[發明專利]一種基于MIMO的移動自組織網絡多點通信方法

有效

• 申請號: 202110762539.0
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113347736B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 孫浩;施毅;沈連豐;燕鋒;夏瑋瑋
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08;H04W84/18;H04B7/0413
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

本發明公開了一種基于MIMO的移動自組織網絡多點通信方法，基于傳統的點對點信息傳輸過程,根據偵聽到的不同信道狀態來判斷是預約信道還是刷新NAV值，并且在偵聽范圍內，根據收到預約信道的RTS_i是否是同一目標節點和最大R_MAX個數來確定是結束二進制指數退避，進入NAV機制還是結束二進制指數退避進入同節點退避機制；此時同一并行子信道便可預約2個或以上，隨后根據不同時刻、不同節點和經過等待時隙T₀后的RTS分組個數來發送不同x賦值的CTS?x分組，在MIMO系統多包接收能力的支持下可以的提高預約次數，實現多點對點通信。

技術領域

本發明涉及無線移動自組織網絡通信技術領域，主要涉及一種基于MIMO的移動自組織網絡多點通信方法。

背景技術

移動自組織網絡也可稱為Ad Hoc網絡，它是一種無中心、自組織、多跳路由的特殊無線移動網絡，其網絡中的節點都是經由無線進行連接，并且各個節點的地位平，不需要固定的通信設備進行連接。網絡中的節點都可隨處移動，也可以隨時加入或退出網絡，因此這使得它的網絡拓撲結構隨時發生改變，擁有部署成本低廉、易于設置等特點。然而想要實現移動自組網更加快速的利用信道資源、有效的傳輸數據建立通信、提高網絡吞吐量是現在研究的熱點問題，而在控制解決節點訪問信道的介質訪問控制層協議又起著關鍵性的作用，因此如何設計新的協議，提高網絡吞吐量、無線信道利用效率和降低時延是目前最關心的問題。

隨著多輸入多輸出(MIMO)技術的不斷發展，將移動自組網技術與MIMO技術相結合可以更加靈活的實現網絡組網。MIMO擁有著空間分集和空間復用增益，在聯合相應的編碼技術，如空時空頻編碼，可以實現多包接收的能力。以往介質訪問控制層的載波偵聽多路訪問/沖突避免協議設計只允許單點對點的通信方式，通過發送RTS分組來告知其他節點已經有節點通過競爭的方式預約到了信道的使用權，其余節點收到RTS分組并檢測到MAC幀頭部的“持續時間”時，結束退避并調整NAV值，然后發送CTS來確認發送節點并發送數據包，其同時通知處于隱藏節點之內的節點：信道已經被占用；有的技術針對碼分多址系統提出了一種基于空間復用增益的MAC機制(DAP機制)，該機制包括若干個節點群和擁有多個用戶單群網絡，將時間軸劃分為有若干個時隙組成的連續傳送周期，每當系統中的單群網絡被輪詢之后且在之前的傳送周期中產生的數據包被成功接收時，一個傳送周期結束，這種機制以最大化網絡吞吐量為目標，但這依舊只是在MAC之下，多節點競爭信道使用，最終只能實現單點對點通信。現有的基本都是基于MIMO技術的空間復用、分集增益來設計MAC協議，最大化降低時延和提高網絡吞吐量，然而這都不能完美解決通信時的沖突與碰撞并且以往MAC層協議只支持同一時刻內單點對點通信導致的傳輸效率低下問題。

發明內容

發明目的：針對上述背景技術中存在的問題，本發明提供了一種基于MIMO的移動自組織網絡多點通信方法，現有的介質訪問控制層協議只支持相同時間內無線移動自組織網絡中一對節點通信，即點對點通信，而本發明利用MIMO空間復用和分集增益技術與在移動自組網絡MAC協議中相結合的方法，多應用于研究搶險救災等環境復雜多變的情況下，重點在于點對點空間復用(CSMA/CA)和并行通信能力(SD-MAC、MIMA-MAC)這兩方面。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于MIMO的移動自組織網絡多點通信方法，包括以下步驟：

步驟S1、在完成上一幀信息傳送后，初始化待發射節點，并留出一個時隙感應信道；節點通過載波監聽信道狀態信息，判斷該信道是否空閑；

步驟S2、當監聽到信道處于空閑狀態時，則首先進入二進制指數退避機制，節點在競爭窗口CW中選擇該時刻的時隙值，設置避退計時器backoff timer如下：

backoff timer＝CW*單位時間