[發明專利]消除隱藏與暴露終端及實施定位的介質訪問控制方法

在審

• 申請號: 202010319038.0
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111556581A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 徐昊洋;姜勝明
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H04W74/00
• 分類號: H04W74/00;H04W74/08;H04L1/18
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

本發明提供了一種消除隱藏與暴露終端及實施定位的介質訪問控制方法。發方節點在接入信道前，根據信道狀態、收到的其他節點的信息以及位置信息聯合決定是否接入信道，收發雙方通過交互信息建立聯系、解決隱藏終端和暴露終端問題的同時實現自身定位，并利用位置信息提高方法。該方法解決了無線網絡中隱藏終端和暴露終端問題，同時獲取了節點的位置信息，并利用位置信息優化方法性能，提高信道利用率。

技術領域

本發明涉及無線網絡介質訪問控制方法，具體涉及一種消除隱藏與暴露終端及實施定位的介質訪問控制方法。

背景技術

無線網絡為用戶提供了在移動中使用計算機網絡的機會。由于無線信道本身的特點，無線網絡的數據鏈路層必須使用一種合理的共享信道方法來協調節點對信道的爭用，盡最大努力降低數據碰撞概率。

802.11DCF是主流的介質訪問控制方法，該方法基于載波監聽多址訪問/碰撞避免(CSMA/CA)機制，通過收發雙方交互RTS幀CTS幀來解決隱藏終端，但針對暴露終端問題并沒有提出解決方案。

目前，節點的位置信息一般不在交互MAC信息時獲得。無線信道的不穩定性，導致信號沖突比較普遍，而介質訪問控制方法恰好用來減少沖突。如果能夠在交互MAC信息時進行定位，不僅可以減少沖突，還節省了節點通過其他途徑獲取位置信息所消耗的資源。

針對上述問題，本發明提出了一種介質訪問控制方法，利用位置信息、信道狀態和收到的其他節點的信息聯合決定是否接入信道，通過收發雙方交互信息解決隱藏終端和暴露終端問題，在交互MAC信息時獲取位置信息，并利用位置信息優化MAC方法。

發明內容

本發明提出一種聯合解決無線局域網中隱藏終端、暴露終端問題及實施定位的介質訪問控制方法，工作流程包括以下幾個部分：

1.發方在接入信道前，根據偵聽到的信道狀態、收到的節點信息聯合確定信道接入決定：

步驟一：如果發方偵聽到信道空閑，且信道已空閑的時間超過隨機等待時間的最大值時，表明沒有節點爭用信道，發方直接接入；

步驟二：如果發方偵聽到信道空閑，且信道已空閑的時間未超過隨機等待時間的最大值，發方須隨機等待一段時間，如果超時后信道依然空閑，發方接入信道，隨機等待是為了避免信道從忙態轉為空閑時眾多節點同時接入而產生沖突；

步驟三：如果發方收到其他收方的應答信息或連續確認信息，連續確認信息是發方有連續發送計劃時通知收方對所發數據信息回復的一種確認和應答相結合信息，且發方已知與這些節點的距離，則當距離小于收方的干擾范圍時，說明發方此時并發數據會使這些節點產生沖突，故發方在這兩種信息指定的時間內禁止接入信道，等待信道空閑后重回步驟二；如果距離大于干擾范圍，說明發方此時雖然收到應答信息或連續確認信息，但并不會造成沖突，發方競爭接入信道，同時避開其他節點接收確認信息或連續確認信息的時段；如果未知距離信息，發方等待信道空閑后重回步驟二；

步驟四：如果發方收到來自其他節點的請求信息卻沒有收到任何應答信息或連續確認信息，且發方已知與其他收方的距離，則當距離大于收方的干擾范圍時，發方競爭接入信道，同時避開其他節點接收確認信息或連續確認信息的時段，如果距離小于干擾范圍時禁止接入，等待當前通信結束后重回步驟二；如果未知距離信息，發方競爭接入信道；

步驟五：如果發方偵聽到信道忙，但沒有收到其他節點的任何信息，且發方已知與其他收方的距離，則當距離大于收方的干擾范圍時，發方接入信道，距離小于干擾范圍時禁止接入，等待當前通信結束后重回步驟二；如果未知距離信息，發方競爭接入信道。

2.發方與收方先建立聯系，通過交互信息來解決隱藏終端和暴露終端問題包括以下步驟：