CN102497654B

CN102497654B - 基于忙音和消除ack帧干扰的隐藏节点并发接收方法

Info

Publication number: CN102497654B
Application number: CN201110402669.XA
Authority: CN
Inventors: 姚明旿; 赵孟磊; 邱智亮; 王磊; 张海英; 刘吉龙
Original assignee: Xidian University
Current assignee: Xidian University
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: CN102497654A

Abstract

本发明公开了一种基于忙音和消除ACK帧干扰的隐藏节点并发接收的方法，主要解决现有技术中隐藏节点无法并发通信的问题。在主链路通信的过程中，当邻节点接收到CTS帧时，确定自身为隐藏节点；若此时有节点向它发送RTS帧，启动系统中的忙音发送/接收模块向它的发送节点发送一个持续的忙音信号以通知发送节点发送数据帧，该隐藏节点接收完数据帧后，向发送节点回复持续忙音信号；隐藏节点根据从CTS帧信息得到ACK帧，检测该隐藏节点在接收数据过程中是否受到了ACK帧的干扰，如果受到干扰，进行ACK帧消除，否则，不进行处理。本发明通过实现隐藏节点接收数据帧，提高了网络的并发度，进而提高了网络的吞吐量，可用于无线Ad hoc网络中。

Description

基于忙音和消除ACK帧干扰的隐藏节点并发接收方法

技术领域

本发明涉及无线通信网络领域，尤其涉及了一种利用忙音和ACK帧干扰消除实现隐藏节点并发接收数据帧的问题，用于解决无线Ad hoc网络中隐藏节点问题，提高通信的并发度。

背景技术

随着无线通信技术的发展及无线通信应用的普及，使得具有无中心、临时自组织、分布式控制等特点使得无线Ad hoc网络得到越来越广泛的使用，在无线Ad hoc网络中，媒质接入控制协议的好坏直接影响网络吞吐量、时延等性能指标，如何解决隐藏节点和暴露节点问题已成为提高网络性能的关键性问题。

隐藏节点是指在接收节点的通信范围内而在发送节点通信范围外的节点。当某发送节点发送数据时，由于隐藏节点在发送节点通信范围外，不能侦听到信道已被占用，便有可能发送数据，从而发生碰撞，使接收节点的数据不能正确接收。由隐藏节点引起的问题称为隐藏节点问题。如图1，当A和B通信时，节点C和节点F在节点A的侦听通信范围外，称C和F为隐藏节点，如果节点A在向节点B发送数据的过程中节点C在给节点D发送数据，则会在节点B处发生碰撞使B不能正确接收数据。

现有大多数MAC协议为了实现接收节点能够正确接收数据，采用了一些措施来抑制隐藏节点的出现，主要技术方案有以下两种：

(1)采用RTS/CTS握手机制，隐藏节点根据CTS帧中的NAV信息进行退避，从而保证数据节点能够正确接收数据。例如，IEEE802.11协议中提出的分布式协同机制DCF，采用RTS/CTS握手机制，该协议将采用物理载波侦听和虚拟载波侦听相结合来解决隐藏节点问题，实现接收节点正确接收数据。当发送节点有数据发送时，先侦听信道是否忙音，信道空闲时发送RTS帧，接收节点正确接收RTS帧后，回复一个CTS帧确认，邻节点侦听到有信号发送则认为信道忙，根据物理载波侦听和虚拟载波侦听中的NAV信息进行退避，从而保证接收节点能正确接收数据。但是由于节点的物理载波侦听距离比虚拟载波侦听距离远，所以处于物理载波侦听范围内而在虚拟载波侦听范围外的隐藏节点仍然会对接收节点的数据接收造成干扰，从而影响数据的正确接收，所以IEEE80.211没有完全解决隐藏节点问题。

