一種基于模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的分布式介質(zhì)訪問控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的分布式介質(zhì)訪問控制方法，包含以下步驟：1)、轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)接收初始節(jié)點(diǎn)發(fā)送的RTS控制幀后向協(xié)作節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTC控制幀2)、協(xié)作節(jié)點(diǎn)收到RTC控制幀后，如果也有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給初始節(jié)點(diǎn)，則向轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)發(fā)送ATC控制幀；步驟3)、當(dāng)轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)在等待時(shí)間結(jié)束前收到ATC控制幀時(shí)，則發(fā)送CTS控制幀；4)、當(dāng)初始節(jié)點(diǎn)和協(xié)作節(jié)點(diǎn)收到CTS控制幀后，協(xié)作組由此建立成功，即可開始發(fā)送數(shù)據(jù)；5)、當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成后，初始節(jié)點(diǎn)和協(xié)作節(jié)點(diǎn)按照模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的形式發(fā)送ACK信號(hào)確認(rèn)。本發(fā)明利用控制幀交換實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中協(xié)作組的動(dòng)態(tài)建立，避免了傳統(tǒng)調(diào)度算法中復(fù)雜的參數(shù)獲取。
【專利說明】
一種基于模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的分布式介質(zhì)訪問控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中針對(duì)模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的介質(zhì)訪問控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]模擬網(wǎng)絡(luò)編碼能夠極大地提高無(wú)線通信的頻譜利用率。在實(shí)際的多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，需要相應(yīng)的介質(zhì)訪問控制方法來協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸?，F(xiàn)有的介質(zhì)訪問控制方法存在以下限制:
[0003](I)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較復(fù)雜的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)比如mesh網(wǎng)絡(luò)和ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)有方法中通過調(diào)度算法來建立協(xié)作組的方式復(fù)雜度太高，一種可行的替代方法是通過動(dòng)態(tài)隨機(jī)的分布式方法來建立協(xié)作組。
[0004](2)現(xiàn)有方法沒有考慮當(dāng)協(xié)作組之間沒有雙向數(shù)據(jù)時(shí)候的情形。事實(shí)上這種情形很常見，并且會(huì)大大降低系統(tǒng)性能。
[0005](3)現(xiàn)有方法沒有考慮隱終端問題給系統(tǒng)性能帶來的下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有方法的不足，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供了一種基于模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的分布式介質(zhì)訪問控制方法，利用控制幀交換實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中協(xié)作組的動(dòng)態(tài)建立，避免了傳統(tǒng)調(diào)度算法中復(fù)雜的參數(shù)獲取。
[0007]本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種基于模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的分布式介質(zhì)訪問控制方法，包含以下步驟:
[0009]步驟I)、轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)接收初始節(jié)點(diǎn)發(fā)送的RTS控制幀后向協(xié)作節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTC控制幀；所述RTS控制幀包含CA域，其CA域用于記錄協(xié)作節(jié)點(diǎn)的地址；所述RTC控制幀包含IA域、FA域，其IA域用于記錄初始節(jié)點(diǎn)的地址、其FA域用于記錄協(xié)作節(jié)點(diǎn)的地址；
[0010]步驟2)、協(xié)作節(jié)點(diǎn)收到RTC控制幀后，如果也有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給初始節(jié)點(diǎn)，則會(huì)向轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)發(fā)送ATC控制幀；所述ATC幀包含IA域，其IA域用于記錄初始節(jié)點(diǎn)的地址；
[0011]步驟3)、當(dāng)轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)在等待時(shí)間結(jié)束前收到ATC控制幀時(shí)，則發(fā)送CTS控制幀；所述CTS控制幀包含IA域、CA域，其IA域用于初始節(jié)點(diǎn)的地址、其CA域用于記錄協(xié)作節(jié)點(diǎn)C的地址；
[0012]步驟4)、所有收到CTS幀的節(jié)點(diǎn)通過解析各個(gè)域來確定自身的操作，若CTS中同時(shí)包含有初始節(jié)點(diǎn)和協(xié)作節(jié)點(diǎn)的地址，則建立協(xié)作組，數(shù)據(jù)雙向傳輸，雙方都按照模擬網(wǎng)絡(luò)編碼進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；
