專利名稱：ad hoc網(wǎng)絡(luò)中支持MIMO的拓?fù)湮粗獜V播傳輸多址接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多輸入多輸出(MMO)技術(shù)和無線多跳自組織網(wǎng)絡(luò)廣播傳輸領(lǐng)域，具體地 說是一種ad hoc網(wǎng)絡(luò)中支持MMO的拓?fù)湮粗獜V播傳輸多址接入方法。該方法用于在無需全 網(wǎng)拓?fù)湫畔⒌那榫跋聦崿F(xiàn)廣播業(yè)務(wù)的成功發(fā)送，提高網(wǎng)絡(luò)的容量，同時實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的性能不隨 網(wǎng)絡(luò)的變化而發(fā)生很大的降低。
背彔技術(shù)
Ad hoc超3G的一個主要特性，是一種不需要固定基礎(chǔ)設(shè)施支撐的、由若干地理上分散 的移動節(jié)點組成的自組織無線網(wǎng)絡(luò)，這些節(jié)點可以自由地進(jìn)入和離開網(wǎng)絡(luò)，也可以在網(wǎng)絡(luò)中 自由移動。MIMO系統(tǒng)可以看作發(fā)送端和接收端均配備了多夭線的系統(tǒng)，其核心思想是發(fā)送 天線陣列和接收天線陣列聯(lián)合以降低誤碼率或提高數(shù)據(jù)傳輸速率。近來，多輸入多輸出技術(shù) (MIMO)已經(jīng)得到快速地發(fā)展，也越來越受到人們重視，并且已經(jīng)應(yīng)用到ad hoc網(wǎng)絡(luò)中。 MMO系統(tǒng)己經(jīng)在物理層被廣泛的研究，然而，它的有效性和性能加強只有通過合理的設(shè)計 高層，如MAC層，才能有效地得到加強。
基于當(dāng)前支持MMO的多址協(xié)議需要知道全網(wǎng)拓?fù)洌F(xiàn)有技術(shù)MIMO-TTR是一種適合 多跳adhoc網(wǎng)絡(luò)的支持MIMO的拓?fù)湮粗A(yù)約時分多址接入?yún)f(xié)議。該協(xié)議基于時分多址的 幀結(jié)構(gòu)，每個時隙分為預(yù)約階段和數(shù)據(jù)傳輸階段。通過預(yù)約，每個節(jié)點在其分配的無沖突時 隙并行發(fā)送最大數(shù)據(jù)流，并以一定概率利用其分配時隙中的沖突時隙和未分配時隙中的空閑 時隙而發(fā)送一部分?jǐn)?shù)據(jù)流。該協(xié)議不需知道全網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因而便于實現(xiàn)和適合于分布式 應(yīng)用。利用文獻(xiàn)Ju J H and Victor O K Li. An Optimal Topology-Transparent Scheduling Method in Multihop Packet Radio Networks [J].正EE/ACM Transactions on Networking, 1998， 6(3):298-306. 提供的GRAND算法為網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點分配若干個時隙，每時隙分RTS, CTS， DATA和 ACK階段，該技術(shù)的幀結(jié)構(gòu)和時隙結(jié)構(gòu)如圖l所示。雖然該技術(shù)是拓?fù)湮粗?，但是其主?是針對單播業(yè)務(wù)進(jìn)行設(shè)計，并不適用于廣播業(yè)務(wù)。
針對當(dāng)前支持MIMO的多址協(xié)議僅支持點對點傳輸，現(xiàn)有技術(shù)"多跳ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中 支持MMO的廣播傳輸時分多址接入?yún)f(xié)議"可以有效支持廣播傳輸。其核心算法是保證每個節(jié)點無沖突傳輸廣播業(yè)務(wù)且保證最小幀長的時隙調(diào)度算法。該技術(shù)的主要方案如下時隙調(diào) 度分兩個階段第一階段，每個節(jié)點在一幀中只分配一個時隙，從而獲得最小幀長；第二階 段，盡量分配給每個節(jié)點更多的時隙。由于有更大度的節(jié)點的干擾節(jié)點會更多，從而在選擇 時隙上有更多的限制，因此應(yīng)當(dāng)首先為這些節(jié)點分配時隙，以提高它們獲得更多時隙的機會。 