(2)在RTS/CTS握手机制的基础上增加了忙音信号，用忙音来代替虚拟载波侦听，保证接收节点正确接收数据。例如DBTMA协议在握手机制的基础上增加了两个窄带忙音信号：发送忙音信号BTt和接收忙音信号BTr，来解决隐藏节点问题，实现数据的正确接收。当发送节点有数据发送时，先侦听信道是否空闲和是否有忙音信号BTr，如果信道空闲并且没有忙音信号BTr，则发送RTS帧；否则，进行退避；接收节点正确接收RTS帧后，回复CTS帧确认并发送一个持续的忙音信号BTr，来抑制隐藏节点通信，从而实现接收节点正确接收数据，以解决IEEE802.11协议中出现的处于物理载波侦听范围内而在虚拟载波侦听范围外的隐藏节点仍然会对接收节点的数据接收造成干扰的问题。

虽然上述方案虽然通过抑制隐藏节点通信实现了接收节点正确接收数据，但却由于隐藏节点被抑制而导致不能进行并发接收的问题，从而大大降低了网络空间的复用度，使网络的吞吐量也随之降低。

发明内容

本发明的目的是为了解决无线Ad hoc网络中隐藏节点不能并发接收的缺点，在现有的IEEE802.11协议的基础上，提出一种基于忙音和消除ACK帧干扰的隐藏节点并发接收方法，提高网络空间的复用度和吞吐量。

一、术语说明

MAC层：媒质接入控制层，ISO规定的网络分层结构中，链路层中负责物理媒质获取和使用的子层；

帧：链路层和物理层协议单元；

数据帧DATA：承载用户数据业务内容的链路层协议单元；

控制帧：承载信令信息，用于实现控制管理等任务的MAC层协议单元；

RTS/CTS/ACK：三种用于实现802.11无线网络媒质接入控制握手协议的控制帧，分别对应为发送请求帧、发送允许帧和接收确认帧，控制帧有固定的帧长和帧格式；

发送节点：发送数据帧的无线设备；

接收节点：接收数据帧的无线设备；

通信/会话：发送节点和目的节点间的一次数据帧收发；

忙音信号BT：单频正弦波信号。

二、一种基于忙音和消除ACK帧干扰的隐藏节点并发接收的系统，包括媒质接入控制模块、接收信号解析模块、天线、射频前端模块、模数转换器、数模转换器、MAC层帧提取模块、物理层帧形成模块、调制/编码模块和物理信道管理模块，其特征在于：

A.在媒质接入控制模块的一端双向连接有忙音发送/接收模块，用于根据忙音信道管理单元的控制信息产生、发送或终止忙音，根据指示接收和发送忙音，并将接收到的忙音信号的起止和持续时间等通知给忙音信道管理单元。

B.媒质接入控制模块，包括：

上层协议接口，用于从上层协议中接收数据分组，将其组装成MAC层帧后发送给发送协同单元，并从接收协同单元中收取接收到的MAC层帧，提取其中的数据分组发送给上层协议；

帧发送协同单元，用于根据媒质接入控制协议和其它功能单元的指令，实现MAC层帧发送时所必需的握手控制机制，控制帧发送单元发出控制帧和数据帧给外部的物理层帧形成模块；

帧发送单元，用于在帧发送协同单元、帧接收协同单元的控制下发送MAC层帧给外部的物理层帧形成模块；

帧接收协同单元，用于根据媒质接入控制协议和其它功能单元的指令，实现MAC层帧发送时所必需的握手控制机制，根据接收到的帧类型确定响应帧的类型和内容后发送给帧发送单元；

帧接收单元，用于从外部MAC层帧提取模块接收MAC层帧后及时提交给帧接收协同单元，根据接收到的帧的类型和发送持续时间字段通知信道管理单元更改接收和发送NAV定时器，并根据接收到的CTS帧指示ACK帧检测和消除单元设置或执行ACK帧检测；

物理信道管理单元，用于接收来自外部的射频前端模块的接收信号起始、信号功率等级指示，以及来自帧接收单元的NAV定时器更新指令，实现信道状态管理；

忙音信道管理单元，用于根据收到的来自外部忙音发送/接收模块的信号起止时刻来执行忙音信道状态管理，并与物理信道管理单元、帧发送、帧接收单元一起辅助实现并发信道接入控制；

退避管理单元，用于在发送不成功时执行退避，当退避定时器计时停止时通知发送协同单元再次发送相应帧；

ACK帧检测与消除控制单元，用于按照发送协同单元和接收单元的指示，根据CTS帧的内容预测主会话ACK帧的内容和到达时间，通知和控制外部的接收信号解析模块进行ACK帧检测和消除，并将结果反馈给帧发送协同单元或帧接收单元；