[0013]步驟5)、當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成后，協(xié)作組各方按照模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的形式發(fā)送ACK控制幀進(jìn)行確認(rèn)。
[0014]進(jìn)一步，所述步驟I)中轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)同時(shí)也向初始節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTC控制幀，初始節(jié)點(diǎn)收到RTC控制幀后，向網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送COF控制幀，所述COF控制幀與所述RTS控制幀內(nèi)容相同。
[0015]進(jìn)一步,所述步驟I)中還包含步驟1.1a)、轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)同時(shí)也向協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTC控制幀；所述RTC控制幀的FA域中還包含協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)的地址，以及對(duì)協(xié)作節(jié)點(diǎn)及協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)分配的數(shù)字，其中協(xié)作節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)數(shù)為0，而協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)隨機(jī)數(shù)為I?N，N是協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)總數(shù)；
[0016]所述步驟2)替換為以下步驟:
[0017]步驟2.1a)、協(xié)作節(jié)點(diǎn)以及協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)收到RTC控制幀后，開始虛擬競(jìng)爭(zhēng);
[0018]步驟2.2a)如果協(xié)作節(jié)點(diǎn)或者協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)沒有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給初始節(jié)點(diǎn)，則放棄競(jìng)爭(zhēng)；否則，協(xié)作節(jié)點(diǎn)或者協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)等待SIFS+N*Tsl()t長(zhǎng)的時(shí)間，等待時(shí)間最短的節(jié)點(diǎn)贏得競(jìng)爭(zhēng)，如果協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)贏得競(jìng)爭(zhēng)則成為第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)代替協(xié)作節(jié)點(diǎn)向轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)發(fā)送ATC控制幀，加入到協(xié)作組中；
[0019]其中，Tslot為協(xié)議規(guī)定的時(shí)隙；
[0020]所述步驟3)中CTS控制幀還包含F(xiàn)A域，其FA域用于記錄第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的地址。
[0021]進(jìn)一步,所述步驟I)中還包含步驟1.1b)、轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)同時(shí)也向協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTC控制幀，所述RTC控制幀的FA域中還包含協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)的地址，以及對(duì)協(xié)作節(jié)點(diǎn)及協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)分配的數(shù)字，其中協(xié)作節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)數(shù)為0，而協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)隨機(jī)數(shù)為I?N，N是協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)總數(shù)；
[0022]所述步驟2)替換為以下步驟:
[0023]步驟2.1b)、協(xié)作節(jié)點(diǎn)以及協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)收到RTC控制幀后，開始虛擬競(jìng)爭(zhēng);
[0024]步驟2.2b)如果協(xié)作節(jié)點(diǎn)或者協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給初始節(jié)點(diǎn)或者與初始節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)，則參加競(jìng)爭(zhēng)；協(xié)作節(jié)點(diǎn)或者協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)等待SIFS+N*Tsl()t長(zhǎng)的時(shí)間，等待時(shí)間最短的節(jié)點(diǎn)贏得競(jìng)爭(zhēng)，如果相鄰高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)贏得競(jìng)爭(zhēng)則成為第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)代替協(xié)作節(jié)點(diǎn)向轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)發(fā)送ATC控制幀；協(xié)作節(jié)點(diǎn)或第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)要發(fā)送的與初始節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)成為第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)；
