步驟1:計算鏈路最大吞吐量。
[0023] 鏈路最大吞吐量Bmax是指在不存在干擾業(yè)務(wù)的情況下，ad hoc網(wǎng)絡(luò)鏈路層能夠獲 得的最大吞吐量。定義鏈路收發(fā)節(jié)點成功完成一輪數(shù)據(jù)傳輸所需要的時間為t，依據(jù)IEEE 802.11 DCF協(xié)議規(guī)約可以得到Bmax。具體方法如下：以附圖1所示的發(fā)送節(jié)點S和接收節(jié)點R 組成的鏈路(S，R)的信道接入過程為例，圖中完成RTS/CTS控制幀交互所需時間七包括分布 式幀間間隔DIFS(Distributed Inter Frame Space)、退避過程所經(jīng)歷的時間、傳輸RTS/ CTS控制幀的時間和收發(fā)轉(zhuǎn)換時間間隔SIFS(Short Inter Frame Space);完成數(shù)據(jù)幀傳輸 和應(yīng)答所需時間^包括傳輸DATA/ACK幀所需的時間和兩個SIFS時間。整個傳輸周期t可表 示為：
[0024] t = ti+t2 (1)
[0025] 定義tDiFs表不DIFS時長，tsiFs表不SIFS時長，tB表不一次數(shù)據(jù)傳輸過程中退避過程 所經(jīng)歷的平均時間，tRTs、tcrs和tACK分別表不傳輸RTS、CTS和ACK幀的時長，tDATA為傳輸DATA 幀的時長，Ldata表不DATA幀的大小。式（1)中的時間段ti和t2可表不為：
[0027]當(dāng)且僅當(dāng)鏈路(S，R)在每個傳輸周期t內(nèi)均可以成功進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，該鏈路才能 獲得最大吞吐量Bmax。所以ad hoc網(wǎng)絡(luò)中一條鏈路能獲得的最大吞吐量Bmax為：
[0029] 最大吞吐量Bmax即為無線ad hoc網(wǎng)絡(luò)中一條鏈路可用帶寬的上限值。
[0030] 步驟2:計算收發(fā)節(jié)點可用時長不同步概率，得到鏈路可用帶寬的初步估計值。
[0031] 1、估算節(jié)點發(fā)送可用時長和接收可用時長。
[0032] 根據(jù)IEEE 802.11DCF協(xié)議規(guī)約，ABLT要求鏈路兩端的收發(fā)節(jié)點通過載波檢測機(jī)制 估算各自的發(fā)送可用時長和接收可用時長。ABLT定義一定長度的時間為信道觀測周期，同 時要求每個節(jié)點維護(hù)空閑時長計時器，初始值設(shè)為〇;總發(fā)送可用時長和總接收可用時長變 量，初始值均為0。可用時長的具體估算方法為：
[0033]節(jié)點在每個觀測周期內(nèi)，通過物理載波檢測機(jī)制偵聽信道狀態(tài)。如果信道由忙變 空閑且MAC層狀態(tài)不處于任何等待狀態(tài)，如等待CTS、等待ACK等，則開啟空閑時長計時器。如 果信道由空閑變忙或者觀測周期結(jié)束，則關(guān)閉空閑時長計時器，進(jìn)而得到該段空閑時長持 續(xù)時間。同時，節(jié)點通過虛擬載波檢測獲取信道持續(xù)忙的時間，并從空閑時長持續(xù)時間中去 除空閑時長計時過程中與虛擬載波檢測機(jī)制指示的信道持續(xù)忙的時間重疊的部分，然后判 斷新的空閑時長持續(xù)時間是否大于DIFS時長，如果大于DIFS時長且MAC層狀態(tài)不處于任何 等待狀態(tài)，則認(rèn)為節(jié)點可以發(fā)起RTS請求，并且將該段空閑時長加到總發(fā)送可用時長中；否 則忽略該段空閑時長。對于總接收可用時長，只要MAC層狀態(tài)不處于任何等待狀態(tài)，即可將 該段空閑時長加到總接收可用時長中。當(dāng)觀測周期結(jié)束時，即可獲得節(jié)點在一個觀測周期 內(nèi)的發(fā)送可用時長和接收可用時長。
[0034] 2、計算收發(fā)節(jié)點可用時長不同步概率，得到鏈路可用帶寬的初步估計值。
[0035] 利用上述算法，可以得到鏈路(S，R)發(fā)送節(jié)點S的發(fā)送可用時長Ts(S)和接收節(jié)點R 的接收可用時長Tr(R)。一次成功的數(shù)據(jù)傳輸要求滿足當(dāng)鏈路上的發(fā)送節(jié)點可以使用信道 發(fā)送數(shù)據(jù)時，對應(yīng)的接收節(jié)點同樣可以接收，即收發(fā)節(jié)點的可用時長同步。然而，由于鏈路 收發(fā)節(jié)點周圍存在的背景業(yè)務(wù)干擾不同，鏈路收發(fā)節(jié)點的可用時長并不能保證完全同步。 考慮附圖2所示的場景，兩個虛線圓分別表示節(jié)點S和節(jié)點R的傳輸范圍，圖中r tx為傳輸半 徑。假設(shè)干擾節(jié)點C和D先完成RTS/CTS控制幀交互，即將開始數(shù)據(jù)幀的傳輸。由于節(jié)點C和D 不在節(jié)點S的傳輸范圍內(nèi)，節(jié)點S在其傳輸范圍內(nèi)檢測不到任何參與傳輸?shù)墓?jié)點，節(jié)點S則可 以作為發(fā)送節(jié)點向節(jié)點R發(fā)起信道預(yù)約請求。當(dāng)節(jié)點R接收到節(jié)點S的RTS請求時，由于檢測 到其傳輸范圍內(nèi)存在干擾節(jié)點C而無法作為接收節(jié)點應(yīng)答CTS，導(dǎo)致節(jié)點S在其發(fā)送可用時 長內(nèi)無法進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)傳輸，造成鏈路(S，R)收發(fā)節(jié)點可用時長不同步，使得在鏈路(C， D)的整個傳輸過程中鏈路(S，R)的可用時長為0。
