[發明專利]一種無線自組織網中開銷可控的高效協作預約方法

無效

• 申請號: 201210051576.1
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN102548017A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李波;袁韻潔
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08;H04W74/04;H04L1/18
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其是實時業務傳輸方法。

背景技術

無線自組織網絡(Ad?hoc網絡)是由一群同等級節點構成的無線多跳網絡，每個節點具備自己的無線收發裝置，各節點依靠相互協調進行信道的接入和數據分組的傳輸，網絡中不包含任何中心控制節點與基礎設施。這種網絡的組建成本低，抗毀性強，組網速度快，應用領域廣泛。

隨著無線網絡技術的不斷發展，一些具有特殊服務質量要求的業務在Ad?hoc網絡中的傳輸逐漸成為人們研究的熱點，如多媒體實時業務，其數據分組的產生具有周期性，對傳輸延遲的要求較高。然而在一般情況下，Ad?hoc網絡中的節點采取隨機競爭的方式接入信道，分組沖突隨網絡負載的增加而增加，實時業務的性能得不到保證。

合理的MAC協議可以有效減小多次重傳帶來的延遲和丟包問題，提高多媒體業務訪問的成功率。當前廣泛用于Ad?Hoc網絡的MAC協議是802.11工作組制定的IEEE802.11a?DCF，采用載波偵聽沖突避免(CSMA/CA)機制，節點以隨機退避的方式公平競爭信道。然而由于所有業務的優先級相同，當業務量較大，沖突嚴重時，實時業務的誤幀率和傳輸延遲較大。針對此問題，802.11工作組提出了IEEE?802.11e標準，將四種類型的數據按照信道競爭的優先權差異分為八個優先級，實時業務的優先權較高，普通業務的優先權較低。這種方法沿襲了基本的退避機制和競爭方式，難以從本質上克服網絡負載較大時的分組沖突問題。

基于對信道接入模式的改進，C.R.Lin和M.Gerla提出了信道預約思想(MACA/PR)。該思想中，實時業務在發送當前實時分組的同時，將下一周期數據分組傳輸所需的信道使用時段(即預約信息，CRI)隨分組一并廣播出去，鄰節點通過對CRI的解析，獲得實時業務的信道使用時段，當自己有業務時，挑選此時段以外的時間進行隨機競爭接入。基本預約機制(MACA/PR)的性能瓶頸在于預約信息是否能被其載波偵聽范圍內所有可能與之發生沖突的鄰節點獲得(由于沖突或信道衰落等原因，一旦這些鄰節點無法獲得預約信息，則很可能在實時業務的預約時段內進行自己分組的傳輸，從而與實時分組發生沖突，導致實時分組誤幀，預約因此失敗)。

基于以上考慮，發明專利“ZL200810017368.3”提出了多步預約的概念，通過對單條CRI的m(m≥1)次廣播，提高沖突情形下的預約可靠性。然而，物理信道中，信號的傳播范圍分為傳輸范圍與載波偵聽范圍兩種，傳輸范圍位于載波偵聽范圍以內并小于載波偵聽范圍，傳輸范圍以外、載波偵聽范圍以內的區域稱為干擾區域。位于發送節點傳輸范圍內的鄰節點能夠以一定的概率正確接收其發送的分組，多步預約在一定程度上提高了實時業務在這個區域內的預約可靠性；而位于發送節點干擾區域內的鄰節點無法正確接收其發送的分組，當該分組為實時分組時，鄰節點則無法獲得其中的CRI，從而可能對實時發送節點造成干擾，這是基本預約和多步預約均無法解決的問題。

針對以上問題，專利申請“201110045090.2”提出了協作預約的思想，即通過鄰節點對CRI的協作轉發，增加CRI在預約節點載波偵聽范圍內的覆蓋率。該方法不僅提高了傳輸范圍內的預約可靠性，更解決了專利“ZL200810017368.3”中CRI無法被干擾區域內鄰節點獲得的問題。在此基礎上，專利申請“201110257464.7”(以下簡稱基本協作預約)給出了針對被協作轉發CRI的優化選擇方法，在一定程度上提升了協作效率。然而由于CCRI(協作預約信息，CRI被轉化為CCRI后，方可被協作轉發)需要被攜帶在節點自身的分組中發送，有限的分組業務量決定了協作機會也是有限的，在此情況下，基本協作預約對協作效率的改進幅度也是有限的。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種高效協作預約方法，在控制協作開銷的同時，通過增加CCRI信息量和提高單次協作轉發的CCRI個數兩個途徑來提升協作效率，進而增強信道預約的可靠性和穩定性。

本發明以基本信道預約和基本協作預約為基礎。為方便描述本專利的內容，下面先對與本發明有關的基本信道預約和基本協作預約的原理進行概述，隨后給出本專利發明內容的技術原理：