專利名稱：：一種基于位置及擁塞狀況的競爭窗口調(diào)整機(jī)制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及信息
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤指無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)基于位置及擁塞狀況的競爭窗口調(diào)整機(jī)制方法，可用于IEEE802.11sWMN及其它具有網(wǎng)關(guān)的分布式控制寬帶無線網(wǎng)絡(luò)。技術(shù)背景無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(WirelessMeshNetworks,WMN)是下一代網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵組網(wǎng)技術(shù)之一，用于擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本、構(gòu)建無線因特網(wǎng)等用途。無線網(wǎng)絡(luò)區(qū)別于有線網(wǎng)絡(luò)的一個最大的特點(diǎn)在于無線鏈路上的存在的競爭與沖突，如果沒有一種有效的沖突避免策略，有限的頻譜資源將難以得到充分利用，造成無線網(wǎng)絡(luò)容量與整體性能的下降。無線網(wǎng)絡(luò)的特殊性決定其無法像有線網(wǎng)絡(luò)那樣進(jìn)行沖突檢測，而只能進(jìn)行沖突避免。正EE802.1l無線局域網(wǎng)(WLAN)是目前應(yīng)用最為廣泛的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，采用帶有沖突避免的載波監(jiān)聽多址接入(CSMA/CA)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對媒體資源的共享，退避機(jī)制與競爭窗口(ContentionWindow,CW)是其中的核心思想。正EE802.11于2003年成立了工作組s，擴(kuò)展802.11WLAN對于Mesh結(jié)構(gòu)的支持，正式標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計將于2009年問世。IEEE802.11sWMN的一種可能的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中MR在構(gòu)建骨干網(wǎng)Mesh結(jié)構(gòu)的同時作為接入點(diǎn)(AP)為用戶終端(UT)提供因特網(wǎng)接入服務(wù)。其中AP之間的鏈路采用IEEE802.11a/g技術(shù)，UT與AP之間的鏈路采用IEEE802.11b技術(shù)，以此來避免不同層次鏈路間的干擾。在IEEE802.11sWMN中，多跳的組網(wǎng)與接入方式雖然提供了靈活方便以及大范圍的因特網(wǎng)覆蓋，但是隨著用戶終端以及骨干網(wǎng)設(shè)備的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)總量也會隨之相應(yīng)地增長，網(wǎng)絡(luò)中的主要業(yè)務(wù)流經(jīng)鏈路是來往于用戶終端與因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)之間的無線鏈路。這種特殊的業(yè)務(wù)流向造成網(wǎng)絡(luò)在靠近網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的地域形成業(yè)務(wù)流密集區(qū)域，這些區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)除了發(fā)送自身業(yè)務(wù)外，還可能中繼轉(zhuǎn)發(fā)其它節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源利用接近飽和時，靠近網(wǎng)關(guān)的節(jié)點(diǎn)相對于遠(yuǎn)離網(wǎng)關(guān)的節(jié)點(diǎn)而言將面臨更多的競爭而較難獲得接入媒體的機(jī)會，造成業(yè)務(wù)流密集地區(qū)節(jié)點(diǎn)緩沖隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包數(shù)迅速增加。此外，即使其成功地從競爭中勝出，由于節(jié)點(diǎn)自身業(yè)務(wù)流比轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)流到達(dá)率高的原因，節(jié)點(diǎn)會較多地發(fā)送自身產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包，而對所要中繼的數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄。然而，這些被丟棄的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包在其先前的傳輸過程中已經(jīng)參與了多跳鏈路上每一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的信道競爭，已經(jīng)占用了相當(dāng)一部分的網(wǎng)絡(luò)資源(競爭成功而占用頻帶資源)，同時對其他參與競爭的節(jié)點(diǎn)造成了影響(競爭失敗而進(jìn)行退避)。