一种认知无线电Adhoc网络的MAC接入控制方法技术

本发明专利技术涉及一种认知无线电Ad hoc网络的MAC接入控制方法，包括：允许处于发送角色的认知次用户即使感知到所占用的信道即将或已经被主用户(Primary User，PU)使用，仍然不中断次用户自己正在进行的发送过程，次用户通信被主用户终止，是靠此用户通信的接收者SU2被主用户干扰而终止的。主用户的两级功率机制，分别在两级功率上多次发送RTS，并切换功率，低功率通信的传输距离会降低，但可以增加信道复用率，主用户发送者PU1在建立通信链路前需要首先握手，PU1首先以功率P1发送RTS，如果没有收到CTS回复，那么PU1将再次以较大功率P2发送RTS，如果还没有收到CTS回复，则PU1将会放弃此次的数据发送。以达到终止次用户通信，并尽量采用较低功率，增大信道复用。

【技术实现步骤摘要】
一种认知无线电Adhoc网络的MAC接入控制方法
本专利技术涉及一种认知无线电Adhoc网络的MAC接入控制方法。
技术介绍
传统认知无线电无线通信技术，是一种在授权用户(主用户)不使用其授权频谱时，非授权用户(次用户)临时借用主用户的空闲频谱，而在主用户要使用该频谱时，次用户及时退出所占用频谱的方法也即“一旦次用户感知到主用户要使用信道就马上中断自己的任何通信，以便释放出信道给主用户使用”。传统的认知无线电对所择机占用的信道采取不断侦听干扰温度的方法，当发现有主用户到达占用自己所占用的信道时，就马上中止在此信道上的通信，这种次用户的“听到忙就退出”的传统方法尽量避免了主次用户采用同一信道通信而可能导致的对主用户的干扰。但，此方法有其局限之处，现分析如下：(1)本专利提出的“暴露终端通信策略”策略主用户发送者PU1正发送数据给主用户接收者PU2，SU1正发送数据给SU2。设次用户的传输距离为Rs，主用户可以有两级传输功率P1和P2，(我们设定P1<P2，本领域内，传输功率可以是离散多级，本专利设为2级)传输距离分别为R1和R2。当两对通信均在进行时，虽然SU1被主用户发送者PU1的信号所干扰，如果采用传统的次用户“听到忙就退出”，那么SU1将中止与SU2的通信，只留下主用户发送者PU1与主用户接收者PU2的通信。这就是本专利提出的“暴露终端通信策略”策略(2)本专利提出的主用户协作RTS/CTS握手协议上文所设计的“暴露终端通信策略”策略可以增加信道利用率，但次用户发送者SU1即使听到主用户到来也不会中止数据发送，因此，如果主用户接收者PU2正好处于次用户发送者SU1的干扰半径Rs内则不会收到主用户发送这主用户发送者PU1的RTS信号，这会导致主用户通信失败，这样就会违背认知无线电通信的基本机制：“次用户通信不能影响主用户的通信”。因此，我们这里提出一个新的算法解决此“次用户阻碍主用户接收者被主用户唤醒”问题。但是，两个接收者SU2和主用户接收者PU2距离很远，这两个接收方都只能收到一路信号，因此即使这两对通信同时进行，也不影响数据的接收正确性。鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种认知无线电Adhoc网络的MAC接入控制方法，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种在次用户不影响主用户通信的前提下，实现处于发送角色的认知次用户即使感知到所占用的信道即将或已经被主用户PU使用，仍然不中断次用户自己正在进行的发送过程，尽量采用较低功率，增大信道复用，大大提高认知频谱的利用效率。本专利技术一种认知无线电Adhoc网络的MAC接入控制方法，包括：设Adhoc网络中的所有节点均是认知次用户，处于发送角色的认知次用户即使感知到所占用的信道即将或已经被主用户PU使用，仍然不中断次用户自己正在进行的发送过程，一对次用户通信的中止由该次用户通信对的接收者SU2决定，如果SU2听到主用户对信道的占用，则会中止通信回话进而中止次用户发送者SU1的发送；其中，次用户的发送过程包括正在进行的数据发送，或是发送握手控制帧；主用户采用两级功率进行发射包括：(1)主用户发送者PU1以第一级功率P1发送RTS，如果收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的CTS，则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将在第一级功率P1下通信，通信链路建立；如果没有收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的CTS，则转(2)；(2)主用户发送者PU1以第二级功率P2发送RTS，如果收到主用户接收者PU2在第二级功率P2下的CTS，则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2建立一个临时通信链路，保存各种通信参数，转(4)；如果没有收到主用户接收者PU2在第二级功率P2下的CTS，则转(3)(3)主用户发送者PU1和主用户接收者PU2的通信放弃；(4)主用户发送者PU1以第一级功率P1发送RTS，如果收到主用户接收者PU2在P1下的RTS，则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将在第一级功率P1下通信，通信链路建立；如果没有收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的RTS，则转(5)；(5)把(2)临时通信链路参数调出，主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将利用(2)的结果，在第二级功率P2下通信，通信链路建立；其中，第二级功率P2＞第一级功率P1；两级功率限制条件：R2＝R1+2Rs，Rs是次用户的传输距离，R1和R2是主用户分别在功率P1和P2上的传输距离。