一種用于多跳網(wǎng)絡(luò)的流量控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種用于多跳網(wǎng)絡(luò)的流量控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線多跳網(wǎng)絡(luò)提供了一種節(jié)點(diǎn)間自組織、自協(xié)調(diào)的對(duì)等通信，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有轉(zhuǎn)發(fā) 功能，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的多跳傳輸，具有扁平化和傳輸距離比較大的特點(diǎn)。在多跳傳輸 中，每跳的鏈路質(zhì)量可能會(huì)有較大的差別，同時(shí)每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)到的資源數(shù)目也不同，那 么會(huì)導(dǎo)致不同的跳之間的數(shù)據(jù)傳輸速率會(huì)有較大的不同。在數(shù)據(jù)發(fā)送的源節(jié)點(diǎn)處并不知道 中間每一跳的數(shù)據(jù)傳輸情況，這樣會(huì)導(dǎo)致源節(jié)點(diǎn)處的業(yè)務(wù)下發(fā)速率與整體鏈路傳輸速率不 一致，可能出現(xiàn)中間節(jié)點(diǎn)能夠接收到大量數(shù)據(jù)但是沒有能力完全發(fā)送出去的情況，導(dǎo)致在 中間節(jié)點(diǎn)處大量的丟包，該部分?jǐn)?shù)據(jù)包已經(jīng)占用了空口資源傳輸，所以會(huì)導(dǎo)致空口資源的 浪費(fèi)，同時(shí)如果需要重傳的話會(huì)帶來同樣的問題，空口資源浪費(fèi)更嚴(yán)重。
[0003] 在多跳網(wǎng)絡(luò)中，為了避免上述資源浪費(fèi)，現(xiàn)有通常的做法是采用類似計(jì)算機(jī)網(wǎng)中 的做法，即通過高層的擁塞控制策略進(jìn)行流量控制，其不足之處在于：高層的擁塞控制依賴 于接收端的ACK反饋消息，對(duì)于傳輸不需要ACK反饋的業(yè)務(wù)將無法進(jìn)行流量控制，同時(shí)高層 的擁塞控制對(duì)信道的變化適應(yīng)性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出了一種通過MAC層的擁塞控制策略進(jìn)行流 量控制的方法，能夠使業(yè)務(wù)傳輸速率與鏈路實(shí)際傳輸能力快速收斂到一致，該方法包括：
[0005] 在多跳傳輸過程中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)以固定周期檢測(cè)自己當(dāng)前業(yè)務(wù)的發(fā)送緩存隊(duì)列長(zhǎng)度 L，將L分別與LI、L2、L3和L4這四個(gè)長(zhǎng)度門限做比較，LI、L2、L3、L4是經(jīng)驗(yàn)值，LI、L2均 大于L3、L4,根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行以下操作：
[0006] 如果L大于L1，則指示下一跳節(jié)點(diǎn)增加額外帶寬；如果L大于L2,則指示上一跳節(jié) 點(diǎn)釋放部分帶寬或者降低調(diào)制編碼方式階數(shù)；如果L小于L3,則指示上一跳節(jié)點(diǎn)增加額外 帶寬；如果小于L4,則本節(jié)點(diǎn)主動(dòng)釋放部分帶寬；增加額外帶寬或釋放部分帶寬的具體數(shù) 值由本節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己的當(dāng)前發(fā)送速率和當(dāng)前接收速率計(jì)算得出；
[0007] 對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)，收到鄰居節(jié)點(diǎn)的增加額外帶寬指示后，與該鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行帶寬協(xié) 商，如果資源充足，則協(xié)商結(jié)果為依據(jù)指示的具體數(shù)值增加相應(yīng)的帶寬，如果資源不足，則 協(xié)商結(jié)果為增加少于指示的具體數(shù)值的帶寬或不能增加額外帶寬；收到鄰居節(jié)點(diǎn)的釋放部 分帶寬指示后，依據(jù)指示的具體數(shù)值釋放相應(yīng)的帶寬。
[0008] 優(yōu)選的，如果L大于L1，則指示下一跳節(jié)點(diǎn)增加額外帶寬的具體數(shù)值計(jì)算為：
[0009]
其中Nskltraq為需要增加的額外帶寬的時(shí)隙個(gè)數(shù)，V"為本 節(jié)點(diǎn)當(dāng)前接收速率，Vtx為本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前發(fā)送速率，Tf"為幀長(zhǎng)，gdmJ為本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前調(diào)制編碼 方式所承載的比特?cái)?shù)目，ki為加權(quán)因子，是一個(gè)反映增加額外帶寬的保守度的經(jīng)驗(yàn)值，可以 取1。
