基于多包接收技术的无线自组网高效协同通信机制研究

无线自组网具有广阔的应用前景，但有限的空间重用严重限制了其性能。课题组在无线自组网并发通信协议方面已取得部分研究成果，但仍无法突破无线通信传统技术思路对并发通信的限制。多包接收是无线网络物理层技术的新进展，通过从干扰信号中解码报文挖掘并发通信能力，从而提高通信性能。本申请针对无线自组网分布特性，研究利用多包接收技术提高其并发通信性能的关键技术：(1)研究建立分布式网络环境中的部分报文接收模型，使其满足无线自组网并发通信的需求、约束与目标；(2)基于多包接收技术，设计、优化无线自组网协同通信机制。本课题结合无线通信多包接收技术的最新进展，改变了无线自组网尽量避免干扰、消解冲突的并发通信传统思路，提出了利用干扰信号挖掘对并发通信支持的新思路，突破了传统无线通信物理层技术对并发通信的限制，实现对无线自组网并发通信能力的有效提高，具有良好的应用前景。

空间重用是影响无线网络性能的关键因素之一。提高空间重用效率是突破无线自组网性能瓶颈的可行技术途径之一，也是无线网络研究长期关注的热点和难点问题，其解决的技术途径主要包括两类：.提高可同时支持的通信并发度，即可允许的并发通信数目；.提高有效传输的信息量，通过采用信息压缩、网络编码等技术，使同样长度的多跳路径传输可包含更多的信息量，从而提高系统资源的利用效率。.　　　我们认为，提高无线网络的通信并发度，是提升网络性能的最直接，也是最有效的手段。本项申请以提高无线通信并发度为出发点，研究无线自组网中通过并发通信提高系统通信性能的关键技术。.　　　多包接收(MPR)是无线通信领域的重大创新。它将网络通信能力从并发通信的干扰中解放出来。此时，系统中更多的并发通信将有可能得到更高的并发传输速率。针对无线自组网通过多包接收技术提高并发通信能力所面临的挑战，本项申请的研究工作将包括以下几方面内容：.　　　1）无线自组网分布式网络环境中基于多包接收技术的部分报文接收模型.　　　2）面向多包接收的无线自组网并发通信协同机制设计与优化.　　课题组经过刻苦攻关，取得了以下几方面重要成果：.基于无速率编码的柔性传输特质，研究了面向无线自组网部分多包接收的无速率编码调度算法，设计了基于无速率编码的细粒度物理层传输控制方案和多用户条件下的时-频域联合调度策略。.基于多包接收技术，研究了无线自组网协同调度机制，系统研究了支持SIC的无线网络中基于TDMA的链路调度，设计了基于独立集的调度算法SDF与RLF；研究支持SIC的无线网络中基于累积干扰模型的链路调度，提出容忍度以衡量时间槽接纳新链路的能力并据此设计了两类新的调度算法LRF与MDF。.面向多包接收技术，研究了无线自组网MAC协议关键技术，提出了一种基于链路集合竞争的MAC协议—LCCBMAC协议；提出了一种基于认知无线电的多信道动态接入机制，通过邻居节点协作提高信道交汇性能。.通过本项目的研究工作，课题组在利用多包接收技术实现无线自组网高效并发通信方面取得了若干关键技术成果，探索了从通信干扰中挖掘对并发通信能力的支持的新思路，为提高无线自组网通信能力、突破无线自组网性能瓶颈提供了新途径。