CN102378390B - 快速协同接入控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种快速协同接入控制方法和系统，其中方法包括：备选协作节点根据自身到收方支持的最高数据传输速率得到自身的数据传输速率级别；备选协作节点根据所述数据传输速率级别，分别在与所述数据传输速率级别相对应的微时隙内发送RH分组；其中，RH分组中包括所述数据传输速率级别的级别标识；收方或者发方确定首次接收到的发送所述RH分组成功的备选协作节点为最终协作节点，且所述最终协作节点的数据传输速率级别最高。本发明的快速协同接入控制方法和系统，通过多个协作节点按照自身的级别在不同的微时隙内发送RH分组，避免了节点之间的冲突，大大提高了协作接入控制的效率。

Description

快速协同接入控制方法和系统

技术领域

本发明涉及媒质接入控制技术，特别涉及一种快速协同接入控制方法和系统。

背景技术

接入控制方法或媒质接入控制(MAC)方法解决多个节点或用户如何快速、高效、公平、可靠地共享信道资源的问题。MAC方法的好坏直接影响到网络吞吐量、时延等性能指标的优劣。在无线通信中，多径衰落是影响通信质量的重要因素，传统的无线通信通常广泛采用分集技术来减小多径衰落的影响。所谓分集就是指为保证传输质量，发送端采取某种方式通过相互独立的衰落信道传送同一信号的多个副本，由于各路径的衰落相互独立，从而只要合理合并各路径的信号就能保证可靠通信。协作MAC方法便是利用协作分集在物理层提供的优势合理地安排用户共享信道，从而提高网络性能。按照协作的发起方式，协作MAC方法可以分为发方发起后由多个协作节点竞争或指定协作节点、收方发起后由多个协作节点竞争或指定协作节点以及发方发完数据分组后由多个协作节点竞争三类。

发方发起后由多个协作节点竞争或指定协作节点方法一般是由发方发送一个经过修改的请求发送(Request-to-Send，简称RTS)分组来发起协作中继，例如协作请求发送(Cooperative RTS，简称CRTS)分组；CRTS分组中含有一个被选定的协作节点的地址，而则不用指定协作节点的地址。被选定的协作节点(针对指定协作节点的方法)或成功接收并解码CRTS分组的节点(针对多个协作节点竞争的方法)根据周边邻节点的通信状态以及自身信道条件来判断是否可以通过提供协作中继来提高传输性能(如提高数据传输速率、增加数据传输成功概率等)，如果可以则发送相应分组来确认协作，例如协作清除发送(Cooperative Clear-to-Send，简称CCTS)分组；如果不可以则让发方将数据分组直接发送给收方。现有的协作MAC(CooperativeMAC，简称CoopMAC)方法即为一种发方发起后指定协作节点的方法。在该方法中，每个节点各自维护一个协作表，记录有可能作为协作节点的中间节点。协作表的建立与更新通过侦听信道中所有的分组发送来实现。满足

的中间节点将被记录在发送节点的协作表中。其中，R_sh是源节点与协作节点之间的发送速率，R_hd是协作节点与目的节点之间的发送速率，R_sd是源节点与目的节点之间的发送速率。发方在发送数据分组之前，先检查自己的协作表，然后从中选择出一个可以使数据传输时间最短的协作节点(如果这样的节点有多个，则选择最新更新的那个节点)，并向其发送CRTS分组，被选定的协作节点再判断是否可以通过协作中继来提升传输性能，如果可以则发送协作中继(Helper-to-Send，简称HTS)分组确认协作。多速率无线自组织网络的协作MAC方法(也称作CODE方法)则采用发方法发起后另个协作节点竞争的方式来确定最终协作节点进行数据的中继发送。对于CODE方法如果有两个以上协作节点可用，发方选择两个最好的协作节点R₁、R₂，然后发送CRTS₁分组，R₁、R₂收到CRTS₁后各自产生新的CRTS；根据在协作表的优先级，假设R₁质量更好，则R₁产生CRTS₂，R₂产生CRTS₃，CRTS₂先于CRTS₃发送，则R₁胜出成为最终的协作节点。CoopMAC方法和CODE方法由源节点在所储存的协作表中事先选定协作节点，其中，由于有关协作节点的信息为源节点侦听以前的数据传输过程所获得的，因此为历史记录，一旦所选的协作节点不再满足能够缩短数据传输时间的条件，则放弃协作传输，由发方直接把数据分组传输给收方，所以，这一方法无法适应无线网络中信道状态和拓扑结构的动态变化。

