[发明专利]多步信道预约多址接入协议中分组延迟的修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是一种多址接入协议中的分组延迟的修正方法。

背景技术

IEEE 802.11标准是目前无线局域网多址接入技术公认的国际标准。该标准定义了两种多址接入协议方式：其一是全分布式的分布式协调功能(DCF)，另外一个是集中式的点协调功能(PCF)。DCF是基于载波侦听与冲突回避机制的一种多址随机接入策略。由于其实现简单，DCF被业界广泛采用。

随着技术的飞速发展，近年来基于IEEE 802.11的无线局域网技术得到了广泛的应用。一方面，随着越来越多的用户使用这一技术，IEEE 802.11无线局域网所工作频段的频谱资源变得越来越紧张。另一方面，IEEE 802.11标准所推荐使用的分组冲突解决方法在网络用户数多以及通信信道质量差的情况下不能有效的控制分组冲突的发生。频繁的分组冲突，将导致系统的信道利用率大幅度下降。

为了改进IEEE 802.11多址接入协议的性能，具备一个高效而可靠的分组冲突解决方法是至关重要的。然而在目前已有的大多数冲突解决方法中，通信终端均相互独立的产生各自的退避计数器初值，于是分组冲突便不可避免，尤其是在系统业务量较大的情况下。在美国Baldwin R.博士和韩国Choi J.博士所分别提出的接入策略中，发送终端在发送当前数据分组的同时，把接下来的数据分组将要使用的退避计数器的初值预先广播出去。这样相应的时隙便被预约下来，从而避免了其他发送终端使用同一时隙进行数据发送。但他们提出的信道预约算法均只是做一步预约，即通过发送当前数据分组，仅完成对接下来的一个数据分组所即将使用的时隙进行预约。众所周知，传输差错在无线通信信道上是不可避免的。在有些情况下，这样的传输差错率还比较高。当无线信道传输特性较为恶劣时，一步预约算法便不能保证广播出去的信道预约信息被尽可能多的其他发送终端所获取。这样也就无法进一步避免分组冲突的发生。仿真实验表明，一步预约算法的性能对信道传输差错非常敏感，随着信道传输差错率的增加而显著下降。

为解决IEEE 802.11无线局域网中分组冲突问题，申请号为200710017816.5的发明专利申请中提出了一种基于多步信道预约的分组冲突解决方法。考虑一个单跳的无线局域网，即如果信道通信质量良好，基本服务区内的所有通信终端均可以相互“听到”其他终端在信道上的传输活动。设发送终端A正在向终端B发送数据分组A_n，角标“n”表示该数据分组的序号。为避免发生分组冲突，在发送A_n时，A将在其发送队列中等待发送的其他后续分组A_n+1，A_n+2，...，A_n+m将要使用的退避计数器初值x_{A_n+1}，x_{A_n+2}，...，x_{A_n+m}插入到当前即将要发送的分组A_n的头部信息域中，具体预约的时隙位置可以通过这些退避计数器初值计算出来。这样，在发送A_n的同时将其后续的m个分组所对应的m个退避计数器初值事先广播出去，从而起到了信道预约之目的。服务区中的其他发送终端在接收到A_n后，从其中提取出退避计数器初值x_{A_n+1}，x_{A_n+2}，...，x_{A_n+m}，并计算出相应的预约时隙的绝对位置，从而避免在这些时隙上发送分组。通过这样的预约机制，可以保证广播的信道预约信息以很高的成功率被周边的其他发送终端所获取，进而避免分组冲突的发生。采用该方法能有效提高网络频谱资源的利用率。然而采用该方法的分组冲突解决方法，虽可以大幅度的降低分组冲突概率，但分组传输延迟抖动，即分组传输延迟相对平均分组延迟的变化量也会随之增大。在分组延迟的平均值一定的情况下，较大的分组延迟抖动将导致业务流服务质量的下降。

发明内容

为了克服现有技术由于较大的分组延迟抖动导致业务流服务质量下降的不足，本发明提出了一种分组延迟的修正方法，可以有效的减小分组延迟的抖动量。

本发明的思路是控制当发送终端进行新的信道时隙预约时，其所新近预约的时隙同其前一个预约时隙间的所有信道时隙中，已被其他发送终端所预约的时隙个数，使其尽可能不超过当前服务区中总的发送终端个数N。

当发送终端A，将要发送一个数据分组时，本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：