[0025]其中，所述Tslrt為協(xié)議規(guī)定的時(shí)隙，所述ATC控制幀的IA域用于記錄初始節(jié)點(diǎn)或者第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的地址；
[0026]所述步驟3)中CTS控制巾貞還包含F(xiàn)A域、DA域,其FA域用于記錄第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的地址，其DA域包含第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的地址。
[0027]進(jìn)一步，所述初始節(jié)點(diǎn)和協(xié)作節(jié)點(diǎn)上分別設(shè)有相鄰節(jié)點(diǎn)高質(zhì)量連接表，所述相鄰節(jié)點(diǎn)高質(zhì)量連接表用于記錄有較好鏈接質(zhì)量的相鄰節(jié)點(diǎn)；
[0028]第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)和第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)通過鄰節(jié)點(diǎn)管理模塊獲取相鄰節(jié)點(diǎn)的相鄰節(jié)點(diǎn)高質(zhì)量連接表，所述鄰節(jié)點(diǎn)管理模塊通過相鄰節(jié)點(diǎn)之前的管理幀來獲取相互的路由表，從而獲取兩跳路徑之間的節(jié)點(diǎn)的路由信息。
[0029]進(jìn)一步，所述RTS控制幀、RTC控制幀、ATC控制幀、CTS控制幀都有相應(yīng)的用于阻塞其余節(jié)點(diǎn)的NAV，其中RTS、RTC、ATC的阻塞范圍到協(xié)作組建立成功為止，而CTS的阻塞范圍直到整個(gè)傳輸過程結(jié)束為止。
[0030]進(jìn)一步，所述起始節(jié)點(diǎn)與協(xié)作節(jié)點(diǎn)各自維護(hù)一個(gè)寄存器，所述寄存器用于記錄已經(jīng)發(fā)送但還沒有確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎D ;起始節(jié)點(diǎn)與協(xié)作節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸出去后，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎D保留在寄存器中，轉(zhuǎn)而傳送下一條待傳數(shù)據(jù)，等收到的ACK控制后，根據(jù)ACK控制幀中記錄最近若干次數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎D的字節(jié)，將相應(yīng)的記錄從寄存器中刪除。
[0031 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0032]1、提出了一種針對(duì)模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的介質(zhì)訪問控制方法，保留了隨機(jī)爭(zhēng)用的特性，能夠與802.11協(xié)議兼容，實(shí)現(xiàn)成本較低。
[0033]2、提出了一種動(dòng)態(tài)建立協(xié)作組的方法，解決了現(xiàn)有方法使用調(diào)度算法復(fù)雜度過高的問題。
[0034]3、重新設(shè)計(jì)了 ACK幀結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)重傳機(jī)制，大大降低了隱藏終端對(duì)系統(tǒng)性能的影響。
[0035]4、提出了一種補(bǔ)償機(jī)制，使得在協(xié)作組之間無(wú)雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)那樾蜗?，可以尋找替代?jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明中協(xié)作組工作示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明RTS幀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖3為本發(fā)明RTC幀結(jié)構(gòu)示意圖
[0039]圖4為本發(fā)明ATC幀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5為本發(fā)明CTS幀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖6為本發(fā)明ACK幀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖7為本發(fā)明協(xié)議實(shí)現(xiàn)的示意圖；

【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0044]如圖2至圖6所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)了五種控制幀:RTS，CTS, RTC (Request toCooperate), ATC (Answer to Cooperate)以及 COF (Channel Occupat1n Frame)。
[0045]如圖2所示，RTS幀由初始節(jié)點(diǎn)A發(fā)送給轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)B，用于發(fā)起建立協(xié)作的請(qǐng)求。所述RTS幀中，CA域包含協(xié)作節(jié)點(diǎn)C的地址。COF幀的幀結(jié)構(gòu)與RTS幀相同，由初始節(jié)點(diǎn)A向網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)廣播。
[0046]如圖3所示，RTC幀由轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)B發(fā)送給協(xié)作節(jié)點(diǎn)C，用于轉(zhuǎn)播初始節(jié)點(diǎn)的協(xié)作建立請(qǐng)求。所述RTC幀中，IA域包含初始節(jié)點(diǎn)A的地址，F(xiàn)A域中包含了協(xié)作節(jié)點(diǎn)以及協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)(第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn))D的地址，同時(shí)也包含了為這些節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分配的數(shù)字，用于虛擬競(jìng)爭(zhēng)。
