一種用于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)的時隙競爭方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)的時隙競爭方法。本發(fā)明方法主要是在FPRP協(xié)議的時幀結(jié)構(gòu)上，通過五步預(yù)留過程，采用一種基于多跳FCR算法的時隙競爭機制，其特征在于：當預(yù)約時隙競爭沖突時，節(jié)點大幅減小發(fā)起預(yù)約請求的競爭概率，以此降低在預(yù)留部分潛在的碰撞次數(shù)；當預(yù)約時隙連續(xù)空閑的預(yù)約周期次數(shù)達到規(guī)定的閾值時，節(jié)點大幅增加發(fā)起預(yù)約請求的競爭概率，以此加速時隙分配收斂。本發(fā)明的有益效果為，實現(xiàn)了一種公平、競爭成功率和空間復(fù)用率高、收斂速度快的時隙競爭方法；可以有效得提高基于時隙競爭的、采用動態(tài)TDMA?MAC協(xié)議多跳自組織網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量和分組遞交率，并且降低分組的平均接入時延。
【專利說明】
-種用于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)的時隙競爭方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種用于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)的時隙競爭方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為一種廣泛應(yīng)用于無線移動通信領(lǐng)域的技術(shù)，自組織網(wǎng)絡(luò)具有無固定基礎(chǔ)設(shè) 施、分布式、快速部署和靈活組網(wǎng)等優(yōu)點?；赥DMA(Time Division Multiple Access,時 分多址）的MAC協(xié)議是自組織網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議找中不可或缺的組成部分，它在時域上將無線信 道分為周期性的時帖，一個時帖由若干數(shù)量的時隙組成。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點根據(jù)分配規(guī)則，在相 應(yīng)的時隙傳輸數(shù)據(jù)。相比于基于隨機競爭的MAC協(xié)議，它在吞吐量和接入時延等方面有著較 好的性能。
[0003] TDMA-MAC協(xié)議主要分為：固定分配、動態(tài)分配和混合分配Ξ種。在固定分配方式 中，每一個時帖具有固定數(shù)目的時隙，節(jié)點根據(jù)預(yù)先分配的時隙發(fā)送數(shù)據(jù)。盡管該方式能在 一定程度上保證信道訪問的公平性且控制開銷較小，但沒能有效地利用時隙資源，也沒有 充分考慮時隙的空間復(fù)用，因此網(wǎng)絡(luò)吞吐量等性能較差?；旌戏峙浞绞街腹?jié)點在擁有各自 固定時隙的情況下，可參與未分配時隙的競爭，相較于其它兩種方式，在吞吐量和時延等網(wǎng) 絡(luò)性能方面表現(xiàn)最好，但是協(xié)議的復(fù)雜度和控制交互開銷也最大。而動態(tài)分配方式權(quán)衡了 網(wǎng)絡(luò)性能、協(xié)議復(fù)雜度和控制開銷等多方面的關(guān)系，具有較好的性能和較低的復(fù)雜度。