C.接收信号解析模块，包括：

数字信号缓存器，用于接收并缓存经模数转换之后的数字中频信号，并按照不同需求分别提供给解调/解码单元、ACK帧检测单元和ACK帧消除单元使用；

解调/解码单元，用于接收来自数字信号缓存器或者ACK帧消除单元的数字中频信号，对其进行解调/解码操作，从中获得数字基带信号并发送给外部的MAC层帧提取模块；

ACK帧检测单元，与外部媒质接入控制模块双向连接，用于根据外部媒质接入控制模块的指令，从接收到的数字信号序列中检测出ACK帧，并将结果返回给外部媒质接入控制模块和ACK帧消除单元；

ACK帧消除单元，与外部媒质接入控制模块中的ACK帧检测与消除控制单元单向连接，用于根据ACK帧检测与消除控制单元的指令，从接收到的数字信号序列中消除相应的ACK帧信号，并将消除ACK帧后的信号发送给解调/解码单元。

三、一种基于忙音和消除ACK帧干扰的隐藏节点并发接收的方法，包括如下步骤：

(1)主链路中的发送节点有数据需要发送时，根据当前信道忙与闲的情况确定是否发送数据，如果信道空闲，则发送一个发送请求帧RTS，否则，执行退避，直至发送节点发出RTS帧；

(2)主链路中的接收节点收到RTS帧后，如果信道空闲，回复一个发送允许帧CTS并等待接收数据；如果接收节点在接收RTS帧的时已收到邻节点的一个忙音信号，则丢弃RTS帧，进行退避；如果接收节点在接收RTS帧时收到一个CTS帧，丢弃RTS帧，进行退避；

(3)主链路中的发送节点及其接收节点的邻节点根据接收到的帧的类型确定自己所处的状态，若收到的是RTS帧，则确定自己是暴露节点；若收到的是CTS帧，则确定自己是隐藏节点，根据CTS帧中的信息得到接收节点发送ACK帧的开始时间、持续时间及其前导码序列信息；

(4)主链路中的发送节点正确接收到CTS帧后，发送数据帧，并等待接收ACK帧；

(5)主链路的接收节点发完CTS帧之后，某个次链路中的发送节点向一个隐藏节点发送了一个RTS帧，该隐藏节点向这个发送节点回复一个持续的带外忙音信号，等待接收数据帧；

(6)次链路中的发送节点发送完RTS帧后，收到一个带外忙音信号，确定次链路中的接收节点是能够接收数据帧的隐藏节点，此时次链路中的发送节点再向该隐藏节点发送数据帧，等待接收确认信息；

(7)主链路中发送节点及其接收节点执行RTS/CTS握手，在握手的过程中如果没有发现其它节点通信，则主链路中的接收节点无论是否收到带外忙音信号，都要在数据接收完后，向发送节点回复ACK帧；

(8)次链路中的接收节点从主链路中接收节点发的CTS帧中得到的ACK帧信息，检测次链路中的接收节点在接收数据帧的过程中是否受到了ACK帧的干扰：如果主链路中的ACK帧对次链路的数据帧接收造成干扰，则根据从主链路中接收节点发的CTS帧中得到的ACK帧信息，在ACK帧出现时刻执行ACK消除；否则，不进行处理；

(9)次链路中的接收节点在数据接收完成后，发送持续的带外忙音信号。

(10)主链路中的发送节点收到ACK帧，或者次链路中的发送节点收到了持续时间为T的忙音信号，则发送节点判断数据帧发送成功；否则，判断发送失败，返回步骤1，T为ACK帧持续时间与短帧间间隔时间之和。

本发明由于利用带外忙音信号来实现次链路中发送节点和隐藏接收节点的通信，并根据收到忙音的时间长度来确定通信是否成功；同时利用ACK帧检测与消除ACK帧对次链路中隐藏接收节点的数据帧接收所造成的干扰，从而实现了隐藏节点并发接收数据帧，提高了网络的空间复用度和网络吞吐量。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为ACK帧没有对隐藏节点数据帧接收造成干扰的时序图；