收方发起后由多个协作节点竞争或指定协作节点的方法是在收方发送RTS分组，收方回复CTS分组后，被指定的协作节点发送一个分组进行协作确认或者多个满足条件的协作节点开始竞争协作权。基于IEEE 802.11分布式协调功能(DCF)的协作MAC(IEEE 802.11DCF-based Cooperative MAC)方法就是收方发起后多个协作节点竞争协作权的方式。在收方回复CTS分组后，协作节点可以根据收到的RTS分组和CTS分组估计出自己到发方和收方的数据传输速率和自己在未来一段时间内的忙闲状况，从而判断出自己能否提供协作。对于能够提供协作的节点发送一个协作指示(Helper-Indication，简称HI)分组，通知发方和收方自己的协作意愿。然后所有的满足条件的协作节点根据自己协作性能好坏(即协作的传输速率情况，传输速率越高，协作性能越好)设置一个固定的退避时间，退避时间到后发送一个准备帮助(Ready-to-Help，简称RTH)分组，成功收到RTH分组后，收方回复一个CTR分组，告知发方和协作节点开始进行数据传输。最后发方发送数据分组DATA，协作节点转发DATA分组。该方法虽然可以根据信道的实时状况选择出比较好的协作节点，但是当协作节点较多时，会出现多个最佳的协作节点，因而RTH分组会发生碰撞，需要进行性再次的最佳协作节点选择，如果再次发生碰撞，收方就告知协作节点和发方不进行协作传输而是发送直接发送数据到收方。所以这种协作方法的效率不是很高，冲突分解做得不够完全。同时，采用哪个固定值退避的方法也会使得协作接入不够快速。中继速率自动调整的合作式(Cooperative Relay-Based Auto Rate，简称CRBAR)MAC方法也是收方发起后指定协作节点或由多个协作节点竞争的方法。在此方法中所有可能的协作节点在每个微时隙开始时都以一定的概率p去进行竞争，虽然不同速率等级的节点具有不同的竞争概率，从一定程度上减小了竞争冲突发生的可能性，但在协作节点数目较多的情况下，使用此方法仍然没有从根本上解决这个问题，由不必要的冲突导致协作失败的可能性依然很大。

发方发完数据分组后由多个协作节点竞争的方法是在发方向收方发送数据分组后，由收方反馈接收结果。如果接收失败，收方反馈的结果则意味着发起协作。持续复合中继接入(Persistent Relay Carrier Sensing MultipleAccess，简称PRCSMA)MAC方法即为这样一种采用自动重复请求(Automatic Repeat reQuest，简称ARQ)机制的协作MAC方法。发方首先向收方发送数据分组，收方接收数据分组失败后，发送请求协作(Claim forCooperation，简称CFC)分组向周围节点反馈这一信息，所有满足条件的节点开始充当中继节点向收方发送数据分组，直至收方可以正确解码该分组。该过程中，所有节点侦听传输过程并保留它所能解码的数据分组。这一方法有效地保证了目的节点接收到数据分组的正确率，不过，由于所有可能的节点都参与协作，没有考虑到数据传输速率的选择问题，因此，与其它协作MAC方法相比，会有更大的传输时延。

综上所述，现有技术的协作MAC方法存在以下技术缺陷：其在协作方面考虑得不够全面，存在各自的不足，特别是在协作节点的有效选择和接入转发数据上；当存在多个协作节点时，该多个协作节点在协作竞争中所发送的分组消息经常会发生碰撞和冲突，使得协作接入的效率较低，而且可能会导致协作失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速协同接入控制方法和系统，以解决协作接入效率低的问题，大大减少了节点分组冲突，提高了协作接入的效率。

本发明提供一种快速协同接入控制方法，包括：

备选协作节点根据自身到收方支持的最高数据传输速率得到自身的数据传输速率级别；

所述备选协作节点根据所述数据传输速率级别，分别在与所述数据传输速率级别相对应的微时隙内发送RH分组；其中，所述RH分组中包括所述数据传输速率级别的级别标识；

收方或者发方确定首次接收到的发送所述RH分组成功的备选协作节点为最终协作节点，且所述最终协作节点的数据传输速率级别最高。

本发明提供一种快速协同接入控制系统，包括：收方、发方和备选协作节点；

备选协作节点，用于根据自身到收方支持的最高数据传输速率得到自身的数据传输速率级别；并根据所述数据传输速率级别，分别在与所述数据传输速率级别相对应的微时隙内发送RH分组，其中，所述RH分组中包括所述数据传输速率级别的级别标识，所述微时隙为由分组传递时间段分成的数个微时隙之一；

