《现代电子技术》2006年第21期摘录:2006年第21期总第236无
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正文摘录:
2006年第21期总第236无线抄表系统中,安装于住户家里的数据采集器属于固定的从节点,而公交信息采集系统中的车载信息采集仪则属于移动的从节点。主节点是整个系统的关键节点,负责通过无线方式收集来自各个从节点的数据,无线抄表系统和公交信息采集系统中管理中心的计算机(包括相应软件)均属于主节点。短距离无线通信系统的总体结构如图l所示。图中节点A是主节点,节点B、C、D、E、F等均是从节点。主从节点通过自组方式构成短距离无线通信系统,系统内的通信只存在于主节点与从节点之间,各从节点之间不进行通信。从节点B、c、D、E、F等都被分配了一个惟一的地址码,主节点A没有分配地址码,但可以通过数据包中的起始字节来区分数据包是发送至主节点还是从节点。发送至从节点的数据包通过地址码来区分发送给哪一个从节点。这种情况适于从节点比较少、只有一个主节点的场合。在从节点比较多时需要设置多个主节点,并为主节点分配地址码。从原理上看,多个主节点的情况和单个主节点的情况基本相同,因为在多个主节点的应用中,每个主节点只是跟隶属于他的从节点进行通信。因此研究仅有一个主节点的情况既具代表性,又可减少分析复杂度。eoo\√~Co’eo∥“\n。3面向应用的短距离无线通信系统的信道接入机制在特定的短距离无线通信系统中一般采用共享无线信道,在某一时刻只有一个节点在信道上发送数据,才能保证整个系统正常工作。系统中各从节点都需要与主节点通信,因此主从节点之间按照何种机制接入信道进行通信,以及各从节点按照怎样的顺序接人信道与主节点通信,是建立短距离无线通信系统需要考虑的一个重要方面,称之为系统的信道接入机制。3.1信道接入机制的分类根据不同的考虑因素可以对接入机制进行不同的分类。(1)根据“由哪个节点控制信道的接入”可分为集中式和分布式。在集中式机制巾,有一个中央监控节点专门实施信道的接入控制功能,任何节点必须得到中央监控节点的允许才能使用信道。在分布式机制中所有的节点共同完成信道的接入控制功能,动态地决定发送数据的顺序。与分布式相比,采用集中式的系统各节点接入信道的逻辑较为简单,同时可避免各节点之间复杂的相互配合问题。在短距离无线通信系统的应用中,从性能和复杂度考虑,一般选择集中式信道接入机制。(2)根据“如何进行信道接入”可分为循环、预约和竞争3种方式。在循环方式中每个节点轮流得到使用信道的机会,所有节点按一定的逻辑顺序轮流占用信道,这种顺序控制可能是集中式也可能是分布式。预约方式适合于较长时间、连续传输的通信情形,如话音通信或长文件传输等,一般把信道的使用时间划分成时隙,预约方式也可以是集中控制或分布控制的。对于短时间零星传输的突发性通信来说,竞争方式比较适合,他并不限制各个节点的发送权,各个节点自由竞争使用信道的机会,可见竞争方式是杂乱而无序的;其优点是简单,在轻负载或中等负载时效率较高,当负载很重时性能很快下降。3.2面向应用的短距离无线通信系统的信道接入机制在短距离无线通信系统的应用中为了降低系统复杂度,一般选择集中控制的信道接入方式。由于系统内节点间的通信具有时间短、数据量小的特点,因此不适合采用预约方式,通常选择循环式和竞争式。由此在应用中形成两种主要的信道接人机制:轮询方式和竞争方式。3.2.1轮询方式信道接入(1)工作原理以轮询方式工作的系统拓扑结构如图2所示(图中虚线表示信道是无线信道,而非有线链路)。阜耳…呸甲¨-l‘兰……一:,k……~j.………….主…………收图2轮询方式的拓扑结构设系统中有一个主节点、N个从节点,系统工作过程由主节点控制。主节点周期性地向各从节点发送查询命令,各从节点只有当被主节点查询时才能向主节点发送数据。当某一从节点数据传输完毕后.主节点开始对下一个从节点查询,直到所有从节点都查询完毕。由于主节点向从节点发送数据时,数据包均带有从节点的地址码,所以不会出现杂乱的现象,每个从节点只接收发送给自己的数据。轮询方式中主节点的工作流程如图3所示。(2)性能分析对于以轮询方式工作的系统来说,扫描周期是一个重要的性能参数,其定义为对系统内所有从节点都查询一次需要的总时间,包括两部分:固定部分扫描周期中的固定部分称为游走时间,是指所有从节点都没有数据要发送时系统对所有从节点都查询一次的时间。游走时问取决于查询命令的长度等。可变部分是指各从节点被查询后发送数据的处理时间的总和。要减小扫描周期可以提高主、从节点的处理】7
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