CN102665287B - 一种结合协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种结合协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法，包括以下步骤：第1步：分配正交叠加导频序列给请求接入的节点：当节点首次请求接入到网络中时，选择一个正交叠加导频序列分配给请求接入的节点，该正交叠加导频序列作为节点的身份识别和信道估计；第2步：退避接入信道：当网络中的节点有数据包需要发送时，侦听信道：当侦听发现信道的空闲期持续了一个分布式帧间的间隔长度时，则该节点进行倒计时退避；第3步：发送数据包：对第二步需要发送数据包的节点，利用协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法发送数据包。该指数退避多址接入方法具有高吞吐量、高可靠性和高能效，并且具有良好的突发业务处理能力。

Description

一种结合协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法
技术领域
本发明涉及一种无线网络中媒体接入控制方法，具体来说，涉及一种结合协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法。
背景技术
现阶段，人们工作和生活方式的不断信息化使得信息通信尤其是网络通信的量和速率持续增长。在通信服务系统的体系中，通过热点进行多址接入的无线局域网必将被更广泛地应用。媒体接入控制（MAC）技术是网络提供又好又快的数据服务的关键所在。媒体接入技术通常分为固定分配如时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）和码分多址（CDMA），按需分配和随机竞争如ALOHA系列。随机竞争接入协议因其工作方式与人们在特定区域实现便捷、高效的热点接入通信的过程和特点相吻合，具有很好的应用空间。WiFi的良好发展情况就说明了这一点。相比于ALOHA系列的随机竞争接入协议， IEEE802委员会开发的IEEE802.11可以在同等条件下获得更高的吞吐量。所以对其相对应的指数退避接入方法进行改进优化具有较高的应用价值。
IEEE802.11采用的二进制指数退避来完成信道接入的过程，当节点有数据需要传输时，它侦听信道，若侦听确定信道持续空闲一个分布式帧间间隔时间，则随机地从初级竞争窗口中选取一个随机的时隙数进行退避。如果节点在退避的过程中侦听到信道进入忙状态，则暂停退避过程直到重新检测到信道空闲持续一个分布式帧间间隔时间长度则重启退避过程。当节点退避到0时，发送数据，如果数据发生碰撞，则节点重新在窗口大小为上一次的两倍的窗口中选取一个随机数重新进行退避。IEEE802.11有两种信道接入模式：1）基本接入(DATA-ACK)；2）四步握手（RTS-CTS-DATA-ACK）。它们之间的区别就是四步握手机制在基本机制的基础上，节点在发送数据前发送一个RTS信号以请求接入信道，接入节点发送一个CTS信号以告之源节点已准备好接收。当数据包的长度达到一定值时，通过这两个控制信号来减小节点出错的代价。因为如果数据包长度较大时，在基本机制的条件下，节点发生冲突则无效的冲突数据传输将大大浪费频谱资源从而降低吞吐量。但是，如果节点数据包的长度较小时，RTS信号和CTS信号的相对开销就变大,四步握手机制的吞吐量就会小于基本机制的吞吐量。
网络辅助分集多址接入（NDMA）是由Michail K. Tsatsanis， Ruifeng Zhang和Subrata Banerjee等人在2000年的IEEE 信号处理学报的第48卷第3期中第702到711页提出的一种利用网络中节点对冲突信号的协同传输获得分集特性，然后利用信号分离技术解决数据包冲突的方法。通过对冲突的数据包进行再利用，可以大大提升吞吐量和时延性能等。但是，NDMA技术的应用有两个重要困境：1）冲突节点数一般通过估计获得，易出错；2）当冲突节点的个数较多时，因为信道相关度或质量问题，出现不满秩的情况就不能正确解析，就算此时矩阵满秩，计算的复杂度也很高。经过对现有相关技术的文献的检索发现，大部分NDMA的设计分析都是结合时隙ALOHA协议来进行的。