描述域等協(xié)議參數(shù)；普通節(jié)點(diǎn)接收到信標(biāo)幀后，讀取其中的超 幀長(zhǎng)度、競(jìng)爭(zhēng)期長(zhǎng)度、GTS描述域等協(xié)議參數(shù)，并記錄在本地緩存中。步驟2，在競(jìng)爭(zhēng)期設(shè)置高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)專用時(shí)隙H、高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選時(shí)隙h和普通 時(shí)隙三種時(shí)隙，普通節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前超幀競(jìng)爭(zhēng)期中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的數(shù)量，采用三種不同的競(jìng) 爭(zhēng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)在競(jìng)爭(zhēng)期中以更高的概率成功傳輸。協(xié)調(diào)點(diǎn)發(fā)送完信標(biāo)幀后，所有協(xié)調(diào)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)期，競(jìng)爭(zhēng)期設(shè)置在如圖7 所示的超幀結(jié)構(gòu)中，該超幀結(jié)構(gòu)一方面將競(jìng)爭(zhēng)期中的時(shí)隙劃分為三種，另一方面將非競(jìng)爭(zhēng) 期的時(shí)隙劃分成微時(shí)隙，競(jìng)爭(zhēng)期中三種時(shí)隙分別為高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)專用時(shí)隙H、高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù) 備選時(shí)隙h和普通時(shí)隙，其使用原則如下高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)專用時(shí)隙H，是在每個(gè)超幀的競(jìng)爭(zhēng)期為高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)設(shè)置的一個(gè)專 用時(shí)隙，目的在于使前一超幀中產(chǎn)生的高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，在當(dāng)前超幀的H時(shí)隙實(shí)現(xiàn)更高概率 的成功傳輸。即使在沒(méi)有高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的情況下，H時(shí)隙也不會(huì)被占用，以此來(lái)保證高優(yōu)先 級(jí)業(yè)務(wù)的可靠性，但同時(shí)考慮其空閑時(shí)造成的時(shí)隙浪費(fèi)，所以一個(gè)超幀中僅設(shè)置1個(gè)時(shí)隙 為H時(shí)隙。高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選時(shí)隙h，是依據(jù)于當(dāng)前超幀中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的數(shù)量而啟用，即只 有在當(dāng)前超幀中有多個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，一個(gè)H時(shí)隙無(wú)法滿足高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)優(yōu)先競(jìng)爭(zhēng)的情況 下，h時(shí)隙才會(huì)被啟用，h時(shí)隙一旦啟用，高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)既能在h時(shí)隙中競(jìng)爭(zhēng)，也能在普通時(shí) 隙中競(jìng)爭(zhēng)，而低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)只能在普通時(shí)隙中競(jìng)爭(zhēng)。
普通時(shí)隙，是競(jìng)爭(zhēng)期中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)專用時(shí)隙H和高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選時(shí)隙h之外 的剩余時(shí)隙，低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)總是在普通時(shí)隙中競(jìng)爭(zhēng)資源。根據(jù)競(jìng)爭(zhēng)期的設(shè)計(jì)，存在三種不同的工作情況第一種情況如圖8所示，當(dāng)前超幀中沒(méi)有高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，即只有低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù) 時(shí)，低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)采用時(shí)隙ALOHA的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制在普通時(shí)隙中進(jìn)行傳輸，此時(shí)，由于沒(méi)有高優(yōu) 先級(jí)業(yè)務(wù)，H時(shí)隙中無(wú)分組傳輸，H時(shí)隙為空時(shí)隙，且無(wú)需啟用h時(shí)隙，所以此種情況下，超幀 的競(jìng)爭(zhēng)期中僅有高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)專用時(shí)隙H和普通時(shí)隙兩種時(shí)隙，而沒(méi)有高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選 時(shí)隙h。