CN106937401A - 一种认知无线电Adhoc网络的MAC接入控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种认知无线电Ad hoc网络的MAC接入控制方法,包括:允许处于发送角色的认知次用户即使感知到所占用的信道即将或已经被主用户(Primary User,PU)使用,仍然不中断次用户自己正在进行的发送过程,次用户通信被主用户终止,是靠此用户通信的接收者SU2被主用户干扰而终止的。主用户的两级功率机制,分别在两级功率上多次发送RTS,并切换功率,低功率通信的传输距离会降低,但可以增加信道复用率,主用户发送者PU1在建立通信链路前需要首先握手,PU1首先以功率P1发送RTS,如果没有收到CTS回复,那么PU1将再次以较大功率P2发送RTS,如果还没有收到CTS回复,则PU1将会放弃此次的数据发送。以达到终止次用户通信,并尽量采用较低功率,增大信道复用。
Description
技术领域
本发明涉及一种认知无线电Ad hoc网络的MAC接入控制方法。
背景技术
传统认知无线电无线通信技术,是一种在授权用户(主用户)不使用其授权频谱时,非授权用户(次用户)临时借用主用户的空闲频谱,而在主用户要使用该频谱时,次用户及时退出所占用频谱的方法也即“一旦次用户感知到主用户要使用信道就马上中断自己的任何通信,以便释放出信道给主用户使用”。传统的认知无线电对所择机占用的信道采取不断侦听干扰温度的方法,当发现有主用户到达占用自己所占用的信道时,就马上中止在此信道上的通信,这种次用户的“听到忙就退出”的传统方法尽量避免了主次用户采用同一信道通信而可能导致的对主用户的干扰。但,此方法有其局限之处,现分析如下:
(1)本专利提出的“暴露终端通信策略”策略
主用户发送者PU1正发送数据给主用户接收者PU2,SU1正发送数据给SU2。设次用户的传输距离为Rs,主用户可以有两级传输功率P1和P2,(我们设定P1<P2,本领域内,传输功率可以是离散多级,本专利设为2级)传输距离分别为R1和R2。当两对通信均在进行时,虽然SU1被主用户发送者PU1的信号所干扰,如果采用传统的次用户“听到忙就退出”,那么SU1将中止与SU2的通信,只留下主用户发送者PU1与主用户接收者PU2的通信。这就是本专利提出的“暴露终端通信策略”策略
(2)本专利提出的主用户协作RTS/CTS握手协议
上文所设计的“暴露终端通信策略”策略可以增加信道利用率,但次用户发送者SU1即使听到主用户到来也不会中止数据发送,因此,如果主用户接收者PU2正好处于次用户发送者SU1的干扰半径Rs内则不会收到主用户发送这主用户发送者PU1的RTS信号,这会导致主用户通信失败,这样就会违背认知无线电通信的基本机制:“次用户通信不能影响主用户的通信”。因此,我们这里提出一个新的算法解决此“次用户阻碍主用户接收者被主用户唤醒”问题。
但是,两个接收者SU2和主用户接收者PU2距离很远,这两个接收方都只能收到一路信号,因此即使这两对通信同时进行,也不影响数据的接收正确性。
鉴于上述的缺陷,本设计人积极加以研究创新,以期创设一种认知无线电Ad hoc网络的MAC接入控制方法,使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种在次用户不影响主用户通信的前提下,实现处于发送角色的认知次用户即使感知到所占用的信道即将或已经被主用户PU使用,仍然不中断次用户自己正在进行的发送过程,尽量采用较低功率,增大信道复用,大大提高认知频谱的利用效率。
本发明一种认知无线电Ad hoc网络的MAC接入控制方法,包括:
设Ad hoc网络中的所有节点均是认知次用户,处于发送角色的认知次用户即使感知到所占用的信道即将或已经被主用户PU使用,仍然不中断次用户自己正在进行的发送过程,一对次用户通信的中止由该次用户通信对的接收者SU2决定,如果SU2听到主用户对信道的占用,则会中止通信回话进而中止次用户发送者SU1的发送;其中,次用户的发送过程包括正在进行的数据发送,或是发送握手控制帧;
主用户采用两级功率进行发射包括:
(1)主用户发送者PU1以第一级功率P1发送RTS,
如果收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的CTS,则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将在第一级功率P1下通信,通信链路建立;
