專利名稱：基于信道時間分類的增強(qiáng)分布信道訪問接納控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
無線局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制(MAC)層的接納控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks，WLAN)作為一種靈活便捷的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)在近幾年得到了逐步推廣。目前WLAN中使用最多的介質(zhì)訪問控制(Medium Access Control，MAC)層協(xié)議是IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)。在該標(biāo)準(zhǔn)中，所有工作站和所有類型的數(shù)據(jù)都是平等的，它們只能得到相同質(zhì)量的服務(wù)，但是語音、視頻等多媒體應(yīng)用對傳輸質(zhì)量的要求比普通數(shù)據(jù)要嚴(yán)格得多。為了滿足多媒體應(yīng)用的特殊需求，IEEE標(biāo)準(zhǔn)工作組制定了IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)增強(qiáng)版本——IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)。EDCA(EnhancedDistributed Channel Access，增強(qiáng)分布式信道訪問)是IEEE 802.1le中的一種主要的信道訪問模式，它的主要特點是提供了相對的服務(wù)區(qū)分功能，使多媒體數(shù)據(jù)在訪問信道時享有比普通數(shù)據(jù)更高的優(yōu)先權(quán)，從而得到質(zhì)量更好的傳輸服務(wù)。
研究人員所做的大量仿真試驗均表明當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載適中時，EDCA的服務(wù)區(qū)分功能可以收到比較好的效果，多媒體數(shù)據(jù)流的吞吐量和延時都明顯優(yōu)于普通數(shù)據(jù)；但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時，隨著數(shù)據(jù)幀相互碰撞的加劇，整個網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力顯著下降，即使多媒體數(shù)據(jù)也無法得到所需的傳輸服務(wù)。也就是說，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時僅依靠EDCA并不能提供令人滿意的QoS保證。解決這一問題的途徑是在EDCA下實施一種有效的接納控制方法，在每一個新的數(shù)據(jù)流到來時，首先預(yù)測它加入信道競爭后的網(wǎng)絡(luò)使用情況，判斷它是否會影響已有數(shù)據(jù)流的傳輸性能，以及它自身的傳輸需求能否得到滿足，然后根據(jù)上述判斷接受或拒絕它加入網(wǎng)絡(luò)。接納控制方法能夠使網(wǎng)絡(luò)中的流量負(fù)載保持在合理的范圍以內(nèi)，從而保證網(wǎng)絡(luò)中的已有數(shù)據(jù)流的QoS要求得到滿足。
目前已有的EDCA接納控制方法按照接納控制的原理可分為基于模型和基于測量兩大類?；谀Ｐ偷姆椒ㄖ饕肊DCA機(jī)制的數(shù)學(xué)分析模型的結(jié)論來預(yù)測新數(shù)據(jù)流加入后的信道使用情況，從而做出接納控制決策。這類方法有一個主要的缺點，即EDCA機(jī)制的現(xiàn)有分析模型都基于一些不合實際的假設(shè)，因而導(dǎo)致這類方法的接納控制決定并不準(zhǔn)確；并且受到建模水平的限制，在短時期內(nèi)很難克服這一缺點。基于測量的接納控制方法通過實時測量的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)了解當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)動態(tài)，據(jù)此預(yù)測新數(shù)據(jù)流加入后的信道使用情況。在基于測量的接納控制方案中，比較典型的是美國曼菲斯大學(xué)(University of Memphis)的蕭揚等人提出的“兩級保護(hù)”接納控制方法。在該方法中，以一個超幀(Superframe)為時間單位，無線局域網(wǎng)的接入點(Access Point，AP)測量整個局域網(wǎng)中的全部現(xiàn)有數(shù)據(jù)流所占用的信道時間，從總時間t中減去已占用的時間tbusy，便可得到信道空閑時間tidletidle＝t-tbusy(1)當(dāng)有新數(shù)據(jù)流到來時，將空閑時間與新數(shù)據(jù)流所需的傳輸時間進(jìn)行比較，如果空閑時間過少，則拒絕新數(shù)據(jù)流加入，否則就接受新數(shù)據(jù)流。