第二種情況如圖9所示，在當(dāng)前超幀開(kāi)始時(shí)，只有一個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，即同時(shí)存 在一個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)時(shí)，該高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)在當(dāng)前超幀競(jìng)爭(zhēng)期的H時(shí)隙實(shí)現(xiàn) 優(yōu)先傳輸，低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)采用時(shí)隙ALOHA競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制在普通時(shí)隙中進(jìn)行傳輸，此時(shí)，一個(gè)高優(yōu) 先級(jí)業(yè)務(wù)分組在H時(shí)隙中完成成功傳輸，也無(wú)需啟用h時(shí)隙，所以這種情況下，超幀的競(jìng)爭(zhēng) 期中也僅有高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)專用時(shí)隙H和普通時(shí)隙兩種時(shí)隙，而沒(méi)有高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選時(shí)隙 h。第三種情況如圖10所示，當(dāng)前超幀中同時(shí)有多個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，即同時(shí)存在多 個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)時(shí)，多個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)在H時(shí)隙便會(huì)發(fā)生碰撞，一個(gè)H時(shí)隙 已無(wú)法實(shí)現(xiàn)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的優(yōu)先競(jìng)爭(zhēng)，則啟動(dòng)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選時(shí)隙h。h時(shí)隙一旦被啟 用，高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)既能在h時(shí)隙中競(jìng)爭(zhēng)，也能在普通時(shí)隙中競(jìng)爭(zhēng)，而低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)只能在普 通時(shí)隙中競(jìng)爭(zhēng)資源。此種情況下，超幀的競(jìng)爭(zhēng)期不僅有高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)專用時(shí)隙H和普通時(shí) 隙，且有高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選時(shí)隙h，且此時(shí)H時(shí)隙為非空時(shí)隙但無(wú)分組成功傳輸。值得說(shuō)明 的是圖10中所示的h時(shí)隙的位置及數(shù)目，只代表一種可能出現(xiàn)的情形，實(shí)際場(chǎng)景中，h時(shí) 隙的數(shù)目及出現(xiàn)的位置與高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的多少及其競(jìng)爭(zhēng)的情況密切相關(guān)。以上三種情況針對(duì)無(wú)線體域網(wǎng)中的不同業(yè)務(wù)種類(lèi)，實(shí)現(xiàn)了基于優(yōu)先級(jí)的時(shí)隙 ALOHA機(jī)制，從而保證了高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)更高概率的傳輸，這對(duì)應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的無(wú)線體域網(wǎng) 是至關(guān)重要的。步驟3，非競(jìng)爭(zhēng)期中保證時(shí)隙GTS業(yè)務(wù)傳輸。競(jìng)爭(zhēng)期結(jié)束后，所有的協(xié)調(diào)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)均進(jìn)入非競(jìng)爭(zhēng)期，將非競(jìng)爭(zhēng)期中的一個(gè) 時(shí)隙劃分成4個(gè)微時(shí)隙，每個(gè)微時(shí)隙長(zhǎng)度僅為原有時(shí)隙的1/4，若普通節(jié)點(diǎn)有保證時(shí)隙業(yè)務(wù) 需要發(fā)送，并在當(dāng)前超幀之前已成功獲得保證時(shí)隙分配，則該普通節(jié)點(diǎn)根據(jù)已分配的GTS 微時(shí)隙定時(shí)，以便在相應(yīng)的GTS微時(shí)隙打開(kāi)發(fā)送天線或接收天線，完成與協(xié)調(diào)點(diǎn)之間保證 時(shí)隙GTS業(yè)務(wù)的傳輸，若普通節(jié)點(diǎn)沒(méi)有發(fā)送GTS業(yè)務(wù)和接收GTS業(yè)務(wù)，或者普通節(jié)點(diǎn)有GTS 業(yè)務(wù)但未獲得相應(yīng)的GTS微時(shí)隙分配，則該普通節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)。步驟4，非競(jìng)爭(zhēng)期結(jié)束后，所有的普通節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)點(diǎn)進(jìn)入非激活期，并在該時(shí)期進(jìn) 入休眠狀態(tài)；步驟5，非激活期結(jié)束后所有的協(xié)調(diào)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)進(jìn)入下一個(gè)超幀，若網(wǎng)絡(luò)中仍有 超幀存在，則轉(zhuǎn)入步驟1且重復(fù)上述步驟。術(shù)語(yǔ)說(shuō)明WBAN 無(wú)線體域網(wǎng)PDA:個(gè)人數(shù)字助理
