[发明专利]基于双层松耦合最优停止的无线分布式协同网络接入方法

权利要求书

1.一种基于双层松耦合最优停止的无线分布式协同网络接入方法，其特征在于，对无线分布式协同网络模型做如下刻画：在无线分布式协同网络中，存在M个信源-信宿节点对，以分布式方法接入信道传输信息；每个信源-信宿节点对都分配单个中继节点，通过译码-转发模式协助信源-信宿节点对进行通信；

该方法包括以下步骤：

步骤1、第一跳M个信源节点以微时隙的时分形式进行分布的信道竞争，在持续时间δ的微时隙内，各信源节点以随机方式向中继节点发送一个RTS包，发送概率为p，包长为τ_RTS；

步骤2、多源节点成功完成信道竞争后，中继节点根据接收的获胜信源节点的RTS包携带的训练符号序列，计算获胜信源节点到自身的信道质量，即第一跳信道增益，决定是否接入信道；获胜信源节点i获得第一跳信道下的信噪比，记为SNR_f；

步骤3、将获胜信源节点第一跳信道下的信噪比SNR_f与阈值SNR₀比较，若SNR_f≥SNR₀，则利用接入信道完成第一跳传输，并反馈CTS包至获胜信源节点和其他信源节点；若SNR_f＜SNR₀，则获胜信源节点放弃信道，中继节点主动反馈CTS包给信源节点报告该决定，并返回步骤1，在下一个微时隙里所有信源节点开始新一轮竞争；

步骤4、完成第一跳数据传输后，启动第二跳的信道接入，中继节点向信宿节点发送RTS包，通过RTS包内字符序列，信宿节点计算第二跳信道质量，用可达信息速率表示，记为r_g；同时信宿节点向中继节点反馈CTS包，告知该速率信息；

步骤5、如果第二跳的可达最大速率log₂(1+r_g)不小于第一跳传输速率R_n，则中继节点以传输速率R_n在信道相关时间τ_d内向信宿节点传输；否则，中继节点放弃传输，并在信道相关时间τ_d后，返回步骤4，继续进行信道探测，重复以上过程，直至第二跳信息传输完成。

2.根据权利要求1所述的基于双层松耦合最优停止的无线分布式协同网络接入方法，其特征在于，步骤1所述的第一跳M个信源节点以微时隙的时分形式进行分布的信道竞争，在持续时间δ的微时隙内，各信源节点以随机方式向中继节点发送一个RTS包，发送概率为p，包长为τ_RTS，具体如下：

情况1：如果所有信源节点不发送RTS包，所有信源节点在信道上感知无信息发送，所有信源节点在下一个微时隙进行新一轮信道竞争；

情况2：如果有两个或两个以上信源节点发送RTS包，发生碰撞，碰撞概率为1-(1-p)^M-Mp(1-p)^M-1，则信源节点通过感知碰撞发生后是否有中继节点CTS包响应，判断发送包碰撞，重复步骤1，下个微时隙里，所有信源节点开始新一轮信道竞争；

情况3：如果仅有一个信源节点发送RTS包，其概率为Mp(1-p)^M-1，其他信源节点可感知到信道被占用，则该信源节点为竞争成功的信源节点，基于信令包长度和微时隙组网配置，信源节点以分布方式完成一次成功信道竞争的平均时间τ₁为：

其中，τ_RTS和τ_CTS分别表示RTS包和CTS包的时长。