[0047]如圖4所示，ATC幀由協(xié)作節(jié)點(diǎn)C或其相鄰節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D發(fā)送給轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)B，用于確認(rèn)協(xié)作建立情況。所述ATC幀中，IA域包含了初始節(jié)點(diǎn)A或者是初始節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)(第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn))E的地址。
[0048]如圖5所示，CTS幀由轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)B發(fā)送，用于確認(rèn)可以開始發(fā)送。所述CTS幀中，IA域包含初始節(jié)點(diǎn)A的地址，CA域包含協(xié)作節(jié)點(diǎn)C的地址，F(xiàn)A域包含協(xié)作節(jié)點(diǎn)C的補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)(第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn))D的地址，DA域包含初始節(jié)點(diǎn)A的補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)(第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn))E的地址。所有收到CTS幀的節(jié)點(diǎn)通過解析各個(gè)域來確定自身的操作。
[0049]如圖6所示，ACK控制幀由協(xié)作組各方在按照模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的形式發(fā)送數(shù)據(jù)完畢發(fā)送。ACK幀中包含若干個(gè)ID域，分別記錄最近幾次發(fā)送成功的數(shù)據(jù)的ID。
[0050]如圖1和圖7所示，通過控制幀的交換來動(dòng)態(tài)建立協(xié)作組的方法為:
[0051 ] 1、初始節(jié)點(diǎn)A有數(shù)據(jù)需要通過轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)B發(fā)送給協(xié)作節(jié)點(diǎn)C。當(dāng)初始節(jié)點(diǎn)A檢測(cè)到信道空閑時(shí)，開始競(jìng)爭(zhēng)信道。如果初始節(jié)點(diǎn)A競(jìng)爭(zhēng)成功，則向轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)B發(fā)送RTS控制幀，RTS控制幀的CA域中包含有協(xié)作節(jié)點(diǎn)C的地址。
[0052]2、轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)B收到初始節(jié)點(diǎn)A發(fā)送的RTS控制后，解讀出協(xié)作節(jié)點(diǎn)C的地址。此后轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)B發(fā)送RTC控制幀。其中在RTC控制幀中對(duì)于協(xié)作節(jié)點(diǎn)C以及其相鄰節(jié)點(diǎn)高質(zhì)量連接表(HQL鏈表)中的候選補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)分配了隨機(jī)數(shù)，其中協(xié)作節(jié)點(diǎn)C的隨機(jī)數(shù)總是為0，而其他候選節(jié)點(diǎn)隨機(jī)數(shù)為I?N，N是候選節(jié)點(diǎn)總數(shù)。這些信息包含在RTC控制幀的幀結(jié)構(gòu)的FA域中。
[0053]3、協(xié)作節(jié)點(diǎn)C以及其候選補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)收到RTC后，開始虛擬競(jìng)爭(zhēng)。這里的情形分為補(bǔ)償機(jī)制和加強(qiáng)版補(bǔ)償機(jī)制。
[0054]在補(bǔ)償機(jī)制下，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)沒有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給初始節(jié)點(diǎn)A，則會(huì)放棄競(jìng)爭(zhēng)；否貝U，該節(jié)點(diǎn)等待SIFS+N*Tsl(rt長(zhǎng)的時(shí)間，其中N為被分配到的隨機(jī)數(shù)，Tslot為協(xié)議規(guī)定的時(shí)隙。當(dāng)?shù)却龝r(shí)間到達(dá)后信道依舊空閑，則該節(jié)點(diǎn)贏得競(jìng)爭(zhēng)。如果協(xié)作節(jié)點(diǎn)C爭(zhēng)取到信道，則向轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)B發(fā)送ATC控制幀，將建立初始節(jié)點(diǎn)A與協(xié)作節(jié)點(diǎn)C之間的雙向傳輸。如果協(xié)作節(jié)點(diǎn)的相鄰節(jié)點(diǎn)爭(zhēng)取到信道，則代替協(xié)作節(jié)點(diǎn)C成為第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D發(fā)送ATC控制幀，將建立初始節(jié)點(diǎn)A到協(xié)作節(jié)點(diǎn)C、第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D到初始節(jié)點(diǎn)A的數(shù)據(jù)傳輸鏈路。當(dāng)?shù)却型緳z測(cè)到信道占用，則停止競(jìng)爭(zhēng)。在此初始節(jié)點(diǎn)A和第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D數(shù)據(jù)傳輸過程中，由于初始節(jié)點(diǎn)A與協(xié)作節(jié)點(diǎn)C存在兩跳的距離而第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D與協(xié)作節(jié)點(diǎn)C之間的鏈路質(zhì)量較好，從而協(xié)作節(jié)點(diǎn)C能夠正確解出第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這樣，在協(xié)作節(jié)點(diǎn)C接收到轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)B發(fā)來的經(jīng)過模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)后，能夠正確解碼出初始節(jié)點(diǎn)A的數(shù)據(jù)。
