【技术实现步骤摘要】
一种远距离分布式载波检测无线网络退避时隙长度优化方法
本专利技术属于无线网络领域，特别涉及远距离分布式载波检测无线网络退避时隙长度优化方法。
技术介绍
随着无线局域网(WirelessLocalAreaNetworks)的普及和应用，IEEE802.11标准受到人们的广泛关注。IEEE802.11标准采用分布式接入功能(DCF)作为媒质接入控制协议。DCF协议采用载波检测多路访问冲突避免(CSMA/CA)机制和二进制指数退避(BEB)算法避免冲突。IEEE802.11DCF协议最初被应用于实现短距离接入的无线局域网，而近年来，该协议已被逐渐应用于一些远距离组网的场景。例如，在地广人稀的贫困地区，IEEE802.11DCF协议被用于构建远距离无线通信网络，以低廉的成本解决远距离数据传输。二进制指数退避算法(BEB)是保证分布式接入协议性能的关键。根据BEB算法，节点发送数据包之前，首先监听信道持续空闲DIFS时长，然后在区间[0，W-1]内随机选择一个整数b(t)作为退避计数器初始值，并在b(t)δ的时间内继续监听信道，其中W为当前退避窗口长度，δ为一个单位时隙长度...
【技术保护点】
一种远距离分布式载波检测无线网络退避时隙长度优化方法，所采用的步骤是：步骤1：确定节点之间距离的分布函数；步骤2：采用离散马尔可夫链对远距离环境下网络中节点退避过程进行建模，节点在离散马尔可夫链中的状态用二维随机变量{s(t)，b(t)}表示；其中，s(t)表示节点退避阶段；b(t)表示节点当前退避计数器的剩余值；根据节点状态之间的转移关系得出离散马尔可夫链非空一步状态转移概率；步骤3：根据节点非空一步状态转移概率以及稳态概率分布归一化条件求出节点发送概率及条件冲突概率；步骤4：根据网络节点在一个时隙中平均成功传输的数据比特数及时隙的平均长度，计算网络饱和吞吐量；步骤5：利...
【技术特征摘要】
1.一种远距离分布式载波检测无线网络退避时隙长度优化方法，所采用的步骤是：步骤1：确定节点之间距离的分布函数；步骤2：采用离散马尔可夫链对远距离环境下网络中节点退避过程进行建模，节点在离散马尔可夫链中的状态用二维随机变量{s(t)，b(t)}表示；其中，s(t)表示节点退避阶段；b(t)表示节点当前退避计数器的剩余值；根据节点状态之间的转移关系得出离散马尔可夫链非空一步状态转移概率；步骤3：根据节点非空一步状态转移概率以及稳态概率分布归一化条件求出节点发送概率及条件冲突概率；步骤4：根据网络节点在一个时隙中平均成功传输的数据比特数及时隙的平均长度，计算网络饱和吞吐量；步骤5：利用数值搜索法求得网络饱和吞吐量最大时对应的最优时隙长度。2.根据权利要求1所述的一种远距离分布式载波检测无线网络退避时隙长度优化方法，其特征在于确定节点之间距离分布函数的具体方法为：网络中各节点在单跳范围内随机分布，设圆O的半径R为传输距离的一半，所有节点在圆O内随机分布，节点A、B是圆O内任意两个节点，节点A、B到圆心O的距离分别记作a，b，节点A、B之间的距离为d，OA与OB间夹角为θ，由余弦定理得任意两节点间距离的分布函数可以表示为由于变量a，b，θ是相互独立的，故式(2)可改写为θ的概率密度函数为a的分布函数为因此a的概率密度函数可以表示为同样，b的概率密度函数可以表示为式(2)中限定条件可改写为我们用h表示式(3)中最内层θ积分的和式(10)可进一步推导为由式(3)和式(11)可得任意两节点间距离分布函数为将式(6)，(7)，(11)代入式(12)中，可得到节点间距离分布函数Fd(d)的具体表达式。3.根据权利要求1所述的一种远距离分布式载波检测无线网络退避时隙长度优化方法，其特征在于确定节点发送概率τ及条件冲突概率p的具体方法为：用符号t表示时间，Wi表示节点在i退避阶段的退避窗口值，m表示节点最大退避阶段，W表示当前退避窗口长度，n表示网络节点数量，用bi，j表示马尔可夫链的稳态概率分布，即bi，j＝limt→∞P{s(t)＝i，b(t)＝j}，i∈[0，m]，j∈[0，Wi-1]，由模型可得bi-1，0·p＝bi，0→bi，0＝pib0，0，i∈[1，m](13)由式(13)和(14)可知，对于节点所处的任意一个状态bi，k都可表示为b0，0和条件冲突概率p的函数关系式，由归一化...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷磊，朱晓浪，王丹，蔡圣所，张雅静，朱马君，朱明，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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