[0036]定義?Υ為任一觀測周期T內(nèi)鏈路（S，R)收發(fā)節(jié)點同步的可用時長，即鏈路可用時 長;定義Tt(S)和Tr(R)分別表示節(jié)點S的發(fā)送可用時長和節(jié)點R的接收可用時長。設(shè)事件CEi 表示節(jié)點S可以作為發(fā)送節(jié)點但節(jié)點R不可以作為接收節(jié)點，事件CE2表示節(jié)點R可以作為接 收節(jié)點但是節(jié)點S不可以作為發(fā)送節(jié)點，則T L可表示為：
[0037] TL=min{[l-P(CEi)] · Tx(S), [ 1-P(CE2)] · Tr(R)} (4)
[0038] 其中，P(CEd和P(CE2)分別表示CEjPCE2的事件概率?？赏ㄟ^以下方式得到：
[0041]在每個觀測周期T內(nèi)，結(jié)合鏈路所能獲得的最大吞吐量Bmax，可得到鏈路(S，R)可用 帶寬的初步估計值ΑΒΡΜ*:
[0043] 步驟3:計算隱藏節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)致鏈路收發(fā)節(jié)點傳輸失敗的概率，得到鏈路可用 帶寬的修正值。
[0044] 由步驟2的分析可知，鏈路可用帶寬的初步估計值是通過分析鏈路的收發(fā)節(jié)點可 用時長不同步得出，而收發(fā)節(jié)點的可用時長完全依靠載波檢測機(jī)制偵聽信道狀態(tài)獲得。由 于本發(fā)明采用的鏈路可用帶寬預(yù)測方法并不引入額外的探測包，而僅僅通過偵聽信道狀態(tài) 并不能獲知目標(biāo)鏈路和網(wǎng)絡(luò)中其他鏈路間的沖突情況，導(dǎo)致目標(biāo)鏈路可用帶寬被高估。鏈 路間的沖突主要由隱藏節(jié)點問題引起。隱藏節(jié)點是指處在發(fā)送節(jié)點物理載波檢測范圍，處 在外接收節(jié)點物理載波檢測范圍內(nèi)的節(jié)點，隱藏節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸可能會影響接收節(jié)點數(shù)據(jù) 的正確接收，導(dǎo)致傳輸失敗。
[0045] 如附圖3所示的隱藏節(jié)點網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑘D中鏈路(A，B)為目標(biāo)鏈路，鏈路(C，D)為背景 鏈路，左右兩個虛線圓分別表示發(fā)送節(jié)點A和C的物理載波檢測范圍。接收節(jié)點B同時處于節(jié) 點A的傳輸范圍和節(jié)點C的載波檢測范圍內(nèi)，節(jié)點A和C在彼此的物理載波檢測范圍外，節(jié)點C 是節(jié)點A的隱藏節(jié)點。當(dāng)節(jié)點A向節(jié)點B發(fā)送RTS幀或DATA幀時，節(jié)點C無法檢測到該信號，所 以節(jié)點C判斷當(dāng)前信道處于空閑狀態(tài)，可以發(fā)送信號。節(jié)點C發(fā)送的數(shù)據(jù)和節(jié)點A發(fā)送的數(shù)據(jù) 在接收節(jié)點B處可能會產(chǎn)生沖突，致使鏈路傳輸失敗。本發(fā)明將隱藏節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)導(dǎo)致鏈路 收發(fā)節(jié)點傳輸失敗的情況定義為"傳輸中斷"，并通過推算傳輸中斷的發(fā)生概率對鏈路可用 帶寬初步估計值A(chǔ)B pre進(jìn)行修正，得到鏈路可用帶寬的修正值A(chǔ)Bref。
[0046] 如附圖4所示，rtx和^分別為節(jié)點的傳輸半徑和載波檢測半徑，發(fā)送節(jié)點S和接收 節(jié)點R的傳輸范圍和載波檢測范圍將其周圍區(qū)域劃分為Ai~A 7七個小區(qū)域，區(qū)域A7內(nèi)的節(jié)點 即為發(fā)送節(jié)點S的隱藏節(jié)點。在一個觀測周期T內(nèi)，定義T C為接收節(jié)點傳輸范圍外載波檢測 范圍內(nèi)的節(jié)點發(fā)送信號的總時間。
[0047]定義xb是附圖4中區(qū)域A7內(nèi)節(jié)點S的隱藏節(jié)點進(jìn)行信號發(fā)送的累計歸一化時間，Δ 3 是發(fā)送節(jié)點S的隱藏節(jié)點所占區(qū)域大小與接收節(jié)點R傳輸范圍外物理載波檢測范圍內(nèi)的區(qū) 域大小的比值，即區(qū)域Α7與區(qū)域MUAsUAy的面積比值。在一個觀測周期Τ內(nèi)， Xb可定義為：
[0049] 定