EEG:腦電圖ECG:心電圖EMG:肌電圖QoS 服務(wù)質(zhì)量CSMA/CA 載波偵聽(tīng)多址接入沖突避免AL0HA:你好，再見(jiàn)MAC 媒體接入控制IEEE 美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)WPAN 無(wú)線個(gè)域網(wǎng)BluetoothZigbee 紫蜂UWB 超寬帶ICT 信息通信技術(shù)WSN 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)GTS 保證時(shí)隙BI 信標(biāo)間隔BO 信標(biāo)級(jí)數(shù)SD 激活期長(zhǎng)度SO 超幀級(jí)數(shù)Active:激活期Inactive 非激活期CAP 競(jìng)爭(zhēng)期CFP 非競(jìng)爭(zhēng)期ACK 確認(rèn)幀Beacon 信標(biāo)中貞B(tài)eacon Payload 信標(biāo)幀負(fù)載GTS Specification 保證時(shí)隙描述GTS Direction 保證時(shí)隙方向GTS List 保證時(shí)隙列表。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線體域網(wǎng)中基于超幀的高效媒體接入控制方法，包括如下步驟(1)協(xié)調(diào)點(diǎn)在超幀開(kāi)始時(shí)廣播發(fā)送信標(biāo)幀，期中包括超幀長(zhǎng)度、競(jìng)爭(zhēng)期長(zhǎng)度、及GTS描 述域等協(xié)議參數(shù)，各普通節(jié)點(diǎn)接收到信標(biāo)幀后，將所有協(xié)議參數(shù)記錄在本地緩存中；(2)在競(jìng)爭(zhēng)期設(shè)置高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)專用時(shí)隙H、高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選時(shí)隙h和普通時(shí)隙三種 時(shí)隙，普通節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前超幀競(jìng)爭(zhēng)期中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的數(shù)量，采用如下三種不同的競(jìng)爭(zhēng)機(jī) 制，實(shí)現(xiàn)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)在競(jìng)爭(zhēng)期中以更高的概率成功傳輸(2a)當(dāng)前超幀中沒(méi)有高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，即只有低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)時(shí)，低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)采用時(shí)隙 ALOHA的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制在普通時(shí)隙中進(jìn)行傳輸；(2b)當(dāng)前超幀里只有一個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，即同時(shí)存在一個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè) 務(wù)時(shí)，該高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)采用優(yōu)先傳輸?shù)臋C(jī)制，低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)采用時(shí)隙ALOHA競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制在普 通時(shí)隙中進(jìn)行傳輸；(2c)當(dāng)前超幀中同時(shí)有多個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，即同時(shí)存在多個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí) 業(yè)務(wù)時(shí)，高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)啟用高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選時(shí)隙h的競(jìng)爭(zhēng)方式，而低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)采用時(shí) 隙ALOHA競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制在普通時(shí)隙中進(jìn)行傳輸；(3)競(jìng)爭(zhēng)期結(jié)束后所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)入非競(jìng)爭(zhēng)期，將非競(jìng)爭(zhēng)期中的一個(gè)時(shí)隙劃分成4個(gè)微時(shí) 隙，每個(gè)微時(shí)隙長(zhǎng)度僅為原有時(shí)隙的1/4，若普通節(jié)點(diǎn)有保證時(shí)隙GTS業(yè)務(wù)需要發(fā)送，并在 當(dāng)前超幀已成功獲得保證時(shí)隙分配時(shí)，則保證時(shí)隙GTS業(yè)務(wù)的分配是以微時(shí)隙為單位進(jìn) 行；若普通節(jié)點(diǎn)無(wú)保證時(shí)隙GTS業(yè)務(wù)或未獲得保證時(shí)隙分配，則該普通節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠；(4)非競(jìng)爭(zhēng)期結(jié)束后，所有普通節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)點(diǎn)進(jìn)入非激活期，并在該時(shí)期進(jìn)入休眠狀態(tài)；(5)非激活期結(jié)束后，所有協(xié)調(diào)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)進(jìn)入下一個(gè)超幀，并返回步驟(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線體域網(wǎng)媒體接入控制方法，其中步驟(1)所述的信標(biāo)幀， 是在IEEE 802. 