基于即时转发的MAC协议制造技术

本发明专利技术提供一种基于即时转发的MAC协议，该协议通过如下步骤实现：自组路由步骤，节点根据ROUT_REQ帧、响应帧ROUT_ACK和确认帧ROUT_CNFM生成自组路由；以及传输步骤，对节点进行分类，分类后的节点根据自组路由获得目标地址，并根据目标地址将数据包进行发送或接收。根据本发明专利技术实施例的即时转发的MAC协议，通过自组路由以及对握手机制的改进，使得在转发过程中利用所转发的信号进行同步校验，同时支持双向对传、单向即时转发，还可以解决隐藏节点问题，降低端到端延迟，提升吞吐率和全双工网络性能。

【技术实现步骤摘要】
基于即时转发的MAC协议
本专利技术涉及通信
，特别涉及一种基于即时转发的MAC协议。
技术介绍
无线半双工通信在同一频率同一时隙只能进行发送或者接收，二者取其一；而无 线全双工通信能实现同一频率同一时隙的同时收发，从而获得双倍吞吐率。由于过去几十 年中自干扰抵消技术并不成熟，使得无线通信受到严重的自干扰影响，无线通信系统基本 上都是采用半双工模式。 近年来自干扰抵消领域有了突破性研究，可以达到良好的抵消效果，为全双工模 式的实现提供了可能性。自干扰抵消包含了射频域、模拟域以及数字域三部分的工作。在 射频域通过半波长反相抵消等措施避免射频接收信号被淹没；在模拟域利用去噪芯片基于 自发送信号进行自干扰滤除，减少模数转换器输入端处的自干扰；在数字域则进一步滤除 由射频、模拟电路的非线性以及振荡器的相位噪声所产生的残余自干扰。 为了应用无线全双工通信技术，除了以上提到的实用硬件电路自干扰抵消技术， 还需要特殊的介质访问控制（MAC)全双工协议对通信进行控制，以实现系统吞吐率的实际 提升。 虽然有一些全双工MAC协议，但是在数据包多跳转发场景中并非基于即时转发的 工作机制，导致中转数据包的端到端延迟较高，此外，在传输数据之前进行了三次握手，存 在次数偏多等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。 为此，本专利技术需要提供一种基于即时转发的MAC协议。 有鉴于此，本专利技术的实施例提出一种基于即时转发的MAC协议，该协议通过如下 步骤实现：自组路由步骤，节点根据R〇UT_REQ帧、响应帧R0UT_ACK和确认帧R0UT_CNFM生 成自组路由；以及输步骤，对节点进行分类，分类后的所述节点根据所述自组路由获得目标 地址，并根据所述目标地址以及SEND_REQ帧和SEND_RESP0NSE帧完成握手将数据包进行发 送或接收。 根据本专利技术实施例的即时转发的MAC协议，通过自组路由以及对握手机制的改 进，使得在转发过程中利用所转发的信号进行同步校验，同时支持双向对传、单向即时转 发，还可以解决隐藏节点问题，降低端到端延迟，提升吞吐率和全双工网络性能。 在本专利技术的一个实施例中，所述自组路由步骤具体包括：所述节点发送所述 R0UT_REQ帧进行路由请求，并等待来自终端节点的所述响应帧R0UT_ACK ;所述终端节点接 收到所述R〇UT_REQ帧后提取节点地址，并随机退避后发送所述相应帧R0UT_ACK，等待所述 确认帧R〇UT_CNFM ;所述节点接收所述确认帧R0UT_ACK后，提取所述源地址加入到路由表 中，等待一个SIFS时隙后发送一个所述确认帧R0UT_CNFM ;以及所述终端节点接收到所述 确认帧R〇UT_CNFM以完成所述自组路由的生成。 在本专利技术的一个实施例中，所述自组路由步骤具体还包括：当所述终端节点等 待10个所述确认帧R〇UT_CNFM时隙仍未收到目标地址为自节点地址的所述确认帧R0UT_ CNFM，则根据CSMA/CA发送一个所述相应帧R0UT_ACK，继续等待所述确认帧R0UT_CNFM。 在本专利技术的一个实施例中，对所述节点进行分类包括：将以发送一个所述SEND_ REQ帧为开始的节点定义为第一类节点；将以接收到一个所述SEND_REQ帧为开始的节点 定义为第二类节点；以及将以接收到一个SEND_RESP0NSE帧为开始的节点定义为第三类节 点。 在本专利技术的一个实施例中，当所述节点为所述第一类节点时，所述传输步骤具体 包括：步骤S101，所述第一类节点发送所述SEND_REQ帧为Framel时，等待来自所述节点的 所述响应帧SEND_RESP0NSE转到步骤S102 ;步骤S102,接收SEND_RESP0NSE帧并提取目标 地址，当所述目标地址与所述Framel中的目标地址一致时，转到步骤S103,当所述目标地 址与自节点地址一致时，转到步骤S104,否则根据所述SEND_RESP0NSE帧中的数据长度保 持相应时长的静默区间并结束；步骤S103,等待一个SIFS时隙后开始传输数据包队列，同 时监听路由中转节点所即时转发的数据包，并进行校验，发送完毕后保持一个DATA_ACK时 隙的静默；以及步骤S104,等待一个所述SIFS时隙后开始传输所述数据包队列，同时接收 目标节点发送给自节点的数据包，在发送完毕且完成接收后，发送ACK。 在本专利技术的一个实施例中，在所述步骤S103中，自节点队列存在已校验正确的数 据包时删除所述已校验正确的数据包。 在本专利技术的一个实施例中，当所述路由节点为所述第二类节点时，所述传输步 骤具体包括：步骤S111，若节点为路由节点时，转到步骤S112,否则转到步骤S114 ;步骤 5112, 若接收到的所述SEND_REQ帧中的目标地址为路由表中的节点，则等待一个所述SIFS 时隙后发送一个SEND_RESP0NSE帧，等待接收数据队列，再转到步骤S113,否则结束；步骤 5113, 接收数据包队列并即时转发，转发完毕后等待接收DATA_ACK帧；步骤S114,若接收 到SEND_REQ帧中的目标地址为自节点地址，则等待一个所述SIFS时隙后发送一个SEND_ RESPONSE帧，等待一个所述SIFS时隙后开始发送数据包队列，同时接收数据包，发送和接 收完毕后，发送ACK。 在本专利技术的一个实施例中，当所述路由节点为所述第三类节点时，所述传输步骤 具体包括：步骤S111，若接收到的SEND_RESP0NSE帧中的目标地址等于自节点地址，则转步 骤S112,否则保持与该帧中的数据包队列长度等时长的静默；步骤S112,等待接收数据包 队列，接收完毕后等待一个所述SIFS时隙后发送ACK。 本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本专利技术的实践了解到。 【附图说明】 本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中， 图1为根据本专利技术一个实施例的基于即时转发的MAC协议的实现流程图； 图2为根据本专利技术一个实施例的MAC协议的流程示意图； 图3为根据本专利技术一个实施例的双向对传和单向即时转发的示意图；以及 图4为根据本专利技术另一个实施例的三点单向即时转发的示意图。 【具体实施方式】 下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。 在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语中心、纵向、横向、上、下、前、 后、左、右、坚直、水平、顶、底、内、外等指示的方位或位置关系为基于 附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所 指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发 明的限制。此外，术语第一、第二仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要 性。 在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于即时转发的MAC协议，其特征在于，所述协议通过如下步骤实现：自组路由步骤，节点根据ROUT_REQ帧、响应帧ROUT_ACK和确认帧ROUT_CNFM生成自组路由；以及传输步骤，对节点进行分类，分类后的所述节点根据所述自组路由获得目标地址，并根据所述目标地址以及SEND_REQ帧和SEND_RESPONSE帧完成握手将数据包进行发送或接收。

