專利名稱：一種多跳無線網(wǎng)絡(luò)中的接納控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多跳無線網(wǎng)絡(luò)中的接納控制方法。
背景技術(shù)：
多跳無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點通過無線鏈路以多跳的方式進(jìn)行通信。隨著人們對信息服務(wù)需求的快速增長，近十年來多跳無線網(wǎng)絡(luò)的研究和應(yīng)用得到不斷擴展。以往人們對多跳無線網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在如何高效地為多跳無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點提供充分連接上，而隨著多跳無線網(wǎng)絡(luò)中有Q0S(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)要求的多媒體業(yè)務(wù)逐漸增多，支持和保證業(yè)務(wù)的QoS要求成為多跳無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的重要問題。而要做到保證業(yè)務(wù)的QoS， 必須要對請求進(jìn)入多跳無線網(wǎng)絡(luò)的新業(yè)務(wù)進(jìn)行接納控制。它的基本思想是首先估計多跳路徑上的可用帶寬，如果該可用帶寬大于新業(yè)務(wù)的帶寬，則接納其進(jìn)入多跳無線網(wǎng)絡(luò)，否則拒絕該業(yè)務(wù)?？捎脦捠侵冈诓挥绊懚嗵鵁o線網(wǎng)絡(luò)中背景業(yè)務(wù)(即已經(jīng)存在的業(yè)務(wù))的情況下，端到端通信所能獲得的最大數(shù)據(jù)傳輸率。根據(jù)所采用的可用帶寬估計方法的不同，目前的接納控制方法分為兩類基于探測的方法和基于感知的方法?；谔綔y的方法是指節(jié)點通過發(fā)送端到端的探測包來估計路徑可用帶寬的方法。這種方法將會在多跳無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)注入大量探測包，帶來額外的負(fù)載，因而不適合于資源受限的多跳無線網(wǎng)絡(luò)。基于感知的方法的基本思想是節(jié)點不需要發(fā)送探測包，只需要分別感知其周圍信道的利用情況，然后交互這些信息來進(jìn)行可用帶寬估計。如果這種信息交互的不是很頻繁，基于感知的方法對背景業(yè)務(wù)不構(gòu)成干擾，因此適用于無線環(huán)境。但這種方法是基于感知到的當(dāng)前多跳無線網(wǎng)絡(luò)狀況對可用帶寬進(jìn)行估計，它存在的一個主要問題就是缺乏預(yù)測的能力，因為它包含這樣的假設(shè)新業(yè)務(wù)進(jìn)入前后多跳無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)諸如碰撞概率等的一些參數(shù)沒有發(fā)生變化。而實際中一個新業(yè)務(wù)的進(jìn)入將可能會引起多跳無線網(wǎng)絡(luò)中碰撞概率的變化，而碰撞概率的變化會進(jìn)一步影響新業(yè)務(wù)進(jìn)入后實際的可用帶寬。另外，目前的接納控制算法都是先做可用帶寬估計，然后將可用帶寬與新業(yè)務(wù)的帶寬需求進(jìn)行比較再做出接納控制的結(jié)論，而事實上，在接納控制中我們并不需要回答“給定路徑上可用帶寬的確切值是多少？ ”，而是要回答“已知某業(yè)務(wù)所需要的帶寬值，給定路徑是否能夠滿足？ ”這一問題。相對于前者，后者同樣有實際意義，而且更容易回答。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有接納控制方法中缺乏預(yù)測性和需要先進(jìn)行可用帶寬估計的缺點，提供一種具有預(yù)測性的、更直接的接納控制方法。該方法通過迭代預(yù)測新業(yè)務(wù)進(jìn)入多跳無線網(wǎng)絡(luò)后的情況，準(zhǔn)確回答該新業(yè)務(wù)是否可以在不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)運行的情況下通過指定的路徑進(jìn)入多跳無線網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的技術(shù)方案是首先，假設(shè)新業(yè)務(wù)進(jìn)入多跳無線網(wǎng)絡(luò)后，不會引起多跳無線網(wǎng)絡(luò)中碰撞概率的增加；然后，通過不斷迭代計算，預(yù)測新業(yè)務(wù)進(jìn)入多跳無線網(wǎng)絡(luò)后實際會引起的碰撞概率的增加；最后，利用迭代結(jié)果來檢查多跳無線網(wǎng)絡(luò)中的干擾限制是否被打破，從而判斷新業(yè)務(wù)在指定路徑上是否可行(此處“可行”是指，該業(yè)務(wù)可以達(dá)到自己的目標(biāo)吞吐量，而背景業(yè)務(wù)的吞吐量不會被迫降低)，進(jìn)而做出是否接納該新業(yè)務(wù)的決定。