可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法

专利名称：可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法
技术领域：
本发明涉及无线网络通讯技术，尤其是涉及可避免干扰損壞並增加空間再用率的干扰控制方法。
背景技术：
美国联邦通信授权单位(FCC)分配了几个工业、科学、医疗(ISM)频带供使用者无需执照的使用。电子电机工程学会(IEEE)制定了IEEE802.11/11a/11b/11g标准，以作为无执照频带(license-freebands)的一个无线通信标准。IEEE 802.11[1]定义了“介质存取控制”(medium accesscontrol，简写成MAC)和“實質层”(physical layer，简写成PHY)“协议”，而IEEE 802.11a/11b/11g则延用IEEE 802.11的介质存取控制协议，并分别定义了较快的實質层协议。以IEEE 802.11b为基础的无线区域网络(Wireless Local Area Networks(WLAN))正在全世界激增中，而以IEEE802.11a/11g为基础或与IEEE 802.11a/11b/11g三个标准皆兼容的无线区域网络最近正逐渐兴起。以这些标准为基础的無線通信装置将形成一个非常大的未来市场。除了无线区域网络之外，IEEE 802.11标准的介质存取控制协议亦是在特殊网络中最常被学术界、工业界、及研究文献使用或假设的通讯协议。
IEEE 802.11标准的“介质存取控制”协议是根据“载波感测多重存取/避免碰撞”(CSMA/CA)方案。载波感测多重存取/避免碰撞可在传送数据包(data packets)前选择性地使用“请求传送/可传送”(RTS/CTS)对话[3]。在以“请求传送/可传送”为基础的方案中，发送端(sender)首先传送一个“请求传送”消息到接收端(receiver)。如果信号信道是清楚的而没有过大的噪声或干扰，则此接收端回复一个“可传送”消息给发送端。在无线特别网络(wireless ad hoc networks)中，当所有的设备皆使用相同的传输半径/功率而且无线信号衰减很快时，这种“请求传送/可传送”方案可解决“隐藏终端机问题”(hidden terminal problem)。
由于实时应用软件/系统的重要性，与互联网和无线网络的服务品质(QoS)相关的问题及解决方案正在学术界和网络产业界热烈研究发展中。在无线网络中，服务品质的实现需要靠“介质存取控制”层的支持。否则即使“服务品质路由选择协议”(QoS routing protocols)找到能暂时满足服务品质要求的路径，这个路径极有可能在应用程序结束前因超载而不再能提供令人满意的服务品质。这种情况在以IEEE 802.11为基础的流动特殊网络环境里将会是很平常的。因为IEEE 802.11无法有效地支持服务品质，电子电机工程学会正在制定IEEE 802.11e协议[2]以支持服务品质。IEEE 802.11e是IEEE 802.11的介质存取控制协议的延伸，它很可能发展成为下一代无线区域网络的标准。但是，IEEE 802.11与IEEE802.11e皆是以单步(single-hop)无线区域网络为主要应用环境而开发设计的。IEEE 802.11无法很有效率地在多步(multihop)特别网络中使用，而IEEE 802.11e亦无法有效地支持多步特别网络的服务品质。
下面首先回顾IEEE 802.11及IEEE 802.11e的介质存取控制协议。接着指出几个当IEEE 802.11/11e的介质存取控制协议应用在多步特别网络时会发生的问题，然后提出许多革新的技术以解决这些问题并作为未来特别网络和无线区域网络的介质存取控制协议的基础。
分布式协调方法(DCF)IEEE 802.11的介质存取控制协议包括分布式协调方法及点协调方法(PCF)。分布式协调方法是以“载波感测多重存取/避免碰撞”为基础，而点协调方法是以集中式“訽问后答复”(polling)为基础。这两个方法皆需传送控制消息与数据包。例如，发送端的确认消息会紧跟在它接收的数据包之后。当“请求传送/可传送”对话被使用时，数据包会紧跟在这些请求传送消息与可传送控制消息之后。在IEEE 802.11b网络里最多可有三个實質层信道被同时使用而不产生相互间的干扰，而在IEEE 802.11a网络里最多可有八个實質层信道被同时使用而不产生干扰。然而在IEEE802.11/11e中，数据包和它们相关的控制消息必须在同样的實質层信道传送，而且之间只能间隔一段非常短的时间(例如在IEEE 802.11a网络，此间隔须为16微秒。
当使用分布式协调方法传输时，发送端先在它的“竞争窗口”(contention window，简写成CW)中任意选一个整数，然后将它的计数器初始化为此数值。这个发送端接着聆听其准备使用的信道。在它观察到一段空闲的(idle)“分布式协调方法框间空间”(DCF InterFrame Space，简称为DIFS)之后，每当它观察到一小段空闲的“空格时间”(slot time)它会将其计数器内容减一。如果发送端发现信道是繁忙的，它将停止改变计数器的内容。等到信道重新变成空闲状态并持续一段“分布式协调方法框间空间”之后，它使用相同的规则来重新开始减少它的计数器数值。
当计数器数值到达0时，发送端有两个选择基本机制与选择机制。当基本机制被使用时，发送端立即传送数据包。当选择机制被使用时，发送端聆听其准备使用的信道。如果它观察到一段空闲的“短框间空间”(Short InterFrame Space，简称为SIFS)，它会传送“请求传送”消息给接收端。接收端然后聆听其准备使用的信道。如果它观察到一段空闲的“短框间空间”而且它的网络配置向量值为0，则它会回复“可传送”消息给发送端。在收到“可传送”消息以后，发送端再次聆听信道。如果它再次观察到一段空闲的“短框间空间”，它便会开始传送数据包。
在IEEE 802.11中，“短框间空间”比“分布式协调方法框间空间”来得小。在IEEE 802.11a實質层标准中，“空格时间”规定为9微秒，“短框间空间”规定为16微秒，而“分布式协调方法框间空间”规定为34微秒。
最后，不论是基本机制或选择机制，接收端会在正确地收到数据包并等待一段“短框间空间”之后传送“确认”(acknowledgement，简写为ACK)消息。如果数据包没有被正确并完整地接收，接收端不会回复任何消息。如果发送端未能如预期收到“可传送"消息或“确认”消息，它会将其加倍，再重复上述过程。如果发送端成功地传输了数据包，它会重新将其“竞争窗口值"设为最小值，如果发送端连续失败了一定次数，它会将尝试传输的数据包丢弃。
当一个附近的無线通信装置听到“请求传送"或“可传送”消息，或听到数据包传输，它会将它的“网络配置向量”(network allocafion vector，简称为NAV)设定为相关的数据包与确认消息所需时间。因为無线通信装置不准在它的网络配置向量倒数至O之前传送任何消息或封包，相关的“可传送”消息、数据包与确认消息可避免被此無线通信装置碰撞。
增强型分布式协调方法(Enhanced DCF，简称为EDCF)IEEE 802.11e是向下兼容(backward compatible)于IEEE 802.11的介质存取控制协议，并支持所有目前IEEE 802.11家族的實質层协议，包括IEEE 802.11、11a、11b与11g。但IEEE 802.11e增强改进了IEEE 802.11介质存取控制协议。IEEE 802.11e正在定义“增强型分布式协调方法”与“混合式协调方法”(HCF)。
分布式协调方法与增强型分布式协调方法有几项主要区别，首先，在分布式协调方法中，一个無线通信装置只有一个等待列(queue)，而在增强型分布式协调方法，一个無线通信装置最多可有八个独立分开的等待列，每个交通类别(traffic category)可有一个各别的等待列。在这样的“多串流模型"(multi-stream model)，不同的等待列彼此独立地倒数计时(countdown)且独立地控制竞争窗口的大小。但在这两种协调方法中，一个等待列只能有一个数据包进行倒数计时以竞争介质的存取权利。
其次，在增强型分布式协调方法中各个交通类别用自己的“任意框间空间”(Arbitrary InterFrame Space，简称为AIFS)替代原先分布式协调方法的“分布式协调方法框间空间”。一个交通类别所用的“任意框间空间”不会在倒数计时的过程中改变。
第三，增强型分布式协调方法与分布式协调方法的倒数计时规则是稍微不同的。增强型分布式协调方法中，当发送端观察到一段空闲的“任意框间空间”之后，会马上将其计数器数值减1。所以在增强型分布式协调方法中，计数器的初始值最小为1。
最后，在增强型分布式协调方法中，计算新“竞争窗口”大小的规则是不同的。高优先权交通类别可使用小于2的“坚持因子”(persistentfactor，简写为PF)。也就是说，当高优先权(high-priority)交通类别的传输尝试(transmission attempt)失败时，它的“竞争窗口”大小虽会被增加(大约PF倍)，但不必被加倍。然而，不同的交通类别的“竞争窗口”大小不会被不同交通类别失败的传输尝试影响。一个無线通信装置的任何“竞争窗口”大小不会因其它無线通信装置的传输尝试失败而改变。正在倒数计时中的计数器亦因任何自身(同無线通信装置，不同交通类别)或周遭失败的传输尝试而改变其值。
当IEEE 802.11、IEEE 802.11e或文献中记载的介质存取控制协议被应用在多步特别网络或多步无线区域网络时，会有几个关于服务品质、干扰和功率控制的独特问题出现。这些问题在学术界及产业界尚未被充份了解，而文献中尚无有效并且成本合理的解决方案。
该问题包括功率控制消息AC协议的变功隐暴两难问题(Variable-Power Hidden/Exposed Dilemma(变功隐暴两难问题))问题，和干扰隐暴两难问题(Interference Hidden/Exposed Dilemma(IHTD))和特别网络及多步无线局域网的交替阻挡问题。
功率控制介质存取控制的变功隐暴两难问题问题。
在CSMA中的变功隐暴两难问题问题。
在可变功或异质性(heterogeneous)无线网络中，不同的设备可以有不同的最大传输功率/半径。而且，一个无线设备可以根据传输/接收双方之间的实际距离和噪音及干扰水平以不同的功率水平传输。事实上，在大多数以基于802.11的商用产品中可以支持多传输功率水平。
当在可变功或异质性特别网络中单独使用CSMA(没有RTS/CTS对话)时，低功率的传输对附近的高功率传输是处于弱的地位。其原因是低功率传输的载波在中等距离就不能被无线终端检测到，因此，该无线终端可能会以高功率传输，与低功率传输产生碰撞。如果用于载波感测的硬件做得非常敏感，使低功率传输可以被无线终端检测到以解决上述的变功隐暴两难问题问题，那幺，暴露终端的问题总是会大大恶化，更准确说，因为感测硬件非常敏感，在一个大范围内的高功率传输的载波将被所有无线终端检测到。然后在多步无线网络环境中，所有的无线终端都会发生不必要的传输阻挡，极大减少了网络的总处理能力。即便可以使用当任意大/小感测范围，CSMA单独是不能同时解决不同类终端隐藏/暴露问题的隐藏和暴露问题部份。
在RTS/CTS协议中的變功隱暴兩難問題问题。
在IEEE 802.11中，支持CSMA/CA的选择性的RTS/CTS对话。然而，IEEE 802.11或CSMA/CA也不能同时解决不同类型终端问题的隐藏和暴露问题部份。其原因是一个预定的接收端不可能决定附近无线终端的将来传输是否会干扰它的传输而产生阻挡。结果，预定的接收端的CTS消息将会不必要的阻挡某些潜在的传输端，并且会阻挡某些传输端以保护其接收。
例如，大多数用于特别网络的功率控制消息AC协议[4-10]要求所有的以传输端和接收端以最大功率发出它们的RTS和CTS消息。无论选择什么样的灵敏度和CTS消息范围，CSMA和RTS/CTS机制都不能同时解决不同终端的问题。因此，对IEEE 802，11的扩展以解决上述變功隱暴兩難問題问题在支持具有高通过率的功率控制消息AC是迫切需要的。
