[发明专利]在无线局域网中避免隐藏终端

说明书

背景技术

无线局域网(WLAN)已经普遍存在。在无线局域网(LAN)中，可 以预约无线信道用于帧序列的传输，同时使用异步分布式随机信道访问方 法。在这种情况下，为了建立干扰邻域，传输的源和目的地都广播预约持 续时间。

根据802.11分布式信道访问MAC协议，使用RTS/CTS帧将传输通知 给邻居。为了建立干扰邻域，传输的源和目的地分别发送包含预约持续时 间的RTS和CTS帧。节点要么接收帧制止传输，要么同意在指定持续时间 接收传输。这样，“隐藏终端”将制止在接收的CTS帧中所指出的持续时间 内传输，该“隐藏终端”是不能听到传输的节点，即可将干扰引入接收节 点。

在无线LAN中预约信道和防止与隐藏终端冲突的一种方法利用逐帧预 约。在预约开始时发送RTS/CTS帧。通过使用每个数据帧和随后的确认来 更新预约的持续时间，在逐帧基础上延长预约时间。如果那样，逐帧预约 的结果是，如果预约未被接受—即，没有按时返回CTS帧—，则没有留下 末使用的预约时间，且因此，预约不需要取消。

在无线LAN中执行预约的另一种方法利用开始-结束预约。开始-结束 预约应用于任何节点组合(即，网点/AP/站)。节点预约信道来覆盖指向 单个目的地的整个传输序列，可能包括来自目的地的响应。在该方法中， 通过将持续时间字段值设置为将传输整个帧序列的时间来预约信道。如果 预约请求未被批准—即，没有按时返回CTS帧—或者，如果在完成传输时 时间保持被预约，则必须取消预约。

在802.11WLAN中取消预约可能是有问题的，因为为了确定信道是否 可用于传输，节点依赖于单个定时器，NAV。当节点接收的帧的持续时间 字段中的值将延长信道占用超过以前预约的信道占用时，更新NAV定时器 以反映更长的预约。节点可能从不同源接收多个NAV设置帧。例如，节点 可能从一个邻居接收CTS帧，而从还没有接收到CTS的另一个邻居接收 RTS。可以通过收听空闲信道或通过从RTS的源接收明确的预约取消，来 实现与RTS相关的传输的取消。如果节点基于这样一个取消来复位它的 NAV，那么如果已发送CTS帧的邻居仍接收与该CTS帧相关的传输，就 会产生将干扰/冲突引入该邻居的危险。因为独立于NAV设置请求源而保 存单个NAV定时器，无法确定预约取消是否将使NAV定时器被复位。

尽管这种缺陷，开始-结束NAV设置方法还是重要的，因为它提供了免 受“隐藏终端”的保护，这是一个在网状网络中由于邻居之间的长距离而被 恶化的问题。

WLAN可包括多个信道和多个无线电。提供多信道和多无线电能力的 方法出现在2006年3月29提交的共同未决专利申请中，该申请题目为“无 线多信道访问控制协议”，代理编号为AVA06-01，这里其公开并入作为参 考，其描述了CCC(公共控制信道)MAC协议。CCC利用两种逻辑信 道，控制信道和数据信道。

发明内容

如上所述的常规机制有多个缺陷。由于“隐藏终端”问题，一个这样的缺 陷出现了。当站不能听到发射机但是在接收机的干扰范围内时，隐藏终端 的问题出现了。在具有分开长距离的节点的ad hoc网中，这个问题更严 重，在无线网中发现这样的例子。

一般，可通过交换RTS/CTS控制帧来减轻隐藏终端问题。但是，当分 离节点的距离长时，与RTS/CTS对相关的传输的接收机的干扰范围内的邻 近节点可能不在发送CTS的节点的发送范围外，且因此，该邻近节点不能 读取CTS帧。在传输CTS时，这样的邻居将不设置它们的NAV，且可能 因此将干扰引入接收节点。为了避免这个问题，可以以较低的速度传输 RTS/CTS帧来提高传输范围。这种措施的结果是：为帧序列的信道预约必 须以开始-结束为基础。不能依靠单独数据帧来提高预约，因为这种帧将以 较高的速度发送并因此具有较短的传输范围。

除了提供免受隐藏终端的保护之外，使用开始-结束NAV设置请求还 能在多信道访问控制协议中预约不同的信道。这种协议的例子是CCC。在 控制信道上交换控制帧以便预约可用数据信道池中的一个。在这种情况 下，基于逐帧的信道预约延长将需要在控制信道上交换另外的控制帧，这 将是效率低的。

本发明不需要取消未被批准的预约请求。虽然在多信道CCC MAC协 议的上下文中给出了该方法，但是该方法也可应用于单个信道访问。