[发明专利]基于多通道的并行节点接纳方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种节点接纳方法，可应用于各种采用时分复用/时分多址机制分配信道的局域网和接入网领域。

背景技术

在基于共享媒质的局域网和接入网中，常采用一个有中心的点到多点的逻辑拓扑结构。在这种网络结构中，存在一个中心节点以及多个从属节点，除中心节点之外的其它节点称为从属节点。中心节点和从属节点之间可以直接进行数据通信，各从属节点之间的通信一般需要通过中心节点进行转发。一个新的从属节点上电初始化或复位之后，向中心节点注册并加入到现有系统的过程称为节点接纳。通常，节点接纳完成之后，才能进行正常数据通信。为完成节点接纳，中心节点和从属节点通常需要多次交互信息。在此过程中，信道在时间上被划分成连续且互不重叠的接纳周期；每个接纳周期含有下行探测帧时隙和上行探测帧时隙；下行探测帧时隙用于中心节点生成并发送下行探测帧，上行探测帧时隙用于从属节点生成并发送上行探测帧。上行/下行探测帧主要完成物理层的信道训练，并承载中心节点和从属节点在节点接纳过程中交互的MAC层上行/下行信令帧。相邻两个下行探测帧的起始时间间隔为一个接纳周期。

在已存在的网络系统中，通常采用基于单通道的一对一的接纳方法。在这种方法中，每个接纳周期只含有一个下行探测帧时隙和一个上行探测帧时隙，分别用于中心节点发送一个下行探测帧和从属节点发送一个上行探测帧；一个上行/下行探测帧用于进行物理层的信道训练并分别承载节点接纳过程的一路上行/下行MAC层信令帧；中心节点对各个从属节点的接纳是以串行方式进行的，即只有一个从属节点接纳完成后才能进行下一个从属节点的接纳。

上述的节点接纳方法是目前基于共享媒质的局域网和接入网中广泛使用的方法，但存在着从属节点多时接纳时间长，接纳请求易发生冲突的缺点。

在局域网和接入网中，通常从属节点较多，一个中心节点需要完成对多个从属节点的接纳过程。而在基于单通道的一对一的接纳方法中，在一个上行/下行探测帧时隙内传输的一个上行/下行探测帧承载一路上行/下行信令帧。一个中心节点只能同时进行一个从属节点的接纳过程，当多个从属节点同时需要接纳到网络中时，需要等待较长时间才能完成整个接纳过程，尤其在停电后恢复供电导致各从属节点同时上电的情况下，中心节点完成所有从属节点的接纳过程需要很长的时间；并且在当前从属节点完成接纳过程后，大量的等待接纳的从属节点在唯一的上行探测帧时隙通常会竞争接纳机会，同时发送接纳请求，从而发生冲突，造成了时间浪费，发生冲突的从属节点只能在之后的接纳周期内的上行探测帧时隙再次发送接纳请求，因此进一步延长了接纳时间。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种基于多通道的并行节点接纳方法，以缩短接纳时间，降低冲突概率，提高接纳效率，同时节省信道资源。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

（1）采用时分复用/时分多址机制分配信道资源，对下行采用时分复用，对上行采用时分多址，将信道在时间上划分成连续且互不重叠的接纳周期；

（2）在每个接纳周期内采用固定规划或动态规划方式，规划出如下不同用途的时隙：

用于中心节点发送下行数据帧的若干个下行数据帧时隙，用于从属节点发送上行数据帧的若干个上行数据帧时隙；

用于中心节点发送下行控制帧的若干个下行控制帧时隙，用于从属节点发送上行控制帧的若干个上行控制帧时隙；

用于中心节点发送一个下行物理层探测帧的一个下行探测帧时隙；

用于从属节点发送N个上行物理层探测帧的N个上行探测帧时隙；

（3）利用步骤（2）规划得到的一个下行探测帧时隙和N个上行探测帧时隙，构成N个双向信令通道：

（3a）利用在一个下行探测帧时隙发送的一个下行物理层探测帧，划分出N个下行MAC层信令帧通道，承载N路下行MAC层信令帧，每个通道承载一路下行MAC层信令帧，所述MAC层，是指媒质接入控制层；

（3b）利用在一个上行探测帧时隙发送的一个上行物理层探测帧，提供一个上行MAC层信令帧通道，承载一路上行MAC层信令帧；

（3c）将N个下行MAC层信令帧通道与N个上行MAC层信令帧通道对应，构成N个双向信令通道，即第i个下行MAC层信令帧通道对应第i个上行MAC层信令帧通道，构成第i个双向信令通道，每个下行MAC层信令帧通道承载的下行MAC层信令帧中带有标志，表明其对应的双向信令通道当前的状态处于忙碌或者空闲；