如2002年发表在IEEE 通信学报第50卷第1期的146到154页发表的“Collision Resolution in Packet Radio Networks Using Rotational Invariance Techniques”和第50卷第4期第623-632页的“Network-Assisted Diversity Multiple Access in Dispersive Channels”。但是时隙ALOHA协议在处理突发业务和高负载业务时，发生冲突的概率大，NDMA的这两个困境便更加凸显出来。鉴于指数退避的竞争接入策略所具有的良好冲突避免能力，在该策略下，能够通过结合进一步地MAC设计有效应对NDMA的两个重要困境。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供了一种结合协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法，该指数退避多址接入方法具有高吞吐量、高可靠性和高能效，并且具有良好的突发业务处理能力和高负载运行能力。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种结合协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法，该接入方法包括以下步骤：
第1步：分配正交叠加导频序列给请求接入的节点：当节点首次请求接入到网络中时，从正交叠加导频序列库中选择任意一个正交叠加导频序列分配给请求接入的节点，该正交叠加导频序列作为节点的身份识别和信道估计；当正交叠加导频序列库中的正交导频序列分配完毕时，拒绝该节点接入到网络中；其中，正交叠加导频序列库为                                               
Figure DEST_PATH_IMAGE002AA
，
Figure DEST_PATH_IMAGE004AA
为正交叠加导频序列，
Figure DEST_PATH_IMAGE006AA
，为正整数； 
第2步：退避接入信道：当网络中的节点有数据包需要发送时，侦听信道：当侦听发现信道的空闲期持续了一个分布式帧间的间隔长度时，则该节点就在
Figure DEST_PATH_IMAGE010AA
中随机地选择一个整数值，作为该节点的退避竞争接入倒计时初值, 然后进行倒计时退避；在退避的过程中，如果侦听到信道进入忙状态，则暂停当前退避过程，直至侦听到下一个分布式帧间的间隔长度的信道空闲期后，才重新开启退避；倒计时退避持续到该退避竞争接入倒计时初值退避为0，便进入第三步；
Figure DEST_PATH_IMAGE012AA
是二进制指数退避接入的初始窗口大小；
第3步：发送数据包：对第二步需要发送数据包的节点，利用协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法发送数据包。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1. 信道利用率高。对冲突信号进行再利用，提升了频谱效率，能获得更高的吞吐量。协议对于碰撞的情况是直接应对的，在无碰撞的时候，没有额外的频谱资源用于控制信息的交互。本发明提供的接入方法所能达到的吞吐量性能比RTS/CTS机制提升了约8%-15%，比基本机制提升了约20%-39%，提升的幅度都很大。
2. 可靠性好。一方面，通过协同获得网络中其它节点的空间分集增益，物理传输的可靠性更好，正确率更高。另一方面，退避接入策略所获得的低碰撞概率使得NDMA的冲突解析更简捷，更可靠。
3. 能效好。该协议是基于基本的退避策略而设计的，相对于四步握手机制，它节约了同等条件下用于RTS/CTS的能耗和频谱资源而又同时保持了吞吐量的提升。虽然它应用了新的控制帧如HTS，NHTS等，但是它们属于非固定的、应对式的开销。本发明提供的接入方法平均每比特数据发送能耗低于IEEE802.11b的基本机制和RTS/CTS机制，且随着活动有数据要发送的节点数量的上升，本发明提供的接入方法的能效性优势越来越明显。
4. 易实现。协议设计为截短的解析方式，当检测发现冲突节点个数多时（概率低），放弃此次冲突信号，直接退避，进入正常通信。NDMA的解析系统设计得更为简便高效。
附图说明
图1 为本发明的流程图。
图2为本发明的方法中直传成功流程图。
