專利名稱：在網(wǎng)絡(luò)中引入無競爭傳輸周期的分布式處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種在網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)業(yè)務(wù)需要引入無競爭傳輸周期的處理方法，適用于基于IEEE 802. Ile協(xié)議的多跳網(wǎng)絡(luò)(Ad hoc網(wǎng)絡(luò))尤其是無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Network)中的多媒體通信。
背景技術(shù)：
無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種新型的寬帶無線多跳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即一種高容量、高速率的分 布式網(wǎng)絡(luò)，不需要網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，每個用戶節(jié)點(diǎn)都是骨干網(wǎng)絡(luò)的一部分，可以轉(zhuǎn)發(fā)其他用戶 的信息。它與MANET和WSN的設(shè)計初衷不同，WMN所希望提供的是高質(zhì)量的Internet接入 服務(wù)，因此需要能夠承載Internet上所提供的各種業(yè)務(wù)。它可以看成是無線局域網(wǎng)和移動 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的融合，發(fā)揮了兩者的優(yōu)勢，具有可靠性、自組織、自愈合的特點(diǎn)。WMN可以支持 多種類型的網(wǎng)絡(luò)接入，可以兼容現(xiàn)存的無線網(wǎng)絡(luò)。WMN可以看成是因特網(wǎng)的無線版本，和傳 統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)相比，有很大的優(yōu)勢。WMN的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，可用于構(gòu)建數(shù)字化家庭，互聯(lián)家庭通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)家 庭Internet接入，在家中任意地方都可自由上網(wǎng)，為城市地鐵、輕軌等通勤車輛提供移動 Wi-Fi接入，使旅客在行程中仍可享受上網(wǎng)樂趣。應(yīng)用于臨時集群通信系統(tǒng)，為警察、消防、 通信基礎(chǔ)設(shè)施遭到破壞的突發(fā)事件現(xiàn)場提供應(yīng)急通信服務(wù)。擴(kuò)大校園網(wǎng)的覆蓋范圍至校 夕卜，向身處校外的教師和學(xué)生提供無處不在的接入等。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種新型的無線寬帶接入方式，目前所達(dá)到的傳輸性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn) 不能滿足寬帶Internet通信的需求，而且隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，實(shí)時多媒體數(shù)據(jù)流在 Internet通信中所占的比重也在迅速增加，因此對于WMN網(wǎng)絡(luò)，尤其是作為骨干回程網(wǎng)絡(luò) 時，在網(wǎng)絡(luò)吞吐量以及傳輸質(zhì)量保障方面的要求還不能得到滿足。因此，本論文的研究工作 將致力于通過MAC協(xié)議的分析和改進(jìn)提高WMN中多媒體通信的QoS保障。作為Internet接入網(wǎng)，WMN所承載的業(yè)務(wù)具有多樣性，不同的業(yè)務(wù)對帶寬、延遲等 傳輸質(zhì)量有著不同的需求。視頻會議業(yè)務(wù)流要求較低的延遲，視頻點(diǎn)播則需要較高的帶寬， 而文件傳輸則希望保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這些不同類型的數(shù)據(jù)流在網(wǎng)絡(luò)傳輸中應(yīng)該區(qū)別對 待，以滿足其各自對傳輸質(zhì)量的需求。此外WMN中由于多條鏈路共享無線傳輸信道，容易造 成網(wǎng)絡(luò)局部擁塞的狀況，稱為多跳業(yè)務(wù)流共享中間鏈路問題。因此需要設(shè)計一種MAC協(xié)議來進(jìn)一步提供多媒體通信需要的QoS保證，改善IEEE 802. IlMAC機(jī)制的競爭特性帶來的通信容量的降低。同時緩解高負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)段的擁塞問題。