进一步地，次用户采用单级功率发送，对次用户发送者SU1，发送成功的条件是：(1a)距离次用户发送者SU1为Rs范围内除SU2外，没有其它任何次用户接收者或主用户接收者；(2a)在(1a)的条件下，次用户发送者SU1发送RTS给次用户接收者SU2，并且成功收到次用户接收者SU2发来的CTS；对次用户接收者SU2，接收成功的条件是：(1b)距离次用户接收者SU2为Rs范围内次用户发送者仅有其通信对次用户发送者SU1；(2b)距离次用户接收者SU2为R1范围内没有使用第一级功率P1的主用户发送者；(3b)距离次用户接收者SU2为R2范围内没有使用第二级功率P2的主用户发送者；(4b)次用户接收者SU2收到次用户发送者SU1的RTS并回复CTS；次用户发送者SU1忽略对主用户的任何感知信息，一对次用户通信的中止由该次用户通信对的次用户接收者SU2决定，如果次用户接收者SU2听到主用户对信道的占用，则会中止通信回话进而中止次用户发送者SU1的发送。进一步地，主用户的通信策略具体包括：(a)主用户PU的两级功率分配策略低功率通信的传输距离会降低，但可以增加信道复用率，主用户发送者PU1在建立通信链路前需要首先握手，主用户发送者PU1首先以第一级功率P1发送RTS，如果没有收到CTS回复，那么主用户发送者PU1将再次以较大的第二级功率P2发送RTS，如果还没有收到CTS回复，则主用户发送者PU1将会放弃此次的数据发送；(b)主用户PU的协作RTS/CTS握手协议如主用户发送者PU1准备发送数据给主用户接收者PU2，则首先以第一级功率P1发送RTS，如果收到主用户接收者PU2以第一级功率P1发送的CTS，则它们以第一级功率P1功率通信；如果没有收到CTS，那么有以下四种情况：1)主用户接收者PU2距离主用户发送者PU1太远超过R1且处于空闲，因此听不到主用户发送者PU1以第一级功率P1发送的RTS信号2)主用户接收者PU2与主用户发送者PU1的距离在R1内，但主用户接收者PU2处于某次用户发送者SU1的Rs干扰距离内且SU1正在发送，因此主用户接收者PU2无法听到主用户发送者PU1的RTS信号。3)主用户接收者PU2与主用户发送者PU1的距离在R1内，但主用户接收者PU2处于某其他主用户发送者PU3在第一级功率P1的R1干扰距离内，因此主用户接收者PU2无法听到主用户发送者PU1的RTS信号。4)主用户接收者PU2与主用户发送者PU1的距离在R1内，但主用户接收者PU2处于某主用户发送者PU3在功率P2的R2干扰距离内，因此主用户接收者PU2无法听到主用户发送者PU1的RTS信号。无论是上述任何情况，均令主用户发送者PU1在没有收到功率为P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种认知无线电Ad hoc网络的MAC接入控制方法，其特征在于，包括：设Ad hoc网络中的所有节点均是认知次用户，处于发送角色的认知次用户即使感知到所占用的信道即将或已经被主用户PU使用，仍然不中断次用户自己正在进行的发送过程，一对次用户通信的中止由该次用户通信对的接收者SU2决定，如果SU2听到主用户对信道的占用，则会中止通信回话进而中止次用户发送者SU1的发送；其中，次用户的发送过程包括正在进行的数据发送，或是发送握手控制帧；主用户采用两级功率进行发射包括：(1)主用户发送者PU1以第一级功率P1发送RTS，如果收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的CTS，则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将在第一级功率P1下通信，通信链路建立；如果没有收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的CTS，则转(2)；(2)主用户发送者PU1以第二级功率P2发送RTS，如果收到主用户接收者PU2在第二级功率P2下的CTS，则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2建立一个临时通信链路，保存各种通信参数，转(4)；如果没有收到主用户接收者PU2在第二级功率P2下的CTS，则转(3)(3)主用户发送者PU1和主用户接收者PU2的通信放弃；(4)主用户发送者PU1以第一级功率P1发送RTS，如果收到主用户接收者PU2在P1下的RTS，则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将在第一级功率P1下通信，通信链路建立；如果没有收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的RTS，则转(5)；(5)把(2)临时通信链路参数调出，主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将利用(2)的结果，在第二级功率P2下通信，通信链路建立；其中，第二级功率P2＞第一级功率P1；两级功率限制条件：R2＝R1+2Rs，Rs是次用户的传输距离，R1和R2是主用户分别在功率P1和P2上的传输距离。...

