[發明專利]一種無線自組織網MAC層協作最優中繼選擇方法

在審

• 申請號: 201810030510.1
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108064066A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 陳明;張祥;王銀露
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W40/22
• 分類號: H04W40/22;H04W84/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

本發明公開了一種無線自組織網MAC層協作最優中繼選擇方法，包括：(1)每個候選中繼節點偵聽源節點發送的RTS分組和目的節點發送的CTS分組；(2)當偵聽到RTS分組時，根據偵聽到的RTS分組估計源節點到候選中繼節點的瞬時信道參數as,i；(3)當偵聽到CTS分組時，根據CTS分組估計候選中繼節點到目的節點的瞬時信道參數ai.d，并立即設置定時器；(4)當候選中繼節點定時器減到0時，如果信道空閑，則立即發送攜帶自身以及協作信息的flag分組；如果期間偵聽到其他節點發送的flag分組或者目的節點發出的廣播分組，則當前候選中繼節點退出中繼競選。本發明不需要事前知道網絡的拓撲結構的條件下，每個中繼節點僅對本地信道做測量，能夠快速選擇出最優的中繼節點。

技術領域

本發明涉及MAC層協作領域，尤其涉及一種無線自組織網MAC層協作最優中繼選擇方法。

背景技術

無線自組織網MAC層協作中最基本的也是最關鍵的問題是：協作或者不協作，即何時協作；如果協作，如何選擇最好的協作節點。前者需要節點知道所在網絡環境(如信道條件等)以及其他節點位置，但這對于節點頻繁移動的網絡(如ad-hoc網絡)來說是非常具有挑戰性的。尤其在ad-hoc中，沒有中央控制器，很難及時獲得CSI，其實時性也很難保證。在協作通信中，最簡單的場景是單中繼單向中繼系統中，從M個可以使用的中繼節點中選擇一個最優的節點來協作源和目的節點傳輸，因此選擇最優協作節點的協議的優與劣直接決定著協作帶來的收益。

為解決此問題，已有大量的方法被提出，如通過偵聽控制節點的傳輸，建立鄰接點的信息表，中繼節點或者源節點可根據傳輸情況以及信息表決定是否需要協作。但在移動網絡中，信息表中的信息往往是滯后的，很多時候都是過時的信息，如果需要獲得實時信息，將增加系統的更多開銷；為此一種負反饋的方法被提出，當源和中繼節點收到目的節點發送的NACK時，將會觸發協作傳輸，相比于前者，更適合時變信道的網絡。此外當需要協作時，為了更快的選出一個最優的中繼節點，需要一個合適的中繼選擇算法。中繼選擇算法不但保證選擇最優的中繼節點，還應該考慮到隱藏和暴露終端問題、移動環境自適應問題、以及選擇盡可能降低沖突等問題。目前已有的中繼節點算法可以分為主動方案(proactiveschemes)和被動方案(reactive scheme)。主動方案中每個節點通過偵聽周圍節點的控制分組，建立節點的信息表，并且定期廣播自己的信息表，源節點需要協作時，通過查找信息表找到最好的中繼節點，當信道的變化快于信息表的跟新的時候，此方法將失效。另外每個節點需要大量的緩沖區存儲鄰接點的信息，增加內存消耗，此類方案主要有Z.Hao andC.Guohong提出的rDCF、L.Pei等提出的CoopMAC，M.Khalid等人提出的2rcMAC、Q.Chen等提出的D-CoopMAC。被動方案是基于瞬時信道的信息，如果源和目的直接傳輸失敗，有能力協作的中繼節點自動進入競爭最優中繼節點階段，因此被動方案更能適應于移動網絡中，但是中繼節點的選擇過程會帶來系統的開銷，此類方案主要有G.Tao等人提出的CRBAR，Z.Yong等人提出的LC-MAC、S.Hangguan等人提出的Cross-layer MAC。此外在不需要網絡拓撲信息的情況下，Bletsa等人提出了基于網絡路徑選取的一種簡單的協作分集方法。由于是對瞬時信道的條件的測量，而不是依賴于協作表，所以這種方法可以使用于無線自組織網絡中。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種無線自組織網MAC層協作最優中繼選擇方法。

技術方案：本發明所述的無線自組織網MAC層協作最優中繼選擇方法包括：

(1)每個候選中繼節點偵聽源節點發送的RTS分組和目的節點發送的CTS分組；

(2)當候選中繼節點偵聽到RTS分組時，根據偵聽到的RTS分組估計源節點到候選中繼節點的瞬時信道參數as,i；