基于信道公平分配的擁塞控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于信道公平分配的擁塞控制方法。首先，根據(jù)已獲取上游鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)估算其隊(duì)列增長(zhǎng)速率和數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時(shí)。然后，根據(jù)估算的隊(duì)列增長(zhǎng)速率計(jì)算其上游鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列長(zhǎng)度，進(jìn)一步計(jì)算節(jié)點(diǎn)本身及其上游鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列的總長(zhǎng)度，并結(jié)合數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時(shí)來(lái)執(zhí)行擁塞檢測(cè)。如果發(fā)生擁塞，則將網(wǎng)絡(luò)擁塞程度分級(jí)(即擁塞度)，并確定擁塞解除周期的長(zhǎng)短，給節(jié)點(diǎn)公平分配占用信道時(shí)間。最后，根據(jù)擁塞度，執(zhí)行擁塞解除算法，從而解除或緩解擁塞；如果沒(méi)有擁塞，則不做處理。本發(fā)明提高了信道使用的公平性，并能有效減少碰撞、降低丟包率和增加吞吐量。
【專利說(shuō)明】基于信道公平分配的擁塞控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體的涉及一種基于信道公平分配的擁塞控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network, WSN)中，多對(duì)一的通信方式、無(wú) 線帶寬資源受限和無(wú)線鏈路的相互干擾等特點(diǎn)，導(dǎo)致無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)極易出現(xiàn)擁塞。網(wǎng)絡(luò) 擁塞容易引起緩存溢出，導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)分組丟失，增加網(wǎng)絡(luò)排隊(duì)延遲，并消耗大量的額外能 量。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)擁塞還會(huì)引發(fā)訪問(wèn)沖突，降低鏈路的利用率和網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。因此，高效實(shí) 時(shí)地檢測(cè)和解除擁塞已成為保證無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的熱門話題。
[0003] 擁塞控制可以分為網(wǎng)絡(luò)資源管理和業(yè)務(wù)量控制兩種方法。網(wǎng)絡(luò)資源管理是指通過(guò) 管理無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源，即合理分配帶寬來(lái)控制擁塞。然而在多跳網(wǎng)絡(luò)中如何合 理而精確的分配帶寬，以避免帶寬資源供應(yīng)不足或供應(yīng)過(guò)量的問(wèn)題，目前還很難實(shí)現(xiàn)。業(yè)務(wù) 量控制主要是在檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，節(jié)點(diǎn)通過(guò)減小發(fā)送速率以防止擁塞繼續(xù)向下游節(jié)點(diǎn)傳 播，并向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送通告消息，以避免加重現(xiàn)有的擁塞程度?，F(xiàn)有的業(yè)務(wù)量擁塞控制方法 主要有 CODA、PCCP、Fusion 等。
[0004] CODA (Congestion Detection andAvoidance)協(xié)議基于緩存長(zhǎng)度和信道利用率檢 測(cè)擁塞，采用開環(huán)逐跳背壓機(jī)制和閉環(huán)多源調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行擁塞控制。開環(huán)逐跳背壓機(jī)制適 合于解除瞬時(shí)擁塞，閉環(huán)多源調(diào)節(jié)機(jī)制適合于解除持久擁塞。CODA擁塞檢測(cè)機(jī)制是根據(jù)源 節(jié)點(diǎn)是否實(shí)時(shí)收到sink節(jié)點(diǎn)反饋的ACK來(lái)判斷網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀況。若源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)量已 超過(guò)閾值，仍未收到sink節(jié)點(diǎn)反饋的ACK，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了擁塞。當(dāng)檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)， 就通過(guò)背壓機(jī)制向源節(jié)點(diǎn)方向傳播消息，接收到消息的節(jié)點(diǎn)采用分組丟失或加性增乘性減 (AIMD)方式來(lái)抑制節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率，逐跳反饋至源節(jié)點(diǎn)，直至擁塞消除，這種方式容易造成 網(wǎng)絡(luò)吞吐量的不穩(wěn)定性，并且遠(yuǎn)離sink節(jié)點(diǎn)的信道分配公平性差。