[0004] 例如FPRP協(xié)議（參見文獻：C.Zhu，M.S.Corson.A five-phase reservation protocol(FPRP)for mobile ad hoc networks[J].Wireless networks,2001,7(4):371- 384.)就是一種典型的基于動態(tài)分配的TDMA-MAC協(xié)議。FPRP協(xié)議將一個時帖分為預(yù)留部分 和信息部分:在預(yù)留部分，節(jié)點可通過競爭交互機制進行時隙資源的預(yù)留；在信息部分，節(jié) 點可W在相應(yīng)競爭成功的時隙上傳輸數(shù)據(jù)。預(yù)留部分的時隙稱為預(yù)約時隙，信息部分的時 隙稱為信息時隙，預(yù)約時隙和信息時隙一一對應(yīng)且數(shù)目相等。每個預(yù)約時隙由一定數(shù)量的 預(yù)約周期組成，每個預(yù)約周期分為五個階段，節(jié)點W-定的概率發(fā)起五步預(yù)留會話來競爭 各個預(yù)留時隙，進而在競爭成功的信息時隙上傳輸分組。其中，五步預(yù)留會話過程在每個階 段都有不同作用的控制分組，能夠保證時隙競爭的正確性并實現(xiàn)節(jié)點間的無沖突傳輸，節(jié) 點的競爭概率由多跳貝葉斯算法計算，其值為節(jié)點估計的兩跳范圍內(nèi)競爭節(jié)點數(shù)量的倒 數(shù)。雖然多跳貝葉斯算法具有較高的時隙空間復(fù)用率和較快的時隙分配收斂速度，但是它 易受網(wǎng)絡(luò)拓撲的影響，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的兩跳內(nèi)鄰居數(shù)目的巨大差異會導(dǎo)致競爭概率的不同， 進而造成時隙分配上的不公平性。并且，競爭成功的節(jié)點會W當前的競爭概率繼續(xù)參與下 一個時隙的競爭，連續(xù)競爭到時隙的可能性變大，而連續(xù)遭遇預(yù)約碰撞的節(jié)點的競爭概率 不斷減小，獲得時隙的可能性變小，從而加劇了不公平性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的，就是針對上述問題，提出一種適用于Buck變換器的節(jié)約系統(tǒng) 功耗電路，本發(fā)明的方法用于基于動態(tài)TDMA的自組織網(wǎng)MAC協(xié)議，對時隙分配更公平，時隙 的競爭成功率和空間復(fù)用率更高，同時具有更快的時隙分配收斂速度。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種用于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)的時隙競爭方法，其特征在于，包 括：
[0007] 在FPRP協(xié)議的時帖結(jié)構(gòu)上，通過五步預(yù)留過程，采用基于多跳FCR ( FaS t Co 11 ision Resolution，快速沖突解決）算法對節(jié)點的時隙競爭機制進行調(diào)整，具體方法 是:節(jié)點通過每一次預(yù)約周期的五步預(yù)留過程，監(jiān)聽當前預(yù)約時隙的預(yù)留情況，并根據(jù)監(jiān)聽 結(jié)果對預(yù)約時隙的預(yù)留狀態(tài)進行判斷，判斷結(jié)果分為空閑、沖突、成功Ξ種情況，其中，空閑 表示沒有競爭，即節(jié)點在當前預(yù)約時隙內(nèi)沒監(jiān)聽到任何預(yù)約控制分組;沖突表示競爭失敗， 即該節(jié)點和其它節(jié)點在當前預(yù)約時隙同時發(fā)起了競爭請求且它們具有共同的鄰居節(jié)點；成 功表示競爭成功，即節(jié)點監(jiān)聽到時隙預(yù)約成功的消息;根據(jù)判斷結(jié)果，動態(tài)的調(diào)整節(jié)點的發(fā) 起預(yù)約請求的競爭概率，具體是：當判斷結(jié)果為沖突時，節(jié)點減小發(fā)起預(yù)約請求的競爭概 率;當判斷結(jié)果為空閑時，節(jié)點增加發(fā)起預(yù)約請求的競爭概率。
[0008] 進一步的，所述動態(tài)的調(diào)整節(jié)點的發(fā)起預(yù)約請求的競爭概率的具體方法包括W下 步驟：
[0009 ] a.在一個時帖的預(yù)留部分起始，節(jié)點初始化nc = nc日和P = 1 /nco，其中，nc日為常量，P 為節(jié)點的時隙競爭概率；
[0010] b.若節(jié)點能夠在當前預(yù)約時隙競爭，在一輪預(yù)約周期內(nèi)W競爭概率P主動發(fā)起五 步預(yù)留過程，進入步驟C;否則，節(jié)點監(jiān)聽當前預(yù)約時隙的預(yù)留情況，重復(fù)步驟b;