因此，較多地丟棄這樣的數(shù)據(jù)包對于網(wǎng)絡(luò)的容量以及寶貴的頻譜資源而言都是不利的。IEEE802.11默認(rèn)競爭機(jī)制媒體訪問控制(MediumAccessControl,MAC)子層協(xié)議定義了數(shù)據(jù)包怎樣在媒體上進(jìn)行傳輸。正EE802.11是自組網(wǎng)研究中采用最多的MAC層協(xié)議，允許多個用戶在一個共享的媒體上共享資源，包括節(jié)點(diǎn)接入媒體的方式以及數(shù)據(jù)包的分片重組與CRC校驗(yàn)等功能。協(xié)議包括分布式控制機(jī)制(DistributedCoordinationFunction,DCF)。正EE802.11DCF系統(tǒng)采用隨機(jī)接入的機(jī)制。節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)前首先監(jiān)聽信道的情況，如果信道空閑時間大于一個分布式幀間間隔(DistributedInterftameSpace,DIFS)，節(jié)點(diǎn)就進(jìn)行發(fā)送；如果信道非空閑，則根據(jù)監(jiān)聽到的信息進(jìn)行延遲接入直到信道空閑。在節(jié)點(diǎn)延遲接入后，由于其它鄰近節(jié)點(diǎn)也在等待這一信道空閑時刻的到來，為了避免發(fā)生沖突節(jié)點(diǎn)需要選擇一個隨機(jī)的時間長度進(jìn)行退避。退避后再次監(jiān)聽信道情況，如果信道空閑則發(fā)送數(shù)據(jù)，并且在發(fā)送成功后根據(jù)退避算法重新設(shè)定CW值；否則節(jié)點(diǎn)延遲接入，同時設(shè)定CW值。具體流程如圖2所示。正EE802.11DCF采用二進(jìn)制指數(shù)退避機(jī)制。節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)時，先根據(jù)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)CW值選取一個隨機(jī)數(shù)a(0~CW之間均勻分布)，并以a個時隙作為節(jié)點(diǎn)的退避時間來啟動退避計時器。CW的大小取決于傳輸失敗的次數(shù)，其初始值為CWmin，每次傳輸失敗時CW的值擴(kuò)大一倍(一般CW的取值為2"-1，擴(kuò)大后應(yīng)為2"+1-1)，直到其擴(kuò)大至CWmw如果傳輸成功，則將CW重新設(shè)定為CWmin。退避計時器工作時若節(jié)點(diǎn)檢測到媒體空閑，退避計時器以時隙為單位遞減計時；否則停止計時，直到節(jié)點(diǎn)檢測到媒體空閑時間大于一個DIFS后繼續(xù)遞減計時。當(dāng)退避計時器遞減到0時，如果媒體仍然空閑，節(jié)點(diǎn)就接入媒體。綜上所述，現(xiàn)有IEEE802.11協(xié)議是針對點(diǎn)對多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而提出的，將其應(yīng)用到WMN時無法滿足WMN特有業(yè)務(wù)性質(zhì)的需求，容易在網(wǎng)關(guān)附近的區(qū)域形成熱區(qū)。熱區(qū)中的節(jié)點(diǎn)難以競爭到網(wǎng)絡(luò)資源造成節(jié)點(diǎn)緩沖隊(duì)列迅速填滿，進(jìn)而導(dǎo)致大量地丟棄多跳轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)流的數(shù)據(jù)包，形成網(wǎng)絡(luò)的空間不公平性。同時，由于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包已經(jīng)參與了先前多跳鏈路上的競爭，造成網(wǎng)絡(luò)總體性能急劇下降。針對上述問題，現(xiàn)有的解決策略通常是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際的擁塞情況動態(tài)調(diào)整節(jié)點(diǎn)的競爭窗口參數(shù)或者采用其他退避算法來提高網(wǎng)絡(luò)性能。例如，一種是以節(jié)點(diǎn)在一段時間內(nèi)發(fā)送的碰撞概率為參數(shù)調(diào)整CWmax，使網(wǎng)絡(luò)中不同區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)根據(jù)實(shí)際擁塞狀況獲得合適的競爭窗口參數(shù)。還有一種是提出滑動競爭窗口的思想，同時調(diào)整CWn^(最小競爭窗口參數(shù))與CWmax(最大競爭窗口參數(shù))，并且采用線性增大線性減小的退避算法改善了二進(jìn)制指數(shù)退避機(jī)制總是有利于最近成功完成傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)的缺陷。另一種是根據(jù)Adhoc網(wǎng)絡(luò)中多跳業(yè)務(wù)流面臨的問題，以多跳鏈路中相鄰的兩個節(jié)點(diǎn)所發(fā)送數(shù)據(jù)包序號之間的差值為參數(shù)調(diào)整競爭窗口，并且改進(jìn)了退避算法等等?？梢姡F(xiàn)有的解決策略基本都是從各節(jié)點(diǎn)本身的角度出發(fā)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中局部的擁塞情況來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，而無法從全局角度優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，適用范圍也局限于點(diǎn)對多點(diǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)與Adhoc網(wǎng)絡(luò)。