在功率控制消息AC协议中的變功隱暴兩難問題问题在目前在所有这些协议中，有几个节约能源消耗的功率控制消息AC协议[4-10]，均是基于所谓的BASIC方案[8]，这些协议要求所有的传送端和接收端以最大的传输功率分别发出他们的RTS包和CTS消息，并且以尽可能小的功率发出相关的数据包和ACK消息。所有这些协议都不能增加相对于标准的IEEE.802.11的CSMA/CA协议的网络处理能力。
虽然对BASIC方案根据大小通过进行了更仔细的选择数据包和ACK消息的传输功率水平使之更精细。错误率和再传输可以减少，但在通过能力的改善仍有限，事实上，上述协议能够解决不同类型的隐藏暴露终端问题，因为都使用最大可能的CTS消息的半径，然而都会遭受到“變功隱暴兩難問題的问题“暴露部份”，即使该附近预定传输端具有很小的传输/干扰半径，而且不会与那些CTS消息的发放端的接收发生碰撞，因为这样的CTS消息不必要的阻挡附近的预定的传输。
在特别网络和多步无线网络局域网中的干扰隱暴兩難问题问题在单步无线LAN中，一个無线通信装置可以使用足够敏感的CSMA硬件，确保能够从所有其他無线通信装置听到传输。在这方面即使干扰半径比传输半径大得多，也不存在隐藏终端和碰撞的问题。
然而在特别网络和多步无线LAN中情况不同，在该网络中，对隐藏终端问题的解决方案是RTS/CTS对话。常RTS/CTS对话最先被提出時，它假定信息迅速衰减，使干扰半径和传输半径相类似。在这种假定下，隐藏终端问题可以根据CTS消息解决而无须敏感的CSMA硬件。然而该假定在许多特别网络环境中并不能保证，相反，干扰半径一般比相关的传输半径大，在这样的环境中，一个节点不能从另一个节点接收到CTS消息，可能会传输一个封包和另一个节点的接收发生碰撞，因为另一个节点可能位于该节点的干扰半径以内，而该节点位于另一个节点的传输范围之外。
应注意，IEEE 802.11/11e并设有一个有效的解决存在于特别网络和无线LAN中的干扰隱暴兩難问题问题的机制。如果我们假定感测半径大于或等于传输半径和相关的干扰半径之和，那么干扰隱暴兩難问题的隐藏终端可以解决，然而，暴露终端问题就会恶化，其中许多附近無線通信装置将会被不必要的阻挡。结果，无论我们是否假定IEEE 802.11e的無线通信装置有非常敏感的CSMA硬件，还是有较小的感测范围，都会使干扰隱暴兩難问题产生频繁的碰撞，使IEEE 802.11/11e的性能在特虽网络和无线LAN中大大下降。
另一个干扰隐暴两难问题的情况是当一个无线通信装置在所有传输干扰半径之外，却因为多个周遭的传输而遭到干扰损毁。这是因为干扰信号有“累加”的效果。这个情况比前述情况更难解决。
现有技术与文献中记载的方案尚无可用单一传收器，并使用同一实质层信道做协调控制以解决上述干扰隐暴两难问题的方法。(在同一个实质层进行协调是必要的，以解决不同实质层信道频率有不同的传播特性的问题。)IEEE 802.11e中的交替阻挡问题在实践中，基于优先权作为区分化服务和基于保存技术作为IntServ是提供Qos的主要方式。因为在移动特别网络中，维持保存是非常困难的，也是很费钱的，在这样的网络环境中，我们集中在基于优先权的技术方面，例如，在该网络环境中，IEEE 802.11e移动终端(如一个预定传输端)具有高优先权却有很大的机会丧失对附近的低优先权無线通信装置的竞争力，因为该预定传输端可能被正在进行的一个接收端所阻挡，同时，另一个附近的低优行权的预定传输端不会对另一个接收端造成阻挡，该另一个接收端在预定传输端之前请求信道。然后低优行权传输端的接收端可以继续阻挡高优先权的预定传输端。所以，在IEEE 802.11e中，由于附近的低优行权無线通信装置，高优先权無线通信装置会造成大的滞后，该问题不能通过IEEE 802.11e或其他各种机制得到解决。

发明内容
本发明的目的在于提出一种分布式的分离式的对话为基础的干扰控制方法，可以解决干扰隐暴两难问题，变功隐暴两难问题和交替阻挡问题。基于分布式分离对话的无线通信装置只需要单个传收器(transceiver)，除了基于IEEE 802.11移动设备所要求的标准硬件之外，不需要额外的花费或特殊的硬件。当一个无线通信装置有大于一个传收器，本发明的干扰控制方法亦可使用并可利用多余的传收器增加效率。
分布式分离对话可使用分布式可区分多方分离对话(DDMDD)来实现。通过对DDMDD的计算机模拟，显示出与IEEE 802.11e相比可以大大增加网络的处理能力。由于分布式分离对话所取得的改进，本发明所提出的技术和机制可以应用以获得对IEEE 802.11的ge2IEEE 802.11e的扩展，以便更好支持分离服务和在特别网络和多步无线LAN中的传输、功率控制、与服务品质。
本发明以分布式分离对话为基础的干扰控制技术，以初始对话者区分，包括“送方初始干扰协调方法”(Sender-initiated InterferenceCoordination Approach(SICA))、“受方初始干扰协调方法”(Receiver-initiated Interference Coordination Approach(RICA))与“双向干扰协调方法”(Bidirectional Interference Coordination Approach(BICA))。如果一个对话失败，发现失败者可以用另一个适当的方法继续对话以增进效率。
分布式分离对话使用分布式的及可分离的控制消息来为发送端、接收端与周遭的无线通信装置作干扰协调控制，以在适当的时机(例如，在多步特别网络中，数据包足够大时)为初始的送方，受方或身兼送方与受方的主动者取得传输权力并作适当的宣告，以避免一个接收受到附近传输干扰损毁或碰撞损毁或一个传输将附近的接收干扰损毁或碰撞损毁。分布式分离对话可使用分布式可区分多方分离对话来实现此干扰协调工作。
本发明干扰控制方法可将多个干扰半径较小的传输安排在附近区域同时传输并可解决暴露端点问题以增加输出率。“变功紧密空间再用”架构可被用来实现多个传输的安排。
下面叙述本发明的细节、实现方式与许多选项。
在分布式分离对话中，对话(包括送方信息/受方信息、受方信息/送方信息或双向对话)与相关的数据包之间可分离。当它们分离时，送方信息、受方信息、送受方信息与受送方信息消息中包含这种额外的时间信息。对话中的送方信息消息与受方信息消息之间亦可分离。数据包晠与相关的确认消息之间亦可分离。分离时间的上限与下限可依数据包的优先等级区分。与一个数据包相关的干扰协调对话可以在同一个实质层进行以解决不同实质层信道有不同的传播特性的问题。一个无线通信装置只需要一个传收器(transceiver)即可有效地进行干扰协调，但大于一个传收器可增加效率。
分布式分离对话可由送方初始、受方初始或由身兼送方与受方的主动者初始(称为双向干扰协调方法)。双向干扰协调方法可以使用对话来取得传输权力并作适当的宣告，以避免其接收受到附近传输碰撞损毁。因此，双向干扰协调方法可以与送方初始干扰协调方法及送方初始干扰协调方法在同一个网络区域中共存及同时使用。除了集中式无线区域网络之外，双向干扰协调方法亦可以在分布式的特殊网络中与多步无线区域网络中使用。(polling不能在分布式的特殊网络中使用。相反地，Polling与以“请求传送/可传送”对话为基础的“介质存取控制机制不可同时使用(例如，在IEEE 802.11/11e中，它们必须在不同的时段使用)。
分布式分离对话在送方信息与受方信息消息之外增加了“第三者意见表达”消息。这种“第三者意见表达”机制是可选性的。一个无线通信装置可选择实现或不实现发送这种“第三者意见表达”消息的机制，但它需能在收到这种“第三者意见表达”消息之后不作被反对的传输。
本发明的干扰控制方法可使用“累积性干扰控制技术”来作干扰的估算或通知。接收端使用干扰的估算结果来用来决定是否能够正确接收一个数据包，并可建议发送端应使用的时段与传输功率。计算的结果并被接收端用来决定是否应传输一个新的送方信息消息来通知周遭的无线通信装置它们在相关时段被它允许的最大传输功率。一个预定接收数据包的无线通信装置如果收到一个要求在重叠时段传输的送方信息讯息(但这个无线通信装置并不是该送方信息讯息的接收端)，它会计算其相关的数据包对自己的接收将产生的干扰强度。当此无线通信装置发现新增加的干扰强度将会导至它即将接收的数据包被干扰而可能损坏，它可以传送一个“第三者意见”讯息给发送该送方信息讯息的无线通信装置。“第三者意见表达机制”可让一个无线通信装置阻止周遭会干扰到自己接收的传输。“第三者意见”讯息可以包含此无线通信装置的时间表，例如在它预定接收的时段或在该送方信息讯息要求的时段该送方信息讯息发送者可使用的最大传输功率。
在“累积性干扰控制技术”中有几个参数，包括最大可能“干扰半径”、最大可能“被干扰半径”与一个或多个“门槛”干扰强度值。最大可能“干扰半径”定义为当该相关的发送端传输其数据包时，可能会对周遭无线通信装置大于某“门槛”干扰强度的最大距离。最大可能“被干扰半径”定义为当一个无线通信装置使用该信道与时段的最大容许传输功率时，可能会对该相关的接收端造成大于某“门槛”干扰强度的最大距离。当一个发送端传送它的送方信息消息时，它会尽可能地让在最大可能“干扰半径”内的无线通信装置知道它将对它们造成的干扰强度。当一个接收端传送送方信息消息时，它会尽可能地让在最大可能“被干扰半径”内的无线通信装置知道它们可使用的最大容许传输功率。
“累积性干扰控制技术”可使用“累积性干扰强度估算机制”来估计在一个无线通信装置感兴趣的时段在其位置的最大干扰强度。在此机制中，某时间点的干扰强度不是以单一的测量而得，而是以先前收到的送方信息消息的个别干扰强度累加而估计。如果收到更多包含某时间点的的送方信息消息，则对该时间点的干扰强度的估计会根据这些送方信息消息而增加。
在“累积性干扰控制技术”中，发送端可以使用“功率递减信号法”让收到送方信息消息的无线通信装置作干扰强度的累积性估算。使用“功率递减信号法“作干扰强度估算时，发送端在送方信息消息的末端加入一个功率随时间递减的信号。周遭的无线节点只需测量其所收到的，超过某门槛强度的，信号的时间长度即可估计该送方信息消息的信号强度，将其信号强度乘上数据包将使用的传输功率除以此送方信息消息的传输功率(再经过适当的修正)，便可得到其相关的数据包将对自己造成的干扰强度。使用功率递减信号法作干扰强度估算时，周遭的无线节点无需配备测量信号强度的特别硬件亦可得知所收送方信息消息功率及预估相关的数据包将对自己产生的干扰强度。
“累积性干扰控制技术”可以让接收端使用“触发式允许功率通知”机制来例如自己的接收作宣告。在此机制中有几个参数最大可能“被干扰半径”，“剩余干扰强度”，“未来安全门槛值”，与“漏算安全门槛值”。最大可能“被干扰半径”定义为当一个无线通信装置使用该信道与时段的最大容许传输功率时，可能会对该接收端造成大于某“门槛”干扰强度的最大距离。当一个接收端以一个“累积性干扰强度估算机制”或类似的方法发现在它接收的时段，“未来安全门槛值”已被超过，则“触发式允许功率通知”机制会被触发，而此接收端以送方信息消息尽可能地通知在最大可能“被干扰半径”内的无线通信装置--在某时段，对这个接收而言--它们可使用的最大容许传输功率。当“累积性干扰强度估算机制”或其它使用的方法所遗漏而未考量进来的干扰及误差不超过“漏算安全门槛值”，则此数据包的接收被干扰损毁的机率应低于某门槛值。
“触发式允许功率通知”可使用“触发式变功允许功率通知”机制来实现。此机制使用功率递减信号法通知在最大可能“被干扰半径”内的无线通信装置--在某时段，对这个接收而言--它们可使用的最大容许传输功率。接收端在受方信息信息消息的末端加入一个功率随时间递减的信号。周遭的无线节点只需测量其所收到的，超过某门槛强度的，信号的时间长度即可估计该受方信息消息的信号强度，并进而自己被允许的最大容许传输功率。使用“触发式变功允许功率通知”机制或功率递减信号法时，周遭的无线节点无需配备测量信号强度的特别硬件亦可得知最大容许传输功率。
在送方初始干扰协调方案的送方信息/受方信息对话中，发送端先送出送方信息消息。当接收端收到这个消息，它会根据先前收的送方信息消息估计在发送端建议的传输时间的干扰强度。如果接收端不能在建议的时间接收此传输功率的数据包，它可以使用受方初始干扰协调机制来邀请发送端传送这个封包，并在其受方信息消息中建议新的传输时间或传输功率。如果发送端不能采纳接收端的建议来传送封包，它可以使用送方初始干扰协调机制来建议另一个新的时间或功率。这个交替过程可被重复地使用直到传输成功或直到此封包被丢弃。发送端与接收端可利用这些送方信息消息、受方信息消息或额外的控制消息交换彼此的时间表，包括可接收或传送的物理层信道以及相关的时间点或区段与传输功率或干扰强度。