图3为ACK对隐藏节点数据帧接收造成干扰的时序图；

图4为本发明的系统结构框图；

图5为本发明系统中的媒质接入控制模块结构框图；

图6为本发明系统中的接收信号解析模块结构框图；

图7为本发明的总流程图；

图8为本发明ACK帧消除子流程图。

具体实施方式

为使本发明目的、技术方案更加清楚明白，以下参照附图对本发明进行进一步的详细说明。

参照图1，本发明的技术原理如下：

设A与B之间的通信为主链路过程，C与D之间的通信为次链路过程，节点A与节点B的RTS/CTS握手成功后，节点C和节点F收到了节点B发的CTS，确定自己是隐藏节点，此时节点C接收到了节点D的RTS帧，节点C向节点D回复一个持续带外忙音信号，节点D接收到节点C的忙音信号，知道节点C是能够接收数据帧的隐藏节点，节点D向节点C发送数据帧，节点C接收完数据帧后，继续向节点D回复持续的带外忙音信号。如果节点B先于节点C完成数据帧接收，节点B发的ACK帧对节点C的数据帧接收造成了干绕，如图2所示，因此要在系统中增加ACK帧检测和ACK帧的干扰消除功能，以消除节点B发的ACK帧对节点C的数据接收所造成的干扰；否则，节点C先于节点B完成数据帧接收，节点C向节点D回复的带外忙音信号不会对节点B的数据帧接收造成干扰，如图3，从而实现隐藏节点C并发接收数据帧。

参照图4，本发明的系统包括：媒质接入控制模块10、MAC层帧提取模块20、信号解析模块30、模数转换器40、射频前端模块50、数模转换器60、调制/编码模块70、物理层帧形成模块80、忙音发送/接收模块90、物理信道管理模块100和天线。其中：

媒质接入控制模块10、物理层帧形成模块80、调制/编码模块70、数模转换器60和射频前端模块50依次单向连接，构成数据发送通道；射频前端模块50、模数转换器40、接收信号解析模块30、MAC层帧提取模块20和媒质接入控制模块10依次单向连接，构成数据接收通道。射频前端模块50与物理信道管理模块110双向连接传输控制信息与通知消息；物理信道管理模块100与媒质接入控制模块10单向连接，向媒质接入控制模块通知信道状态；忙音发送/接收模块90与媒质接入控制模块10双向连接，将接收到的忙音信号的起止和持续时间传送给媒质接入控制模块10中的忙音信道管理单元108，并接收忙音信道管理单元的指令发送或者接收忙音信号；媒质接入控制模块10与接收信号解析模块30双向连接，媒质接入控制模块将控制指令和相关信息传送给接收信号解析模块，接收信号解析模块进行处理后，将处理结果反馈给媒质接入控制模块；射频前端模块50与天线双向连接，接收和发送无线信号；忙音发送/接收模块90与天线双向连接，接收和发送忙音信号。

当媒质接入控制模块10接收到上层的数据帧后，将数据分组组装成MAC层帧传送给物理层帧形成模块80，该物理层形成帧模块将收到的MAC层帧通过增加帧开始时间和帧的前导码序列这些必要的帧信息，将物理层帧传送给调制/编码模块70；调制/编码模块70将收到的物理层帧信息进行调制与编码，形成数字信号，然后将数字信号传送给数模转换器60；数模转换器60将数字信号变换成模拟信号，将经数模转换后的模拟信号传送给射频前端模块50；射频前端模块将收到的模拟信号进行变频、滤波和放大形成射频信号；媒质接入控制模块10中的忙音信道管理单元108与物理信道管理模块共同进行信道管理；最后，将来自忙音发送/接收模块的忙音和来自射频前端的射频信号叠加后通过过天线发出。

