一种深空光通信网信道定向接入方法

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一种深空光通信网信道定向接入方法
申请号	CN202110644432.6	申请日	2021-06-09	公开(公告)号	CN113573177A	公开(公告)日	2021-10-29
申请人	郑州轻工业大学;			发明人	王小瑞; 陈冬冬; 田二林;
摘要	本发明提出了一种深空光通信网信道定向接入方法，涉及通信方法领域。一种深空光通信网信道定向接入方法，包括以下步骤，在NS2仿真环境中对深空光通信的多接口模型进行了配置；根据深空光通信链路数学传输模型建立深空光通信信道传输模型，并在NS2仿真软件中的Two‑Rayground模型添加上述深空光通信链路传输模型；通过NS2仿真软件配置若干个节点，初始化每个节点，每个节点配置1个探测器和多个激光发射器，上述探测器用于探测和接收各上述激光发射器发出的信号，多个上述激光发射器围绕节点圆周均匀分布，节点通信时选择较近的激光发射器进行信号的发射。
权利要求	1.一种深空光通信网信道定向接入方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤1网络初始化：步骤1‑1：在NS2仿真环境中对深空光通信的多接口模型进行了配置；步骤1‑2：根据深空光通信链路数学传输模型建立深空光通信信道传输模型，并在NS2仿真软件中的Two‑Rayground模型添加所述深空光通信链路传输模型；步骤1‑3：通过NS2仿真软件配置若干个节点，初始化每个节点，每个节点配置1个探测器和多个激光发射器，所述探测器用于探测和接收各所述激光发射器发出的信号，多个所述激光发射器围绕节点圆周均匀分布，节点通信时选择较近的激光发射器进行信号的发射。 2.如权利要求1所述的一种深空光通信网信道定向接入方法，其特征在于，还包括以下步骤，步骤2节点通信：所有节点均处于扫描模式，设置源节点A和目的节点B，判断信道是否处于空闲状态，当不处于所述空闲状态时节点A向节点B发送数据，否则返回扫描模式。 3.如权利要求2所述的一种深空光通信网信道定向接入方法，其特征在于，判断信道是否空闲包括以下步骤：各所述激光发射器和所述探测器的接口配置一个定向网络分配矢量值，所述定向网络分配矢量值用于设置节点传输的预计占用时间，根据所述定向网络分配矢量值判断信道是否处于空闲状态。 4.如权利要求2所述的一种深空光通信网信道定向接入方法，其特征在于，当接口的定向网络分配矢量值为零时，判定信道处于空闲状态，否则相反。 5.如权利要求2所述的一种深空光通信网信道定向接入方法，其特征在于，还包括以下步骤，步骤3交换RTS/CTS：如果信道处于空闲状态，判断节点A是否属于节点B附近，如果属于则选择网络分配矢量值为零的接口向节点B发送RTS帧，否则，选择节点网络分配矢量值为零且靠近节点B的接口，通过该接口的中间节点C向节点B发送RTS帧。 6.如权利要求2所述的一种深空光通信网信道定向接入方法，其特征在于，步骤3还包括以下步骤：节点A向节点B发送RTS帧后，在短帧间隔内等待节点B回复CTS帧，当节点A与节点B之间成功交换RTS帧和CTS帧时，信道预约成功，否则信道预约失败则重复步骤2。 7.如权利要求6所述的一种深空光通信网信道定向接入方法，其特征在于，还包括以下步骤，步骤4数据交换：步骤4‑1：信道预约成功后，节点A通过靠近节点B的接口向节点B发送数据。 8.如权利要求7所述的一种深空光通信网信道定向接入方法，其特征在于，步骤4还包括以下步骤：当节点B接收到数据后，选择靠近节点A的接口回复ACK帧，当节点A收到ACK帧后，数据传输成功，否则数据传输失败则重复步骤3。 9.如权利要求5～8任一项所述的一种深空光通信网信道定向接入方法，其特征在于，各节点分别创建邻居表，将其他节点距离近的接口存储到所述邻居表，根据所述邻居表查找靠近节点的接口。 10.如权利要求2所述的一种深空光通信网信道定向接入方法，其特征在于，还包括以下步骤，步骤5：利用吞吐量、公平性、时延和信道空分复用率分析仿真结果。
