一種基于公平競爭的rts碰撞解決方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明提出一種基于公平競爭的RTS(requset to send)碰撞解決方法，屬于無線 通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線局域網(wǎng)絡(luò)中，基站又被稱為接入站點（AP，access point)。在無線局域網(wǎng)中， 信道接入的分布式本質(zhì)使得載波偵聽機(jī)制對于無碰撞的操作至關(guān)重要，然而在某些情況下 物理載波偵聽有可能無法探測到所有站點的傳輸。如圖1所示，站點（STA，station)A發(fā)出 的傳輸可以被基站AP和站點C檢測到。而另個遠(yuǎn)端節(jié)點站點B可以檢測到基站AP，卻檢 測不到站點A，反之亦然，所以站點A與站點B互為隱藏節(jié)點。
[0003] 網(wǎng)絡(luò)分配向量（NAV，network allocation vecror)是用來克服隱藏節(jié)點問題的一 種機(jī)制。提供一種虛擬載波偵聽機(jī)制來增強(qiáng)物理載波偵聽。每個MC幀都承載有一個"時 長"字段，用以更新其他所有站點的NAV。"時長"字段包含一個時間值，該值標(biāo)示發(fā)送站點 預(yù)計從承載該mac的最后一個物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（prou)結(jié)束算起媒體有多長時間會處 于繁忙狀態(tài)。
[0004] 圖2所示即為要保護(hù)站點A的傳輸不受隱藏節(jié)點影響所使用的RTS/CTS握手機(jī) 制。由于站點B，站點C和站點D在接收到CTS (clear to send)幀后設(shè)置了相應(yīng)的NAV，這 個設(shè)定值被設(shè)置為RTS中的"時長"字段減去SIFS (short interframe space)以及CTS響 應(yīng)自身的時長。設(shè)置NAV后，相應(yīng)站點會為后續(xù)的幀交換進(jìn)行延時，因而隱藏節(jié)點B不會影 響到站點A與基站AP之間的數(shù)據(jù)傳輸。
[0005] 通過引入RTS/CTS握手機(jī)制，有效解決了隱藏節(jié)點問題，但同時引入了新的問題： 當(dāng)站點A向基站AP發(fā)送一個RTS幀時，站點B有可能仍認(rèn)為信道處于空閑狀態(tài)，從而也向 基站AP發(fā)送一個RTS幀，此時如圖3-4所示，RTS幀碰撞，基站AP范圍內(nèi)站點并不會收到 CTS幀，握手失敗。A，B站點發(fā)送RTS幀時，周邊站點已經(jīng)根據(jù)RTS幀中的"時長"字段設(shè)定 了其NAV，這個設(shè)定值包括CTS響應(yīng)時間加上下一個幀交換所需要的時間。因而站點A，站 點B的周邊站點需要后延其NAV時長才能夠競爭接入信道，這就影響了系統(tǒng)整體的公平性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的：本發(fā)明針對無線局域網(wǎng)中互為隱藏節(jié)點的兩個站點同時向AP發(fā)送RTS 幀發(fā)生沖突的問題，提出了一種基于公平競爭的RTS碰撞解決方法。
[0007] 技術(shù)方案：一種基于公平競爭的RTS碰撞解決方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟1，站點A使用RTS/CTS握手機(jī)制，發(fā)送RTS幀；
[0009] 步驟2,站點A周邊的站點根據(jù)收到的RTS幀里包含的"時長"字段設(shè)置NAV ; [0010] 步驟3,如果站點A在CTSTimeout時間內(nèi)沒有收到周邊站點發(fā)送的CTS幀，則說明 CTS幀與隱藏節(jié)點發(fā)生碰撞，此時站點A發(fā)送CF-End幀；
[0011] 步驟4,曾收到站點A發(fā)送的RTS幀的周邊站點在收到CF-End幀后將其NAV設(shè)為 O ；
[0012] 步驟5,站點A競爭窗口加倍，站點A使用兩步回退競爭接入機(jī)制競爭信道；其中 兩步回退競爭接入機(jī)制具體如下：所有偵聽到DIFS(distributed interframe space)時間 內(nèi)信道是空閑的站點，接著依次進(jìn)入如下兩個回退階段，只有經(jīng)過第一回退階段的站點才 能進(jìn)入第二回退階段，只有進(jìn)入第二個回退階段的站點才能發(fā)包。
[0013] 進(jìn)一步地，所述步驟5中第一回退階段的競爭機(jī)制如下：
[0014] 發(fā)起傳輸?shù)恼军c首先初始化自己的回退計數(shù)器，然后按該數(shù)目的時隙長度后延； 其中第一回退階段的回退計數(shù)器記為BC1，BCl隨機(jī)均勻分布在區(qū)間[0, CW1]上；CWl是第 一回退階段的競爭窗口，其最小值為CWlmin，最大值為CWlmax，CWl的初始值為CWlmin。
