无线分布式网络中MAC层的自适应确定性退避方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种无线分布式网络中MAC层的自适应确定性退避方法，包括：步骤一，判断第i站点是否存在需要发送的数据包；若是，则继续下一步骤；若否，对第i站点中的退避窗口值执行退避窗口值更新操作；步骤二，执行第一次侦听信道以判断传输信道是否空闲，若是，则执行退避操作，执行第二次侦听信道；若否，则执行第二退避操作，返回至第二次侦听信道；第二退避操作中包括退避窗口值更新操作；步骤三，执行第二次侦听信道以判断传输信道是否空闲，若是，则将需要发送的数据包发送出去，并执行与发送相关的后续操作；若否，则返回执行第二退避操作。本发明专利技术实现确定性的退避机制，有效避免数据包的碰撞，有效提高网络系统的吞吐量和发送成功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于移动通信网络
，涉及一种退避方法及系统，特别是涉及一种 无线分布式网络中MAC层的自适应确定性退避方法及系统。
技术介绍
现有的无线分布式网络MAC层标准多采用载波侦听多路访问/冲突避免（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance, CSMA/CA)协议。在基于竞争的分布 式无线网络当中，所有站点在发送数据包之前，首先进行载波侦听，即需要侦听信道是否处 于空闲状态。若信道空闲，则站点等待一定时间后再发送数据包。在发送过程中也需要侦 听信道状态。若侦听到冲突发生，则发送过程立即停止，等待一段时间后再进行尝试。 等待过程被称作退避过程。选择合理的退避策略对整个系统的性能至关重要。选 择合理的退避策略的目的主要有两点，即尽量减少碰撞和降低系统时延。减少碰撞主要是 尽可能避免不同站点同时发送数据包，提高系统的发送成功概率和吞吐量。从用户角度来 说，用户是不希望有过长的时延体验的，因此也需要降低系统的时延。而要同时使这两种性 能都能得到提升是有难度的。 目前最流行的退避策略是二进制指数退避算法（Binary Exponential Backoff, BEB)。BEB工作流程如下：记退避窗长（Contention Window)为CW，每次退避时站 点将在[0, CW)区间内随机选择一个数作为退避时长。首次退避时CW限定为最小退避窗长 CW_。若再次碰撞，CW窗长将加倍，站点将在新的[0, CW)区间内重新随机选择一个数字作 为退避时长。若再次碰撞则CW再次加倍，直至达到最大退避窗长CWniax为止。若数据包发 送成功，则退避窗长重置为CW_。 现在无线分布式网络中广泛应用的BEB退避策略算法简单，实现方便，但是其性 能却不能达到最优。它虽然可以减少碰撞，但不能避免碰撞。在站点数较多或负载量较高 时，碰撞加剧，发送成功率显著下降，进而造成时延变大、能耗增高、资源浪费和用户体验变 差等负面影响。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种无线分布式网络中 MAC层的自适应确定性退避方法及系统，用于解决现有技术中退避算法在站点数较多或负 载量较高时，碰撞加剧，发送成功率显著下降，进而造成时延变大、能耗增高、资源浪费和用 户体验变差等负面结果的问题。 为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术一方面提供一种无线分布式网络中MAC 层的自适应确定性退避方法，所述无线分布式网络中包括若干个站点，所述若干个站点共 用用于传输数据包的传输信道，包括：步骤一，判断第i站点是否存在需要发送的数据包； 若是，则继续下一步骤；若否，对所述第i站点中的退避窗口值执行退避窗口值更新操作； 其中，i为大于等于1的正整数；步骤二，执行第一次侦听信道以判断所述传输信道是否处 于空闲状态，若是，则执行退避操作，并执行第二次侦听信道；若否，则执行第二退避操作， 并返回至第二次侦听信道；所述第二退避操作中包括对所述第i站点中的退避窗口值执行 退避窗口值更新操作；步骤三，执行第二次侦听信道以判断所述传输信道是否处于空闲状 态，若是，则将需要发送的数据包发送出去，并执行与发送相关的后续操作；若否，则返回执 行所述第二退避操作。 可选地，所述与发送相关的后续操作包括：判断所述数据包是否发送成功，若是， 则执行所述退避窗口值更新操作；若否，则表示所述数据包需要重新发送，并判断所述数据 包的重传次数是否大于重传次数最大门限值，若是，则丢弃该数据包，及继续更新操作；若 否，则返回至所述第二退避操作中的对所述第i站点中的退避窗口值执行退避窗口值更新 操作。 