[0005] PCCP (Priority-based Congestion Control Protocol)協(xié)議定義節(jié)點(diǎn)接受速率 與發(fā)送速率的比值為擁塞度，并根據(jù)擁塞度檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)擁塞。當(dāng)子節(jié)點(diǎn)偵聽到父節(jié)點(diǎn)的擁塞 信息后，通過(guò)計(jì)算父節(jié)點(diǎn)的擁塞度，結(jié)合自身的優(yōu)先權(quán)和子節(jié)點(diǎn)數(shù)等信息，調(diào)節(jié)自身的發(fā)送 速率：當(dāng)父節(jié)點(diǎn)的擁塞度較小時(shí)，就增大自身的發(fā)送速率；當(dāng)擁塞度較大時(shí)，就減小自身的 發(fā)送速率。PCCP能夠保證節(jié)點(diǎn)及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)自身的發(fā)送速率，但卻忽略了由于速率的調(diào) 整對(duì)下一跳節(jié)點(diǎn)的擁塞影響。
[0006] Fusion是跨層的擁塞控制解決方案，融合了端到端的流量控制、源節(jié)點(diǎn)流量的速 率限制和有優(yōu)先級(jí)的MAC層協(xié)議3種技術(shù)。采用緩存隊(duì)列長(zhǎng)度和信道采集兩種方式檢測(cè)擁 塞。當(dāng)父節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到擁塞時(shí)，便設(shè)置分組包頭的擁塞標(biāo)識(shí)位，向子節(jié)點(diǎn)隱式的發(fā)送擁塞通告 消息。子節(jié)點(diǎn)接收到擁塞通告時(shí)就停止向父節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，賦予擁塞節(jié)點(diǎn)高的發(fā)送優(yōu)先級(jí)。 節(jié)點(diǎn)偵聽父節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)數(shù)目，使用令牌桶機(jī)制限制節(jié)點(diǎn)自身的發(fā)送速率，從而保證了所 有節(jié)點(diǎn)的相同發(fā)送流量。為了及時(shí)解除擁塞，擁塞節(jié)點(diǎn)縮小回退窗口大小為非擁塞節(jié)點(diǎn)的 1/4,加快擁塞節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送，從而賦予擁塞節(jié)點(diǎn)高的發(fā)送優(yōu)先級(jí)。Fusion能及時(shí)解除擁 塞，但卻缺少保證公平性的措施。
[0007] 綜上可知，現(xiàn)有擁塞檢測(cè)方法主要是基于單個(gè)節(jié)點(diǎn)的緩存長(zhǎng)度信息和信道狀態(tài)來(lái) 實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)單個(gè)節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)期未競(jìng)爭(zhēng)到信道，容易導(dǎo)致緩存急劇增加，其在信道中共享的信息并 不能真實(shí)的反映實(shí)時(shí)緩存狀態(tài)，若不綜合考慮整個(gè)信道內(nèi)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，可能導(dǎo)致?lián)砣奶摍z 和漏檢現(xiàn)象。
[0008] 而現(xiàn)有擁塞控制方案，主要是通過(guò)降低源節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送速率或中間節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā) 速率，以及增加丟包率來(lái)緩解擁塞，并以犧牲包傳遞率和增加額外開銷為代價(jià)來(lái)增加吞吐 量。如何通過(guò)降低由于過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的信道碰撞，確保高效有序的信道資源分配和維持較 高的包傳遞率是緩解擁塞亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)難題，目前尚沒(méi)有合適的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提出一種基于信道公平分配的擁塞控制方法。 通過(guò)估算節(jié)點(diǎn)及其上游鄰居節(jié)點(diǎn)的緩存總長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時(shí)，解決無(wú)線傳感器 網(wǎng)絡(luò)擁塞檢測(cè)中存在的虛檢和漏檢問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)公平分配節(jié)點(diǎn)占用信道的時(shí)間以提高 信道使用的公平性，從而減少碰撞和丟包，并增加吞吐量。