因此，為了獲得公平調(diào)度，每個節(jié)點以節(jié)點度按降冪分配，在每輪分配中，每個節(jié)點僅分配 一個時隙。在分配時隙過程中，采用剩余時隙自由度來衡量選擇時隙的優(yōu)先權(quán)。具體算法執(zhí) 行步驟和舉例分析見"多跳ad hoc網(wǎng)絡(luò)中支持MIMO的廣播傳輸調(diào)度算法"，李建東， 張光輝，陳艷羽，李長樂，張文柱.《西電學(xué)報》，33(4): 580-583 ，2006年8月。該技術(shù)雖然 可以支持廣播業(yè)務(wù)，但是它卻需要知道網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔?，不適合在adhoc網(wǎng)絡(luò)中使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)"MIMO-TTR"不能有效支持廣播，而現(xiàn)有 技術(shù)"多跳ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中支持MIMO的廣播傳輸時分多址接入?yún)f(xié)議"雖然支持廣播業(yè)務(wù)但 卻需要全網(wǎng)拓?fù)湫畔⒌牟蛔阒帲岢鲆环N無需全網(wǎng)拓?fù)湫畔⒌闹С謴V播業(yè)務(wù)的多址接入?yún)f(xié) 議。
本發(fā)明的ad hoc網(wǎng)絡(luò)中支持MIMO的拓?fù)湮粗獜V播傳輸多址接入方法對MMO-TTR進(jìn) 行修改，修改了時隙結(jié)構(gòu)和信號流程，使其支持廣播業(yè)務(wù)。本發(fā)明保留了MIMO-TTR的預(yù)約 機制，利用預(yù)約多址接入的方式使得發(fā)送節(jié)點在進(jìn)行廣播數(shù)據(jù)分組發(fā)送之前就對信道進(jìn)行了 預(yù)約，在成功進(jìn)行預(yù)約以后，發(fā)送節(jié)點就可以無沖突的發(fā)送廣播數(shù)據(jù)分組，從而減^了沖突 對于廣播傳輸?shù)挠绊?，提高了網(wǎng)絡(luò)的通過量。假設(shè)沖突是廣播失敗的唯一原因。針對廣播業(yè) 務(wù)，首先，利用GRAND算法為網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點事先進(jìn)行時隙分配，每個時隙分成請求發(fā) 送"RTS"，不發(fā)送"NTS"，數(shù)據(jù)傳輸"DATA"和否定應(yīng)答"NAK"四個階段，本發(fā)明的 幀結(jié)構(gòu)和時隙結(jié)構(gòu)如圖2所示；其交換過程要根據(jù)時隙狀態(tài)在不同階段使用不同的MIMO數(shù) 據(jù)流數(shù)目，每個發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點僅以一個數(shù)據(jù)流交換RTS/NTS分組，以利于接收節(jié)點沖 突分解；如果發(fā)送節(jié)點要發(fā)送廣播業(yè)務(wù)，僅能在其所分配的時隙發(fā)送RTS分組給所有鄰節(jié)點 用于預(yù)約，如果接收節(jié)點沒有正確接收到RTS分組，將立即給發(fā)送節(jié)點回復(fù)NTS分組，如 果發(fā)送節(jié)點接收到NTS分組，即得知當(dāng)前時隙不能發(fā)送廣播業(yè)務(wù)，進(jìn)而到下一個所分配的時 隙預(yù)約；如果沒有接收到NTS分組，則發(fā)送節(jié)點認(rèn)為預(yù)約成功，便用全部的數(shù)據(jù)流發(fā)送廣播 分組。
本發(fā)明的廣播傳輸信號流程分為兩個階段在第一個階段中，發(fā)送節(jié)點進(jìn)行信道的預(yù)約；一旦預(yù)約成功后，發(fā)送節(jié)點就可以在第二個階段中發(fā)送廣播分組。信號流程圖如圖3所示
(1) 發(fā)送節(jié)點U如果有廣播業(yè)務(wù)需要發(fā)送，它只能在其所分配的時隙中進(jìn)行廣播分組發(fā) 送，發(fā)送節(jié)點u首先在其所分配的時隙中的RTS階段廣播發(fā)送RTS分組進(jìn)行信道的預(yù)約，等 待接收節(jié)點的反饋；