如果没有收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的CTS,则转(2);
(2)主用户发送者PU1以第二级功率P2发送RTS,
如果收到主用户接收者PU2在第二级功率P2下的CTS,则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2建立一个临时通信链路,保存各种通信参数,转(4);
如果没有收到主用户接收者PU2在第二级功率P2下的CTS,则转(3)
(3)主用户发送者PU1和主用户接收者PU2的通信放弃;
(4)主用户发送者PU1以第一级功率P1发送RTS,
如果收到主用户接收者PU2在P1下的RTS,则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将在第一级功率P1下通信,通信链路建立;
如果没有收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的RTS,则转(5);
(5)把(2)临时通信链路参数调出,主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将利用(2)的结果,在第二级功率P2下通信,通信链路建立;
其中,第二级功率P2>第一级功率P1;两级功率限制条件:R2=R1+2Rs,Rs是次用户的传输距离,R1和R2是主用户分别在功率P1和P2上的传输距离。
进一步地,次用户采用单级功率发送,对次用户发送者SU1,发送成功的条件是:
(1a)距离次用户发送者SU1为Rs范围内除SU2外,没有其它任何次用户接收者或主用户接收者;
(2a)在(1a)的条件下,次用户发送者SU1发送RTS给次用户接收者SU2,并且成功收到次用户接收者SU2发来的CTS;
对次用户接收者SU2,接收成功的条件是:
(1b)距离次用户接收者SU2为Rs范围内次用户发送者仅有其通信对次用户发送者SU1;
(2b)距离次用户接收者SU2为R1范围内没有使用第一级功率P1的主用户发送者;
(3b)距离次用户接收者SU2为R2范围内没有使用第二级功率P2的主用户发送者;
(4b)次用户接收者SU2收到次用户发送者SU1的RTS并回复CTS;
次用户发送者SU1忽略对主用户的任何感知信息,一对次用户通信的中止由该次用户通信对的次用户接收者SU2决定,如果次用户接收者SU2听到主用户对信道的占用,则会中止通信回话进而中止次用户发送者SU1的发送。
进一步地,主用户的通信策略具体包括:
(a)主用户PU的两级功率分配策略
低功率通信的传输距离会降低,但可以增加信道复用率,主用户发送者PU1 在建立通信链路前需要首先握手,主用户发送者PU1首先以第一级功率P1发送RTS,如果没有收到CTS回复,那么主用户发送者PU1将再次以较大的第二级功率P2发送RTS,如果还没有收到CTS回复,则主用户发送者PU1将会放弃此次的数据发送;
(b)主用户PU的协作RTS/CTS握手协议
如主用户发送者PU1准备发送数据给主用户接收者PU2,则首先以第一级功率P1发送RTS,如果收到主用户接收者PU2以第一级功率P1发送的CTS,则它们以第一级功率P1功率通信;
如果没有收到CTS,那么有以下四种情况:
1)主用户接收者PU2距离主用户发送者PU1太远超过R1且处于空闲,因此听不到主用户发送者PU1以第一级功率P1发送的RTS信号
2)主用户接收者PU2与主用户发送者PU1的距离在R1内,但主用户接收者PU2处于某次用户发送者SU1的Rs干扰距离内且SU1正在发送,因此主用户接收者PU2无法听到主用户发送者PU1的RTS信号。
3)主用户接收者PU2与主用户发送者PU1的距离在R1内,但主用户接收者PU2处于某其他主用户发送者PU3在第一级功率P1的R1干扰距离内,因此主用户接收者PU2无法听到主用户发送者PU1的RTS信号。
4)主用户接收者PU2与主用户发送者PU1的距离在R1内,但主用户接收者PU2处于某主用户发送者PU3在功率P2的R2干扰距离内,因此主用户接收者PU2无法听到主用户发送者PU1的RTS信号。
无论是上述任何情况,均令主用户发送者PU1在没有收到功率为P1的CTS的情况下,以功率P2重新发送RTS给主用户接收者PU;