此外，這些策略采用不同的方法來判斷擁塞情況，調(diào)整競爭窗口與改進(jìn)的退避算法也各不相同，適用的網(wǎng)絡(luò)場景也有差異，很難衡量不同策略之間的優(yōu)劣，都無法較好地解決WMN中存在的問題。因此，實(shí)有必要對現(xiàn)有的競爭窗口調(diào)整機(jī)制做進(jìn)一步改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是防止在WMN網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)附近的區(qū)域業(yè)務(wù)較為密集，區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)面臨更多的競爭與擁塞，導(dǎo)致轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的大量丟失，造成網(wǎng)絡(luò)空間不公平性以及整體性能下降的現(xiàn)象出現(xiàn)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的是Mesh網(wǎng)絡(luò)基于位置及擁塞狀況的競爭窗口調(diào)整機(jī)制方法，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的不同階段以及實(shí)際網(wǎng)絡(luò)狀況，提出相應(yīng)的調(diào)整機(jī)制，緩解熱區(qū)及多跳業(yè)務(wù)造成的網(wǎng)絡(luò)總體性能下降。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種基于位置及擁塞狀況的競爭窗口調(diào)整機(jī)制方法，用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)及其它具有網(wǎng)關(guān)的分布式控制寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，該方法包括以下步驟-步驟一，設(shè)置節(jié)點(diǎn)初始競爭窗口參數(shù)；步驟二，設(shè)置節(jié)點(diǎn)動態(tài)競爭窗口參數(shù)；其特征在于所述步驟一是指根據(jù)IEEE802.11s麗N網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)距離網(wǎng)關(guān)的跳數(shù)來初步?jīng)Q定節(jié)點(diǎn)MAC層競爭窗口的參數(shù)；所述步驟二是指在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中根據(jù)業(yè)務(wù)流上下游節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送數(shù)據(jù)包序號的差值判斷擁塞而做出進(jìn)一步調(diào)整。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，該方法進(jìn)一步包括重新設(shè)置競爭窗口參數(shù)。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述重新設(shè)置競爭窗口參數(shù)時，如果重置后原先的最小競爭窗口參數(shù)仍然在新產(chǎn)生的參數(shù)范圍之內(nèi)，則將新的最小競爭窗口參數(shù)替換為原先的最小競爭窗口參數(shù)。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，如步驟一中網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)距離網(wǎng)關(guān)的跳數(shù)無法獲知，則暫時采用IEEE802.ll默認(rèn)競爭機(jī)制接入媒體。本發(fā)明進(jìn)一步包括一種基于位置及擁塞狀況的競爭窗口調(diào)整機(jī)制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括初始競爭窗口設(shè)置模塊及動態(tài)競爭窗口設(shè)置模塊，該系統(tǒng)進(jìn)步包括具有實(shí)時更新的節(jié)點(diǎn)路由表提供給初始競爭窗口設(shè)置模塊及業(yè)務(wù)流信息模塊提供給動態(tài)競爭窗口設(shè)置模塊。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述業(yè)務(wù)流信息包括該流的源節(jié)點(diǎn)地址、目的節(jié)點(diǎn)地址、下游節(jié)點(diǎn)地址、當(dāng)前發(fā)送數(shù)據(jù)包序號以及監(jiān)聽到的下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包序號。本發(fā)明提出了一種基于位置及擁塞狀況的競爭窗口調(diào)整機(jī)制方法，能夠在不引入過多控制開銷以及實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的情況下，從全局角度評估網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況，區(qū)分業(yè)務(wù)流密集區(qū)域與非密集區(qū)域的節(jié)點(diǎn)并且給與適當(dāng)?shù)母偁幋翱?