[0055]在加強(qiáng)版補(bǔ)償機(jī)制下,協(xié)作節(jié)點(diǎn)或協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的節(jié)點(diǎn)在有數(shù)據(jù)要發(fā)送給初始節(jié)點(diǎn)A，或者有數(shù)據(jù)要發(fā)送給初始節(jié)點(diǎn)A的候選補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的情形下，會(huì)參與競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)的過程與補(bǔ)償機(jī)制相同。被選中的初始節(jié)點(diǎn)A的候選補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)成為第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)E，代替初始節(jié)點(diǎn)A接收數(shù)據(jù)。由此，在第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D和第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)E加入了協(xié)作組，這樣就實(shí)現(xiàn)了初始節(jié)點(diǎn)A向協(xié)作節(jié)點(diǎn)C或第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D傳輸數(shù)據(jù)，以及第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D向初始節(jié)點(diǎn)A或第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)E，或者協(xié)作節(jié)點(diǎn)C向初始節(jié)點(diǎn)A或第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)E傳輸數(shù)據(jù)，有效的拓展了模擬網(wǎng)絡(luò)編碼在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。在該過程中，在初始節(jié)點(diǎn)A和第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D發(fā)送過程中，第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)E和協(xié)作節(jié)點(diǎn)C分別能正確解碼出初始節(jié)點(diǎn)A和第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D發(fā)送的數(shù)據(jù)，從而在下一步能夠解開轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)B發(fā)送的經(jīng)過模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)作節(jié)點(diǎn)C獲取初始節(jié)點(diǎn)A的信息，第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)E獲取第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D的信息。為了實(shí)現(xiàn)該機(jī)制，第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D需要知道初始節(jié)點(diǎn)A的HQL鏈表信息，即需要知道兩跳之外的節(jié)點(diǎn)的HQL信息，這可以通過臨節(jié)點(diǎn)管理模塊實(shí)現(xiàn)。
[0056]4,RTC控制幀同時(shí)也會(huì)被初始節(jié)點(diǎn)A收到，初始節(jié)點(diǎn)A等待SIFS后，發(fā)送COF控制中貞，以免在協(xié)作節(jié)點(diǎn)C節(jié)點(diǎn)范圍之外、初始節(jié)點(diǎn)A節(jié)點(diǎn)范圍之內(nèi)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)引發(fā)碰撞。
[0057]5、轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)B在等待時(shí)間結(jié)束前收到協(xié)作節(jié)點(diǎn)C或第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)D發(fā)送的ATC控制幀后，通過幀結(jié)構(gòu)解讀出協(xié)作組各方的地址，然后發(fā)送CTS控制幀。如果在等待時(shí)間結(jié)束后依然沒有收到ATC控制幀，那么轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)默認(rèn)協(xié)作節(jié)點(diǎn)沒有數(shù)據(jù)發(fā)送，此時(shí)轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)發(fā)送的CTS控制幀中只包含初始節(jié)點(diǎn)的地址，不包含協(xié)作節(jié)點(diǎn)的地址。
[0058]6、協(xié)作組中的各節(jié)點(diǎn)收到CTS控制幀后，通過解析各個(gè)域來確定自身的操作。若CTS中同時(shí)包含有初始節(jié)點(diǎn)和協(xié)作節(jié)點(diǎn)的地址，那么數(shù)據(jù)雙向傳輸，雙方都按照模擬網(wǎng)絡(luò)編碼進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；若CTS中只包含有初始節(jié)點(diǎn)的地址，證明數(shù)據(jù)是單向的，那么初始節(jié)點(diǎn)按照普通的數(shù)據(jù)格式發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0059]7、在協(xié)作組動(dòng)態(tài)建立的過程中，RTS控制幀，RTC控制幀，ATC控制幀，CTS控制幀都有相應(yīng)的NAV，會(huì)阻塞其余節(jié)點(diǎn)。其中RTS控制幀、RTC控制幀、ATC控制幀的阻塞范圍都到協(xié)作組建立成功為止，而CTS控制幀的阻塞范圍知道整個(gè)傳輸過程結(jié)束為止。