说明书全文	一种深空光通信网信道定向接入方法技术领域 [0001] 本发明涉及通信方法领域，具体而言，涉及一种深空光通信网信道定向接入方法。背景技术 [0002] 深空通信(Deep‑space Communication)是进行深空探测的基础和支撑，在深空探测工程中具有举足轻重的地位。激光通信相对于传统微波通信具有容量大、保密性强、轻便、小型化等优点，已被公认为深空通信系统极具前景的传输技术之一。随着空间激光通信技术的不断成熟以及深空探测器技术的发展，深空光通信网有望成为未来深空通信的重要基础设施已成为必然发展趋势。另外，深空光通信网是实现深空高速信息通道的一项战略性基础设施，以深空光通信网为基础，在全球甚至太空范围内实现无缝覆盖的战略系统将为导航定位、深空探测以及遥感遥测等提供强有力的技术支持。然而，激光通信的角度敏感性、视距传输以及深空通信传输距离长等特点为深空光通信骨干网的接入方法提出更高挑战。 [0003] 深空光通信虽然具有大容量、保密性强、轻便、小型化等优于深空无线电通信的特点，但是传输距离遥远，路径衰减严重导致接收信噪比低，传输过程中极易发生错误。深空光通信不同于无线射频通信，它具有发射光束窄、视距通信的特点，且覆盖范围具有一定的方向性。因此，深空光通信的定向接入方法具有实际的应用价值，信道资源的合理分配和管理是深空光通信网的关键问题之一。发明内容 [0004] 本发明的目的在于提供一种深空光通信网信道定向接入方法，其能够实现信道资源的合理分配和管理。 [0005] 本发明的实施例是这样实现的： [0006] 本申请实施例提供一种深空光通信网信道定向接入方法，包括以下步骤， [0007] 步骤1网络初始化： [0008] 步骤1‑1：在NS2仿真环境中对深空光通信的多接口模型进行了配置； [0009] 步骤1‑2：根据深空光通信链路数学传输模型建立深空光通信信道传输模型，并在NS2仿真软件中的Two‑Rayground模型添加上述深空光通信链路传输模型； [0010] 步骤1‑3：通过NS2仿真软件配置若干个节点，初始化每个节点，每个节点配置1个探测器和多个激光发射器，上述探测器用于探测和接收各上述激光发射器发出的信号，多个上述激光发射器围绕节点圆周均匀分布，节点通信时选择较近的激光发射器进行信号的发射。 [0011] 在本发明的一些实施例中，上述一种深空光通信网信道定向接入方法还包括以下步骤，步骤2节点通信：所有节点均处于扫描模式，设置源节点A和目的节点B，判断信道是否处于空闲状态，当不处于上述空闲状态时节点A向节点B发送数据，否则返回扫描模式。 [0012] 在本发明的一些实施例中，上述判断信道是否空闲包括以下步骤：各上述激光发射器和上述探测器的接口配置一个定向网络分配矢量值，上述定向网络分配矢量值用于设置节点传输的预计占用时间，根据上述定向网络分配矢量值判断信道是否处于空闲状态。 [0013] 在本发明的一些实施例中，当接口的定向网络分配矢量值为零时，判定信道处于空闲状态，否则相反。 [0014] 在本发明的一些实施例中，上述一种深空光通信网信道定向接入方法还包括以下步骤，步骤3交换RTS/CTS：如果信道处于空闲状态，判断节点A是否属于节点B附近，如果属于则选择网络分配矢量值为零的接口向节点B发送RTS帧，否则，选择节点网络分配矢量值为零且靠近节点B的接口，通过该接口的中间节点C向节点B发送RTS帧。 [0015] 在本发明的一些实施例中，步骤3还包括以下步骤：节点A向节点B发送RTS帧后，在短帧间隔内等待节点B回复CTS帧，当节点A与节点B之间成功交换RTS帧和CTS帧时，信道预约成功，否则信道预约失败则重复步骤2。 [0016] 在本发明的一些实施例中，上述一种深空光通信网信道定向接入方法还包括以下步骤，步骤4数据交换：步骤4‑1：信道预约成功后，节点A通过靠近节点B的接口向节点B发送数据。 [0017] 在本发明的一些实施例中，步骤4还包括以下步骤：当节点B接收到数据后，选择靠近节点A的接口回复ACK帧，当节点A收到ACK帧后，数据传输成功，否则数据传输失败则重复步骤3。 [0018] 在本发明的一些实施例中，各节点分别创建邻居表，将其他节点距离近的接口存储到上述邻居表，根据上述邻居表查找靠近节点的接口。 [0019] 在本发明的一些实施例中，上述一种深空光通信网信道定向接入方法还包括以下步骤，步骤5：利用吞吐量、公平性、时延和信道空分复用率分析仿真结果。 [0020] 相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果： [0021] 本申请实施例提供一种深空光通信网信道定向接入方法，包括以下步骤，步骤1网络初始化：步骤1‑1：在NS2仿真环境中对深空光通信的多接口模型进行了配置；步骤1‑2：根据深空光通信链路数学传输模型建立深空光通信信道传输模型，并在NS2仿真软件中的 Two‑Rayground模型添加上述深空光通信链路传输模型；步骤1‑3：通过NS2仿真软件配置若干个节点，初始化每个节点，每个节点配置1个探测器和多个激光发射器，上述探测器用于探测和接收各上述激光发射器发出的信号，多个上述激光发射器围绕节点圆周均匀分布，节点通信时选择较近的激光发射器进行信号的发射。 [0022] 本申请通过在NS2仿真环境中配置深空光通信的多接口模型，针对深空光通信对角度和方位的敏感特性，多个激光发射器围绕各节点圆周均匀分布，从而通信时利用最靠近接收节点的激光发射器进行信号发射，并且利用不同节点的探测器对信号进行探测和接收，结合空分复用和频分复用，提出了深空光通信网信道定向接入的方法。本发明为不同节点分配无线信道资源，即控制媒体如何接入信道来进行数据的发送。通过为不同节点配置覆盖在一定范围内的多个收发器，从而选择相邻的接口进行通信，实现了信道资源的合理分配和管理。采用了定向工作天线进行信号的发送与接收，相对于全向天线，支持定向天线的MAC协议可以有效地解决暴露终端问题，同时也大大减少隐藏终端问题。定向天线实际上是对空间进行了分离，把全向方式下可能发生的冲突在传输方向上分离开，不仅可以减少干扰区域从而提高信道的空分复用率，还可以减少数据包的传输跳数和分组冲突，提高网络性能，有效地提高的节点吞吐量。支持部分节点利用多跳路由传输，避免全向路由方法的无方向性和盲目性，更加节能。另外，将深空光通信与无线网络与结合起来，不仅可以发挥深空光通信感测灵敏的优势，还可以通过多跳传输来扩大通信距离。附图说明 [0023] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。 [0024] 图1为本发明中深空光通信节点多接口模型示意图； [0025] 图2为发明中应用于实施例的定向路由方法通信场景示意图； [0026] 图3为本发明中链状拓扑示意图； [0027] 图4为本发明中DMAC方法与NDMAC方法不同节点个数吞吐量比较示意图； [0028] 图5为本发明中DMAC方法与NDMAC方法链状拓扑多跳吞吐量比较示意图； [0029] 图6为本发明中DMAC方法与NDMAC方法链状拓扑多跳时延比较示意图； [0030] 图7为本发明中网状拓扑图； [0031] 图8为本发明中DMAC方法与NDMAC方法网状拓扑吞吐量比较示意图； [0032] 图9为本发明中DMAC方法与NDMAC方法网状拓扑时延比较示意图。具体实施方式 [0033] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。 [0034] 因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。 [0035] 在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。 [0036] 下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。 [0037] 实施例 [0038] 请参阅图1～图9，图1～图9所示为本申请实施例提供的深空光通信网信道定向接入方法的流程示意图。深空光通信网信道定向接入方法，包括以下步骤， [0039] 步骤1网络初始化： [0040] 步骤1‑1：在NS2仿真环境中对深空光通信的多接口模型进行了配置； [0041] 步骤1‑2：根据深空光通信链路数学传输模型建立深空光通信信道传输模型，并在NS2仿真软件中的Two‑Rayground无线传播模型添加上述深空光通信链路传输模型； [0042] 步骤1‑3：通过NS2网络仿真软件配置若干个节点，初始化每个节点，每个节点配置1个探测器和多个激光发射器，上述探测器用于探测和接收各上述激光发射器发出的信号，多个上述激光发射器围绕节点圆周均匀分布，节点通信时选择较近的激光发射器进行信号的发射。 [0043] 首先对网络仿真环境进行设置，并且通过网络中的节点发送到附近的邻居节点的位置，并为每个节点配置多套收发器。其中各个节点可以存储邻居节点的位置，便于选择目标节点。详细的，收发器包括用于节点发送信息的多个激光发射器，以及用于接收和探测信息的探测器。因此，各节点可以同时发送多个信息，不同节点一次只能接收来自于一个节点的信息。每个收发器具有一定范围的覆盖区域，这样在通信时即可选择与邻居节点对应的接口进行通信。 [0044] 步骤1‑1中，主要包括对ns‑lib.tcl文件、ns‑mobilenode.tcl文件以及地址解析协议模块(Address Resolution Protocol，ARP)进行相应的配置。 [0045] 步骤1‑2：根据深空光通信链路数学传输模型建立深空光通信信道传输模型，在进行深空光通信的时候，信号在传输的过程中不再受到大气湍流的影响。在深空星间光通信系统中，由激光器发射的信号光功率，经过发射光学系统的衰减、发射天线增益、深空信道衰落、太阳风日冕等背景噪声影响、跟踪误差衰减、接收光学系统衰减、接收天线增益之后，最后由探测器接收到通信光功率。 [0046] 深空光通信链路传输模型的接收功率可表示为： [0047] PR＝PTηTηRGTGRLTLR(λ/4πd)2； [0048] 其中涉及到的已知参数和变量定义如下：PR表示系统的接收功率；PT表示发射功率；ηT表示系统的发射效率；ηR表示系统的接收效率；GR表示系统的接收增益；GT表示系统的发射增益；LR表示接收瞄准误差因子；LT表示发射瞄准误差因子；λ表示通信波长；d表示通信距离。 [0049] 可选的，步骤1‑3中，NS2仿真软件在一定区域内(比如1200×1200)配置若干个节点，初始化每个节点的初始能量均为10J，每个节点的发射装备配置6个激光发射器，且这6 个激光发射器的覆盖的区域均为扇形，扇形的张角为60°，通信时可以选择较近方向的激光发射器进行信号的发射。 [0050] 详细的，每个节点还配置1个探测器进行信号的探测接收，其参数可以设置为：比特率为2Mbps，激光器波长为1550nm，节点能量为10J，发射天线和接收天线的孔径均为 15cm，天线的发射效率和接收效率均为0.8。 [0051] 综上上述，本发明提出的DMAC方法针对深空光通信对角度和方位的敏感特性，基于多接口的深空节点模型设计，将空分复用和频分复用充分结合，本设计支持定向的接入方法，仿真结果表明，相比于NDMAC方法，文中提出的DMAC方法可大大提高网络吞吐量和减小传输时延，有效地改善网络性能，且对于网络链路资源加以充分的利用，从而节省网络资源，提高了整个深空光网络的生存时间。 [0052] 本申请通过在NS2仿真环境中配置深空光通信的多接口模型，针对深空光通信对角度和方位的敏感特性，多个激光发射器围绕各节点圆周均匀分布，从而通信时利用最靠近接收节点的激光发射器进行信号发射，并且利用不同节点的探测器对信号进行探测和接收，结合空分复用和频分复用，提出了深空光通信网信道定向接入的方法。本发明为不同节点分配无线信道资源，即控制媒体如何接入信道来进行数据的发送。通过为不同节点配置覆盖在一定范围内的多个收发器，从而选择相邻的接口进行通信，实现了信道资源的合理分配和管理。另外，将深空光通信与无线网络与结合起来，不仅可以发挥深空光通信感测灵敏的优势，还可以通过多跳传输来扩大通信距离。 [0053] 其中，空分复用(SDM，Space Division Multiplexing)即多对电线或光纤共用1条缆的复用方式。频分复用(FDM，Frequency Division Multiplexing)就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道)，每一个子信道传输1路信号。 [0054] 如图2所示，在本发明的一些实施例中，上述一种深空光通信网信道定向接入方法还包括以下步骤，步骤2节点通信：所有节点均处于扫描模式，设置源节点A和目的节点B，判断信道是否处于空闲状态，当不处于上述空闲状态时节点A向节点B发送数据，否则返回扫描模式。 [0055] 详细的，通过扫描模式可以扫描确定节点是否健康，一般通过各节点对网络中的广播实现，节点对外广播以让局域网中其他节点知道自己仍然早先，并且状态健康，提高选择节点的准确性。判断节点A到节点B之间的信道是否储于空闲状态，从而进行数据传输。 [0056] 在本发明的一些实施例中，上述判断信道是否空闲包括以下步骤：各上述激光发射器和上述探测器的接口配置一个定向网络分配矢量值，上述定向网络分配矢量值用于设置节点传输的预计占用时间，根据上述定向网络分配矢量值判断信道是否处于空闲状态。 [0057] 详细的，节点A拥有6个接口，且每个接口对应的扇形角度为60°。这样每个接口维持一个定向网络分配矢量(Directional Network Allocation Vector,DNAV)值，它相当于一个定时器，用来指定预计要占用媒体的时间。 [0058] 在本发明的一些实施例中，当接口的定向网络分配矢量值为零时，判定信道处于空闲状态，否则相反。 [0059] 其中，当DNAV值不为零时，则说明媒介此时的状态是忙碌，也就实现了虚拟载波监听功能。否则，相当节点A对应节点B接口的DNAV值为零，则表明信道处于空闲状态，此时节点A返回扫描模式。 [0060] 在本发明的一些实施例中，上述一种深空光通信网信道定向接入方法还包括以下步骤，步骤3交换RTS/CTS：如果信道处于空闲状态，判断节点A是否属于节点B附近，如果属于则选择网络分配矢量值为零的接口向节点B发送RTS帧，否则，选择节点网络分配矢量值为零且靠近节点B的接口，通过该接口的中间节点C向节点B发送RTS帧。 [0061] 配置时，所有节点利用圆周分布的发射接口判断是否与其他节点相邻，从而将各接口的相邻节点存储在邻居表中。假定节点A与节点B之间的信道处于空闲状态，那么节点A 此时可以查找节点B是否在其邻居表中。如果在，则选择DNAV表中值为零的接口，向节点B发送RTS帧。否则，当节点A检测到节点B不在其邻居表中时，则利用其它DNAV表中DNAV值为零且有利于发送到目的节点B的接口方向，向中间节点发送RTS帧，这样做的目的是尽可能的减少传输所需的跳数。 [0062] 在本发明的一些实施例中，步骤3还包括以下步骤：节点A向节点B发送RTS帧后，在短帧间隔内等待节点B回复CTS帧，当节点A与节点B之间成功交换RTS帧和CTS帧时，信道预约成功，否则信道预约失败则重复步骤2。 [0063] 其中，节点A发送RTS帧后，在短帧间隔(Short Interframe Space,SIFS)内等待节点B回复CTS帧。节点B收到节点A的RTS帧，选择DNAV表中DNAV值为零的且对应节点A方向的接口发送CTS帧。当节点A与节点B之间成功交换RTS/CTS时，表明信道预约成功；否则表示信道预约失败，此时重复步骤2判断信道是否空闲重新开始信道预约。 [0064] 在本发明的一些实施例中，上述一种深空光通信网信道定向接入方法还包括以下步骤，步骤4数据交换：步骤4‑1：信道预约成功后，节点A通过靠近节点B的接口向节点B发送数据。 [0065] 信道预约成功后，节点A选择对应节点B最近的1接口向接点B发送数据。从而减少了传输所需的跳数。 [0066] 在本发明的一些实施例中，步骤4还包括以下步骤：当节点B接收到数据后，选择靠近节点A的接口回复ACK帧，当节点A收到ACK帧后，数据传输成功，否则数据传输失败则重复步骤3。 [0067] 其中，当节点B接收到数据后，在节点B各个接口的邻居表中选择对应节点A的4接口回复ACK(Acknowledgement，ACK)确认帧。当节点A收到ACK帧后，这说明此次成功地传输了数据，否则数据传输失败，此时重复步骤3重新选择数据传输接口交换RTS/CTS帧。 [0068] 在本发明的一些实施例中，各节点分别创建邻居表，将其他节点距离近的接口存储到上述邻居表，根据上述邻居表查找靠近节点的接口。 [0069] 其中，通过不同节点分别创建邻居表并存储，便于发送信息时查找对应不同节点的接口进行信息发送。 [0070] 在本发明的一些实施例中，上述一种深空光通信网信道定向接入方法还包括以下步骤，步骤5：利用吞吐量、公平性、时延和信道空分复用率分析仿真结果。 [0071] 可选的，利用吞吐量、公平性、时延和信道空分复用率分析仿真结果数据，可以获得深空通信接入协议的处理效率，从而确定最优方案。 [0072] 如图3所示，可选的，节点编号为n，仿真时间为100s，传输的数据包的长度为1000个字节。在2000×2000km的拓扑范围内，当拓扑节点分别为3、4、5和6时。如图4所示，在不同的比特流发送速率下，DMAC方法与NDMAC方法下的吞吐量进行比较。当为3和4时，NDMAC方法的网络的吞吐量占据优势，特别当值为3时，这种优势更加明显。这是因为此时的网络拓扑节点数目较少，网络结构简单，且中间节点的转发次数较少，多数两节点间可直接进行通信。因此，NDMAC方法下的网络吞吐量相对较好。随着网络节点数的增加，这种优势逐渐消失。当值分别为5、6时，DMAC方法下的网络吞吐量逐渐大于NDMAC方法下的网络吞吐量，当为 6时，DMAC方法的优势更加明显，这主要是因为当0节点与6节点进行通信时，中间需要经历6 跳传输，在使用DMAC方法时，激光发射器朝着有利于节点6的方向，通过对发射器功率的调节，使得传输距离增大，这样无需6跳传输即可到达目的接收节点，从而有效的获得更高的吞吐量和更低的时延。 [0073] 如图5、图6所示，当节点数的值为6时，本申请可以对不同比特流发送速率和不同跳数下的网络吞吐量和时延进行仿真，当传输跳数大于等于3时，吞吐量和时延均变化不明显。另外，随着传输跳数的增加，网络吞吐量逐渐地减小，且时延逐渐地增大。虽然1跳传输时的时延和吞吐量均为最大值，但是这种通信方式在实际的深空光通信中是不可取的，因为深空光通信最显著的特点是传输距离远，信号在链路传输的过程中衰减较大。因此，需要中继多跳的方式进行通信。综合考虑，当值为6时，2跳和3跳传输分别为较优和次优选择。 [0074] 如图7所示，理想状态下，仿真时间为100s时，在仿真的过程中，数据流同时进行传输。如图8、图9所示，在不同的数据比特流发送速率下，得到的网络吞吐量高于NDMAC方法，且时延也明显低于NDMAC方法。这主要是因为，在DMAC方法下，信道的空分复用率得到了显著的增加，从而有效地减少了隐藏终端的发生，使得整个的网络的性能得到了极大的提高。显然，在网状拓扑下使用DMAC方法更能有效地发挥该方法的优越性。 [0075] 综上上述，本申请实施例提供的一种深空光通信网信道定向接入方法： [0076] 本申请深空光通信网信道定向接入方法主要包括网络初始化、信道空闲判断、交换请求发送/清除发送(Request To Send/Clear To Send,RTS/CTS)以及数据交换四个步骤。其中，NS2仿真环境中应用MAC协议实验为相互竞争的用户分配无线信道资源，即控制媒体如何接入信道来进行数据的发送。 [0077] 本发明结合深空光通信无线Mesh网结构设计和节点的多接口设计，设计了一种深空光通信骨干网DMAC接入方法，即采用定向工作天线进行信号的发送与接收。相对于全向天线，支持定向天线的MAC协议可以有效地解决暴露终端问题，同时也大大减少隐藏终端问题。定向天线实际上是对空间进行了分离，把全向方式下可能发生的冲突在传输方向上分离开，不仅可以减少干扰区域从而提高信道的空分复用率，还可以减少数据包的传输跳数和分组冲突，提高网络性能，有效地提高的节点吞吐量。 [0078] 在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，上述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。 [0079] 另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。 [0080] 上述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read‑Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 [0081] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。 [0082] 对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。