图3 为本发明的方法中直传失败并协同传输流程图。
图4 为本发明的方法的两源节点碰撞并利用NDMA解析流程图。
图5 为本发明中的数据帧结构图。
图6 为本发明中NACK、NHTS、HTS帧的控制帧头结构图。
图7为本发明中NACK帧的结构图。
图8为本发明中NHTS帧的结构图。
图9 为本发明中HTS帧的结构图。
图10为吞吐量性能对比仿真试验结果图。
图11 为能效性能对比仿真试验结果图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。
如图1至图4所示，本发明的一种结合协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法，该接入方法包括以下步骤：
第1步：分配正交叠加导频序列给请求接入的节点：当节点首次请求接入到网络中时，从正交叠加导频序列库中选择任意一个正交叠加导频序列分配给请求接入的节点，该正交叠加导频序列作为节点的身份识别和信道估计；当正交叠加导频序列库中的正交导频序列分配完毕时，拒绝该节点接入到网络中；其中，正交叠加导频序列库为
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAA
，为正交叠加导频序列，
Figure DEST_PATH_IMAGE006AAA
，
Figure DEST_PATH_IMAGE008AAA
为正整数。如图5所示，发送数据帧结构由正交叠加导频序列和数据组成。 
第2步：退避接入信道：当网络中的节点有数据包需要发送时，侦听信道：当侦听发现信道的空闲期持续了一个分布式帧间的间隔长度时，则该节点就在
Figure DEST_PATH_IMAGE010AAA
中随机地选择一个整数值，作为该节点的退避竞争接入倒计时初值, 然后进行倒计时退避；在退避的过程中，如果侦听到信道进入忙状态，则暂停当前退避过程，直至侦听到下一个分布式帧间的间隔长度的信道空闲期后，才重新开启退避；倒计时退避持续到该退避竞争接入倒计时初值退避为0，便进入第三步；
Figure DEST_PATH_IMAGE012AAA
是二进制指数退避接入的初始窗口大小；
第3步：发送数据包：对第二步需要发送数据包的节点，利用协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法发送数据包。
在第3步中，协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法包括以下过程：
网络中所有源节点的邻居节点和接入节点对源节点发送的数据信号进行侦听，结果有三种情形：
第一种情形：当接入节点通过侦听发现，仅有一个节点发送数据包，且接入节点成功接收到该数据包时，接入节点在接收完数据包后，反馈成功接收信号给所有节点，同时，所有正确接收到该数据包的邻居节点丢弃该数据包；
第二种情形：当接入节点通过侦听发现，仅有一个节点发送数据包，而接入节点没有正确接收该数据包时，接入节点发送错误接收信号给所有节点，该错误接收信号中包含源节点到接入节点的信道增益
Figure DEST_PATH_IMAGE014A
，网络中所有其他节点停止发送自己的数据包，系统启动协同重传。
错误接收信号的控制帧头结构如图6所示，图中的“版本”和“类型”都是根据IEEE802.11标准中关于控制信号的规定而设定的，可以在上述标准定义的预留空间0000-1001中任选一个用于表示“子类型”。错误接收信号的数据帧结构如图7所示，在该帧中，“持续时间”和“校验码”的定义都和IEEE802.11标准中的相同，新定义的“接收节点所获得的信道质量信息”存储于该帧原来IEEE802.11的地址存储域中。
上述第二种情形包括以下步骤301至303：
步骤301：网络中正确接收该数据包的侦听节点
Figure DEST_PATH_IMAGE016AA
利用接收到的错误接收信号，对接入节点到侦听节点
Figure DEST_PATH_IMAGE018AA
的信道增益进行估计，得到信道增益
Figure DEST_PATH_IMAGE020A
；
步骤302：源节点和所有的正确接收源数据包的节点设定一个倒计时初始值
Figure DEST_PATH_IMAGE022A
，
Figure DEST_PATH_IMAGE024A
，为一个固定的时间长度，
