专利名称：一种信道接入方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术，特别是涉及一种信道接入方法。
背景技术：
目前的电气电子工程师协会(IEEE)标准(Std)802. 11对无线局域网的物理层和 媒体访问控制(MAC)层进行了规范。IEEE Std802. 11的MAC的基本的信道接入方法采用分 布式协调功能(DCF)，称作带碰撞避免的载波侦听多址访问(CSMA/CA)。在DCF机制下的信道接入方法中，需要进行发送的节点应侦听媒体，以确定是否 有其它的节点正在发送，如果没有其它节点正在发送，则确定媒体不忙，则该节点可以进行 发送。现有的载波侦听机制由物理载波及虚拟载波侦听共同完成。其中，物理载波侦听通过 节点接收周围信道上的信号来确定信道的占用情况；而虚拟载波侦听则是在对接收到的信 息进行分析的基础上判断信道将被占用的时间，以确定自身的发送需要延迟多长时间。网 络中的每一个节点都要维护一个网络分配向量(NAV)，指示出一个正在进行的传输所需的 时间。物理的和虚拟的载波侦听功能用于确定信道的状态。只要其中一者指示信道忙，则 信道就被认为忙，否则信道被认为空闲。载波侦听机制将NAV状态和使用物理载波侦听的 节点的发送器状态结合在一起来确定信道的忙闲状态。NAV可被看作一个计数器，以均勻 速率往下计数到0。当计数器为0时，虚拟载波侦听指示为信道闲；否则，指示为忙。只要 节点正在发送，信道就被确定为忙。如果信道为忙，则节点将推迟发送，直到媒体在一段时 间内一直空闲。物理载波侦听机制应由物理(PHY)层提供。虚拟载波侦听机制由MAC层提 供，通过分发预约信息来宣布媒体将被使用的时间。现有的MAC帧格式如图1所示。参见 图1，MAC帧包含一个持续时间/身份标识(Duration/ID)字段，用于定义信道将被保留的 时间周期，对于数据业务，该时间周期用以发送实际数据帧和返回响应(ACK)帧。所有处于 源节点或目的节点接收范围内的节点都将得知信道已经被预约。接收到有效帧的节点利用 收到的Duration/ID字段的信息，当新的NAV值大于当前的NAV值，且该帧未寻址到该接收 方节点时，接收到有效帧的节点更新自己的NAV。根据上述DCF机制的信道接入方法，在多跳情况下，由于每一帧都采用CSMA/CA机 制，因此无法保证话音业务的时延和抖动性能。也就是说，IEEE Std 802. 11规定的DCF机 制的信道接入方法不适合传输对时延和抖动指标要求较严格的话音业务，虽然其可以很好 的支持非实时性业务，但是对实时性业务的时延和抖动不能保证。总之，现有的DCF机制的 信道访问方法无法支持多跳情况下的话音业务。
发明内容
本发明提供了一种信道访问方法，采用该方法能够实现多跳情况下的话音业务。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明公开了一种信道接入方法，包括判断发送节点需要发送话音信息或者数据信息；
如果是数据信息帧，则发送所述数据信息，在发送结束后释放信道；如果是话音信息，则发送话音信息，在所述话音信息中携带预约信息；接收节点接 收所述话音信息，根据所述预约信息更新网络分配向量NAV。在上述方法中，所述发送话音信息之前，该方法进一步包括进行信道侦听，判断信道是否空闲；如果否，则返回进行信道侦听，判断信道是否空闲的步骤；如果是，则继续进行时间长度为帧间间隔IFS的信道侦听，判断信道是否空闲；如果否，则返回进行信道侦听，判断信道是否空闲的步骤；如果是，则执行发送话音信息的步骤。在上述方法中，所述发送话音信息，包括根据退避算法对话音信息进行退避操作；向信道接入并发送进行退避操作后的话音信息。在上述方法中，承载所述话音信息的话音帧的IFS小于承载所述数据信息的数据 帧的IFS。在上述方法中，所述在所述话音信息中携带预约信息，包括在承载所述话音信息的话音帧的媒体访问控制MAC帧头中携带预约信息。在上述方法中，所述MAC帧头包括帧控制域；所述帧控制域具体包括类型域和子类型域，用于表示该帧的类型。在上述方法中，所述类型域值为11且子类型域值为0001用于表示该帧类型为话 音帧。在上述方法中，所述预约信息，包括起始时间，用于设置下一话音帧的起始发送时间；持续时间，用于设置下一话音帧占用信道的时间；所述MAC帧头，包括起始时间字段，用于携带起始时间；
持续时间字段，用于携带持续时间。在上述方法中，所述根据所述预约信息更新NAV，包括将预约信息涉及的预约时间段设置为忙。在上述方法中，所述根据所述预约信息更新NAV之后，该方法进一步包括如果接收节点需要发送信息，判断当前话音信息的接收时刻与起始时间之间的空 闲时间是否能够完成帧交换过程，如果是，进行信息发送，否则，不进行信息发送。由以上发明内容可见，本发明实施例的信道接入方法中，对于话音信息，在发送的 话音信息中携带预约信息，接收节点接收话音信息后，根据该预约信息更新NAV，因此根据 预约信息为后续话音信息预留了发送帧，相当于存在了一条固定的连接，从而保证了信道 资源的可靠占用，保证了话音业务的实时性和抖动性能。对于数据信息帧，则发送所述数据 信息，在发送结束后释放信道，因此能够在传输话音信息的间隙对数据信息进行插空传输。