射频前端模块50收到来自天线的高频无线信号后，对高频信号进行变频和放大，形成模拟中频信号，并将生成的模拟中频信号传送给模数转换器40，通过该模数转换器将模拟中频信号转换成数字中频信号；同时射频前端模块50将射频信号的信号功率和起止时间传送给物理信道管理模块100，物理信道管理模块100将收到的信号功率和起止时间转换成载波侦听信息传送给媒质接入控制模块10；模数转换器40将经过模数转换后的数字中频信号传送给信号接收解析模块30，信号接收解析模块30在媒质接入控制模块10的控制下对接收的数字中频信号进行ACK帧检测、ACK帧消除和解调/解码，并将中间结果传送给媒质接入控制模块10；信号接收解析模块30将经解调/解码后的信号传送给MAC层帧提取模块20，并从该MAC层帧提取模块中提取出控制帧和数据帧，传送给媒质接入控制模块10；忙音发送/接收模块接收到来自天线的忙音信号后，将收到忙音信号的开始时间及持续时间传送给媒质接入控制模块10中的忙音信道管理单元108。

参照图5，本发明的媒质接入控制模块10，包括：上层协议接口101、帧发送协同单元102、帧发送单元103、帧接收协同单元104、帧接收单元105、退避管理单元106、物理信道管理单元107、忙音信道管理单元108和预期帧检测与消除控制单元109。其中上层协议接口101单向连接到发送协同单元102，发送协同单元102单向连接到帧发送单元103，103单向连接到外部物理层帧形成模块80，构成上层协议的数据帧发送通道。帧接收单元105与外部MAC层帧提取模块20单向连接，并单向连接到帧接收协同单元104，该帧接收协同单元单向连接到上层协议接口101，构成去往上层协议的数据帧接收通道。帧接收协同单元104与帧发送单元103单向连接，根据接收到的帧类型通知103发出相应的控制帧。退避管理单元106单向连接到发送协同单元102和物理信道管理单元107，根据退避算法执行退避以及更改信道状态管理信息。帧接收单元105单向连接到物理信道管理单元106，根据接收到的帧中发送持续时长字段和类型设置相应NAV定时器。物理信道管理单元107同时与外部的物理信道管理模块100单向连接，接收来自该物理信道管理模块的物理载波侦听结果。忙音信道管理单元108与帧协接收协同单元104、帧发送协同单元102和外部的忙音发送/接收信道模块90双向连接，根据收到的来自外部忙音发送/接收模块的信号起止时刻与帧发送协同单元和帧接收协同单元的指令来执行忙音信道状态管理；ACK帧检测与消除控制单元109分别与接收信号解析模块30、帧发送协同单元102和帧接收单元105双向连接，控制接收信号解析模块执行检测与消除并接收执行的结果，接收来自发送协同单元和帧接收单元的ACK帧检测与消除请求，并将执行结果返回给帧发送协同单元和帧接收单元。

参照图6，本发明的信号解析模块30，包括：数字信号缓存301、ACK帧检测单元302、ACK帧消除单元303和解调/解码单元304。数字信号缓存301与外部模数转换器40单向连接，接收并缓存来自模数转换器的中频数字信；同时数字缓存器301还与ACK帧检测单元302、ACK帧消除单元303及解调/解码单元304单向连接，当需要进行ACK帧检测与消除时，则把接收到的数字信号传给ACK帧检测单元302和ACK帧消除单元303，当不需要进行ACK帧检测与消除，则把信号直接送给解调/解码单元304；ACK帧检测单元与媒质接入控制模块10中的ACK帧检测与消除控制单元109双向连接，用于向ACK帧检测与消除控制单元发送检测请求，并接收ACK帧检测与消除控制单元的反馈结果，ACK帧检测单元302与ACK帧303单向连接，将ACK帧检测单元中的检测结果传递给ACK消除单元；ACK帧消除单元303与媒质接入控制模块10中的ACK帧检测与消除控制单元109单向连接，接收ACK帧检测与消除控制单元发送的ACK帧消除请求并进行ACK帧消除，将消除ACK帧后的信号传送给解调/解码单元304；解调/解码单元对收到的信号进行解调和解码，并将解调和解码后的信号传送给外部的MAC层帧提取模块单向连接；

参照图7，本发明基于忙音和消除ACK帧干扰的隐藏节点并发接收的方法，包括如下步骤：

步骤1，当主链路中的发送节点有数据需要发送时，根据当前信道忙与闲的情况确定是否发送数据，如果信道空闲，则发送一个发送请求帧RTS，否则，执行退避，直至发送节点发出RTS帧。

