专利名称：一种适用于共享介质组网的无冲突访问方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于共享介质组网的无冲突访问方法及其装置，属于数据通信领域和数字通信领域。
在数据通信中，部分或全部站点可以使用共享介质，如以太网上的站点共同使用一条总线，按IEEE 802.11标准工作的无线LAN上的站点共同使用某段无线频带。这种共同使用的总线或无线频带就是共享介质。由于介质是共享的，如果两个或多个站点同时发送数据，就可能产生冲突，导致数据不能正确接收而重发。特别是共享无线频带，由于一个站点发送数据的同时不能接收，或者由于自己发送的信号的强度比从其它站点来的信号的强度大得多而很难在发送的同时分辩是否冲突，一帧数据(或说是一包数据)要在发送完后才能知道是否冲突，如果发生冲突，要到数据发送完后才能知道，因而会浪费很多时间。另一方面，IEEE 802.11b无线LAN和蓝牙网络(即BLURTOOTH)均使用2.4GHz工业科学医学(即ISMIndustrial Scientific Medicine)无线频带，如果在某个地方二者同时存在，也会发生冲突。
本发明的目的是提供一种能克服这种冲突的介质访问控制(后面简称MAC)方法及其采用该方法的装置和网络系统。
本发明所说的MAC方法是一种用于共享介质组网的MAC方法，网络系统中至少有一个站点在发送数据之前要检测共享介质是否空闲，该站点仅在它认为共享介质是空闲的情况下才开始发送数据(后面简称其为STAT)，本发明的要点是这样的站点开始发送数据的时间是部分或完全错开的，或者是与其它使用该介质的站点的开始发送数据的时间是错开的。这里的完全错开指每个STAT开始发送数据的时间均不相同；而部分错开指有些STAT开始发送数据的时间是不要求错开的，或者是这一部分和另一部分是错开的，而各部分内部则不要求错开，等等。因为每个STAT在发送数据之前要检测共享介质是否空闲，而且仅在它认为共享介质是空闲的情况下才开始发送数据，因此它不会影响正在传送着的数据。如果网络系统中的站点都是这样的STAT，则整个网络系统中的STAT不会因为同时发送数据而产生冲突。STAT开始发送数据的时间可通过其中某个STAT的时钟或网络中其它站点的时钟错开。在不同的时间段错开STAT开始发送数据的时钟可相同，也可不同。错开STAT开始发送数据的时钟可复制到各STAT，并且可被定期或不定期地校准。共享介质可是蓝牙网络和无线LAN均可使用的2.4GHz工业科学医学无线频带。STAT可检测出无线LAN信号和蓝牙网络信号。初始错开STAT开始发送数据的时钟可人为设定或自动产生。之后如果检测到蓝牙网络信号，错开STAT开始发送数据的时钟可改变到蓝牙网络的主站点的时钟上。如果一定时间内未收到蓝牙网络的主站点的时钟，错开STAT开始发送数据的时钟可重新改变到人为设定的时钟上或重新自动产生。当然，如果一个STAT在一段时间内既检测到了无线LAN信号，又检测到了蓝牙网络信号，说明在该区域可能同时存在无线LAN和蓝牙网络的微网(即PICONET)；这里的主站点就是该微网的主站点。人为设定错开STAT开始发送数据的时钟的一个例子是人为指定一个STAT的时钟为错开STAT开始发送数据的时钟，在加电初始化期间和每隔一定的时间(如1秒钟或1分钟)，该STAT将自己的时钟发送给其它STAT，其它STAT按接收到的时钟调整自己的时钟，这样错开STAT开始发送数据的时钟可保持一致或基本一致。自动产生错开STAT开始发送数据的时钟的一个例子是在加电初始化期间和每隔一定的时间(如1秒钟或1分钟)，任一STAT可将自己的时钟发送给其它STAT，其它STAT按接收到的时钟调整自己的时钟，如果某个STAT未收到这样的时钟，它可将自己的时钟发送给其它STAT，其它STAT按最后接收到的时钟调整自己的时钟，这样错开STAT开始发送数据的时钟可保持一致或基本一致。STAT开始发送数据的时间可根据蓝牙网络的时隙错开。如在一个时隙内将STAT开始发送数据的时间及与蓝牙网络的站点开始发送数据的时间错开。可将一个蓝牙网络的时隙按5uS或10uS分为若干段，使按蓝牙网络工作的站点在第一段的起始时刻开始发送数据，按无线LAN工作的STAT分别在以后各段的起始时刻开始发送数据。按无线LAN工作的STAT可重新分割要发送的物理层服务数据单位和重新组织物理层集中协议数据单位(后面简称PLCP PPDU)，从而使得每个PLCP PPDU都能够在发送该PLCP PPDU的时隙结束前的一定时间内发送完毕。这里的一个PLCP PPDU就是一帧数据。按蓝牙网络工作的一个站点一次连续发送出去的数据及其头尾也是一个数据帧。
本发明所说的装置指用于共享介质组网的装置，其要点在于该装置采用了本发明提出的用于共享介质组网的MAC方法。这种装置可是一个站点或一个STAT，也可是一个站点或一个STAT的一部分。该装置可包含有蓝牙网络信号识别电路、无线LAN信号识别电路和B/W发送控制电路。B/W发送控制电路可根据蓝牙网络信号识别电路和无线LAN信号识别电路的输出等来控制蓝牙网络数据或无线LAN数据的发送。该装置可包含有开始发送数据的时间设置和控制电路。