[0010] 本發(fā)明，首先根據(jù)已獲取上游鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)量估算其隊(duì)列增長(zhǎng)速率和數(shù)據(jù)包的 平均傳輸延時(shí)。然后，根據(jù)估算的隊(duì)列增長(zhǎng)速率計(jì)算其上游鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列長(zhǎng)度，進(jìn)一步計(jì) 算節(jié)點(diǎn)本身及其上游鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列的總長(zhǎng)度，并結(jié)合數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時(shí)來(lái)執(zhí)行擁塞檢 測(cè)；如果發(fā)生擁塞，則將網(wǎng)絡(luò)擁塞程度分級(jí)（即擁塞度），并確定擁塞解除周期，給節(jié)點(diǎn)公平 分配占用信道時(shí)間。最后，根據(jù)擁塞度，執(zhí)行擁塞解除算法，從而解除或緩解擁塞；如果沒(méi)有 發(fā)生擁塞，則不做處理。
[0011] 本發(fā)明的具體步驟如下：
[0012] 步驟一預(yù)處理：計(jì)算成功發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包所需的時(shí)間?；1 ;計(jì)算在理想狀態(tài)下，一 個(gè)節(jié)點(diǎn)在一個(gè)虛擬周期TqA內(nèi)能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量0_ ;
[0013] 步驟二具有多個(gè)上游鄰居節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)（定義為節(jié)點(diǎn)X)在每次成功接收到一 個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)進(jìn)行以下數(shù)據(jù)處理：（1)估算當(dāng)前節(jié)點(diǎn)及其上游鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列總長(zhǎng)度M max ; (2) 估算數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時(shí)TtMns ;
[0014] 步驟三節(jié)點(diǎn)X在成功接收到一個(gè)數(shù)據(jù)包后，根據(jù)數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時(shí)TtMns和隊(duì) 列總長(zhǎng)度M max執(zhí)行擁塞檢測(cè)算法；若檢測(cè)結(jié)果表明網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，則轉(zhuǎn)步驟四；否則，轉(zhuǎn)步 驟十；
[0015] 步驟四節(jié)點(diǎn)X根據(jù)當(dāng)前隊(duì)列大小及其上游鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列大小情況對(duì)網(wǎng)絡(luò)擁塞程 度進(jìn)行分級(jí)，即分為不同的擁塞度；
[0016] 步驟五節(jié)點(diǎn)X根據(jù)擁塞度，確定擁塞解除周期；
[0017] 步驟六節(jié)點(diǎn)X根據(jù)擁塞度，計(jì)算節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)之間的優(yōu)先級(jí)關(guān)系；若 發(fā)送優(yōu)先，則轉(zhuǎn)步驟八；否則，轉(zhuǎn)步驟七；
[0018] 步驟七節(jié)點(diǎn)X根據(jù)已獲知或估算的上游鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列長(zhǎng)度以及擁塞解除周期，給 每個(gè)上游鄰居節(jié)點(diǎn)公平分配信道占用時(shí)間；
[0019] 步驟八執(zhí)行擁塞解除算法；
[0020] 步驟九擁塞解除周期結(jié)束則轉(zhuǎn)步驟三；
[0021] 步驟十結(jié)束。
[0022] 與現(xiàn)有MAC層的擁塞控制方法相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0023] 1、本發(fā)明提出的通過(guò)預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)及其上游鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列總長(zhǎng)度，并結(jié)合數(shù)據(jù)包的 平均傳輸延時(shí)的擁塞檢測(cè)方法，不僅能夠防止網(wǎng)絡(luò)擁塞的虛檢和漏檢問(wèn)題，還能全面的反 映網(wǎng)絡(luò)擁塞程度，避免了現(xiàn)有以單一節(jié)點(diǎn)的緩存長(zhǎng)度是否溢出為標(biāo)準(zhǔn)的擁塞檢測(cè)模型存在 的漏檢和虛檢現(xiàn)象。