，同時緩解WMN中的空間不公平現(xiàn)象，提高網(wǎng)絡(luò)的總體性能。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中IEEE802.11sWMN規(guī)劃示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中IEEE802.11DCF沖突避免機(jī)制示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中IEEE802.11sWMN路由樹結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明競爭窗口調(diào)整模塊示意圖；圖5是本發(fā)明競爭窗口調(diào)整流程圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述IEEE802.11s二層路由機(jī)制IEEE802.11s工作組的目的是提供一個可管理、低復(fù)雜度的WLAN網(wǎng)狀網(wǎng)規(guī)范，2006年SEE-Mesh與Wi-Mesh聯(lián)合提出IEEE802.11s草案，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行IEEE802.11s標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)。通常情況下路由協(xié)議運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)層，然而WMN組網(wǎng)是在MAC層實(shí)現(xiàn)的，因此草案中強(qiáng)制定義了一種擴(kuò)展的二層路由機(jī)制，稱為混合無線Mesh協(xié)議(HybridWirelessMeshProtocol,HWMP)。HWMP協(xié)議由樹狀路由與按需路由兩部分組成，其中按需路由不在本專利討論范圍之內(nèi)。樹狀路由協(xié)議是一種先驗(yàn)式的路由協(xié)議，通過預(yù)先指派一個根節(jié)點(diǎn)(通常為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn))來維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點(diǎn)通過某種機(jī)制被指派為根節(jié)點(diǎn)后，該節(jié)點(diǎn)廣播一個"根聲明信息"來向其他節(jié)點(diǎn)聲明自己的存在，該信息中包含兩個主要字段距離信息以及序列號。其他節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的聲明信息得到自己到根節(jié)點(diǎn)的距離(即跳數(shù))，并且在更新距離字段后重新廣播該信息，直到遍歷網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)，這樣就建立起一棵以網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)的路由樹，使網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都擁有到達(dá)根節(jié)點(diǎn)的路由。序列號字段用來區(qū)分不同時刻發(fā)出的聲明信息以及避免形成路由環(huán)路。在路由維護(hù)時，根節(jié)點(diǎn)周期性地以遞增的序列號廣播聲明信息，來及時適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化；節(jié)點(diǎn)一旦選擇某一其它作為其通往樹根的父節(jié)點(diǎn)，也需要周期性的發(fā)送路由維護(hù)信息并等待父節(jié)點(diǎn)對該信息的反饋來跟蹤網(wǎng)絡(luò)的局部變化。如果節(jié)點(diǎn)出于某種原因需要更換父節(jié)點(diǎn)(不論是主動還是被動)，都要向根節(jié)點(diǎn)發(fā)送一條重新注冊的信息，使得從該節(jié)點(diǎn)到達(dá)根節(jié)點(diǎn)路徑上的所有節(jié)點(diǎn)都能夠及時更新路由表。樹狀路由機(jī)制為正EE802.11sWMN提供了先驗(yàn)式路由，網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都具有到達(dá)網(wǎng)關(guān)的路由以及跳數(shù)信息。一種具體的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖3所示。本發(fā)明提出的是Mesh網(wǎng)絡(luò)基于位置及擁塞狀況的競爭窗口調(diào)整機(jī)制，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的不同階段以及實(shí)際網(wǎng)絡(luò)狀況，提出相應(yīng)的調(diào)整機(jī)制，緩解熱區(qū)及多跳業(yè)務(wù)造成的網(wǎng)絡(luò)總體性能下降。由于靠近網(wǎng)關(guān)的節(jié)點(diǎn)面臨更多的競爭，應(yīng)該給與更高的信道接入概率，以保證業(yè)務(wù)流密集地區(qū)的節(jié)點(diǎn)內(nèi)緩存的數(shù)據(jù)包能夠及時發(fā)送，避免產(chǎn)生擁塞。信道接入概率與節(jié)點(diǎn)選擇的隨機(jī)退避時隙數(shù)有關(guān)，即與節(jié)點(diǎn)競爭窗口的參數(shù)有關(guān)。