[发明专利]一种面向毫米波自组网的MAC层低时延快速重连方法

说明书

本发明属于无线网络技术领域，具体涉及一种面向毫米波自组网的MAC层低时延快速重连方法。本发明与传统的CSMA/CA协议中只要通信失败即进入二进制指数退避过程不同的是，本发明会在通信失败时，由失败甄别机制进行失败原因判别，进一步退避机制根据失败原因的不同，设置不同的初始竞争窗口(CW)并进行相应的退避竞争。由于毫米波波长短、绕射能力差，在网络中通信链路易被遮挡，本发明在链路遮挡导致通信失败的情况下，使节点更易重新竞争获得信道，实现MAC层的中断快速重连，从而最低限度降低遮挡对整个毫米波无线自组织网络性能的影响，充分发挥出毫米波无线自组网的技术优势。

技术领域

本发明属于无线网络技术领域，具体涉及一种面向毫米波自组网的MAC层低时延快速重连方法。

背景技术

随着计算机通信技术的发展，越来越多的新兴应用如虚拟现实、增强现实、3D媒体等走进了人们的生活，与此同时带来的是人们对通信速率越来越高的要求。毫米波凭借其带宽大，传输速率高(速率可高达吉比特每秒)，波束较窄，具有很好的方向性和保密性，同时还具有极强的抗干扰能力等众多优点，成为了国内外研究学者关注的热点。然而，由于毫米波信号波长短、绕射能力差，加之波束较窄、方向性较好，在利用毫米波无线自组网的过程中，很容易被移动的人体或其他障碍物遮挡住造成链路中断，通信失败。因此提出的一种面向毫米波自组网的MAC层低时延快速重连算法，使得在发生遮挡导致链路中断后，MAC层可以实现快速重连，最低限度降低遮挡对整个毫米波无线自组织网络性能的影响，充分发挥出毫米波通信以及无线自组网的两大技术优势。

发明内容

本发明针对毫米波自组网中由于毫米波波长短、易被遮挡，导致组网中的通信链路易中断、不稳定的问题，提出一种面向毫米波自组网的MAC层低时延快速重连算法，当通信由于遮挡造成链路暂时中断时，可以在MAC层实现快速重连，从而最大程度降低遮挡对整个毫米波自组网的影响，充分发挥毫米波无线自组网的优势。

本发明的技术方案如下：

一种面向毫米波自组网的MAC层低时延快速重连方法，包括以下步骤：

S1、源节点在发送数据前，先侦听信道是否空闲，若是，则进入步骤S2，否则重复步骤S1；

S2、信道保持空闲状态至少一个IFS间隔后，源节点以广播形式发送RTS控制帧；

S3、目的节点接收到RTS帧后，在信道空闲的前提下以广播形式向源节点回复一个允许发送CTS帧；

S4、判断源节点是否收到CTS帧，若是，则表示信道预约成功，再等待一个SIFS间隔就开始发送数据DATA帧，进入步骤S6，否则通信失败并进入步骤S5；

S5、判断通信节点发送了碰撞，通信失败是由于碰撞导致，为通信失败的节点设置不同的初始竞争窗口CW，并进行以下步骤：

S51、如果是初次碰撞，令通信失败的节点j在其竞争窗口CW＝2*CW_min内随机选择一个数值作为其回退计数值，进入退避过程；如果是第i+1次碰撞，令通信失败的节点j在其竞争窗口CW＝2ⁱ⁺¹*CW_min内随机选择一个数值作为其回退计数值，进入退避过程，其中CW_min是最小竞争窗口；

S52、经过一个空闲时隙slot并且信道处于空闲，节点j的回退计数值-1；

S53、如果某个时隙信道不再空闲，节点j的退避过程暂时挂起，直到信道再次持续保持IFS空闲后继续参与退避竞争；

S54、重复步骤S52和步骤S53直到节点j的回退计数值＝0并且信道处于空闲，则节点j通过退避获取到信道，回到步骤S2；

S6、目的节点收到DATA帧后，再向源节点回复一个ACK帧，告知源节点数据已被接收；