[0024] 2、本發(fā)明根據(jù)擁塞度來(lái)執(zhí)行擁塞解除算法和分配信道占用時(shí)間，提高了信道使用 的公平性，有效減少了碰撞和丟包，并增大吞吐量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明擁塞控制的流程圖。
[0026] 具體實(shí)施方法
[0027] 本發(fā)明設(shè)計(jì)了信道公平分配的擁塞控制方法，結(jié)合圖1，擁塞控制的具體實(shí)施方法 如下：
[0028] 步驟一、預(yù)處理：計(jì)算成功發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包所需的時(shí)間?；1及在理想狀態(tài)一個(gè)虛擬 周期Tq&內(nèi)能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量D max，具體步驟如下：
[0029] 1)定義隊(duì)列最大值為Qlim、發(fā)送速率為DR、帶寬為BW、傳輸延遲為T delay、請(qǐng)求包RTS 長(zhǎng)度為L(zhǎng)rts、控制包CTS和ACK的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)ets和Ladt、數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度為L(zhǎng) data、退避窗口為CW、 時(shí)隙為Tstot、SIFS持續(xù)時(shí)間為Tsifs、DIFS持續(xù)時(shí)間為T DIFS、則成功發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包需要的時(shí) 間t為：
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于信道公平分配的擁塞控制方法，其特征在于，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)節(jié)點(diǎn) 實(shí)時(shí)隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)合數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時(shí)檢測(cè)擁塞；對(duì)擁塞狀況劃分擁塞度，確 定擁塞解除周期，并根據(jù)已獲知或估算的上游鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列大小公平分配信道控制周期， 進(jìn)行擁塞解除或緩解，所述方法至少包括以下步驟： 步驟一預(yù)處理：計(jì)算成功發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包所需的時(shí)間Ts1 ;計(jì)算在理想狀態(tài)下，一個(gè)節(jié) 點(diǎn)在一個(gè)虛擬周期Tct^內(nèi)能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量Dmax ; 步驟二具有多個(gè)上游鄰居節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)（定義為節(jié)點(diǎn)X)在每次成功接收到一個(gè)數(shù) 據(jù)包時(shí)進(jìn)行以下數(shù)據(jù)處理：（1)估算當(dāng)前節(jié)點(diǎn)及其上游鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列總長(zhǎng)度Mmax; (2)估算 數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時(shí)Ttons ; 步驟三節(jié)點(diǎn)X在成功接收到一個(gè)數(shù)據(jù)包后，根據(jù)數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時(shí)Ttans和隊(duì)列總 長(zhǎng)度Mmax執(zhí)行擁塞檢測(cè)算法；若檢測(cè)結(jié)果表明網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，則轉(zhuǎn)步驟四；否則，轉(zhuǎn)步驟十； 步驟四節(jié)點(diǎn)X根據(jù)當(dāng)前隊(duì)列大小及其上游鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列大小情況對(duì)網(wǎng)絡(luò)擁塞程度進(jìn) 行分級(jí)，即分為不同的擁塞度； 步驟五節(jié)點(diǎn)X根據(jù)擁塞度，確定擁塞解除周期； 步驟六節(jié)點(diǎn)X根據(jù)擁塞度，計(jì)算節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)之間的優(yōu)先級(jí)關(guān)系；若發(fā)送 優(yōu)先，則轉(zhuǎn)步驟八；否則，轉(zhuǎn)步驟七； 步驟七節(jié)點(diǎn)X根據(jù)已獲知或估算的上游鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列長(zhǎng)度以及擁塞解除周期，給每個(gè) 上游鄰居節(jié)點(diǎn)公平分配信道占用時(shí)間； 步驟八執(zhí)行擁塞解除算法； 步驟九擁塞解除周期結(jié)束則轉(zhuǎn)步驟三； 步驟十結(jié)束。