Figure DEST_PATH_IMAGE028A
为接入节点到侦听节点
Figure DEST_PATH_IMAGE018AAA
的信道增益；最先完成倒计时的节点发送一个帮助发送信号给所有节点，其它成功译码的节点侦听到帮助发送信号后就立刻暂停其倒计时，该最先完成倒计时的节点成为中继节点，中继节点重新传送之前接收并成功译码的源节点数据包。
在步骤302中，帮助发送信号的控制帧头格式如图6所示，它的控制帧头的子类型从0000-1001中选取一个区别于错误接收信号已定义的值加以定义。它的发送帧结构如图9所示。帮助发送信号包含中继节点译码的源节点到自身的信道增益。帮助发送信号包含中继节点译码的源节点到自身的信道增益，以便接入节点能够通过接收帮助发送信号获得各源节点到中继节点的信道增益，进而进一步地解析冲突信号。这样可以处理多源节点发送冲突下的解析问题。同时，它还包括中继的地址。
步骤303：如果接入节点正确接收到重新传送的数据包，则发送成功接收信号，通知各节点该数据包被正确接收，所有节点在收到成功接收信号后，丢弃该数据包，继续新的数据包的传输；
如果接入节点仍无法正确接收重新传送的数据包，且重新传送数据包的次数没有到达上限，则接入节点反馈错误接收信号，并返回步骤301，直至该数据包被正确接收；
如果重新传送数据包的次数到达上限，且接入节点仍无法正确接收重新传送数据包，则接入节点反馈错误接收信号，所有节点丢弃该数据包，进行新的数据包传送。
第三种情形：当接入节点通过侦听发现，有两个或两个以上的节点发送数据包时，系统发生冲突，所有侦听节点通过对叠加在物理层成帧的数据信息上的正交叠加导频序列进行信道估计，获得多个同时发送的源节点到该侦听节点传输的信道数量
Figure DEST_PATH_IMAGE030AAAA
及对应的信道增益，
Figure DEST_PATH_IMAGE032AAAAAAA
表示源节点到侦听节点
Figure DEST_PATH_IMAGE016AAA
的信道增益。
上述的第三种情形包括以下步骤311和312：
步骤311：如果接入节点成功估计的信道数
Figure DEST_PATH_IMAGE030AAAAA
大于，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE038AA
是重新传送数据包的最大次数，则发送一个拒绝帮助传输信号，放弃中继节点的协同，进而放弃对本次冲突信号的解析，所有节点接收到该拒绝帮助传输信号后，丢弃所接收的冲突数据包信号，并进入到新的数据包的传送；拒绝帮助传输信号的控制帧头结构如图6所示它的控制帧头的子类型从0000-1001中选取一个区别于错误接收信号和帮助传输信号定义的值加以定义。它的发送帧结构如图8所示，其中的“持续时间”可以参考IEEE802.11的数据帧格式中“Duration”的定义，“发送节点地址”便是接入节点的地址。
如果接入节点成功估计的信道数
Figure DEST_PATH_IMAGE030AAAAAA
小于或者等于
Figure DEST_PATH_IMAGE036AAA
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE038AAA
是重新传送数据包的最大次数，则接入节点发送一个错误接收信号,该错误接收信号包含接入节点译码所获得的各到接入节点的信道增益
Figure DEST_PATH_IMAGE040AAA
，所有候选中继节点接收到该错误接收信号后，保存接收到的冲突数据包，候选中继节点在译码冲突信号的信道后，进行中继身份的竞争，候选中继节点是指接收到冲突信号的除源节点和接入节点以外的节点；最先完成倒计时的节点为中继节点，该中继节点发送一个帮助发送信号给所有节点，该帮助发送信号中包含中继节点译码的源节点到自身的信道增益值
Figure DEST_PATH_IMAGE032AAAAAAAA
，其它节点侦听到该帮助发送信号后就立刻暂停其倒计时，接入节点接收到该帮助发送信号后，从帮助发送信号中提取
Figure DEST_PATH_IMAGE032AAAAAAAAA
；中继节点去掉之前接收信号的叠加导频，用中继节点所分配的正交叠加导频序列和冲突数据成帧并发送给接入节点，进入步骤312；
在
Figure DEST_PATH_IMAGE040AAAA
中，j表示源节点，a表示接入节点，在
