专利名称：基于分布式最佳中继节点选择的协同自动重传请求方法
技术领域：
本发明属于通信技术领域，涉及源节点以数据窗格式连续发送数据帧的多节点无线通信网络，特别是一种由分布式方式选择出来最佳中继节点并帮助源节点向目的节点重传数据帧的协同自动重传请求方法，可用于多节点无线网络通信。
背景技术：
在无线通信网络中，为了提高数据传输的可靠性，传输协 议通常支持自动重传请求ARQ。自动重传请求的基本方法是发送节点向接收节点发送数据帧，接收节点通过检查数据帧中的循环冗余校验CRC，判断所接收的数据包是否有差错；当接收节点收到一个正确的数据帧时，它向发送节点反馈一个确认帧ACK;若接收节点检验出数据帧出现了差错，它就向发送节点反馈一个否认帧NACK，告诉发送节点重传相应的数据帧。自动重传请求分为三类停止等待自动重传请求、连续自动重传请求和选择重传自动重传请求。协同通信利用无线信道的广播特性，使得无线系统中节点可以利用自身的通信资源，共用彼此的天线，形成一个虚拟的多输入多输出MIMO系统，实现分集发送，有效抵抗无线信道的衰落。帮助信源节点传输数据的节点常被称为中继节点，中继可采用发达转发、译码转发以及压缩转发等多种工作模式。为进一步提高通信的可靠性，协同通信往往与自动重传请求机制相结合，形成所谓的协同自动重传请求机制。在协同自动重传请求机制中，当接收节点请求重传时，发送节点和中继节点根据不同的协议向接收节点重传出错的数据帧。协同重传的中继节点可以是一个或多个，通常由一定的中继选择方法选出一个或几个中继节点进行协同传输，这样既实现了分集传输提升了系统系能，又有效降低了多节点传输协议的复杂度和信号处理的难度。目前，已有不少学者对协同自动重传请求方法进行了研究。J. Alonso-Zdirate等人在《EURASIP Journal on Advanced Signal Processing, Special Issue on WirelessCooperative Networks)) vol. 2008, page 13, May 2008 上发表的 “Persistent RCSMA: AMAC Protocol for a Distributed Cooperative ARQ Scheme in Wireless Networks”之中，提出了一种基于IEEE 802. 11并结合了分布式协同自动重传请求的媒体接入控制层协议，该协议按照一定的要求确定一个中继节点集合，当接收节点未能正确接收所有数据帧时，中继节点按照一定规则依次重传数据帧，它没有具体说明中继节点集合的选择方法，并且多个中继节点依次重传数据巾贞实现机制复杂、开销较大。Hangguan Shan等人在((IEEE Transactions on Wireless Communications)) vol. 10, no. 8, pp. 2603-2615, August2011 上发表的 “Cross-layer cooperative MAC protocol in distributed wirelessnetworks”之中，基于IEEE 802. IlMAC协议，提出了一种利用贪婪算法选择最佳辅助节点的策略，这种方法由于要先根据中间节点的信道接入优先级将节点分组，再先后在组内和组间进行中继选择，因而在选择最佳中继时控制信息开销较大。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于分布式最佳中继节点选择的协同自动重传请求方法，以降低复杂度、减少了控制信息的开销。为实现以上目的，本发明采用的技术方案包括如下步骤( I)在候选中继节点R1、R2、…、Rn内，定义第i个候选中继节点Ri的倒计时时钟初始值TFi为
权利要求
1.一种基于分布式中继节点选择的协同自动重传请求方法，包括如下步骤 (1)在候选中继节点RpR2、…、Rn内，定义第i个候选中继节点Ri的倒计时时钟初始值TFi为
2.根据权利要求I中所述基于分布式中继节点选择的协同自动重传请求方法，其中所述步骤(6)中的数据重传，按如下步骤进行 (6. I)目的节点D发送目的节点请求帮助信息帧，目的节点请求帮助信息帧中包含目的节点需重传数据帧集合； (6. 2)根据在最佳中继选择阶段是否选出了最佳中继节点，确定接收目的节点请求帮助信息帧的节点，并进行数据的重传 如果分布式中继节点选择阶段没有选出最佳中继节点，则由源节点S接收目的节点请求帮助信息帧，并由源节点S以窗口形式重传目的节点需重传数据帧集合中的数据帧；如果分布式中继节点选择阶段已经选出了最佳中继节点，则由最佳中继节点R。接收目的节点请求帮助信息帧，并根据目的节点需重传数据帧集合与最佳中继可重传数据帧集合之间是否有共同元素的，进行不同传输若目的节点D需重传数据帧集合包含于最佳中继节点R。的可重传数据帧集合，则最佳中继节点R。以窗口形式重传目的节点需重传数据帧集合中的数据帧；若目的节点D需重传数据帧集合与最佳中继节点R。可重传数据帧集合没有共同元素，则最佳中继节点R。发送中继请求帮助信息帧，源节点S以窗口形式发送目的节点需重传数据帧集合中的数据帧，最佳中继节点R。判断该窗口中数据帧的接收情况，更新最佳中继节点接收指示向量\ ;若目的节点D需重传数据帧集合不包含于最佳中继节点R。可重传数据帧集合，但两者有共同元素，则最佳中继节点R。以窗口形式发送两者的共同元素帧； (6. 3)目的节点D接收到窗口形式的数据帧集合后，将集合中数据帧的传输次数加1，更新目的节点接收指示向量Vd。
全文摘要
本发明公开了一种基于分布式最佳中继节点选择的协同自动重传请求方法。主要解决现有无线通信网络中最佳中继选择方法复杂、自动重传请求控制信息开销大的问题。其实现步骤是(1)基于信道状态信息在各候选节点内部定义一个倒计时时钟初始值，分布式选择最佳中继节点；(2)源节点以窗口形式发送多个数据帧，若所有数据帧被目的节点正确接收或达到传输次数上限，则传输过程结束；否则，目的节点发送请求帮助信息帧，反复由源节点或最佳中继节点以窗口形式重传所需数据帧，直到所有数据帧被目的节点正确接收或达到传输次数上限，传输过程结束。本发明具有传输性能高、控制信息开销少、最佳中继选择简单的优点，可用于信道状态变化较慢的无线通信网络。
文档编号H04L1/18GK102710400SQ20121016176
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者关磊, 刘向丽, 司江勃, 李赞, 杨炜伟, 蔡跃明, 郝本建, 陈华梁, 韩维佳, 高锐, 齐佩汉 申请人:西安电子科技大学