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正文摘录:

牛庆庆等：面向应用的短距离无线通鸯丞缠!耋遵堡△狃剑能力，从而减少处理时间。此外从节点数也是影响扫描周期的重要因素，扫描周期会随着从节点数的增加而变长。因此在对扫描周期有约束条件的场合，需要限制从节点数。图3轮询方式主节点的工作流程图轮询式信道接入的整个过程由主节点控制，各从节点按顺序接入，具有有序性高、复杂度低的优点。类似无线抄表的应用系统主从节点均属于固定节点，不会出现从节点离开主节点通信范围的情况，因此对扫描周期参数的要求相对较低，系统内可接入较多从节点，提高系统容量；同时节点处理能力可适当降低，从而减少成本。若短距离无线通信系统内的从节点具有移动性，那么会出现从节点脱离主节点通信范围而无法与主节点通信的情况。由于从节点的移动性，他在主节点通信范围内的停留时间可能较短，这就要求主从节点的通信在较短时间内完成。如果系统采用轮询方式工作，那么对扫描周期提出很高要求。考虑轮询方式的一种极限情况，设系统内有N个从节点，编号为l，2。…，N，主节点周期性查询从节点。如果编号为n的从节点进入通信范围时，主节点正在查询第”+1个从节点，那么从节点”需要等待整个扫描周期才能被查询到。如果从节点停留在通信范围内的时间小于扫描周期，就不能和主节点建立通信发送数据。由于扫描周期过长及从节点的移动性而造成遗漏查询某个从节点，这是轮询式信道接入机制的一个明显缺陷。3.2.2竞争方式信道接入(1)应用背景在短距离无线通信系统的很多应用中，系统内的从节点数虽然很大，但在某一时刻位于主节点通信范围内、需要与主节点通信的从节点数不多。例如某停车场可停放500辆车，但在某一时刻并非所有的车辆都在停车场内需要与主节点通信。如果采用轮询方式接人信道，主节点不断查询所有车辆，那么大量时间浪费在查询不在通信范围内的车辆上，这样不但增加了主节点的负载压力，降低了系统工作效率，而且本来在通信范围内的车辆由于扫描周期过长可能没等到被查询就离开了通信范围，造成漏查。钳‘对此种情况，提出了竞争方式的信道接入机制。(2)工作原理竞争方式信道接人中主节点的工作流程如图4所示。18图4竞争方式主节点的工作流程图竞争方式信道接入机制的工作过程如下：①主节点不断发送广播信号，搜索可通信的从节点；②从节点收到广播信号后，发送回应消息(含地址码)；③主节点收到某一从节点X的响应消息后获得地址码，向X发送查询命令(含X的地址码)；④从节点X收到查询命令后，向主节点发送数据；⑤主节点正确接收从节点X发送的全部数据后，向x发送阻止命令，要求X不再响应广播信号；⑥从节点x收到阻止信号后设置相应参数，不再响应主节点的广播信号。。⑦主节点转入①，开始新一轮的广播查询。(3)性能分析在竞争方式信道接入机制中工作过程仍由主节点控制，与轮询方式不同的是，主节点预先不知道要查询哪一个从节点。只有当主节点收到从节点的响应信号后，才开始查询该从节点，因此从节点的接入呈现一定的无序性。主节点只是与通信范围内的从节点进行交互，对于通信范围之外的从节点暂不处理，因此可以提高系统效率，这是竞争方式信道接入与轮询方式相比的显著优点。由此不难看出，竞争方式适于从节点移动、总节点数多的应用场合。在竞争方式信道接入机制中，当多个从节点都收到主节点的广播信号后，他们都会向主节点发送响应信号，于是就会竞争使用信道，一旦他们在共享无线信道上发送响应信号的时间交叠，就会出现碰撞现象。因此系统需在主、从节点中采取一定的措施来减小从节点竞争信道时发送碰撞的概率。例如在发生碰撞后可在从节点内设置随机延时。图4中主节点向从节点发送阻止命令，也是为了阻止已成功与主节点完成通信的从节点响应广播信号，从而降低碰撞概率。为了达到更好的性能指标，可能需要引入更为复杂的避免碰撞的措施，因而会增加系统复杂度。可见竞争方式信道接入机制效率的提高，是以复杂度为代价的。