技術(shù)方案包括以下步驟已知多跳無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D、新業(yè)務(wù)的帶寬需求Bw、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀長度L、指定的路徑Γ的跳數(shù)為H、新業(yè)務(wù)進(jìn)入前路徑Γ上各跳鏈路的發(fā)送概率。設(shè)路徑Γ上的某一跳鏈路為鏈路k，l^k^H.用四個變量o，Tk，Ck和Bk來表示鏈路k的空閑、成功發(fā)送、發(fā)生碰撞和感知信道忙這四種狀態(tài)分別占用的信道時長。其中σ是常數(shù)，等于無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的單位時隙長度；Tk和Ck根據(jù)IEEE 802. 11無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)確定。第一步初始化各跳鏈路的相關(guān)發(fā)送參數(shù)。令Bk= O ； 按照式(1)計算鏈路k的碰撞概率pk和鏈路k的發(fā)送概率τ k，1 < k < H。 朽=0.0000權(quán)利要求
1. 一種多跳無線網(wǎng)絡(luò)中的接納控制方法，已知多跳無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D、新業(yè)務(wù)的帶寬需求Bw、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀長度L、指定的路徑Γ的跳數(shù)為H、新業(yè)務(wù)進(jìn)入前路徑Γ上各跳鏈路的發(fā)送概率；設(shè)路徑Γ上的某一跳鏈路為鏈路k，1彡k彡H ；用四個變量σ，Tk, Ck和Bk來表示鏈路k的空閑、成功發(fā)送、發(fā)生碰撞和信道忙這四種狀態(tài)分別占用的信道時長；其中σ 是常數(shù)，等于無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的單位時隙長度；Tk和Ck根據(jù)IEEE 802. 11無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)確定；其特征在于，包括下述步驟第一步初始化各跳鏈路的相關(guān)發(fā)送參數(shù)； 令 Bk = σ ；按照式(1)計算鏈路k的碰撞概率pk的初始值和發(fā)送概率τ k的初始值；
全文摘要
本發(fā)明提供一種多跳無線網(wǎng)絡(luò)中的接納控制方法，解決新業(yè)務(wù)是否可以在不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)運行的情況下通過指定的路徑進(jìn)入多跳無線網(wǎng)絡(luò)的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是首先，假設(shè)新業(yè)務(wù)進(jìn)入多跳無線網(wǎng)絡(luò)后，不會引起多跳無線網(wǎng)絡(luò)中碰撞概率的增加；然后，通過不斷迭代計算，預(yù)測新業(yè)務(wù)進(jìn)入多跳無線網(wǎng)絡(luò)后實際會引起的碰撞概率的增加；最后，利用迭代結(jié)果來檢查多跳無線網(wǎng)絡(luò)中的干擾限制是否被打破，從而判斷新業(yè)務(wù)在指定路徑上是否可行，進(jìn)而做出是否接納該新業(yè)務(wù)的決定。本發(fā)明在接納新業(yè)務(wù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)之前，通過迭代過程來分析新業(yè)務(wù)進(jìn)入后的網(wǎng)絡(luò)情況，因而判決結(jié)果具有預(yù)測性，并且本發(fā)明的預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確、迭代過程收斂性好。
文檔編號H04W48/02GK102223685SQ20111015367
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者習(xí)勇, 王德剛, 王杉, 王欣, 趙海濤, 馬東堂, 魏急波 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)