对所述的情况1):如主用户接收者PU2本身空闲周围无干扰且距离主用户发送者PU1的距离大于R1小于R2,则会收到主用户发送者PU1以P2发送的RTS,主用户接收者PU2并以功率P2回复CTS,主用户发送者PU1与主用户接收者PU2之间的通信链路建立,否则主用户发送者PU1收不到任何RTS,就会放弃此次通信企图;
对所述的情况3)和4):由于主用户接收者PU2被其它主用户发送者PU3 所静默,因此主用户发送者PU1不能收到主用户发送者PU1在第一级功率P1或第二级功率P2上发送的RTS,故主用户发送者PU1无法收到CTS,会放弃通信;
对所述的情况2):如主用户发送者PU1的第2次于第二级功率P2上的RTS到达次用户接收者SU2,则SU2侦听到此干扰信息并中止与SU1的通信,导致次用户发送者SU1停止发送,一旦SU1不再发送,主用户接收者PU2就可以听到主用户发送者PU1在第二级功率P2上发来的第3次RTS并以功率P2回复CTS,这样主用户发送者PU1和主用户接收者PU2之间就建立一个临时会话通信对;
但假如此时主用户发送者PU1和主用户接收者PU2实际上距离较近,主用户接收者PU2附近已经没有任何次用户发送者,已经被主用户发送者PU1通过在第二级功率P2上的RTS信号阻止SU2,进而阻止了SU1,因此主用户接收者PU2和主用户发送者PU1本可以使用更低的功率P1通信,因此主用户发送者PU1将在P1功率上发送第4个RTS给主用户接收者PU2,如果此时收到了主用户接收者PU2在P1上的CTS,则它们将会在P1功率上成功握手建立通信信道,如果没有完成P1功率上的RTS/CTS握手,则会超时,并采用第3次RTS/CTS握手的结果在功率P2上通信。
方案,本发明至少具有以下优点:
本发明认知无线电Ad hoc网络的MAC接入控制方法,Ad hoc网络中的所有节点均是认知次用户,在次用户不影响主用户通信的前提下,允许处于发送角色的认知次用户即使感知到所占用的信道即将或已经被主用户(Primary User,PU)使用,仍然不中断次用户自己正在进行的发送过程,发送过程包括正在进行的数据发送,或是发送握手控制帧。可以大大提高认知频谱的利用效率。在部分有线通信网络架设成本较高的情况下,认知无线电通信技术在智能电网中是有积极应用价值和意义的。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的通信范围约束图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本发明的应用场景:主用户都是授权用户,次用户都是非授权用户,次用户想择机使用授权频段。主用户之间都是Adhoc方式通信,次用户之间都是Adhoc方式通信,主用户和次用户之间不通信。
本发明提出了一种认知无线电Ad hoc网络的MAC接入控制方法,主要包括两个机制:
1、暴露终端次用户(SecondaryUser,SU)通信机制
Ad hoc网络中的所有节点均是认知次用户,该策略允许处于发送角色的认知次用户即使感知到所占用的信道即将或已经被主用户(Primary User,PU)使用,仍然不中断次用户自己正在进行的发送过程(发送过程包括正在进行的数据发送,或是发送握手控制帧)。(次用户的通信有发送过程,或者接收过程,这里强调不中断自己的发送过程,而传统的方法是:“一旦次用户感知到主用户要使用信道就马上中断自己的任何通信,以便释放出信道给主用户使用”)。
本发明提出的“暴露终端通信策略”方案如下:
次用户采用单级功率发送,对次用户发送者SU1,发送成功的条件是:
(1a)距离次用户发送者SU1为Rs范围内除SU2外,没有其它任何次用户接收者或主用户接收者;
(2a)在(1a)的条件下,次用户发送者SU1发送RTS给次用户接收者SU2,并且成功收到次用户接收者SU2发来的CTS;
对次用户接收者SU2,接收成功的条件是:
(1b)距离次用户接收者SU2为Rs范围内次用户发送者仅有其通信对次用户发送者SU1;
(2b)距离次用户接收者SU2为R1范围内没有使用第一级功率P1的主用户发送者;
(3b)距离次用户接收者SU2为R2范围内没有使用第二级功率P2的主用户发送者;
(4b)次用户接收者SU2收到次用户发送者SU1的RTS并回复CTS;
次用户发送者SU1忽略对主用户的任何感知信息,一对次用户通信的中止由该次用户通信对的次用户接收者SU2决定,如果次用户接收者SU2听到主用户对信道的占用,则会中止通信回话进而中止次用户发送者SU1的发送。