图1为现有技术中的MAC帧格式结构示意图2为本发明实施例的信道接入方法的流程示意图；图3为本发明实施例的信道接入方法中的MAC帧格式结构示意图；图4为本发明实施例的信道接入方法中的MAC帧的帧控制域的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对 本发明进行详细描述。本发明的基本思想是，在话音信息中携带预约信息，用于预约下一个话音信息所 占用的时间，从而实现多跳情况下的话音业务。本发明实施例的信道接入方法至少包括以下步骤判断发送节点需要发送话音信息或者数据信息。如果是数据信息帧，则发送所述数据信息，在发送结束后释放信道。由于在发送数 据信息后释放信道，因此下次数据信息接入时需要重新竞争信道。如果是话音信息，则发送话音信息，在所述话音信息中携带预约信息，接收节点接 收所述话音信息，根据所述预约信息更新NAV。对于话音业务，承载话音信息的第一帧采用 CSMA/CA方式接入信道，通过第一帧对下一帧进行信道预约。在话音信息中携带预约信息， 因此能够确保下一个信息中的同一时隙用于承载话音信息，从而保证语音业务的实时性和 抖动性能。由此可见，本发明提出的信道接入方法中，话音信息采用预约接入方式，数据信息 采用插空技术接入，因此技能支持数据传输，又能保证话音业务的最大时延，从而达到理想 的系统容量和服务质量。在此基础上，话音信息还可以同时采用载波侦听的接入方式，进一 步减小网络中的负载冲突机率。以下通过一个具体实施例对本发明的信道接入方法进行详 细说明。图2为本发明实施例的信道接入方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括以 下步骤。步骤201 判断发送节点需要发送话音信息或者数据信息，如果是数据信息，则执 行步骤202 ；如果是话音信息，则执行步骤203。步骤202 发送所述数据信息，在发送结束后释放信道。在本步骤中，对数据信息 的发送可以采用现有的信道接入方法，例如根据IEEE Std 802. 11的规定来完成。步骤203 进行信道侦听，判断信道是否空闲。如果否，则返回步骤203，继续进行 信道侦听，判断信道是否空闲；如果是，执行步骤204。步骤204 继续进行时间长度为帧间间隔(IFS)的信道侦听，判断信道是否空闲。 如果否，则返回步骤203，继续进行信道侦听，判断信道是否空闲；如果是，则执行步骤205。 在本步骤中，承载所述话音信息的话音帧的IFS小于承载所述数据信息的数据帧的IFS，因 此能够保证话音业务优于数据业务访问信道。步骤205 发送话音信息，在话音信息中携带预约信息。在此步骤中，还可以在发 送话音信息之前进行退避操作，具体为根据退避算法对话音信息进行退避操作；向信道 接入并发送进行退避操作后的话音信息。本发明实施例对退避算法的具体方法不做限制， 任何退避算法均可适用。在步骤204中，对与信道侦听空闲的情况，依旧继续执行一个时间长度为IFS的信道侦听，在IFS内仍旧空闲的情况下才接入信道进行发送，并且，在步骤205中，话音信息经 过退避算法处理之后才接入信道，因此，减小了网络负载很重时发生冲突的机率。并且，通过对承载话音信息的话音帧进行改进，实现在话音信息中携带预约信息。 具体地，在承载所述话音信息的话音帧的MAC帧头中携带预约信息，该预约信息包括下一 话音帧的起始时间和下一话音帧占用信道的持续时间。在本发明实施例中，对现有技术中 的话音帧的结构进行改进，尤其对于话音帧的MAC帧头进行改进。图3为本发明实施例的 信道接入方法中的MAC帧格式结构示意图。如图3所示，本发明实施例的信道接入方法中 的MAC帧头中至少包括起始时间字段和持续时间字段。起始时间字段长度为16比特，用 于携带起始时间，起始时间字段的值是下一个话音帧的起始发送时间。持续时间字段长度 为1比特，用于携带持续时间，持续时间字段的值是下一个话音帧的占用信道的时间。因 此，起始时间字段和持续时间字段确定了一个话音帧需要占用信道的时间，因此，为发送下 一个话音帧，根据上述需要占用信道的时间预留信道时间。本发明实施例的MAC帧格式中， 起始时间字段和持续时间字段可以由现有技术的MAC帧格式中的持续时间/身份标识字段 划分而成。本发明实施例的信道接入方法中的MAC帧头中还包括帧控制域。与现有技术相 比，本发明实施例对帧控制域也进行了改进。图4为本发明实施例的信道接入方法中的MAC 帧的帧控制域的结构示意图。如图4所示，帧控制域至少包括类型域和子类型域，均用于 表示该帧的类型。在现有的MAC帧头结构中，类型值11和子类型值0000-1111均为保留值。 在本实施例中，用类型域值为11且子类型域值为0001表示话音帧类型。步骤206 接收节点接收所述话音信息，根据所述预约信息更新NAV。具体更新方 法为将自身的NAV中预约信息涉及的预约时间段设置为忙。则进行了上述更新后，在预约 信息涉及的预约时间段内不能再发送任何信息。步骤207 如果接收节点需要发送信息，判断当前话音信息的接收时刻与起始时 间之间的空闲时间是否能够完成帧交换过程，如果是，进行信息发送，否则，不进行信息发送。并且，对于多跳的话音业务，当超过若干跳或实时性不能保证时，中继节点丢弃话 音帧，并且，在丢弃话音帧之后，向原节点返回丢弃原因，或者，不向原节点返回丢弃原因， 原节点判断呼叫不通时放弃话音业务。由以上具体实施方式
