一种认知无线电移动自组织网络多信道介质访问控制方法

摘要

一种认知无线电移动自组织网络的多信道介质访问控制方法。该方法以提升网络频谱资源和传输效率，减少电磁干扰对无线通信影响为目标，解决认知无线电移动自组织网络的多信道介质访问控制问题。本发明基于多信道动态时隙访问方式，依据设计的信道的超帧结构和MAC帧格式，利用节点间的协商机制实现邻居节点之间周期性的数据交互、备选信道选举、避免隐藏终端问题和控制信道超帧的不同步问题，从而保障通信的可靠性并减少电磁干扰对无线通信影响；在数据信道的时隙未被完全占用的情况下，利用控制时隙重分配机制能够调整数据信道的时隙占用情况，数据信道的节点依次按照发送信标帧的顺序循环分配剩余的未占用的数据帧时隙，从而提升网络的传输效率。

主权项

一种适用于认知无线电移动自组织网络的多信道介质访问控制方法，同时能够减少电磁干扰对信道访问的干扰；其特征在于该方法基于多信道动态时隙访问方式，以超帧结构作为基本的时间周期划分单位，超帧划分为信标阶段和数据传输阶段，信标阶段包括预留时隙和信标时隙，分别发送预留时隙信标帧和接入信标帧，数据传输阶段由数据帧时隙组成，可发送数据帧，其中：(1)节点利用预留时隙信标帧以竞争的方式获取申请访问信道权限，预留时隙信标帧中包含有申请访问信道时隙的信息；(2)节点通过周期性发送接入信标帧标识节点成功访问信道，同时通过接入信标帧中附加的额外信息，节点将自身获取的信息分享给访问信道的其他邻居节点，同时还可用于响应申请访问信道节点的请求、发现邻居节点、协商备选信道的选择、协商发送数据的数据信道、同步信道的超帧、避免隐藏终端问题的发生；(3)节点利用数据帧发送载荷数据信息，节点在每个数据帧时隙发送数据帧之前维持一个空闲时隙，该空闲时隙内节点不发送数据专门用于侦听当前信道上是否存在主用户或存在干扰；该多信道介质访问控制方法的步骤包括：(1)信道侦听与邻居节点发现，通过循环遍历侦听所有的可用频段发现控制信道，并收集邻居节点以及邻居节点分享的信息；(2)申请访问控制信道，首先通过超帧同步操作完成与控制信道的时钟同步，采用发送预留时隙信标帧竞争访问信道的权限；(3)控制信道协商，利用周期性的在所分配的信标帧时隙发送接入信标帧与邻居节点交换信息，确定节点的可达范围和外延范围从而避免隐藏终端问题，协商备选信道从而使得发现干扰可立即切换信道，同步信道的超帧从而避免节点间的相互干扰；(4)访问数据信道，通过控制信道发送数据传输请求，计算信道评估值并最终确定发送数据的数据信道，利用数据信道预留时隙信标帧和接入信标帧访问数据信道，利用数据信道数据帧发送载荷数据；(5)空闲时隙重分配，在访问数据信道的过程中，如果数据信道上存在未被占用的空闲时隙，则依次按照发送信标帧的顺序循环分配剩余的未占用的数据帧时隙。