為了減少沖突的發(fā)生，此時利用RTS分組進(jìn)行信道的預(yù)約，提高網(wǎng)絡(luò)的通過率。
(2) 若發(fā)送節(jié)點u的任意一鄰節(jié)點v在當(dāng)前時隙的RTS階段沒有成功接收到該RTS分 組，則在該時隙的NTS階段向節(jié)點u回復(fù)一個NTS分組，表明當(dāng)前時隙不適合發(fā)送廣播業(yè) 務(wù)；
(3) 若發(fā)送節(jié)點u的任意一鄰節(jié)點v在當(dāng)前時隙的RTS階段成功接收到該RTS分組， 則節(jié)點v就不再給發(fā)送節(jié)點u反饋任何信息；
(4) 如果發(fā)送節(jié)點u在該時隙的NTS階段接收到NTS分組，則表明在當(dāng)前時隙至少有 一個鄰節(jié)點不能成功接收到發(fā)送節(jié)點u的廣播業(yè)務(wù)，因此，節(jié)點u應(yīng)在下一個分配時隙從步 驟(1)重新開始；
(5) 如果發(fā)送節(jié)點u在該時隙的NTS階段接收到?jīng)_突的NTS分組，表明在當(dāng)前時隙有 超過A/個鄰節(jié)點不能成功接收到節(jié)點u的廣播業(yè)務(wù)，"M是MIMO系統(tǒng)中收發(fā)端的天線數(shù)目" 因此，發(fā)送節(jié)點u應(yīng)在下一個分配時隙從步驟(1)重新開始；
步驟(1) ~ (5)為第一個階段，每個發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點僅以一個數(shù)據(jù)流交換RTS/NTS 分組進(jìn)行信道預(yù)約，以利于接收節(jié)點沖突分解；步驟(4)和(5)說明發(fā)送節(jié)點在其所分配 的時隙中的NTS階段無論接收到無沖突的NTS分組或者沖突的NTS分組，這兩種情況都表 明此時不適合進(jìn)行廣播傳輸，發(fā)送節(jié)點都將停止廣播保持安靜，直到下一個發(fā)送節(jié)點所分配 的時隙時再從步驟(1)重新開始；
(6) 如果發(fā)送節(jié)點u在該時隙的NTS階段沒有收到NTS分組，表明在當(dāng)前時隙所有鄰 節(jié)點都成功接收到節(jié)點u的廣播分組，此時預(yù)約成功，發(fā)送節(jié)點u便在該時隙的DATA階段 用全部的數(shù)據(jù)流發(fā)送廣播分組；
(7) 如果至少一個鄰節(jié)點沒有成功接收到廣播分組，便在該時隙NAK階段向發(fā)送節(jié)點 u回復(fù)NAK分組；否則，鄰節(jié)點全部保持安靜，不回復(fù)任何分組；
步驟(6) ~ (7)為第二階段，發(fā)送節(jié)點進(jìn)行廣播；
(8) —旦發(fā)送節(jié)點u在該時隙NAK階段接收到NAK分組，表明至少有一個鄰節(jié)點沒 有成功接收廣播分組，則發(fā)送節(jié)點u就在下一個分配時隙從步驟(1)重新開始；否則，發(fā)送節(jié)點u認(rèn)為廣播分組發(fā)送成功；
至此， 一個節(jié)點的廣播過程全部結(jié)束。通過以上信號流程，本發(fā)明不僅能夠有效支持 廣播傳輸，并且不需要知道全網(wǎng)具體的拓?fù)湫畔ⅰ?br> 本發(fā)明的工作原理假設(shè)網(wǎng)絡(luò)處于理想情況下，沖突是廣播分組(RTS等)傳輸失敗的 唯一原因。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中A/<A "M是MMO系統(tǒng)中收發(fā)端的天線數(shù)目，￡>為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點最大度"， 現(xiàn)有技術(shù)"MIMO-TTR"發(fā)送節(jié)點的所有鄰節(jié)點在成功接收到RTS分組后，若這些節(jié)點都向 發(fā)送節(jié)點回復(fù)CTS分組，則這些分組會在發(fā)送節(jié)點處發(fā)生沖突，使得發(fā)送節(jié)點沒有成功接收 到鄰節(jié)點的確定發(fā)送CTS分組，而錯誤地認(rèn)為預(yù)約失敗，停止廣播傳輸。而此時信道是空閑 的，可以進(jìn)行廣播，從而造成資源的浪費，不能有效地支持廣播傳輸，而在本發(fā)明中，將CTS 階段修改為NTS階段，接收節(jié)點只有在沒有成功接收到RTS分組以后才向發(fā)送節(jié)點回復(fù) NTS，表明此時發(fā)送節(jié)點發(fā)送的RTS分組失敗，當(dāng)接收節(jié)點成功接收到RTS分組以后保持安 靜不回復(fù)任何信息；這樣可以提高發(fā)送節(jié)點對信道預(yù)約成功率，從而有效支持廣播傳輸。