无线网络的信道接入方法及装置【中国发明】
一、专利名称及专利号
名称：《无线网络的信道接入方法及装置》
专利号：ZL 201610594030 .9
二、应用领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及无线网络的信道接入方法及装置。
三、专利说明
1、摘要：
本发明适用于通信技术领域，提供了无线网络的信道接入方法及装置，包括：在发送节点发送的控制帧中附加用于携带链路信息的字段；接收节点接收所述控制帧，并基于预设的物理层信标检测机制，从所述控制帧中还原出所述链路信息；所述接收节点根据所述链路信息判断所述接收节点是否会对当前链路数据传输产生干扰，若判断结果为所述接收节点不会对当前链路数据传输产生干扰，则所述接收节点触发并发传输。在本发明中，针对IEEE 802 .11标准定义的CSMA/CA机制中存在的影响网络性能的问题，进行了物理层与MAC层的跨层协议设计，从避免冲突和提升并发传输机会两方面出发，最终提升网络整体传输性能。
2、背景：
目前，大量数据驱动型应用的出现导致无线流量的迅猛增长，对无线网络的系统带宽产生了巨大的冲击力，因此需要提高无线网络性能，以满足不断增长的用户需求。在无线局域网中，由于多个节点共享同一个信道资源，节点在发送数据前需要先进行信道可用性判断，以避免对其他节点正在进行的数据传输造成冲突。
目前，在无线局域网主要采用的IEEE 802 .11标准中，定义了带有冲突避免的载波监听(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，CSMA/CA)机制，用于在分布式无线局域网络中实现信道接入：节点在发送数据前首先进行信道监听，若信道空闲，则在一段退避时间(back-off time)之后发送数据，否则一直等到信道从忙转为空闲后再重新尝试。以上这种物理层CSMA/CA机制存在一定的问题：由于无线网络中的发送节点无法准确获知接收节点周围的信道环境，只能通过检测自身的信道环境作为对接收节点周围信道环境的评估，但这种评估往往是不准确的，发送节点检测到信号冲突并不代表接收节点也存在信号冲突，反之，发送节点未检测到信号冲突也并不代表接收节点也不存在信号冲突。综上，CSMA/CA机制存在着影响网络性能的两方面典型问题：(1)无法阻止可能会发生数据传输干扰的链路同时传输，导致因冲突而引发的网络性能下降，即隐藏终端问题；(2)禁止没有发生数据传输干扰的链路同时传输，导致因传输机会丢失而引发网络性能下降，即暴露终端问题。
为解决隐藏终端问题，802 .11协议提出虚拟的载波监听协议，即请求发送/清除发送(Request To Send/Clear To Send，RTS/CTS)机制，来为某次数据帧传输预留信道。节点在发送数据前，先发送RTS控制帧给接收节点，RTS帧中包含NAV标识(发送节点成功发送此数据帧需要的时间)，接收节点若信道空闲，则回复CTS控制帧，CTS帧中同样包含NAV标识(接收节点成功接收此数据帧需要的时间)，发送节点若正确接收到CTS帧，则开始向接收节点传输数据帧，在接收到接收节点回复的ACK控制帧之后，本次传输成功结束，而发送节点和接收节点周围的其他节点在收到RTS/CTS帧后，提取其中的NAV时间，在此NAV时间之内将其信道置于忙的状态，禁止数据发送，避免冲突。
上述RTS/CTS机制虽然解决了一部分隐藏终端问题，但针对大干扰半径下的隐藏终端问题依然存在；同时，RTS/CTS机制引入的控制帧传输反而加深了物理层CSMA/CA机制中已经存在的暴露终端问题。
四、相关文件下载
专利证书：/UploadFiles/20220621/20220621141358165816.pdf
专利详情：/UploadFiles/20220621/20220621141347914791.pdf