2、主用户PU的协作RTS/CTS握手协议,该方法可以阻塞正在通信的次用户,唤醒被SU阻塞的主用户(RTS/CTS握手协议)。上述所述的“暴露终端通信策略”策略可以增加信道利用率,但次用户发送者SU1即使听到主用户到来也不会中止数据发送,因此,如果主用户接收者PU2正好处于次用户发送者SU1的干扰半径Rs内则不会收到主用户发送这PU1的RTS信号,这会导致主用户通信失败,这样就会违背认知无线电通信的基本机制:“次用户通信不能影响主用户的通信”。因此,本发明提出一个新的算法解决此“次用户阻碍主用户接收者被主用户唤醒”问题。
设Ad hoc网络中的所有节点均是认知次用户,处于发送角色的认知次用户即使感知到所占用的信道即将或已经被主用户PU使用,仍然不中断次用户自己正在进行的发送过程,一对次用户通信的中止由该次用户通信对的接收者SU2决定,如果SU2听到主用户对信道的占用,则会中止通信回话进而中止次用户发送者SU1的发送;其中,次用户的发送过程包括正在进行的数据发送,或是发送握手控制帧;
主用户采用两级功率进行发射包括:
(1)主用户发送者PU1以第一级功率P1发送RTS,
如果收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的CTS,则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将在第一级功率P1下通信,通信链路建立;
如果没有收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的CTS,则转(2);
(2)主用户发送者PU1以第二级功率P2发送RTS,
如果收到主用户接收者PU2在第二级功率P2下的CTS,则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2建立一个临时通信链路,保存各种通信参数,转(4);
如果没有收到主用户接收者PU2在第二级功率P2下的CTS,则转(3)
(3)主用户发送者PU1和主用户接收者PU2的通信放弃;
(4)主用户发送者PU1以第一级功率P1发送RTS,
如果收到主用户接收者PU2在P1下的RTS,则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将在第一级功率P1下通信,通信链路建立;
如果没有收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的RTS,则转(5);
(5)把(2)临时通信链路参数调出,主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将利用(2)的结果,在第二级功率P2下通信,通信链路建立;
(a)主用户PU的两级功率分配策略
低功率通信的传输距离会降低,但可以增加信道复用率,主用户发送者PU1在建立通信链路前需要首先握手,主用户发送者PU1首先以第一级功率P1发送RTS,如果没有收到CTS回复,那么主用户发送者PU1将再次以较大的第二级功率P2发送RTS,如果还没有收到CTS回复,则主用户发送者PU1将会放弃此次的数据发送;
(b)主用户PU的协作RTS/CTS握手协议
如主用户发送者PU1准备发送数据给主用户接收者PU2,则首先以第一级功率P1发送RTS,如果收到主用户接收者PU2以第一级功率P1发送的CTS,则它们以第一级功率P1功率通信;
如果没有收到CTS,那么有以下四种情况:
1)主用户接收者PU2距离主用户发送者PU1太远超过R1且处于空闲,因此听不到主用户发送者PU1以第一级功率P1发送的RTS信号
2)主用户接收者PU2与主用户发送者PU1的距离在R1内,但主用户接收者PU2处于某次用户发送者SU1的Rs干扰距离内且SU1正在发送,因此主用户接收者PU2无法听到主用户发送者PU1的RTS信号。
3)主用户接收者PU2与主用户发送者PU1的距离在R1内,但主用户接收者PU2处于某其他主用户发送者PU3在第一级功率P1的R1干扰距离内,因此主用户接收者PU2无法听到主用户发送者PU1的RTS信号。
4)主用户接收者PU2与主用户发送者PU1的距离在R1内,但主用户接收者PU2处于某主用户发送者PU3在功率P2的R2干扰距离内,因此主用户接收者PU2无法听到主用户发送者PU1的RTS信号。
无论是上述任何情况,均令主用户发送者PU1在没有收到功率为P1的CTS的情况下,以功率P2重新发送RTS给主用户接收者PU;