因此，在網(wǎng)絡(luò)初始化階段，節(jié)點(diǎn)根據(jù)IEEE802.11s擴(kuò)展的二層路由機(jī)制從樹狀路由表中獲得自己與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的跳數(shù)，并且按照這一跳數(shù)設(shè)置CWmin(最小競爭窗口參數(shù))與CWmax(最大競爭窗口參數(shù))的取值，這樣網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點(diǎn)就具有了自己的競爭窗口參數(shù)，使得位于網(wǎng)絡(luò)中不同位置的節(jié)點(diǎn)得以區(qū)分。就參數(shù)取值而言，節(jié)點(diǎn)的CWn^與CWmax應(yīng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)距離網(wǎng)關(guān)跳數(shù)的增加而增大。為了更好地保證節(jié)點(diǎn)接入信道的概率，可以有選擇性地引入類似的退避機(jī)制。通常退避機(jī)制中競爭窗口的變化可以分為線性與比例型兩種，這里僅對比例型調(diào)整舉一例假設(shè)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前競爭窗口為CW，在發(fā)送失敗時將其擴(kuò)大為(1+灼xC礦(通常(3介于0~1之間，IEEE802.11默認(rèn)退避機(jī)制中P取值為1，本例中(3隨節(jié)點(diǎn)距離網(wǎng)關(guān)跳數(shù)的增加而增大)，發(fā)送成功時則將其設(shè)置為相應(yīng)的CWmin。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠從全局角度控制網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包的概率，緩解網(wǎng)絡(luò)熱區(qū)中節(jié)點(diǎn)的擁塞狀況，避免過多地丟棄轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包而浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，提升網(wǎng)絡(luò)容量與整體性能。多跳業(yè)務(wù)流中相鄰節(jié)點(diǎn)間存在競爭關(guān)系，容易形成網(wǎng)絡(luò)瓶頸。根據(jù)上述網(wǎng)絡(luò)初始化時的初步競爭窗口參數(shù)配置，上游節(jié)點(diǎn)與下游節(jié)點(diǎn)之間已經(jīng)得到區(qū)分，但是仍然無法適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化。因此在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行階段，多跳業(yè)務(wù)流中的每一對相鄰節(jié)點(diǎn)中，某一節(jié)點(diǎn)根據(jù)其下游節(jié)點(diǎn)的擁塞情況對CWmin進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整。IEEE802.11sWMN采用二層路有機(jī)制，因此可以在MAC層區(qū)分不同的流(具有相同源地址與目的地址并且具有相同路由的數(shù)據(jù)包)。在某一時刻，節(jié)點(diǎn)根據(jù)其所發(fā)送的數(shù)據(jù)包的序號以及其監(jiān)聽到下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包序號之差來判斷下游節(jié)點(diǎn)緩沖隊(duì)列中緩存的數(shù)據(jù)包數(shù)(對于多條業(yè)務(wù)流流經(jīng)同一節(jié)點(diǎn)的情況，這一差值為各業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)包序列號差值之和)，以此衡量下游節(jié)點(diǎn)的擁塞情況，并根據(jù)這一差值調(diào)整自己的CWmin值。調(diào)整時下游節(jié)點(diǎn)擁塞情況越嚴(yán)重，CWmin值的增加幅度越大，避免節(jié)點(diǎn)在下游擁塞的情況下向網(wǎng)絡(luò)中注入過多的數(shù)據(jù)；如果下游節(jié)點(diǎn)的擁塞情況較輕，則可以適當(dāng)減小CWmin的值，提高網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崟r地感知多跳鏈路上節(jié)點(diǎn)的擁塞情況，減少不必要的競爭，提高網(wǎng)絡(luò)的容量與資源利用率。下面給出本專利在IEEE802.11sWMN應(yīng)用中的一個具體實(shí)例。實(shí)例中假設(shè)根節(jié)點(diǎn)(網(wǎng)關(guān))已經(jīng)通過相應(yīng)的樹狀路由機(jī)制建立起完整的路由樹，并且周期性地使用根聲明信息更新網(wǎng)絡(luò)的最新拓?fù)渥兓?，使得網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)都具有實(shí)時更新的路由表。正EE802.11s草案中規(guī)定的根聲明信息的具體結(jié)構(gòu)如表1所示。其中HopCount與Metric字段提供了更新路由表的主要信息與依據(jù)。