[發明專利]支持協作通信的雙贏傳輸介質共享方法

在審

• 申請號: 201710861522.4
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107509254A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 馮姣;李鵬;周華
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08;H04L5/00;H04W40/08
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務所32241
• 代理人: 趙贊贊

1.一種支持協作通信的雙贏傳輸介質共享方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、初始化階段：提供一源節點S、N個備選中繼節點R、一目的節點D，且R＝{R₁,R₂,…,R_N}，其中，N為正整數，所述目的節點D是所述源節點S和所述備選中繼節點R_i的共同目的節點，i∈N；當源節點S預發送數據給目的節點D時，所述源節點S首先監聽信道狀態，如果信道在一個分布式幀間間隔DIFS內保持空閑狀態，則所述源節點S用最大發送功率P_max給目的節點D發送一個請求發送控制幀RTS；如果所述目的節點D成功接收所述請求發送控制幀RTS，則所述目的節點D在等待一個短幀間間隔SIFS后用最大發送功率P_max給所述源節點S發送清除發送控制幀CTS；如果所述源節點S沒有成功接收所述清除發送控制幀CTS，所述源節點S將重新監聽信道狀態并傳輸所述請求發送控制幀RTS給所述目的節點D；

步驟二、中繼選擇階段：當源節點S成功接收清除發送控制幀CTS，初始化階段結束；源節點S在等待一個短幀間間隔SIFS之后，廣播其數據幀；所述數據幀的發送功率為P_S-data，傳輸速率為所述源節點S的目標速率α>1，其中，P_S-data＝ηP_max，η<1，α是源節點S的自私系數，是源節點S與目的節點D在無中繼節點幫助時的最大傳輸速率；所述目的節點D保存所述數據幀，并且通過幀合并將所述數據幀與隨后最佳中繼節點轉發的數據幀合并，從而獲得正確的源節點S的數據幀并且達到源節點S的目標速率

如果一備選中繼節點R_i不能成功接收到所述源節點S廣播的數據幀，則所述備選中繼節點R_i丟棄該數據幀，并且繼續監聽信道，其中，i∈N；如果所述備選中繼節點R_i成功接收到源節點S廣播的數據幀，所述備選中繼節點R_i讀取該數據幀攜帶的協作請求參數值，即的取值；然后，所述備選中繼節點R_i估計其自身與目的節點D之間的信道狀態參數，并且根據該信道狀態參數和的取值，計算為所述源節點S轉發數據所需要的發送功率所述備選中繼節點R_i再根據其自身所采用的編碼調制規則，計算為保障自身數據的傳輸速率要求所需要的發送功率如果轉發源節點S的數據幀和發送備選中繼節點R_i自身的數據幀所需的總的發送功率大于最大發送功率P_max，則備選中繼節點R_i不能作為合格中繼節點為所述源節點S轉發數據，備選中繼節點R_i放棄競爭最佳中繼節點并丟棄成功接收的源節點S的數據幀；如果總的發送功率沒有超過最大發送功率P_max，備選中繼節點R_i能夠作為合格中繼節點，所述合格中繼節點在等待一個短幀間間隔SIFS和一個退避時間后，用功率P_S-data發送中繼發送請求控制幀給源節點S，以此競爭最佳中繼節點，其中，中繼發送請求控制幀包含發送此幀的合格中繼節點的物理地址以及接收此幀的源節點S的物理地址；

每個參與競爭最佳中繼節點的合格中繼節點需要在發送中繼發送請求控制幀之前根據公式(1)計算自己的退避時間

其中，T_w為最小退避時間，其值為140μs；表示合格中繼節點R_i的退避系數，的計算公式如下：

源節點S在廣播數據幀后等待一個固定的時間為170μs；如果在等待時間內，源節點S成功接收到中繼發送請求控制幀，源節點S將第一個被成功接收的中繼發送請求控制幀的發送者視為最佳中繼節點并且在等待一個短幀間間隔SIFS后，用功率P_S-data給最佳中繼節點發送協作確認控制幀；如果在等待時間內，源節點S成功接收到多個中繼發送請求控制幀，源節點S將忽略在第一個成功接收的中繼發送請求控制幀之后到達的中繼發送請求控制幀；如果在等待時間內，源節點S沒有成功接收到任何中繼發送請求控制幀，源節點S將在等待一個短幀間間隔SIFS后，直接發送數據給目的節點D；

步驟三、中繼轉發階段：如果最佳中繼節點成功接收到源節點S發送的協作確認控制幀，最佳中繼節點在等待一個短幀間間隔SIFS后，用功率把由源節點S的數據和自身的數據合并而成的數據幀發送給目的節點D；目的節點D如果成功接收到了最佳中繼節點轉發的數據幀，并且成功獲取源節點S和最佳中繼節點的數據，則目的節點D在等待一個短幀間間隔SIFS后，以最大發送功率P_max發送協作成功應答控制幀給源節點S和最佳中繼節點

如果源節點S沒有收到目的節點D發送的協作成功應答控制幀，則源節點S重新用功率P_S-data廣播該沒有被確認的數據幀，并且重復上述步驟二和步驟三。