[发明专利]移动Ad Hoc网络中的双信道预约接入控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种移动Ad Hoc网络中的双信道预约接入控制方法。 

背景技术

IEEE802.11DCF协议，提供了分布式的接入控制，是Ad Hoc网络MAC协议研究和应用中得到关注最多的协议之一。IEEE802.11 DCF是基于CSMA/CA(带有冲突避免的载波侦听多路访问)机制的MAC协议。该协议采用共享单信道的模式，通过DATA-ACK两次握手或RTS-CTS-DATA-ACK四次握手机制完成分布式数据业务的接入过程，其中四次握手机制基本解决了隐藏终端和暴露终端问题。同时，通过载波侦听、冲突避免和随机回退等技术控制共享单信道模式下数据报文的冲突。DCF的核心机制包括：握手机制、载波侦听机制、帧间间隔和随机回退机制。此方法在系统负载较大时不能有效利用带宽资源是其最大的缺点。 

DBTMA协议使用忙音信号(BTs和BTr)通知邻节点有效减轻了包冲突，但需要加额外的收发器，并占用一定的带宽，协议也没有考虑隐藏终端的问题。 

PCDC协议通过控制功率减小干扰节点的数据解决了隐藏终端的问题，但没有考虑暴露终端的问题。 

DCMA-CSBI协议通过使用广播忙指示包的方法解决了隐藏终端发送数据的冲突，但不能接收数据。 

发明内容

针对现有技术的缺陷与不足，本发明的目的是设计一种移动Ad Hoc网络中的双信道预约接入控制方法，该方法在单跳和多跳网络下提高了网络吞吐量，同时解决了隐藏终端和暴露终端的问题。而且本发明提出的方法是在硬件上可以实现的。 

本发明采用以下技术方案来实现上述目的：移动Ad Hoc网络中的双信道预约接入控制方法，包括预约时隙选择、竞争微时隙选择和RTS/CTS握手、数据分组发送及确认3个阶段； 

所述预约时隙选择的过程如下：每个节点根据本节点有无数据分组发送情况来决定是否在当前时隙发起预约；对新产生数据分组的初次发送，发送节点选择该数据分组产生后的第 1个预约时隙或成功发送完上一个数据分组后的第1个预约时隙开始数据分组发送过程；发送方首先侦听RCH信道1个预约时隙，若在此期间发送方的接收方没有收发RTS或CTS分组的话，它就在此预约时隙结束后的下一个预约时隙中准备发送RTS分组；否则，它就退避到下一个预约时隙准备发送RTS分组； 

所述竞争微时隙选择和RTS/CTS握手的过程如下：当发送节点在RCH信道上的一个预约时隙开始时，有数据分组要发送给某个邻节点，则在发送RTS之前从当前预约时隙的NMS个竞争微时隙中随机选择一个作为RTS分组发送开始的时间，并在发送RTS分组之前侦听之前的竞争微时隙；如果在其所选的竞争微时隙到来之前的竞争微时隙中都没有侦听到其他节点发送控制分组，那么该发送节点就在所选的竞争微时隙上开始发送RTS分组进行信道预约，并在RCH上等待接收节点回复CTS分组；否则退避到下一个预约时隙再重新进行预约； 

发送节点发送完RTS分组后等待接收CTS分组，若收到CTS分组，则此次预约成功；否则预约失败； 

如果接收节点正确接收到发给自己的RTS分组，那么接收节点就立刻回复CTS分组，并在TCH上准备接收DATA分组；若目的节点不是自己或不能正确接收RTS分组，则不作任何处理； 

所述数据分组发送及确认的过程如下：预约成功后转到TCH上在对应的数据分组传输时隙上无冲突地发送数据分组；接收节点正确收到后，回复ACK分组进行成功接收确认，从而完成数据分组发送过程； 

所述NMS是在建立网络时人工设定的竞争微时隙的个数。 

优选地，所述竞争微时隙选择和RTS/CTS握手的过程中，对于预约失败，如果当前数据分组发送未达到最大重传次数，则发送节点在此次数据分组发送尝试失败后的K_MAX个预约时隙中等概选择一个尝试重发该数据分组的过程；如果达到最大重传次数，则进行丢包处理；所述K_MAX是在建立网络时人工设定的预约时隙的个数，所述等概选择是指在K_MAX个时隙中以相同的概率选择0-K_MAX之间的一个时隙。 

优选地，所述的移动Ad Hoc网络中的双信道预约接入控制方法，包括以下步骤： 

S1、预约时隙开始后，判断节点是否要在当前预约时隙预约，若是，则随机选择一个竞争微时隙，准备发送RTS分组；若否，则转入步骤S6；