表l根聲明信息結(jié)構(gòu)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>初始競爭窗口參數(shù)設(shè)置節(jié)點(diǎn)初始競爭窗口參數(shù)根據(jù)其距離網(wǎng)關(guān)的跳數(shù)而定，跳數(shù)越大則相應(yīng)的參數(shù)值越大；同樣，可選退避機(jī)制中的參數(shù)卩也隨節(jié)點(diǎn)距離網(wǎng)關(guān)的跳數(shù)而變化。一種使用可選退避機(jī)制的可能的參數(shù)取值如表2所示，其中參數(shù)CWmax的值取決于相應(yīng)的CW^與P的值，保證在經(jīng)歷五次發(fā)送失敗后競爭窗口CW達(dá)到接近CWm雙的數(shù)值(正EE802.11默認(rèn)退避機(jī)制下CWmin的值為31，CWmax的值為1023，P的值為l，五次發(fā)送失敗后競爭窗口CWmta從擴(kuò)大到CWn^)。如果由于切換等原因?qū)е鹿?jié)點(diǎn)無法從自己的路由表中獲得到達(dá)網(wǎng)關(guān)的跳數(shù)信息，則暫時采用IEEE802.11默認(rèn)競爭機(jī)制接入媒體，直到競爭窗口參數(shù)重置周期到來。表2初始競爭窗口參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>動態(tài)競爭窗口參數(shù)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時的動態(tài)競爭窗口調(diào)整機(jī)制需要節(jié)點(diǎn)維護(hù)一張信息表，表中記錄所有流經(jīng)該節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)流/的信息。對于每一條不同的業(yè)務(wù)流，需要記錄的信息包括該流的源節(jié)點(diǎn)地址、目的節(jié)點(diǎn)地址、下游節(jié)點(diǎn)地址、當(dāng)前發(fā)送數(shù)據(jù)包序號yr"以及監(jiān)聽到的下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包序號/to。某一時刻節(jié)點(diǎn)與其下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包序號之差為，A=s,(ntoe")(1)新的CWmin參數(shù)調(diào)整方法見下式腳，皿=Cffmin+/x(A_X)x-C『m,)(2)式中參數(shù)Y為調(diào)整因子，控制競爭窗口調(diào)整的尺度；參數(shù)X為判斷擁塞的門限制，根據(jù)實(shí)際擁塞情況決定增大或減小競爭窗口參數(shù)，提高資源利用效率。競爭窗口參數(shù)重置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及鏈路環(huán)境的變化會造成網(wǎng)絡(luò)路由樹的變更，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中的動態(tài)調(diào)整也會造成競爭窗口參數(shù)發(fā)生較大變化，因此需要周期性地引入競爭窗口參數(shù)重置，避免網(wǎng)絡(luò)失去平衡。如果重置周期過大，競爭窗口參數(shù)無法適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化；反之，則會造成重置過于頻繁，降低動態(tài)調(diào)整方案的性能。因此，重置周期應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)闹?。由于動態(tài)調(diào)整僅對CWmin進(jìn)行，所以可以作這樣的處理重置競爭窗口，如果重置后原先的CWmin仍然在新產(chǎn)生的參數(shù)范圍之內(nèi)，則將新的CWmin替換為原先的CWmin。這樣處理的好處是能夠在重置參數(shù)的同時兼顧當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中多跳業(yè)務(wù)流的擁塞情況。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)方案在于(l)根據(jù)IEEE802.11sWMN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)距離網(wǎng)關(guān)的跳數(shù)來初步?jīng)Q定節(jié)點(diǎn)MAC層競爭窗口的參數(shù)；(2)在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中根據(jù)業(yè)務(wù)流上下游節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送數(shù)據(jù)包序號的差值判斷擁塞，做出進(jìn)一步調(diào)整。本發(fā)明可能的應(yīng)用范圍IEEE802.11sWMN、具有網(wǎng)關(guān)的分布式控制寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，以及其他相關(guān)下一代網(wǎng)絡(luò)。以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案。如，具體實(shí)施時，可以根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，綜合考慮算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度與協(xié)議開銷等因素，有選擇性地應(yīng)用上述競爭窗口調(diào)整機(jī)制的方案等均不脫離本發(fā)明精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。