[发明专利]根据重传次数动态设置节点最小竞争窗口值的方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线局域网领域中分布式协调功能DCF动态设置节点最小竞争窗口值的方法。可用以在无线局域网中保证业务通过量的前提下，减小链路传输时间，提高数据包成功发送的概率，有效提升无线局域网的性能。

背景技术

目前使用最为广泛的无线局域网WLANs标准—IEEE802.11主要有两种接入机制，即基于竞争的分布式协调功能DCF和无竞争的点接入功能PCF。其中DCF是基于载波监听多址接入/碰撞避免CSMA/CA的，并且使用了二进制指数退避算法来减少节点间数据包发生碰撞的概率。针对二进制指数退避算法中，每次成功传输后，节点的竞争窗口值被重新设置为最小竞争窗口值的做法。很多研究者都提出，这样会导致在业务量很大的情况下加剧拥塞状况。而且，一次成功传输并不能准确地反应信道拥塞情况，所以一次成功传输后竞争窗口值被设置为最小值，可能会恶化网络性能。

所以，很多研究者根据网络状况，来动态设置节点的最小竞争窗口值。当网络的状况好时，为节点设置较小的最小竞争窗口值；当网络的状况不好时，为节点设置较大的最小竞争窗口值。所以，在根据网络状况设置节点最小竞争窗口值的过程中，需要一个合适的方法来获取准确的网络状况，即需要合适的网络状况衡量方法。现有的网络状况衡量方法，主要涉及有以下几种：

1.根据平均冲突率因子来衡量网络状况。如电子科技大学周雯在其2010年的硕士毕业论文“IEEE802.11e增强型分布式信道接入EDCA中竞争窗口的动态退避算法研究”中使用平均冲突因子来衡量网络状况，根据平均冲突因子将网络状态划分为低负荷状态、中负荷状态和高负荷状态，在不同的状态下设置不同的竞争窗口值，采用不同的退避机制以提高系统性能。

2.根据某一更新周期内信道繁忙的时间占整个时间段的比率，即时隙利用率来衡量网络状况。如朱艳飞，宋顺林，姜自雷在计算机应用研究2011，pp.1102-1104发表的“一种基于802.11e动态自适应调整竞争窗口的算法”，就是先使用时隙利用率来衡量网络状态，再动态调整竞争窗口，以降低信道接入的冲突，提高网络的性能。

3.根据一定时间段内发送失败的次数与尝试发送的次数之比，即一段时间内传输失败的概率来衡量网络状况。如Der-Jiunn Deng and Chih-Heng Ke:Contention Window Optimization for IEEE802.11DCF Access Control,IEEE Transactions on Wireless Communications,2008,vol.7,no.12,pp.5129-5135将传输失败概率作为衡量网络状态的工具。

以上网络状况衡量方法，都需要实时监控信道和额外的计算工作，这样不仅为动态设置节点最小竞争窗口值算法带来了高复杂度，而且计算带来的时间延迟会影响节点最小竞争窗口值动态设置的准确性。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种根据重传次数动态设置节点最小竞争窗口值的方法，以减小节点最小竞争窗口值的设置复杂度，提高最小竞争窗口值的准确性。

实现本发明目的的技术思路是：根据上次成功传输的数据包的重传次数，设置下一传输数据包的最小竞争窗口值，如果上一个数据包成功传输前的重传次数较大，则为节点设置的最小竞争窗口值较大，否则，为节点设置的最小竞争窗口值较小。具体步骤包括如下：

（1）网络中的每个节点通过竞争得到接入信道，发送当前数据包，并记录成功发送当前数据包所经历的重传次数n；

（2）设置两个重传次数门限值th1和th2，th1<th2；将记录的重传次数n与第一门限值th1进行比较，如果n≤th1，即网络处于轻负荷状态，则设置最小竞争窗口值为IEEE802.11标准中默认的最小竞争窗口值，并执行步骤（5），否则执行步骤（3）；

（3）将记录的重传次数n与第二门限值th2进行比较，如果th1<n≤th2，即网络处于中负荷状态，则设置最小竞争窗口值为IEEE802.11标准中默认的最小竞争窗口值的α倍，α>1，并执行步骤（5），否则执行步骤（4）；

（4）若n>th2，即信道处于重负荷状态，则设置最小竞争窗口值为IEEE802.11标准中默认的最小竞争窗口值的β倍，β>α；

（5）最小竞争窗口值设置成功后，在0到最小竞争窗口值区间内随机选择一个整数作为节点退避计数器的值，触发每个节点继续竞争信道。

本发明与现有技术相比具有以下优点：