15. 4中信標(biāo)幀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，與IEEE 802. 15. 4中的信標(biāo)幀格式相 比，該信標(biāo)幀在GTS描述域中，將GTS的開(kāi)始時(shí)隙和GTS的占用時(shí)隙數(shù)位數(shù)分別增加2位， 用于描述微時(shí)隙的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線體域網(wǎng)媒體接入控制方法，其中步驟Ob)所述的高優(yōu)先 級(jí)業(yè)務(wù)采用優(yōu)先傳輸?shù)臋C(jī)制，是在每個(gè)超幀的競(jìng)爭(zhēng)期為高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)設(shè)置的一個(gè)H時(shí)隙， 當(dāng)前超幀中僅有一個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)時(shí)，高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)在高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)專用時(shí)隙H中實(shí)現(xiàn)優(yōu) 先傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線體域網(wǎng)媒體接入控制方法，其中步驟Oc)所述的啟用高 優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選時(shí)隙h的競(jìng)爭(zhēng)方式，是在一個(gè)H時(shí)隙無(wú)法滿足多個(gè)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)優(yōu)先競(jìng)爭(zhēng) 的情況下，啟用h時(shí)隙，h時(shí)隙一旦啟用，則高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)既能在h時(shí)隙中競(jìng)爭(zhēng)，也能在普通 時(shí)隙中參與競(jìng)爭(zhēng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線體域網(wǎng)媒體接入控制方法，其中步驟C3)所述的普通節(jié) 點(diǎn)在當(dāng)前超幀非競(jìng)爭(zhēng)期的相應(yīng)微時(shí)隙與協(xié)調(diào)點(diǎn)進(jìn)行保證時(shí)隙GTS業(yè)務(wù)交互，是將非競(jìng)爭(zhēng)期 中的一個(gè)時(shí)隙劃分成4個(gè)微時(shí)隙，每個(gè)微時(shí)隙長(zhǎng)度僅為原有時(shí)隙的1/4，保證時(shí)隙GTS業(yè)務(wù) 的分配是以微時(shí)隙為單位進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)線體域網(wǎng)中基于超幀的高效媒體接入控制方法，主要解決IEEE 802.15.4協(xié)議在無(wú)線體域網(wǎng)中，存在無(wú)法區(qū)分業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)和非競(jìng)爭(zhēng)期時(shí)隙浪費(fèi)的問(wèn)題。其實(shí)現(xiàn)步驟是在競(jìng)爭(zhēng)期，采用基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的時(shí)隙ALOHA競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，將競(jìng)爭(zhēng)期設(shè)置成高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)專用時(shí)隙H、高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)備選時(shí)隙h和普通時(shí)隙三種時(shí)隙，普通節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前超幀競(jìng)爭(zhēng)期中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的數(shù)量，采用三種不同的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制；在非競(jìng)爭(zhēng)期，采用微時(shí)隙的機(jī)制，使保證時(shí)隙GTS業(yè)務(wù)的分配和利用以微時(shí)隙為單位進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)時(shí)隙的有效利用。本發(fā)明與IEEE 802.15.4協(xié)議相比，既能保證高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)以更高成功概率進(jìn)行傳輸，又能有效提高非競(jìng)爭(zhēng)期時(shí)隙的利用率，可適用于無(wú)線體域網(wǎng)。
文檔編號(hào)H04W74/08GK102123515SQ20111005773
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)明者劉永俊, 張坤, 李建東, 李長(zhǎng)樂(lè), 武倩倩, 王玲玲 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)