[發明專利]根據重傳次數動態設置節點最小競爭窗口值的方法

有效

• 申請號: 201410122920.0
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103856303B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 蔡雪蓮;朱麗娜;劉會影;張海洋;李長樂
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L1/16
• 分類號: H04L1/16;H04W28/18
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及無線局域網領域中分布式協調功能DCF動態設置節點最小競爭窗口值的方法。可用以在無線局域網中保證業務通過量的前提下，減小鏈路傳輸時間，提高數據包成功發送的概率，有效提升無線局域網的性能。

背景技術

目前使用最為廣泛的無線局域網WLANs標準—IEEE802.11主要有兩種接入機制，即基于競爭的分布式協調功能DCF和無競爭的點接入功能PCF。其中DCF是基于載波監聽多址接入/碰撞避免CSMA/CA的，并且使用了二進制指數退避算法來減少節點間數據包發生碰撞的概率。針對二進制指數退避算法中，每次成功傳輸后，節點的競爭窗口值被重新設置為最小競爭窗口值的做法。很多研究者都提出，這樣會導致在業務量很大的情況下加劇擁塞狀況。而且，一次成功傳輸并不能準確地反應信道擁塞情況，所以一次成功傳輸后競爭窗口值被設置為最小值，可能會惡化網絡性能。

所以，很多研究者根據網絡狀況，來動態設置節點的最小競爭窗口值。當網絡的狀況好時，為節點設置較小的最小競爭窗口值；當網絡的狀況不好時，為節點設置較大的最小競爭窗口值。所以，在根據網絡狀況設置節點最小競爭窗口值的過程中，需要一個合適的方法來獲取準確的網絡狀況，即需要合適的網絡狀況衡量方法。現有的網絡狀況衡量方法，主要涉及有以下幾種：

1.根據平均沖突率因子來衡量網絡狀況。如電子科技大學周雯在其2010年的碩士畢業論文“IEEE802.11e增強型分布式信道接入EDCA中競爭窗口的動態退避算法研究”中使用平均沖突因子來衡量網絡狀況，根據平均沖突因子將網絡狀態劃分為低負荷狀態、中負荷狀態和高負荷狀態，在不同的狀態下設置不同的競爭窗口值，采用不同的退避機制以提高系統性能。

2.根據某一更新周期內信道繁忙的時間占整個時間段的比率，即時隙利用率來衡量網絡狀況。如朱艷飛，宋順林，姜自雷在計算機應用研究2011，pp.1102-1104發表的“一種基于802.11e動態自適應調整競爭窗口的算法”，就是先使用時隙利用率來衡量網絡狀態，再動態調整競爭窗口，以降低信道接入的沖突，提高網絡的性能。

3.根據一定時間段內發送失敗的次數與嘗試發送的次數之比，即一段時間內傳輸失敗的概率來衡量網絡狀況。如Der-Jiunn Deng and Chih-Heng Ke:Contention Window Optimization for IEEE802.11DCF Access Control,IEEE Transactions on Wireless Communications,2008,vol.7,no.12,pp.5129-5135將傳輸失敗概率作為衡量網絡狀態的工具。

以上網絡狀況衡量方法，都需要實時監控信道和額外的計算工作，這樣不僅為動態設置節點最小競爭窗口值算法帶來了高復雜度，而且計算帶來的時間延遲會影響節點最小競爭窗口值動態設置的準確性。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種根據重傳次數動態設置節點最小競爭窗口值的方法，以減小節點最小競爭窗口值的設置復雜度，提高最小競爭窗口值的準確性。

實現本發明目的的技術思路是：根據上次成功傳輸的數據包的重傳次數，設置下一傳輸數據包的最小競爭窗口值，如果上一個數據包成功傳輸前的重傳次數較大，則為節點設置的最小競爭窗口值較大，否則，為節點設置的最小競爭窗口值較小。具體步驟包括如下：

（1）網絡中的每個節點通過競爭得到接入信道，發送當前數據包，并記錄成功發送當前數據包所經歷的重傳次數n；

（2）設置兩個重傳次數門限值th1和th2，th1<th2；將記錄的重傳次數n與第一門限值th1進行比較，如果n≤th1，即網絡處于輕負荷狀態，則設置最小競爭窗口值為IEEE802.11標準中默認的最小競爭窗口值，并執行步驟（5），否則執行步驟（3）；

（3）將記錄的重傳次數n與第二門限值th2進行比較，如果th1<n≤th2，即網絡處于中負荷狀態，則設置最小競爭窗口值為IEEE802.11標準中默認的最小競爭窗口值的α倍，α>1，并執行步驟（5），否則執行步驟（4）；

（4）若n>th2，即信道處于重負荷狀態，則設置最小競爭窗口值為IEEE802.11標準中默認的最小競爭窗口值的β倍，β>α；

（5）最小競爭窗口值設置成功后，在0到最小競爭窗口值區間內隨機選擇一個整數作為節點退避計數器的值，觸發每個節點繼續競爭信道。

本發明與現有技術相比具有以下優點：