[0010] 優(yōu)選的，如果L大于L2,則指示上一跳節(jié)點(diǎn)釋放部分帶寬的具體數(shù)值計(jì)算為：
[0011]NtsRls =min(floor((Vrx-VtxV(Vtx/Nslcit))，Nslcit-l)，其中NtsRls 為需要釋放的部分帶 寬的時(shí)隙個(gè)數(shù)，v"為本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前接收速率，Vtx為本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前發(fā)送速率，Nslc]t為本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前 占用的時(shí)隙個(gè)數(shù)，min()為取最小值函數(shù)，floorO為向下取整函數(shù)。
[0012] 優(yōu)選的，如果L小于L3,則指示上一跳節(jié)點(diǎn)增加額外帶寬的具體數(shù)值計(jì)算為：
[0013]隊(duì)_ = (^1(1-￥1^1/隊(duì)1?！罚?，其中隊(duì)_為需要增加的額外帶寬的時(shí)隙個(gè) 數(shù)，Vtx為本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前發(fā)送速率，V"為本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前接收速率，Nslc]t為本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前占用的時(shí)隙 個(gè)數(shù)，ceil()為向上取整函數(shù)。
[0014] 優(yōu)選的，如果L小于L4,則本節(jié)點(diǎn)主動(dòng)釋放部分帶寬的具體數(shù)值計(jì)算為：
[0015]
其中NsWls為需要釋放的部分帶寬的時(shí)隙個(gè)數(shù)，Vtx為本 節(jié)點(diǎn)當(dāng)前發(fā)送速率，V"為本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前接收速率，Tf"為幀長(zhǎng)，gdmJ為本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前調(diào)制編碼 方式所承載的比特?cái)?shù)目，k2為加權(quán)因子，是一個(gè)反映釋放部分帶寬的保守度的經(jīng)驗(yàn)值，可以 取1。
[0016] 優(yōu)選的，所述四個(gè)門限的大小順序?yàn)長(zhǎng)4〈L3〈L1〈L2。
[0017] 優(yōu)選的，對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)，每次接收信息后向上一跳節(jié)點(diǎn)反饋信道質(zhì)量，用于上一跳 節(jié)點(diǎn)選擇合適的調(diào)制編碼方式。
[0018] 優(yōu)選的，各個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己的接收緩存隊(duì)列長(zhǎng)度計(jì)算當(dāng)前接收速率，根據(jù)自己的 發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度計(jì)算當(dāng)前發(fā)送速率。
[0019] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1，通過MAC層的策略進(jìn)行流量控制，能夠有較強(qiáng)的信道適應(yīng) 性，并且不需要高層的消息反饋，僅依賴于底層的反饋；2,利用鏈路整體的信道狀況，通過 主動(dòng)調(diào)整（根據(jù)自身緩存狀態(tài)主送調(diào)整本節(jié)點(diǎn)的發(fā)送帶寬）和被動(dòng)調(diào)整（根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)反 饋的流量控制指示來調(diào)整自己的發(fā)送帶寬）兩種流量控制策略，使得每跳的數(shù)據(jù)傳輸率達(dá) 到較好的均衡，有效的提高頻譜利用率。
【附圖說明】
