[發明專利]分布式信道接入的競爭窗口初始值動態設置方法

無效

• 申請號: 201310606512.8
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103634927A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 陳鵬;楊綠溪
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08;H04W24/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及無線通信和信息傳播技術領域，尤其涉及一種分布式信道接入的競爭窗口初始值動態設置方法。

背景技術

分布式信道接入是無線局域網通信標準IEEE802.11MAC層的基本訪問方法，基于二進制指數退避策略的載波偵聽多址訪問/碰撞避免（Carrier?Sense?Multiple?Access?with?Collision?Avoidance,CSMA/CA）機制。各站點（STA）為了減小碰撞，從計數區間[0,CW]中選取一個偽隨機整數，按該數目的時隙長度后延。這里的CW被稱為競爭窗口（contention?window，CW）。競爭窗口參數初始值為CW_min，最大值為CW_max，在每次不成功的MPDU傳輸后，CW值翻倍；否則CW重置為CW_min。由于CW_min的值是固定的，顯然無法適應變化的網絡狀況，當基本服務集中的競爭站點數較多，負載比較嚴重時，站點每次發送成功后都將競爭窗口重置為CW_min，一方面可能會引起更多的數據沖突，同時窗口大小與信道爭用狀況是不相符的，站點又會經歷沖突和退避，從而造成系統吞吐量的下降。

發明內容

本發明AP：英文全稱Access?Point，中文通常稱為接入點；STA：英文全稱Station，中文通常稱為站點。

針對無線局域網中，分布式信道接入采用固定的競爭窗口初始值而導致系統在高負載情況下性能低下的問題，本發明提出了一種分布式信道接入的競爭窗口初始值動態設置方法。

本發明為解決以上技術問題采用如下技術方案：一種分布式信道接入的競爭窗口初始值動態設置方法，包括以下步驟：

1）根據基本服務集中的接入站點在信標幀間隔時段內統計的碰撞概率，得到當前基本服務集中的競爭站點數；

2）設置重置站點競爭窗口初始值判斷條件的閾值；

3）基本服務集中的接入站點判斷當前基本服務集中的競爭站點數是否大于或等于閾值；

4）若當前基本服務集中的競爭站點數大于或等于閾值，接入站點重置基本服務集中所有站點的競爭窗口的初始值；否則基本服務集中的所有站點的競爭窗口的初始值保持通信協議中的初始設置。

所述閾值為競爭站點數23。選擇競爭站點數23作為重置站點競爭窗口初始值判斷條件的閾值，基于圖2所示的仿真結果，當基本服務集中的競爭站點數超過23時，本發明所提出的適用于無線局域網分布式信道接入的競爭窗口初始值動態設置方法相對于原有機制，平均吞吐量提升比例超過50%。

所述重置基本服務集中所有站點的競爭窗口的初始值，包括以下步驟：

1）AP設置信標幀中相應指示比特值，并在下行傳輸資源處發送信標幀；

2）STA在對應的下行傳輸資源處接受信標幀；

3）STA根據信標幀中的“競爭窗口初值重置指示”比特來判斷是否重置競爭窗口初始值。

4）若指示重置競爭窗口初始值，STA將CW_min設置為255；否則STA將CW_min設置為通信協議中對CW_min的初始設置。STA將CW_min設置為255是基于圖3所示的仿真結果：當競爭站點數超過20，系統平均吞吐量的峰值位于CW_min=255附近。在現有信標幀的在幀控制中采用1比特作為“競爭窗口初值重置指示”。

本發明的有益效果如下：本發明實現了無線局域網分布式信道接入的競爭窗口初始值動態設置方案，在高負載的網絡狀況下，可以有效地提高系統的吞吐量，同時對協議本身的修改不大。

附圖說明

圖1為本發明現有技術的碰撞概率和競爭站點數之間的關系曲線圖；

圖2為本發明系統平均吞吐量提升比例與競爭站點數之間的關系曲線圖；

圖3為本發明系統平均吞吐量在競爭站點數不同的情況下與CW_min之間的關系曲線圖；

圖4為本發明的流程圖；

圖5為本發明實施例的修改信標幀的結構；

圖6為本發明實施例的重置競爭窗口初始值的流程圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。