收方或者发方，用于确定首次接收到的发送所述RH分组成功的备选协作节点为最终协作节点，且所述最终协作节点的数据传输速率级别最高。

本发明的快速协同接入控制方法和系统，通过得多个协作节点按照自身的级别在不同的微时隙内发送RH分组，避免了节点之间的冲突，大大提高了协作接入控制的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明快速协同接入控制方法实施例中的直传方式示意图；

图2为本发明快速协同接入控制方法实施例一的时序示意图；

图3为本发明快速协同接入控制方法实施例二的时序示意图；

图4为本发明快速协同接入控制方法实施例三的时序示意图；

图5为本发明快速协同接入控制方法实施例四的时序示意图一；

图6为本发明快速协同接入控制方法实施例四的时序示意图二；

图7为本发明快速协同接入控制方法实施例四的时序示意图三；

图8为本发明快速协同接入控制系统实施例的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的快速协同接入控制方法，该方法可以适用于由发方或收方指定发起协作，使得不同速率的所有可能的协作节点在不同的时间段内竞争，相当于根据可支持的速率大小对这些可能的协作节点进行了分级，优先安排高速率中转的协作节点参与竞争，从而相对于现有技术的多个协作节点同时发起竞争的方式，大大降低了冲突的可能性，提高了最终协作节点的选择效率。

下面通过附图和具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例的快速协同接入控制，可以是在直传未成功的情况下进行的，即当直传成功时，可以采取直传方式，发方先以最高速率等级向收方发送数据，而不需要进行协作传输；而当直传失败时，即收发没有正确接收到数据分组后，才需要进行协作传输，由满足条件的协作节点进行数据的转发。在进行协作节点的选择时，则采用本发明实施例提供的快速协同接入控制方法和系统，相对于现有技术的协作节点的确定方法，可以避免多个节点在竞争时的碰撞冲突，快速确定协作节点，提高协作接入的效率，

首先，对采取直传方式发送数据分组的情况进行说明，其中，在数据传输的网络中的每个节点都有唯一的身份号(Identity，简称ID)，并都配有一部半双工无线电台。数据传输信道可以为对称信道，即收发双方S、D之间的链路是双向的且信道质量相同(即由S发向D的数据传输速率R_sd与由D发向S的数据传输速率R_ds相等)。两个分组之间的通常回应时间间隔即分组间隔时间t_IP，也即当发方发送某个分组给收方后，通常经过t_IP后收方会发回相应回应分组。t_IP＝t_p+t_RP+t_rt+t_o，其中，t_p为信号传播的时延，t_RP为分组的回应处理时间，t_rt为收发信机的收发转换时间，t_o为其他可能的时间。它要比802.11中定义的短帧间间隔(SIFS)小一些。

图1为本发明快速协同接入控制方法实施例中的直传方式示意图，如图1所示，当发方有数据要发送时，首先监听信道，如果信道空闲则再随机退避监听一段时间，之后若信道仍然空闲，则以基本速率向收方发送CRTS分组。

如果收方可以正确接收到CRTS分组，并且从它侦听信道的结果可知其后发方发送数据分组时不会有冲突，则根据信噪比计算出收发双方满足一定误码率要求的可支持的最高数据传输速率，并以基本速率回复携带有该速率信息的CCTS分组。此过程中周围节点通过侦听各类分组，掌握信道状态信息，根据接收到的CRTS分组和CCTS分组的信噪比，可以计算出本次数据传输过程中自身到收发双方的可支持的最高数据传输速率。

如果发方成功收到CCTS分组，则按照自适应调整发送速率的方法选择出合适的速率来发送数据(DATA)分组(如果该收发双发第一次传输数据则发方以最高速率向目的节点发送DATA)。其中，发方协作表及自适应调整发送速率的方法如下：

发方为每个相邻接收节点D_i维护表1所示的发方协作表。每一轮数据传输过程结束之前，发方都将从收方D_i回复的ACK分组中获知此轮数据传输过程中发方到协作节点的数据传输速率R_sh和协作节点到收方的数据传输速率R_hd的等级R_Gshi和R_Ghdi，并将其记录到协作表中的相应位置。每接收到一次ACK分组，发方就将相应接收节点对应的R_sh和R_hd的等级更新一次。参见如下表1：

表1  发方协作表

收方地址

D1

D2

......

Di

......

Dk

Rsh

RGsh1

RGsh2

......

RGshi

......

RGshk

Rhd

RGhd1

RGhd2

......

RGhdi

......