对所述的情况1):如主用户接收者PU2本身空闲周围无干扰且距离主用户发送者PU1的距离大于R1小于R2,则会收到主用户发送者PU1以P2发送的RTS,主用户接收者PU2并以功率P2回复CTS,主用户发送者PU1与主用户接收者PU2之间的通信链路建立,否则主用户发送者PU1收不到任何RTS,就会放弃此次通信企图;
对所述的情况3)和4):由于主用户接收者PU2被其它主用户发送者PU3所静默,因此主用户发送者PU1不能收到主用户发送者PU1在第一级功率P1或第二级功率P2上发送的RTS,故主用户发送者PU1无法收到CTS,会放弃通信;
对所述的情况2):如主用户发送者PU1的第2次于第二级功率P2上的RTS到达次用户接收者SU2,则SU2侦听到此干扰信息并中止与SU1的通信,导致次用户发送者SU1停止发送,一旦SU1不再发送,主用户接收者PU2就可以听到主用户发送者PU1在第二级功率P2上发来的第3次RTS并以功率P2回复CTS,这样主用户发送者PU1和主用户接收者PU2之间就建立一个临时会话通信对;
但假如此时主用户发送者PU1和主用户接收者PU2实际上距离较近,主用户接收者PU2附近已经没有任何次用户发送者,已经被主用户发送者PU1通过在第二级功率P2上的RTS信号阻止SU2,进而阻止了SU1,因此主用户接收者PU2和主用户发送者PU1本可以使用更低的功率P1通信,因此主用户发送者PU1将在P1功率上发送第4个RTS给主用户接收者PU2,如果此时收到了主用户接收者PU2在P1上的CTS,则它们将会在P1功率上成功握手建立通信信道,如果没有完成P1功率上的RTS/CTS握手,则会超时,并采用第3次RTS/CTS握手的结果在功率P2上通信。
以上就是本发明所提出的多阶段RTS/CTS退避握手协议。
本发的两级功率限制条件:R2=R1+2Rs,这里,Rs是次用户的传输距离,R1和R2是主用户在功率P1和P2上的传输距离,在R2=R1+2Rs限制条件下,可以确保主用户发送者在P2功率下发送的信号影响R2范围内的所有次用户接收者,进而影响对应的次用户发送者,进而唤醒被次用户发送者缄默的主用户接收者。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种认知无线电Ad hoc网络的MAC接入控制方法,其特征在于,包括:
设Ad hoc网络中的所有节点均是认知次用户,处于发送角色的认知次用户即使感知到所占用的信道即将或已经被主用户PU使用,仍然不中断次用户自己正在进行的发送过程,一对次用户通信的中止由该次用户通信对的接收者SU2决定,如果SU2听到主用户对信道的占用,则会中止通信回话进而中止次用户发送者SU1的发送;其中,次用户的发送过程包括正在进行的数据发送,或是发送握手控制帧;
主用户采用两级功率进行发射包括:
(1)主用户发送者PU1以第一级功率P1发送RTS,
如果收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的CTS,则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将在第一级功率P1下通信,通信链路建立;
如果没有收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的CTS,则转(2);
(2)主用户发送者PU1以第二级功率P2发送RTS,
如果收到主用户接收者PU2在第二级功率P2下的CTS,则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2建立一个临时通信链路,保存各种通信参数,转(4);
如果没有收到主用户接收者PU2在第二级功率P2下的CTS,则转(3)
(3)主用户发送者PU1和主用户接收者PU2的通信放弃;
(4)主用户发送者PU1以第一级功率P1发送RTS,
如果收到主用户接收者PU2在P1下的RTS,则主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将在第一级功率P1下通信,通信链路建立;
如果没有收到主用户接收者PU2在第一级功率P1下的RTS,则转(5);
(5)把(2)临时通信链路参数调出,主用户发送者PU1和主用户接收者PU2将利用(2)的结果,在第二级功率P2下通信,通信链路建立;
其中,第二级功率P2>第一级功率P1;两级功率限制条件:R2=R1+2Rs,Rs是次用户的传输距离,R1和R2是主用户分别在功率P1和P2上的传输距离。