【技术特征摘要】
1. 一种基于即时转发的MAC协议，其特征在于，所述协议通过如下步骤实现： 自组路由步骤，节点根据R〇UT_REQ帧、响应帧ROUT_ACK和确认帧ROUT_CNFM生成自组 路由；以及 传输步骤，对节点进行分类，分类后的所述节点根据所述自组路由获得目标地址，并根 据所述目标地址以及SEND_REQ帧和SEND_RESPONSE帧完成握手将数据包进行发送或接收。2. 如权利要求1所述的基于即时转发的MAC协议，其特征在于，所述自组路由步骤具体 包括： 所述节点发送所述R〇UT_REQ帧进行路由请求，并等待来自终端节点的所述响应帧 ROUT_ACK ； 所述终端节点接收到所述R〇UT_REQ帧后提取节点地址，并随机退避后发送所述相应 帧ROUT_ACK，等待所述确认帧ROUT_CNFM ; 所述节点接收所述确认帧R〇UT_ACK后，提取所述源地址加入到路由表中，等待一个 SIFS时隙后发送一个所述确认帧ROUT_CNFM ; 所述终端节点接收到所述确认帧R〇UT_CNFM以完成所述自组路由的生成。3. 如权利要求2所述的基于即时转发的MAC协议，其特征在于，所述自组路由步骤具体 还包括： 当所述终端节点等待10个所述确认帧R〇UT_CNFM时隙仍未收到目标地址为自节点地 址的所述确认帧R〇UT_CNFM，则根据CSMA/CA发送一个所述相应帧ROUT_ACK，继续等待所述 确认帧 R〇UT_CNFM。4. 如权利要求1所述的基于即时转发的MAC协议，其特征在于，对所述节点进行分类包 括： 将以发送一个所述SEND_REQ帧为开始的节点定义为第一类节点； 将以接收到一个所述SEND_REQ帧为开始的节点定义为第二类节点；以及 将以接收到一个SEND_RESPONSE帧为开始的节点定义为第三类节点。5. 如权利要求4所述的基于即时转发的MAC协议，其特征在于，当所述节点为所述第一 类节点时，所述传输步骤具体包括： 步骤S101，所述第一类节点发送所述SEND_REQ帧为Framel时，等待来自所述节点的所 述响应帧SEND_RESPONSE转到步骤S102...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春，林进佳，贾雯，姜汉钧，王志华，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11