這一接納控制準(zhǔn)則可以用下式表示tidle≥Φ×textra_trans(2)該式的意思是當(dāng)信道空閑時間(tidle)與新數(shù)據(jù)流所需的傳輸時間(textra_trans)之比大于或等于某個比值Φ(Φ≤1)時，接受新數(shù)據(jù)流。考慮到新數(shù)據(jù)流除了傳輸時間外還有可能帶來其他類型的開銷，蕭揚方法在計算tidle時，引入?yún)?shù)SurplusFactor(＞1)進(jìn)行調(diào)整。如下式所示，SurplusFactor的值越大，相當(dāng)于為額外開銷時間留有的余地越大，接納控制方法就越保守tidle＝t-SurplusFactor×tbusy(3)“兩級保護(hù)”方法基于對信道占用時間的測量和控制，簡單直觀，計算開銷小。它的主要缺點是對新數(shù)據(jù)流所帶來的各種開銷未做進(jìn)一步的分析，也就是說，對新數(shù)據(jù)流進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后的信道使用情況的預(yù)測不夠準(zhǔn)確。雖然方法中引入?yún)?shù)SurplusFactor進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，但并沒有提供合理的設(shè)置方式，只依靠經(jīng)驗對其進(jìn)行設(shè)置，這樣就難以保證接納控制決策的準(zhǔn)確性。仔細(xì)分析蕭楊方法，發(fā)現(xiàn)該方法忽略了以下兩個比較重要的事實(1)不是全部信道空閑時間都可以由新數(shù)據(jù)流使用。有時，雖然信道處于空閑狀態(tài)，但有至少一個工作站在進(jìn)行退避，這時信道必須保持空閑才能不影響現(xiàn)有數(shù)據(jù)流的傳輸；(2)新數(shù)據(jù)流帶來的信道開銷除了其數(shù)據(jù)傳輸時間之外，還可能包括它所增加的碰撞時間和退避時間。如果考慮到這兩點，就可以對信道情況進(jìn)行比較準(zhǔn)確的預(yù)測，避免引入額外的參數(shù)，使接納控制決策更加準(zhǔn)確，對不同網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況的適應(yīng)性更強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種EDCA接納控制方法，該方法能夠準(zhǔn)確預(yù)測新數(shù)據(jù)流進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后的信道使用情況，從而做出正確合理的接納控制決策；并且具有適應(yīng)性強(qiáng)、復(fù)雜度低、操作簡單、額外開銷少的特點。
本發(fā)明的特征在于，該方法依次含有以下步驟步驟(1)在IEEE 802.11e無線局域網(wǎng)中，在每個超幀內(nèi)，無線接入點會測量信道的空閑時間tidle，并且計算整個局域網(wǎng)中的各個現(xiàn)有數(shù)據(jù)流在本超幀內(nèi)所需的退避時間tbackoff[k](k＝1…n，n為數(shù)據(jù)流的數(shù)目)；通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)流k在一個超幀內(nèi)成功發(fā)送的數(shù)據(jù)幀以及經(jīng)過若干次重傳發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的數(shù)目，再根據(jù)此數(shù)據(jù)流所在AC的EDCA參數(shù)，可以得到它的tbackoff[k]值；例如，假設(shè)數(shù)據(jù)流k在一個超幀內(nèi)成功發(fā)送的數(shù)據(jù)幀為1000個，并且它的CWmin(競爭窗口的最小值，是一個重要的EDCA參數(shù))值為15，由于發(fā)送數(shù)據(jù)前發(fā)送隊列的退避定時器的初始值在