在受方初始干扰协调方案的受方信息/送方信息对话失败后，亦可以送方初始干扰协调方案接替。这个交替过程可被重复地使用直到传输成功或直到此封包被丢弃。发送端与接收端可利用这些送方信息消息、受方信息消息或额外的控制消息交换彼此的时间表，包括可接收或传送的物理层信道以及相关的时间点或区段与传输功率或干扰强度。
在双向干扰协调方法中，主动者不完全成功的送受方信息/受送方信息对话可接着以被动者的送受方信息/受送方信息重新协商，再接着以主动者的送受方信息、受送方信息、受方信息或送方信息回复或协商，再接着以被动者的送受方信息、受送方信息、送方信息或受方信息回复或协商，余此类推。这个交替过程可被重复地使用直到传输成功或直到封包被丢弃。主动者与被动者可利用这些送方信息消息、受方信息消息或额外的控制消息交换彼此的时间表，包括可接收或传送的物理层信道以及相关的时间点或区段与传输功率或干扰强度；分布式可区分多方分离对话架构使用“区分延后存取间隔法”以支持DiffServ，高优先权封包可使用较大的“延后存取间隔”。如此一来，高优先权的封包的传送/接收要求可避免来自低优先权封包的竞争，而有效地支持DiffServ。此法若用在“同信道控制消息”方案中，控制消息时段的每一个时间点对应到其后某个“数据包时段”的某一个时间点，然后，高优先权封包可使用较大的“延后存取间隔”。此法并可将“控制消息时段”进一步划分为几个不同的时区。第一个时区可供优先权较高的对话使用，第二个时区可供优先权次高的对话使用。
分布式可区分多方分离对话架构包括区分随机倒数法，作为一个可选用的机制。即使“区分随机倒数法”在一个网络环境中被实现或支持，这个机制也不必在所有的无线节点实现。实现这个机制与未实现这个机制的无线节点可在一个网络区域中共存，可有效地支持DiffServ和碰撞率控制此法可用Ki元随机倒数机制，在该Ki元随机倒数机制之中，参加一个新回合竞争的无线节点选择一适当的“竞争数字”。
竞争数字最多包括3个部份(1)优先数字，(2)随机数字，和(3)识别(ID)数字。竞争数字以混合位K1，K2，...，Kn位表示。一个竞争数字数元对应一个竞争回合。竞争数字最大者会生存其竞争回合。生存所有竞争回合者成为伏胜者而有权利在相对应的时段传送控制消息。此法可使用“前端长度编码”、“后端长度编码”、“前端位置编码”或“后端位置编码”来表达竞争数字值。在一个网络中，所有的无线节点必须使用相同的编码。
“区分随机倒数法”可有效地支持碰撞率控制。碰撞率控制可控制控制消息之间与数据包之间干扰损坏或碰撞损坏的机率，进而增加干扰强度估算的准确性。
本发明干扰控制方法可以“变功紧密空间再用”架构来将多个干扰半径较小的传输安排在附近区域同时传输并可解决暴露端点问题以增加输出率。“变功紧密空间再用”架构使用分离暗示式群组确认消息/机制，并可选择性地使用区分功率多信道协调机制。
分离暗示式群组确认机制使用暗示性的确认作为一个可选用的成本有效的确认机制，在这种确认机制中，接收端如果正确地收到一个数据包后，它会保持沉默，然而，如果使用对话所安排的数据包传输未能在预定的时段正确地被接收端所接收，则接收端会对发送端回复一个“接收失败通知”消息，发送端在收到一个无需传送消息后，会在时限内传送另一个送方信息消息来重新传输这个失败的数据包；如果接收端没有在时限内收到该发送端重新安排传输的请求，它会重新传送一个无需传送消息，接收端会重复此程序一直到该数据包被成功地接收为止，或直到超过时限而放弃该数据包。
当受方初始干扰协调方法被支持时，未能在预定的时段正确地接收数据包的接收端也可以使用受方初始干扰协调方法来直接要求该失败的数据包的重新传输，它会重复地要求直到该数据包被成功地接收为止，或直到超过时限而放弃该数据包。
“暗示性确认消息”需解决的一个问题是发送端需在发送过一个数据包后仍将其保留在它的网络配接卡的内存中，一直到它确定该数据包已被正确地接收而不再需要或过时而丢弃。方法之一是将其保留一段足够是的时间。另一种方法是用“在肩上”的方式将目前已收到的数据包序号放在数据包的首部或送方信息消息中，然后可以用一个“自动重传要求”机制来决定数据包是否可被丢弃。第三种方法是使用“群组确认”机制，在该方法中，接收端在接收到一定数量的数据包之后才回复一个“群组确认”消息，如果在时限内接收的数据包尚未达到一定数量，接收端仍需回复一个“群组确认”消息。发送端亦可要求接收端发送明白地发送一个确认消息或无需传送消息。其它方法亦可能被使用。
在所述的区分功率多信道协调机制中，该机制可使用一个共享的实质层信道让无线节点来对话并选择另一个实质层信道来作为数据包的传输。此机制亦可使用在时间上不互相重迭的时段来作为控制讯息的传输。第三种方法是当一个无线节点欲与另一个无线节点对话时，它可猜那个无线节点最可能聆听的实质层信道，并使用该信道与之对话。如果它无法在时限内得到响应，则它可在所有信道的控制讯息时段发出“寻人启示”讯息。在此讯息中它会附上让被寻者可找到它的指示。
在使用分布式可区分多方分离对话架构初始对话之前，可采用区域性互动后退控制方法，使无线节点先倒数至零以获取它传送控制消息的权利，在该区域性后退控制方法中，竞争窗口是根据一个区域的交通状况而控制，而不是依据一个无线节点本身的碰撞损坏状况而控制。
无线节点用它所在位置控制消息信道或控制消息时段繁忙的百分比估计该位置的企图率，用它最近传输或接收的控制消息碰撞率估计该位置的碰撞率，估计它传送的RI消息的碰撞率以及用该位置在最近无法辨识的控制消息数比上可辨识的控制消息数以作为估计的碰撞率。如果一个无线节点观察到的碰撞率、企图率或一个综合的指针值大于某个“门槛”值，而且它有数据包需传送或接受，则它将通知附近的无线节点来增大它们的CW值，以及建议增加的倍数。反之，如果一个无线节点观察到的碰撞率、企图率或一个综合的指针值小于另一个“门槛”值，则它可让附近的无线节点知道它所在的位置碰撞率与企图率并不大；一个无线节点可以根据它收到上述碰撞/企图率的消息后马上作出增减CW的决定。一个无线节点计算它最近每个交通类别的CW加权平均值，它再将这些得到的历史CW值，使用SI、RI、Hello或其它背景消息广播给附近的无线节点，一个无线节点会试着保持它的CWs在这些一般CW值附近。
当多重预先排序法被使用时，一个交通类别中许多数据包可同时被安排传输时间。一个交通类别的等待列的前几个数据包可以任意的顺序被传输，多于一个数据包的传输亦可被安排。如此一来，延迟时间可大幅降低而不会因多步的传输而累积，并可降低控制消息的额外开销。
在区域性互动后退控制方法中，不同交通类别之间也会交互作用。例如，一个高优先级的传输失败可使该无线通信装置或周遭无线通信装置较低优先级的CW增加。而高优先级的传输失败可反使该数据包的CW减小，但几次传输失败后其CW必须增加以保持网络稳定。
下面介绍几种协调方法的技术特点与细节。这些细节包括许多可作为分布式分离对话的具体实施方式
的参考资料。
送方初始干扰协调方法(SICA)的基本操作SICA使用“送方信息/受方信息”(Sender Information/ReceiverInformation(SIRI))对话来为所有在特别网络和多步无线区域网络的传输。“送方信息”(Sender Information，或称“SI消息”)与IEEE 802.11/11e的“请求传送”消息有点类似，而“受方信息”(Receiver Information，或称“RI消息”)与IEEE 802.11/11e的“可传送”消息有点类似。但它们的方法、操作程序与消息格式皆不尽相同。在SICA中，所有在特别网络和多步无线区域网络的传输皆需使用SIRI对话。因为SI消息可以取得发送端的传输权力，然而RI消息可以为接收端的接收作适当的宣告。因此，在以SICA为基础的网络环境中，数据包之间的碰撞通常可被有效地避免。在SICA中，SIRI对话和确认消息与相关的数据包的传输可以分离。这就是我们把分布式分离对话称作“分离对话”的主要原因。在本发明中，我们把SIRI对话与相关的数据包之间的间隔时间称为“延后存取间隔”(postponedaccess space(PAS))。因此，在SICA与分布式分离对话中，SI与RI消息需包含这种额外的时间信息。此外，SI消息与相关的RI消息之间也分离。这对传播延迟大的网络环境特别有用。当“区分随机倒数法”被使用时，这种弹性可减少控制消息所造成的额外开销(overhead)。
在SICA或分布式分离对话中無线通信装置不必准确地同步化或将时间轴划分为时间槽(time slots)。当不同的實質层信道被数据包和相关的对话使用时，时间轴完全不必同步化，当同样的實質层信道被数据包和相关的对话使用时，时间轴需“概略地”(roughly)同步化。
在SICA的SIRI对话中，发送端先送出SI消息。当接收端收到这个SI消息，它会检查它是否能在发送端建议的时间接收此数据包。如果可以，则它会回复SI消息给发送端。否则，它可保持“缄默”。如果这对发送端与接收端有RICA的方法，则接收端亦可使用RICA来邀请发送端在新建议的时间传送这个封包。接收端与发送端可利用这些SI和RI消息或额外的控制消息交换彼此可接收或传送的實質层信道以及相关的时间点或区段。
需要注意的一点是，在SICA与分布式分离对话中，SI与RI消息也会对周遭的無线通信装置产生影响；相反地，周遭的無线通信装置也可对正在对话中的发送端或接收端提出异议或其它意见。为了支持功率控制和高效率的“空间再用”(special reuse)并解决干扰问题，我们提出“变功紧密空间再用”(variable-power compact special reuse(VPCSR))架构。
受方初始干扰协调方法(RICA)RICA使用“受方信息/送方信息”(Receiver Information/SenderInformation(RISI))对话来取得接收权力并作适当的宣告。RICA与SICA颇为类似。相同的操作在此小节不再累述。它们之间的的主要区别在于RICA适用于接收的情况，而SICA适用于传输的情况。因为这个用途上的差异，在它们的对话中，SI和RI消息的使用顺序刚好相反。另一个较细微的差异在于“邀请端”未必知道它的“被邀请端”真的有封包需要传送。当被邀请端没有封包可传送时，它会回复一个“无需传送”(nothing-to-send(NTS))消息给邀请端。如果被邀请端有封包需要传送但是无法在邀请端建议的时间传送，则它可使用SICA来请求传送这个封包。SICA与RICA可如此交替使用直到成功传输或直到此封包被丢弃。
RICA与polling的主要区别在于polling并不用其询问消息(pollmessages)或回复消息来作宣告。并且，polling用在有“存取点”(accesspoint)的无线区域网络，而且polling是在“无竞争期间”(contention-freeperiod(CFP))使用，所以polling不需用它的询间消息或回复消息来取得传输或接收的权力。所以polling只能用在有“存取点”的集中式无线区域网络，而RICA则可用在集中式无线区域网络与分布式对等(peer-to-peer)的特别网络双向干扰协调方法(BICA)BICA与SICA及RICA的主要区别在于它们使用的对话。在“双向请求”对话中，“主动端”先送出“送受信息”(Sender/Receiver Information，或称“SRI消息”)。如果“被动端”可在主动端建议的时间接收封包，则被动端回复“受送信息”(Receiver/Sender Information，或称“RSI消息”)。如果主动端有封包需传送，则它会把此消息的“请求传送位”(RTS bit)值设为1并附上建议的传送时间，否则，它会把此消息的“请求传送位”值设为0。
如果主动端收到的“请求传送位”值是0，则此对话结束。然而，如果主动端收到的“请求传送位”值是1，则它会检查它是否能在被动端建议的传送时间接收封包。如果可以，它会回复一个RI消息，否则，它会使用RICA来邀请被动端传送这个封包。和SICA与RICA一样，主动端与被动端可利用这些对话消息或额外的消息交换彼此可接收或传送的时间点或区段。相同的操作在此处不再赘述。
BICA与polling的主要区别与RICA和polling之间的差异类似。其细节在此不再赘述。
下面叙述DDMDD的“区分化服务”(DiffServ)支持。DDMDD是分布式分离对话的一种实现方式。这些细节包括许多可作为分布式分离对话的具体实施方式
