18、无线网络的离散音调驱动定向速率控制通信系统

无线网络的离散音调驱动定向速率控制通信系统

1. 引言

如今，定向天线在定向数据传输中的应用日益广泛，相较于全向天线，它具有更高的天线增益、更快的数据速率和更大的传输范围等优势。许多基于定向天线设计的介质访问控制（MAC）协议，提高了无线网络的空间复用和容量。

然而，使用定向天线设计MAC协议也面临一些挑战，如隐藏终端和耳聋问题。隐藏终端可能导致数据传输冲突，而耳聋节点由于正在进行收发操作，无法响应其他节点的通信请求，可能造成能量损失或冲突。此外，定向天线的覆盖范围限制使得大量节点可能对正在进行的传输不知情，从而引发隐藏终端和耳聋问题。虽然定向天线可以减少阻塞/暴露节点的数量来解决隐藏终端问题，但耳聋问题在没有额外设备的情况下仍然具有挑战性，而且在大型网络中实现同步也非常困难。

为了解决这些问题，已经设计了许多使用忙音（非干扰正弦波，用于让其他节点知道忙碌状态）的定向MAC协议，但单数据通道的使用可能会降低通道带宽的利用率。

因此，提出了一种异步多通道MAC协议，该协议采用定向数据传输和全向忙音包（BTP），使用两个半双工无线电。多数据通道和定向天线的结合不仅避免了不必要的扇区阻塞，还增加了空间复用和覆盖范围，从而提高了吞吐量。同时，使用全向BTP和p - 持久方法来解决定向隐藏终端和耳聋问题。

2. 背景研究

• CAR MAC和2D - CMD MAC ：这两个协议为无线网络提出了多通道定向MAC协议，使用控制通道进行协作信息共享，数据通道进行协作数据中继，解决了多通道定向隐藏终端和耳聋问题。
• 功率控制方案