图2是吞吐量曲线，其中DCA是要对比的现有技术。
[0022] 图3是平均分组时延曲线。
[0023] 图4是RTS帖格式的参考设计，其中，RTS是请求发送RequesttoSend,NAV是网 络分配矢量NetworkAllocationVector。
[0024] 图5是CTS/RES帖格式的参考设计，其中，CTS是允许发送Clear To Send, RES是 预留Reservation。
[0025] 图6是实施例的时序图，其中，NAVRTS表示RTS包中指示的NAV信息，NAVCTS表示 CTS包中指示的NAV信息，TDTP表示数据传输时间段的长度；ts表示进入传输阶段并开始 发送数据的时刻。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0027] 本发明方案原理可参考图1。本发明可W在无线网卡中通过固件实现，或实现在无 线网卡的驱动程序之中。下面结合实例对本发明的实现进行详细的说明。
[002引 1、信道使用情况列表的构建方法
[0029]使用本发明接入方法的每个节点会创建并维护两个结构体链表：数据信道使用列 表DCUL〇)ataChannelUsageList)和可用信道列表A化(Avail油leChannelList)dDCUL 中存放着所有邻居节点对数据信道的使用信息，而ACL中存放着当前节点可W使用的数据 信道标号。DC化与A化的详细信息如下所示：
[0030] DCUL中的结构体有W下几个变量：
[0031] host ;该变量用于存储邻居节点编号；
[0032] channel ;该变量用于存储邻居节点所预约的数据信道编号；
[0033] stime ;该变量用于存储数据分组将在数据信道开始发送的时刻；
[0034] time ;该变量用于存储数据分组的传输将要占用数据信道的总时长，如图6中的 DTP时长Tdtp。
[0035] A化中的结构体主要包含一个变量；
[0036] channel ;该变量用于存储节点自身可W使用的数据信道编号。
[0037] 2、数据信道使用情况列表的更新方法
[003引当节点在收到不是给自己的CTS/RES分组后，会更新自己的DCUL。具体步骤如下：
[0039] 在DCUL中增加一个新结构体DCUL[i]。将CTS/RES分组的接收地址赋值给 DCUL[i]. host,即第i条数据信道使用列表中存储的邻居节点编号；
[0040] 将CTS/RES分组中"选择的数据信道编号"字段的值赋给DCUL山.channel,即第 i条数据信道使用列表中存储的邻居节点所预约的数据信道编号；
[0041]假设TtwuM表示当前时刻，并进行W下的赋值操作；如果收到的是CTS分组，则 DCUL[i].stime=ts=Teurrent+SIFS+TEEs+ 5 且DCUL[i].time=Tdtp;如果收到的是RES分 组，DCUL[i].stime=ts=Teurrent且DCUL[i].time=Tdtp，其中DCUL[i].stime表示第i条 数据信道使用列表中存储的数据分组将在数据信道开始发送的时刻，即ts，SIFS为短帖间 间隔，Tkes为RES包的传输时长，5为传播延迟，DCUL[i].time表示数据分组的传输将要占 用数据信道的总时长，即数据传输时间段的长度Tdtp。
[0042] 3、数据信道空闲的判断方法
[0043] 数据信道列表用于提前判断数据信道在DTP的时间段内是否空闲；假设控制信息 握手完成后的当前时间为图6中的ts，DTP的时长为Tdtp。那么判断数据信道为空闲，仅需 满足一个条件；DOTL链表中没有与即将进行的数据分组传输相冲突的信息，即对于DOTL中 的任意一条信息DCUL[i]，节点将要传输的时间段[ts，ts+TDTP]与DCUL山中的时间段信息 [DCUL[i].stime,DCUL[i].stime+Tnip]无重叠。
[0044] 4、计算一个DTP内可W发送化ta分组个数的方法
[0045] 假设一个DTP内可W发送的Data个数为Num，则
【主权项】
1. 一种基于ΜΙΜΟ传输机制的多信道多址接入方法，其特征在于包括下述步骤： 步骤1 :本发明提出的多信道多址接入方法假设在网络中有Κ+1个可用信道，其中1个 为公共控制信道CCH (Common Control Channel)，其余K个为等带宽的数据信道，分别表示 为DHi, i = 1，...，K，每个节点配备两副半双工天线：控制天线和数据天线； 在初始状态，所有节点均将自己的两套收发天线放置在控制信道上，构成2x2MM0并 侦听控制信息，当节点有数据发送时，转入步骤2 ; 步骤2 :发送节点在控制信道上按照IEEE 802. 11分布式协调功能DCF(Distributed Coordination Function)协议进行二进制指数退避竞争信道，当信道竞争成功后转入步骤 3,否则停留在步骤2中继续竞争； 步骤3 :发送节点通过2x2MIM0的方式发送请求发送RTS (Request to Send)分组，并 等待接收节点回复的允许发送CTS (Clear To Send)分组，该CTS分组同样以2x2MM0的方 式传输，若在预定时间内收到CTS分组则转入步骤4,此时完成了数据信道的协商，否则转 入步骤2 ; 本发明采用的RTS帧格式中，添加了用于指示数据信道空闲与否状态的字段，即 增加了 3个字节的"信息控制"字段，其中4比特用于指示"数据传输时段DTP (Data Transmission Period)"长度，其余20比特为"可用数据信道信息"字段，用于指示数据信 道1~20的空闲与否的信息； 本发明采用的CTS帧格式中，添加了用于指示所选择数据信道的字段，即增加2字节的 "信息控制"字段，其中4比特用于指示"DTP"长度，其余12比特为"选择的数据信道标号" 字段，用于指示所协商好的数据信道标号信息； 步骤4 :发送节点收到CTS分组后，在公共控制信道上通过2x2MM0的方式发送预留 RES (Reservation)分组，RES帧格式与步骤3中CTS帧格式的定义相同，将在步骤3所协商 的数据信道以及DTP信息告知给其邻居节点，之后转入步骤5 ; 步骤5 :当RES分组传输完成后，发送节点与接收节点均将自己的两套收发天线同时切 换至步骤3协商的数据信道上，发送节点在DTP内以2x2MM0的方式发送Data分组并等待 确认ACK(Acknowledgement)回复，ACK分组也是通过2x2MIM0的方式发送；若在预定时间 内收到ACK回复，则转入步骤6,否则转入步骤2 ; 步骤6:发送节点判断是否是本DTP中的最后一个Data分组，若不是，则继续以 2x2MM0的方式发送下一个Data分组并等待ACK，否则表明Data分组发送完成，那么发送 节点与接收节点再次将自己的两套收发天线切换回到控制信道上侦听，直至有新的数据发 送或接收需求。
【专利摘要】本发明提供了一种基于MIMO传输机制的多信道多址接入方法，在竞争阶段中，节点通过复用数据天线在公共控制信道上进行信道竞争，当信道竞争成功后，通过2x2MIMO的方式交互信息完成对数据信道的选择以及数据传输时段时长的确认；在传输阶段节点通过复用控制天线，在数据信道上传输数据分组。本发明实现简单，可在支持多信道网卡的固件中实现，同时也可以实现在驱动程序中；大幅度提高了网络吞吐量；由于采用分布式的工作方式，无须中心控制节点及全网时同步，通过采用2*2MIMO的传输方式来传输控制分组和数据分组，带来了显著的空间复用增益，进而大幅度提升了系统性能，即提升了网络吞吐量并降低了端到端时延。
【IPC分类】H04B7-04, H04W74-08
【公开号】CN104837211
【申请号】CN201510151506
【发明人】李波, 杨博, 杨懋, 闫中江, 左晓亚
【申请人】西北工业大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月1日