的参考资料。
DDMDD的DiffServ支持DDMDD的DiffServ支持是以区分“延后存取间隔”使用值为基础的。但是DDMDD另可选择性地使用“区分随机倒计数法”(differentiatedrandom countdown(DRC))以支持DiffServ与“碰撞率控制”。因为DDMDD与生俱来的区分交通类别的能力，我们把这种对话称为“可区分对话”(differentiated dialogues)，这种区分能力可进一步用来支持DDMDD的公平化(fairness)。
区分延后存取间隔法(Differentiated PAS Approach)在DDMDD中，高优先权(high-priority)封包可使用较大的“延后存取间隔”。如此一来，当所使用的“延后存取间隔”比任何低优先权(low-priority)封包准许使用的“延后存取间隔”大时，我们可保证不论是SICA、RICA或BICA所建议的传送/接收时间绝对尚未被任何低优先权封包使用。因此，高优先权的封包的传送/接收要求可避免来自低优先权封包的竞争，而有效地支持DiffServ。我们计算机仿真的结果显示DDMDD在特别网络中的DiffServ支持比IEEE 802.11e的DiffServ有效很多倍。
在DDMDD中，数据包与相关的控制消息可在不同的實質层信道传送或在同一个實質层信道传送。当不同的實質层信道被使用时，以上的DiffServ支持可以直接被实现。然而，当相同的實質层信道被使用时，有一个新的“对应”(mapping)观念必须先被实现。以下我们解释其细节。
当相同的實質层信道给数据包与控制消息使用时，我们必须把这些控制消息集中起来。这个原因是，在特别网络中为了解决，控制消息必须使用比数据包更大的传输范围。因此，如果数据包与控制消息被交杂在一起时，有些制消息会与较远的数据包发生碰撞(因为发送该控制消息的发送端并不知道该接收的存在)。
为了实现上述的DiffServ支持，我们可将“控制消息时段”的每一个时间点对应到其后某个“数据包时段”的某一个时间点。然后，高优先权封包可使用较大的“延后存取间隔”。例如，低优先权封包只被准许使用要求传送/接收时间所对应的时间点之前3个时间单位内的区段来传送相关的控制消息，而高优先权封包可使用要求传送/接收时间所对应的时间点之前10个时间单位来传送相关的控制消息。
与不同實質层信道的方法不同之处是相同實質层信道的方法反而多了一点弹性。如果“控制消息时段”中对应的时间点过了之后对应的“数据包时段”仍未被使用，补充性(fill-in)交通仍可利用这剩余部分的“控制消息时段”来作对话。另一个不同的地方是相同實質层信道的方法可将“控制消息时段”进一步划分为几个不同的时区。第一个时区可供优先权较高的对话使用，第二个时区可供优先权次高的对话使用，余此类推。
区分随机倒数法的优先化与碰撞率控制“区分随机倒数法”是DDMDD的一个可选用的机制。以DDMDD为基础的方法并不需要实现“区分随机倒数法”来正确地操作。即使“区分随机倒数法”在一个网络环境中被实现或支持，这个机制也不必在所有的無线通信装置实现。也就是说，实现这个机制与未实现这个机制的無线通信装置可在一个网络区域中共存。
DRC可有效地支持DiffServ，并可控制控制消息之间与数据包之间碰撞的机率。在本发明中，我们将后者称为“碰撞率控制”。“碰撞率控制”对DDMDD计算干扰程度与剩余容忍度的能力很有帮助。
“Ki元随机倒数”(KRC)机制在Ki元随机倒数机制(Ki-ary Random Countdown(KRC))中，参加一个新回合竞争的無线通信装置选择一适当的“竞争数字”(competitionnumber(CN))。KRC的竞争数字最多包括3个部份(1)优先数字，(2)随机数字，和(3)识别(ID)数字。
为了简化协议的描述，在以下的例子中我们假设所有的竞争数字有相同的长度，而且所有参与竞争的無线通信装置同步至相同的竞争空位。在DDMDD中，不同步或不同长度的竞争数字亦可被使用。
PKC可以使用“前端长度编码”、“后端长度编码”或“位置编码”来表达竞争数字值。但是在一个网络中，所有的無线通信装置必须使用相同的编码。在开始倒数竞争时，竞争数字的第一个K1元数元(K1-ary digit)大于0的無线通信装置传送一个脉冲信号(pulse signal)至“竞争范围”(competition range)内的所有無线通信装置。假设某个無线通信装置的第一个竞争数元是x1。当“前端长度编码”被使用时，则此無线通信装置需从第一个“竞争空位”(competition slot)的开始位置传脉冲信号，并持续x1个时间单位(time units)。所有参与竞争的無线通信装置会在不传脉冲信号的时候聆听其传送脉冲信号时使用的信道。如果某个無线通信装置发现在它保持沉默的时候有其它的無线通信装置在传送脉冲信号，则它会输掉这回合的竞争。否则，它生存下来并继续参与下一个回合的竞争。
在第i个“竞争空位”时，只有在前i-1个回合皆生存下来的無线通信装置有权力参与竞争。假设某个無线通信装置的竞争数字是(x1，x2，...，xn)。它的第i个竞争数元是xi。则当“前端长度编码”被使用时，此無线通信装置需从第i个“竞争空位”的开始位置传脉冲信号，并持续x1个时间单位。与在第一个“竞争空位”时所使用的规则相同，所有参与竞争的無线通信装置会在不传脉冲信号的时候聆听其传送脉冲信号时使用的信道。如果某个無线通信装置发现在它保持沉默的时候有其它的無线通信装置在传送脉冲信号，则它会输掉这回合的竞争。否则，它生存下来并继续参与下一个回合的竞争。
当“后端长度编码”被使用时，第i个竞争数元是xi的無线通信装置先聆听第i个“竞争空位”的前Ki-xi-1个时间单位。如果没有其它的無线通信装置在传送脉冲信号，则它生存下来并可继续参与下一个回合的竞争。它并且会从倒数第x1个时间单位开始传脉冲信号，一直到该“竞争空位”结束为止。
当“前端位置编码”被使用时，第i个竞争数元是xi的無线通信装置需在第i个“竞争空位”的第xi个时间单位传脉冲信号，并仅持续一个时间单位。所有参与竞争的無线通信装置会在传脉冲信号之后聆听其传送脉冲信号时使用的信道。如果某个無线通信装置发现在它保持沉默之后有其它的無线通信装置在传送脉冲信号，则它会输掉这回合的竞争。否则，它生存下来并继续参与下一个回合的竞争。
当“后端位置编码”被使用时，第i个竞争数元是xi的無线通信装置先聆听第i个“竞争空位”的前Ki-xi-1个时间单位。如果没有其它的無线通信装置在传送脉冲信号，则它生存下来并可继续参与下一个回合的竞争。它并会在该“竞争空位”的第xi个时间单位传脉冲信号，并仅持续一个时间单位。
如果一个無线通信装置在所有的“竞争空位”皆成功地生存下来，则它成为一个“竞争优胜者”。“竞争优胜者”有权力在接下来的时间或其个对应于此“竞争回合”(competition round)的时段传送它的控制消息。当所有竞争的無线通信装置所使用的竞争数字皆是不同的，我们可保证它是在它的“竞争范围”之内唯一的优胜者。如此一来，当“竞争范围”够大时，控制消息之间的碰撞可被完全避免。当我们使用较短的竞争数字乃至于不同的無线通信装置可能使用相同的竞争数字，或当“竞争范围”不够大时，控制消息之间的碰撞是可能发生的。但是，碰撞的机率可由竞争数字的长度控制，进而减少控制消息所造成的额外开销并实现有效的“碰撞控制”。
“区分随机倒数法”中优先化的使用当DRC被使用时，SI消息与RI消息可分离而不需紧跟在彼此之后。SIRI中的RI消息可使用最高优先级的竞争数字，而时I消息可根据相关的数据包使用次高或较低优先级的竞争数字。相反地，RISI中的SI消息可使用最高优先级的竞争数字，而RI消息可根据相关的数据包使用次高或较低优先级的竞争数字。确认消息可使用最高优先级的竞争数字，而背景(background)控制消息(例如“问候消息”可使用最较低优先级的竞争数字。
下面详细叙述分布式分离对话消息、对话和干扰控制技术的细节。这些细节包括许多可作为具体实施方式
的参考资料。
在SICA与分布式分离对话中，我们可在SI与RI消息之外增加了“第三者意见表达机制”(third-party opinion(TPO)mechanism)。所以我们把这种特别的“分布式可區分多方分离对话”架構称为“多方”对话(multipartydialogues)。
SI消息/机制和“功率递减信号法累积性干扰强度估算”在SICA中，发送端首先送SI消息给所有在它i的“SI传输范围”(SItransmission range)之内的無线通信装置。SI的传输范围的半径最小需为RSI≥RD，I+(VS+VR+VI)×TPAS+MRD，I是相关的数据包造成的最大可能“被干扰半径”。
VS，VR是预计在未来PAS时间单位前发送端与发送端的平均移动速度。
VP是周遭可能的被干扰源(potential interfered mobile stations)的最大可能的移动速度。M是“安全边缘”(safe margin)。
其中，最大可能“被干扰半径”是对一个传输功率而言，会造成大于某“门槛”或下限(threshold)的干扰的范围。此“门槛”值可依据调变技术的信噪比要求与所要限制的干扰损坏的机率等因素而设定。但对“干扰半径”值影响最大的通常是传输功率，其次是“信号衰减”或称“路径损失”(path loss)系数。如此一来，我们可控制在SI传输范围内其它数据包被这个传输干扰损坏的机率。这包括数个同时传输造成的干扰损坏。“安全边缘”是为了防止或减小因距离或干扰强度估计的误差等因素及SI传输范围外的干扰源造成干扰损坏的机率。
SI消息中需提供发送端及接收端ID、相关的数据包及此SI消息之序号、PAS、数据包大小、数据包优先等级、传输功率及使用的“调变”技术。其它选择性的信息包括发送端可传输的其它时段。所有“活跃”(active)的無线通信装置在收到SI消息之后会将相关信息记录在它们的内存中。如果它们收到取消的指示或当相关的信息过期时，它们会把无效的信息移除。
SI消息需提供足够的信息让收到SI消息之無线通信装置能计算或大略估计出其将受到的干扰强度。最显而易见的一个方法是在SI消息中加入该消息使用的传输功率。如果一个無线通信装置可测量它收到此SI消息的信号强度，则它可预测其相关的数据包将对自己造成的干扰强度是此信号强度乘上数据包将使用的传输功率除以此SI消息的传输功率。这个方法的问题是無线通信装置必需配备额外的测量设备。这种设备在以IEEE 802.11/11e为基础的無线通信装置是不需要的。所以使用这个方法的無线通信装置可能需要较高的造价成本。
以下我们提议一个无需额外配备的估计干扰强度的创新方法。我们将此方法称为“以功率递减信号(decreasing-power signal(DPS))法”为基础的一个“累积性干扰强度估算机制”(accumulative interference calculationmechanism)。在此方法中，发送端在SI消息的末端加入一个功率随时间递减的信号。这个递减的速度(也就是说，功率对时间的函数，或称为“功率递减函数”)需是附近的無线通信装置都知道的。如果有大于一种“功率递减函数”可能被使用，则SI消息中必须提供所使用函数的代码或公式。如此一来，周遭的無线通信装置只需测量其所收到的信号的时间长度即可估计该SI消息的信号强度。接着我们仍将其信号强度乘上数据包将使用的传输功率除以此SI消息的传输功率，便可得到其相关的数据包将对自己造成的干扰强度。
以下我们举一个遵循“功率递减信号法”的干扰强度估算特例。我们首先将SI消息的主要信息部份(包括其传输功率)传至RSI半径内的無线通信装置。如果某些在RSI半径外的無线通信装置收到此消息，这是完全没有关系的。如果某些無线通信装置因障碍物或关机而无法收到此消息，这是容许的。但是我们需避免一个可能会被干扰的無线通信装置因碰撞、干扰、“多通路”或其它因素而无法辨识此消息。在这消息的末端，发送端紧接着传输10个短脉冲，每个脉冲持续一个时间单位。如果此SI消息使用的传输功率是PSI，则我们用PSI，0.9PSI，0.8PSI，…，0.1PSI来传送这10个短脉冲。假设相关数据包将使用PD的功率传输。如果一个無线通信装置收到的脉冲中有n个的信号强度在门槛IT之上，则此無线通信装置可得知此数据包将对它产生介于 与 (当n不等于10)之间强度的干扰(其中单位干扰强度IU可由IT扣除背景噪声、远处干扰源及其它因素造成的影响修正而得)。