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明旨在提供一種在網(wǎng)絡(luò)中引入無競爭傳輸周期的分布式處理方 法，為多媒體通信提供較IEEE 802. Ile機(jī)制更好QoS保證，改善802. IlMAC機(jī)制的競爭特 性帶來的通信容量的降低。同時緩解無線Mesh多跳網(wǎng)絡(luò)高負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)段的擁塞問題。技術(shù)方案本發(fā)明的在網(wǎng)絡(luò)中引入無競爭傳輸周期的分布式處理方法，節(jié)點(diǎn)在請求發(fā)送/允許發(fā)送協(xié)議握手機(jī)制中加入信道預(yù)約信息以及順序傳輸?shù)男畔?，該方法處理?程包括以下步驟步驟1，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過發(fā)送預(yù)約幀進(jìn)行信道的預(yù)約，當(dāng)這個節(jié)點(diǎn)獲得信道便成為預(yù) 約節(jié)點(diǎn)，對已完成信道預(yù)約的節(jié)點(diǎn)，認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)進(jìn)入預(yù)約周期；步驟2，在預(yù)約周期內(nèi)，若高等級業(yè)務(wù)沒有更多的包發(fā)送，通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一個 周期的多媒體數(shù)據(jù)發(fā)送第2. 1步，如果節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表為空，發(fā)請求發(fā)送幀進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)傳輸，完成后回到競爭周期；第2. 2步，如果節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表非空，發(fā)指派請求發(fā)送幀進(jìn)行握手；并將 預(yù)約等待列表中的第一個地址放入指派請求發(fā)送幀中的下一個傳輸?shù)刂酚?；?. 3步，在預(yù)約周期內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派請求發(fā)送幀后與下一傳輸?shù)刂酚虻闹?進(jìn)行比較，如果下一個傳輸?shù)刂酚蚴潜竟?jié)點(diǎn)自己，則等待作為下一個預(yù)約傳輸節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳 輸；第2. 4步，鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派請求發(fā)送幀后與下一傳輸?shù)刂酚虻闹颠M(jìn)行比較，如 果下一個傳輸?shù)刂酚虿皇潜竟?jié)點(diǎn)自己，則繼續(xù)檢測下一個傳輸?shù)刂酚蛑惺欠裨诒竟?jié)點(diǎn)預(yù)約 的等待列表中，如果在本節(jié)點(diǎn)的預(yù)約列表中，該節(jié)點(diǎn)依然處于預(yù)約周期，凍結(jié)退避計數(shù)器， 繼續(xù)等待，并且在預(yù)約周期內(nèi)的下一傳輸節(jié)點(diǎn)會向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送帶外忙音；否則本節(jié)點(diǎn)進(jìn) 入競爭周期，開始監(jiān)測信道，第2. 5步，下一傳輸節(jié)點(diǎn)循環(huán)上述步驟，直到退出預(yù)約周期；步驟3，在預(yù)約周期內(nèi)，若高等級業(yè)務(wù)還有更多的包發(fā)送，通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一個 周期的多媒體數(shù)據(jù)發(fā)送第3. 1步，如果節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表為空，發(fā)請求發(fā)送幀進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)傳 輸，完成后回到競爭周期；第3. 2步，如果節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表非空，發(fā)指派預(yù)約請求發(fā)送幀幀進(jìn)行握 手；并將預(yù)約等待列表中的第一個地址放入指派預(yù)約請求發(fā)送幀中的下一個傳輸?shù)刂酚?；?. 3步，在預(yù)約周期內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派預(yù)約請求發(fā)送幀后與下一傳輸?shù)刂酚?