[发明专利]用于无线分布式网络的协同媒体接入控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体的说是一种协同媒体接入控制方法，可用于无线分布式网络。

背景技术

无线通信依靠无线电波进行传输，然而在传输过程中，这些电波受建筑物、车辆、树木和其它障碍物影响，形成多径衰落，严重影响网络的性能。目前比较常用的多入多出MIMO技术，通过在通信链路的发送端与接收端均使用多根天线，将传统通信系统中存在的多径效应变成对用户通信性能有利的因素，从而提高网络性能。但是一般情况下，移动终端由于受到体积、功耗、工艺、价格等多方面的限制，不能安装多部天线，使MIMO技术的应用变的困难。

于是，人们提出了协同通信技术。协同通信技术通过充分利用无线电波的全向传播特性，使无线网络中的节点相互协作形成虚拟的天线阵列，从而获得传统MIMO技术的空间分集增益，提高系统性能。

Pei Liu等人在文献CoopMAC：A Cooperative MAC for Wireless LANs中提出了一种新的协同媒体接入控制方法CoopMAC协同方式，并在文献A Cooperative MAC for AdHoc Wireless Networks中将CoopMAC协同方式运用到Ad Hoc网络。CoopMAC协同方式对传统的DCF方式进行了改进，在源节点和目的节点之间选择一个协同节点，当有数据要发送且存在协同节点时，源节点先发送请求协同发送控制帧进行握手，协同节点收到该帧后发送一个控制帧表示可以协同传输，目的节点收到前两个控制帧后才发送CTS控制帧表明终端已经准备好，随后源节点开始先将数据帧发给协同节点，协同节点转发收到的数据帧给目的节点，目的节点收到数据帧后直接给源节点回应ACK控制帧；若目的节点只收到源节点发送的请求协同发送控制帧，而等待协同节点发送的控制帧超时，则目的节点也会回CTS控制帧表明目的节点已经准备好，但此时执行的是同DCF方式一样的直接传输规程，即源节点直接发送数据给协同节点。CoopMAC协同方式通过协同节点的帮助，其数据帧用更高速率的两跳传输代替原先的低速的一跳传输，从而减少数据帧传输占用信道时间，提高时间复用，改善网络性能。

无线分布式网络是多跳网络，而多跳网络中不可避免的存在隐藏终端问题。所谓隐藏终端是指位于发射端的覆盖范围之外而处于接收端的覆盖范围之内的终端。该终端由于侦听不到发射端正在发送信息，认为信道空闲，可能向接收端发送信息，这样就造成信息在接收端碰撞，导致接收端不能正确解析任何信息，传输失败，降低了系统性能。如前所述，在CoopMAC协同方式中，目的节点只有在收到源节点和协同节点发送的控制帧或者收到源节点发送的控制帧但等待协同节点发送的控制帧超时的情况下才发送CTS控制帧。虽然协同节点先发送控制帧静默了其周围的隐藏终端，但目的节点周围的有些隐藏终端并没有被及时静默。在目的节点接收协同节点发送的控制帧期间，目的节点周围的隐藏终端由于监测不到协同节点正在发送控制帧，认为信道空闲，可能开始发送控制帧或数据帧，造成该节点与协同节点发送的两帧在目的节点发生碰撞。目的节点由于不能正确解析任何信息，不可能发送CTS控制帧回复源节点，导致此次协同握手失败。因此，CoopMAC协同方式的握手规程并不能很好的解决隐藏终端问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有CoopMAC协同方式的握手规程并不能很好的解决隐藏终端的问题，提出了一种用于无线分布式网络的协同媒体接入控制方法，该方法通过合理交互源节点、协同节点和目的节点三者之间的控制信息，减少隐藏终端所带来的碰撞，提高协同握手成功概率，从而提高整个网络的性能。

本发明的目的是这样实现的：

一.术语说明

CoopRTS控制帧：由现有CoopMAC协同方式提出，源节点发送的请求协同发送控制帧。

RTS控制帧：源节点发送的请求发送控制帧。

CTS控制帧：目的节点发送的允许发送控制帧。

HTS控制帧：由现有CoopMAC协同方式提出，协同节点发送的协同节点允许发送控制帧。

ACK控制帧：目的节点发送的应答认可控制帧。

DCF：分布式协调功能。

NAV：网络分配矢量。

二.本发明提供的协同媒体接入控制方法，包括如下步骤：

(1)网络中的源节点在有数据要发送且有协同节点存在时，先竞争到信道，再向目的节点和协同节点发送CoopRTS控制帧进行握手；