RGhdk

当发方第一次向收方D_i发送数据分组时，首先以所在标准下的最高数据传输速率(R_G1)发送数据分组。在以后再向D_i发送数据分组时，查看发方协作表中所记录的信息，自适应地调整发送数据分组的速率。根据R_sh和R_hd的级别R_Gshi、R_Ghdi的不同，存在如下三种情况：如果R_Gshi比R_Ghdi低或R_Gshi和R_Ghdi相等，则发方将发送数据分组的速率调整为比R_Gshi高一级的速率或所在标准下的最高数据传输速率；如果R_Gshi比R_Ghdi只高一级，则发方下一次发送数据分组的速率等级保持不变，仍为R_Gshi；如果R_Gshi比R_Ghdi高两级或两级以上，则发方将发送数据分组的速率调整为比R_Gshi低一级的速率。

若收方能够成功接收并解码DATA分组，则回复确认(Acknowledgment，简称ACK)分组给发方，结束本次的数据发送，否则不回复。若发方以及协作节点在规定的时间内收到ACK分组说明直传成功，不需要进行协作传输，本次数据分组传输结束。如果发方和协作节点在规定的时间内没有收到ACK分组，说明直传失败(不需要通过发方回复否定确认(Negative ACK，简称NACK)分组以表明直传失败)，需要采取协作传输。

此时，协作传输需要确定最佳的协作节点。通过采用发方发完数据分组后由多个协作节点竞争的方法，直传后只要收方不能正确解码数据分组，不回复ACK分组；协作节点在规定的时间内没有收到ACK分组，立即发起协作传输，由满足条件的速率最高的协作节点重传数据分组，即快速进行协作，因此最大限度地保证了数据的高速率传输，从而避免了信道资源的浪费。

其中，发方需要先进行数据直传，直传失败后，各个速率等级的协作节点自动启动协作传输，由最高速率等级的协作节点开始；可以由发方或者收方发送控制分组(RI分组和RACK分组等)，控制最佳协作节点的选择过程，并在选择出最佳协作节点后，在RACK分组中指定由哪个协作节点参与协作。该多个节点的竞争选择方式以下将详细说明。

首先，确定所有可能的协作节点，该协作节点可以是满足协作条件，并且在直传方式中的在规定的分组间隔时间内没收到ACK分组的节点。具体的，可能的协作节点需要满足以下条件：在发方和收方的通信范围内；能正确解码发方发送的数据分组；

(其中，R_sh和R_hd分别为发方到协作节点的数据传输速率和协作节点到收方的数据传输速率，R_sd为收发双方之间可支持的最高数据传输速率)。

接着，上述可能的协作节点可以称为备选协作节点，该节点可以通过接收到的邻节点发送分组的信息(如信噪比等)计算出它与邻节点之间满足一定误码率要求的可支持的最高数据传输速率。例如，在收发双方一跳范围内的节点可以通过CRTS、CCTS分组侦听信道状态，确定自己到收发双方的数据传输速率的大小；并可以根据自身到收方支持的最高数据传输速率得到自身的数据传输速率级别。

该数据传输速率的级别说明如下：当两个节点之间可支持的数据传输速率最大时，该速率的级别为第一级，记作R_G1。随着可支持的数据传输速率的减小，速率的级别依次为第二级(R_G2)、第三级(R_G3)、......、第n级(R_Gn)。现以IEEE 802.11a和g标准为例(IEEE 802.11a和g标准的最高数据传输数率能达到54Mbps)列表说明，表2为IEEE 802.11a和g标准中所用的数据传输速率大小及数据传输速率级别：

表2  IEEE 802.11a(g)标准中所用的数据传输速率大小及数据传输速率级别

数据传输速率大小/Mbps	数据传输速率级别
		54	RG1
22	RG2
		11	RG3
5.5	RG4
		2	RG5

1

RG6

然后，备选协作节点可以根据自身到收方可支持的最高数据传输速率级别，分别在与所述数据传输速率级别相对应的微时隙(Micro-Slot)内以基本速率发送准备帮助(Ready-Help，简称RH)分组，所述RH分组中携带有所述数据传输速率级别的级别标识。其中，该微时隙可以是由发方或者收方选取数个速率级别，并将两个分组时间间隔之间的时间段分成分别与所述数个级别对应的连续的数个微时隙，即微时隙是用于传输RH分组的一很短的时间单位；每一所述微时隙对应一个级别，以使得不同速率级别的协作节点在相应的微时隙发送RH分组。