同 理本發(fā)明將ACK階段修改為NAK階段，接收節(jié)點只有在沒有成功接收到DATA分組以后才 向發(fā)送節(jié)點回復(fù)NAK，表明此時發(fā)送節(jié)點廣播的DATA分組失敗，當(dāng)接收節(jié)點成功接收到 DATA分組以后保持安靜不回復(fù)任何信息，這樣可以避免確認(rèn)分組在接收節(jié)點處發(fā)生沖突，避 免了發(fā)送節(jié)點由于沒有正確接收到鄰節(jié)點回復(fù)的確認(rèn)信息而錯誤的認(rèn)為廣播分組傳輸失敗， 減少了發(fā)送節(jié)點進(jìn)行不必要重傳的次數(shù)，從而提高網(wǎng)絡(luò)的通過量，使得本發(fā)明有效支持廣播。 另外，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中M>"，由于網(wǎng)絡(luò)中采用了 MIMO技術(shù)可以使得該網(wǎng)絡(luò)在廣播傳輸中發(fā)生沖突的 概率大大降低，分組成功傳輸?shù)母怕侍岣?；接收?jié)點只有在沒有成功接收到RTSXDATA分組 以后才向發(fā)送節(jié)點回復(fù)NTSXNAK，表明此時發(fā)送節(jié)點發(fā)送RTSXDATA分組失敗，當(dāng)接收節(jié) 點成功接收到RTS\DATA分組以后保持安靜不回復(fù)任何信息；這樣接收節(jié)點就不用在每次成 功接收以后對發(fā)送節(jié)點進(jìn)行回復(fù)，則可以大大減少網(wǎng)絡(luò)在廣播過程中的開銷。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比所具有的特點
1、 adhoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點數(shù)量是變化的，在一段時間內(nèi)有大量的節(jié)點進(jìn)入或者離開網(wǎng)絡(luò)； 同時網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點位置也是移動的，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在一段時間內(nèi)發(fā)生很大的變化。大多數(shù) 傳統(tǒng)的多址接入?yún)f(xié)議是基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，這些多址接入 協(xié)議為了能繼續(xù)正確工作，需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化進(jìn)行重新計算。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 變化的速度很快時，多址接入?yún)f(xié)議重新計算的速度跟不上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化的速度，此時會 使得網(wǎng)絡(luò)性能在很大程度上受到影響，情況嚴(yán)重的時候甚至?xí)?dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，不能工作?，F(xiàn)有技術(shù)"多跳adHoc網(wǎng)絡(luò)中支持MIMO的廣播傳輸時分多址接入?yún)f(xié)議"雖然支持廣播業(yè)務(wù) 但需要全網(wǎng)拓?fù)湫畔?，而本發(fā)明是基于拓?fù)湮粗?，采用?GRAND算法對網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點進(jìn) 行時隙分配，不需要知道網(wǎng)絡(luò)的具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，只要知道網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)目JV和節(jié)點最大度" 即可正確工作，比較適合工作于adhoc網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)有技術(shù)"MMO-TTR"雖然是拓?fù)湮粗模?但是只能實現(xiàn)點對點的傳輸，不能有效支持廣播。本發(fā)明仍然采用MIMO-TTR的幀結(jié)構(gòu)，修 改了時隙結(jié)構(gòu)和信號流程，取上述兩現(xiàn)有技術(shù)之長而避其短，實現(xiàn)了無需知曉全網(wǎng)拓?fù)湫畔?且能有效支持廣播業(yè)務(wù)。
