[发明专利]多跳Ad Hoc网络中时隙优化的多信道多址接入控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，具体涉及多跳Ad Hoc网络中时隙优化的多信道多址接入控制方法。 

背景技术

IEEE802.11DCF协议，提供了分布式的接入控制，是Ad Hoc网络MAC协议研究和应用中得到关注最多的协议之一。IEEE802.11DCF协议是基于CSMA/CA(带有冲突避免的载波侦听多路访问)机制的MAC协议。该协议采用共享单信道的模式，通过DATA-ACK两次握手或RTS—CTS—DATA—ACK四次握手机制完成分布式数据业务的接入过程，其中四次握手机制基本解决了隐藏终端和暴露终端问题。同时，通过载波侦听、冲突避免和随机回退等技术控制共享单信道模式下数据报文的冲突。DCF的核心机制包括：握手机制、载波侦听机制、帧间间隔和随机回退机制。此协议在系统负载较大时不能有效利用带宽资源是其最大的缺点。 

DBTMA协议使用忙音信号(BTs和BTr)通知邻节点有效减轻了包冲突，但需要加额外的收发器，并占用一定的带宽；DBTMA协议也没有考虑隐藏终端的问题。 

PCDC协议通过控制功率减小干扰节点的数据解决了隐藏终端的问题，但没有考虑暴露终端的问题。 

DCMA-CSBI协议通过使用广播忙指示包的方法解决了隐藏终端发送数据的冲突，但不能接收数据。 

发明内容

针对现有技术的缺陷与不足，本发明的目的是设计一种适用于多跳Ad Hoc网络中时隙优化的多信道多址接入控制方法，该方法在多跳网络下提高了网络吞吐量，同时解决了隐藏终端和暴露终端的问题。 

本发明采用以下技术方案来实现上述目的：多跳Ad Hoc网络中时隙优化的多信道多址接 入控制方法，包括以下步骤： 

第一步，预约时隙选择：如果侦听到有冲突的RTS/CTS握手发送时，发送节点就退避到下一个预约时隙继续尝试RTS分组发送，对于第1次未收到CTS分组，发送方先侦听公共控制信道(CCH)1个数据分组发送时隙，若在此期间接收方没有收发RTS或CTS分组，就在此数据分组发送时隙结束后的预约时隙中发送RTS预约，对于多次仍没有收到CTS分组，发送节点在此次数据分组发送尝试失败后的K_MAX个预约时隙中等概选择一个预约时隙，尝试重发该数据分组； 

第二步，竞争微时隙选择和RTS/CTS握手：当发送节点在CCH上的一个预约时隙开始时，有数据分组要发送给某个邻节点，则在发送RTS之前要从当前预约时隙的NMS个竞争微时隙中随机选择一个作为RTS分组发送开始的时间，并在发送RTS分组之前侦听之前的竞争微时隙，如果在其所选的竞争微时隙到来之前的竞争微时隙中都没有侦听到其他节点发送控制分组，那么该发送节点就在所选的竞争微时隙上开始发送RTS分组进行信道预约，并在CCH上等待接收节点回复CTS分组；否则进行退避到下一个预约时隙到达时，再重新进行预约；如果接收节点正确接收到RTS分组，那么它就立刻回复CTS分组； 

第三步，数据分组发送及确认：如果发送节点在规定的时间内正确收到CTS分组，则预约成功，转到预定数据信道(DCH)上在对应的数据分组发送时隙上无冲突地发送数据分组，接收节点正确收到后，回复ACK分组进行成功接收确认，从而完成一个完整的数据分组发送过程； 

所述K_MAX是一个在建立网络时人工设定的预约时隙的个数，所述等概选择是指在K_MAX个时隙中以相同的概率选择0-K_MAX之间的一个时隙；所述NMS为在建立网络时人工设定的微时隙的个数。 

所述第二步包括以下步骤： 

S21、在所选预约时隙中随机选择一个退避微时隙； 

S22、判断退避微时隙是否到来； 

S23、若退避微时隙到来，且侦听到有节点发送RTS/CTS握手，则退避到下一个预约时隙，然后返回步骤S2；若退避微时隙到来，且未侦听到有节点发送RTS/CTS握手，则侦听控制信道的RTS/CTS握手，然后返回步骤S3； 

S24、若退避微时隙到来，且未侦听到有节点发送RTS/CTS握手，则发送RTS进行预约； 

S25、若接收方收到RTS，且接收方侦听到其他节点对的预约，正处于退避阶段，则接收方回复CTS； 

所述第三步包括以下步骤： 

S31、若发送方收到CTS，则预约成功，接收方、发送方双方切换到相应的数据信道上进行数据分组的传输，发送方发送DATA；