例如，该微时隙nMS1可先取4(其个数可以根据实际情况选定)，支持第一级速率的协作节点在第一个微时隙中发送RH分组，第二级速率的协作节点在第二个微时隙发送RH分组，以此类推。这样，本次的分组发送进入了速率分级通告预选阶段，选择出满足协作条件的所有协作节点中具有最高速率等级的协作节点。收方或者发方确定首次接收到的发送所述RH分组成功的备选协作节点为最终协作节点，且所述最终协作节点的数据传输速率级别最高。

本发明实施例的快速协同接入控制方法中，最终协作节点的确定经过了速率分级通告预选阶段和最高速率同级冲突分解阶段，在速率分级通告预选阶段规定的nMS1个微时隙中相应的时隙发送RH分组，发方(或收方)根据预选协作节点中具有最高数据传输速率的协作节点的多少合理分配最高速率同级分解阶段中微时隙nMS2的个数，具有最高等级的协作节点随机选择其中的一个微时隙发送RH分组，如果在nMS2个微时隙内所有可能的协作节点发送RH分组都发生冲突，则收方将通过RI分组通知这些节点，进行下一轮nMS2(一般为第一轮的nMS2的2倍)个微时隙内RH分组的发送，并且，在每轮nMS1、nMS2个微时隙中，这些可能的协作节点不需要侦听彼此的信息，这样节省了这段时间内节点用于侦听的那部分能量开销。

下面对收方(或发方)在微时隙中收到的RH分组的几种不同的情况进行分别说明：

实施例一

图2为本发明快速协同接入控制方法实施例一的时序示意图，该图示出的情况是，收方(或发方)在nMS1个微时隙中的第一个微时隙收到了RH分组，并且该第一个微时隙中的RH分组发生碰撞。

所述收方或者发方在由分组传递时间段分成的数个第一微时隙内收到所述RH分组，并选取所述RH分组中包括的所述级别标识最高的备选协作节点为预选协作节点；若所述预选协作节点发送的RH分组发生碰撞，则指示所述预选协作节点在数个第二微时隙内随机选择微时隙发送所述RH分组进行竞争，确定首次接收的所述RH分组对应的预选协作节点为最终协作节点。

具体的，收方(或发方)会根据所述数据传输速率级别的级别标识，选取级别最高的协作节点为预选协作节点。例如，根据前述说明，级别最高的在第一个微时隙中发送分组，则此时收方(或发方)可以在nMS1个微时隙中的第一个微时隙查看是否收到RH分组。若收到，并且第一个微时隙中的RH分组是发生碰撞的，说明存在多个以第一级速率发送分组的协作节点，最佳的协作节点可以从这几个预选协作节点中挑选出来。

为从多个协作节点中挑选一个最佳的协作节点作为最终协作节点，此时，收方(或发方)可以回复一个重试指示(Retry Indicator，简称RI)分组，在RI分组中指明由支持第一级速率的协作节点进入最高速率同级冲突分解阶段，竞争获取协作权。最高速率同级冲突分解阶段由nMS2个微时隙构成，该nMS2的确定方法如下：收方根据之前侦听各类分组所掌握的信道信息(前几次的数据传输过程中侦听到的RH分组中包含的可能的协作节点的地址以及这些可能的协作节点到收方速率等级的信息)维护一个表3所示收方协作表。

表3  收方协作表(包含了到收发的所有协作节点的速率信息)

收方每次侦听到RH分组之后，都及时将RH分组中反映的信息记录到协作表中，这样，协作表中的信息得到了及时的更新。收方将R_hd＝R_Gi的可能的协作节点归为一个集合

其中，

满足

并将这些集合记录添加到协作表中。在发送NACK，RNACK或RI分组之前，收方参考协作表中将要选择的那一速率级别的预选协作节点的个数的信息确定每一轮的微时隙个数nMS2的值。

例如，当处于某级速率(R_Gi)的协作节点个数

时，不妨将nMS2设为1；当

时，不妨将nMS2设为4；当

较大时，则可设

(其中，表示大于的最小整数)。

如果第一轮该级数据传输速率的所有协作节点在发送RH分组时均发生碰撞，即没有一个预选协作节点成功发送RH分组，则可通过RI分组将下一轮的nMS2在已设定的基础上加倍，从而减小了RH分组的碰撞，增大了RH分组发送成功的概率。有效地减少了发生竞争冲突的可能性，进行了协作节点发送分组间碰撞的完全分解。

接着，支持第一级速率的协作节点随机选择一个微时隙发送RH分组，发方(或收方)最早正确收到发送RH分组的那个协作节点胜出，成为最终的协作节点。在nMS2个微时隙结束后，并经过tIp(分组间间隔时间)，发方(或收方)回复一个协作确认(Relay ACK，简称RACK)分组，指定由哪个协作节点进行数据转发，再经过tIp后，该协作节点就开始以第一级速率RG1转发数据分组，目的节点成功接收并解码该数据分组后就回复一个ACK分组确认。

