[發(fā)明專利]多跳Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中時隙優(yōu)化的多信道多址接入控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210064043.7
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN102625367A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張多英;劉凱
• 申請（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號: H04W28/08
• 分類號: H04W28/08;H04W28/26;H04W74/08
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)，具體涉及多跳Ad?Hoc網(wǎng)絡(luò)中時隙優(yōu)化的多信道多址接入控制方法。?

背景技術(shù)

IEEE802.11DCF協(xié)議，提供了分布式的接入控制，是Ad?Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究和應(yīng)用中得到關(guān)注最多的協(xié)議之一。IEEE802.11DCF協(xié)議是基于CSMA/CA(帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問)機制的MAC協(xié)議。該協(xié)議采用共享單信道的模式，通過DATA-ACK兩次握手或RTS—CTS—DATA—ACK四次握手機制完成分布式數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入過程，其中四次握手機制基本解決了隱藏終端和暴露終端問題。同時，通過載波偵聽、沖突避免和隨機回退等技術(shù)控制共享單信道模式下數(shù)據(jù)報文的沖突。DCF的核心機制包括：握手機制、載波偵聽機制、幀間間隔和隨機回退機制。此協(xié)議在系統(tǒng)負(fù)載較大時不能有效利用帶寬資源是其最大的缺點。?

DBTMA協(xié)議使用忙音信號(BTs和BTr)通知鄰節(jié)點有效減輕了包沖突，但需要加額外的收發(fā)器，并占用一定的帶寬；DBTMA協(xié)議也沒有考慮隱藏終端的問題。?

PCDC協(xié)議通過控制功率減小干擾節(jié)點的數(shù)據(jù)解決了隱藏終端的問題，但沒有考慮暴露終端的問題。?

DCMA-CSBI協(xié)議通過使用廣播忙指示包的方法解決了隱藏終端發(fā)送數(shù)據(jù)的沖突，但不能接收數(shù)據(jù)。?

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，本發(fā)明的目的是設(shè)計一種適用于多跳Ad?Hoc網(wǎng)絡(luò)中時隙優(yōu)化的多信道多址接入控制方法，該方法在多跳網(wǎng)絡(luò)下提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，同時解決了隱藏終端和暴露終端的問題。?

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：多跳Ad?Hoc網(wǎng)絡(luò)中時隙優(yōu)化的多信道多址接?入控制方法，包括以下步驟：?

第一步，預(yù)約時隙選擇：如果偵聽到有沖突的RTS/CTS握手發(fā)送時，發(fā)送節(jié)點就退避到下一個預(yù)約時隙繼續(xù)嘗試RTS分組發(fā)送，對于第1次未收到CTS分組，發(fā)送方先偵聽公共控制信道(CCH)1個數(shù)據(jù)分組發(fā)送時隙，若在此期間接收方?jīng)]有收發(fā)RTS或CTS分組，就在此數(shù)據(jù)分組發(fā)送時隙結(jié)束后的預(yù)約時隙中發(fā)送RTS預(yù)約，對于多次仍沒有收到CTS分組，發(fā)送節(jié)點在此次數(shù)據(jù)分組發(fā)送嘗試失敗后的K_MAX個預(yù)約時隙中等概選擇一個預(yù)約時隙，嘗試重發(fā)該數(shù)據(jù)分組；?

第二步，競爭微時隙選擇和RTS/CTS握手：當(dāng)發(fā)送節(jié)點在CCH上的一個預(yù)約時隙開始時，有數(shù)據(jù)分組要發(fā)送給某個鄰節(jié)點，則在發(fā)送RTS之前要從當(dāng)前預(yù)約時隙的NMS個競爭微時隙中隨機選擇一個作為RTS分組發(fā)送開始的時間，并在發(fā)送RTS分組之前偵聽之前的競爭微時隙，如果在其所選的競爭微時隙到來之前的競爭微時隙中都沒有偵聽到其他節(jié)點發(fā)送控制分組，那么該發(fā)送節(jié)點就在所選的競爭微時隙上開始發(fā)送RTS分組進(jìn)行信道預(yù)約，并在CCH上等待接收節(jié)點回復(fù)CTS分組；否則進(jìn)行退避到下一個預(yù)約時隙到達(dá)時，再重新進(jìn)行預(yù)約；如果接收節(jié)點正確接收到RTS分組，那么它就立刻回復(fù)CTS分組；?

第三步，數(shù)據(jù)分組發(fā)送及確認(rèn)：如果發(fā)送節(jié)點在規(guī)定的時間內(nèi)正確收到CTS分組，則預(yù)約成功，轉(zhuǎn)到預(yù)定數(shù)據(jù)信道(DCH)上在對應(yīng)的數(shù)據(jù)分組發(fā)送時隙上無沖突地發(fā)送數(shù)據(jù)分組，接收節(jié)點正確收到后，回復(fù)ACK分組進(jìn)行成功接收確認(rèn)，從而完成一個完整的數(shù)據(jù)分組發(fā)送過程；?

所述K_MAX是一個在建立網(wǎng)絡(luò)時人工設(shè)定的預(yù)約時隙的個數(shù)，所述等概選擇是指在K_MAX個時隙中以相同的概率選擇0-K_MAX之間的一個時隙；所述NMS為在建立網(wǎng)絡(luò)時人工設(shè)定的微時隙的個數(shù)。?

所述第二步包括以下步驟：?

S21、在所選預(yù)約時隙中隨機選擇一個退避微時隙；?

S22、判斷退避微時隙是否到來；?

S23、若退避微時隙到來，且偵聽到有節(jié)點發(fā)送RTS/CTS握手，則退避到下一個預(yù)約時隙，然后返回步驟S2；若退避微時隙到來，且未偵聽到有節(jié)點發(fā)送RTS/CTS握手，則偵聽控制信道的RTS/CTS握手，然后返回步驟S3；?

S24、若退避微時隙到來，且未偵聽到有節(jié)點發(fā)送RTS/CTS握手，則發(fā)送RTS進(jìn)行預(yù)約；?

S25、若接收方收到RTS，且接收方偵聽到其他節(jié)點對的預(yù)約，正處于退避階段，則接收方回復(fù)CTS；?

所述第三步包括以下步驟：?

S31、若發(fā)送方收到CTS，則預(yù)約成功，接收方、發(fā)送方雙方切換到相應(yīng)的數(shù)據(jù)信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)分組的傳輸，發(fā)送方發(fā)送DATA；?