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述預(yù)處理，至少還包括： 1) 定義隊(duì)列最大值為Qlim、發(fā)送速率為DR、帶寬為BW、傳輸延遲為Tdelay、請(qǐng)求包RTS長(zhǎng) 度為L(zhǎng)rts、控制包CTS和ACK的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)ets和Ladt、數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度為L(zhǎng)data、退避窗口為CW、 時(shí)隙為Tsl()t、SIFS持續(xù)時(shí)間為Tsifs、DIFS持續(xù)時(shí)間為Tdifs、則成功發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包需要的時(shí) 間Ts1為：
2) 傳輸滿負(fù)載隊(duì)列大小的數(shù)據(jù)所需時(shí)間為： QiimXTs1⑵ 3) 設(shè)置虛擬周期為Tctc^,則虛擬周期時(shí)間不大于傳輸滿負(fù)載隊(duì)列大小的數(shù)據(jù)所需時(shí) 間： O〈Tcycle <QlimXTs (3) 4) 在理想狀態(tài)下一個(gè)虛擬周期內(nèi)能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量Dmax為： D (4) max
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述估算節(jié)點(diǎn)X及其上游鄰居節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列總 長(zhǎng)度Mmax以及數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時(shí)Ttrans，至少還包括： 1) 假設(shè)節(jié)點(diǎn)X的上游鄰居節(jié)點(diǎn)的集合為A集合，1為集合A中任意節(jié)點(diǎn)，即V/eA。在 Ti時(shí)刻節(jié)點(diǎn)X成功收到節(jié)點(diǎn)1的數(shù)據(jù)量為M，節(jié)點(diǎn)1剩余數(shù)據(jù)量為M,';在L時(shí)刻檢測(cè)到此 時(shí)節(jié)點(diǎn)X收到節(jié)點(diǎn)1的數(shù)據(jù)量為Λ7，節(jié)點(diǎn)1剩余數(shù)據(jù)量為#/。根據(jù)已獲取的上游鄰居節(jié)點(diǎn) 1數(shù)據(jù)的時(shí)間和相應(yīng)隊(duì)列的大小，可估算出節(jié)點(diǎn)1的近似隊(duì)列增長(zhǎng)速率R1為： (5) Tj-T, 2) 若節(jié)點(diǎn)X最近一次收到某個(gè)上游鄰居節(jié)點(diǎn)1的數(shù)據(jù)是在L時(shí)刻，則Tk (Tk >Tp時(shí) 刻節(jié)點(diǎn)1的隊(duì)列長(zhǎng)度為： 若節(jié)點(diǎn)X獲取節(jié)點(diǎn)1數(shù)據(jù)的時(shí)間超過(guò)節(jié)點(diǎn)1理論競(jìng)爭(zhēng)到信道的最大時(shí)間Tmax，即：Tk-Tj >Tmax，則通過(guò)預(yù)測(cè)方式可估算節(jié)點(diǎn)1的隊(duì)列實(shí)時(shí)長(zhǎng)度為： =(Tk-Tj)XR^M/(6) 否則，節(jié)點(diǎn)1的實(shí)時(shí)隊(duì)列大小為最近一次獲取到的隊(duì)列大?。? Mf=Mj (7) 其中，理論競(jìng)爭(zhēng)到信道的最大時(shí)間Tmax =(上游鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)+當(dāng)前節(jié)點(diǎn) 數(shù)）X (Τ>Τ順）； 3) 根據(jù)上述估算上游鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列大小的方式，預(yù)測(cè)Ti時(shí)刻節(jié)點(diǎn)X及其上游鄰居節(jié)點(diǎn) 的隊(duì)列總長(zhǎng)度Mmax為： Mmiai (8) ZeA 4) 假設(shè)節(jié)點(diǎn)X在Ti時(shí)刻成功發(fā)送的數(shù)據(jù)量為& ,且存在Ttl = 0, O，<=O計(jì)算節(jié) 點(diǎn)X數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時(shí)Ttons為： 其ra故出古山mil.
