[发明专利]基于顺序离散窗口分布机制的冲突解析算法

说明书

技术领域

本发明涉及冲突分类模型领域，具体地说，特别涉及到基于冲突分类模型的冲突解析算法。

背景技术

传统IEEE802.11网络中多采用DCF(distributed coordination function)机制来进行退避，进而减少冲突。传统的退避算法只是利用退避过程的随机性来规避冲突，通过在不同大小的窗口范围内随机选取不同的退避计数器值来实现冲突的避免，并且这类算法并没有对网络中冲突的性质进行深入的分析和区分，而是对所有的冲突采取同样的方式进行处理。

如图1所示，以典型的IEEE802.11协议为例，假设有3个节点a、b和c均处于退避阶段i，其竞争窗口大小为[0，CWi-1]。3个节点分别随机选取自己的退避计数器值为j，j和k。由于节点a和b选取了同一时隙进行发送，所以在j时刻，必然发生分组冲突。冲突节点a和b于是进入退避阶段(i+1)，增大自己的竞争窗口为[0，2CWi-1]，并在新窗口上重新选择退避计数器值，确定自己下一次分组发送的时隙分别为l和k(分别用a′和b′表示)。碰巧此时节点b′选取的发送时隙k已经被处于退避阶段i的c节点提前占用，于是在k时刻，处于退避阶段i的c节点和处于退避阶段(i+1)的b′节点同时发送分组，再次造成冲突。不难看出,这次冲突是发生在两个处于不同退避阶段节点之间的。也就是说，即便节点已经进行过退避(如b′节点)，但是仍然不能保证其分组的成功发送。

由于采用了基于随机性的退避规则，传统算法并不能取得理想的冲突解析效果，无法有效避免分组冲突的发生,甚至还会对其他节点的正常发送造成干扰，带来新的分组冲突。

发明内容

本发明实际需要解决的技术问题是：传统退避算法仍然无法有效避免分组冲突的发生。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

基于顺序离散窗口分布机制的冲突解析算法，其特征在于：包括如下步骤：

1）将节点的竞争窗口范围划分成一个初始竞争窗口CW0和若干个动态分配的基本窗口EW；系统初始化时，节点均匀分布在初始竞争窗口CW0上；

2）当节点发生分组冲突时，立刻为冲突节点分配一个基本窗口EW，并将所述基本窗口EW添加到当前的初始竞争窗口CW0的末端。

进一步的，所述冲突解析算法包括冲突分类解析算法和无冲突分类解析算法。

进一步的，所述冲突解析算法包括如下步骤：

(1)所有节点监测信道，在信道连续空闲DIFS后，如果再空闲一个时隙，节点将其退避计数器值减1；若退避计数器值到达0，节点立刻发送分组；倘若信道由闲变忙，退避进程挂起，直到信道再次空闲DIFS后继续递减计数器值；

(2)阻塞节点监测信道状态，每当节点监测到网络中发生了一次冲突，则将反映信道的冲突状况的CL值加1；

(3)发送节点完成数据分组的发送后，如果在规定的时间内没有收到接收方发来的确认信息，则认为发生了分组冲突；增加CL值以反映信道的冲突状况，同时进行分组重传次数检查；

a)如果分组重传次数超过了预设的最大门限值，节点将该分组丢弃，并且重设竞争窗口为[0，CW0-1]，同时保留CL值以继续指导后续的窗口分配；

b)否则，节点设置其新的竞争窗口范围为[CW0+(CL-1)×EW，CW0+CL×EW-1]；

(4)在每次成功传输后，发送节点设置其竞争窗口为[0，CW0+CL×EW-1]，从而与分布在当前竞争窗口范围内的所有邻居节点一起竞争信道，为其他节点提供了信道接入机会，保障了协议的公平性。

进一步的，所述无冲突分类解析算法包括如下步骤：

(1)所有节点监测信道，每当节点监测到信道上开始一个新的传输时，不论传输成功与否，都相应地将反映信道的冲突状况CL值加1；

(2)设置竞争窗口范围为[CW0+(CL-1)×EW,CW0+CL×EW-1]，保证节点能够完全单独占有第CL个基本窗口。

(3)将节点依次接入信道,完成分组发送任务后，主动将自己的退避窗口设置在当前竞争窗口的末端，从而将信道接入机会移交给其他节点，本身则等待一轮周期过后再次接入信道。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：