[发明专利]一种基于竞争的MAC层逐跳双向拥塞控制方法

权利要求书

1.一种基于竞争的MAC层逐跳双向拥塞控制方法，其特征在于，所述的一种基于竞争的MAC层逐跳双向拥塞控制方法包括步骤如下：

1)拥塞检测过程：

使用基于队列长度的拥塞检测方法，设置拥塞阈值为最大队列长度的75％，当节点队列长度大于设定的阈值时，判断节点发生了拥塞；

2)拥塞标志传递过程：

接收节点接收完数据包后，将发送一个ACK确认帧给发送节点，此时接收节点将自身的拥塞状况通过ACK传输到发送节点，发送节点将从接受到的ACK中提取下一跳节点的拥塞信息；

3)拥塞分类过程：

节点接收到下一跳节点的拥塞状况后，结合本身的拥塞状况将拥塞状况分类；当前节点和下一跳节点均未发生拥塞0-0，当前节点未发生拥塞下一跳节点发生拥塞0-1，当前节点发生拥塞下一跳节点未发生拥塞1-0，当前节点和下一跳节点均发生拥塞1-1；

4)拥塞处理过程；

所述拥塞处理过程是指：

根据分类中得到的拥塞状况做出相应的控制处理，通过修改竞争窗口的方式，改变节点接入信道的优先级，达到控制网络的负荷量，使拥塞得到缓解，拥塞的处理过程，就是以节点队里长度为参数，改变节点的竞争窗口；

1)拥塞状况为0-0时，在网络没有发生拥塞时不改变协议的工作原理；

2)拥塞状况为0-1时，通过改变竞争窗口大小，使本地节点接入信道的优先级降低，减少本地节点向拥塞节点数据发送速率，使发生拥塞的下一跳节点尽快排空缓存队列，达到缓解拥塞的目的；

3)拥塞状况为1-0时，通过改变竞争窗口大小，使节点获得更高的接入信道的优先级，增加拥塞节点的数据发送速率，降低节点缓存队列长度，使拥塞得到缓解；

4)拥塞状况为1-1时，根据节点的拥塞状况，和节点位于网络拓扑的位置，改变竞争窗口的大小，使节点在缓解拥塞的同时考虑节点的在网络中位置的作用，使得在尽可能缓解拥塞的情况下不影响整体网络的性能；

所述的拥塞状态为0-1时，竞争窗口调节实现的过程如下：

基于接收节点的拥塞控制方法HRCC，通过增大本地节点竞争窗口CW的方式，降低本地节点接入信道的优先级，降低了下一跳节点的数据接收速率，使下一跳节点的拥塞得到缓解；由DCF方法可知，当随机数选取的值越大则节点发送数据前的退避时间越久，等待发送的时间越长，降低了拥塞节点的接收速率；根据下一跳节点的拥塞情况自适应地调整竞争窗口的大小，达到拥塞缓解的目的；CW的调整方式为：

CW＝(CW_min+1)*2ⁿ-1

CW为调整后的初始竞争窗口，CW_min为竞争窗口最小值31，n为拥塞程度窗口调节参数，n计算方式为：

式中，q_next为下一跳节点的当前队列长度，k为设置的队列长度阈值，Q_max节点缓存最大队列长度，CW_max最大竞争窗口值1023，CW_min最小竞争窗口值31；根据上述两个公式，节点竞争窗口的调节范围在CW_min与CW_max之间；

当下一跳节点队列长度为阈值k时，参数n的值为0，根据CW的计算公式计算CW的值为CW_min，随着节点队列的增加，竞争窗口值也会随之增加，节点接入信道的优先级不断降低；当下一跳节点队列长度达到满队列，即q_next＝Q_max时，此时n的值为：

将n代入到CW的计算公式中，得到CW的值为CW_max，此时节点获得最低的接入信道的优先级，节点等待接入信道的时间最长，下一跳节点将有足够时间将缓存的数据包发送出去。