[发明专利]一种无线自组网中基于负载感知的多址接入方法

说明书

本发明提供了一种无线自组网中基于负载感知的多址接入方法，节点通过对自身负载的统计以及节点间的分布式协作来获取本节点周边的实时网络负载状况，节点基于网络负载感知的结果，决策未来一段时间本节点的数据包发送速率以及发送时间。总体原则是当网络负载较高时，降低平均发送速率；当网络负载较低时，提高平均发送速率，从而控制无线信道的冲突概率，提升无线资源的利用率。

技术领域

本发明属于无线自组网技术领域，尤其是一种基于负载感知的多址接入方法。

背景技术

在无线自组网中，节点共享相同的无线信道资源以完成数据的收发，而多址接入方法则决定了节点间使用和分享无线信道资源的机制，对于无线信道资源的利用效率有着重要的影响。目前无线自组网的多址接入方法主要采用载波侦听冲突避免的多址接入方法，节点在发送数据前首先侦听信道状态，如果信道处于空闲状态则可以发送数据，如果信道处于忙的状态则需要退避一段时间再接入信道。当无线自组网中节点数较多时，各节点频繁的监听和尝试发送数据，导致节点数据分组的冲突概率增加，信道的利用率降低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于负载感知的多址接入方法，通过在节点间交互业务负载(在本方法中业务负载主要指节点在无线信道上发送数据分组的平均发送速率)信息，合理的控制节点在无线信道上发送数据分组的速率，从而降低无线信道上数据分组的冲突概率，提高网络资源的使用效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1，无线自组网中每个节点按照设定周期T统计该节点在上一个周期的数据发送速率μ，并在网络中进行广播；

步骤2，无线自组网中每个节点按照设定周期T统计本周期内接收到的全部邻居节点广播的发送速率之和η，并根据本节点的历史的队列到达速率信息x预测在下一个周期T内本节点的业务需求发送速率λ；

步骤3，无线自组网中每个节点按照设定周期T根据全部邻居节点广播的发送速率之和η、本节点的业务需求发送速率λ以及网络的最优负载U^p，计算本节点在下一周期T内的允许发送速率μ^p，

其中α为加权系数，0＜α＜1；

步骤4，无线自组网中的每个节点根据该节点的允许发送速率μ^p，计算每个数据包的平均退避时间其中N^pkt为该节点发送数据分组的平均大小，T^s为发送数据分组的平均时间开销；

步骤5，无线自组网中的每个节点在每个T^w时间段内随机选择一个时间发送一个数据分组；当本周期T结束时，转入步骤1。

本发明的有益效果是：无线自组网中的节点通过交互和感知邻居节点的网络负载情况以及预测自己的发送速率，通过合适的负载感知模型，控制自己的发送速率，从而可以避免网络处于拥塞状态，降低无线网络中数据包的冲突概率，提高网络资源的利用率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明将多址接入方法用于协调无线自组网中各节点共享无线资源，对于无线信道资源的利用效率和业务的服务质量有着重要的影响。基于负载感知的多址接入方法可以协调节点间对无线资源的共享，减小节点间数据分组的冲突概率，提升无线信道资源的利用效率。

本发明提出的基于负载感知的多址接入方法，节点通过对自身负载的统计以及节点间的分布式协作来获取本节点周边的实时网络负载状况，节点基于网络负载感知的结果，决策未来一段时间本节点的数据包发送速率以及发送时间。总体原则是当网络负载较高时，降低平均发送速率；当网络负载较低时，提高平均发送速率，从而控制无线信道的冲突概率，提升无线资源的利用率。