步骤2，主链路中的接收节点收到RTS帧后，如果信道空闲，回复一个发送允许帧CTS并等待接收数据；如果接收节点在接收RTS帧的时已收到邻节点的一个带外忙音信号，则认为信道忙，丢弃RTS帧，进行退避，该带外忙音信号为单频正弦波信号；如果接收节点在接收RTS帧时收到一个CTS帧，则认为信道忙，丢弃RTS帧，进行退避。

步骤3，主链路中的发送节点及其接收节点的邻节点根据接收到的帧的类型确定自己所处的状态，若收到的是RTS帧，则确定自己是暴露节点；若收到的是CTS帧，则确定自己是隐藏节点，根据CTS帧中的信息得到接收节点发送的ACK帧信息，该ACK帧信息包括，发送ACK帧的开始时间、持续时间、前导码序列、帧格式及帧内容。

步骤4，主链路中的发送节点接收到CTS帧后，发送数据帧，并等待接收ACK帧。

步骤5，主链路的接收节点发完CTS帧之后，若次链路中的某个发送节点向一个隐藏节点发送了一个RTS帧，该隐藏节点则向这个发送节点回复一个持续的带外忙音信号，等待接收数据帧。

步骤6，次链路中的发送节点发送完RTS帧后，收到一个持续的带外忙音信号，确定次链路中的接收节点是能够接收数据帧的隐藏节点，此时次链路中的发送节点再向该隐藏节点发送数据帧，等待接收确认信息；

带外忙音信号的持续时间：T₂＝t_s+T_CTS，其中t_s为短帧间间隔时间，T_CTS为发送CTS帧持续的时间。

步骤7，主链路中发送节点及其接收节点执行RTS/CTS握手，在握手的过程中如果没有发现其它节点通信，则主链路中的接收节点无论是否收到带外忙音信号，都要在数据接收完后，向发送节点回复ACK帧。

步骤8，次链路中的接收节点根据主链路中的CTS帧信息，得到ACK帧信息，并检测次链路中的接收节点在接收数据帧的过程中是否受到了ACK帧的干扰：

参照图8，本步骤的具体实现如下：

(8a)ACK帧检测单元接收经数字化后的中频信号，先向ACK帧检测与消除控制单元发送请求，在收到应答后，预设ACK帧起始时刻和相关信息；

(8b)ACK帧检测单元在ACK帧起始时刻附近，根据从CTS帧中得到的ACK帧前导码序列与接收信号进行滑动相关运算，若在ACK帧起始位置附近，滑动相关运算的值明显大于ACK起始位置之前和之后的相关运算值，出现相关峰，则认为ACK帧对数据接收造成了干扰；否则，检测失败；

(8c)ACK帧检测单元将检测结果传送给ACK帧消除单元和ACK帧检测与消除控制单元，ACK帧检测与消除控制单元收到检测结果，判断是否进行需要进行ACK帧消除，如果需要进行ACK帧消除，向ACK帧消除单元发送消除请求；否则，不进行处理；

步骤9，如果主链路中的ACK帧对次链路中接收节点的数据帧接收造成了干扰，则在ACK帧出现时刻执行ACK消除；否则，不进行处理；

消除步骤如下：

(9a)ACK帧消除单元根据收到的ACK的相关信息和信道参数信息，生成一个ACK帧副本；

(9b)ACK消除单元收到消除请求后，从收到的中频数字信号中减去ACK帧副本，从而消除ACK帧对次链路中接收节点的数据帧接收造成的干扰，并将得到的无干扰中频数字信号交给解调/解码单元。

步骤10，次链路中的接收节点在数据接收完成后，发送持续的带外忙音信号。

步骤11，主链路中的发送节点收到ACK帧，则判为主链路中的发送节点数据帧发送成功，否则，判断发送失败，返回步骤1；次链路中的发送节点收到了持续时间为T₃的忙音信号后，则判为次链路中的发送节点数据帧发送成功，否则，判断发送失败，返回步骤1，这里忙音信号持续时间：T₃＝t_s+T_ACK，其中t_s为短帧间间隔时间，T_ACK为发送ACK帧持续的时间。