其中，最终的协作节点的确定是由收方在所有可能的协作节点在每一轮nMS2个微时隙中发送RH分组结束之后再发送RACK分组确定的，在收方载波侦听范围内的节点都可以获知这一信息，因此，最终确定的协作节点发送数据分组时可能的冲突就得到了有效的避免。

本实施例的快速协同接入控制方法，通过使得多个协作节点按照自身的级别在不同的微时隙内发送RH分组，避免了节点之间的冲突，大大提高了协作接入控制的效率；此外，快速协同接入控制方法由于采用了协作的形式，由所有可提供协作的节点中协作传输速率最高的节点帮助转发数据分组；该方法可以在保证数据传输正确率的同时能以最高的速率快速地进行协作传输，加快了数据传输速率，缩短时延并提高吞吐量，同时节省了一定的能量开销，相对现有的协作接入方法有较大的优势。

实施例二

图3为本发明快速协同接入控制方法实施例二的时序示意图，该图示出的情况是，收方(或发方)在nMS1个微时隙中的第一个微时隙收到了RH分组，并且该第一个微时隙中的RH分组没有发生碰撞。

若所述预选协作节点发送的RH分组未发生碰撞，则确定所述预选协作节点为最终协作节点；如图3所示，收方(或发方)在nMS1个微时隙中第一个微时隙收到了RH分组，并且第一个微时隙中的RH分组没有发生碰撞(即可以被正确接收并解码)的，说明仅存在一个以第一级速率发送分组的协作节点，该节点被选为最终的协作节点。不需要进入最高速率同级冲突分级阶段，收方(或发方)直接回复RACK指明协作节点，该协作节点就开始以第一级速率RG1转发数据分组，目的节点成功接收并解码该数据分组后就回复一个ACK分组确认。

本实施例的快速协同接入控制方法，通过使得多个协作节点按照自身的级别在不同的微时隙内发送RH分组，避免了节点之间的冲突，大大提高了协作接入控制的效率。

实施例三

图4为本发明快速协同接入控制方法实施例三的时序示意图，该图示出的情况是，收方(或发方)在nMS1个微时隙中的第一个微时隙没有收到RH分组，而在第二个微时隙或者以下的微时隙中收到了RH分组。

如果收方(或发方)在nMS1个微时隙中第一个微时隙没有收到RH分组，而在第二个微时隙及以下几个微时隙收到了RH分组，则说明不存在支持第一级速率转发的协作节点。

具体的，如果收方(或发方)收到的RH分组是发生碰撞不能正确解码的，则在RI分组中指明由第二级速率发送的协作节点进入最高速率同级冲突分解阶段，接下来的过程和实施例一相同。如果收方(或发方)收到的RH分组是没有碰撞可以正确解码的，则收方(或发方)回复RACK，直接指定发送该RH分组的速率为RG2的协作节点为最终协作节点，该协作节点就开始以第二级速率RG2转发数据分组，目的节点成功接收并解码该数据分组后就回复一个ACK分组确认(该过程和实施例二中的类似(见图3)，只是指定的发送速率不同)。如果第二级速率的协作节点也不存在，存在第三级及以下的协作节点，则指定由第三级的协作节点进行协作转发，过程和上面相同。只存在第四级速率的协作节点的情况也和上面所述过程相同。

本实施例的快速协同接入控制方法，通过使得多个协作节点按照自身的级别在不同的微时隙内发送RH分组，避免了节点之间的冲突，大大提高了协作接入控制的效率。

实施例四

图5为本发明快速协同接入控制方法实施例四的时序示意图一，该图示出的情况是，收方(或发方)在nMS1个微时隙内都没有收到RH分组。

若所述收方或者发方在所述数个第一微时隙内均未收到所述RH分组，则所述发方降低数据发送速率等级重新发送数据分组给收方，重复直至在所述数个第一微时隙内接收到所述RH分组；若不满足协作条件时仍未收到所述RH分组，则开始直传、

具体的，收方(或发方)在nMS1个微时隙都没有收到RH分组，说明不存在数据传输速率在前四级的满足协作条件协作节点。此时，发方则降低数据发送速率等级重新发送数据分组，加大数据的传输距离和可参与协作的节点的数目，以保证有满足条件的协作节点参与协作，提高数据传输质量。降级发送DATA分组后的过程和实施例一至三相同。