之間平均分布，并且每經(jīng)過一個空閑時隙(SlotTime)退避定時器的值就會減1，所以數(shù)據(jù)流k的退避時間為tbackoff[k]＝1000×(15/2)×SlotTime(4)由于信道在空閑時，所有準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)的隊列的退避計時器都在進(jìn)行退避計時，所以信道空閑時間是公用的，只要能滿足退避時間最長的數(shù)據(jù)流的退避時間需求，就可以滿足所有數(shù)據(jù)流的退避時間需求，因此，max(tbackoff[k])(k＝1…n)就是全部現(xiàn)有數(shù)據(jù)流所需的退避時間tbackoff；這樣，通過計算式(5)可以得到信道有效空閑時間tavailabletavailable＝tidle-tbackoff(5)步驟(2)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有新的數(shù)據(jù)流到來時，該數(shù)據(jù)流所在的工作站向接入點發(fā)送傳輸請求，請求中包括了數(shù)據(jù)流的各項參數(shù)；接入點收到新數(shù)據(jù)流的傳輸請求后，根據(jù)它的各項參數(shù)預(yù)測它將占用的信道時間在新的數(shù)據(jù)流(即第n+1個數(shù)據(jù)流)所需的信道時間中，textra_trans是新數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)傳輸時間，按照所有數(shù)據(jù)幀均一次性成功傳輸來估算；textra_col是新數(shù)據(jù)流加入信道競爭后增加的碰撞時間，取在此之前與新數(shù)據(jù)流的吞吐量最為接近的現(xiàn)有數(shù)據(jù)流，令textra_col等于該現(xiàn)有流加入信道競爭時測量到的增加的碰撞時間；textra_bockoff是新數(shù)據(jù)流加入信道競爭后增加的退避時間，計算方法為先計算新數(shù)據(jù)流所需的退避時間tbackoff[n+1]，其計算方法與現(xiàn)有數(shù)據(jù)流的退避時間的計算類似，新數(shù)據(jù)流加入信道競爭后增加的退避時間是tbackoff[n+1]與現(xiàn)有數(shù)據(jù)流的退避時間之差textra_backoff＝max(tbackoff[n+1]-tbackoff，0)(6)按照(7)式將新數(shù)據(jù)流所需的額外傳輸時間、碰撞時間和退避時間相加，便可得到它所需的全部信道時間tnewtnew＝textra_trans+textra_col+textra_backoff(7)步驟(3)將步驟(1)中得到的tavailable和步驟(2)中得到的tnew的值代入下式中tavailable≥Φ×tnew(8)其中，Φ＝1；如果該式成立，則接受新數(shù)據(jù)流，向新數(shù)據(jù)流所在的工作站發(fā)送允許傳輸信息，允許它開始傳輸；如果該式不成立，則拒絕新數(shù)據(jù)流，向新數(shù)據(jù)流所在的工作站發(fā)送拒絕傳輸信息。
基于NS2.26仿真平臺的試驗結(jié)果證明，基于無線信道時間分類的EDCA接納控制方法在各種不同的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況下均能做出正確合理的接納控制決策，并且實現(xiàn)也比較簡單。


圖1根據(jù)無線信道的不同狀態(tài)對時間的分類。
圖2無線信道的不同狀態(tài)-簡單實例DIFS分散幀間空間；EIFS擴(kuò)展幀間空間；SIFS短幀間空間。
圖3無接納控制方法時各數(shù)據(jù)流的吞吐量。
圖4實施接納控制時各數(shù)據(jù)流的吞吐量(Φ＝1)。
圖5本發(fā)明的程序流程圖。
具體實施例方式
為了更清晰地闡述本發(fā)明的實施方法，首先詳細(xì)分析無線信道的各種狀態(tài)。如圖1所示，無線信道有忙碌和空閑兩種狀態(tài)。其中，信道忙碌包括數(shù)據(jù)的成功傳輸和傳輸發(fā)生碰撞兩種情況。而信道空閑也包括兩種情況，一種情況是有工作站在進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送之前的隨機(jī)退避過程，這類空閑時間是不能用來傳輸新的數(shù)據(jù)流的，否則現(xiàn)有流會由于信道空閑時間達(dá)不到要求的退避時間而無法發(fā)送數(shù)據(jù)。另一種情況是所有工作站均無數(shù)據(jù)要發(fā)送，這類時間是真正有效的信道空閑時間，可以由新的數(shù)據(jù)流占用，而不會影響現(xiàn)有流的吞吐量性能。另外，新數(shù)據(jù)流不僅需要傳輸時間，還有可能帶來額外的碰撞時間和退避時間?，F(xiàn)有的基于測量的接納控制方案都忽視了這兩點，在對新數(shù)據(jù)流進(jìn)行接納控制時，認(rèn)為所有信道空閑時間均可由新數(shù)據(jù)流利用，并且只考慮新數(shù)據(jù)流所需的傳輸時間，從而具有接納過多數(shù)據(jù)流的傾向。
圖2通過一個簡單的實例示意了各種信道時間。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中共有兩個工作站。開始兩個工作站的退避時間均為7個時隙，所以同時發(fā)送數(shù)據(jù)，產(chǎn)生了碰撞。隨后它們各自開始新一輪的退避，工作站1取的退避時間為10個時隙，工作站2取的退避時間為11個時隙。這樣，工作站1首先競爭到信道，發(fā)送了數(shù)據(jù)。隨后工作站2也傳輸了它的數(shù)據(jù)。接著，兩個工作站均暫時無數(shù)據(jù)發(fā)送。在這個示例中，傳輸時間和碰撞時間屬于信道忙時間，退避時間雖然屬于信道空閑時間，但它是現(xiàn)有數(shù)據(jù)流正常發(fā)送數(shù)據(jù)所必須的，因此也不能由新數(shù)據(jù)流占用。只有兩個工作站都無數(shù)據(jù)要發(fā)送時的信道空閑時間才是真正可以由新數(shù)據(jù)流占用的時間，即信道有效空閑時間。