的值進(jìn)行比較，如果下一個傳輸?shù)刂酚蚴潜竟?jié)點(diǎn)自己，則等待作為下一個預(yù)約傳輸節(jié)點(diǎn)進(jìn) 行傳輸；第3. 4步，鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派預(yù)約請求發(fā)送幀后與下一傳輸?shù)刂酚虻闹颠M(jìn)行比 較，如果下一個傳輸?shù)刂酚虿皇潜竟?jié)點(diǎn)自己，則繼續(xù)檢測下一個傳輸?shù)刂酚蛑惺欠裨诒竟?jié) 點(diǎn)預(yù)約的等待列表中，如果在本節(jié)點(diǎn)的預(yù)約列表中，該節(jié)點(diǎn)依然處于預(yù)約周期，凍結(jié)退避計 數(shù)器，繼續(xù)等待，并且在預(yù)約周期內(nèi)的下一傳輸節(jié)點(diǎn)會向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送帶外忙音；否則本節(jié) 點(diǎn)進(jìn)入競爭周期，開始監(jiān)測信道。第3. 5步，下一傳輸節(jié)點(diǎn)循環(huán)上述步驟，直到退出預(yù)約周期。對已完成信道預(yù)約的節(jié)點(diǎn)其競爭窗口設(shè)置為
，其中CW_ = CfffflinX等 待鏈表的長度，每次檢測到信道忙時窗口重置為cwres。節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表是一個先入先出的雙端隊列。在預(yù)約周期內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派請求發(fā)送幀或者在預(yù)約周期內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)收到指 派預(yù)約請求發(fā)送幀幀后的處理包括如下步驟
第1步，將發(fā)送該消息幀的節(jié)點(diǎn)地址從等待列表中刪除，第2步，如果發(fā)送的是指派預(yù)約請求發(fā)送幀(A-R-RTS)巾貞，則將發(fā)送該消息幀的節(jié) 點(diǎn)地址放入各自的預(yù)約等待列表術(shù)尾，第3步，檢查從下一個傳輸?shù)刂?NTA)域中獲得的下一個預(yù)約傳輸節(jié)點(diǎn)的地址， 如果下一傳輸?shù)刂肪褪枪?jié)點(diǎn)自己，則等待作為下一個預(yù)約傳輸節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，否則轉(zhuǎn)至第4
止
少，第4步，繼續(xù)檢查下一個傳輸?shù)刂?NTA)是否在本節(jié)點(diǎn)的預(yù)約等待列表中，如果 在，則該節(jié)點(diǎn)依然處于預(yù)約周期，凍結(jié)退避計數(shù)器，繼續(xù)等待；并且在預(yù)約周期內(nèi)的下一傳 輸節(jié)點(diǎn)會向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送帶外忙音，以減輕下一傳輸節(jié)點(diǎn)在預(yù)約周期內(nèi)進(jìn)行發(fā)送時引起暴 露終端問題；如果不在，則表示下一傳輸節(jié)點(diǎn)不在本節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi)，那么在當(dāng)前傳輸完 成后，本節(jié)點(diǎn)進(jìn)入競爭周期，開始監(jiān)測信道。有益效果進(jìn)一步突出對高等級業(yè)務(wù)的保護(hù)，降低高等級包的傳輸時延。同時降低 了高等級業(yè)務(wù)對低等級業(yè)務(wù)的競爭沖擊，提高網(wǎng)絡(luò)整體性能。


圖1是競爭周期內(nèi)的節(jié)點(diǎn)行為基本流程圖，圖2是預(yù)約周期內(nèi)的節(jié)點(diǎn)行為基本流程圖，圖3是兩次連續(xù)傳輸?shù)谋容^示意圖，圖4是分布式MAC協(xié)議實(shí)施實(shí)例的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)示意圖。
具體實(shí)施例方式802. Ile 協(xié)議接入類別標(biāo)號為 0 (Access background)、1 (Access Best-effort)、 2 (Access Video),3 (Access Voice)共4種業(yè)務(wù)類別中只有較高等級的2和3 (語音和視 頻)兩種業(yè)務(wù)可以進(jìn)行信道預(yù)約。每個節(jié)點(diǎn)需要維護(hù)一個“先入先出”的預(yù)約等待列表來 記錄其傳送范圍內(nèi)傳輸節(jié)點(diǎn)的預(yù)約情況。