[發(fā)明專利]一種基于兩階段競爭的全雙工媒體接入控制協(xié)議的方法

有效

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• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107666489B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周彥果;周韜;張海林
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L5/14
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 秦舜生

本發(fā)明公開了一種無線網(wǎng)絡(luò)中基于兩階段競爭的全雙工媒體接入控制協(xié)議的方法，提出基于兩階段競爭的TF?MAC協(xié)議以優(yōu)化全雙工無線網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，此控制協(xié)議由RTS/FCTS/CTS握手機(jī)制和全雙工退避算法兩部分組成，不僅解決了全雙工網(wǎng)絡(luò)中的隱藏節(jié)點問題也減少了第一階段傳輸和第二節(jié)點傳輸中的數(shù)據(jù)幀碰撞，同時適用于兩節(jié)點對稱全雙工鏈路和三節(jié)點非對稱全雙工鏈路，通過三種類型競爭節(jié)點傳輸概率的選擇，可以得到全雙工無線網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)吞吐量，考慮級聯(lián)的二維馬爾科夫鏈模型以分析采用TF?MAC協(xié)議的全雙工無線網(wǎng)絡(luò)的性能，得到全雙工無線網(wǎng)絡(luò)吞吐量的閉式表達(dá)式，仿真結(jié)果驗證了所提出的TF?MAC協(xié)議的有效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于兩階段競爭的全雙工媒體接入控制協(xié)議的方法。

背景技術(shù)

全雙工無線通信技術(shù)相較于半雙工無線通信技術(shù)，有雙倍頻譜效率的潛能，可以使物理層速率提高一倍，因而得到了廣泛的關(guān)注。全雙工無線通信技術(shù)應(yīng)用的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是如何抑制同一節(jié)點收發(fā)天線之間的自干擾，而目前自干擾消除技術(shù)的不斷提高可以顯著的減少全雙工無線通信收發(fā)天線的自干擾。由于數(shù)據(jù)鏈路層亟需提高吞吐量，因此，全雙工無線網(wǎng)絡(luò)中，有效的全雙工MAC協(xié)議是十分必要的。這些全雙工MAC協(xié)議被分為兩大類：集中式全雙工MAC協(xié)議和分布式全雙工MAC協(xié)議。對于集中式全雙工傳輸場景，文獻(xiàn)[Jain M,Choi J I,Kim T,et al,Practical,real-time,full duplex wireless,inProceedings of the 17th annual international conference on Mobile computingand networking.ACM,2011,pp.301-312]提出了支持非對稱數(shù)據(jù)通信的全雙工MAC協(xié)議，此協(xié)議中的節(jié)點可以傳輸長度不同的數(shù)據(jù)幀，利用忙音解決隱藏終端問題。文獻(xiàn)[Tang A,Wang X,“A-duplex:Medium access control for efficient coexistence betweenfull-duplex and half-duplex communications,”in IEEE Transactions on WirelessCommunications,2015,14(10),pp.5871-5885]提出了一種非對稱雙工(A-Duplex)MAC協(xié)議以有效支持共存的半雙工用戶和全雙工用戶接入網(wǎng)絡(luò)。此協(xié)議利用基于包隊列的捕獲效應(yīng)建立非對稱雙鏈路以優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。文獻(xiàn)[Choi W,Lim H,Sabharwal A,“Power-controlled medium access control protocol for full-duplex WiFi networks,”inIEEE Transactions on Wireless Communications,2015,14(7),pp.3601-3613]提出了一種基于功率控制的MAC協(xié)議，用以協(xié)調(diào)上行鏈路和下行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸。此協(xié)議采用短附加控制幀以選擇接收端，并利用確認(rèn)幀以完成全雙工傳輸。對于分布式全雙工傳輸場景，文獻(xiàn)[Goyal S,Liu P,Gurbuz O,et al,“A distributed MAC protocol for full duplexradio,”in Signals,Systems and Computers,2013Asilomar Conference on IEEE,2013,pp.788-792]考慮全雙工第一階段傳輸?shù)母蓴_和信道競爭問題，提出了局域網(wǎng)的全雙工MAC協(xié)議。文獻(xiàn)[Zhou W,Srinivasan K,Sinha P,“RCTC:Rapid concurrent transmissioncoordination in full DuplexWireless networks,”in Network Protocols(ICNP),201321st IEEE International Conference on IEEE,2013,pp.1-10]提出一種基于偽隨機(jī)噪聲序列的全雙工MAC協(xié)議，此協(xié)議采用無線鏈路多模式操作可滿足相鄰節(jié)點之間的并發(fā)傳輸。