[0060]8、當(dāng)協(xié)作組的各節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，各自發(fā)送ACK控制幀。如果整個(gè)傳輸過程沒有收到隱終端的干擾，則傳輸過程順利完成。
[0061]9、如果在發(fā)送ACK的過程中受到隱藏終端的干擾，則ACK幀將無(wú)法正確接收。此時(shí)，本方法的重傳機(jī)制工作如下:假設(shè)此次數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎D為X，則在協(xié)作組雙方的待確認(rèn)寄存器中都將記錄下此次過程。在下次數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，如果整個(gè)過程成功，則ACK將被正確接收。ACK的幀結(jié)構(gòu)中記錄了最近幾次發(fā)送的數(shù)據(jù)的ID，協(xié)作組雙方從幀中讀取到了 X，則說明ID為X的傳輸過程成功，由此將從待確認(rèn)寄存器中刪除X的記錄，無(wú)需再重傳。
[0062]最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的分布式介質(zhì)訪問控制方法，包含以下步驟: 步驟I)、轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)接收初始節(jié)點(diǎn)發(fā)送的RTS控制幀后向協(xié)作節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTC控制幀；所述RTS控制幀包含CA域，其CA域用于記錄協(xié)作節(jié)點(diǎn)的地址；所述RTC控制幀包含IA域、FA域，其IA域用于記錄初始節(jié)點(diǎn)的地址、其FA域用于記錄協(xié)作節(jié)點(diǎn)的地址； 步驟2)、協(xié)作節(jié)點(diǎn)收到RTC控制幀后，如果也有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給初始節(jié)點(diǎn)，則會(huì)向轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)發(fā)送ATC控制幀；所述ATC幀包含IA域，其IA域用于記錄初始節(jié)點(diǎn)的地址； 步驟3)、當(dāng)轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)在等待時(shí)間結(jié)束前收到ATC控制幀時(shí)，則發(fā)送CTS控制幀；所述CTS控制幀包含IA域、CA域，其IA域用于初始節(jié)點(diǎn)的地址、其CA域用于記錄協(xié)作節(jié)點(diǎn)C的地址； 步驟4)、所有收到CTS幀的節(jié)點(diǎn)通過解析各個(gè)域來確定自身的操作，若CTS中同時(shí)包含有初始節(jié)點(diǎn)和協(xié)作節(jié)點(diǎn)的地址，則建立協(xié)作組，數(shù)據(jù)雙向傳輸，雙方都按照模擬網(wǎng)絡(luò)編碼進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送； 步驟5)、當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成后，協(xié)作組各方按照模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的形式發(fā)送ACK控制幀進(jìn)行確認(rèn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式介質(zhì)訪問控制方法，其特征在于所述步驟I)中轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)同時(shí)也向初始節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTC控制巾貞，初始節(jié)點(diǎn)收到RTC控制幀后，向網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送COF控制幀，所述COF控制幀與所述RTS控制幀內(nèi)容相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式介質(zhì)訪問控制方法，其特征在于所述步驟I)中還包含步驟1.1a)、轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)同時(shí)也向協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTC控制幀；所述RTC控制中貞的FA域中還包含協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)的地址，以及對(duì)協(xié)作節(jié)點(diǎn)及協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)分配的數(shù)字，其中協(xié)作節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)數(shù)為0，而協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)隨機(jī)數(shù)為I?N, N是協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)總數(shù)； 所述步驟2)替換為以下步驟: 步驟2.1a)、協(xié)作節(jié)點(diǎn)以及協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)收到RTC控制幀后，開始虛擬競(jìng)爭(zhēng); 步驟2.2a)如果協(xié)作節(jié)點(diǎn)或者協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)沒有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給初始節(jié)點(diǎn)，則放棄競(jìng)爭(zhēng)；否則，協(xié)作節(jié)點(diǎn)或者協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)等待SIFS+N*Tsl(rt長(zhǎng)的時(shí)間，等待時(shí)間最短的節(jié)點(diǎn)贏得競(jìng)爭(zhēng)，如果協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)贏得競(jìng)爭(zhēng)則成為第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)代替協(xié)作節(jié)點(diǎn)向轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)發(fā)送ATC控制幀，加入到協(xié)作組中； 其中，Tslot為協(xié)議規(guī)定的時(shí)隙； 所述步驟3)中CTS控制幀還包含F(xiàn)A域，其FA域用于記錄第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的地址。