當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)發(fā)出預(yù)約RTS(請求發(fā)送Request to Send)幀或R-RTS(Reserve RTS)幀或A-R-RTS(Assign andReserve RTS)幀時，周圍節(jié)點(diǎn)需 要將源節(jié)點(diǎn)的地址放入這個預(yù)約等待列表。在預(yù)約周期內(nèi)根據(jù)預(yù)約等待列表中的預(yù)約順序 進(jìn)行信道的預(yù)約。因此，節(jié)點(diǎn)在請求發(fā)送/允許發(fā)送協(xié)議握手機(jī)制中加入信道預(yù)約信息以 及順序傳輸?shù)男畔ⅲ摲椒ㄌ幚砹鞒贪ㄒ韵虏襟E步驟1，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過發(fā)送預(yù)約幀進(jìn)行信道的預(yù)約，當(dāng)這個節(jié)點(diǎn)獲得信道便成為預(yù) 約節(jié)點(diǎn)，對已完成信道預(yù)約的節(jié)點(diǎn)，認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)進(jìn)入預(yù)約周期；步驟2，在預(yù)約周期內(nèi)，若高等級業(yè)務(wù)沒有更多的包發(fā)送，通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一個 周期的多媒體數(shù)據(jù)發(fā)送第2. 1步，如果節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表為空，發(fā)請求發(fā)送幀(RTS)進(jìn)行多媒體數(shù) 據(jù)傳輸，完成后回到競爭周期；第2. 2步，如果節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表非空，發(fā)指派請求發(fā)送幀(A-RTS)進(jìn)行握 手；并將預(yù)約等待列表中的第一個地址放入指派請求發(fā)送幀(A-RTS)中的下一個傳輸?shù)刂?域(NTA)；第2. 3步，在預(yù)約周期內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派請求發(fā)送幀(A-RTS)后與下一傳輸?shù)刂酚?NTA)的值進(jìn)行比較，如果下一個傳輸?shù)刂?NTA)域是本節(jié)點(diǎn)自己，則等待作為下一個 預(yù)約傳輸節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸；第2. 4步，鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派請求發(fā)送幀(A-RTS)后與下一傳輸?shù)刂?NTA)域的 值進(jìn)行比較，如果下一個傳輸?shù)刂?NTA)域不是本節(jié)點(diǎn)自己，則繼續(xù)檢測下一個傳輸?shù)刂?域中是否在本節(jié)點(diǎn)預(yù)約的等待列表中，如果在本節(jié)點(diǎn)的預(yù)約列表中，該節(jié)點(diǎn)依然處于預(yù)約 周期，凍結(jié)退避計數(shù)器，繼續(xù)等待，并且在預(yù)約周期內(nèi)的下一傳輸節(jié)點(diǎn)會向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送帶 外忙音；否則本節(jié)點(diǎn)進(jìn)入競爭周期，開始監(jiān)測信道。第2. 5步，下一傳輸節(jié)點(diǎn)循環(huán)上述步驟，直到退出預(yù)約周期。步驟3，在預(yù)約周期內(nèi)，若高等級業(yè)務(wù)還有更多的包發(fā)送，通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一個 周期的多媒體數(shù)據(jù)發(fā)送第3. 1步，如果節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表為空，發(fā)請求發(fā)送幀(RTS)進(jìn)行多媒體數(shù) 據(jù)傳輸，完成后回到競爭周期；第3. 2步，如果節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表非空，發(fā)指派預(yù)約請求發(fā)送幀(A-R-RTS) 幀進(jìn)行握手；并將預(yù)約等待列表中的第一個地址放入指派預(yù)約請求發(fā)送幀(A-R-RTS)中的 下一個傳輸?shù)刂酚?NTA)；第3. 3步，在預(yù)約周期內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派預(yù)約請求發(fā)送幀(A-R-RTS)后與下一 傳輸?shù)刂?NTA)域的值進(jìn)行比較，如果下一個傳輸?shù)刂?NTA)域是本節(jié)點(diǎn)自己，則等待作為 下一個預(yù)約傳輸節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸；第3. 