[发明专利]协作节点的快速选择

说明书

发明领域

本发明总体上涉及在诸如但不限于无线局域网(WLAN)之类的传输系统 中选择至少一个协作节点的设备、系统和方法。

发明背景

在例如IEEE 802.11规范中定义的无线局域网(WLAN)如今几乎无处不 在。802.11标准使得所有站实现分布式协调功能(DCF)是强制性的，所述分 布式协调功能是带有冲突避免的载波侦听多路访问(CSMA/CA)的形式。 CSMA/CA是基于竞争的协议，确保所有站在传输之前首先侦听介质。主要目 的是避免站在同一时间传输，这将导致冲突和相应的重传。如果想发送帧的站 在介质上侦听到特定阈值之上的能量(这可能意味着另一个站的传输)，那么想 访问的站在传输帧之前将会等待，直到介质空闲。该协议的冲突避免方面与确 认的使用有关，接收站发送所述确认给发送站以证实无错误接收。虽然稍微更 复杂，但是访问介质的该过程可以视为会议，其中每个人都是礼貌的，每人仅 在没有其他人讲话时发言。此外，理解讲话人的参与者点头表示同意。

为了实现更宽的覆盖范围并且减轻无线信道损害而不需要在发射器处使用 高功率，其中信号通过各种网络节点中继的多跳中继技术是诸如例如WLAN或 传感器网络之类的未来蜂窝和自组(ad hoc)无线通信系统的有前途的解决方案。 最近，在多跳扩增的网络中正被积极研究的新概念是多用户协作分集，其中若 干终端或网络节点形成一类联合以相互帮助传输它们的消息。通常，协作中继 系统具有向一定数量的协作中继器或节点多播消息的源节点，所述中继器或节 点进而又向预期的目的节点重发处理的版本。目的节点将从中继器接收的信号 组合起来，也可能将信源的原始信号考虑进去。

在S.Shankar等人的“Cooperative communication MAC(CMAC)-A New MAC protocol for Next Genaration Wireless LANs”，IEEE WireComm，2005年6 月，以及Bletsas等人的“A Simple Coorperate Diversity Method based on Network Path Selection”，IEEE Journal on Selected Areas of Communications，2006年3月 (MIT)中，描述了两种方法，其基于在无线通信系统中，尤其是在像IEEE 802.11 和IEEE 802.15那样的WLAN和WPAN系统，以及诸如IEEE 802.3(以太网) 之类的有线通信系统中所广泛使用的所谓“后退(backoff)过程”。如例如在 D.Bertsekas和R.Gallager的、Prentice Hall出版社1992年出版的“DataNetworks” 第4章中指示的，该后退过程在通信系统中用于随机访问一定数量的多个竞争 的站之间的信道。通常，它与CSMA协议相结合。该后退过程已被引入从而允 许所有的参与站公平访问信道并且根据网络拥塞水平以分布式方式来调整传 输。

在站开始传输之前，其在特定竞争窗口(CW)(比如[0，CW])内选择随 机的后退数BO。站在竞争窗口上均匀地选择随机数BO，以便实现对信道的公 平访问。如果站在发送分组之后发现该传输因为其它站正在传输而导致了冲突， 那么该站会将其竞争窗口加倍到2*CW并重复该过程。为了发现冲突，站或者 使用冲突检测电路或者依赖接收机通知它。

出于选择协作节点的目的，后退过程可以重复使用。在两种解决方案中， 只设计了单阶段后退过程。在Bletsas等人的“A Simple Coorperate Diversity Method based on Network Path Selection”，IEEE Journal on Selected Areas of Communications，2006年3月(MIT)中，建议重复使用后退过程来选择最好 的协作节点。