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式介質(zhì)訪問控制方法，其特征在于所述步驟I)中還包含步驟1.1b)、轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)同時(shí)也向協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)發(fā)送RTC控制幀，所述RTC控制中貞的FA域中還包含協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)的地址，以及對(duì)協(xié)作節(jié)點(diǎn)及協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)分配的數(shù)字，其中協(xié)作節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)數(shù)為0，而協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)隨機(jī)數(shù)為I?N, N是協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)總數(shù)； 所述步驟2)替換為以下步驟: 步驟2.1b)、協(xié)作節(jié)點(diǎn)以及協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)收到RTC控制幀后，開始虛擬競(jìng)爭(zhēng)； 步驟2.2b)如果協(xié)作節(jié)點(diǎn)或者協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給初始節(jié)點(diǎn)或者與初始節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)，則參加競(jìng)爭(zhēng)；協(xié)作節(jié)點(diǎn)或者協(xié)作節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)等待SIFS+N*Tsl(rt長(zhǎng)的時(shí)間，等待時(shí)間最短的節(jié)點(diǎn)贏得競(jìng)爭(zhēng)，如果相鄰高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)贏得競(jìng)爭(zhēng)則成為第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)代替協(xié)作節(jié)點(diǎn)向轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)發(fā)送ATC控制幀；協(xié)作節(jié)點(diǎn)或第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)要發(fā)送的與初始節(jié)點(diǎn)相鄰的高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)成為第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)； 其中，所述Tslrt為協(xié)議規(guī)定的時(shí)隙，所述ATC控制幀的IA域用于記錄初始節(jié)點(diǎn)或者第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的地址； 所述步驟3)中CTS控制幀還包含F(xiàn)A域、DA域，其FA域用于記錄第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的地址，其DA域包含第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的地址。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的分布式介質(zhì)訪問控制方法，其特征在于: 所述初始節(jié)點(diǎn)和協(xié)作節(jié)點(diǎn)上分別設(shè)有相鄰節(jié)點(diǎn)高質(zhì)量連接表，所述相鄰節(jié)點(diǎn)高質(zhì)量連接表用于記錄有較好鏈接質(zhì)量的相鄰節(jié)點(diǎn)； 第一補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)和第二補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)通過鄰節(jié)點(diǎn)管理模塊獲取相鄰節(jié)點(diǎn)的相鄰節(jié)點(diǎn)高質(zhì)量連接表，所述鄰節(jié)點(diǎn)管理模塊通過相鄰節(jié)點(diǎn)之前的管理幀來獲取相互的路由表，從而獲取兩跳路徑之間的節(jié)點(diǎn)的路由信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式介質(zhì)訪問控制方法，其特征在于所述RTS控制幀、RTC控制幀、ATC控制幀、CTS控制幀都有相應(yīng)的用于阻塞其余節(jié)點(diǎn)的NAV，其中RTS、RTC、ATC的阻塞范圍到協(xié)作組建立成功為止，而CTS的阻塞范圍直到整個(gè)傳輸過程結(jié)束為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式介質(zhì)訪問控制方法，其特征在于所述起始節(jié)點(diǎn)與協(xié)作節(jié)點(diǎn)各自維護(hù)一個(gè)寄存器，所述寄存器用于記錄已經(jīng)發(fā)送但還沒有確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎D ；起始節(jié)點(diǎn)與協(xié)作節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸出去后，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎D保留在寄存器中，轉(zhuǎn)而傳送下一條待傳數(shù)據(jù)，等收到的ACK控制后，根據(jù)ACK控制幀中記錄最近若干次數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎D的字節(jié)，將相應(yīng)的記錄從寄存器中刪除。
【文檔編號(hào)】H04L1/00GK104378181SQ201410628234
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】王旭東, 毛文廣 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)