不同的“功率递减函数”亦可被使用，并可能有不同的好处及应用。例如，我们可用一个递减较快的函数，像PSI，0.5PSI，0.25PSI，…，0.001PSI。这种函数或其它在它们之间的函数对功率较高的传输特别有用。脉冲的数量亦可增减，以增加估算的精确度或减少控制消息所造成的额外付担。当干扰门槛IT可以改变而粗略的测量被支持时，無线通信装置可以测量大略的SI消息信号强度来选定适当的干扰门槛值。但是这个方法不是必须的尤其当适切的“功率递减函数”及足够的脉冲数被使用时，这个方法可被替代。或者，当“功率工程”不被使用时，这个方法也不需要。因为这种测量信号强度是否在门槛之上所需的硬件和CSMA的感测硬件基本上是一样的，而大部分现有的IEEE 802.11無线通信装置装置可对传输功率作控制，使用“功率递减信号法”作干扰强度估算并不需要额外的硬件。这对较廉价而简单的無线通信装置是很重要的。再者，较精确的传输功率控制设备对省电与增加网络输出值是很有帮助的而值得使用者投资。
一个接收到这个SI消息的周遭無线通信装置仍可能在重叠时间传输或接收。这点与IEEE 802.11/11e的MAC协议非常地不同。的無线通信装置是否能接收是据所有它收到的SI消息的总影响而决定。
RI/TPO消息/机制和以“触发式变功允许功率通知”为基础的“累积性干扰协调机制”SICA、RICA与BICA的一项重要的干扰机制是根据收到的周遭的SI消息计算其相关的数据包对自己的接收将产生的干扰。例如，如果一个接收端收到SI消息的传输请求，则它会计算该请求建议的时段最大的干扰强度。在“累积性干扰协调机制”(accumulative interference coordinationmechanism)中，这个接收端会利用一个“累积性干扰强度估算”机制估计它在准备接收的时段，所有已要求的传输将会加诸在它身上的干扰强度总和。它并根据此SI消息的建议功率与发送端到它所在位置的“信号衰减”系数，计算出该建议时段的最小“信号对噪声/干扰比”(signal-to-noise/interference ratio(SNIR)，或称信噪比)。(这个“信号衰减”系数可以由一个“累积性干扰强度估算”机制估计，亦可用其它较精确的程序辅助。)如果此SNIR值比建议的调变技术所需的SNIR值小，则此接收端会拒绝该SI消息的传输请求以避免不必要的碰撞。此接收端可以使用RICA的RI消息来建议一个较大的功率，不同的传送时段，或较强韧(robust)但速度较慢的调变技术或容错更错编码(fault-tolerant/error-correcting coding)。
如果这个接收端同意该SI消息的传输请求，它会回复一个RI消息来通知它的发送端。这个RI消息亦需通知周遭活跃的無线通信装置这个预定的接收时段，以及它们在该时段传输时可被允许的最大传输功率。也就是说，一个接收到这个RI消息的周遭無线通信装置仍可能在重叠时间传输或接收。这点与IEEE 802.11/11e的MAC协议和其它在从前的文献上记载的MAC协议非常地不同。
在“触发式变功允许功率通知机制”(triggered DPS-based allowablepower informing mechanism)中，这个接收端会利用类似的“功率递减信号法”通知周遭活跃的無线通信装置它们在冲突时段可被允许的最大传输功率。以下我们举出一个遵循此方法的特例。
接收端首先根据其预定的接收的最小SNIR需求与该接收时段的干扰强度总和、噪声与其它因素算出一个“剩余干扰强度”。如何将来周遭要求的传输与它自己漏算的传输的干扰强度总和不超过这个“剩余干扰强度”，则它将来的接收会被干扰损坏的机率会在某个可容许的值(例如，0.01)以下。这个接收端再选择一个“未来安全门槛值”与一个“漏算安全门槛值”。假设“剩余干扰强度”减去“未来安全门槛值”与“漏算安全门槛值”得到之值是IS，则RI的传输范围的半径最小需为RRI≥RD，P+(VS+VR+VI)×TPAS+MRD，P是相关的数据包的最大可能“被干扰半径”。
VS，VR是预计在未来PAS时间单位前发送端与发送端的平均移动速度。
VI是周遭可能的干扰源(potential interfering mobile stations)的最大可能的移动速度。
M是“安全边缘”。
其中，最大可能“干扰半径”是当一个無线通信装置使用该信道最大容许的功率传输时，可能会对该接收端造成大于某“门槛”(例如，0.1Is)的最大距离。此“门槛”值亦可依据所要限制的干扰损坏的机率等因素而设定。
此接收端将RI消息的主要信息部份(包括其传输功率)传至RRI半径内的無线通信装置。如果某些在RSI半径外的無线通信装置收到此消息，这是完全没有关系的。如果某些無线通信装置因障碍物或关机而无法收到此消息，这是容许的。但是我们需避免一个可能会干扰此接收的無线通信装置因碰撞、干扰、“多通路”或其它因素而无法辨识此消息。在这消息的末端，接收端紧接着传输10个短脉冲。每个脉冲可在一个“脉冲空格”内传输，但不需持续整个“脉冲空格”。这个“脉冲空格”可以是一个或大于一个时间单位。如果此RI消息使用的传输功率是PRI，则我们用PRI，0.9PRI，0.8PRI，…，0.1PRI来传送这10个短脉冲。如果一个無线通信装置收到的脉冲中有n个的信号强度在门槛IT之上，则此無线通信装置可得知其不可在冲突的时段与信道传输功率大于 的数据包，但传输功率小于 的数据包。这两个功率之间是未知的灰色地带，但在一般的情况下这个地带的功率值应避免使用。当背景噪声强度、远处干扰源及其它因素造成的影响不可乎略时，以上公式需加以修正，或足够大的“漏算安全门槛值”需被使用。与上述的“功率递减信号法”类似，不同的“功率递减函数”或脉冲的数量亦可被使用。
这个接收端如果收到一个要求在重叠的时段传输的第三者(third-party)SI消息，它会计算其相关的数据包对自己的接收将产生的干扰强度。(如果它们的传送接收时间不重叠，则干扰强度为0)。当此接收端发现在接收时段新增加的干扰强度总和超过了“未来安全门槛值”，则此通知机制会被“触发”。相同的过程会在这个接收端重新进行，直到接收开始。一个即将接收数据包的接收端如果收到一个要求在重叠的时段传输的第三者(third-party)SI消息，它会计算其相关的数据包对自己的接收将产生的干扰。(如果它们的传送接收时间不重叠，则干扰为0)。如果要求的传输会对它即将接收的数据包产生干扰损坏，它会传送一个TPO消息给发送该第三者SI消息的無线通信装置。该無线通信装置会传送另一个不相冲突的传输要求并取先前冲突的传输要求。
干扰控制技术需解决的一个问题是将控制消息传至大于数据包传输范围的无线通信装置。当数据包的传输功率小时，这不会造成问题。当没有法规限制住控制消息的传输功率的时间，这个问题也不大因为控制消息较小而不会耗废太多能源。但是ISM频带有最大传输功率的限制，所以这个问题需有因应的对策。
第一个最简单的方法是限制数据包的传输功率不能大到让控制消息的传输功率超过法规限制。
第二个方法是用VPCSR的“区分功率多信道协调机制”将传输功率大的数据包“隔离”一个t某些实质层信道或时段。如此一来，小功率的传输仍可受干扰控制技术的保护以避免干扰损毁。然而，如果没有其它的措施，大功率的传输会有较大的干扰损毁率。
第三个方法是用灵敏度较强的调变技术或加上CDMA或其它分散频谱(spread spectrum)的方法来传输控制消息以将其传至足够大的距离。
第四个方法是以不超过法规限制的传输功率，使用多步转送的方式将控制消息传送至足够大范围内的无线通信装置。这个控制消息内挟带着以脉冲作宣告的时段。收到此控制消息的无线通信装置会在指定的时段观察控制消息发送者的信号长度或强度以得知它将受的干扰强度或被允许的传输功率等信息。使用这个方法时，即使SI/RI消息范围外的无线通信装置收到这个控制消息也不会造成问题。
第五个方法与第四个方法类似。控制消息发送者仍以不超过法规限制的传输功率，使用多步转送的方式将控制消息传送至足够大范围内的无线通信装置。这个控制消息内亦挟带著作宣告的时段。但是一个灵敏度较强的调变技术或加上CDMA或其它分散频谱(spread spectrum)的方法会被使用来让收到此控制消息的无线通信装置观察控制消息发送者的信号长度或强度以得知它将受的干扰强度或被允许的传输功率等信息。使用这个方法时，即使SI/RI消息范围外的无线通信装置收到这个控制消息也不会造成问题。因为灵敏度的增强，同样的传输功率可宣告通知到一个较大的范围。
第六个方法是将数据包的传输时段对应一个到数个“宣告空位”。在“宣告空位”控制消息的发送者以不超过法规限制的传输功率传输脉冲。活跃的无线通信装置会在指定的时段观察脉冲的信号长度或强度以得知它将受的干扰强度或被允许的传输功率等信息。
第七个方法与第六个方法类似。控制消息的发送者仍以不超过法规限制的传输功率在“宣告空位作宣告。但是一个灵敏度较强的调变技术或加上CDMA或其它分散频谱(spread spectrum)的方法会被使用来让收到此宣告的无线通信装置观察信号长度或强度以得知它将受的干扰强度或被允许的传输功率等信息。因为灵敏度的增强，同样的传输功率可宣告通知到一个较大的范围。
本发明的干扰控制方法可将多个干扰半径较小的传输安排在附近区域同时传输以增加输出率。它并可解决暴露端点问题。这种多个传输的安排可使用“变功紧密空间再用(VPCSR)”架构来实现。
下面详细叙述VPCSR架构与其解决的技术问题。这些细节包括许多可作为具体实施方式
的参考资料。
VPCSR架构在这节中我们解说VPCSR架构的细节。VPCSR可用在多信道(multichannel)网络、单信道(single-channel)网络或双信道(dual-channel)网络。多信道网络的VPCSR的架构需额外的多信道协调机制。其它方面与单信道和双信道的VPCSR的架构类似。
“区分功率多信道协调机制”我们有几种不同的方法来实现“多信道协调”。第一种方法使用一个共享的实质层信道让無线通信装置来对话并选择另一个实质层信道来作为数据包的传输。当一个活跃的無线通信装置不在对话、传输、接收或在为这些操作准备的时候，它需要聆听这个共享的信道。当一对無线通信装置选定择一个实质层信道来作为数据包的传输后，它们必须在对应于该实质层信道的控制讯息时段聆听足够长的时间后，才能进行对话以安排数据包的传输。这种对应的控制讯息时段通常是在与数据包相同的实质层信道，但(dedicated)给该数据包的实质层信道的分开的实质层信道也可以被使用。我们也可把所有的控制讯息时段集中在此共享的实质层信道。
第二种方法使用在时间上不互相重叠的时段来作为控制讯息的传输。所有活跃的無线通信装置不在传输或接收时，必须聆听所有的控制讯息时段。如果一个無线通信装置漏听了几个控制讯息时段，则它暂时不能使用那些实质层信道来对话以安排数据包的传输。但是它仍可立即使其它的实质层信道。
第三种方法没有以上两种方法的特殊要求。当一个無线通信装置欲与另一个無线通信装置对话时，它可猜那个無线通信装置最可能聆听的实质层信道，并使用该信道与之对话。如果它无法在时限内得到响应，则它可在所有信道的控制讯息时段发出“寻人启示”讯息。在此讯息中它会附上让被寻者可找到它的指示(例如，应使用的实质层信道)。
以上是几种可以在“区分功率多信道协调机制”中使用的多信道协调方法。但此机制可采用的多信道协调方法不在此限。其它多信道协调方法也可能可以被使用。
“区分功率多信道协调机制”的一个突破性的创新观念是限制每个实质层信道可使用的最大的数据包传输功率。我们把这种方法称为“区分传输功率法”。“区分传输功率法”感觉上是一个简单的想法，但它对一个可变功传输的环境却是格外重要，而这种观念在IEEE 802.11/11e或其它先前的通信协议中尚未被考虑或提议过。“区分传输功率法”的好处是在限制了数据包的最大传输功率后，SI讯息的传输范围在大部分的实质层CH中可以大幅地减小。这是因为一个数据包的最大可能“被干扰半径”RD，P在大部分的实质层信道中会大幅减小。如此一来，控制讯息的额外开销可大幅地降低。
这种“区分功率多信道协调机制”除了可在以DDDMDD为基础的通信协议中使用，亦可以与其它的通信协议配合使用。例如，当这个机制或VPCSR与IEEE 802.11/11e一起使用时，IEEE 802.11/11e可被转换成一个多信道协议。而且在可变功传输的环境下，它的碰揰损毁机率效率会减小，因而提升它的效率。另一个例子是将此机制或VPCSR与先前的功率控制(power-controlled)MAC协议”一起使用。如此一来，它们的CTS讯息的传输范围在大部分的实质层信道中可以大幅地减小。控制讯息的额外付担因此可大幅地降低而提升它们的效率。
