[发明专利]一种基于信道占用率的AdHoc网络MAC层公平性退避算法

摘要

本发明公开了一种基于信道占用率的MAC层公平性退避算法，属于AdHoc网络领域。节点发送数据前，首先计算节点对当前的信道占用率，判断其值与理想信道占用率的大小关系，同时根据前次通信是否成功，将当前通信状态分为四种类型。然后，根据当前竞争窗口值判断网络负载程度，在不同通信状态下，动态调整竞争窗口值，改变节点对接入信道的能力，最终实现所有节点对的信道占用率趋向1/n发展的相对公平状态。本发明可作为AdHoc网络节点设备选择信道的MAC层协议使用。

主权项

一种基于信道占用率的Ad Hoc网络MAC层公平性退避算法，其特征在于，假设网络中节点对数目为n，对于某节点对，定义从其中发送节点收到ACK确认包开始，到该节点下次收到ACK确认包为止，其间经历的时间为发包间隔T；定义发包间隔过程中，发送节点发送RTS包和DATA包，接收节点发送CTS包和ACK包所用时间之和为有效时间V；定义有效时间与发包间隔的比值为该发送节点在该发包间隔内的信道占用率，记作S；由于前一个发包间隔内的信道占用情况，对网络公平性也有影响，因此定义信道占用率为公式(a)所示的分段递推公式：Sk=1k=1Sk=V/Tk=2Sk=Sk-1×(1-0.8)+(V/T)×0.8k>2---(a)]]>其中，Sk为本次计算得到的信道占用率，Sk‑1为前一个发包间隔内的信道占用率，k为第k个发包间隔；在绝对公平的情况下，每一个节点对的信道占用率应为1/n，定义其为理想信道占用率；当S＝1/n时，说明该节点对获得了公平的信道接入机会；如果S>1/n，则说明该节点对获得的信道占用率偏大，需适当增加竞争窗口的值，以降低其成功接入信道的概率；如果S<1/n，则说明该节点对获得的信道占用率偏小，此时，记录发送节点的当前竞争窗口值为CW*，然后将竞争窗口置为0，以使发送节点可以立即发送RTS，增加节点对的有效时间V，从而增大该节点对的信道占用率S，循环执行此过程，直至S≥1/n，恢复竞争窗口为CW*；当节点发包失败时，如果当前信道占用率S小于1/n，此时根据公式(b)计算竞争窗口值；CW=CW+5CWmin≤CW<Th1CW+10Th1≤CW<Th2min(CW×1.2,CWmax)Th2≤CW≤CWmax---(b)]]>如果当前信道占用率S大于等于1/n，竞争窗口值的计算方法采用公式(c)；CW=CW+5CWmin≤CW<Th1CW*1.2Th1≤CW<Th2min(CW*1.5,CWmax)Th2≤CW≤CWmax---(c)]]>当节点发包成功时，如果当前信道占用率S小于1/n，立即将CW置为0；如果当前信道占用率S大于等于1/n，根据公式(d)计算竞争窗口值；CW=max(CW/1.2,CWmin)CWmin≤CW<Th1CW-10Th1≤CW<Th2CW-5Th2≤CW≤CWmax---(d)]]>公式(b)～(d)中，CWmin取值为30，Th1取值为60，Th2取值为90，CWmax取值为1023。