[0011] C.節(jié)點根據(jù)當前預(yù)約時隙的預(yù)留情況，按W下方式調(diào)整η。：
[001 ^ 設(shè)定nmax表示nc的上限，nmin表示nc的下限，則：
[0013] 空閑狀態(tài)：當連續(xù)空閑的預(yù)約周期次數(shù)X小于連續(xù)空閑的預(yù)約周期次數(shù)的闊值K， 設(shè)置11。= 111日義(〇11。，11。1。）；當連續(xù)空閑的預(yù)約周期次數(shù)義大于或等于連續(xù)空閑的預(yù)約周期次數(shù) 的闊值K，設(shè)置nc=max (化C，nmin);其中，α和β分別表示在空閑情況下nc的縮小因子，且有0 < β<α<1;
[0014] 沖突狀態(tài)：設(shè)置η。= riG+random(0,min(化G,nmax)-η。），其中，random表示服從均勻 分布的隨機函數(shù)；
[001引成功狀態(tài)：當距離預(yù)約成功節(jié)點的跳數(shù)y = 0,則nc = rw，表示節(jié)點本身即是預(yù)約 成功節(jié)點；當距離預(yù)約成功節(jié)點的跳數(shù)y=l，則nc=max(ainc，nmin)，表示一跳遠處的預(yù)約成 功，節(jié)點退出當前時隙的競爭；當距離預(yù)約成功節(jié)點的跳數(shù)y = 2，則nc = max (asnc，nmin)，表 示兩跳遠處的預(yù)約成功，節(jié)點退出當前時隙的競爭；當距離預(yù)約成功節(jié)點的跳數(shù)y = 3,且節(jié) 點能夠繼續(xù)在當前時隙競爭，則nc=max (asnc，nmin)，表示Ξ跳遠處的預(yù)約成功，節(jié)點加大對 當前時隙的競爭概率；否則，不調(diào)整nc;其中，曰1、曰2和曰3分別表示在一固b、二固^、；跳遠處的 預(yù)約成功情況下η。的縮減因子，且有0<曰3<曰1，曰2<1;
[0016] d.節(jié)點計算 P = l/nc;
[0017] e.若當前時帖的預(yù)留部分未結(jié)束，返回步驟b;否則，當前時帖的時隙競爭過程結(jié) 束。
[0018] 本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明的方法通過快速競爭沖突解決及快速競爭恢復(fù)的思 想，實現(xiàn)了一種公平、競爭成功率和空間復(fù)用率高、收斂速度快的時隙競爭方法;同時，本發(fā) 明所述方法可W有效得提高基于時隙競爭的、采用動態(tài)TDMA-MAC協(xié)議多跳自組織網(wǎng)絡(luò)的整 體吞吐量和分組遞交率，并且降低分組的平均接入時延。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明提供的多跳FCR算法的時隙競爭概率調(diào)整框圖；
[0020] 圖2是實施例一中多跳自組織網(wǎng)絡(luò)拓撲圖；
[0021 ]圖3是實施例一中TDMA-MAC協(xié)議的時帖結(jié)構(gòu)；
[0022] 圖4是實施例一的全網(wǎng)節(jié)點時隙競爭初始化圖；
[0023] 圖5是實施例一中第1個預(yù)約周期結(jié)束后，全網(wǎng)節(jié)點的調(diào)整結(jié)果。
[0024] 圖6是實施例一中第2個預(yù)約周期結(jié)束后，全網(wǎng)節(jié)點的調(diào)整結(jié)果。
[0025] 圖7是實施例一中第3個預(yù)約周期結(jié)束后，全網(wǎng)節(jié)點的調(diào)整結(jié)果。
[0026] 圖8是實施例一中第4個預(yù)約周期結(jié)束后，全網(wǎng)節(jié)點的調(diào)整結(jié)果。
[0027] 圖9是實施例一中第20個預(yù)約周期結(jié)束后，全網(wǎng)的時隙競爭成功情況。
[0028] 圖10是實施例二中當網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目增加時，多跳FCR算法和多跳貝葉斯算法的平 均時隙競爭成功率對比。