可选地，判断所述数据包是否发生成功的依据是判断是否接收到已成功接收数据 包的反馈信息。 可选地，所述更新操作包括：若所述第i站点成功发送需要发送的数据包时，则将 已存在的所述第i站点中的退避窗口值清除为零；在所述第i站点下一次成功发送数据包 之前，若所述第i站点侦听到第j站点成功发送需要发送的数据包的次数为1时，则将所述 第i站点中的退避窗口值更新为已存在的所述第i站点中的退避窗口值+1 ;其中，j为不等 于i，大于等于1的正整数；在所述第i站点下一次成功发送数据包之前，若所述第i站点 侦听到第j站点第二次或第二次以后成功发送需要发送的数据包时，则将所述第i站点中 的退避窗口值保持为已存在的所述第i站点中的退避窗口值。 可选地，所述第一退避操作指退避已存在的所述第i站点中的退避窗口值个时 隙。 可选地，所述第二退避操作指在侦听到所述传输信道处于非空闲状态时，转为等 待状态直至所述传输信道再次处于空闲状态时，执行所述退避窗口值更新操作，并退避已 存在的所述第i站点中的退避窗口值个时隙。 本专利技术另一方面还提供一种无线分布式网络中MAC层的自适应确定性退避系统， 所述无线分布式网络中包括若干个站点，所述若干个站点共用用于传输数据包的传输信 道，所述无线分布式网络中MAC层的自适应确定性退避系统包括：第一判断模块，用于判断 第i站点是否存在需要发送的数据包；若是，则调用用于执行第一次侦听信道以判断所述 传输信道是否处于空闲状态的第一侦听模块，当所述第一侦听模块侦听到所述传输信道处 于空闲状态，则调用用于执行第一退避操作的退避控制模块，和用于执行第二次侦听信道 的第二侦听模块；若所述第一侦听模块侦听到所述传输信道处于非空闲状态，则调用所述 退避控制模块执行第二退避操作，和所述第二侦听模块；若否，则调用用于对所述第i站点 中的退避窗口值执行退避窗口值更新操作的更新模块；其中，i为大于等于1的正整数；所 述退避控制模块中包括用于对所述第i站点中的退避窗口值执行退避窗口值更新操作的 更新单元；所述第二侦听模块执行第二次侦听信道以判断所述传输信道是否处于空闲状 态，若是，则调用用于将需要发送的数据包发送出去的发送模块，及用于执行与发送相关的 后续操作的操作模块；若否，则重新调用所述退避控制模块执行第二退避操作。 可选地，所述操作模块用于判断所述数据包是否发生成功，若是，则调用所述更新 模块执行所述退避窗口值更新操作；若否，则表示所述数据包需要重新发送，并调用用于判 断所述数据包的重传次数是否大于重传次数最大门限值的第二判断模块，若是，则调用用 于丢弃该数据包的弃包模块，若否，则返回调用所述退避控制模块中的所述更新单元对所 述第i站点中的退避窗口值执行退避窗口值更新操作。 可选地，所述更新模块和更新单元都用于：若所述第i站点成功发送需要发送的 数据包时，则将已存在的所述第i站点中的退避窗口值清除为零；在所述第i站点下一次成 功发送数据包之前，若所述第i站点侦听到第j站点成功发送需要发送的数据包的次数为 1时，则将所述第i站点中的退避窗口值更新为已存在的所述第i站点中的退避窗口值+1当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线分布式网络中MAC层的自适应确定性退避方法，所述无线分布式网络中包括若干个站点，所述若干个站点共用用于传输数据包的传输信道，其特征在于，包括：步骤一，判断第i站点是否存在需要发送的数据包；若是，则继续下一步骤；若否，对所述第i站点中的退避窗口值执行退避窗口值更新操作；其中，i为大于等于1的正整数；步骤二，执行第一次侦听信道以判断所述传输信道是否处于空闲状态，若是，则执行退避操作，并执行第二次侦听信道；若否，则执行第二退避操作，并返回至第二次侦听信道；所述第二退避操作中包括对所述第i站点中的退避窗口值执行退避窗口值更新操作；步骤三，执行第二次侦听信道以判断所述传输信道是否处于空闲状态，若是，则将需要发送的数据包发送出去，并执行与发送相关的后续操作；若否，则返回执行所述第二退避操作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋冠男，杨旸，张武雄，
申请(专利权)人：上海无线通信研究中心，中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31