[发明专利]一种实现单播及广播的MIMOMAC协议方法

摘要

本发明公开了一种实现单播及广播的MIMO MAC协议方法。实现过程包括中心节点分配时隙；发送节点时隙判断；发送节点业务判断；目的节点回复策略选择；发送节点发送数据流数目选择；目的节点确认完成一次完整传输。本发明采用了非预约的时隙分配，利用节点当前状态的跨层信息分配时隙；结合单播及广播的业务特点；引入MIMO技术，实现了基于STDMA，无需获取网络拓扑，时隙分配算法简单且合理，有节点业务QoS保证，网络吞吐量大的一种实现单播及广播的MIMO MAC协议方法。用于业务类型多样化的动态Ad hoc网络中节点的时隙分配和业务传输。

主权项

一种实现单播及广播的MIMO MAC协议方法，其特征在于：时隙分配初始化无需得到全网的拓扑结构，具体协议执行过程包括有以下步骤：步骤1，网络中各竞争区域的中心节点分配时隙；1a)每个时隙周期的开始阶段，网络中所有节点发送Hello分组，每个节点根据收到的Hello分组个数统计其邻节点密度；1b)针对每个节点i，将其邻节点密度以及本节点即将发送分组的优先级信息分别加权后求和，利用跨层的方法得到Qi值，即时隙因子；1c)各节点将各自的时隙因子发送给节点所处竞争区域的中心服务节点；1d)中心服务节点根据收到的各节点发送的时隙因子来给竞争区域内所有节点分配时隙，时隙因子越大，则对应的节点时隙分配顺序越靠前；1e)时隙分配过程结束后，进入业务分组传输阶段；步骤2，节点进行时隙判断，当节点有分组发送需求时，首先判断当前时隙是否是分配给自己的时隙；如果当前时隙是分配给自己的时隙，则节点不侦听，直接发送分组；如果当前时隙不是分配给自己的时隙，则节点侦听信道，若信道空闲，则发送分组；若信道忙，则延迟发送至下一个时隙从步骤2开始执行；步骤3，节点进行业务判断；如果节点有单播分组需要发送，则向目的节点发送RTS分组；如果节点有广播分组需要发送，则向目的节点发送DATA分组，此时，若是在分配给节点的时隙上，节点用全天线发送数据流；若不是分配给节点的时隙，节点用单天线发送数据流；步骤4，目的节点接收到RTS分组或广播分组后，回复CTS分组的策略；当目的节点只接收或侦听到了RTS分组，则目的节点有三种不同的CTS分组回复策略；其中，当目的节点只收到一个发送给它的RTS分组并且没有侦听到其它分组传输，目的节点给发送节点回复一个CTS1分组；当目的节点收到了l个发给它的RTS分组并且没有侦听到其它分组传输，目的节点回复CTS2分组给所有目的地址是本节点的发送节点；当目的节点收到了l个发给它的RTS分组并且侦听到其它分组传输，目的节点回复CTS3分组给所有目的地址是本节点的发送节点；当目的节点不仅收到了RTS分组还收到广播的DATA分组，则该目的节点放弃CTS分组回复；如果目的节点只收到了广播的DATA分组，则转步骤6；步骤5，发送节点利用MIMO多天线抑制干扰的特性进行发送数据流数目选择；如果是单播业务，发送节点根据收到的CTS分组类型来控制自己发送数据流的数目；其中，若发送节点收到目的节点回复的CTS1分组，则发送节点传输M个DATA流；若发送节点收到目的节点回复的CTS2分组，则发送节点传输(指的是小于M/l的最大整数)个DATA流；若发送节点收到了目的节点回复的CTS3分组，则发送节点传输1个DATA流；若发送节点没有接收到目的节点回复的CTS分组或接收CTS分组超时，认为本次传输失败，等到下一时隙，转步骤2；如果是广播业务，在分配给节点的时隙上，节点用全天线发送数据流；若不是分配给节点的时隙，节点用单天线发送数据流；步骤6，目的节点发送确认分组的策略；如果是单播业务，数据流被目的节点成功接收后，则目的节点回复ACK分组给发送节点，确认本次传输成功；否则认为本次传输失败，发送节点等到下一个时隙从步骤2开始执行；如果是广播业务，则目的节点不进行确认，发送节点默认本次传输成功；上述过程中，每个发送节点或目的节点仅以一个数据流交换RTS/CTS/ACK分组。