4步，鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派預(yù)約請求發(fā)送幀(A-R-RTS)后與下一傳輸?shù)刂?NTA) 域的值進(jìn)行比較，如果下一個傳輸?shù)刂?NTA)域不是本節(jié)點(diǎn)自己，則繼續(xù)檢測下一個傳輸 地址域中是否在本節(jié)點(diǎn)預(yù)約的等待列表中，如果在本節(jié)點(diǎn)的預(yù)約列表中，該節(jié)點(diǎn)依然處于 預(yù)約周期，凍結(jié)退避計數(shù)器，繼續(xù)等待，并且在預(yù)約周期內(nèi)的下一傳輸節(jié)點(diǎn)會向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā) 送帶外忙音；否則本節(jié)點(diǎn)進(jìn)入競爭周期，開始監(jiān)測信道。第3. 5步，下一傳輸節(jié)點(diǎn)循環(huán)上述步驟，直到退出預(yù)約周期。對已完成信道預(yù)約的節(jié)點(diǎn)，其競爭窗口設(shè)置為
，其中CW_ = CfffflinX等 待鏈表的長度，每次檢測到信道忙時窗口重置為CWres。節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表是一個先入先出的雙端隊列。在預(yù)約周期內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派請求發(fā)送幀(A-RTS)或者在預(yù)約周期內(nèi)鄰居節(jié) 點(diǎn)收到指派預(yù)約請求發(fā)送幀(A-R-RTS)幀后的處理包括如下步驟 B 收到 A 發(fā)送的 A/ (A-R) -RTS 幀先將B的等待列表中的A的地址刪除if (發(fā)送的是 A-R-RTS){將A的地址放入預(yù)約等待列表}讀取NTAif (NTA ！ = B 的地址){if (NTA不在B的等待列表中)A當(dāng)前傳輸完成后B進(jìn)入競爭周期elseB繼續(xù)處于預(yù)約周期，凍結(jié)退避計數(shù)器
}else{B作為下一個預(yù)約節(jié)點(diǎn)等待傳輸，并發(fā)送帶外忙音}基本假設(shè)如下1)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小(通常小于100個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn))；2)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)是平面結(jié)構(gòu)；3)網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路均為雙向鏈路。核心思路一種分布式的方法，通過預(yù)約消息在公共無線信道上的通告，進(jìn)行信道 的預(yù)約，實(shí)現(xiàn)無競爭傳輸?shù)念A(yù)約周期?？梢詫⑿枰鉀Q的問題描述如下1)為多媒體通信的語音和視頻等高級業(yè)務(wù)提供更好的QoS保證；2)改善多跳網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流積聚問題；為了滿足上述需求，做如下規(guī)定1) IEEE 802. Ile的4種業(yè)務(wù)類別中只有較高等級的語音和視頻兩種業(yè)務(wù)進(jìn)行信 道預(yù)約；2)在預(yù)約周期內(nèi)一個節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行不超過3次的無競爭傳輸；本發(fā)明所執(zhí)行方法，包括以下步驟步驟1，在競爭周期內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過發(fā)送R-RTS幀進(jìn)行信道的預(yù)約，當(dāng)這個節(jié)點(diǎn) 再次獲得信道后進(jìn)入預(yù)約周期；步驟2，在預(yù)約周期內(nèi)，若高等級業(yè)務(wù)沒有更多的包發(fā)送，通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一個 周期的多媒體數(shù)據(jù)發(fā)送步驟3，在預(yù)約周期內(nèi)，若高等級業(yè)務(wù)還有更多的包發(fā)送，通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一個 周期的多媒體數(shù)據(jù)發(fā)送所述步驟1具體包括以下步驟1. 1)獲得信道，判斷是否預(yù)約節(jié)點(diǎn)，若是則進(jìn)入預(yù)約周期，否則進(jìn)入第二步；1. 