[发明专利]基于全局调度的自适应冲突避免实时媒介访问控制方法

权利要求书

1.一种基于全局调度的自适应冲突避免实时媒介访问控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)水声通信网络中的所有发送节点都发送初始传输包ITP给接收节点，包中包括第i个发送节点第j轮等待传输的包的数目W_i,j和当前发送时刻接收节点接收到这些ITP包之后，记录下接收到包的接收时刻根据W_i,j、和建立全局调度表；

(2)接收节点收到所有发送节点的信息后，根据全局调度表中的信息，通过在M-LWDF算法中增加第i个节点的排队包数在所有发送节点的排队包数中所占的比例，得到每个发送节点的发送优先级，根据这些优先级对发送节点进行排序；之后对排序后的发送节点进行时序地计算其发送数据时需要占用信道的时间，得到发送节点i在第j轮发送数据前的等待时间Δτ_i,j；然后将这些发送数据前的等待时间存储到下一轮发送数据时刻表中，通过全局调度回复包GSACK发送给所有的发送节点；

(3)发送节点接收到GSACK包之后，在GSACK包中的发送数据时刻表找到自己对应的等待时间，退避等待Δτ_i,j时间后再发送DATA包，同时将下一轮等待传输的包的数目W_i,j+1和当前发送时刻存储到DATA包包头中；

(4)接收节点接收到所有发送节点发送的DATA包后，首先存储全局调度表中的信息，之后对所有的发送节点计算发送优先级，同时将没有成功接收到DATA包的发送节点进行重传标记，以便于通知该节点下次重传DATA包，根据发送优先级信息和节点发送数据需要占用信道的时间信息进一步建立下一轮发送数据时刻表，将存储有下一轮发送数据时刻表信息的GSACK包发送给所有的发送节点。

2.根据权利要求1所述的基于全局调度的自适应冲突避免实时媒介访问控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中全局调度表的具体构建方法如下：

全局调度表包括每个发送节点的序号i、第j轮以及第j-1轮通信中的发送节点i的等待传输的包数目W_i,j和W_i,j-1，发送时刻和以及接收时刻和每个发送节点都向接收节点发送ITP包，包中包括W_i,j和接收节点接收到第i个发送节点发送的ITP包之后，将接收到ITP包的时刻记录下来记为之后将W_i,j、存储到全局调度表中，直到接收完所有发送节点的ITP包。

3.根据权利要求1所述的基于全局调度的自适应冲突避免实时媒介访问控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中对M-LWDF算法的优化具体如下：

增加参数V_i[j]来评估第i个节点的排队包数在所有发送节点的排队包数中所占的比例，以保证节点的公平性；V_i[j]表示为：

S_i[j]指的是第i个节点第j轮排队的包数，包括上轮中等待的包数W_i,j-1加上预测的即将到来的包数，N为发送节点总数，因此优化后的M-LWDF算法表示为：

其中，i表示节点i；j表示第j轮的调度；P表示参数优先级；δ表示最大丢包率的Qos参数；R表示最大数据率；λ是平均吞吐量的估计；D表示包头的等待时延；T表示最大容忍时延。

4.根据权利要求1所述的基于全局调度的自适应冲突避免实时媒介访问控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中发送节点i在第j轮发送数据前的等待时间Δτ_i,j的计算方法如下：

(a)j＝1时，即在第一轮的时候，由于是随机接入，因此Δτ_i,j即为随机退避的时间；

(b)j1时，Δτ_i,j为优先级队列P中，排在第i个节点前的节点a的Δτ_a,j加上第j-1轮中节点a的传播时延减去包长度L，即为t_Da,j-1为接收节点接收到包的时刻，为发送节点发送包的时刻；而排在队首的节点b的τ为所有发送节点的最大传播时延，以保证所有的节点都收到GSACK之后再发送DATA包，保证时间同步。