[发明专利]一种附带式跨层设计的无线网络拥塞控制方法

权利要求书

1.一种附带式跨层设计的无线网络拥塞控制方法，包括如下步骤：

(1)数据帧的发送方在向接收方发送数据之前，依据其对邻居拥塞状况的评估来判断是否有邻居节点处于拥塞状态，如果有邻居处在拥塞状态，发送方就延迟本次发送，并跟据其对邻居拥塞程度的估计确定延迟发送的时间间隔；如果没有邻居处于拥塞状态，则当发送方成功竞争到信道时，就向接收方发送数据帧；

(2)当接收方在收到以它为目标节点的数据帧时，向发送方回复确认帧；同时接收方检查自身是否处于拥塞状态，如果处在拥塞状态，则其向发送方回复ACKC帧；否则回复ACK帧；

(3)当数据帧的发送方接收到来自接收方的确认帧时，确认数据发送成功；同时，发送方根据所接收的确认帧的类型来评估邻居拥塞程度；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，解除拥塞状态，减少数据帧丢失，针对下述情况采用如下的方式处理：

(A)当数据帧的发送方竞争信道失败进行退避时，发送方先检查自身是否处在拥塞状态，如果发送方处于非拥塞状态，则增加其退避窗口；如果发送方处在拥塞状态，则减小其退避窗口，以提高其信道竞争的成功率；

(B)当数据帧发送方将一数据帧在MAC层重传的次数达到协议所规定的最大次数后，仍然无法成功发送的情况下，将该数据帧退回给路由层，以告知路由层其下的MAC层已经处于拥塞状态，同时路由层采取以下措施协助解除拥塞：(i)如果该数据帧的生存时间已经耗尽，则在路由层丢弃该帧；(ii)如果该数据帧的生存时间仍然有效，则路由层为该数据帧寻找一条经过其他邻居节点的路径，如果寻找成功，将该数据帧传向MAC层，进行发送；如果不成功，则在延迟一定时间后，将该数据帧传向MAC层，进行发送；

(C)当节点启动了虚拟载波侦听时，在其处于虚拟载波侦听的时间段内，节点保持物理侦听一段时间，如果在该段时间内，节点侦听到信道忙碌，则表明信道确实被占用，则节点在虚拟载波侦听截止之前不参与信道竞争；如果节点侦听到信道空闲，则其可以参与信道竞争。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)数据帧的发送方和接收方为无线网络中任意两个相邻节点；发送方对邻居拥塞状况的评估是通过如下方式实现：节点设置用以评估邻居拥塞程度的参数，并根据接收或者侦听到ACK、ACKC以及数据帧，来动态调整该参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)ACK帧为没有携带拥塞信息的确认帧；ACKC帧为附带拥塞信息的确认帧。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)节点判断自身拥塞状态是通过如下方式实现的：把节点内的缓存划分为接收缓存和发送缓存，本节点产生的数据包直接进入发送缓存，中转的数据包先经过接收缓存；所述的中转是指把从其他节点发来的数据包转发到下一跳节点的操作；设T1为接收缓存的拥塞门限值，T2为发送缓存的拥塞门限值，并设N1为接收缓存内数据包的个数，N2为发送缓存内数据包的个数；当N2＜T2时，中转的数据包进入发送缓存；否则，中转的数据包占据接收缓存；当N1＜T1时，节点判定自身处在非拥塞状态；否则，节点判定自身处在拥塞状态；T1、T2、N1、N2都为自然数；

接收方需要预留缓存空间，以接收在发送方不知道该接收方已拥塞的情况下所发送的数据帧；所述预留的缓存空间为节点的内存除去T1个内存空间后剩余的内存空间。