Figure DEST_PATH_IMAGE032AAAAAAAAAA
中，j表示源节点，i表示侦听节点。候选中继节点可以根据、
Figure DEST_PATH_IMAGE030AAAAAAA
和设定一个倒计时初值，进行中继身份的竞争。
步骤312：接入节点接收中继节点发送的冲突信号，并进行信道估计，如果接入节点收集到的冲突包总数等于或大于接入节点译码所得信道总数时，接入节点结合以往接收到的冲突信号及其对应的信道状态信息还原冲突的源信号；如果接入节点成功解析所有冲突信号，则针对每一个源节点分别按照源节点最初接入网络的顺序发送一个成功接收信号，源节点和候选中继节点接收到成功接收信号后进入新的数据包传送周期；
如果接入节点未成功将所有的源节点译码，并且重新传送的次数还没有到达最大重新传送的次数，则接入节点发送一个错误接收信号，候选中继节点继续进行选择和重新传送；
如果接入节点在到达最大重新传送的次数时，只成功译码部分源节点信号，则接入节点先按源节点最初接入网络的顺序逐一发送成功接收信号给成功译码数据的源节点，这些源节点接收到成功接收信号后进入新的数据包传送过程，接入节点在发送完成功接收信号后，发送一个错误接收信号，所有未接收到成功接收信号的源节点和候选中继节点接收到该错误接收信号后，将之前发送的数据包丢弃，然后进入新的数据包传送过程。 
本发明提供的接入方法将退避信道接入技术、协同通信技术和网络辅助分集多址结合，在利用协同通信技术的优异数据传输能力的同时，将退避信道接入技术的冲突减弱能力和网络辅助分集多址接入技术的冲突信号解析能力相结合以提升信道接入的效率，最终达到提高网络吞吐量和数据发送能效的目的。
文中或者图中，ACK表示成功接收信号，NACK表示错误接收信号，NHTS表示拒绝帮助传输信号，HTS表示帮助发送信号。
本发明的接入方法和现有技术的方法进行吞吐量性能对比仿真试验，试验结果如图10所示。该理论仿真试验使用MATLAB软件进行数值分析，仿真参数参考IEEE802.11b的DSSS标准。另外，对于信道传输性能的设定，考虑了两种情况:1)所有信道理想，传输数据的误比特率为0；2）直传信道的误比特率设定为5×10-5，协同信道的误比特率设定为5×10-6。所使用的基本仿真模型为G. Bianchi在2000年发表于IEEE通信领域选刊的535到547页的文献“Performance analysis of the IEEE 802.11 distributed Coordination function”中所提出的马尔可夫链模型。整个分析的对比对象是IEEE802.11b的基本机制和RTS/CTS机制。在图10中，横坐标数值代表接入网络中在一个时隙内有数据需要传输的节点的个数，纵坐标数值代表一个时隙中用于传输数据信息的时间比例。由图10中可以看出，在两种信道假设的前提下，本发明提供的接入方法所能达到的吞吐量性能比RTS/CTS机制提升了约8%-15%，比基本机制提升了约20%-39%，提升的幅度都很大。
本发明的接入方法和现有技术的方法进行能效性能对比仿真试验，试验结果如图11所示。该理论仿真试验也是基于MATLAB软件，仿真参数和模型相同于上述的吞吐量性能对比仿真试验。本能效性能对比仿真试验中所使用的能耗模型为R. Ahmad和 F. C. Zheng等人在文献“Modeling energy consumption of relay-enabled MAC protocols in ad hoc networks”中提出来的。该文献发表于第四期的无线普适计算国际会议论文集的第236到241页。在图11中，横轴数值表示在一个时隙中有数据要发送的节点的个数，纵坐标数值表示每比特成功发送的数据的平均耗能。由图11可以看出：本发明提供的接入方法平均每比特数据发送能耗低于IEEE802.11b的基本机制和RTS/CTS机制，且随着活动有数据要发送的节点数量的上升，本发明提供的接入方法的能效性优势越来越明显。说明本发明对高负载业务相对其它方法具备更好的处理的能力。
与已有技术相比，本发明提供的接入方法需要付出的额外代价：
增加了三种新的帧。成功竞争成为中继的节点需要一个HTS信号来声明其身份并告之接入节点各源节点到其的信道出状态信息，需要一个NHTS来声明冲突节点过多，所有节点放弃本次冲突解析。当接入节点没有成功对接收信号进行译码时，它需要发送一个NACK信号来声明该状态，并且将所译码的接入信号的信道状态信息反馈给源节点和潜在中继节点，以便它们采取进一步的措施。增加NHTS 用于取消冲突节点过多时的解析。这三种新的帧都可以从802.11所预留的控制帧中选取并以相似于RTS帧的结构进行进一步设计。
