專利名稱：信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子產(chǎn)生的方法和發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬涉及一種通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以集成電路方式制作 的用于信道共享網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)種子產(chǎn)生的方法及發(fā)生器。
背景技術(shù)：
,沖突避免算法是無線傳感器網(wǎng)^、無線自組織網(wǎng)絡(luò)、電力載波網(wǎng)絡(luò)、總線網(wǎng) 絡(luò)等信道共享網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一。為沖突避免算法提供合適的隨機(jī)種子是提 高信道共享效率和沖突避免效率的關(guān)鍵。
國(guó)內(nèi)已公開的隨機(jī)數(shù)種子獲取方法有以下幾種 一種是由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件編 程寫入固定數(shù)據(jù)作為隨機(jī)種子，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)種子完全相同，這樣會(huì) 降低沖突避免效率；另一種是采用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的種子，這樣網(wǎng)絡(luò)中所有 節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)種子相差甚遠(yuǎn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間隨機(jī)種子相關(guān)性差，這樣會(huì)降低信道共 享效率。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種既不完全相同又具有相關(guān)性網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子產(chǎn)生的方法為用計(jì) 數(shù)器計(jì)算在一個(gè)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器所產(chǎn)生脈沖的個(gè)數(shù)，其中，時(shí)鐘發(fā) 生器為一個(gè)頻率等于數(shù)據(jù)信號(hào)頻率2倍或2以上整數(shù)倍的時(shí)鐘發(fā)生器。
進(jìn)一步地，上述的方法具體為
1)用可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器接收數(shù)據(jù)信號(hào)，并在其觸發(fā)下產(chǎn)生脈沖寬度為 數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度的暫態(tài)高電平脈沖并輸出；
2)用時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)頻率等于數(shù)據(jù)信號(hào)頻率2倍或2以上整數(shù)倍的時(shí)
鐘信號(hào)，為計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)時(shí)鐘；
3)計(jì)數(shù)器在數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度周期內(nèi)對(duì)時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，結(jié)果為該節(jié)點(diǎn) 的隨機(jī)種子。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子發(fā)生器，包括可重觸發(fā) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，時(shí)鐘發(fā)生器和計(jì)數(shù)器；
可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用于在接收數(shù)據(jù)信號(hào)的觸發(fā)下產(chǎn)生脈沖寬度為數(shù)據(jù) 幀長(zhǎng)度的暫態(tài)高電平脈沖，并輸出至計(jì)數(shù)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；
單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出的暫態(tài)高電平脈沖上升沿的觸 發(fā)下產(chǎn)生暫態(tài)低電平脈沖，并輸出至計(jì)數(shù)器的清零端，用于計(jì)數(shù)器清零；
時(shí)鐘發(fā)生器用于產(chǎn)生一個(gè)頻率等于數(shù)據(jù)信號(hào)頻率2倍或2以上整數(shù)倍的時(shí)鐘 信號(hào)，為計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)時(shí)鐘；
計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器的清零受單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出結(jié) 果控制、計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和停止受可重復(fù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出結(jié)果控制，可重觸發(fā) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出高電平使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)、輸出低電平使計(jì)數(shù)器保持，計(jì)數(shù)器的 保持值即為該節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)種子。
其中，上述的時(shí)鐘發(fā)生器包括555集成電路制成。
采用上述的結(jié)構(gòu)和方法后，由于節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的物理位置不同和節(jié)點(diǎn)的存在 硬件差異，因此對(duì)同一數(shù)據(jù)幀的測(cè)量所得結(jié)果不會(huì)完全相同，即網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的 隨機(jī)種子不會(huì)完全相同；又因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)對(duì)同一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行寬度測(cè)量，結(jié) 果具有相關(guān)性。以此為隨機(jī)種子的沖突避免算法的信道共享效率和沖突避免效 率較高。