在下文中，如果不加特殊說明，各類信道開銷時間的計算均以一個超幀為單位。
在新數(shù)據(jù)流帶來的信道開銷中，最主要和最直接的是它的數(shù)據(jù)傳輸所占用的信道時間。這類時間的計算比較簡單，用一個超幀內(nèi)該數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)幀個數(shù)乘以每個數(shù)據(jù)幀傳輸所需的時間，再加上ACK(確認(rèn))幀(必要時還包括RTS/CTS(Request To Send/Clear To Send)幀)的傳輸時間即可。每個數(shù)據(jù)幀傳輸所需的時間等于數(shù)據(jù)幀大小乘以物理層的傳輸速率。
其次，如果信道中的數(shù)據(jù)流量達(dá)到一定程度，新數(shù)據(jù)流還會與現(xiàn)有數(shù)據(jù)流發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞，導(dǎo)致信道碰撞時間的增加。網(wǎng)絡(luò)負(fù)載越重，增加的碰撞時間就越多。因此，這類信道開銷也是在接納控制時需要考慮的。
最后，如果新數(shù)據(jù)流所需的退避時間大于現(xiàn)有數(shù)據(jù)流所需的退避時間，則需要更新后者。
基于無線信道時間分類的接納控制方法的主要操作步驟如下步驟(1)在IEEE 802.11e無線局域網(wǎng)中，在每個超幀內(nèi)，無線接入點會測量信道的空閑時間tidle，并且計算整個局域網(wǎng)中的各個現(xiàn)有數(shù)據(jù)流在本超幀內(nèi)所需的退避時間tbackoff[k](k＝1…n，n為數(shù)據(jù)流的數(shù)目)；通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)流k在一個超幀內(nèi)成功發(fā)送的數(shù)據(jù)幀以及經(jīng)過若干次重傳發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的數(shù)目，再根據(jù)此數(shù)據(jù)流所在AC的EDCA參數(shù)，可以得到它的tbackoff[k]值；例如，假設(shè)數(shù)據(jù)流k在一個超幀內(nèi)成功發(fā)送的數(shù)據(jù)幀為1000個，并且它的CWmin(競爭窗口的最小值，是一個重要的EDCA參數(shù))值為15，由于發(fā)送數(shù)據(jù)前發(fā)送隊列的退避定時器的初始值在
之間平均分布，并且每經(jīng)過一個空閑時隙(SlotTime)退避定時器的值就會減1，所以數(shù)據(jù)流k的退避時間為tbackoff[k]＝1000×(15/2)×SlotTime(4)由于信道在空閑時，所有準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)的隊列的退避計時器都在進(jìn)行退避計時，所以信道空閑時間是公用的，只要能滿足退避時間最長的數(shù)據(jù)流的退避時間需求，就可以滿足所有數(shù)據(jù)流的退避時間需求，因此，max(tbackoff[k])(k＝1…n)就是全部現(xiàn)有數(shù)據(jù)流所需的退避時間tbackoff；這樣，通過計算式(5)可以得到信道有效空閑時間tavailabletavailable＝tidle-tbackoff(5)步驟(2)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有新的數(shù)據(jù)流到來時，該數(shù)據(jù)流所在的工作站向接入點發(fā)送傳輸請求，請求中包括了數(shù)據(jù)流的各項參數(shù)；接入點收到新數(shù)據(jù)流的傳輸請求后，根據(jù)它的各項參數(shù)預(yù)測它將占用的信道時間在新的數(shù)據(jù)流(即第n+1個數(shù)據(jù)流)所需的信道時間中，textra_trans是新數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)傳輸時間，按照所有數(shù)據(jù)幀均一次性成功傳輸來估算；textra_col是新數(shù)據(jù)流加入信道競爭后增加的碰撞時間，取在此之前與新數(shù)據(jù)流的吞吐量最為接近的現(xiàn)有數(shù)據(jù)流，令textra_col等于該現(xiàn)有流加入信道競爭時測量到的增