[发明专利]一种载波侦听冲突避免方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域，具体涉及一种载波侦听冲突避免方法和装置。

背景技术

在CSMA（Carrier Sense Multiple Access，载波侦听多路访问）中，由于通道的传播延迟，当两个站点监听到总线上没有存在信号而发送帧时，仍会发生冲突。由于CSMA算法没有冲突检测功能，即使冲突己发生，仍然要将已破坏的帧发送完，使总线的利用率降低。改进方案是使站点在传输时间继续监听媒体，一旦检测到冲突，就立即停止发送，并向总线上发一串短的阻塞报文，通知总线上各站冲突己发生，可以提高总线的利用率。

冲突检测的方法很多，通常以硬件技术实现。一种方法是比较接收到的信号的电压大小。只要接收到的信号的电压摆动值超过某一门限值，就可以认为发生了冲突。另一种方法是在发送帧的同时进行接收，将收到的信号逐比特地与发送的信号相比较，如果有不符合的，就说明出现了冲突。

要传输数据的站点首先对媒体上有无载波进行监听，以确定是否有别的站点在传输数据。假如媒体空闲，该站点便可传输数据，否则该站点将避让一段时间后再做尝试。这就需要有一种退避算法来决定避让的时间，常用的退避算法有非坚持、1-坚持、P-坚持三种。

A）非坚持算法

算法规则为：⑴假如媒体是空闲的，则可以立即发送。⑵假如媒体是忙的，则等待一个由概率分布决定的随机重发延迟后，再重复前一步骤。采用随机的重发延迟时间可以减少冲突发生的可能性。

这种算法的缺点是：即使有几个站点都有数据要发送，但由于大家都在延迟等待过程中，致使媒体仍可能处于空闲状态，使用率降低。

B）1-坚持算法

算法规则：⑴假如媒体空闲的，则可以立即发送。⑵假如媒体是忙的，则继续监听，直至检测到媒体是空闲，立即发送。⑶假如有冲突(在一段时间内未收到肯定的回复)，则等待一随机量的时间，重复步骤⑴～⑵。

这种算法的优点是：只要媒体空闲，站点就立即可发送，避免了媒体利用率的损失；其缺点是：假若有两个或两个以上的站点有数据要发送，冲突仍不可避免。

C）P-坚持算法

算法规则：⑴监听总线，假如媒体是空闲的，则以P的概率发送，而以(1-P)的概率延迟一个时间单位。一个时间单位通常等于最大传播时延的2倍。⑵延迟一个时间单位后，再重复步骤⑴。⑶假如媒体是忙的，继续监听直至媒体空闲并重复步骤⑴。

P-坚持算法是一种既能像非坚持算法那样减少冲突，又能像1-坚持算法那样减少媒体空闲时间的折中方案。问题在于如何选择P的有效值，这要考虑到避免重负载下系统处于的不稳定状态。假如媒体是忙时，有N个站点有数据等待发送，一旦当前的发送完成时，将要试图传输的站点的总期望数为N*P。假如选择P过大，使N*P>1，表明有多个站点试图发送，冲突就不可避免。最坏的情况是，随着冲突概率的不断增大，而使吞吐量降低到零。所以必须选择适当P值使N*P<1。当然P值选得过小，则媒体利用率又会大大降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种载波侦听冲突避免方法和装置，减少多路访问中的冲突，提高总线利用率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种载波侦听冲突避免方法，包括：

本站点在发送的报文中携带本站点报文发送优先级信息；

本站点接收到对端站点发送的携带该对端站点报文发送优先级信息的报文后，将报文中携带的对端站点报文发送优先级信息与本站点报文发送优先级信息进行比较，报文发送优先级高的站点优先发送报文，报文发送优先级低的站点经过一段延迟时间后再发送报文。

进一步地，本站点在发送的报文中携带本站点报文发送优先级信息，包括：本站点在检测到总线上有冲突后，向总线发送阻塞报文，在该阻塞报文中携带本站点报文发送优先级信息；或者，本站点向对端站点发送数据报文，在该数据报文中携带本站点报文发送优先级信息。

进一步地，所述在该阻塞报文中携带本站点报文发送优先级信息，包括：在该阻塞报文中的新增字段或现有的源媒体接入控制（MAC）字段中携带所述报文发送优先级信息。

进一步地，所述在该数据报文中携带本站点报文发送优先级信息，包括：在该数据报文的新增字段或现有的IP字段中携带所述报文发送优先级信息。

进一步地，所述向总线发送阻塞报文，包括：经过一段延迟时间后向总线发送阻塞报文。