当实质层信道的数量不够时，我们可以用CDMA的“垂直编码”(orthogonal codes)或其它的“信道化编码”(channelizationcodes)来增加“码分信道”(code division channels)的数量。在每个“码分信道”安排传输的方法与前述“多信道协调”与干扰协调的机制很类似所以在此不再累述。如此一来，因为不同“码分信道”所限制的功率可以更加细分，“区分功率多信道协调机制”的效率可以更加提升。这种以CDMA为基础，使用“垂直编码”或其它“信道化编码”，运用DDMDD对话的特别网络法(CDMA-based orthogonal/channelization-codeDDMDD-dialogue ad hoc networking)亦是一个创新的架构，并可解决许多在特别网络和多步无线区域网络中会发生的问题。解决这些问题并作为未来特别网络和无线区域网络为了与IEEE 802.11和IEEE 802.11e共存，本发明的技术方法可用在某几个信道或时段，而让IEEE 802.11和IEEE 802.11e使用其它信道或时段。使用本发明技术方法的无线通信装置亦可利用IEEE 802.11和IEEE 802.11e的NAV与HCF/PCF等机制来把新提议的消息或机制翻译成IEEE 802.11和IEEE 802.11e可理解并配合的程序。
VPCSR中的“干扰协调机制”在上文中，我们已提供几个“干扰协调机制”。在VPCSR中，其它的“干扰协调机制”也可能可以被使用。这些“干扰协调机制”对VPCSR的重要性在于在可变功传输的环境下，不必要的“阻挡”可以被避免。
相较之下，当从前的“基本变功方案”(Basic power-controlledMAC scheme)[4-10]被使用时，CTS讯息必须被传送到所有在最大传输范围内的无线通信装置，而所有接收到此CTS讯息的无线通信装置皆不准传送数据包或控制讯息。这种“阻挡”是不必要的，而且会大幅地降低它们的效率。当适当的“干扰协调机制”被实现时，很自然的，只有需要被“阻挡”的无线通信装置才会被“阻挡”(也就是说，会造成其它无线通信装置的接收被碰撞损毁的传输与会被其它无线通信装置的传输碰撞损毁的接收才会被“阻挡”)。这对效率的提升有很大的帮助。
当“相同实质层信道不同控制讯息时段”的方法被使用时，VPCSR与分布式分离对话是到目前为止唯一能够用单一实质层信道来协调干扰并在可变功传输的环境下的达到空间再用的MAC协议。
“分离暗示式群组确认”(DIG-ACK)消息/机制在VPCSR中，DIG-ACK机制使用“暗示性的“确认”作为一个可选用的成本有效的确认机制。在这种确认机制中，接收端如果正确地收到一个数据包后，它会保持沉默。然而，如果使用SIRI、RISI或“双向对话”所安排的数据包传输未能在预定的时段正确地被接收端所接收，则接收端会对发送端回复一个“接收失败通知”(negativeacknowledgement(NAK))消息。发送端在收到一个NAK消息后，它会在时限内传送另一个SI消息来重新传输这个失败的数据包。如果接收端没有在时限内收到该发送端重新安排传输的请求，它会重新传送一个NAK消息。此接收端会重复此程序一直到该数据包被成功地接收为止，或直到超过时限而放弃该数据包。
当RICA被支持时，未能在预定的时段正确地接收数据包的接收端也可以使用RICA来直接要求该失败的数据包的重新传输。它会重复地要求直到该数据包被成功地接收为止，或直到超过时限而放弃该数据包。
使用“暗示性确认消息需解决的一个问题是发送端需在发送过一个数据包后仍将其保留在它的网络配接卡(NIC))的内存中，一直到它确定该数据包已被正确地接收而不再需要。最简单的一个方法是将其保留一段足够是的时间(例如，足够让接收端发送4个NAK消息或作3次RICA的接收要求)。另一种方法是用“在肩上”(piggyback)的方式将目前已收到的数据包序号放在数据包的首部(header)或RI消息中。然后可以用一个“自动重传要求”(ARQ)机制来决定数据包是否可被丢弃。第三种方法是使用“群组确认”(group-ACK)机制。在这种方法中，接收端在接收到一定数量的数据包之后才回复一个“群组确认”消息。如果在时限内接收的数据包尚未达到一定数量，接收端仍需回复一个“群组确认”消息。在以上所有方法中，发送端皆可要求接收端发送明白地发送一个确认”消息或NAK消息。
在以上的方法中，确认与NAK消息皆可与相关数据包分离，并且在控制信道或在控制消息时段发送。所以我们将此机制称为“分离式确认机制”。这与IEEE 802.11/11e或其它在从前的文献上记载的MAC协议非常地不同。
“分离”、“暗示式”或“群组”确认机制在VPCSR中的重要性在于它们可以解决“暴露终端机问题”。
在IEEE 802.11/11e与许多其它在从前的文献上记载的特别网络MAC协议中，收到RTS讯息的無线通信装置亦不能传输。这些协议作以规定的一个主要原因是传送此RTS讯息的发送端必须在传送完数据包之后接收接收端的确认讯息。所以它必须防止周遭的無线通信装置作任何传输。但这是一种无线资源的浪费。
在VPCSR中，我们使用“分离暗示式群组确认机制”或其它“分离的”或“暗示式的”确认机制。如此一来，上述不必要的“阻挡”可以被避免。当“相同实质层信道不同控制讯息时段”的方法被使用时，VPCSR与分布式分离对话是到目前为止唯一能够用单一实质层信道来解决“暴露终端机问题”的MAC协议。
“分离的安排对话”在VPCSR中的作用”在上文中，我们提议了“分离式对话”。这种“分离式对话”可以使用在SI、RI、SRI与RSI讯息上，亦可以使用在RTS与CTS讯息或其它安排数据包传输的对话上。这种“分离式安排对话”对VPCSR的重要性在于它们可以在一个数据包的传输时段在接近的范围内“塞进”(squeeze)很多低功率(而小传输范围)的传输。我们需要“分离式安排对话”的原因在于这种“安排对话”用的讯息(例如SI与RI讯息)需使用比相关的数据包的传输范围大很多的功率(与传输范围)。如果“安排对话”与相关的数据包紧接在一起，即使我们不用CTS或RTS作不必要的“阻挡”，我们亦来不及在短时间内安排足够的低功率数据包传输来充份利用空间。因此，在可变功传输的环境下，“安排对话”与数据包紧接一起的MAC协议的“空间再用”能力是很不能令人满意的。因此，分布式分离对话对VPCSR效率的提升是很有帮助的。
当“相同实质层信道不同控制讯息时段”的方法被使用时，VPCSR与分布式分离对话是到目前为止唯一能够用单一实质层信道来解决干扰半径与被干扰半径比传输半径大的MAC协议。区域性互动后退控制方法在SICT(或RICT)传送SI(或RI)消息之前，无线节点必须先倒数至零以获取它传送控制消息的权利。IEEE 802.11与IEEE 802.11e的“后退控制(backoff control)机制”在单步无线区域网络中可有效地操作，但在特别网络与多步无线区域网络中却不合适。为此，本发明提出“区域性互动后退控制技术”(area-based interactivebackoff control(AIBC)technology)。在区域性后退控制技术中，“竞争窗口”(CW)是根据一个区域的交通状况而控制，而不是依据一个无线节点本身的碰撞损坏状况而控制。这种技术才适合作为特别网络与多步无线区域网络的后退控制。
区域性的不同无线节点之间的交互作用在IEEE 802.11/11e中，虽然后退控制被用来作为交通拥塞时的流量控制，它们d流量控制方案是“个别性”的。这对多步无线网络却不是最有效的。在此，我们提议应用AIBC以实现一个创新的“区域性分布式流量控制方案”。
在AIBC中，一个无线节点的CWs受到附近的碰撞率和企图率(attempt rate)控制。无线节点可用它所在位置控制消息信道或控制消息时段繁忙的百分比估计该位置的企图率。无线节点亦可用它最近传输或接收的控制消息碰撞率估计该位置的碰撞率。例如，它可以用没有得到任何响应的SI消息比率作为SI消息碰撞率的估计。如果一个接收端使用RICT回复RI消息后却收到发送端的SI消息重新要求传输安排并指出上个RI消息未得到回复，这接收端亦可获知它传送的上个RI消息被碰撞损坏了。使用此方法无线节点可以估计它传送的RI消息的碰撞率。一个无线节点亦可以用该位置在最近无法辨识的控制消息数比上可辨识的控制消息数以作为估计的碰撞率。
如果一个无线节点观察到的碰撞率、企图率或一个综合的指针值(composite measure)大于某个“门槛”值，而且它有数据包需传送或接受，则它将通知附近的无线节点来增大它们的CW值，以及建议增加的倍数。反之，如果一个无线节点观察到的碰撞率、企图率或一个综合的指针值小于另一个“门槛”值，则它可让附近的无线节点知道它所在的位置碰撞率与企图率并不大。这些信息可在SI和RI消息中提供。因为SI和RI消息包含了可以让其它无线节点知道其位置的信息，这些收到消息的无线节点可以知道这个增减CW的指示对它的重要性。无线节点亦可用“打招呼”(Hello)消息或其它背景消息来交换此种信息。
一个无线节点可以根据它收到上述碰撞/企图率的消息后马上作出增减CW的决定。另一种方法是让无线节点在收到许多碰撞与交通状况的消息后作出一个综合的判断，再送出建议附近无线节点增减CW的指示。而一个无线节点在收到许多指示之后再决定增减它的CWs一个量。这两种方法也可以合用，前者用在较快的反应上，而后者可产生较长期的影响的反应上一个无线节点计算它最近每个交通类别的CW加权平均(weightedaverage)值。(较近的时间的CW值使用较大的加权(weight))。它再将这些得到的“历史CW值”(CW history values)使用SI、RI、Hello或其它背景消息广播给附近的无线节点。一个无线节点再以加权平均的方式计算该位置附近的“一般CW值”(CW normal values).(较接近的位置的历史CW值使用较大的加权。)一个无线节点会试着保持它的CWs在这些“一般CW值”附近。(下一节会解释如何为不同类别的CW值作变动。)因为一个无线节点的CW会被该区域其它无线节点位置的交通状况影响，我们把这种技术称为“区域性后退控制”。
多重预先排序法与不同交通类别之间的交互作用一个无线节点除了对前一节叙述的消息作适当的反应之外，它并会对自己不成功的对话或传输作出较激烈、立即但短暂的反应。和其它事件在附近并且触发调整它CWs。例如，一个交通类别i的不成功对话将增加它的CWi值PFi，i倍，并增加它的CWj值PFi，j倍，除非最大值CWi或CWj被超过。当i大于j时(也就是说，交通类别i的优先等级较低)，PFi，j可设为0。
在DDMDD中，无线节点可使用“多重预先排序法”(multipleprior scheduling)来为一个交通类别中许多数据包同时安排传输时间。当“多重预先排序法”被支持时，一个交通类别的等待列(queue)的前几个数据包可以任意的顺序被传输。这需要硬件的支持，但这种硬件的制造并不昂贵。而且，低价的无线节点可选择不支持这种“多重排序”的功能。
在“多重预先排序法”中，一个交通类别排序中的数据包需有自己的计数器与CW值。当一个数据包相关的对话失败后，它自己的CW值会较大幅度地增加，并在随机选择一个计数器值后，重新开始倒数。在它成功地传输之后，它自己的CW值会回归到该交通类别的“正常值”，而所有其它因此数据包的对话失败而遭增加的CW值会把这个增加的倍数除去。“多重预先排序法”的一个重要的好处是它可以解决(head of the line)问题。也就是说，即使一个等待列的第一个数据包不能被实时地并正确地传送出去，在“多重预先排序法”中同一个等待列中后面的数据包也不会被阻挡而不能传输。
在“多重预先排序法”中，一个尚未被收到的数据包可以预先以DDMDD安排它的传输时间。只要这个无线节点已使用DDMDD安排好它的接收，而它安排的传输时间是在预计接收完全之后，则这“预先排序法”通常不会浪费资源。在“多重预先排序法”中，一个DDMDD对话可以安排大于一个数据包的传输。“多重预先排序法”这些特殊功能的好处是延迟时间可以大幅降低而不会因多步的传输而累积。它亦可降低控制消息的额外开销。