要求数据进行发送时所用来进行信道估计的叠加导频是从一个正交空间中选取的。以确保碰撞数据库也能对源节点到接入节点的信道进行估计。
节点需要增加用以进行倒计时选择的倒计时器。接入节点须嵌入对低阶数的接收矩阵进行NDMA解析的算法和相应硬件配备。

Claims (2)

1.一种结合协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法，其特征在于：该接入方法包括以下步骤：
第1步：分配正交叠加导频序列给请求接入的节点：当节点首次请求接入到网络中时，从正交叠加导频序列库中选择任意一个正交叠加导频序列分配给请求接入的节点，该正交叠加导频序列作为节点的身份识别和信道估计；当正交叠加导频序列库中的正交导频序列分配完毕时，拒绝该节点接入到网络中；其中，正交叠加导频序列库为                                                
Figure 509381DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 488838DEST_PATH_IMAGE002
为正交叠加导频序列，
Figure 268575DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 476834DEST_PATH_IMAGE004
为正整数； 
第2步：退避接入信道：当网络中的节点有数据包需要发送时，侦听信道：当侦听发现信道的空闲期持续了一个分布式帧间的间隔长度时，则该节点就在中随机地选择一个整数值，作为该节点的退避竞争接入倒计时初值, 然后进行倒计时退避；在退避的过程中，如果侦听到信道进入忙状态，则暂停当前退避过程，直至侦听到下一个分布式帧间的间隔长度的信道空闲期后，才重新开启退避；倒计时退避持续到该退避竞争接入倒计时初值退避为0，便进入第三步；是二进制指数退避接入的初始窗口大小；
第3步：发送数据包：对第二步需要发送数据包的节点，利用协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法发送数据包；
所述的第3步中的协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法包括以下过程：
网络中所有源节点的邻居节点和接入节点对源节点发送的数据信号进行侦听，结果有三种情形：
第一种情形：当接入节点通过侦听发现，仅有一个节点发送数据包，且接入节点成功接收到该数据包时，接入节点在接收完数据包后，反馈成功接收信号给所有节点，同时，所有正确接收到该数据包的邻居节点丢弃该数据包；
第二种情形：当接入节点通过侦听发现，仅有一个节点发送数据包，而接入节点没有正确接收该数据包时，接入节点发送错误接收信号给所有节点，该错误接收信号中包含源节点到接入节点的信道增益
Figure 816920DEST_PATH_IMAGE007
，网络中所有其他节点停止发送自己的数据包，系统启动协同重传；
第三种情形：当接入节点通过侦听发现，有两个或两个以上的节点发送数据包时，系统发生冲突，所有侦听节点通过对叠加在物理层成帧的数据信息上的正交叠加导频序列进行信道估计，获得多个同时发送的源节点到该侦听节点传输的信道数量
Figure 828869DEST_PATH_IMAGE008
及对应的信道增益
Figure 497748DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 553429DEST_PATH_IMAGE009
表示源节点
Figure 622272DEST_PATH_IMAGE010
到侦听节点
Figure 421601DEST_PATH_IMAGE011
的信道增益；
其中，所述的第3步中的第二种情形包括以下步骤：
步骤301：网络中正确接收该数据包的侦听节点利用接收到的错误接收信号，对接入节点到侦听节点
Figure 187880DEST_PATH_IMAGE013
的信道增益进行估计，得到信道增益