加的碰撞時間；textra_backoff是新數(shù)據(jù)流加入信道競爭后增加的退避時間，計算方法為先計算新數(shù)據(jù)流所需的退避時間tbackoff[n+1]，其計算方法與現(xiàn)有數(shù)據(jù)流的退避時間的計算類似，新數(shù)據(jù)流加入信道競爭后增加的退避時間是tbackoff[n+1]與現(xiàn)有數(shù)據(jù)流的退避時間之差textra_backoff＝max(tbackoff[n+1]-tbackoff，0)(6)按照(7)式將新數(shù)據(jù)流所需的額外傳輸時間、碰撞時間和退避時間相加，便可得到它所需的全部信道時間tnewtnew＝textra_trans+textra_col+textra_backoff(7)步驟(3)將步驟(1)中得到的tavailable和步驟(2)中得到的tnew的值代入下面的接納控制準(zhǔn)則中tavailable≥Φ×tnew(8)該式的意思是當(dāng)且僅當(dāng)信道有效空閑時間(tavailable)與新數(shù)據(jù)流所需的總時間(tnew)之比大于或等于某個比值Φ(Φ＝1)時，接受新數(shù)據(jù)流；如果將上述兩個值代入后該式能夠成立，則接受新數(shù)據(jù)流，向新數(shù)據(jù)流所在的工作站發(fā)送允許傳輸信息，允許它開始傳輸；如果該式不成立，則拒絕新數(shù)據(jù)流，向新數(shù)據(jù)流所在的工作站發(fā)送拒絕傳輸信息。
我們以NS2.26為仿真試驗平臺實現(xiàn)了此接納控制方案，并將其性能與蕭揚等人的方案進(jìn)行了對比。NS(Network Simulator，網(wǎng)絡(luò)模擬器)是一種通用的多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)模擬軟件，它是在互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的(網(wǎng)址http://www-mash.cs.berkeley.edu/ns/)，目前已被網(wǎng)絡(luò)研究者廣泛使用。NS2.26為它的版本之一。
在試驗中，無線信道的總帶寬設(shè)置為10Mbps，試驗時間為100秒，超幀時間設(shè)置為1秒。從0秒開始，每隔20秒加入一個2Mbps的數(shù)據(jù)流，最后共有5個數(shù)據(jù)流，各數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級相同，每個分組的大小為1Kbyte。圖3為未進(jìn)行接納控制時各數(shù)據(jù)流的吞吐量示意圖從圖中可以看到，加入數(shù)據(jù)流4后(60-80秒)，數(shù)據(jù)流2和3的性能出現(xiàn)了明顯下降。數(shù)據(jù)流5加入后(80-100秒)，現(xiàn)有數(shù)據(jù)流的性能受到了更大的影響，所有數(shù)據(jù)流的吞吐量均顯著低于需求值。根據(jù)我們的接納控制方法，在第19、39、59和79秒時計算得到的各項參考數(shù)據(jù)值如表1所示。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)和由不等式(8)規(guī)定的接納控制準(zhǔn)則，接納控制方案會在第60秒時拒絕數(shù)據(jù)流4的加入，因為此時的信道有效空閑時間(233毫秒)小于數(shù)據(jù)流4傳輸所需的336毫秒。同理，也會在第80秒時拒絕數(shù)據(jù)流5加入。圖4是實施我們的接納控制方案時各數(shù)據(jù)流的吞吐量示意圖。對比圖3、4所示的吞吐量情況可知，這些接納控制決定是正確的。
表1 以超幀為單位統(tǒng)計接納控制數(shù)據(jù)

采用蕭揚等人的方案進(jìn)行接納控制試驗，表2中列出了參數(shù)SurplusFactor的值分別是1.05、1.10、1.15和1.20時對各數(shù)據(jù)流的接納情況。從表中可以看出，此接納控制方案的準(zhǔn)確性與該參數(shù)的值有密切關(guān)系，如果該參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，將直接影響接納控制的效果。而我們提出的方案能準(zhǔn)確估計數(shù)據(jù)傳輸時間之外的各種時間開銷，不需設(shè)置該參數(shù)，就可以在各種網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷狀況下均做出正確的接納控制決定。
表2 蕭揚方案的接納控制決定隨參數(shù)值而變化(Φ＝1)

權(quán)利要求
