[發明專利]中心化無線局域網無競爭隨機介質訪問控制方法及系統

在審

• 申請號: 201911288486.2
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN110958717A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 李瑞霞;符茂勝;李祖松;陳振偉;周先存;彭偉
• 申請（專利權）人: 皖西學院
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發明公開了一種中心化無線局域網無競爭隨機介質訪問控制方法，包括：發送節點根據其發送隊列的狀態以及根據其從接入點獲取到的后退基數k的情況，確定后退狀態和數據包的發送行為，并依據此發送行為將需要發送的數據包發送給接入點；接入點在接收到該數據包后，為該數據包的發送節點產生一個唯一的后退基數k，并將此唯一的后退基數k發送給該數據包的發送節點。本發明方法通過自適應調整虛擬競爭窗口大小，使中心化隨機后退方法能夠快速收斂到無競爭狀態，提升網絡的服務質量。

技術領域

本發明涉及信息處理技術領域，尤其是中心化無線局域網無競爭隨機介質訪問控制方法及系統。

背景技術

在采用DCF協議的WLAN中，多個設備有可能后退計數同時到0，導致多個設備同時發送信號，這些信號相互干擾，從而導致傳輸失敗，這一現象被稱為沖突。隨著WLAN中節點數目的增加，沖突問題也變得愈發嚴重。802.11ah標準將WLAN的范圍提升至1.5km，并加入大量無線傳感器設備；802.11ax任務組也在考慮如何提升高用戶密度環境下的平均信道利用率；然而目前的無線技術仍舊采用傳統的DCF協議。

中心化隨機后退(Centralized Random Backoff，CRB)方法可以有效降低沖突概率。在CRB方法中，后退狀態由運行在接入點(Access Point，AP)的虛擬后退算法(VirtualBackoffAlgorithm，VBA)生成，并通過ACK幀分配給連接到該AP的節點。網絡中的節點通過分配的后退狀態決定信道接入時機，網絡能在收斂時間后達到無競爭的收斂狀態。如果VBA中選擇的隨機后退數與其他已有節點的后退數相等，則認為發生了虛擬沖突。通過虛擬沖突機制，AP可以給其所有發送節點分配唯一后退狀態。由于CRB中節點接入信道的方式由運行在AP上的后退狀態生成算法決定，而AP通常維護了一個到互聯網的可靠連接，因此該算法可隨時按需更新。

但是，現有的CRB方法中主要存在兩個問題：第一、網絡節點較多時收斂速度慢，例如，20個節點的CRB需要1個小時以收斂到無競爭狀態；第二、與已有的DCF設備之間的公平性需要提升，同時，DCF的自適應控制算法目前也處于空白狀態。

發明內容

為了克服上述現有技術中的缺陷，本發明提供一種中心化無線局域網無競爭隨機介質訪問控制方法，通過自適應調整虛擬競爭窗口大小，使中心化隨機后退方法能夠快速收斂到無競爭狀態，提升網絡的服務質量。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案，包括：

一種中心化無線局域網無競爭隨機介質訪問控制方法，包括以下步驟：

S1，無線局域網中的發送節點有數據包需要發送，即數據包到達發送節點時，發送節點根據其發送隊列的狀態，確定數據包的發送行為，并依據此發送行為將需要發送的數據包發送給接入點；

S2，接入點在接收到該數據包后，為該數據包的發送節點產生一個唯一的后退基數k，并將此唯一的后退基數k發送給該數據包的發送節點；

S3，發送節點在接收到該后退狀態后，即表示數據包傳輸成功，且發送節點根據其發送隊列的狀態以及根據其從接入點獲取到的后退基數k的情況，確定數據包的發送行為，并依據此發送行為將下一個數據包發送給接入點。

步驟S1中，具體包括以下步驟：

S101：數據包到達發送節點時，判斷發送節點的發送隊列是否為空：

若發送節點的發送隊列為空，則跳轉執行步驟S102，即執行CSMA/CA的DCF過程；

若發送節點的發送隊列不為空，且發送節點沒有成功傳輸過數據，即發送節點沒有從接入點獲取到唯一的后退基數k，則跳轉執行步驟S103；

S102，發送節點開始偵聽信道：