【技术特征摘要】
1.一种认知无线电Adhoc网络的MAC接入控制方法，其特征在于，包括：设Adhoc网络中的所有节点均是认知次用户，处于发送角色的认知次用户即使感知到所占用的信道即将或已经被主用户PU使用，仍然不中断次用户自己正在进行的发送过程，一对次用户通信的中止由该次用户通信对的接收者SU2决定，如果SU2听到主用户对信道的占用，则会中止通信回话进而中止次用户发送者SU1的发送；其中，次用户的发送过程包括正在进行的数据发送，或是发送握手控制帧；主用户采用两级功率进行发射包括：(1)主用户发送者PU1以第一级功率P1发送RTS，如果收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的CTS，则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将在第一级功率P1下通信，通信链路建立；如果没有收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的CTS，则转(2)；(2)主用户发送者PU1以第二级功率P2发送RTS，如果收到主用户接收者PU2在第二级功率P2下的CTS，则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2建立一个临时通信链路，保存各种通信参数，转(4)；如果没有收到主用户接收者PU2在第二级功率P2下的CTS，则转(3)(3)主用户发送者PU1和主用户接收者PU2的通信放弃；(4)主用户发送者PU1以第一级功率P1发送RTS，如果收到主用户接收者PU2在P1下的RTS，则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将在第一级功率P1下通信，通信链路建立；如果没有收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的RTS，则转(5)；(5)把(2)临时通信链路参数调出，主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将利用(2)的结果，在第二级功率P2下通信，通信链路建立；其中，第二级功率P2＞第一级功率P1；两级功率限制条件：R2＝R1+2Rs，Rs是次用户的传输距离，R1和R2是主用户分别在功率P1和P2上的传输距离。2.根据权利要求1所述的一种认知无线电Adhoc网络的MAC接入控制方法，其特征在于，次用户采用单级功率发送，对次用户发送者SU1，发送成功的条件是：(1a)距离次用户发送者SU1为Rs范围内除SU2外，没有其它任何次用户接收者或主用户接收者；(2a)在(1a)的条件下，次用户发送者SU1发送RTS给次用户接收者SU2，并且成功收到次用户接收者SU2发来的CTS；对次用户接收者SU2，接收成功的条件是：(1b)距离次用户接收者SU2为Rs范围内次用户发送者仅有其通信对次用户发送者SU1；(2b)距离次用户接收者SU2为R1范围内没有使用第一级功率P1的主用户发送者；(3b)距离次用户接收者SU2为R2范围内没有使用第二级功率P2的主用户发送者；(4b)次用户接收者SU2收到次用户发送者SU1的RTS并回复CTS；次用户发送者SU1忽略对主用户的任何感知信息，一对次用户通信的中止由该次用户通信对的次用户接收者SU2决定，如果次用户接收者SU2听到主用户对信道的占用，则会中止通信回话进而中止次用户发送者SU1的发送。3.根据权利要求1所述的一种认知无线电Adhoc网络的MAC接入控制方法，其特征在于，主用户的通信策略具体包括：(a)主用户PU的两级功率分配策略低功率通信的传输距离会降低，但可以增加信道复用率，主用户发送者PU1在建立通信链路前需要首先握手，主用户发...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋体钢，王红刚，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51