[0029] 圖11是實施例二中當網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目增加時，多跳FCR算法和多跳貝葉斯算法的平 均時隙利用率對比。
[0030] 圖12是實施例二中當節(jié)點數(shù)量為25時，多跳FCR算法和多跳貝葉斯算法的歸一化 時隙分配公平性對比。
[0031 ]圖13是實施例二中當節(jié)點數(shù)量為50時，多跳FCR算法和多跳貝葉斯算法的網(wǎng)絡(luò)吞 吐量對比。
[0032] 圖14是實施例二中當節(jié)點數(shù)量為50時，多跳FCR算法和多跳貝葉斯算法的網(wǎng)絡(luò)接 入時延對比。
[0033] 圖15是實施例二中當節(jié)點數(shù)量為50時，多跳FCR算法和多跳貝葉斯算法的網(wǎng)絡(luò)分 組遞交率對比。
【具體實施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖，詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案：
[00對實施例一
[0036] 圖1為本發(fā)明中基于多跳FCR算法的時隙競爭概率調(diào)整流程。
[0037] 網(wǎng)絡(luò)拓撲示例如圖2所示，在本實施例中共9個節(jié)點形成多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。
[0038] 本實例的動態(tài)TDMA-MAC協(xié)議時帖結(jié)構(gòu)如圖3所示，1個預(yù)留部分和1個信息部分共 同構(gòu)成一個完整的時帖，5個預(yù)約時隙和5個信息時隙分別構(gòu)成一個預(yù)留部分和一個信息部 分，每個預(yù)約時隙共有4個預(yù)約周期，因此，預(yù)留部分共有20個預(yù)約周期，在每個預(yù)留周期 內(nèi)，節(jié)點可完成一輪五步預(yù)留過程。
[0039] 在本實例中，基于多跳FCR算法的時隙競爭機制的參數(shù)設(shè)置如表1所示。
[0040] 表1實施例一多跳FCR算法參數(shù)設(shè)置
[0041]
[0043] 全網(wǎng)各個節(jié)點時隙競爭初始化如圖4所示，在預(yù)留部分起始，各個節(jié)點連續(xù)空閑的 預(yù)約周期次數(shù)為0,所有節(jié)點的nc都初始化為nc日，在本實施例中，nc日為6,可知各個節(jié)點的初 始化時隙競爭概率即為1/6。
[0044] 圖5表示第1個預(yù)約周期結(jié)束后，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的η。調(diào)整結(jié)果。由圖可知，在第一 個預(yù)約周期內(nèi)，節(jié)點1和5W各自的競爭概率同時發(fā)起了五步預(yù)留會話，但是在它們共同的 鄰居節(jié)點2和3處產(chǎn)生沖突，競爭失敗，因此根據(jù)圖1的流程調(diào)整如下:ncW = 6+rand(0，min (2X6,18)-6) = 11.7570;同理，ncW = 9.9344。節(jié)點9由于在預(yù)約周期內(nèi)沒監(jiān)聽到任何五步 會話分組，表明當前預(yù)約周期空閑，目前連續(xù)空閑的預(yù)約周期累計次數(shù)為1，小于闊值K化= 2 )，則η。W = max (6X0.9,2) = 5.4。剩余其他節(jié)點在預(yù)約周期內(nèi)都監(jiān)聽到分組，但是沒發(fā)起 競爭且沒監(jiān)聽到預(yù)約成功的消息，因此，在該預(yù)約周期的監(jiān)聽結(jié)果不是空閑、沖突和成功其 中之一，根據(jù)圖1可知，運些節(jié)點的nc不做調(diào)整。之后，所有節(jié)點根據(jù)P=l/nc調(diào)整時隙競爭概 率，參與下一個預(yù)約周期。
