[发明专利]一种多包接收机制下的CSMA协作退避方法

说明书

本发明公开了一种多包接收机制下的CSMA协作退避方法，包括确定同时通信设备数最优值的计算方式，确定基于泊松分布的待通信设备数的计算方式，确定能够使系统吞吐率最大化的最优传输概率。本发明可以对一系列all‑or‑nothing MPR参数以及网络参数下IEEE 802.11网络的吞吐率与时延性能指标进行优化，具有有效性、鲁棒性以及相较于方法的性能优越性。

技术领域

本发明属于无线网络通信技术领域，具体为一种多包接收机制下的CSMA协作退避方法。

背景技术

作为无线局域网的主要技术标准，IEEE802.11协议能够有效提升通信性能，满足高速互联网接入需求。随着无线信号处理能力的不断增强，该协议最新版本的物理层已支持接入点具有多包接收能力，但是其介质访问控制层仍然使用为单包接收机制而设计的二进制指数退避(Binary Exponential Back-off，BEB)算法，因此无法高效地将物理层MPR能力转化为多址接入性能，并且存在不公平竞争等问题。针对上述问题，HuJin与Jun-BaeSeo等人提出了一种CSMA协作退避算法，然而该算法仅适用于简单的γ-MPR模型。

发明内容

本发明旨在提供一种多包接收机制下的CSMA协作退避方法，为all-or-nothingMPR机制下的通信系统提供最优传输概率，从而提升吞吐率、通信时延等性能指标。

实现本发明目的的技术方案为：一种多包接收机制下的CSMA协作退避方法，具体步骤为：

步骤1、确定IEEE802.11网络的相关参数，所述相关参数包括：描述时隙t-1的信道状态指示符δ_i,δ_s和δ_c、描述k个数据分组同时传输时接入点的成功接收概率为p_r(k)、描述在时隙t的开始时刻，数据分组到达设备队列的平均速率为λ_t(packets/μsec)；

步骤2、基于对吞吐率表达式求导，确定网络中同时通信设备数的最优值x^*；

步骤3、基于泊松分布与协作符号，确定时隙t开始时刻的待通信设备数v_t。

步骤4、基于步骤2、步骤3中的结果，确定时隙t的最优传输概率p_t。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：通过本发明能够为all-or-nothing MPR机制下的通信系统提供最优传输概率，该传输概率能够使系统吞吐率最优化，且解决原有算法中存在的不公平竞争问题。该退避方法在非饱和流量情况下具有有效性、鲁棒性与相较于其他方案的性能优越性。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为实施例1中四种方案的时延性能示意图。

具体实施方式

本发明中，网络中的N台设备独立地竞争接入信道，进行数据分组传输，使用应答与重传机制。在每个时隙开始前，设备载波侦听信道的忙闲状态，并根据侦听结果决定传输与否。每个设备均能掌握网络中的相关参数，进而在时隙t的开始时刻，以概率p_t发送数据分组。一种多包接收机制下的退避方法，具体步骤为：

步骤1、确定IEEE802.11网络的相关参数，所述相关参数包括：描述时隙t-1的信道状态指示符δ_i,δ_s和δ_c、描述k个数据分组同时传输时接入点的成功接收概率为p_r(k)、描述在时隙t的开始时刻，数据分组到达设备队列的平均速率为λ_t(packets/μsec)；

步骤2、基于对吞吐率表达式求导，确定网络中同时通信设备数的最优值x^*；