Figure 491822DEST_PATH_IMAGE014
；
步骤302：源节点和所有的正确接收源数据包的节点设定一个倒计时初始值，
Figure 784318DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 932534DEST_PATH_IMAGE017
为一个固定的时间长度，
Figure 723772DEST_PATH_IMAGE018
为接入节点到侦听节点
Figure 802587DEST_PATH_IMAGE013
的信道增益；最先完成倒计时的节点发送一个帮助发送信号给所有节点，其它成功译码的节点侦听到帮助发送信号后就立刻暂停其倒计时，该最先完成倒计时的节点成为中继节点，中继节点重新传送之前接收并成功译码的源节点数据包；
步骤303：如果接入节点正确接收到重新传送的数据包，则发送成功接收信号，通知各节点该数据包被正确接收，所有节点在收到成功接收信号后，丢弃该数据包，继续新的数据包的传输；
如果接入节点仍无法正确接收重新传送的数据包，且重新传送数据包的次数没有到达上限，则接入节点反馈错误接收信号，并返回步骤301，直至该数据包被正确接收；
如果重新传送数据包的次数到达上限，且接入节点仍无法正确接收重新传送数据包，则接入节点反馈错误接收信号，所有节点丢弃该数据包，进行新的数据包传送；
所述的第3步中的第三种情形包括以下步骤：
步骤311：如果接入节点成功估计的信道数大于，其中，
Figure 206871DEST_PATH_IMAGE021
是重新传送数据包的最大次数，则发送一个拒绝帮助传输信号，放弃中继节点的协同，进而放弃对本次冲突信号的解析，所有节点接收到该拒绝帮助传输信号后，丢弃所接收的冲突数据包信号，并进入到新的数据包的传送；
如果接入节点成功估计的信道数
Figure 151693DEST_PATH_IMAGE022
小于或者等于
Figure 504177DEST_PATH_IMAGE023
，其中，
Figure 758309DEST_PATH_IMAGE021
是重新传送数据包的最大次数，则接入节点发送一个错误接收信号,该错误接收信号包含接入节点译码所获得的各接入节点的信道增益
Figure 258561DEST_PATH_IMAGE024
，所有候选中继节点接收到该错误接收信号后，保存接收到的冲突数据包，候选中继节点在译码冲突信号的信道后，进行中继身份的竞争，候选中继节点是指接收到冲突信号的除源节点和接入节点以外的节点；最先完成倒计时的节点为中继节点，该中继节点发送一个帮助发送信号给所有节点，该帮助发送信号中包含中继节点译码的源节点到自身的信道增益值
Figure 492227DEST_PATH_IMAGE024
，其它节点侦听到该帮助发送信号后就立刻暂停其倒计时，接入节点接收到该帮助发送信号后，从帮助发送信号中提取；中继节点去掉之前接收信号的叠加导频，用中继节点所分配的正交叠加导频序列和冲突数据成帧并发送给接入节点，进入步骤312；
步骤312：接入节点接收中继节点发送的冲突信号，并进行信道估计，如果接入节点收集到的冲突包总数等于或大于接入节点译码所得信道总数时，接入节点结合以往接收到的冲突信号及其对应的信道状态信息还原冲突的源信号；如果接入节点成功解析所有冲突信号，则针对每一个源节点分别按照源节点最初接入网络的顺序发送一个成功接收信号，源节点和候选中继节点接收到成功接收信号后进入新的数据包传送周期；
如果接入节点未成功将所有的源节点译码，并且重新传送的次数还没有到达最大重新传送的次数，则接入节点发送一个错误接收信号，候选中继节点继续进行选择和重新传送；
如果接入节点在到达最大重新传送的次数时，只成功译码部分源节点信号，则接入节点先按源节点最初接入网络的顺序逐一发送成功接收信号给成功译码数据的源节点，这些源节点接收到成功接收信号后进入新的数据包传送过程，接入节点在发送完成功接收信号后，发送一个错误接收信号，所有未接收到成功接收信号的源节点和候选中继节点接收到该错误接收信号后，将之前发送的数据包丢弃，然后进入新的数据包传送过程。
2.按照权利要求1所述的结合协同网络辅助分集的指数退避多址接入方法，其特征在于：在所述步骤302中，帮助发送信号包含中继节点译码的源节点到自身的信道增益。
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