[0045] 圖6表示第2個預(yù)約周期結(jié)束后，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的η。調(diào)整結(jié)果。從圖中可知，在第 2個預(yù)約周期內(nèi)，節(jié)點4W自己的競爭概率發(fā)起了五步會話過程且成功競爭當前預(yù)約時隙， 其他節(jié)點在各自的競爭概率下都沒成功發(fā)起競爭。節(jié)點4成功競爭到第1個預(yù)約時隙，即零 固b成功，設(shè)置ncW = nmax=18，W降低連續(xù)到下個預(yù)約時隙的可能性。節(jié)點2和7獲悉一跳遠 處節(jié)點4的預(yù)約成功，調(diào)整ncW = ncW=max(6X (1/1.1) ,2) = 5.4545,退出第1個預(yù)約時隙 的競爭W保證無沖突傳輸。節(jié)點1、5和9獲悉二跳遠處節(jié)點4的預(yù)約成功，退出第1個預(yù)約時 隙競爭，并調(diào)整ric(i) =max( 11.7570 X (1/1.1)，2) = 10.6882，nc(5) =max(9.9344 X (1/1.1)， 2)=9.0313，nc(9)=max(5.4xα/l.l)，2)=4.9091。節(jié)點3和節(jié)點8獲悉ミ跳遠處節(jié)點4的 預(yù)約成功，且均能繼續(xù)競爭當前預(yù)約時隙，調(diào)整ricW = ncW=max(6X (1/1.3) ,2)=4.6154, W便增大對第1個時隙的競爭概率，促進相距Ξ跳遠的節(jié)點分配相同的時隙。節(jié)點6經(jīng)過該 次預(yù)約周期，累計連續(xù)空閑次數(shù)為1，小于闊值K化= 2)，調(diào)整ncW=max(6X0.9,2) = 5.4。 同樣的，所有節(jié)點根據(jù)調(diào)整后的η。更新各自的競爭概率，參與下一次預(yù)約周期。
[0046] 圖7表示第3個預(yù)約周期結(jié)束后，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的η。調(diào)整結(jié)果。由圖可知，在第3 個預(yù)約周期內(nèi)，節(jié)點1、2、5、7和9由于節(jié)點4的競爭成功消息已經(jīng)退出第1個預(yù)約時隙的競 爭，因而在當前預(yù)約周期內(nèi)必然不會發(fā)起五步會話，而節(jié)點3、6和8在各自的競爭概率下均 未能發(fā)起五步會話，因此，所有節(jié)點對該次預(yù)約周期的感知結(jié)果均為空閑。節(jié)點6累計的連 續(xù)空閑次數(shù)達到2，滿足大于等于闊值Κ化=2)，調(diào)整η。^ =max(5.4 X0.5，2) = 2.7。其余節(jié) 點累計的連續(xù)空閑次數(shù)為1，分別按nc = max(ncX0.9,2)調(diào)整各自的nc，得如圖7中所示的 值。
[0047] 圖8表示第4個預(yù)約周期結(jié)束后，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的η。調(diào)整結(jié)果。從圖中可知，節(jié)點 6由于在第3個預(yù)約周期連續(xù)發(fā)現(xiàn)2次空閑的預(yù)約周期，大幅提高了競爭概率，使得其在第4 個預(yù)約周期內(nèi)成功發(fā)起了五步會話并且成功預(yù)約第1個預(yù)約時隙，而節(jié)點3和8在各自的競 爭概率下依舊未能發(fā)起競爭。節(jié)點6的結(jié)果為零跳成功，調(diào)整η。W = nmax= 18。節(jié)點3和8獲悉 一跳遠處節(jié)點6的預(yù)約成功，退出第1個預(yù)約時隙的競爭，調(diào)整nGW=nGW=max(4.1539X (1/1.1),2)=3.7763。節(jié)點1、5和9獲悉二跳遠處節(jié)點6的預(yù)約成功，并且已退出第一個預(yù)約 時隙的競爭，調(diào)整nc(i)=max(9.6194X (1/1.1),2) = 8.7749,nc(日)=max(8.1282 X (1/1.1)， 2) = 7.3893，nc(9) = max(4.4182Xα/l.l)，2)=4.0165。節(jié)點2和7獲悉Ξ跳遠處節(jié)點6的預(yù) 約成功，但是由于已經(jīng)退出了第1個預(yù)約時隙的競爭，因而不調(diào)整η。。節(jié)點4由于沒監(jiān)聽到任 何五步會話分組，累計連續(xù)空閑的預(yù)約周期次數(shù)為2,達到闊值Κ化= 2)，調(diào)整ncW=max (16.2X0.5,2)=8.1〇