2)檢查較高等級兩個業(yè)務(wù)類別的等待隊列是否有更多的包需要發(fā)送；1.3)若有更多包需要發(fā)送，則發(fā)送R-RTS幀進(jìn)行信道預(yù)約通告，該節(jié)點(diǎn)成為預(yù)約 節(jié)點(diǎn)。1. 4)若沒有更多包需要發(fā)送，則發(fā)送RTS完成一次普通的握手及傳輸；所述步驟2具體包括以下步驟2. 1)第1步，確認(rèn)預(yù)約等待列表非空，否則發(fā)送RTS進(jìn)行傳輸，完成后回到競爭周 期；2. 2)從預(yù)約等待列表頂端取出地址放入A-RTS幀的下一傳輸?shù)刂?NTA)域，并發(fā) 送A-RTS幀進(jìn)行握手；2. 3)鄰居節(jié)點(diǎn)收到A-RTS幀后根據(jù)NTA域的值判斷是作為下一傳輸節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備傳輸 還是繼續(xù)退避。而目的節(jié)點(diǎn)則回發(fā)CTS幀完成握手及數(shù)據(jù)傳輸；2. 4)下一傳輸節(jié)點(diǎn)循環(huán)上述步驟，直到退出預(yù)約周期。所述步驟3具體包括以下步驟3. 1)確認(rèn)預(yù)約等待列表非空，否則發(fā)送RTS進(jìn)行傳輸，完成后回到競爭周期；3. 2)從預(yù)約等待列表頂端取出地址放入AR-RTS幀的下一傳輸?shù)刂?NTA)域，并發(fā)送AR-RTS幀進(jìn)行握手；3. 3)鄰居節(jié)點(diǎn)收到AR-RTS幀后根據(jù)NTA域的值判斷是作為下一傳輸節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備傳輸還是繼續(xù)退避，同時還要將該節(jié)點(diǎn)的地址放入預(yù)約等待列表。而目的節(jié)點(diǎn)則回發(fā)CTS幀 完成握手及數(shù)據(jù)傳輸；3. 4)下一傳輸節(jié)點(diǎn)循環(huán)上述步驟，直到退出預(yù)約周期。下面結(jié)合附圖4對本發(fā)明算法做進(jìn)一步的實(shí)施說明。由于DCF信道競爭機(jī)制中，載波偵聽范圍要遠(yuǎn)大于傳輸范圍，典型值可為2倍關(guān) 系。圖4是一個兩跳干擾拓?fù)淠Ｐ停簿褪钦f在圖中，例如C節(jié)點(diǎn)，他一跳鄰居節(jié)點(diǎn)，如圖中 B節(jié)點(diǎn)和D節(jié)點(diǎn)，是在它的傳輸范圍內(nèi)。而兩跳范圍內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)，如圖中的A和E，則在C 節(jié)點(diǎn)的干擾范圍內(nèi)。1)B, C節(jié)點(diǎn)分別在競爭周期內(nèi)進(jìn)行了信道預(yù)約，稱為預(yù)約節(jié)點(diǎn)。而且B再次獲得 了信道，因此B進(jìn)入預(yù)約周期。2)B為當(dāng)前傳輸節(jié)點(diǎn)，通過發(fā)送A-RTS幀且指定C為預(yù)約周期內(nèi)下一傳輸節(jié)點(diǎn)。鄰 居節(jié)點(diǎn)A，C進(jìn)入預(yù)約周期。3)下一傳輸節(jié)點(diǎn)C是A節(jié)點(diǎn)的兩跳范圍節(jié)點(diǎn)，因此C節(jié)點(diǎn)的預(yù)約不會在A節(jié)點(diǎn)的 預(yù)約等待列表中，因此A會在B的當(dāng)前傳輸結(jié)束后離開預(yù)約周期，進(jìn)入競爭周期并開始偵聽 信道，但是由于C在等待SIFS空間時間后直接發(fā)起下一次傳輸，因此A始終會處于延遲接 入狀態(tài)。4)C節(jié)點(diǎn)作為預(yù)約周期內(nèi)的下一傳輸節(jié)點(diǎn)，會向周圍鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送帶外忙音，這樣 做是避免C的某些兩跳鄰居節(jié)點(diǎn)，如圖4中的E節(jié)點(diǎn)，發(fā)生暴露發(fā)送終端問題，也就是E節(jié) 點(diǎn)可能在B節(jié)點(diǎn)傳輸期間就開始一次傳輸，而C節(jié)點(diǎn)則會在B節(jié)點(diǎn)的傳輸結(jié)束后等待SIFS 空閑時間就直接發(fā)起傳輸，這樣兩個傳輸之間就會產(chǎn)生沖突。另一方面，這種帶外忙音只會 在預(yù)約周期內(nèi)由下一指定傳輸節(jié)點(diǎn)發(fā)出，因此對于E節(jié)點(diǎn)來說，仍然可以接收數(shù)據(jù)，也就是 說這種情況下并不會引起E點(diǎn)的暴露接收終端問題。5)B的當(dāng)前傳輸結(jié)束后，C作為下一節(jié)點(diǎn)，在等待SIFS后直接發(fā)起傳輸。其行為約 束于預(yù)約周期內(nèi)節(jié)點(diǎn)行為。6)各節(jié)點(diǎn)無競爭順序傳輸，循環(huán)直到離開預(yù)約周期。以上特定實(shí)施實(shí)例闡述了本發(fā)明的方法，但本發(fā)明的上述方法不限于所例舉的實(shí) 施實(shí)例。