2、本發(fā)明中每個時隙仍分成四個階段，但為了使得其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)MIMO-TTR只 能實現(xiàn)點對點的傳輸，不能有效支持廣播的缺點，將MIMO-TTR時隙的確認(rèn)發(fā)送"CTS"階 段改為不發(fā)送"NTS"階段，將肯定應(yīng)答"ACK"階段改為否定應(yīng)答"NAK"階段，可 以避免確認(rèn)分組在接收節(jié)點處發(fā)生沖突，避免了發(fā)送節(jié)點由于沒有正確接收到鄰節(jié)點回復(fù)的 確認(rèn)信息而錯誤的認(rèn)為廣播分組傳輸失敗，減少了發(fā)送節(jié)點進(jìn)行不必要重傳的次數(shù)，從而大 大減少網(wǎng)絡(luò)在廣播過程中的開銷，提高網(wǎng)絡(luò)的通過量，有效地支持廣播。


圖1現(xiàn)有技術(shù)MIMO-TTR的幀結(jié)構(gòu)和時隙結(jié)構(gòu) 圖2本發(fā)明的幀結(jié)構(gòu)和時隙結(jié)構(gòu) 圖3本發(fā)明的廣播傳輸信號流程圖 圖4本發(fā)明實施例的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖5實施例網(wǎng)絡(luò)的時隙分配結(jié)果 圖6實施例的網(wǎng)絡(luò)的廣播過程
具體實施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實施例通過如圖4所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來說明該發(fā)明的具體過程。首先， 利用GRAND算法得出該網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的時隙分配結(jié)果，如圖5所示。該算法無需知道網(wǎng) 絡(luò)的具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，只需要知道網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)目W和節(jié)點最大度Z)即可正確工作，在本實施 例中，W=5， D=3。
假設(shè)該網(wǎng)絡(luò)處于重業(yè)務(wù)負(fù)荷的情況下，即網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點在其所分配的時隙均有廣播 業(yè)務(wù)要發(fā)送。由該時隙分配結(jié)果圖可以得出，第0個子幀的第0個時隙分配給了網(wǎng)絡(luò)中的節(jié) 點A、 C，第0個子幀的第1個時隙分配給了網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點B、 E，第0個子幀的第2個時隙 分配給了網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點D,網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點只能在其分配的時隙中才能進(jìn)行廣播業(yè)務(wù)的發(fā)送。