1.基于信道時間分類的增強(qiáng)分布式接納控制方法，其特征在于，依次含有以下步驟步驟(1)，在IEEE802.11e無線局域網(wǎng)中，無線接入點以傳送一個超幀的時間為時間單位t依次按以下步驟計算有效空閑時tavalable步驟(1.1)，無線接入點是按以下測量值計算信道的空閑時間tidletidle＝t-tbusy，其中tbusy是整個局域網(wǎng)中的全部現(xiàn)有數(shù)據(jù)流所占用的信道時間，為測量值，所述的數(shù)據(jù)流用k表示，k＝1…n，n為現(xiàn)有數(shù)據(jù)流的數(shù)目；步驟(1.2)，無線接入點計算整個局域網(wǎng)中的各個現(xiàn)有數(shù)據(jù)流在本超幀內(nèi)各自所需的退避時間tbackoff[k]，退避時間依據(jù)無線局域網(wǎng)中所定義，其中，max(tbackoff[k])就是全部現(xiàn)有數(shù)據(jù)流所需的退避時間tbackoff，其中，數(shù)據(jù)流k的退避時間tbackoff[k]按下式計算tbackoff[k]＝數(shù)據(jù)流k在一個超幀內(nèi)成功發(fā)送的數(shù)據(jù)幀數(shù)×競爭窗口的最小值CWmin/2×SlotTime，其中，所述的數(shù)據(jù)幀數(shù)包括經(jīng)過若干次重傳發(fā)送的數(shù)據(jù)幀數(shù)，所述的CWmin初始值是在
之間平均分布，任意選取，該CWmin為設(shè)定值，所述的SlotTime為設(shè)定值，代表空閑時隙；步驟(1.3)，無線接入點按下式計算信道有效空間時間tavailabletavailable＝tidle-tbackoff步驟(2)，無線接入點收到第n+1個數(shù)據(jù)流的傳輸請求后按下式估計該新數(shù)據(jù)流所需的全部信道時間tnew，其步驟依次如下步驟(2.1)，根據(jù)在新數(shù)據(jù)流到來之前與新數(shù)據(jù)流的吞吐量差值最小的現(xiàn)有數(shù)據(jù)流的碰撞時間，依據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)中碰撞時間為數(shù)據(jù)傳輸時沖突的時間，來估計新數(shù)據(jù)流加入信道競爭后增加的碰撞時間，用textra_col表示；步驟(2.2)，按下式計算新數(shù)據(jù)流加入信道競爭后增加的退避時間textra_backofftextra_backoff＝max(tbackoff[n+1]-tbackoff，0)其中，tbackoff[n+1]為新數(shù)據(jù)流所需的退避時間；步驟(2.3)，按照現(xiàn)有的數(shù)據(jù)幀均一次性成功傳輸來估算新數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)傳輸時間textra_trans，按下式計算textra_trans＝一個超幀內(nèi)所達(dá)數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)幀個數(shù)×每一個數(shù)據(jù)幀傳輸所需的時間+確認(rèn)幀ACK+發(fā)送請求幀+允許發(fā)送幀其中每一個數(shù)據(jù)幀傳輸所需時間等于數(shù)據(jù)幀的大小乘以現(xiàn)有傳輸速率；步驟(2.4)，按以下計算新數(shù)據(jù)流所需的全部信道時間tnewtnew＝toxtra_trns+textra_col+tcxtra_backoff步驟(3)，將步驟(1)中得到的tavailable和步驟(2)中得到的tnew的值代入下式的接納控制準(zhǔn)則中，判斷是否允許新數(shù)據(jù)流是否開始傳輸tavailable≥Φ×tnew其中，Φ為設(shè)定值，Φ＝1；如果該式成立，則允許新數(shù)據(jù)流開始傳輸；如果該式不成立，則拒絕新數(shù)據(jù)流傳輸。
全文摘要
基于信道時間分類的增強(qiáng)分布式信道訪問接納控制方法屬于無線局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制(MAC)層的接納控制領(lǐng)域，其特征在于，首先，無線接入點以一個超幀為時間單位，基于信道空閑時間和現(xiàn)有數(shù)據(jù)流的退避時間計算信道有效空閑時間；其次，根據(jù)新數(shù)據(jù)流所需的數(shù)據(jù)傳輸時間，碰撞時間和退避時間之和得到新數(shù)據(jù)流所需的全部信道時間；最后，根據(jù)設(shè)定的接納控制準(zhǔn)則，判別信道有效空閑時間能否滿足新數(shù)據(jù)流所需的全部信道時間，以決定接納與否。本發(fā)明在不同的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載下均能做出正確合理的接納控制決策，并且實現(xiàn)也比較簡單。
文檔編號H04L12/56GK101083588SQ20071011771
公開日2007年12月5日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者林闖, 莊錦軍, 任豐原, 單志廣 申請人:清華大學(xué)