權(quán)利要求
一種在網(wǎng)絡(luò)中引入無競爭傳輸周期的分布式處理方法，其特征在于，節(jié)點(diǎn)在請求發(fā)送/允許發(fā)送協(xié)議握手機(jī)制中加入信道預(yù)約信息以及順序傳輸?shù)男畔?，該方法處理流程包括以下步驟步驟1，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過發(fā)送預(yù)約幀進(jìn)行信道的預(yù)約，當(dāng)這個節(jié)點(diǎn)獲得信道便成為預(yù)約節(jié)點(diǎn)，對已完成信道預(yù)約的節(jié)點(diǎn)，認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)進(jìn)入預(yù)約周期；步驟2，在預(yù)約周期內(nèi)，若高等級業(yè)務(wù)沒有更多的包發(fā)送，通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一個周期的多媒體數(shù)據(jù)發(fā)送第2.1步，如果節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表為空，發(fā)請求發(fā)送幀進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)傳輸，完成后回到競爭周期；第2.2步，如果節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表非空，發(fā)指派請求發(fā)送幀進(jìn)行握手；并將預(yù)約等待列表中的第一個地址放入指派請求發(fā)送幀中的下一個傳輸?shù)刂酚颍坏?.3步，在預(yù)約周期內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派請求發(fā)送幀后與下一傳輸?shù)刂酚虻闹颠M(jìn)行比較，如果下一個傳輸?shù)刂酚蚴潜竟?jié)點(diǎn)自己，則等待作為下一個預(yù)約傳輸節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸；第2.4步，鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派請求發(fā)送幀后與下一傳輸?shù)刂酚虻闹颠M(jìn)行比較，如果下一個傳輸?shù)刂酚虿皇潜竟?jié)點(diǎn)自己，則繼續(xù)檢測下一個傳輸?shù)刂酚蛑惺欠裨诒竟?jié)點(diǎn)預(yù)約的等待列表中，如果在本節(jié)點(diǎn)的預(yù)約列表中，該節(jié)點(diǎn)依然處于預(yù)約周期，凍結(jié)退避計數(shù)器，繼續(xù)等待，并且在預(yù)約周期內(nèi)的下一傳輸節(jié)點(diǎn)會向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送帶外忙音；否則本節(jié)點(diǎn)進(jìn)入競爭周期，開始監(jiān)測信道，第2.5步，下一傳輸節(jié)點(diǎn)循環(huán)上述步驟，直到退出預(yù)約周期；步驟3，在預(yù)約周期內(nèi)，若高等級業(yè)務(wù)還有更多的包發(fā)送，通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一個周期的多媒體數(shù)據(jù)發(fā)送第3.1步，如果節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表為空，發(fā)請求發(fā)送幀進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)傳輸，完成后回到競爭周期；第3.2步，如果節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表非空，發(fā)指派預(yù)約請求發(fā)送幀幀進(jìn)行握手；并將預(yù)約等待列表中的第一個地址放入指派預(yù)約請求發(fā)送幀中的下一個傳輸?shù)刂酚?