[发明专利]一种适用于AdHoc网络的多信道多接口同步媒质接入方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信网络、分布式信息处理领域，具体地讲是一种适用于Ad Hoc网络的多信道多接口同步媒质接入方法。 

背景技术

近年来，诸如无线高清视频流、无线视频交互服务等无线多媒体服务越来越受到重视，其需求量日益增多，此类服务对无线网络的吞吐量提出了更高的要求。目前，多信道多接口媒质接入控制技术(MCMI-MAC：Multi-channelMulti-interface Medium Access Control)是一种新兴的能支持高吞吐量服务的无线接入技术，其利用IEEE 802.11提供的多个频率非覆盖性(non-overlapping)信道[1，2]并发地进行无干扰数据分组交换，具备良好的并发特性和低干扰特性，已在无线自组织网络(Ad Hoc Networks)中逐步引起了学术界和企业界的高度重视，并获得了广泛的应用。 

然而，MCMI-MAC存在多信道隐藏终端问题[3]。具体地，由于无线信道具有广播特性，并且只有处于同一信道的主机才能建立通信，因此多个接口和多个信道的存在使得处于不同信道的主机无法相互帧听，因而难以实施虚拟载波帧听技术，存在多信道隐藏终端问题[3]。另外，多信道隐藏终端问题也与信道协商过程发生的时间密切相关。详细地，在同一冲突域中，目的通信主机对在初始化通信之前进行信道协商之时，其邻居主机的具有控制功能的接口处于其它信道，从而无法帧听到目的通信主机对之间的信道协商过程，目的通信主机对的邻居主机在后续时间进行信道协商时，可能选择与目的通信主机对相同的数据信道，导致数据分组与控制分组冲突。若网络中的通信主机具有同步功能，所有通信主机的负责信道协商的接口能在特定时间被调制到控制信道，则 隐藏终端问题将有效解决。文献[3]揭露了一种解决多信道隐藏终端问题的设计方案，该设计方案采用了临时的同步机制，但针对的是多信道单接口网络环境。文献[5]揭露了另一种解决多信道隐藏终端问题的设计方案，该设计方案针对多信道多接口网络环境，通信主机的每一个接口均具有同步功能，在信道协商期间，所有通信主机的所有接口均参与信道协商过程，从而为接口自身分配满足条件的数据信道，进而进行数据分组传输，该方案有效地解决了多信道多接口环境下的多信道隐藏终端问题，但是，在信道协商时，控制信道上的冲突和干扰极为严重，给网络整体的信道协商结果带来了不良影响，造成了网络性能的下降。另外一些方案[6，7，8]并未引入同步机制，而采用诸如按需接入、忙音检测、专用控制/广播接口等机制来解决多信道隐藏终端问题，但仍然存在各种弊端。 

另外，MCMI-MAC存在通信会晤问题。具体地，若处于不同信道的主机欲建立通信，彼此之间又难以发现对方，即存在通信会晤问题[4]。文献[3，6，9]揭露了一种解决通信会晤问题的设计方案，该设计方案采用一公共控制信道，所有控制分组的交换均在所述公共控制信道上进行。然而，当数据信道数目增大时，控制信道将会饱和，这不仅限制网络性能的提升，而且导致数据信道利用率降低。文献[10，11，12]揭露了另一种解决通信会晤问题的设计方案，该设计方案采用多个控制信道，能缓解控制信道饱和问题。具有代表性的算法协议是文献[10]提出的一种混合多信道MAC协议。该协议将主机的多个接口分为两类：可切换接口和固定接口。固定接口在较长时间内保持在特定信道上，仅用于接收数据；可切换接口在不同信道间频繁切换，仅用于发送数据。然而，由于可切换接口和固定接口作用单一，信道和接口利用率较低。文献[13]通过设计动态等待时间策略和动态信道持续策略，增加了文献[10]所提出的协议的性能，但并未实质性解决信道和接口利用率低的问题。 

因此，有必要提供一种改进的适用于Ad Hoc网络的多信道多接口同步媒质接入方法来克服现有技术的缺陷。 

上述提到的相关文献： 

[1]IEEE Std.802.11-1999，Part 11：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specifications，Reference number ISO/IEC8802-11：1999(E)，IEEE Std.802.11，1999edition. 

[2]H.Kim，J.C.Hou，C.Hu，and Y.Ge，“QoS provisioning in IEEE802.11-compiant networks：past，present，and future”，Computer Networks，vol.51，no.8，2007，pp.1922-1941.