權(quán)利要求1.一種基于位置及擁塞狀況的競爭窗口調(diào)整機(jī)制方法，用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)及其它具有網(wǎng)關(guān)的分布式控制寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，該方法包括以下步驟步驟一，設(shè)置節(jié)點(diǎn)初始競爭窗口參數(shù)；步驟二，設(shè)置節(jié)點(diǎn)動態(tài)競爭窗口參數(shù)；其特征在于所述步驟一是指根據(jù)IEEE802.11sWMN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)距離網(wǎng)關(guān)的跳數(shù)來初步?jīng)Q定節(jié)點(diǎn)MAC層競爭窗口的參數(shù)；所述步驟二是指在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中根據(jù)業(yè)務(wù)流上下游節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送數(shù)據(jù)包序號的差值判斷擁塞而做出進(jìn)一步調(diào)整。2.如權(quán)利要求l所述的一種基于位置及擁塞狀況的競爭窗口調(diào)整機(jī)制方法，其特征在于該方法進(jìn)一步包括重新設(shè)置競爭窗口參數(shù)。3.如權(quán)利要求2所述的一種基于位置及擁塞狀況的競爭窗口調(diào)整機(jī)制方法，其特征在于所述重新設(shè)置競爭窗口參數(shù)時，如果重置后原先的最小競爭窗口參數(shù)仍然在新產(chǎn)生的參數(shù)范圍之內(nèi)，則將新的最小競爭窗口參數(shù)替換為原先的最小競爭窗口參數(shù)。4.如權(quán)利要求l所述的一種基于位置及擁塞狀況的競爭窗口調(diào)整機(jī)制方法，其特征在于如步驟一中網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)距離網(wǎng)關(guān)的跳數(shù)無法獲知，則暫時采用IEEE802.11默認(rèn)競爭機(jī)制接入媒體。5.—種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求l所述方法的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括初始競爭窗口設(shè)置模塊及動態(tài)競爭窗口設(shè)置模塊，該系統(tǒng)進(jìn)步包括具有實(shí)時更新的節(jié)點(diǎn)路由表提供給初始競爭窗口設(shè)置模塊及業(yè)務(wù)流信息模塊提供給動態(tài)競爭窗口設(shè)置模塊。6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述業(yè)務(wù)流信息包括該流的源節(jié)點(diǎn)地址、目的節(jié)點(diǎn)地址、下游節(jié)點(diǎn)地址、當(dāng)前發(fā)送數(shù)據(jù)包序號以及監(jiān)聽到的下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包序號。7.如權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)進(jìn)一步包括與動態(tài)競爭窗口設(shè)置模塊相連的參數(shù)重置模塊。全文摘要一種基于位置及擁塞狀況的競爭窗口調(diào)整機(jī)制方法，該方法包括以下步驟步驟一，設(shè)置節(jié)點(diǎn)初始競爭窗口參數(shù)；步驟二，設(shè)置節(jié)點(diǎn)動態(tài)競爭窗口參數(shù)；其中，所述步驟一是指根據(jù)IEEE802.11sWMN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)距離網(wǎng)關(guān)的跳數(shù)來初步?jīng)Q定節(jié)點(diǎn)MAC層競爭窗口的參數(shù)；所述步驟二是指在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中根據(jù)業(yè)務(wù)流上下游節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送數(shù)據(jù)包序號的差值判斷擁塞而做出進(jìn)一步調(diào)整。本發(fā)明能夠在不引入過多控制開銷以及實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的情況下，從全局角度評估網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況，區(qū)分業(yè)務(wù)流密集區(qū)域與非密集區(qū)域的節(jié)點(diǎn)并且給與適當(dāng)?shù)母偁幋翱冢瑫r緩解WMN中的空間不公平現(xiàn)象，提高網(wǎng)絡(luò)的總體性能。文檔編號H04L12/56GK101631063SQ20081004058公開日2010年1月20日申請日期2008年7月15日優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日發(fā)明者璐戎,朱佳暉,胡宏林,聞世琦申請人:上海無線通信研究中心