；?.3步，在預(yù)約周期內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派預(yù)約請求發(fā)送幀后與下一傳輸?shù)刂酚虻闹颠M(jìn)行比較，如果下一個傳輸?shù)刂酚蚴潜竟?jié)點(diǎn)自己，則等待作為下一個預(yù)約傳輸節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸；第3.4步，鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派預(yù)約請求發(fā)送幀后與下一傳輸?shù)刂酚虻闹颠M(jìn)行比較，如果下一個傳輸?shù)刂酚虿皇潜竟?jié)點(diǎn)自己，則繼續(xù)檢測下一個傳輸?shù)刂酚蛑惺欠裨诒竟?jié)點(diǎn)預(yù)約的等待列表中，如果在本節(jié)點(diǎn)的預(yù)約列表中，該節(jié)點(diǎn)依然處于預(yù)約周期，凍結(jié)退避計數(shù)器，繼續(xù)等待，并且在預(yù)約周期內(nèi)的下一傳輸節(jié)點(diǎn)會向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送帶外忙音；否則本節(jié)點(diǎn)進(jìn)入競爭周期，開始監(jiān)測信道。第3.5步，下一傳輸節(jié)點(diǎn)循環(huán)上述步驟，直到退出預(yù)約周期。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在網(wǎng)絡(luò)中引入無競爭傳輸周期的分布式處理方法，其特征在 于對已完成信道預(yù)約的節(jié)點(diǎn)其競爭窗口設(shè)置為
，其中CW_ = CfffflinX等待鏈表 的長度，每次檢測到信道忙時窗口重置為CW_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在網(wǎng)絡(luò)中引入無競爭傳輸周期的分布式處理方法，其特征在 于節(jié)點(diǎn)維護(hù)的預(yù)約等待列表是一個先入先出的雙端隊列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在網(wǎng)絡(luò)中引入無競爭傳輸周期的分布式處理方法，其特征在 于，在預(yù)約周期內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派請求發(fā)送幀或者在預(yù)約周期內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)收到指派預(yù)約 請求發(fā)送幀幀后的處理包括如下步驟第1步，將發(fā)送該消息幀的節(jié)點(diǎn)地址從等待列表中刪除，第2步，如果發(fā)送的是指派預(yù)約請求發(fā)送幀，則將發(fā)送該消息幀的節(jié)點(diǎn)地址放入各自 的預(yù)約等待列表末尾，第3步，檢查從下一個傳輸?shù)刂酚蛑蝎@得的下一個預(yù)約傳輸節(jié)點(diǎn)的地址，如果下一傳 輸?shù)刂肪褪枪?jié)點(diǎn)自己，則等待作為下一個預(yù)約傳輸節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，否則轉(zhuǎn)至第4步，第4步，繼續(xù)檢查下一個傳輸?shù)刂肥欠裨诒竟?jié)點(diǎn)的預(yù)約等待列表中，如果在，則該節(jié)點(diǎn) 依然處于預(yù)約周期，凍結(jié)退避計數(shù)器，繼續(xù)等待；并且在預(yù)約周期內(nèi)的下一傳輸節(jié)點(diǎn)會向鄰 居節(jié)點(diǎn)發(fā)送帶外忙音，以減輕下一傳輸節(jié)點(diǎn)在預(yù)約周期內(nèi)進(jìn)行發(fā)送時引起暴露終端問題； 如果不在，則表示下一傳輸節(jié)點(diǎn)不在本節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi)，那么在當(dāng)前傳輸完成后，本節(jié)點(diǎn) 進(jìn)入競爭周期，開始監(jiān)測信道。
全文摘要
在網(wǎng)絡(luò)中引入無競爭傳輸周期的分布式處理方法，適用于基于IEEE 802.11e協(xié)議的多跳網(wǎng)絡(luò)(Ad hoc網(wǎng)絡(luò))尤其是無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Network)中的多媒體通信。本發(fā)明通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送特定的R-RTS/A-RTS/AR-RTS幀來進(jìn)行信道的預(yù)約通告以及無競爭傳輸順序的通告。其中R-RTS是競爭周期內(nèi)的預(yù)約幀，A-RTS和AR-RTS幀是預(yù)約無競爭周期內(nèi)的指派幀和指派預(yù)約幀。每個節(jié)點(diǎn)會維護(hù)一個預(yù)約等待列表，保存預(yù)約節(jié)點(diǎn)的地址。在預(yù)約無競爭周期內(nèi)各節(jié)點(diǎn)根據(jù)這個列表來以及A-RTS/AR-RTS指派幀的通告消息來維持順序的無競爭傳輸。
文檔編號H04W80/02GK101808418SQ20091003549
公開日2010年8月18日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者劉峰, 朱秀昌, 黎勤 申請人:南京郵電大學(xué)