本发明所说的网络系统指使用共享介质的网络系统，其要点是该网络系统采用了本发明提出的用于共享介质组网的MAC方法或包含有本发明提出的用于共享介质组网的装置。该网络系统的站点可全部是STAT，且各STAT开始发送数据的时间是完全错开的。这是一种无冲突共享介质的网络系统。该网络系统的站点可全部是STAT，且各STAT开始发送数据的时间是与蓝牙网络站点开始发送数据的时间是错开的。这是一种共享介质的无线LAN，它可以与蓝牙网络共存。如果适当调整其STAT发送的数据帧的大小，则其不会影响蓝牙网络的工作。该网络系统可至少有一个STAT经常作为蓝牙网络的微网的主站点出现，控制该微网上各站点的数据发送。通过此STAT或主站点可调节蓝牙网络和无线LAN发送数据的优先级。
本发明可实现共享介质的无冲突访问，提高网络，特别是大流量情况下的有效吞吐量。可实现2.4GHz工业科学医学无线频带上蓝牙网络和无线LAN的共存，甚至完全消除其冲突。方法简单，容易实现。
权利要求
1.一种用于共享介质组网的介质访问控制(后面简称MAC)方法，网络系统中至少有一个站点在发送数据之前要检测共享介质是否空闲，该站点仅在它认为共享介质是空闲的情况下才开始发送数据(后面简称这样的站点为STAT)，其特征在于，这样的站点开始发送数据的时间是部分或完全错开的，或者是与其它使用该介质的站点的开始发送数据的时间是错开的。
2.如权利要求1所述的用于共享介质组网的MAC方法，其特征在于，STAT开始发送数据的时间是通过其中某个STAT的时钟或网络中其它站点的时钟错开的，在不同的时间段错开STAT开始发送数据的时钟可以相同，也可以不同。
3.如权利要求2所述的用于共享介质组网的MAC方法，其特征在于，错开STAT开始发送数据的时钟可以复制到各STAT，并且被定期或不定期地校准。
4.如权利要求1、2或3所述的用于共享介质组网的MAC方法，其特征在于，共享介质是蓝牙网络和无线LAN均可使用的2.4GHz工业科学医学无线频带。
5.如权利要求4所述的用于共享介质组网的MAC方法，其特征在于，STAT既能检测出无线LAN信号，又能检测出蓝牙网络信号，初始错开STAT开始发送数据的时钟人为设定或自动产生，之后如果检测到蓝牙网络信号，错开STAT开始发送数据的时钟改变到蓝牙网络的主站点的时钟上，如果一定时间内未收到蓝牙网络的主站点的时钟，错开STAT开始发送数据的时钟可重新改变到人为设定的时钟上或重新自动产生。
6.如权利要求5所述的用于共享介质组网的MAC方法，其特征在于，STAT开始发送数据的时间是根据蓝牙网络的时隙错开的。
7.如权利要求6所述的用于共享介质组网的MAC方法，其特征在于，将一个蓝牙网络的时隙按5uS或10uS分为若干段，使按蓝牙网络工作的站点在第一段的起始时刻开始发送数据，按无线LAN工作的STAT分别在以后各段的起始时刻开始发送数据。
8.如权利要求6或7所述的用于共享介质组网的MAC方法，其特征在于，按无线LAN工作的STAT能够重新分割要发送的物理层服务数据单位，且能重新组织物理层集中协议数据单位(后面简称PLCP PPDU)，从而使得每个PLCP PPDU都能够在发送该PLCP PPDU的时隙结束前的一定时间内发送完毕。
9.一种用于共享介质组网的装置，其特征在于，该装置采用了如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的用于共享介质组网的MAC方法。
10.如权利要求9所述的用于共享介质组网的装置，其特征在于，该装置包含有蓝牙网络信号识别电路、无线LAN信号识别电路和B/W发送控制电路。
11.如权利要求9或10所述的用于共享介质组网的装置，其特征在于，该装置包含有开始发送数据的时间设置和控制电路。
12.一种使用共享介质的网络系统，其特征在于，该网络系统采用了如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的用于共享介质组网的MAC方法或其中包含有如权利要求9、10或11所述的用于共享介质组网的装置。
13.如权利要求12所述的使用共享介质的网络系统，其特征在于，该网络系统的站点全部是STAT，且各STAT开始发送数据的时间是完全错开的。
14.如权利要求12所述的使用共享介质的网络系统，其特征在于，该网络系统的站点全部是STAT，且各STAT开始发送数据的时间与蓝牙网络站点开始发送数据的时间是错开的。
15.如权利要求12、13或14所述的使用共享介质的网络系统，其特征在于，该网络系统至少有一个STAT经常作为蓝牙网络的小网的主站点出现，控制该小网上各站点的数据发送。
全文摘要
一种用于共享介质组网的MAC方法,各STAT开始发送数据的时间部分或完全错开,或者与其它使用同一介质的站点开始发送数据的时间错开,可以有效地、甚至完全克服因同时发送数据而引起的冲突,提高网络、特别是大流量情况下的有效吞吐量。用于2.4GHz工业科学医学无线频带,可实现无线LAN和蓝牙网络的共存。该方法比较简单,容易实现。采用该方法可构建无冲突LAN或和现有蓝牙网络共存且对其无任何影响的高速无线LAN。
文档编号H04L12/28GK1379566SQ01116609
公开日2002年11月13日 申请日期2001年4月6日 优先权日2001年4月6日
发明者来智勇 申请人:超维公司