可见，无论对于承载话音信息的话音帧还是承载数据信息的 数据帧，最开始依然可以采用现有的信道接入方法来竞争信道。不同的是，对话音信息或数 据信息进行判断，如果是话音信息竞争得到信道，则其后每个分组信息都要预约信道，对每 一跳的信道来说，其被预约的时间是下一个话音信息发送的时刻起，经过话音帧发送时间、 话音帧间间隔、下一跳中继节点转发的时间。并且，由于话音性信息的IFS小于数据信息的IFS，因此话音信息抢占信道的优先 级高于数据信息，这样对于语音业务来说，只要最开始抢占到信道后，在整个通话期间，相 当于存在了一条固定的连接，从而保证了信道资源的可靠占用，保证了话音业务的实时性 和抖动性能。并且，由于话音帧很短且大小固定，对于这条通路上的两个节点之间并没有一直 占用信道，而是存在很多的空隙，其它节点如果有其它信息需要发送，可以根据帧类型和相应的接入信道的原则，判断是否可以插空传输。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
一种信道接入方法，其特征在于，包括判断发送节点需要发送话音信息或者数据信息；如果是数据信息帧，则发送所述数据信息，在发送结束后释放信道；如果是话音信息，则发送话音信息，在所述话音信息中携带预约信息；接收节点接收所述话音信息，根据所述预约信息更新网络分配向量NAV。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送话音信息之前，该方法进一步包括进行信道侦听，判断信道是否空闲；如果否，则返回进行信道侦听，判断信道是否空闲的步骤；如果是，则继续进行时间长度为帧间间隔IFS的信道侦听，判断信道是否空闲；如果否，则返回进行信道侦听，判断信道是否空闲的步骤；如果是，则执行发送话音信息的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述发送话音信息，包括 根据退避算法对话音信息进行退避操作；向信道接入并发送进行退避操作后的话音信息。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，承载所述话音信息的话音帧的IFS小于承载所述数据信息的数据帧的IFS。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在所述话音信息中携带预约信 息，包括在承载所述话音信息的话音帧的媒体访问控制MAC帧头中携带预约信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于， 所述MAC帧头包括帧控制域；所述帧控制域具体包括类型域和子类型域，用于表示该帧的类型。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述类型域值为11且子类型域值为0001用于表示该帧类型为话音帧。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于， 所述预约信息，包括起始时间，用于设置下一话音帧的起始发送时间； 持续时间，用于设置下一话音帧占用信道的时间； 所述MAC帧头，包括 起始时间字段，用于携带起始时间； 持续时间字段，用于携带持续时间。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预约信息更新NAV，包括 将预约信息涉及的预约时间段设置为忙。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述预约信息更新NAV之后，该 方法进一步包括如果接收节点需要发送信息，判断当前话音信息的接收时刻与起始时间之间的空闲时 间是否能够完成帧交换过程，如果是，进行信息发送，否则，不进行信息发送。
全文摘要
本发明公开了一种信道接入方法。该方法包括判断发送节点需要发送话音信息或者数据信息，如果是数据信息帧，则发送所述数据信息，在发送结束后释放信道，如果是话音信息，则发送话音信息，在所述话音信息中携带预约信息，接收节点接收所述话音信息，根据所述预约信息更新网络分配向量。采用本发明的信道接入方法，根据预约信息为后续话音信息预留了发送帧，从而保证了话音业务的实时性和抖动性能，能够实现多跳情况下的话音业务。
文档编号H04W74/08GK101925192SQ20101023763
公开日2010年12月22日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者吴建峰, 秦殿云 申请人:新邮通信设备有限公司