[发明专利]多中继竞争的协作通信MAC层传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种多中继竞争的协作通信媒体接入控制(Media Access Control，MAC)层传输方法。

背景技术

多天线收发系统(Multiple Input Multiple Output，MIMO)可以抵抗信道衰落、提高无线通信的可靠性，以便满足无线通信系统对数据传输速率和服务质量的要求。MIMO系统是指在信息发送端与接收端均使用多根天线的传输系统。当发送端不同的天线发送相同的子码流时，这些子码流分别经历互相独立的信道，受到的噪声干扰也是相互独立的。当且仅当所有的子码流都传输失败时传输数据才等同于失败，因此在不占用额外系统带宽的前提下，MIMO系统要比单天线收发系统更能有效地提高数据传输的可靠性。

对于资源有限的无线网络，比如无线传感器网络，无线节点的硬件配置一般无法达到安装多根天线的条件，实际操作受到限制。协作通信技术可以使无线节点之间共享彼此的天线构成虚拟多天线系统，不要求节点配备多根天线的同时又享有多天线系统的优势，提高数据传输的可靠性。

协作通信技术中，源节点和中继节点协作通信将数据传输给目的节点，通常，可供选择的中继节点较多，可供选择的中继节点需要竞争以供源节点确定出最终协作的中继节点，之后由源节点为各协作的中继节点分配资源。

现有大多数关于协作通信技术的研究都集中在中继选择和资源分配方面，但是，现有技术中还没有给出多中继竞争的协作通信时的MAC层传输方案。

发明内容

本发明实施例是提供一种多中继竞争的协作通信MAC层传输方法，实现多中继竞争的协作通信时的MAC层解决方案。

一方面，本发明实施例提供了一种多中继竞争的协作通信MAC层传输方法，包括：

源节点广播RTS帧，所述RTS帧中包含目的节点的地址和第一训练序列，并接收所述目的节点广播的与所述RTS帧对应的CTS帧，所述CTS帧中包含第二训练序列和源节点到目的节点的信道状态信息；

源节点接收中继节点发送的竞争信息，所述竞争信息中包含所述中继节点的节点ID、所述中继节点到源节点的信道状态信息和所述中继节点到目的节点的信道状态信息，所述中继节点到源节点的信道状态信息是所述中继节点根据所述第一训练序列及对所述第一训练序列的接收信号得到的，所述中继节点到目的节点的信道状态信息是所述中继节点根据所述第二训练序列及对所述第二训练序列的接收信号得到的；

源节点根据所述中继节点到源节点的信道状态信息、所述中继节点到目的节点的信道状态信息和所述源节点到目的节点的信道状态信息，为所述中继节点分配功率和传输时隙，并将分配的功率和表明传输时隙信息包含在结果公布信息中后进行广播；

源节点与所述中继节点采用协作通信方式向所述目的节点发送数据帧；

源节点接收所述目的节点发送的对应所述数据帧的应答帧。

另一方面，本发明实施例提供了一种多中继竞争的协作通信MAC层传输方法，包括：

中继节点接收源节点广播的RTS帧，所述RTS帧中包含目的节点的地址和第一训练序列，并接收所述目的节点广播的与所述RTS帧对应的CTS帧，所述CTS帧中包含第二训练序列和源节点到目的节点的信道状态信息，所述信道状态信息是所述目的节点根据所述第一训练序列得到的；

中继节点根据所述第一训练序列得到所述中继节点到源节点的信道状态信息，根据所述第二训练序列得到所述中继节点到目的节点的信道状态信息，并根据所述中继节点到源节点的信道状态信息，所述中继节点到目的节点的信道状态信息和所述源节点到目的节点的信道状态信息，判断是否满足中继竞争条件，并在满足中继竞争条件后，向源节点发送竞争信息，所述竞争信息中包含所述中继节点的节点ID、所述中继节点到源节点的信道状态信息和所述中继节点到目的节点的信道状态信息；

中继节点接收源节点广播的结果公布信息，所述结果公布信息中包含所述源节点根据所述中继节点到源节点的信道状态信息和所述中继节点到目的节点的信道状态信息分配的功率和表明传输时隙的信息；

中继节点接收源节点广播的数据帧，并根据所述结果公布信息中的功率和表明传输时隙的信息转发所述数据帧给目的节点。

再一方面，本发明实施例提供了一种多中继竞争的协作通信MAC层传输方法，包括：