閑時(shí)長計(jì)時(shí)過程中與虛擬載波檢測機(jī)制 指示的信道持續(xù)忙的時(shí)間重疊的部分，然后判斷新的空閑時(shí)長持續(xù)時(shí)間是否大于DIFS時(shí) 長，如果大于DIFS時(shí)長且MAC層狀態(tài)不處于任何等待狀態(tài)，則認(rèn)為節(jié)點(diǎn)可以發(fā)起RTS請求，并 且將該段空閑時(shí)長加到總發(fā)送可用時(shí)長中，否則忽略該段空閑時(shí)長，對于總接收可用時(shí) 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(shí)長加到總接收可用時(shí)長中，當(dāng) 觀測周期結(jié)束時(shí)，即可獲得節(jié)點(diǎn)在一個(gè)觀測周期內(nèi)的發(fā)送可用時(shí)長和接收可用時(shí)長。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DCF協(xié)議的無線ad hoc網(wǎng)絡(luò)鏈路可用帶寬預(yù)測方法， 其特征在于計(jì)算鏈路兩端收發(fā)節(jié)點(diǎn)可用時(shí)長不同步概率，得到鏈路可用帶寬初步估計(jì)值的 具體方法為： 根據(jù)權(quán)利要求3得到鏈路(S，R)發(fā)送節(jié)點(diǎn)S的發(fā)送可用時(shí)長TT(S)和接收節(jié)點(diǎn)R的接收可 用時(shí)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(diǎn)可以使用信道發(fā)送數(shù)據(jù) 時(shí)，對應(yīng)的接收節(jié)點(diǎn)同樣可以接收，即收發(fā)節(jié)點(diǎn)的可用時(shí)長同步，然而，由于鏈路收發(fā)節(jié)點(diǎn) 周圍存在的背景業(yè)務(wù)干擾不同，鏈路收發(fā)節(jié)點(diǎn)的可用時(shí)長并不能保證完全同步，將?Υ定義 為任一觀測周期T內(nèi)鏈路(S，R)收發(fā)節(jié)點(diǎn)同步的可用時(shí)長，即鏈路可用時(shí)長，設(shè)事件CEi表示 節(jié)點(diǎn)S可以作為發(fā)送節(jié)點(diǎn)但節(jié)點(diǎn)R不可以作為接收節(jié)點(diǎn)，事件CE2表示節(jié)點(diǎn)R可以作為接收節(jié) 點(diǎn)但是節(jié)點(diǎn)S不可以作為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，則T L可以表示為： TL=min{[l-P(CEi)] · Tx(S), [ 1-P(CE2)] · Tr(R)} (4) 其中，P (CEi)和P (CE2)分別表示CEjPCE2的事件概率，可通過以下方式得到：在每個(gè)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(jì)值ΑΒΡΜ為：5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DCF協(xié)議的無線ad hoc網(wǎng)絡(luò)鏈路可用帶寬預(yù)測方法， 其特征在于計(jì)算隱藏節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)致鏈路收發(fā)節(jié)點(diǎn)傳輸失敗的概率，對鏈路可用帶寬初 步估計(jì)值進(jìn)行修正的具體方法為： 對于鏈路(S，R)，Sxb是發(fā)送節(jié)點(diǎn)S的隱藏節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信號發(fā)送的累計(jì)歸一化時(shí)間，則在一 個(gè)觀測周期T內(nèi)，Xb可由發(fā)送節(jié)點(diǎn)S的隱藏節(jié)點(diǎn)所在區(qū)域大小與接收節(jié)點(diǎn)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A(chǔ) 3，以及接收節(jié)點(diǎn)R傳輸范圍外物理載波檢測范圍內(nèi)的 節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號的總時(shí)間Tc得出：定義xa為鏈路(S，R)的可用歸一化時(shí)長，可表示為?Υ/Τ，定義1^表示一次數(shù)據(jù)傳輸過程 中RTS幀的傳輸時(shí)間在傳輸周期t中所占的比率，k2表不一次數(shù)據(jù)傳輸過程中DATA幀的傳輸 時(shí)間在傳輸周期t中所占的比率，則它們可分別表示為t RTS/t、tDATA/t，由此得到發(fā)送節(jié)點(diǎn)S 用于傳輸RTS、DATA的歸一化時(shí)間分別為lu · Xa、k2 · Xa，本發(fā)明設(shè)定DATA幀的傳輸時(shí)間不小 于RTS幀的傳輸時(shí)間； 本發(fā)明將隱藏節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)導(dǎo)致鏈路收發(fā)節(jié)點(diǎn)傳輸失敗的情況定義為"傳輸中斷"，傳 輸中斷發(fā)生的概率用Pb表示，根據(jù)隱藏節(jié)點(diǎn)影響鏈路收發(fā)節(jié)點(diǎn)傳輸情況的不同，本發(fā)明將 傳輸中斷的情況分為以下兩種： (1)發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的RTS幀和隱藏節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)在接收節(jié)點(diǎn)R處產(chǎn)生沖突 對于鏈路(S，R)，當(dāng)隱藏節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間與發(fā)送節(jié)點(diǎn)S的RTS幀傳輸時(shí)間有重疊時(shí)， 隱藏節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)和發(fā)送節(jié)點(diǎn)S發(fā)送的RTS幀會(huì)在接收節(jié)點(diǎn)R處產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致接收節(jié)點(diǎn)R 接收RTS幀失敗，造成傳輸中斷，根據(jù)發(fā)生沖突的時(shí)段不同，本發(fā)明進(jìn)一步地將這種情況細(xì) 分為情形1與情形2: 情形1 :xb> (1-ki · xa)，這種情況下，隱藏節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸開始于最初的（Ι-xb)歸一化 