参考文献[1]ISO/IEC 8802-111999(E)ANSl/IEEE Std802.11，Part 11WirelessLAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specifications，1 edition，1999. S.Mangold，S.Shot，P.May，O.Klein，G.Hiertz，L.Stibor，“IEEE802.11e Wireless LAN for Quality of Srevice”，European Wireless2002. Karn，P.，“A new channel access method for packet radio”，Proc.Computer Networking Conf.，1990，pp.134-140. Agarwal，S.，S.Krishnamurthy，R.H.Katz，and S.K.Dao，“Distributedpower control in ad-hoc wireless networks，”Proc.IEEE PIMRC′02，2001. Ebert，J.-P.and A.Wolisz，“Combined tuning of RF power and mediumaccess control for WLANs，”Int′l Workshop Mobile MultimediaCommunications，Nov.1999. Ebert，J.-P.，B.Stremmel，E.Wiederhold，and A.Wolisz，“An energy-efficient power control approach for WLANs，”J.Communications andNetworks，Vol.2，no.3，Sep.2000，pp.197-206. Gomez，J.，A.T.Campbell，M.Naghshineh，and C.Bisdikian，“ConservingTransmission power in wireless ad hoc networks”，Int′l Conf.NetworkProtocols，Nov.2001. Jung，E.-S.and N.H.Vaidya，“A power control MAC protocol for ad hocnetworks，”ACM MOBICOM，2002. Pursley，M.B.，H.B.Russell，J.S.Wysocarski，“Energy-efficienttransmission and routing protocols for wireless multiPLE-hop networks andspread spectrum radios，”EUROCOMM′00，2000，PP.1-5. Wu，S.-L.，Y.C.Tseng，C.-Y.Lin，and J.-P.Sheu，“A multi-channelMAC protocol with power control for multi-hop mobile ad hoc networks，”The Computer J.，Vol.45，no.1，2002，pp.101-110.
权利要求
1.一种可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，在以“请求传送/可传送”对话为基础的“介质存取控制技术”中，发送端可以使用请求传送消息或送方信息取得传输的权力，接收端可以使用可传送消息或受方信息为接收作适当的宣告以避免其接收受到附近传输碰撞损毁，在以“询问后答覆”为基础的“介质存取控制技术”的无线通信装置，邀请一个无线通信装置传输数据包给自己，并传输数据包给这个无线通信装置，其特征在于所述的干扰控制方法使用分布式的、可分离的控制消息来为发送端、接收端与周遭的无线通信装置作干扰协调控制，以在多步特别网络和多步区域网络为初始的送方，受方或身兼送方与受方的主动者取得传输权力并作适当的宣告，以避免一个接收受到附近传输干扰损毁或碰撞损毁或一个传输将附近的接收干扰损毁或碰撞损毁。可使用分布式可区分多方分离对话来实现此干扰协调工作；该干扰控制方法将多个干扰半径较小的传输安排在附近区域同时传输并可解决暴露端点问题以增加输出率。
2.根据权利要求1的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的干扰控制方法使用分布式可区分多方分离对话，该对话包括送方信息/受方信息、受方信息/送方信息和双向对话，与相关的数据包之间可分离，当它们分离时，送方信息、受方信息、送受方信息与受送方信息消息中包含这种额外的时间信息，对话中的送方信息消息与受方信息消息之间亦可分离，数据包与相关的确认消息之间亦可分离，分离时间的上限与下限可依数据包的优先等级区分；与一个数据包相关的干扰协调对话可以在同一个实质层进行以解决不同实质层信道有不同的传播特性的问题；一个无线通信装置只需要一个传收器，有效地进行干扰协调。所述的分布式可区分多方分离对话可由送方初始、受方初始或由身兼送方与受方的主动者初始，双向干扰协调方法使用对话来取得传输权力并作适当的宣告，以避免其接收受到附近传输碰撞损毁，双向干扰协调方法与送方初始干扰协调方法及送方初始干扰协调方法在同一个网络区域中共存及同时使用，除了集中式无线区域网络之外，双向干扰协调方法亦可以在分布式的特殊网络中与多步无线区域网络中使用。
3.根据权利要求1的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于在送方信息与受方信息消息之外增加了“第三者意见表达”消息，一个无线通信装置可选择实现或不实现发送这种“第三者意见表达”消息的机制，但需能在收到这种“第三者意见表达”消息之后不作被反对的传输。
4.根据权利要求1的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的干扰控制方法可使用“累积性干扰控制技术”来作干扰的估算或通知。
5.根据权利要求1或3的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于接收端使用干扰的估算结果来决定是否能够正确接收一个数据包，并可建议发送端应使用的时段与传输功率，计算的结果并被接收端用来决定是否应传输一个新的送方信息消息来通知周遭的无线通信装置它们在相关时段被它允许的最大传输功率；一个预定接收数据包的无线通信装置如果收到一个要求在重叠时段传输的送方信息讯息，它会计算其相关的数据包对自己的接收将产生的干扰强度，当此无线通信装置发现新增加的干扰强度将会导至它即将接收的数据包被干扰而可能损坏，它可以传送一个“第三者意见”讯息给发送该送方信息讯息的无线通信装置，“第三者意见表达机制”让一个无线通信装置阻止周遭会干扰到自己接收的传输；“第三者意见”讯息可以包含此无线通信装置的时间表，在它预定接收的时段或在该送方信息讯息要求的时段该送方信息讯息发送者可使用的最大传输功率。
6.根据权利要求4的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的“累积性干扰控制技术”的参数，包括最大可能“干扰半径”、最大可能“被干扰半径”与一个或多个“门槛”干扰强度值。最大可能“干扰半径”定义为当该相关的发送端传输其数据包时，可能会对周遭无线通信装置大于某“门槛”干扰强度的最大距离。最大可能“被干扰半径”定义为当一个无线通信装置使用该信道与时段的最大容许传输功率时，可能会对该相关的接收端造成大于某“门槛”干扰强度的最大距离；当一个发送端传送它的送方信息消息时，它会尽可能地让在最大可能“干扰半径”内的无线通信装置知道它将对它们造成的干扰强度；当一个接收端传送送方信息消息时，它会尽可能地让在最大可能“被干扰半径”内的无线通信装置知道它们可使用的最大容许传输功率。
7.根据权利要求4的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的“累积性干扰控制技术”使用“累积性干扰强度估算机制”来估计在一个无线通信装置感兴趣的时段在其位置的最大干扰强度；在此机制”中，某时间点的干扰强度不是以单一的测量而得，而是以先前收到的送方信息消息的个别干扰强度累加而估计；如果收到更多包含某时间点的的送方信息消息，则对该时间点的干扰强度的估计会根据这些送方信息消息而增加。
8.根据权利要求4的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于在所述的“累积性干扰控制技术”中，发送端可以使用“功率递减信号法”让收到送方信息消息的无线通信装置作干扰强度的累积性估算；使用“功率递减信号法“作干扰强度估算时，发送端在送方信息消息的末端加入一个功率随时间递减的信号，周遭的无线节点只需测量其所收到的，超过某门槛强度的信号的时间长度即可估计该送方信息消息的信号强度，将其信号强度乘上数据包将使用的传输功率除以此送方信息消息的传输功率，再经过适当的修正，便可得到其相关的数据包将对自己造成的干扰强度。
9.根据权利要求8的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于使用功率递减信号法作干扰强度估算时，周遭的无线节点无需配备测量信号强度的特别硬件亦可得知所收送方信息消息功率及预估相关的数据包将对自己产生的干扰强度。
10.根据权利要求4的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的“累积性干扰控制技术”让接收端使用“触发式允许功率通知”机制来同于自己的接收作宣告；在“触发式允许功率通知”机制中有几个参数最大可能“被干扰半径”，“剩余干扰强度”，“未来安全门槛值”，与“漏算安全门槛值”当一个接收端以一个“累积性干扰强度估算机制”或类似的方法发现在它接收的时段，“未来安全门槛值”已被超过，则该机制会被触发，而该接收端以送方信息消息尽可能地通知在最大可能“被干扰半径”内的无线通信装置在某时段，对这个接收而言它们可以使用的最大容许传输功率。
11.根据权利要求10的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述“触发式允许功率通知”机制中有几个参数最大可能“被干扰半径”，“剩余干扰强度”，“未来安全门槛值”，与“漏算安全门槛值”，最大可能“被干扰半径”定义为当一个无线通信装置使用该信道与时段的最大容许传输功率时，可能会对该接收端造成大于某“门槛”干扰强度的最大距离；当一个接收端以一个“累积性干扰强度估算机制”或类似的方法发现在它接收的时段，“未来安全门槛值”已被超过，则“触发式允许功率通知”机制会被触发，而该接收端以送方信息消息尽可能地通知在最大可能“被干扰半径”内的无线通信装置，在某时段，对这个接收而言它们可使用的最大容许传输功率；当“累积性干扰强度估算机制”或其它使用的方法所遗漏而未考量进来的干扰及误差不超过“漏算安全门槛值”，则数据包的接收被干扰损毁的机率应低于某门槛值。
12.根据权利要求10的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述“触发式允许功率通知”使用“触发式变功允许功率通知”机制来实现；“触发式变功允许功率通知”机制使用功率递减信号法通知在最大可能“被干扰半径”内的无线通信装置，在某时段，对这个接收而言，它们可使用的最大容许传输功率；接收端在受方信息信息消息的末端加入一个功率随时间递减的信号。周遭的无线节点只需测量其所收到的，超过某门槛强度的，信号的时间长度即可估计该受方信息消息的信号强度，并进而自己被允许的最大容许传输功率。
13.根据权利要求12的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于使用“触发式变功允许功率通知”机制或功率递减信号法时，周遭的无线节点无需配备测量信号强度的特别硬件亦可得知最大容许传输功率。