2.根据权利要求1所述的一种认知无线电Ad hoc网络的MAC接入控制方法,其特征在于,次用户采用单级功率发送,对次用户发送者SU1,发送成功的条件是:
(1a)距离次用户发送者SU1为Rs范围内除SU2外,没有其它任何次用户接收者或主用户接收者;
(2a)在(1a)的条件下,次用户发送者SU1发送RTS给次用户接收者SU2,并且成功收到次用户接收者SU2发来的CTS;
对次用户接收者SU2,接收成功的条件是:
(1b)距离次用户接收者SU2为Rs范围内次用户发送者仅有其通信对次用户发送者SU1;
(2b)距离次用户接收者SU2为R1范围内没有使用第一级功率P1的主用户发送者;
(3b)距离次用户接收者SU2为R2范围内没有使用第二级功率P2的主用户发送者;
(4b)次用户接收者SU2收到次用户发送者SU1的RTS并回复CTS;
次用户发送者SU1忽略对主用户的任何感知信息,一对次用户通信的中止由该次用户通信对的次用户接收者SU2决定,如果次用户接收者SU2听到主用户对信道的占用,则会中止通信回话进而中止次用户发送者SU1的发送。
3.根据权利要求1所述的一种认知无线电Ad hoc网络的MAC接入控制方法,其特征在于,主用户的通信策略具体包括:
(a)主用户PU的两级功率分配策略
低功率通信的传输距离会降低,但可以增加信道复用率,主用户发送者PU1在建立通信链路前需要首先握手,主用户发送者PU1首先以第一级功率P1发送RTS,如果没有收到CTS回复,那么主用户发送者PU1将再次以较大的第二级功率P2发送RTS,如果还没有收到CTS回复,则主用户发送者PU1将会放弃此次的数据发送;
(b)主用户PU的协作RTS/CTS握手协议
如主用户发送者PU1准备发送数据给主用户接收者PU2,则首先以第一级功率P1发送RTS,如果收到主用户接收者PU2以第一级功率P1发送的CTS,则它们以第一级功率P1功率通信;
如果没有收到CTS,那么有以下四种情况:
1)主用户接收者PU2距离主用户发送者PU1太远超过R1且处于空闲,因此听不到主用户发送者PU1以第一级功率P1发送的RTS信号
2)主用户接收者PU2与主用户发送者PU1的距离在R1内,但主用户接收者PU2处于某次用户发送者SU1的Rs干扰距离内且SU1正在发送,因此主用户接收者PU2无法听到主用户发送者PU1的RTS信号
3)主用户接收者PU2与主用户发送者PU1的距离在R1内,但主用户接收者PU2处于某其他主用户发送者PU3在第一级功率P1的R1干扰距离内,因此主用户接收者PU2无法听到主用户发送者PU1的RTS信号
4)主用户接收者PU2与主用户发送者PU1的距离在R1内,但主用户接收者PU2处于某主用户发送者PU3在功率P2的R2干扰距离内,因此主用户接收者PU2无法听到主用户发送者PU1的RTS信号;
无论是上述任何情况,均令主用户发送者PU1在没有收到功率为P1的CTS的情况下,以功率P2重新发送RTS给主用户接收者PU;
对所述的情况1):如主用户接收者PU2本身空闲周围无干扰且距离主用户发送者PU1的距离大于R1小于R2,则会收到主用户发送者PU1以P2发送的RTS,主用户接收者PU2并以功率P2回复CTS,主用户发送者PU1与主用户接收者PU2之间的通信链路建立,否则主用户发送者PU1收不到任何RTS,就会放弃此次通信企图;
对所述的情况3)和4):由于主用户接收者PU2被其它主用户发送者PU3所静默,因此主用户发送者PU1不能收到主用户发送者PU1在第一级功率P1或第二级功率P2上发送的RTS,故主用户发送者PU1无法收到CTS,会放弃通信;
对所述的情况2):如主用户发送者PU1的第2次于第二级功率P2上的RTS到达次用户接收者SU2,则SU2侦听到此干扰信息并中止与SU1的通信,导致次用户发送者SU1停止发送,一旦SU1不再发送,主用户接收者PU2就可以听到主用户发送者PU1在第二级功率P2上发来的第3次RTS并以功率P2回复CTS,这样主用户发送者PU1和主用户接收者PU2之间就建立一个临时会话通信对;