時(shí)間段內(nèi)，將最初的（Ι-a)時(shí)間段劃分為N等份，則隱藏節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸開始于其中任意一 等份的概率為1/N，假設(shè)隱藏節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸開始于第i等份，可以得到情形1中傳輸中斷發(fā) 生的概率p b為：情形2:Xb< (1-h · Xa)，這種情況下，根據(jù)隱藏節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸開始時(shí)刻的不同，將情形2 進(jìn)一步細(xì)分為a、b兩種子情形，定義兩種子情形中傳輸中斷發(fā)生的概率分別為pbdPpb2; 子情形a中，隱藏節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸開始于最初的lu · ^歸一化時(shí)間段內(nèi)，采用情形1中類 似的計(jì)算方法可得，傳輸中斷發(fā)生的概率Pbl為：子情形b中，隱藏節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸開始于最后的1-ki · -化時(shí)間段內(nèi)，此時(shí)傳輸中 斷發(fā)生的概率pb2為：結(jié)合上述兩類子情形，可以得出情形2中傳輸中斷發(fā)生的概率pb為：因此，發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的RTS幀和隱藏節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)在接收節(jié)點(diǎn)R處產(chǎn)生沖突導(dǎo)致傳輸 中斷的概率講可表示為：(2)發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的DATA幀和隱藏節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)在接收節(jié)點(diǎn)R處產(chǎn)生沖突 對于鏈路（S，R)，當(dāng)隱藏節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間與發(fā)送節(jié)點(diǎn)S的DATA幀傳輸時(shí)間有重疊 時(shí)，隱藏節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)和發(fā)送節(jié)點(diǎn)S發(fā)送的DATA幀會(huì)在接收節(jié)點(diǎn)R處產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致接收 節(jié)點(diǎn)R接收DATA幀失敗，造成傳輸中斷，不同于第一種傳輸中斷情況，由于鏈路(S，R)要提前 完成RTS/CTS交互，發(fā)送節(jié)點(diǎn)才能發(fā)送DATA幀，故歸一化時(shí)長中要預(yù)留出RTS/CTS交互時(shí)間 t RTS/CTS，類似于第一種情況，本發(fā)明將這種情況細(xì)分為情形1與情形2: 情形1 :Xb>(l-tRTS/CTS_k2 · Xa)，這種情況下，隱藏節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸開始于1-tRTS/CTS-k2 · ^時(shí)間段內(nèi)，同樣將該段時(shí)間劃分為N等份，則隱藏節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸開始于其中任意一 等份的概率為1/N，進(jìn)而得到情形1中傳輸中斷發(fā)生的概率pb為：情形2:Xb < (l-tRTS/CTS_k2 · Xa)，這種情況下，根據(jù)隱藏節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸開始時(shí)刻的不同， 將情形2形進(jìn)一步細(xì)分為a、b兩種子情形，假設(shè)兩種子情形中傳輸中斷發(fā)生的概率分別為pbl 和Pb2 ; 子情形a中，隱藏節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸開始于k2 · ^時(shí)間段內(nèi)，則傳輸中斷發(fā)生的概率pbl*:子情形b中，隱藏節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸開始于最后的l_tRTS/CTS_k2 · xa歸一化時(shí)間段內(nèi)，此時(shí) 傳輸中斷發(fā)生的概率Pb2為：結(jié)合上述兩類子情形，得出情形2中傳輸中斷發(fā)生的概率Pb為：因此，發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的DATA幀和隱藏節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)在接收節(jié)點(diǎn)R處產(chǎn)生沖突導(dǎo)致傳 輸中斷的概率Pb可表示為：將兩種傳輸中斷情況進(jìn)一步整合，并令變量η、?分別 得出傳輸中斷概率Pb的最終表達(dá)式為：最終得到鏈路(S，R)修正后的鏈路可用帶寬ABref為： ABref= (1-pb) · AB pre (20) ο
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于DCF協(xié)議的無線ad？hoc網(wǎng)絡(luò)鏈路可用帶寬預(yù)測方法。該方法首先定義了鏈路最大吞吐量，并將其作為鏈路可用帶寬的上限值。然后，該方法要求鏈路兩端的收發(fā)節(jié)點(diǎn)通過載波檢測機(jī)制估算各自的可用時(shí)長，并通過計(jì)算收發(fā)節(jié)點(diǎn)可用時(shí)長不同步的概率得到鏈路可用帶寬的初步估計(jì)值。在此基礎(chǔ)上，通過求解隱藏節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)致鏈路收發(fā)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸失敗的概率對鏈路可用帶寬的初步估計(jì)值進(jìn)行修正，最終得到鏈路可用帶寬修正值。無線網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境GloMoSim下的仿真結(jié)果表明，與現(xiàn)有的可用帶寬預(yù)測方法相比，該方法能更加準(zhǔn)確地預(yù)測鏈路的可用帶寬。
【IPC分類】H04W24/06
【公開號】CN105682128
【申請?zhí)枴緾N201610030762
【發(fā)明人】蔡圣所, 雷磊, 王夏楠, 朱明 , 徐海樓, 徐亞楠, 黃太彬
【申請人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月14日