[发明专利]在协作MAC协议中的自动伙伴选择

说明书

本发明涉及在新的协作MAC(Cooperative MAC，CMAC)协议中的自 动伙伴(partner)选择，其使用准备发送(Ready-to-Send)(RTS)、清除发送 (Clear-to-Send)(CTS)和伙伴清除发送(Partner-Clear-to-Send)(PCTS)握手来 建立协作。

在协作无线网中，发送设备(即，源)依赖于伙伴(即，中继站(relay))来 传送部分/全部信息到接收设备(即，目的地)。这样，目的地经由两条不同 的无线链路/路径接收来自两个设备——即源和中继站——的信息，因此得 到所谓的空间分集增益。为了使分集增益最大化，良好伙伴的选择对于协 作无线网的性能是至关重要的。

IEEE 802.11协议族使用请求发送(Request-to-Send)(RTS)和清除发送 (CTS)来保留信道和防止隐藏节点问题。在协作MAC(CMAC)协议中，经 由RTS/CTS/PCTS握手过程在源、中继站和目的地之间建立协作。首先， 源发送RTS帧到目的地。在接收到这个RTS帧之后，目的地用CTS帧来 答复源。为了通知源和目的地：某些中继站可能愿意作为伙伴进行帮助， 优选的伙伴也跟随在CTS帧之后发送PCTS。这些握手帧也保留无线信道 用于数据传输。这个握手过程的时间线图示于图1。

为了使能在现有的IEEE 802.11网络中进行协作，RTS帧101被修改 以除了源和目的地地址之外还包括伙伴的地址。在接收到RTS后，目的地 发送CTS 102，然后伙伴发送伙伴清除发送(PCTS)103。之后，源把(部分) 数据104连同前向错误控制(FEC)202(例如，里德·所罗门(Reed Solomon) 编码)一起发送给中继站和接收者。目的地接收带有FEC 202的数据帧104， 但没有立即用ACK应答。而是，目的地等待伙伴传送带有新的FEC 203 或由源发送的相同FEC的数据105的第二部分。所有的传输之前都先有 SIFS时间201，以便考虑由正被使用的PHY支配的发送机/接收机周转时 间。所有的其它设备使用由所接收的帧(即，RTS、CTS或PCTS)的“持续 时间”字段更新的网络分配矢量(NAV)来推迟它们的传输。可以侦听源的设 备设置它们的、由在RTS 101中规定的持续时间字段支配的NAV，以及 侦听目的地的设备通过在CTS 102中规定的持续时间字段设置它们的 NAV。侦听伙伴的设备设置它们的、由在PCTS 103中规定的持续时间字 段规定的NAV。

如果CTS 102失败，则CMAC协议类似于IEEE 802.11协议，且应用 于IEEE 802.11的规则和规章应用于CMAC。

如果PCTS 103传输失败，则源在SIFS加上额外的超时301处把它的 数据帧104发送到目的地。应当指出，在图3上把1个时隙时间301示为 超时的例子。这样做时，源反映新的持续时间字段，这样，介质变为由对 伙伴和接收者隐藏的设备立即可用。这种情景被图示于图3。

通常，源应当根据如下信息来选择中继站作为它的伙伴，所述信息诸 如是在源和中继站之间、在中继站和目的地之间、以及在源和目的地之间 的链路质量，或者网络拓扑。然而，即使由源给出最好的伙伴选择，该伙 伴可能实际上并不是最好的选择，因为在源处做出的判决可能并不是利用 可得到的全部知识做出的。这种情形需要被修补来在做出判决的过程中合 并入伙伴。

本发明提供一种系统、设备和方法，用于在现有的协作MAC(CMAC) 协议中进行自动伙伴选择，所述协议使用准备发送(RTS)、清除发送(CTS) 和伙伴清除发送(PCTS)握手来建立协作。本发明使得也愿意协作的“最好 的”伙伴能够为发送设备(即，源)中继信息，而无需源对于伙伴选择做出判 决。

也就是，本发明提供一种新的机制，藉助于它，也愿意协作的最好的 中继站将自动“介入(step in)”，而无需使源牵涉到伙伴的选择中。

这个机制是基于竞争的，以及伙伴是以完全分布的方式通过仅仅使用 本地信息被“选择”的。

图1图示基于RTS/CTS/PCTS握手的CMAC协议；

图2是用于协作通信的基本方案；

图3图示PCTS失败，其中发送者等待SIFS+一个时隙时间 (aSlotTime)，并把数据传送到接收者，以及接收者用ACK进行应答；

图4图示按照本发明的自动伙伴选择；