否則，假設(shè)上一次擁塞解除的時(shí)間為VTi >τρ，則：
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述根據(jù)節(jié)點(diǎn)X數(shù)據(jù)包的平均傳輸延時(shí)Ttons 和隊(duì)列總長(zhǎng)度Mmax執(zhí)行擁塞檢測(cè)算法，至少還包括： 1) 節(jié)點(diǎn)X在成功接收到一個(gè)數(shù)據(jù)包后，當(dāng)TtransSTs1Xγ(γ為一比率參數(shù)，0<γ < 1)且#】>0，▽&▲#,'>0時(shí)，表示平均傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包所花的時(shí)間少于理論所需的時(shí) 間，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)擁塞；否則，網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有出現(xiàn)擁塞或者擁塞不可解除； 2) 當(dāng)Mmax >DmaxXη(η為一誤差參數(shù)，0 <η< 1)時(shí)，表示節(jié)點(diǎn)X及其上游鄰居節(jié) 點(diǎn)的數(shù)據(jù)量在一個(gè)虛擬周期內(nèi)不能傳輸完成，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞；否則，不需要進(jìn)行擁塞解 除。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述擁塞度劃分，至少還包括： 1) 當(dāng)節(jié)點(diǎn)X隊(duì)列長(zhǎng)滿足0 xW(Ο<W<i)，且W大于0. 7時(shí)，設(shè)定擁塞度為3 ; 2) 節(jié)點(diǎn)X當(dāng)前隊(duì)列長(zhǎng)度不小于最大消息總量的平均值時(shí)，即G 設(shè)定擁塞度為 2 ； 3) 節(jié)點(diǎn)X當(dāng)前隊(duì)列長(zhǎng)度小于最大消息總量的平均值時(shí)，即仏(η為上游鄰居節(jié) w+ 1 點(diǎn)數(shù)），此時(shí)設(shè)定擁塞度為1。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述根據(jù)擁塞度確定擁塞解除周期，至少還 包括： 1) 擁塞度為3時(shí)，擁塞解除周期縮短0. 5倍，即0. 5XTctc^ ; 2) 擁塞度為1時(shí)，擁塞解除周期縮短0. 4倍，即0. 6XTctc^ ; 3) 其他情況，擁塞解除周期不變。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述根據(jù)擁塞度確定節(jié)點(diǎn)X發(fā)送數(shù)據(jù)與接收 數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)關(guān)系，至少還包括： 1) 當(dāng)擁塞度為1時(shí)，中間節(jié)點(diǎn)X擁塞較輕，此時(shí)接收數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)大于發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)先 級(jí)，即在信道分配時(shí)段，節(jié)點(diǎn)X優(yōu)先接收數(shù)據(jù)，若節(jié)點(diǎn)X沒(méi)有數(shù)據(jù)接收時(shí)才發(fā)送數(shù)據(jù)； 2) 當(dāng)擁塞度為2時(shí)，中間節(jié)點(diǎn)X負(fù)載較大，此時(shí)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)相同，即在信 道分配時(shí)段，節(jié)點(diǎn)X按照正常的信道競(jìng)爭(zhēng)來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)； 3) 當(dāng)擁塞度為3時(shí)，中間節(jié)點(diǎn)X負(fù)載嚴(yán)重，此時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)大于接收數(shù)據(jù)的優(yōu)先 級(jí)，即在信道分配時(shí)段，節(jié)點(diǎn)X優(yōu)先發(fā)送數(shù)據(jù)，若節(jié)點(diǎn)X沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)才接收數(shù)據(jù)。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于根據(jù)已獲知或估算的上游鄰居節(jié)點(diǎn)隊(duì)列長(zhǎng)度 以及擁塞解除周期，給每個(gè)節(jié)點(diǎn)公平分配信道占用時(shí)間，至少還包括： 1) 當(dāng)擁塞度為3時(shí)，節(jié)點(diǎn)X分配給上游鄰居節(jié)點(diǎn)1的信道占用時(shí)間為O; 2) 當(dāng)擁塞度為1時(shí)，節(jié)點(diǎn)X分配給上游鄰居節(jié)點(diǎn)1的信道占用時(shí)間為： r= X0.6XTcycle (11) ΣΜΙ IeA 3) 其他情況，節(jié)點(diǎn)X分配給上游鄰居節(jié)點(diǎn)1的信道占用時(shí)間為： T=-^-XTcyde (12) ΣΜΙ IeA
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述根據(jù)不同的擁塞度執(zhí)行不同的擁塞解除 算法，至少還包括： 1) 當(dāng)擁塞度為3時(shí)，中間節(jié)點(diǎn)X負(fù)載嚴(yán)重，禁止接收數(shù)據(jù)，上游節(jié)點(diǎn)等待中間節(jié)點(diǎn)發(fā)送 下一次擁塞控制信息后重新決策競(jìng)爭(zhēng)信道機(jī)制； 2) 當(dāng)擁塞度為2時(shí)，中間節(jié)點(diǎn)X負(fù)載較大，不再優(yōu)先接收數(shù)據(jù)，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí) 相同； 3) 當(dāng)擁塞度為1時(shí)，中間節(jié)點(diǎn)X擁塞較輕，優(yōu)先接收數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)接收完成則發(fā)送數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】H04W28/02GK104270790SQ201410584191
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】李哲濤, 陳潛, 李玉龍, 王志強(qiáng), 朱更明 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)