[发明专利]一种基于MIMO传输机制的多信道多址接入方法

摘要

本发明提供了一种基于MIMO传输机制的多信道多址接入方法，在竞争阶段中，节点通过复用数据天线在公共控制信道上进行信道竞争，当信道竞争成功后，通过2x2MIMO的方式交互信息完成对数据信道的选择以及数据传输时段时长的确认；在传输阶段节点通过复用控制天线，在数据信道上传输数据分组。本发明实现简单，可在支持多信道网卡的固件中实现，同时也可以实现在驱动程序中；大幅度提高了网络吞吐量；由于采用分布式的工作方式，无须中心控制节点及全网时同步，通过采用2*2MIMO的传输方式来传输控制分组和数据分组，带来了显著的空间复用增益，进而大幅度提升了系统性能，即提升了网络吞吐量并降低了端到端时延。

主权项

1.一种基于MIMO传输机制的多信道多址接入方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：该多信道多址接入方法假设在网络中有K+1个可用信道，其中1个为公共控制信道CCH(Common Control Channel)，其余K个为等带宽的数据信道，分别表示为DHi,i＝1,...,K，每个节点配备两副半双工天线：控制天线和数据天线；在初始状态，所有节点均将自己的两套收发天线放置在公共控制信道CCH上，构成2x2MIMO并侦听控制信息，当节点有数据发送时，转入步骤2；步骤2：发送节点在公共控制信道CCH上按照IEEE 802.11分布式协调功能DCF(Distributed Coordination Function)协议进行二进制指数退避竞争信道，当信道竞争成功后转入步骤3，否则停留在步骤2中继续竞争；步骤3：发送节点通过2x2 MIMO的方式发送请求发送RTS(Request to Send)分组，并等待接收节点回复的允许发送CTS(Clear To Send)分组，该CTS分组同样以2x2 MIMO的方式传输，若在预定时间内收到CTS分组则转入步骤4，此时完成了数据信道的协商，否则转入步骤2；在所述多信道多址接入方法所采用的RTS帧格式中，添加了用于指示数据信道空闲与否状态的字段，即增加了3个字节的“信息控制”字段，其中4比特用于指示“数据传输时段DTP(Data Transmission Period)”长度，其余20比特为“可用数据信道信息”字段，用于指示数据信道1～20的空闲与否的信息；在所述多信道多址接入方法所采用的CTS帧格式中，添加了用于指示所选择数据信道的字段，即增加2字节的“信息控制”字段，其中4比特用于指示“DTP”长度，其余12比特为“选择的数据信道标号”字段，用于指示所协商好的数据信道标号信息；步骤4：发送节点收到CTS分组后，在公共控制信道CCH上通过2x2 MIMO的方式发送预留RES(Reservation)分组，RES帧格式与步骤3中CTS帧格式的定义相同，将在步骤3所协商的数据信道以及DTP信息告知给其邻居节点，之后转入步骤5；步骤5：当RES分组传输完成后，发送节点与接收节点均将自己的两套收发天线同时切换至步骤3协商的数据信道上，发送节点在DTP内以2x2 MIMO的方式发送Data分组并等待确认ACK(Acknowledgement)回复，ACK分组也是通过2x2 MIMO的方式发送；若在预定时间内收到ACK回复，则转入步骤6，否则转入步骤2；步骤6：发送节点判断是否是本DTP中的最后一个Data分组，若不是，则继续以2x2 MIMO的方式发送下一个Data分组并等待ACK，否则表明Data分组发送完成，那么发送节点与接收节点再次将自己的两套收发天线切换回到公共控制信道CCH上侦听，直至有新的数据发送或接收需求。