图6为本发明快速协同接入控制方法实施例四的时序示意图二，其示出了发方降级发送数据后仍没有满足条件的协作节点的情况，如图6所示，如果发方降级发送数据后仍没有满足条件的协作节点，收方发送一个请求直传(Request for Direct Transmission，简称RDT)分组，之后由发方采用自身到收方可支持的最高数据传输速率开始再次向收方发送数据分组，收方正确接收到数据分组后，回复ACK分组，从而结束此次数据分组的传输过程。

有关发方降低速率发送DATA分组给收方的过程，可以重复多次，直至找到合适发送速率的协作节点或限定重复次数(例如，限定重复次数为2)，直到不能满足协作条件时发送RDT分组指示采用直传方式。

图7为本发明快速协同接入控制方法实施例四的时序示意图三，其示出了第二微时隙中的RH分组都发生碰撞下的时序图。如图7所示，若所述第二微时隙内的RH分组仍旧发生碰撞，则将所述第二微时隙的数目加倍，指示所述预选协作节点再次随机选择微时隙发送所述RH分组进行竞争。在最高速率同级冲突分解阶段可能还存在协作节点发送的RH分组都发生碰撞的情况，说明协作节点比较多，冲突比较严重。此时需要将微时隙nMS2的值加倍，然后由发方(或收方)重新发送RI分组，各相应的满足条件的协作节点再次进入同级冲突分解阶段，直到有协作节点发送RH分组成功。然后再重复以上过程。

本实施例的快速协同接入控制方法，只是在发方降低速率等级后，仍然没有节点满足协作条件进行数据的转发，发方才采用收发双方间可支持的数据传输速率进行数据的直传；通过使得多个协作节点按照自身的级别在不同的微时隙内发送RH分组，避免了节点之间的冲突，大大提高了协作接入控制的效率。

实施例五

图8为本发明快速协同接入控制系统实施例的结构图，该系统可以执行本发明任意实施例所述的快速协同接入控制方法。如图8所示，该快速协同接入控制系统可以包括收方11、发方12和备选协作节点13；

其中，备选协作节点13，可以根据自身到收方支持的最高数据传输速率得到自身的数据传输速率级别；并根据所述数据传输速率级别，分别在与所述数据传输速率级别相对应的微时隙内发送RH分组，其中，所述RH分组中包括所述数据传输速率级别的级别标识，所述微时隙为由分组传递时间段分成的数个微时隙之一；

具体的，该备选协作节点13可以包括计算模块18和发送模块19。其中，计算模块18可以根据自身到收方支持的最高数据传输速率得到自身的数据传输速率级别；发送模块19可以根据所述计算模块得到的所述数据传输速率级别，分别在与所述数据传输速率级别相对应的微时隙内发送RH分组。

收方11或者发方12，可以确定首次接收到的发送所述RH分组成功的备选协作节点为最终协作节点，且所述最终协作节点的数据传输速率级别最高。

进一步的，收方11或者发方12可以包括预选模块14和竞争模块15；其中，

预选模块14，可以在由分组传递时间段分成的数个第一微时隙内收到所述RH分组，并选取所述RH分组中包括的所述级别标识最高的备选协作节点为预选协作节点；

竞争模块15，可以在若所述预选协作节点发送的RH分组未发生碰撞时，则确定所述预选协作节点为最终协作节点；若所述预选协作节点发送的RH分组发生碰撞，则指示所述预选协作节点在数个第二微时隙内随机选择微时隙发送所述RH分组进行竞争，确定首次接收的所述RH分组对应的预选协作节点为最终协作节点；

进一步的，竞争模块15，还可以在所述第二微时隙内的RH分组仍旧发生碰撞时，将所述第二微时隙的数目加倍，指示所述预选协作节点再次随机选择微时隙发送所述RH分组进行竞争。

进一步的，发方12还可以包括降级模块16和直传模块17；其中，

降级模块16，可以在若所述收方或者发方在所述数个第一微时隙内均未收到所述RH分组时，则所述发方降低数据发送速率等级重新发送数据分组给收方；

直传模块17，可以在若不满足协作条件时仍未收到所述RH分组，开始直传。

本实施例的快速协同接入控制系统，通过设置预选模块和竞争模块等，使得多个协作节点按照自身的级别在不同的微时隙内发送RH分组，避免了节点之间的冲突，大大提高了协作接入控制的效率；此外，快速协同接入控制系统由于采用了协作的形式，由所有可提供协作的节点中协作传输速率最高的节点帮助转发数据分组；该方法可以在保证数据传输正确率的同时能以最高的速率快速地进行协作传输，加快了数据传输速率，缩短时延并提高吞吐量，同时节省了一定的能量开销，相对现有的协作接入方法有较大的优势。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种快速协同接入控制方法，其特征在于，包括：

