[发明专利]一种基于自组网的协作通信方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地说，涉及一种基于自组网的协作通信方法及系统。

背景技术

目前，在解决变电站临时数据采集、应急状态下的数据传输、布线困难以及无信号覆盖下的数据传输问题方面，自组网以其独特的信号传输方式起着重要的作用。自组网是一种以MAC(Medium/Media Access Control，介质访问控制层)协议为基础，支持多跳扩展且具有高度自适应性和移动性的通信网络，其由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成，网络中每个节点(即上述所述移动终端节点)可以自由移动且地位相等。无线自组网没有任何的中心实体，其依靠节点间的协作通信可在任何时刻和任何地点，在各种移动且复杂多变的无线环境中自行组网，同时借助多跳扩展技术弥补节点间无线通信距离有限的缺陷，拓宽网络通信范围，从而实现网络中源节点到目的节点的数据传输；其中，较为理想的协作通信为在源节点和目的节点间，引入信道条件较为理想的协作节点，利用该协作节点进行数据的多跳扩展传输，从而实现高速率的数据协作传输。需要说明地是，对于协作节点的选取可通过无线自组网各节点内置的MAC协作表确定。

现有技术存在两种协作通信方法：

一种为UTD(The University Of Texas At Dallas，达拉斯德克萨大学)提出的基于UTD MAC协议的协作通信技术，该协作通信技术，源节点发送的数据帧可以同时被目的节点和协作节点侦听到，所述数据帧包括RTS(Ready To Send，请求发送)帧和CTS(Clear To Send，准许发送)帧，数据首先由源节点发送到目的节点，只有当目的节点接收数据失败时，位于源节点和目的节点之间的节点才作为协作节点，进行协作通信；然而该协作通信技术中RTS帧和CTS帧的持续时间域Duration始终保持不变，会使得节点在更新NAV(Network Allocation Vector，网络配置向量)时产生矛盾。按无线局域网标准IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电气和电子工程师协会)802.11协议在MAC层规定的DCF(Distributed Coordinated Function，分布式协调功能)机制的要求，网络中的所有的节点都需要准确的更新自己的网络配置向量NAV。

第二种协作通信方法为基于Coop(Cooperative的简称，协作)MAC协议的协作通信技术，相对于UTD MAC协议，CoopMAC协议增加了一个新控制帧HTS(help to send，协作发送)帧，并在各帧中增加了三个比特域。参见下表示出的CoopMAC协作表的5个比特域，其中，ID表示协作节点地址(Helper ID)，Time表示最后一个包到达时的时间，R_hd表示目的节点到协作节点的数据传输速率(Rate Between Helper and Destination)，R_sh表示源节点到协作节点的数据传输速率(Rate Between Helper and Source)，Num of Failure表示传输失败的次数(NO.of Transmission Failure)；所述ID，R_hd和R_sh为所述增加的三个比特域。基于CoopMAC协议的协作通信技术，可根据该CoopMAC协作表进行协作节点的选定，以实现协作通信。

发明人通过研究发现，基于CoopMAC协议的协作通信技术通过在各帧中增加ID，R_sh和R_hd这三个比特域，虽然可以减少节点在更新NAV时矛盾的产生，但CoopMAC协作表维持在源节点中，当节点处于移动的状态时，源节点判断的其与协作节点之间的数据传输速率就会出现偏差，这将造成选取的协作节点的准确性不高。

其次，CoopMAC协议中各帧均增加了ID，R_sh和R_hd这三个比特域，使得CoopMAC协议相对于UTD MAC协议在帧格式和比特数发生了变化，造成了CoopMAC协议与IEEE 802.11b的不兼容。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于自组网的协作通信方法及系统，以解决现有技术由于源节点判断的其与移动协作节点之间的数据传输速率存在偏差，而导致的协作节点选取准确性不高的问题，实现协作节点的准确选取。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：