Claims

1.一种基于忙音和消除ACK帧干扰的隐藏节点并发接收的系统，包括媒质接入控制模块、接收信号解析模块、天线、射频前端模块、模数转换器、数模转换器、MAC层帧提取模块、物理层帧形成模块、调制/编码模块和物理信道管理模块，其特征在于：

A.在媒质接入控制模块的一端双向连接有忙音发送/接收模块，用于根据忙音信道管理单元的控制信息产生、发送或终止忙音，根据指示接收和发送忙音，并将接收到的忙音信号的起止和持续时间通知给忙音信道管理单元；

B.媒质接入控制模块，包括：

上层协议接口，用于从上层协议中接收数据分组，将其组装成MAC层帧后发送给帧发送协同单元，并从帧接收协同单元中收取接收到的MAC层帧，提取其中的数据分组发送给上层协议；

退避管理单元，用于在发送不成功时执行退避，当退避定时器计时停止时通知帧发送协同单元再次发送相应帧；

ACK帧检测与消除控制单元，用于按照帧发送协同单元和帧接收单元的指示，根据CTS帧的内容预测主会话ACK帧的内容和到达时间，通知和控制外部的接收信号解析模块进行ACK帧检测和消除，并将结果反馈给帧发送协同单元或帧接收单元；

C.接收信号解析模块，包括：

2.一种基于忙音和消除ACK帧干扰的隐藏节点并发接收的方法，包括如下步骤：

(1)主链路中的发送节点有数据需要发送时，根据当前信道忙与闲的情况确定是否

发送数据，如果信道空闲，则发送一个发送请求帧RTS，否则，执行退避，直至发送节点发出RTS帧；

(2)主链路中的接收节点收到RTS帧后，如果信道空闲，回复一个发送允许帧CTS并等待接收数据；如果接收节点在接收RTS帧的时已收到邻节点的一个忙音信号，则认为信道忙，丢弃RTS帧，进行退避；如果接收节点在接收RTS帧时收到一个CTS帧，则认为信道忙，丢弃RTS帧，进行退避；

(4)主链路中的发送节点接收到CTS帧后，发送数据帧，并等待接收ACK帧；

(9)次链路中的接收节点在数据接收完成后，发送持续的带外忙音信号；

3.根据权利要求2所述的基于忙音和消除ACK帧干扰的隐藏节点并发接收的方法，其中所述的持续的带外忙音信号，是一个单频正弦波信号。

4.根据权利要求2所述的基于忙音和消除ACK帧干扰的隐藏节点并发接收的方法，其中步骤(8)所述的检测次链路中的接收节点在接收数据帧的过程中是否受到了ACK帧的干扰，按如下步骤进行：

(8b)ACK帧检测单元在ACK帧起始时刻附近，根据从CTS帧中得到的ACK帧前导码序列与接收信号进行滑动相关运算，若在ACK帧起始位置附近，滑动相关运算的值明显大于ACK起始位置之前和之后的相关运算值，出现相关峰，则认为ACK帧对数据接收造成了干扰；否则，不存在ACK帧干扰；

(8c)ACK帧检测单元将检测结果传递给ACK帧消除单元和ACK帧检测与消除控制单元，ACK帧检测与消除控制单元根据收到的检测结果，判断是否进行需要进行ACK帧消除，如果需要进行ACK帧消除，向ACK帧消除单元发送消除请求；否则，不进行处理。

5.根据权利要求2所述的基于忙音和消除ACK帧干扰的隐藏节点并发接收的方法，其中步骤(8)所述的如果主链路中的ACK帧对次链路的数据帧接收造成干扰，则根据从主链路中接收节点发的CTS帧中得到的ACK帧信息，在ACK帧出现时刻执行ACK消除，按如下步骤进行：

(8d)ACK帧消除单元根据收到的ACK的相关信息和信道参数信息，生成一个ACK帧副本；

(8e)ACK消除单元收到ACK帧检测与消除控制单元的消除请求后，从收到的中频数字信号中减去ACK帧副本，从而消除主链路中的ACK帧对次链路的数据帧接收造成的干扰，将得到的无干扰中频数字信号交给解调/解码单元。