[发明专利]基于信道公平分配的拥塞控制方法

摘要

本发明公开了一种基于信道公平分配的拥塞控制方法。首先，根据已获取上游邻居节点的数据估算其队列增长速率和数据包的平均传输延时。然后，根据估算的队列增长速率计算其上游邻居节点的队列长度，进一步计算节点本身及其上游邻居节点队列的总长度，并结合数据包的平均传输延时来执行拥塞检测。如果发生拥塞，则将网络拥塞程度分级(即拥塞度)，并确定拥塞解除周期的长短，给节点公平分配占用信道时间。最后，根据拥塞度，执行拥塞解除算法，从而解除或缓解拥塞；如果没有拥塞，则不做处理。本发明提高了信道使用的公平性，并能有效减少碰撞、降低丢包率和增加吞吐量。

主权项

一种基于信道公平分配的拥塞控制方法，其特征在于，在无线传感器网络中，对节点实时队列长度进行预测，结合数据包的平均传输延时检测拥塞；对拥塞状况划分拥塞度，确定拥塞解除周期，并根据已获知或估算的上游邻居节点队列大小公平分配信道控制周期，进行拥塞解除或缓解，所述方法至少包括以下步骤：步骤一预处理：计算成功发送一个数据包所需的时间T_s¹；计算在理想状态下，一个节点在一个虚拟周期T_cyele内能传输的最大数据量D_max；步骤二具有多个上游邻居节点的转发节点(定义为节点x)在每次成功接收到一个数据包时进行以下数据处理：(1)估算当前节点及其上游邻居节点队列总长度M_max；(2)估算数据包的平均传输延时T_trans；步骤三节点x在成功接收到一个数据包后，根据数据包的平均传输延时T_trans和队列总长度M_max执行拥塞检测算法；若检测结果表明网络出现拥塞，则转步骤四；否则，转步骤十；步骤四节点x根据当前队列大小及其上游邻居节点队列大小情况对网络拥塞程度进行分级，即分为不同的拥塞度；步骤五节点x根据拥塞度，确定拥塞解除周期；步骤六节点x根据拥塞度，计算节点发送数据与接收数据之间的优先级关系；若发送优先，则转步骤八；否则，转步骤七；步骤七节点x根据已获知或估算的上游邻居节点队列长度以及拥塞解除周期，给每个上游邻居节点公平分配信道占用时间；步骤八执行拥塞解除算法；步骤九拥塞解除周期结束则转步骤三；步骤十结束。