[發明專利]一種用于分布式多跳水聲通信網絡的媒介訪問控制方法

有效

• 申請號: 201210071647.4
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102612077A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 李霞;方世良;楊文;蘇陽;周景錦;張博天
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W28/04
• 分類號: H04W28/04;H04W74/08
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

1.一種用于分布式多跳水聲通信網絡的媒介訪問控制方法，其特征在于：1)在T-Lohi協議的基礎上，采用動態的競爭回合以平衡吞吐量和丟包率性能；2)引入偽Tone機制、新的競爭者計數方式來解決隱藏終端和暴露終端問題；3)采用基于優先權的競爭策略來解決公平性問題；4)合理地設定阻塞狀態中的預停留時間；將以上4點綜合運用，改進了T-Lohi協議，實現從單跳網絡到多跳網絡的擴展；包括以下步驟：

(1)配置網絡參數，包括最大的單跳傳播時延τ_max，Tone包的發送或接收時間T_tone，數據包的發送或接收時間T_data，網絡中最密集區域內節點的鄰居節點數n_max，網絡中最稀疏區域內節點的鄰居節點數n_min；

定義網絡中傳輸的Tone包和數據包，Tone包由“類型”、“發送節點編號”、“接收節點編號”、“優先權值”四個域組成，其中“類型”域為競爭Tone即CT或偽Tone即PT，CT用于預約信道，PT用于制造虛擬競爭以防止隱藏終端問題造成的數據碰撞，對每個節點而言，發送PT的條件是：在持續時間T_pt＝T_data+[γ(1，n_min)-γ(1，n_max)](τ_max+T_tone)內收到的CT個數大于1且其中包含發給自己的CT，則發送PT；CT包中的“優先權值”用于標志本節點當前參與競爭的優先級，同時節點內部有一個競爭標志隊列CFQ，用于記錄本節點每次發CT競爭的結果：競爭成功則將“1”插入隊列，否則將“0”插入隊列，同時將隊列中最早的記錄刪除，CT包中的“優先權值”為CFQ中所有記錄之和，該值越小，表示本節點在此次競爭中的優先級越高，該域初始化值為0；數據包由“接收節點編號”、“發送節點編號”、“目的節點編號”和“數據信息”四個域組成，其中“數據信息”域中保存著需要發送的數據信息，“目的節點編號”是該數據包最終要傳遞到的節點的編號，“接收節點編號”是數據包在本跳傳遞時目標接收者的編號，“發送節點編號”是數據包的發送者的編號；

(2)設定網絡的通信時間T_com；

(3)節點處于空閑狀態時，如果本節點有數據需要發送，則跳至(4)；如果收到了發給本節點或本節點之鄰居節點的CT或者PT，則跳至(8)；當通信時間長度到達設定的通信時間T_com時，執行步驟(11)；

(4)計算當前競爭回合的時間長度：CR＝(1+γ)(τ_max+T_tone)，其中，n為本節點的鄰居節點數目，CTC表示本節點最新統計的

競爭者個數，CTC初值為0；發送競爭Tone，然后偵聽鄰居節點發送的Tone，并等待該CR結束，記錄收到的偽Tone數目PTC，并更新競爭者個數CTC，即發給本節點或本節點之鄰居節點的CT中，優先級最高的Tone個數；如果滿足發送PT的條件，則發送PT；

(5)當CR結束時，如果本節點的優先級是唯一最高的，且沒有收到PT，則預約信道成功，跳至(6)；如果本節點的優先級是唯一最高的，但PTC不等于0，或者本節點的優先級是最高的，但不是唯一最高的，則跳至(7)進行退避；如果本節點的優先級不是最高的，則跳至(9)直接執行退讓；

(6)發送數據，然后靜默一段時間τ_max，當τ_max結束時，如果通信時間長度大于設定的通信時間T_com，則跳至(11)；否則：若本節點沒有數據需要發送，則跳至(3)，若本節點有數據需要發送，則跳至(4)；

(7)進入退避狀態，按以下算法執行隨機退避：先計算退避窗口大小W：

若CTC等于1且PTC大于0，則否則再以[0，W)上的均勻分布隨機生成一個w，執行時間長度為w·CR的退避，如果在w·CR結束之前收到了發給本節點或本節點之鄰居節點的CT，跳至(8)；當w·CR結束時，如果通信時間長度大于設定的通信時間T_com，則跳至(11)，否則跳至(4)；

(8)進入預阻塞狀態，偵聽一段時間τ_max，并及時更新CTC，若滿足發送PT的條件則發送PT；當τ_max結束時跳至(9)；

(9)用如下算法設定在阻塞狀態中的預停留時間T_b：若CTC等于0，T_b＝0，若CTC等于1，T_b＝τ_max+T_data，若CTC大于1，則T_b＝3·CR+τ_max+T_data；然后進入阻塞狀態，跳至(10)；

(10)在阻塞狀態中，如果發送PT的條件滿足則立即發送PT；當T_b結束或者收到發給本節點或本節點之鄰居節點的數據時，如果通信時間長度大于設定的通信時間T_com，則跳至(11)；否則：若本節點沒有數據需要發送，則跳至(3)，若本節點有數據需要發送，則跳至(4)；

(11)通信結束。