圖6 (a)顯示了該網(wǎng)絡(luò)在第O個子幀的第O個時隙中的廣播過程。節(jié)點A、 C在第0個 子幀的第0個時隙的RTS階段同時向它們各自的所有鄰節(jié)點發(fā)送一個RTS分組進(jìn)行預(yù)約，由 該網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可知此時節(jié)點A、 C的所有鄰節(jié)點不會收到?jīng)_突的RTS預(yù)約分組，所以這 些鄰節(jié)點在第O個子幀的第O個時隙保持安靜而不會向節(jié)點A、 C回復(fù)NTS分組。由于在該 時隙的NTS階段節(jié)點A、 C都沒有收到其鄰節(jié)點回復(fù)的NTS分組，則節(jié)點A、 C認(rèn)為預(yù)約成 功，在該時隙的DATA階段可以進(jìn)行無沖突的廣播傳輸，則節(jié)點A、 C在DATA階段分別進(jìn) 行廣播傳輸。由于節(jié)點A、 C所發(fā)送的廣播業(yè)務(wù)是無沖突的，在理想情況下它們各自的所有 鄰節(jié)點都能正確的接收到廣播分組，所以這些鄰節(jié)點在該時隙的NAK階段保持安靜，并不 會向節(jié)點A、 C回復(fù)NAK分組。至此，該網(wǎng)絡(luò)在第O個子幀的第O個時隙的所有四個階段的 廣播過程已經(jīng)完成。類似的，圖6(b)、 (c)顯示了該網(wǎng)絡(luò)在第O個子幀的所有時隙l、 2中的廣 播過程，通過本發(fā)明可以得出該網(wǎng)絡(luò)在其他時隙的廣播過程。
由以上分析可以得出，由于網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點采用MMO技術(shù)并修改了節(jié)點時隙結(jié)構(gòu)和信號流 程，可以在很大程度上減少廣播沖突，從而提高網(wǎng)絡(luò)的廣播傳輸正確性，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)的通 過量。
權(quán)利要求
1、一種ad hoc網(wǎng)絡(luò)中支持MIMO的拓?fù)湮粗獜V播傳輸多址接入方法，在多跳ad hoc網(wǎng)絡(luò)中支持MIMO的時分多址接入?yún)f(xié)議基礎(chǔ)上，修改了時隙結(jié)構(gòu)和信號流程，使其在拓?fù)湮粗W(wǎng)絡(luò)中有效支持廣播傳輸，首先，利用GRAND算法為網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點事先進(jìn)行時隙分配，每個時隙分成請求發(fā)送“RTS”，不發(fā)送“NTS”，數(shù)據(jù)傳輸“DATA”和否定應(yīng)答“NAK”四個階段，交換過程要根據(jù)時隙狀態(tài)在時隙的四個階段使用不同的MIMO數(shù)據(jù)流數(shù)目廣播傳輸業(yè)務(wù)；每個發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點僅以一個數(shù)據(jù)流交換RTS/NTS分組，以利于接收節(jié)點沖突分解；如果發(fā)送節(jié)點要發(fā)送廣播業(yè)務(wù)，只能在其所分配的時隙發(fā)送RTS分組給所有鄰節(jié)點用于預(yù)約，如果接收節(jié)點沒有正確接收到RTS分組，將立即給發(fā)送節(jié)點回復(fù)NTS分組，如果發(fā)送節(jié)點接收到NTS分組，即得知當(dāng)前時隙不能發(fā)送廣播業(yè)務(wù)，進(jìn)而到下一個所分配的時隙預(yù)約；如果沒有接收到NTS分組，則發(fā)送節(jié)點認(rèn)為預(yù)約成功，便用全部的數(shù)據(jù)流發(fā)送廣播分組。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ad hoc網(wǎng)絡(luò)中支持MIMO的拓?fù)湮粗獜V播傳輸多址接入方法， 其特征在于廣播傳輸信號流程分為兩個階段在第一個階段，發(fā)送節(jié)點進(jìn)行信道的預(yù)約， 預(yù)約成功，進(jìn)入第二個階段，發(fā)送節(jié)點發(fā)送廣播分組；具體的信號流程如下(1) 發(fā)送節(jié)點U如果有廣播業(yè)務(wù)需要發(fā)送，它只能在其所分配的時隙中進(jìn)行廣播分組的 發(fā)送，發(fā)送節(jié)點u首先在其所分配的時隙中的RTS階段廣播發(fā)送RTS分組進(jìn)行信道的預(yù)約， 等待接收節(jié)點的反饋；(2) 若發(fā)送節(jié)點u的任意一鄰節(jié)點v在當(dāng)前時隙的RTS階段沒有成功接收到該RTS分 組，則在該時隙的NTS階段給節(jié)點u回應(yīng)一個NTS分組，表明當(dāng)前時隙不適合發(fā)送廣播業(yè) 