[0020] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根 據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的多跳傳輸過程的流程圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算當(dāng)前接收速率的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例；需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中 的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024] 本實(shí)施例以一個(gè)多跳網(wǎng)絡(luò)為例來說明本發(fā)明的流量控制方法，該網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)1 給節(jié)點(diǎn)N發(fā)送數(shù)據(jù)，中間需要節(jié)點(diǎn)2、3……N-1進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。各個(gè)節(jié)點(diǎn)接收信息后將計(jì)算出 上一跳節(jié)點(diǎn)到自己的鏈路質(zhì)量（本實(shí)施例為SINR，SignaltoInterferenceplusNoise Ratio)并反饋回上一跳節(jié)點(diǎn)，上一跳節(jié)點(diǎn)根據(jù)該鏈路質(zhì)量選擇一個(gè)合適的MCS(Modulation andCodingScheme,調(diào)制編碼方式），這樣每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以確定自己給鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù) 該采用何種MCS。本實(shí)施例具體實(shí)現(xiàn)為：在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的廣播消息中都攜帶自己對(duì)鄰居節(jié)點(diǎn) 的廣播消息的SINR測(cè)量結(jié)果，這樣鄰居節(jié)點(diǎn)就能夠知道它到該節(jié)點(diǎn)的SINR是多少，如果有 業(yè)務(wù)傳輸，則依據(jù)這個(gè)SINR為業(yè)務(wù)傳輸選擇合適的MCS;如果已經(jīng)有業(yè)務(wù)傳輸，則接收節(jié)點(diǎn) 測(cè)量接收數(shù)據(jù)的SINR，并反饋給發(fā)送節(jié)點(diǎn)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)根據(jù)反饋得到的SINR及時(shí)的調(diào)整自己 的MCS。
[0025] 本實(shí)施例的多跳傳輸過程如圖1所示，源節(jié)點(diǎn)1收到高層的下發(fā)業(yè)務(wù)請(qǐng)求后（假 定此時(shí)路由已經(jīng)建立），節(jié)點(diǎn)1會(huì)根據(jù)高層的業(yè)務(wù)請(qǐng)求中攜帶的帶寬需求（如果沒有該參 數(shù)，則按照默認(rèn)帶寬處理）及節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)2的MCS(該參數(shù)根據(jù)節(jié)點(diǎn)2廣播的對(duì)節(jié)點(diǎn)1的 SINR測(cè)量結(jié)果得到），計(jì)算所需要申請(qǐng)的資源數(shù)目，并與節(jié)點(diǎn)2進(jìn)行資源協(xié)商，如果資源充 足，則節(jié)點(diǎn)1可以申請(qǐng)到足夠的資源，如果資源不足，則占用所有的可用資源；依次類推，節(jié) 點(diǎn)2,3, 一，N-1以相同的方法進(jìn)行資源申請(qǐng)，申請(qǐng)帶寬結(jié)束后每跳鏈路的初始速率確定，開 始進(jìn)行多跳傳輸。
[0026] 在多跳傳輸過程中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)以一個(gè)固定周期檢測(cè)自己當(dāng)前業(yè)務(wù)的發(fā)送緩存隊(duì)列 長(zhǎng)度L，每次檢測(cè)后將L與L1、L2、L3和L4這四個(gè)長(zhǎng)度門限做比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷進(jìn)行 以下哪些流量控制操作，直到多跳傳輸結(jié)束：
[0027] (1)如果L大于L1，則需要向下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行額外的資源申請(qǐng)，需要申請(qǐng)的帶寬根 據(jù)自身的接收數(shù)據(jù)包速率和發(fā)送數(shù)據(jù)包速率計(jì)算得出：
[0028]
?中Nskltraq為申請(qǐng)的時(shí)隙個(gè)數(shù)，V"為當(dāng)前接收數(shù)據(jù)包速 率，Vtx為當(dāng)前發(fā)送數(shù)據(jù)包速率，1^為幀長(zhǎng)，1_為當(dāng)前MCS對(duì)應(yīng)的序號(hào)，gdj為1_對(duì)應(yīng) 承載的比特?cái)?shù)目，h為加權(quán)因子，反映帶寬申請(qǐng)的保守度，一般取經(jīng)驗(yàn)值，本實(shí)施例