[0048] 至此，網(wǎng)絡(luò)中第1個預(yù)約時隙的競爭過程結(jié)束，節(jié)點4和6成功競爭到了該預(yù)約時 隙。所有節(jié)點根據(jù)第4個預(yù)約周期結(jié)束后更新的競爭概率繼續(xù)參加第2個預(yù)約時隙的競爭， 競爭過程同理于第1個預(yù)約時隙。直到第20個預(yù)約周期結(jié)束，即時帖的預(yù)留部分結(jié)束，整個 網(wǎng)絡(luò)才完成對一個時帖內(nèi)的所有預(yù)約時隙的競爭過程。
[0049] 第20個預(yù)約周期結(jié)束后，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的時隙競爭成功情況如圖9所示。由圖可知， 網(wǎng)絡(luò)共9個節(jié)點，僅節(jié)點5沒有分配到時隙，整個網(wǎng)絡(luò)中成功競爭到時隙的節(jié)點比例為8/9， 表明本發(fā)明的時隙競爭成功率高。在本實例中，沒有一個節(jié)點連續(xù)競爭到2個預(yù)約時隙，并 且各個節(jié)點競爭到的時隙數(shù)量差距不大，表明本發(fā)明的時隙競爭公平性較好。在第3、4和5 個預(yù)約時隙上競爭成功的節(jié)點分別都相距3跳遠，表明基于多跳FCR算法的時隙競爭機制具 有較高的時隙空間復(fù)用率，時隙分配收斂速度快。
[0050] 實施例二
[0051 ] 在1500mX1500m的的區(qū)域范圍內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)拓撲隨機產(chǎn)生且具有連通性，節(jié)點的通信 半徑為300m，業(yè)務(wù)分組長度為1024bits，分組傳輸速率為1Mbps。并且，每個時帖由1個預(yù)留 部分和3個信息部分構(gòu)成，每個預(yù)留部分具有16個預(yù)約時隙，每個信息部分有16個信息時 隙。其中，每個預(yù)約時隙為60bits，每個信息時隙為1024bits，且預(yù)約時隙與信息時隙一一 對應(yīng)。每個預(yù)約時隙具有4個預(yù)約周期，每個預(yù)約周期可完成一次五步會話過程。此外，本實 施例的基于多跳FCR算法的時隙競爭機制參數(shù)設(shè)置如表2所示。為了驗證本發(fā)明的有益效 果，在本實施例中，我們將本發(fā)明提出的基于多跳FCR算法的時隙競爭機制和現(xiàn)有基于多跳 貝葉斯算法的時隙競爭機制做仿真對比。
[0化2] 表2實施例二多跳FCR算法參數(shù)設(shè)置
[0化3]
[0054] 圖10和圖11分別表示當網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目逐漸增加時，兩種基于不同算法的時隙競爭 機制對網(wǎng)絡(luò)平均時隙競爭成功率和平均時隙利用率的結(jié)果對比。從圖可知，隨著節(jié)點數(shù)目 的增大，網(wǎng)絡(luò)平均時隙競爭成功率下降，平均時隙利用率下降。但是，本發(fā)明提出的時隙競 爭機制在時隙競爭成功率及利用率方面明顯優(yōu)于現(xiàn)有基于多跳貝葉斯算法的時隙競爭機 制。
[0055] 圖12表示當節(jié)點數(shù)量為25時，兩種基于不同算法的時隙競爭機制對網(wǎng)絡(luò)歸一化時 隙分配公平性的結(jié)果對比。其中，時隙分配公平性由各個節(jié)點競爭到的時隙數(shù)的方差度量， 歸一化時隙分配公平性定義為:某一時隙競爭機制的公平性/仿真中所有時隙競爭機制的 公平性之和。從圖可知，基于多跳FCR算法的時隙競爭機制的時隙數(shù)方差明顯小于基于多跳 貝葉斯算法的時隙競爭機制，方差越小表明各個節(jié)點競爭到的時隙數(shù)量差異越小，時隙分 配越公平。
