[发明专利]一种基于公共控制信道的认知无线网络接入方法

权利要求书

1.一种基于公共控制信道的认知无线网络接入方法，所采用的步骤是：

步骤1：信道竞争过程，认知节点在发送数据包之前，需要先通过频谱感知建立可用授权信道列表，然后检测公共控制信道状态，当信道空闲至少持续一个DIFS(DistributedInterframe Space)的时长后，认知节点根据信道预约的重传次数以及退避计数器的挂起次数确定退避竞争窗口大小，并在退避竞争窗口内选择一个随机值作为退避计数器的初值，激活退避计数器，开启信道竞争过程；

步骤2：信道预约过程，竞争成功的认知节点先检测可用的授权信道数量，若存在可用的授权信道，则发送节点向接收节点发送RTS(Request to Send)帧预约信道使用权，接收节点成功收到RTS帧后，向发送节点回复CTS(Clear to Send)帧确认信道预约成功，若不存在可用的授权信道，则发送节点向接收节点发送PTS(Prepare to Send)帧，向网络中的其它节点征求授权信道的优先使用权，接收节点成功收到PTS帧后，向发送节点回复WTS(Waitto Send)帧，表明收发节点对获得了授权信道的优先使用权，该收发节点对持续监听授权信道状态直到出现可用的授权信道后，再次通过RTS-CTS握手完成授权信道预约过程；

步骤3：数据传输过程，认知用户收发节点对将天线频率调谐到约定好的授权信道上，发送节点向接收节点发送DATA帧，如果接收节点成功收到DATA帧，则向发送节点回复一个ACK帧，表明传输成功，继续尝试发送下一个数据包，否则发送节点将回到公共控制信道继续重传该数据包。

2.根据权利要求1所述的一种基于公共控制信道的认知无线网络接入方法，其特征在于认知节点依据信道预约的重传次数以及退避计数器的挂起次数确定退避竞争窗口大小的具体方法为：

当认知用户需要发送一个新的数据包时，需要先通过频谱感知建立可用授权信道列表，然后检测公共控制信道状态，如果检测到公共控制信道空闲并且空闲时间持续至少一个DIFS的时长，则认知用户立马进入信道竞争过程，否则，如果公共控制信道被检测到忙，认知用户将持续监听公共控制信道状态，直到其空闲至少一个DIFS时长为止，此时，认知用户将开启信道竞争过程，在发起信道预约前等待一个随机退避时间，以最小化与其它认知用户发生冲突的可能性；

认知用户等待的随机退避时间是时隙长度σ的整数倍，其大小为[0，CW-1]之间的一个随机整数，CW表示竞争窗口；如果在认知用户退避阶段公共控制信道持续空闲一个σ时长，则退避计数器的值减1，如果在退避阶段侦听到了信道变忙，认知用户将退避计数器挂起，并等待公共控制信道持续空闲至少一个DIFS时长后重新激活退避计数器，当退避计数器的值为0时，认知用户即可发起信道预约过程；

CW的大小取决与信道预约的重传次数以及退避计数器的挂起次数，当认知用户第一次尝试信道预约时，将CW设置为它的最小值CW_min，假设认知用户当前的重传次数为i，最大重传次数为m，退避计数器的挂起次数为k，每次信道预约失败时，将上一次的竞争窗口取值用CW_old表示，则认知用户在重传时的新的竞争窗口的取值可以表示为

其中min()表示取最大值函数，CW_max表示竞争窗口的最大值，floor()表示向下取整函数，若信道预约成功，则认知用户在下一次信道竞争过程开始时的竞争窗口取值可以表示为

其中max()表示取最小值函数。