但假如此时主用户发送者PU1和主用户接收者PU2实际上距离较近,主用户接收者PU2附近已经没有任何次用户发送者,已经被主用户发送者PU1通过在第二级功率P2上的RTS信号阻止SU2,进而阻止了SU1,因此主用户接收者PU2和主用户发送者PU1本可以使用更低的功率P1通信,因此主用户发送者PU1将在P1功率上发送第4个RTS给主用户接收者PU2,如果此时收到了主用户接收者PU2在P1上的CTS,则它们将会在P1功率上成功握手建立通信信道,如果没有完成P1功率上的RTS/CTS握手,则会超时,并采用第3次RTS/CTS握手的结果在功率P2上通信。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107295566A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-10-24 | 北京航空航天大学 | 天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102404751A (zh) * | 2011-12-05 | 2012-04-04 | 昆明理工大学 | 一种基于跳频的跨层认知无线电网络用户接入方法 |
CN102761356A (zh) * | 2011-04-29 | 2012-10-31 | 华为技术有限公司 | 无线局域网中多用户传输数据的方法及装置 |
CN105263185A (zh) * | 2015-09-06 | 2016-01-20 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 无线接入点发射功率的动态调整方法、系统及无线接入点 |
CN106304369A (zh) * | 2015-05-15 | 2017-01-04 | 上海贝尔股份有限公司 | 基于接入优先级的资源竞争的方法及装置 |
-
2017
- 2017-03-07 CN CN201710131569.5A patent/CN106937401A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102761356A (zh) * | 2011-04-29 | 2012-10-31 | 华为技术有限公司 | 无线局域网中多用户传输数据的方法及装置 |
EP2690904A1 (en) * | 2011-04-29 | 2014-01-29 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method and device for multi-user data transmission in wireless local area network |
CN102404751A (zh) * | 2011-12-05 | 2012-04-04 | 昆明理工大学 | 一种基于跳频的跨层认知无线电网络用户接入方法 |
CN106304369A (zh) * | 2015-05-15 | 2017-01-04 | 上海贝尔股份有限公司 | 基于接入优先级的资源竞争的方法及装置 |
CN105263185A (zh) * | 2015-09-06 | 2016-01-20 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 无线接入点发射功率的动态调整方法、系统及无线接入点 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
TIGANG JIANG: "A Novel Media Access Scheme in Cognitive Radio Ad Hoc Networks with Handshaking Mechanisms", 《IEEE XPLORE》 * |
王增光: "认知无线电系统的MAC接入机制研究", 《万方》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107295566A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-10-24 | 北京航空航天大学 | 天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置 |
CN107295566B (zh) * | 2017-07-19 | 2020-01-03 | 北京航空航天大学 | 天临空地车网络中带冲突避免的分级多址接入方法和装置 |
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