备选协作节点根据自身到收方支持的最高数据传输速率得到自身的数据传输速率级别；

所述备选协作节点根据所述数据传输速率级别，分别在与所述数据传输速率级别相对应的微时隙内发送RH分组；其中，所述RH分组中包括所述数据传输速率级别的级别标识；每一所述微时隙对应一个级别；

收方或者发方确定首次接收到的发送所述RH分组成功的备选协作节点为最终协作节点，且所述最终协作节点的数据传输速率级别最高；

其中，所述收方或者发方确定首次接收到的发送所述RH分组成功的备选协作节点为最终协作节点，包括：

所述收方或者发方在所述微时隙中的数个第一微时隙内收到所述RH分组，并选取所述RH分组中包括的所述级别标识最高的备选协作节点为预选协作节点；

若所述预选协作节点发送的RH分组未发生碰撞，则确定所述预选协作节点为最终协作节点；若所述预选协作节点发送的RH分组发生碰撞，则指示所述预选协作节点在数个第二微时隙内随机选择微时隙发送所述RH分组进行竞争，确定首次接收的所述RH分组对应的预选协作节点为最终协作节点。

2.根据权利要求1所述的快速协同接入控制方法，其特征在于，若所述第二微时隙内的RH分组仍旧发生碰撞，则将所述第二微时隙的数目加倍，指示所述预选协作节点再次随机选择微时隙发送所述RH分组进行竞争。

3.根据权利要求1所述的快速协同接入控制方法，其特征在于，在所述指示所述预选协作节点在数个第二微时隙内随机选择微时隙发送所述RH分组进行竞争，之前还包括：

当所述预选协作节点发送的RH分组发生碰撞时，根据所述预选协作节点的个数确定所述第二微时隙的个数。

4.根据权利要求1所述的快速协同接入控制方法，其特征在于，还包括：

若所述收方或者发方在所述数个第一微时隙内均未收到所述RH分组，则所述发方降低数据发送速率等级重新发送数据分组给收方，重复直至在所述数个第一微时隙内接收到所述RH分组；若不满足协作条件时仍未收到所述RH分组，则开始直传。

5.一种快速协同接入控制系统，其特征在于，包括：收方、发方和备选协作节点；

所述备选协作节点，用于根据自身到收方支持的最高数据传输速率得到自身的数据传输速率级别；并根据所述数据传输速率级别，分别在与所述数据传输速率级别相对应的微时隙内发送RH分组，其中，所述RH分组中包括所述数据传输速率级别的级别标识，所述微时隙为由分组传递时间段分成的数个微时隙之一；每一所述微时隙对应一个级别；

所述收方或者发方，用于确定首次接收到的发送所述RH分组成功的备选协作节点为最终协作节点，且所述最终协作节点的数据传输速率级别最高；

其中，所述收方或者发方包括：

预选模块，用于在由分组传递时间段分成的数个第一微时隙内收到所述RH分组，并选取所述RH分组中包括的所述级别标识最高的备选协作节点为预选协作节点；

竞争模块，用于若所述预选协作节点发送的RH分组未发生碰撞，则确定所述预选协作节点为最终协作节点；若所述预选协作节点发送的RH分组发生碰撞，则指示所述预选协作节点在数个第二微时隙内随机选择微时隙发送所述RH分组进行竞争，确定首次接收的所述RH分组对应的预选协作节点为最终协作节点。

6.根据权利要求5所述的快速协同接入控制系统，其特征在于，

所述竞争模块，还用于若所述第二微时隙内的RH分组仍旧发生碰撞，则将所述第二微时隙的数目加倍，指示所述预选协作节点再次随机选择微时隙发送所述RH分组进行竞争。

7.根据权利要求5所述的快速协同接入控制系统，其特征在于，所述发方还包括：

降级模块，用于若所述收方或者发方在所述数个第一微时隙内均未收到所述RH分组，则所述发方降低数据发送速率等级重新发送数据分组给收方；

直传模块，若不满足协作条件时仍未收到所述RH分组，则开始直传。

8.根据权利要求5所述的快速协同接入控制系统，其特征在于，所述备选协作节点包括：

计算模块，用于根据自身到收方支持的最高数据传输速率得到自身的数据传输速率级别；

发送模块，用于根据所述计算模块得到的所述数据传输速率级别，分别在与所述数据传输速率级别相对应的微时隙内发送RH分组。

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