一种基于网络编码的带碰撞避免的载波侦听多址方法技术

本发明专利技术公开了一种基于网络编码的带碰撞避免的载波侦听多址方法，该方法实现复用RTS帧帧控制字段的三个比特位指示站点发送数据的QoS，在AP处对接收到的两个冲突的RTS混合信息以广播方式进行转发，两个发送站点根据自身先验RTS帧的信息对接收到的混合信息进行解析，然后根据RTS特定比特位的QoS指示信息等级选择发送数据QoS较高的站点优先接入信道。相比于传统的RTS冲突处理机制，该方法能更好地降低隐藏站点问题，充分利用时隙资源，提升系统吞吐量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信
，具体是一种802.11无线局域网中基于网络编码的 带碰撞避免的载波侦听多址方法。
技术介绍
作为IE邸802局域网标准家族中的一员，I邸E 802.11与W太网在链路层上兼容。 802. llMAC(Media Access Control,MAC)通过一种带碰撞避免的载波侦听多址（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA)技术支持对无线媒体的共 享接入，同时CSMA/CA技术所支持的简单分布式、基于竞争的接入协议构成802.11MAC协议 的基础。 802. llWLAN(Wireless Local Area 化tworks,WLAN)信道接入的分布式本质使得 载波侦听对于无碰撞的操作至关重要。逻辑上存在于PHY(Physical Layer，PHY)中的物理 载波侦听负责检测其他站点的传输，而在某些情况下物理载波侦听可能无法探测到所有站 点的传输，如隐藏站点问题。802.11 CSMA/CA机制采用RTS(RequeSt to Send，RTS) /CTS (C1 e a r t ο S e η d，C Τ S)机制来降低隐藏站点问题，具体做法是：当发送站点有数据要发送 时，先进行信道检测（DIFS(DCF Inter-frame Space, DIFS)时长+等待一个随机回退数时 长)且判断信道是否空闲，如果空闲，则发送RTS帖，接收站点正确收到RTS后，发CTS帖应答， 发送站点收到CTS后，开始发送数据，接收站点在接收完数据帖后，发ACK (Acknowledgement，ACK)确认，一次传输成功完成。RTS/CTS交互完成后，发送和接收站点的 邻居收到RTS/CTS后，通过设置网络分配向量(Network Allocation Vector，NAV)，并在NAV 规定时长内不进行信道检测和数据发送。 对于传统RTS/CTS机制，多个发送站点发送的RTS可能产生碰撞，运种情况下，由于 收不到接收站点的CTS消息，发送站点会执行CSMA/CA提供的竞争机制将竞争窗口翻倍且重 新竞争信道。运种在RTS碰撞时的处理机制会造成时隙资源的浪费，不利于系统吞吐量的提 升。
技术实现思路
专利技术目的：为了更好地降低隐藏站点问题，充分利用时隙资源，提升系统吞吐量， 本专利技术提出了，实现两个发送站点 (Station，STA)的RTS在接入点(Access化int，AP)处碰撞时能快速选择一个发送数据服务 质量(如ality of Service,QoS)较高的站点优先接入信道。 技术方案:，该方法实现复 用RTS帖帖控制字段的Ξ个比特位指示站点发送数据的QoS,在AP处对接收到的两个冲突的 RTS混合信息W广播方式进行转发，两个发送站点根据自身先验RTS帖的信息对接收到的混 合信息进行解析，分别解出对方站点的RTS帖，然后根据双方RTS特定比特位的QoS指示信息 等级选择发送数据QoS较高的站点优先接入信道，具体包括如下步骤： (1)根据发送数据服务质量(QoS)等级类别设置RTS帖的帖控制字段中QoS等级指 示的子字段；[000引（2)发送站点STA1和STA2在检测到信道空闲后，向AP发送RTS帖，分别为RTSstai和 RTSsta2 ； (3)AP收到两个站点发送的RTS帖的混合叠加信息，即RTS帖在AP处发生碰撞且AP 无法解出任意一个站点的RTS帖，在AP处收到两者的混合叠加信息为： y = hAiXRTSi+hA2XRTS2+n (公式 1)其中，XRTSi 表示站点 STAi 发送的 RTS 帖， η表示加性高斯白噪声，hAi表示站点STAi到AP之间的信道响应。 (4)AP将收到的混合叠加信息W广播方式转发给STA1和STA2，STA1收到的混合叠 加信息为：[001^ yi'=hAl*y = hAl*hAlXRTSl+hAl*hA2XRTS2+hAl*n (公式 2)[001引STA2收到的混合叠加信息为： 72 ' =hA2*y = hA2*hAlXRTSl+hA2*hA2XRTS2+hA2*n (公式3)[001引其中，y表示AP处收到的两者的混合信息，XRTSi表示站点STAi发送的RTS帖，η表示 加性高斯白噪声，hAi表示站点STA巧IjAP之间的信道响应。 (5)STA1和STA2收到AP转发的混合叠加信息后，根据自身先验RTS帖的信息解出对 方站点的RTS帖，然后根据双方RTS中特定比特位的QoS等级指示选择发送数据服务质量 (QoS)较高的站点优先接入信道； (6)选择QoS等级较高的站点在短帖间隔（Siort Inter-frame space,SIFS)后发 送RTS帖，另一冲突站点根据CSMA/CA提供的竞争机制进行竞争窗口翻倍，然后重新进入信 道竞争过程，若接入信道站点发送的RTS帖再次与隐藏站点发送的RTS帖产生冲突，则重复 步骤(1)再次执行相同机制。[001引有益效果:本专利技术方法相比于传统的RTS冲突处理机制，能更好地降低隐藏站点问 题，充分利用时隙资源，提升系统吞吐量。【附图说明】 图1为本专利技术实例说明系统模型图； 图2为本专利技术实现总体流程图；图3为本专利技术实现时隙图； 图4为RTS帖结构图； 图5为传统RTS帖帖控制字段结构图； 图6为本专利技术重新定义的RTS帖帖控制字段结构图。【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解运些实施例仅用于说明 本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各 种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 本专利技术提供了，图2为本发 明实现的总体流程图，图3为本专利技术实现的时隙图，具体描述为该方法实现复用RTS帖帖控 制字段的Ξ个比特位指示站点发送数据的QoS信息，在AP处对接收到的两个冲突的RTS混合 信息W广播方式进行转发，两个发送站点根据自身先验RTS帖的信息对混合信息进行解析， 分别解出对方站点的RTS帖，然后根据双方RTS中特定比特位的QoS指示信息等级选择发送 数据服务质量(QoS)较高的站点优先接入信道。 W两个STA，1个AP为例，如图1所示，说明本专利技术的具体实施步骤： (1)根据发送数据服务质量(QoS)等级类别设置RTS帖的帖控制字段中QoS等级指 示的3个子字段，具体服务质量等级类别如表1所示，具体帖结构如图6、图4所示，帖结构里 重新定义子字段相应的内容值如表3所示； (2)发送站点STA1和STA2在检测到信道空闲后发送向AP发送RTS帖，分别为RTSstai 和RTSsta2，具体RTS帖结构如图4所示； (3)两个站点发送的RTS帖在AP处发生碰撞，AP无法解出任意一个站点的RTS帖，在 AP处收到两者当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于网络编码的带碰撞避免的载波侦听多址方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据发送数据QoS等级类别设置RTS帧的帧控制字段中QoS等级指示的子字段；(2)发送站点STA1和STA2在检测到信道空闲后，向AP发送RTS帧，分别为RTSSTA1和RTSSTA2；(3)AP收到两个站点发送的RTS帧的混合叠加信息，即RTS帧在AP处发生碰撞且AP无法解出任意一个站点的RTS帧；(4)AP将收到的混合叠加信息以广播方式转发给STA1和STA2；(5)STA1和STA2收到AP转发的混合叠加信息后，根据自身先验RTS帧的信息解出对方站点的RTS帧，然后根据双方RTS中特定比特位的QoS等级指示选择发送数据QoS较高的站点优先接入信道；(6)选择QoS等级较高的站点在SIFS后发送RTS帧，另一冲突站点根据CSMA/CA提供的竞争机制进行竞争窗口翻倍，然后重新进入信道竞争过程，若接入信道站点发送的RTS帧再次与隐藏站点发送的RTS帧产生冲突，则重复步骤(1)再次执行相同机制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何世文，廖树日，高卉，黄永明，王海明，杨绿溪，洪伟，张军，江华，
申请(专利权)人：江苏中兴微通信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32