[0015] 進(jìn)一步地，所述步驟5中第二回退階段的競爭機(jī)制如下：
[0016] 進(jìn)入第二回退階段后，站點設(shè)置自己的第二回退階段的回退計數(shù)器，然后按該數(shù) 目的時隙長度后延；第二回退階段的回退計數(shù)器記為BC2, BC2隨機(jī)均勻分布在區(qū)間[0， CW2]上；CW2是第二回退階段競爭窗口，其最小值為CW2min，最大值為CW2max，CW2的初始 值為 CW2min。
[0017] 更進(jìn)一步地，所述BCl進(jìn)行回退方法如下：
[0018] 站點通過對媒體進(jìn)行一個DIFS (distributed interframe space)固定時長的偵 聽確定信道空閑后，在每一個回退時隙（SlotTime)內(nèi)站點繼續(xù)監(jiān)測媒體，如果媒體空閑， 則BCl的值減1 ;如果媒體繁忙，則回退進(jìn)程掛起，繼續(xù)停留在第一回退階段，無論是在競爭 周期開始時或是競爭周期中，當(dāng)站點的BCl值減為0時，站點進(jìn)入第二個回退階段。
[0019] 更進(jìn)一步地，所述BC2進(jìn)行回退方法如下：
[0020] 在每一個回退時隙（SlotTime)內(nèi)站點持續(xù)監(jiān)測媒體，如果媒體空閑，則BC2的值 減1，當(dāng)BC2的值減為0時，此節(jié)點開始它的傳輸；如果檢測到媒體繁忙，即有站點競爭到信 道，則其他處于第二回退階段且未競爭到信道的站點回到第一回退階段，且CWl值翻倍后 隨機(jī)設(shè)置BCl值，參與下一次兩步回退競爭；
[0021] 當(dāng)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突時，發(fā)生沖突的站點重新回到第一回退階段，競爭窗口 CWl的值 加倍，而后在[0, CW1]內(nèi)隨機(jī)選擇新的BCl值。
[0022] 有益效果：本發(fā)明解決了無線局域網(wǎng)中由于隱藏節(jié)點發(fā)送RTS幀碰撞導(dǎo)致的NAV 誤設(shè)而引起的系統(tǒng)不公平性問題，在改進(jìn)機(jī)制下，不同節(jié)點數(shù)下的公平性指數(shù)都明顯提升， 系統(tǒng)的公平性問題得到改善，這使得各個站點可以更加公平地接入信道。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)的RTS沖突場景示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)的RTS/CTS交換機(jī)制圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)的RTS碰撞效果圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)的RTS競爭重傳示意圖；
[0027] 圖5為本發(fā)明實施例的基于公平競爭的RTS重傳流程圖；
[0028] 圖6為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)吞吐率對比圖；
[0029] 圖7為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)公平性指數(shù)對比圖；
[0030] 圖8為本發(fā)明實施例的兩步回退競爭接入機(jī)制示意圖。
【具體實施方式】
[0031 ] 下面結(jié)合【具體實施方式】，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[0032] 如圖5-7所示，一種基于公平競爭的RTS碰撞解決方法，包括以下步驟：
[0033] 步驟1，站點A使用RTS/CTS握手機(jī)制，發(fā)送RTS幀；
[0034] 步驟2,站點A周邊的站點根據(jù)收到的RTS幀里包含的"時長"字段設(shè)置NAV ;
[0035] 步驟3,如果站點A在CTSTimeout時間內(nèi)沒有收到周邊站點發(fā)送的CTS幀，則說明 CTS幀與隱藏節(jié)點發(fā)生碰撞，此時站點A發(fā)送CF-End幀；
[0036] 步驟4,曾收到站點A發(fā)送的RTS幀的周邊站點在收到CF-End幀后將其NAV設(shè)為 〇 ；
[0037] 步驟5, A競爭窗口加倍，A使用兩步回退競爭接入機(jī)制競爭信道；其中兩步回退競 爭接入機(jī)制具體如下：所有偵聽到DIFS(distributed interframe space)時間內(nèi)信道是空 閑的站點，接著依次進(jìn)入如下兩個回退階段，只有經(jīng)過第一回退階段的站點才能進(jìn)入第二 回退階段，只有進(jìn)入第二個回退階段的站點才能發(fā)包；
[0038] 第一回退階段的競爭機(jī)制如下：
[0039] 發(fā)起傳輸?shù)恼军c首先初始化自己的回退計數(shù)器，然后按該數(shù)目的時隙長度后延； 其中第一回退階段的回退計數(shù)器記為BC1，BC