14.根据权利要求1的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于在送方初始干扰协调方案的送方信息/受方信息对话中，发送端先送出送方信息消息，当接收端收到这个消息，它会根据先前收的送方信息消息估计在发送端建议的传输时间的干扰强度，如果接收端不能在建议的时间接收此传输功率的数据包，它使用受方初始干扰协调机制来邀请发送端传送这个封包，并在其受方信息消息中建议新的传输时间或传输功率，如果发送端不能采纳接收端的建议来传送封包，它可以使用送方初始干扰协调机制来建议另一个新的时间或功率，这个交替过程可被重复地使用直到传输成功或直到此封包被丢弃，发送端与接收端可利用这些送方信息消息、受方信息消息或额外的控制消息交换彼此的时间表，包括可接收或传送的物理层信道以及相关的时间点或区段与传输功率或干扰强度；在受方初始干扰协调方案的受方信息/送方信息对话失败后，亦可以送方初始干扰协调方案接替，这个交替过程可被重复地使用直到传输成功或直到此封包被丢弃，发送端与接收端可利用这些送方信息消息、受方信息消息或额外的控制消息交换彼此的时间表，包括接收或传送的物理层信道以及相关的时间点或区段与传输功率或干扰强度。
15.根据权利要求1的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于在双向干扰协调方法中，主动者不完全成功的送受方信息/受送方信息对话可接着以被动者的送受方信息/受送方信息重新协商，再接着以主动者的送受方信息、受送方信息、受方信息或送方信息回复或协商，再接着以被动者的送受方信息、受送方信息、送方信息或受方信息回复或协商，余此类推，这个交替过程可被重复地使用直到传输成功或直到封包被丢弃，主动者与被动者可利用这些送方信息消息、受方信息消息或额外的控制消息交换彼此的时间表，包括可接收或传送的物理层信道以及相关的时间点或区段与传输功率或干扰强度。
16.根据权利要求1的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的分布式可区分多方分离对话架构使用“区分延后存取间隔法”以支持“区分化服务”，高优先权封包可使用较大的“延后存取间隔”，如此一来，高优先权的封包的传送/接收要求可避免来自低优先权封包的竞争，而有效地支持区分化服务。
17.根据权利要求16的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的“区分延后存取间隔法”用在“同信道控制消息”方案中，控制消息时段的每一个时间点对应到其后某个“资料包时段”的某一个时间点，然后，高优先权封包使用较大的“延后存取间隔”。
18.根据权利要求17的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于可将“控制消息时段”进一步划分为几个不同的时区。第一个时区供优先权较高的对话使用，第二个时区供优先权次高的对话使用。
19.一种可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的干扰控制方法的分布式可区分多方分离对话架构包括区分随机倒数法，作为一个可选用的机制，即使“区分随机倒数法”在一个网络环境中被实现或支持，这个机制也不必在所有的无线节点实现，实现这个机制与未实现这个机制的无线节点在一个网络区域中共存，有效地支持“区分化服务”和碰撞率控制。
20.根据权利要求19的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的区分随机倒数法包括Ki元随机倒数机制，在该Ki元随机倒数机制之中，参加一个新回合竞争的无线节点选择一适当的“竞争数字”，所述竞争数字最多包括3个部份(1)优先数字，(2)随机数字，和(3)识别(ID)数字，竞争数字以混合位K1，K2，...，Kn位表示；一个竞争数字数元对应一个竞争回合。竞争数字最大者会生存其竞争回合，生存所有竞争回合者成为伏胜者而有权利在相对应的时段传送控制消息。
21.根据权利要求20的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的区分随机倒数法包括Ki元随机倒数机制可使用“前端长度编码”、“后端长度编码”、“前端位置编码”或“后端位置编码”来表达竞争数字值，在一个网络中，所有的无线节点必须使用相同的编码。
22.根据权利要求1或19的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的碰撞率控制可控制控制消息之间与资料包之间干扰损坏或碰撞损坏的机率，进而增加干扰强度估算的准确性。
23.一种可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，在以”变功紧密空间再用”架构为基础的“介质存取控制技术”中，发送端可以使用请求传送消息或送方信息取得传输的权力，接收端可以使用可传送消息或受方信息为接收作适当的宣告以避免其接收受到附近传输碰撞损毁，在以“询问后答复”为基础的“介质存取控制技术”的无线通信装置，邀请一个无线通信装置传输数据包给自己，并传输数据包给这个无线通信装置，其特征在于所述的”变功紧密空间再用”架构使用分离暗示式群组确认消息/机制，并可选择性地使用区分功率多信道协调机制。该干扰控制方法将多个干扰半径较小的传输安排在附近区域同时传输并可解决暴露端点问题以增加输出率。
24.根据权利要求23的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的分离暗示式群组确认机制使用暗示性的确认作为一个可选用的成本有效的确认机制，在这种确认机制中，接收端如果正确地收到一个资料包后，它会保持沉默，然而，如果使用对话所安排的数据包传输未能在预定的时段正确地被接收端所接收，则接收端会对发送端回复一个“接收失败通知”消息，发送端在收到一个无需传送消息后，会在时限内传送另一个送方信息消息来重新传输这个失败的资料包；如果接收端没有在时限内收到该发送端重新安排传输的请求，它会重新传送一个无需传送消息，接收端会重复此程序一直到该资料包被成功地接收为止，或直到超过时限而放弃该资料包。
25.根据权利要求23的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的分离暗示式群组确认机制在当受方初始干扰协调方法被支持时，未能在预定的时段正确地接收资料包的接收端也可以使用受方初始干扰协调方法来直接要求该失败的资料包的重新传输，它会重复地要求直到该资料包被成功地接收为止，或直到超过时限而放弃该资料包。
26.根据权利要求23的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的分离暗示式群组确认机制使用“暗示性确认消息”需解决的一个问题是发送端需在发送过一个资料包后仍将其保留在它的网络配接卡的内存中，一直到它确定该资料包已被正确地接收而不再需要或过时而丢弃。
27.根据权利要求25的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于发送端需在发送过一个资料包后仍将其保留在它的网络配接卡的内存中的方法之一是将其保留一段足够是的时间。
28.根据权利要求25的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于发送端需在发送过一个资料包后仍将其保留在它的网络配接卡的内存中的另一种方法是用“在肩上”的方式将目前已收到的资料包序号放在资料包的首部或送方信息消息中，然后可以用一个“自动重传要求”机制来决定资料包是否可被丢弃。
29.根据权利要求25的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于发送端需在发送过一个资料包后仍将其保留在它的网络配接卡的内存中的第三种方法是使用“群组确认”机制，在该方法中，接收端在接收到一定数量的资料包之后才回复一个“群组确认”消息，如果在时限内接收的资料包尚未达到一定数量，接收端仍需回复一个“群组确认”消息。其它方法亦可能被使用。
30.根据权利要求26，27或28的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于发送端需在发送过一个资料包后仍将其保留在它的网络配接卡的内存中的方法中，发送端皆可要求接收端发送明白地发送一个确认消息或无需传送消息。
31.根据权利要求23的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于在所述的区分功率多信道协调机制中，该机制可使用一个共享的实质层信道让无线节点来对话并选择另一个实质层信道来作为数据包的传输。
32.根据权利要求23的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的区分功率多信道协调机制使用在时间上不互相重迭的时段来作为控制讯息的传输当一个无线节点欲与另一个无线节点对话时，它可猜那个无线节点最可能聆听的实质层信道，并使用该信道与之对话。如果它无法在时限内得到响应，则它可在所有信道的控制讯息时段发出“寻人启示”讯息。在此讯息中它会附上让被寻者可找到它的指示。
33.一种可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于在使用所述的分布式可区分多方分离对话架构初始对话之前，采用区域性互动后退控制方法，使无线节点先倒数至零以获取它传送控制消息的权利。在该区域性后退控制方法中，竞争窗口是根据一个区域的交通状况而控制，而不是依据一个无线节点本身的碰撞损坏状况而控制。所述的区域性互动后退控制方法应用不同交通类别之间的交互作用，一个高优先级的传输失败可使该无线通信装置或周遭无线通信装置较低优先级的CW增加。
34.根据权利要求33的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的干扰控制方法包括区域性后退控制方法，其包括步骤无线节点用它所在位置控制消息信道或控制消息时段繁忙的百分比估计该位置的企图率，用它最近传输或接收的控制消息碰撞率估计该位置的碰撞率，估计它传送的RI消息的碰撞率以及用该位置在最近无法辨识的控制消息数比上可辨识的控制消息数以作为估计的碰撞率；如果一个无线节点观察到的碰撞率、企图率或一个综合的指针值大于某个“门槛”值，而且它有资料包需传送或接受，则它将通知附近的无线节点来增大它们的CW值，以及建议增加的倍数；反之，如果一个无线节点观察到的碰撞率、企图率或一个综合的指针值小于另一个“门槛”值，则它让附近的无线节点知道它所在的位置碰撞率与企图率并不大；一个无线节点可以根据它收到上述碰撞/企图率的消息后马上作出增减CW的决定；一个无线节点计算它最近每个交通类别的CW加权平均值，它再将这些得到的历史CW值，使用SI、RI、Hello或其它背景消息广播给附近的无线节点，一个无线节点会试着保持它的CWs在这些一般CW值附近。
35.根据权利要求33的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的高优先级的传输失败可反使该数据包的CW减小，但几次传输失败后CW须增加。
36.根据权利要求1，23或33的可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，其特征在于所述的干扰控制方法应用多重预先排序法，为一个交通类别中许多资料包同时安排传输时间，使一个交通类别的等待列的前几个资料包可以任意的顺序被传输，在该多重预先排序法中，分布式可区分多方分离对话可以安排大于一个资料包的传输，一个数据包被接前即可排序，使延迟时间大幅降低而不会因多步的传输而累积，降低控制消息的额外开销。
全文摘要
一种可避免干扰损坏并增加空间再用率的干扰控制方法，发送端可以使用请求传送消息或送方信息取得传输的权力，接收端可以使用可传送消息或受方信息为接收作适当的宣告以避免其接收受到附近传输碰撞损毁，在以“询问后答覆”为基础的“介质存取控制技术”的无线通信装置，邀请一个无线通信装置传输数据包给自己，并传输数据包给这个无线通信装置，所述的干扰控制方法使用分布式的、可分离的控制消息来为发送端、接收端与周遭的无线通信装置作干扰协调控制，以在多步特别网络和多步区域网络为初始的送方。
文档编号H04L12/28GK1567869SQ0314529
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月30日 优先权日2003年6月30日
发明者叶启翔 申请人:叶启翔