圖l是本發(fā)明的信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子發(fā)生器構(gòu)成框圖。 圖2是信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子發(fā)生器具體電路圖。 圖3是各組成部分的輸出波形。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子產(chǎn)生的方法及發(fā)生 器作進(jìn)一步的說明。
本發(fā)明一種信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子產(chǎn)生的方法為用計(jì)數(shù)器計(jì)算在一個(gè)數(shù) 據(jù)幀的長(zhǎng)度內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器所產(chǎn)生脈沖的個(gè)數(shù)，其中，時(shí)鐘發(fā)生器為一個(gè)頻率等 于數(shù)據(jù)信號(hào)頻率2倍或2以上整數(shù)倍的時(shí)鐘發(fā)生器。
進(jìn)一步地，上述的方法具體為
1)用可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器接收數(shù)據(jù)信號(hào)，并在其觸發(fā)下產(chǎn)生脈沖寬度為 數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度的暫態(tài)高電平脈沖并輸出；
2) 用時(shí)鐘發(fā)生器于產(chǎn)生一個(gè)頻率等于數(shù)據(jù)信號(hào)頻率2倍或2以上整數(shù)倍的 時(shí)鐘信號(hào)，為計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)時(shí)鐘；
3) 計(jì)數(shù)器在數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度周期內(nèi)對(duì)時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，結(jié)果為該節(jié)點(diǎn) 的隨才幾種子。
上述方法中，時(shí)鐘發(fā)生器所產(chǎn)生的頻率與數(shù)據(jù)信號(hào)頻率的倍數(shù)關(guān)系可以依據(jù) 網(wǎng)絡(luò)的具體情況來定，倍數(shù)越大，相關(guān)性越差，會(huì)"t是高沖突避免效率，4旦會(huì)降 低信道共享效率；倍數(shù)越小，相關(guān)性越強(qiáng)，會(huì)提高信道共享效率，但會(huì)降低沖 突避免效率；因此應(yīng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的具體情況來定。
上述的方法，是基于節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的物理位置不同和節(jié)點(diǎn)上的硬件存在差 異，因此對(duì)同一數(shù)據(jù)幀的測(cè)量所得結(jié)果不會(huì)完全相同，即網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)種 子不會(huì)完全相同；又因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)對(duì)同一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行寬度測(cè)量，結(jié)果具有 相關(guān)'l"么以此為隨機(jī)種子的沖突避免算法的信道共享效率和沖突避免效率較高。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子發(fā)生器進(jìn)行說明。
圖l顯示了一個(gè)隨機(jī)種子發(fā)生器框圖，包括一個(gè)信號(hào)分路器200、 一個(gè)可重 觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器300、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器400、 一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器500和一個(gè)計(jì)數(shù)器 600。
200的功能為分路，把一路信號(hào)分成兩路，信號(hào)波形如圖3①。300的功能 是將一幀數(shù)據(jù)信號(hào)變成一個(gè)暫態(tài)高電平脈沖，波形如圖3②，控制計(jì)數(shù)器工作。 400的功能為將300產(chǎn)生的暫態(tài)高電平上升沿變成低電平暫態(tài)信號(hào)，波形如圖3 ③，控制計(jì)數(shù)器600清零。500的功能是產(chǎn)生計(jì)數(shù)時(shí)鐘，波形如圖3④，供計(jì) 數(shù)器600計(jì)IL 600的功能是產(chǎn)生隨機(jī)種子，受300輸出控制，對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)， 300暫態(tài)脈沖高電平的寬度決定計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值，即隨機(jī)種子。
信號(hào)分路器200將節(jié)點(diǎn)解調(diào)后的信號(hào)分成兩路， 一路提供給節(jié)點(diǎn)處理器， 一路輸入到可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器300?？芍赜|發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器300產(chǎn)生暫態(tài)高 電平脈沖，其暫態(tài)脈沖寬度，即為數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度。300輸出分兩路， 一路輸入到單 穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器400， 300暫態(tài)脈沖的上升沿經(jīng)400產(chǎn)生低電平暫態(tài)脈沖，對(duì)計(jì)數(shù)器 600清零。另一路輸入到計(jì)數(shù)器6GQ控制計(jì)數(shù)器工作狀態(tài)。時(shí)鐘發(fā)生器500產(chǎn)生 頻率為數(shù)據(jù)信號(hào)頻率3倍的時(shí)鐘，輸給計(jì)數(shù)器600作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘。計(jì)數(shù)器600 受可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器300的輸出的控制，當(dāng)300輸出高電平計(jì)數(shù)器600對(duì) 時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)輸出300低電平保持計(jì)數(shù)結(jié)果，此結(jié)果即作為該節(jié)點(diǎn)的隨機(jī) 種子。
圖2是采用相應(yīng)功能的集成電路實(shí)現(xiàn)隨機(jī)種子發(fā)生器的具體電路圖。信號(hào) 整形分路器200采用集成與非門74LS00實(shí)現(xiàn)。
可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器300采用集成電路74LS122實(shí)現(xiàn)。