務(wù)；(3) 若發(fā)送節(jié)點u的任意一鄰節(jié)點v在當(dāng)前時隙的RTS階段成功接收到該RTS分組， 則節(jié)點v就不再給發(fā)送節(jié)點u反饋任何信息；(4) 如果發(fā)送節(jié)點u在該時隙的NTS階段接收到NTS分組，則表明在當(dāng)前時隙至少有 一個鄰節(jié)點不能成功接收到發(fā)送節(jié)點u的廣播業(yè)務(wù)，因此，節(jié)點u應(yīng)在下一個分配時隙從步 驟(1)重新開始；(5) 如果發(fā)送節(jié)點u在該時隙的NTS階段接收到?jīng)_突的NTS分組，表明在當(dāng)前時隙有 超過M個鄰節(jié)點不能成功接收到節(jié)點u的廣播業(yè)務(wù)，因此，發(fā)送節(jié)點u應(yīng)在下一個分配時隙從步驟(1)重新開始；步驟(1) ~ (5)為第一個階段，每個發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點僅以一個數(shù)據(jù)流交換RTS/NTS 分組進(jìn)行信道預(yù)約，以利于接收節(jié)點沖突分解；(6) 如果發(fā)送節(jié)點u在該時隙的NTS階段沒有收到NTS分組，表明在當(dāng)前時隙所有鄰 節(jié)點都能成功接收節(jié)點u的廣播分組，發(fā)送節(jié)點u便在該時隙的DATA階段發(fā)送廣播分組；(7) 如果至少一個鄰節(jié)點沒有成功接收到廣播分組，便在該時隙NAK階段給發(fā)送節(jié)點 u回復(fù)NAK分組；否則，鄰節(jié)點全部保持安靜，不回復(fù)任何分組；步驟(6) ~ (7)為第二階段，發(fā)送節(jié)點進(jìn)行廣播；(8) —旦發(fā)送接點u在該時隙NAK階段接收到NAK分組，表明至少有一個鄰節(jié)點沒 有成功接收廣播分組，則發(fā)送節(jié)點u就在下一個分配時隙從步驟(1)重新開始；否則，發(fā)送 節(jié)點u認(rèn)為廣播分組發(fā)送成功；至此， 一個節(jié)點的廣播過程全部結(jié)束。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的adhoc網(wǎng)絡(luò)中支持MIMO的拓?fù)湮粗獜V播傳輸多址接入方法， 其特征在于將一個時隙結(jié)構(gòu)修改成請求發(fā)送"RTS",不發(fā)送"NTS",數(shù)據(jù)傳輸"DATA" 和否定應(yīng)答"NAK"四個階段，用于有效傳輸支持廣播并減少開銷。
全文摘要
本發(fā)明涉及ad hoc網(wǎng)絡(luò)中支持MIMO的拓?fù)湮粗獜V播傳輸多址接入方法，在MIMO-TTR協(xié)議基礎(chǔ)上，修改時隙結(jié)構(gòu)和信號流程，使其在拓?fù)湮粗W(wǎng)絡(luò)中有效支持廣播傳輸。首先，利用GRAND算法為網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點事先進(jìn)行時隙分配，每個時隙分成RTS，NTS，DATA和NAK階段，在時隙的四個階段使用不同的MIMO數(shù)據(jù)流數(shù)目廣播傳輸業(yè)務(wù)；在交換過程每個發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點僅以一個數(shù)據(jù)流交換RTS/NTS分組，若發(fā)送節(jié)點要發(fā)送廣播業(yè)務(wù)，在所分配時隙發(fā)送RTS分組給所有鄰節(jié)點預(yù)約，當(dāng)接收節(jié)點沒有正確收到RTS分組，即給發(fā)送節(jié)點回復(fù)NTS分組，若發(fā)送節(jié)點收到NTS分組，即得知當(dāng)前時隙不能發(fā)送廣播業(yè)務(wù)，進(jìn)而到下一個所分配的時隙預(yù)約；若沒有收到NTS分組，則發(fā)送節(jié)點認(rèn)為預(yù)約成功，便用全部數(shù)據(jù)流發(fā)送廣播分組。
文檔編號H04W4/06GK101621746SQ20091002336
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者陽 張, 李建東, 李長樂, 王夏冰, 蔡雪蓮, 丹 陳, 婷 陳 申請人:西安電子科技大學(xué)