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多机环境下的无线通信网络
多机环境下的无线通信网络
 
  • 概述:
  随着越来越多的无线通信网络的应用，大多数工作在ISM频段（Industrial, Scientific,Medical），有必要在同样的通信频段下使各个网络的并存，在此我们将讨论各个网络的相互并存。
  • 通信抗干扰技术:
   下面以时间和频率域来介绍两种抗干扰技术：TDMA(Time divison multipleaccess)和FDMA(Frequency Division MultipleAccess),许多系统采用突发（burst）通信方式，系统的频率按下面三种方式操作。
  1. 固定频率通道（Lowcomplexity）
  2. 动态频段（Mediumcomplexity）
  3. 跳频（Highcomplexity）
   动态频道分配应用于系统内所有主机都可发射、接收的情况下。通信双方采用握手的方式，接收方通知发送方数据的接收情况，发送方通过接收方的响应（ACK）情况，从而确定丢包率（PLR）,当系统的丢包率达到系统门槛值（threshold）系统改变频道，频道更换一般通过频道表、频道上下移动两种算法来确定。
　　频道更换过程：发送方检测到丢包率（PLR）超过设定值开始换频，通过发送“change channel to X(Xrepresent the newchannel)”包到接收端，接收端发出响应（ACK），同时根据相关算法调到预定义的频道，新频道设置好之后接收端等待发射端的响应（ACK），如果在设定时间内（Timeout）没有收到发送端的数据，接收端返回到之前的频道，接收端一直处于该频道直到收到发送端数据。
　　假如发送端发送“change channel toX”之后没有收到接收端响应（ACK），发送端等待,在规定时间内（Timeout）没有收到接收端的响应（ACK）,发送端重发，直到重发计算器（counter）溢出,接收端没有响应，表明通信错误，发送端返回到开始频道重新与接收端通信。
　　假如发送端收到响应（ACK）,确定接收端频道已经更换，发送方在新的频道上发出“report-in”包，等待接收方响应。具体流程请参考下图1。
图1
跳频通信在规定的时域内根据预设的频道表来更换频率，是防止通信冲突、阻塞的一种比较安全的方法，比较慢的时钟同步机制不需要时钟同步参考，可以看作与动态频率的概念。发送方每发一次数据更换一次频率，系统高功耗需求。
3. 动态频率分配的实例
　　以下是一个动态频率工作的实例，一个游戏控制系统可能同时控制n个控制器，每个游戏控制器和系统以2.4G无线接口和系统相连接，开始工作是该系统和三个游戏控制器相连，彼此工作在不同的频率，如图2所示。
图2
　　当第四个游戏玩家来参与游戏时，在游戏的有效端口插上游戏控制器时，该控制器上次使用的是CH2，默认频率仍然是上次该控制器的工作频率，如图3所示。
图3
    当TX4/RX4 开始工作时， TX2/RX2和 TX4/RX4的丢包率（ PLR）同时增加，根据优先机制，哪个控制器的 PLR 最先超过极限值时，最先开始换频率，同时后来的接收机启动时 PLR 比较高，这样保证了后来者更换频道。频率更换之后如所示 。  

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