單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器400采用集成電路74LS121實(shí)現(xiàn)
由于集成電路555制作的時(shí)鐘發(fā)生器500結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且性能4交好，因此本 發(fā)明的時(shí)鐘發(fā)生器采用集成電路555配合電阻和電容組成多諧振蕩器來實(shí)現(xiàn)。
計(jì)數(shù)器600采用集成電路74LS161實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、一種信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子產(chǎn)生的方法，其特征在于用計(jì)數(shù)器計(jì)算在一個(gè)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器所產(chǎn)生脈沖的個(gè)數(shù)，其中，時(shí)鐘發(fā)生器為一個(gè)頻率等于數(shù)據(jù)信號(hào)頻率2倍或2以上整數(shù)倍的時(shí)鐘發(fā)生器。
2、 如權(quán)利要求1所述的信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子產(chǎn)生的方法，其特征在于， 所述的方法具體為1)用可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器接收數(shù)據(jù)信號(hào)，并在其觸發(fā)下產(chǎn)生脈沖寬度為 數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度的暫態(tài)高電平脈沖并輸出；2) 用時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)頻率等于數(shù)據(jù)信號(hào)頻率2倍或2以上整數(shù)倍的時(shí) 鐘信號(hào)，為計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)時(shí)鐘；3) 計(jì)數(shù)器在數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度周期內(nèi)對(duì)時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，結(jié)果為該節(jié)點(diǎn) 的隨才幾種子。
3、 一種信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子發(fā)生器，其特征在于包括可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，時(shí)鐘發(fā)生器和計(jì)數(shù)器；可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在數(shù)據(jù)信號(hào)的觸發(fā)下產(chǎn)生脈沖寬度為數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度的 暫態(tài)高電平脈沖，并輸出至計(jì)數(shù)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出的暫態(tài)高電平脈沖上升沿的觸 發(fā)下產(chǎn)生暫態(tài)低電平脈沖，并輸出至計(jì)數(shù)器的清零端，用于計(jì)數(shù)器清零；時(shí)鐘發(fā)生器用于產(chǎn)生一個(gè)頻率等于數(shù)據(jù)信號(hào)頻率2倍或2以上整數(shù)倍的時(shí)鐘 信號(hào)，為計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)時(shí)鐘；計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器的清零受單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出結(jié) 果控制，計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和停止受可重復(fù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出結(jié)果控制，可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出高電平使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)、輸出低電平使計(jì)數(shù)器保持，計(jì)數(shù)器的保 持值即為該節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)種子。
4、如權(quán)利要求l所述的信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子發(fā)生器，其特征在于所述 的時(shí)鐘發(fā)生器包括555集成電路制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子產(chǎn)生的方法和發(fā)生器，為解決現(xiàn)有技術(shù)中隨機(jī)種子完全一樣或相關(guān)性差等問題而發(fā)明。本發(fā)明一種信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子產(chǎn)生的方法為用計(jì)數(shù)器計(jì)算在一個(gè)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器所產(chǎn)生脈沖的個(gè)數(shù)，其中，時(shí)鐘發(fā)生器為一個(gè)頻率等于數(shù)據(jù)信號(hào)頻率2倍或2以上整數(shù)倍的時(shí)鐘發(fā)生器。本發(fā)明信道共享網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)種子發(fā)生器，包括可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，時(shí)鐘發(fā)生器和計(jì)數(shù)器；采用上述的結(jié)構(gòu)和方法后，由于節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的物理位置不同和節(jié)點(diǎn)間存在硬件差異，因此對(duì)同一數(shù)據(jù)幀的測(cè)量所得結(jié)果不會(huì)完全相同，既網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)種子不會(huì)完全相同；又因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)對(duì)同一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行寬度測(cè)量，結(jié)果具有相關(guān)性。
文檔編號(hào)H04L1/24GK101179368SQ20071011397
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月24日
發(fā)明者利 洪 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)