一种基于并行协作的分布式多信道多址接入方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105680989A(43)申请公布日2016.06.15(21)申请号201610004552.9(22)申请日2016.01.06(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人李波杨博闫中江杨懋(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人金凤(51)Int.Cl.H04L1/00(2006.01)H04W72/12(2009.01)H04W74/00(2009.01)权利要求书2页说明书10页附图3页(54)发明名称一种基于并行协作的分布式多信道多址接入方法(57)摘要本发明提供了一种基于并行协作的分布式多信道多址接入方法，涉及通信技术领域，本发明主要控制握手过程和数据传输过程，控制握手过程节点在公共控制信道上按照分布式协调功能机制竞争成功后，源节点与目的节点在控制信道交互控制信息，完成数据处理，数据传输过程收发节点及协作节点在所协商好的数据信道上，根据协作策略完成数据分组的传输，由于网络中的收发节点仅需要一套收发信机，实现简单，由于采用了协作传输，使得每个TXOP中传输的数据分组个数增多，大幅度提高了网络吞吐量，并降低了平均分组时延，本发明采用分布式的工作方式，无须中心控制节点及全网时同步。CN105680989ACN105680989A权利要求书1/2页1.一种基于并行协作的分布式多信道多址接入方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：当源节点S有数据分组需要发送时，源节点S在控制信道上按照IEEE802.11分布式协调功能DCF(DistributedCoordinationFunction)进行二进制指数退避，当退避完成后，源节点在控制信道CH(ControlChannel)上发送协作请求发送CRTS(Cooperation-Request-to-Send)帧，其中CRTS帧格式添加2个字节的信道控制字段，用于指示数据信道1～16的空闲与否的信息，之后转入步骤2，否则停留在步骤1中继续竞争；步骤2：网络中所有的潜在协作节点ri,(1≤i≤M)接收到CRTS之后，通过计算收到CRTS帧的信干噪比SINR(SignalandInterferencetoNoiseRatio)，进而通过查表获得自己与源节点之间的无线链路所能使用的最大调制与编码方式(ModulationandCodingScheme)以及对应的数据传输速率其中数据传输速率的单位为比特/秒，当目的节点D收到CRTS之后，计算SINR并获得自己与源节点之间的无线链路所能使用的最大调制与编码方式MCSd以及对应的数据直传速率Rd，之后转入步骤3；步骤3：在接收到CRTS帧后并间隔时长为短帧间间隔SIFS(ShortInter-frameSpace)后，目的节点D回复协作允许发送CCTS(Cooperation-Clear-To-Send)帧，其中CCTS帧格式添加3个字节的信道控制字段，其中2个字节用于指示公共数据信道字段，即源节点S和目的节点D之间的两个公共可用数据信道，剩余的1个字节用于指示收发节点之间直传链路可以使用的最大数据传输速率Rd，当网络中潜在的协作节点ri接收到CCTS之后，根据CCTS帧的SINR获知协作节点，与目的节点D之间的无线链路所能使用的最大调制与编码方式以及对应的数据速率ri根据所得到的和分别计算采用串行协作与并行协作情况下的平均数据速率可表示为：和其中是当采用“串行协作策略SC(Serial-Coop)”所能获得的平均数据传输速率，而是当采用“并行协作策略PC(Parallel-Coop)”所能获得的平均数据传输速率，Rsr是源节点与协作节点之间可获得的最大速率；Rrd是协作节点与目的节点之间可获得的最大速率，潜在的协作节点ri结合所收到的CRTS和CCTS中的数据信道信息，读取CRTS和CCTS帧中包含的可用数据信道，根据自己的可用信道列表ACL选公共的可用数据信道，协商出源节点S、目的节点D以及协作节点ri之间的公共可用数据信道，即协作节点结合自己的可用信道列表ACL取交集，即可得到源节点S、目的节点D和协作节点三者公共的可用数据信道，若源节点S在SIFS时间内收到CCTS分组，则转入步骤4，否则返回步骤1中重新竞争；步骤4：潜在的协作节点ri计算可以获得的等效速率其中，为采用平均传输速率的情况下，在一个TXOP时间内可以传输的数据分组个数，Ttxop表示一个传输机会TXOP(TransmissionOpportunity)时间的长度，表示通过协作节点ri传输Data分组所需要的时间，SIFS表示短帧间间隔的时长，表示通过协作节点ri2CN105680989A权利要求书2/2页传输ACK分组所需要的时间，表