[0056] 圖13、圖14和圖15分別表示當節(jié)點數(shù)量為50時，隨著分組產(chǎn)生速率的增加，兩種基 于不同算法的時隙競爭機制對網(wǎng)絡(luò)吞吐量、接入時延和分組遞交率的結(jié)果對比。從圖可知， 隨著分組產(chǎn)生速率的增加，網(wǎng)絡(luò)吞吐量逐漸趨向飽和，分組的接入時延增加，分組遞交率下 降。但是，相比現(xiàn)有基于多跳貝葉斯算法的時隙競爭機制，本發(fā)明提出的時隙競爭機制在吞 吐量、時延和分組遞交率Ξ方面都具有明顯的性能優(yōu)勢。
【主權(quán)項】
1. 一種用于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)的時隙競爭方法，其特征在于，包括： 在FPRP協(xié)議的時幀結(jié)構(gòu)上，通過五步預(yù)留過程，采用多跳FCR算法對節(jié)點的時隙競爭機 制進行調(diào)整，具體方法是:節(jié)點通過每一次預(yù)約周期的五步預(yù)留過程，監(jiān)聽當前預(yù)約時隙的 預(yù)留情況，并根據(jù)監(jiān)聽結(jié)果對預(yù)約時隙的預(yù)留狀態(tài)進行判斷，判斷結(jié)果分為空閑、沖突、成 功三種情況，其中，空閑表示沒有競爭，即節(jié)點在當前預(yù)約時隙內(nèi)沒監(jiān)聽到任何預(yù)約控制分 組;沖突表示競爭失敗，即該節(jié)點和其它節(jié)點在當前預(yù)約時隙同時發(fā)起了競爭請求且它們 具有共同的鄰居節(jié)點；成功表示競爭成功，即節(jié)點監(jiān)聽到時隙預(yù)約成功的消息;根據(jù)判斷結(jié) 果，動態(tài)的調(diào)整節(jié)點的發(fā)起預(yù)約請求的競爭概率，具體是：當判斷結(jié)果為沖突時，節(jié)點減小 發(fā)起預(yù)約請求的競爭概率;當判斷結(jié)果為空閑時，節(jié)點增加發(fā)起預(yù)約請求的競爭概率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于多跳自組織網(wǎng)絡(luò)的時隙競爭方法，其特征在于，所述 動態(tài)的調(diào)整節(jié)點的發(fā)起預(yù)約請求的競爭概率的具體方法包括以下步驟： a. 在一個時幀的預(yù)留部分起始，節(jié)點初始化η。= η。。和P = 1 /η。。，其中，η。。為常量，P為節(jié) 點的時隙競爭概率； b. 若節(jié)點能夠在當前預(yù)約時隙競爭，在一輪預(yù)約周期內(nèi)以競爭概率Ρ主動發(fā)起五步預(yù) 留過程，進入步驟c;否則，節(jié)點監(jiān)聽當前預(yù)約時隙的預(yù)留情況，重復(fù)步驟b; c. 節(jié)點根據(jù)當前預(yù)約時隙的預(yù)留情況，按以下方式調(diào)整η。： 設(shè)定nmax表示η。的上限，nmin表示η。的下限，貝lj : 空閑狀態(tài)：當連續(xù)空閑的預(yù)約周期次數(shù)X小于連續(xù)空閑的預(yù)約周期次數(shù)的閾值K，設(shè)置η。 =max(anc，nmin);當連續(xù)空閑的預(yù)約周期次數(shù)X大于或等于連續(xù)空閑的預(yù)約周期次數(shù)的閾 值〖，設(shè)置11。= 11^(&1。，111^11);其中，(1和0分別表示在空閑情況下11。的縮小因子，且有〇〈0〈€[〈 1; 沖突狀態(tài):設(shè)置nc = nc+random(0，min (2nc，nmax) _nc)，其中，random表示服從均勾分布的 隨機函數(shù)； 成功狀態(tài)：當距離預(yù)約成功節(jié)點的跳數(shù)y = 〇,則nc^nmax，表示節(jié)點本身即是預(yù)約成功節(jié) 點；當距離預(yù)約成功節(jié)點的跳數(shù)y = 1，則n。= max (am。，nmin)，表示一跳遠處的預(yù)約成功，節(jié) 點退出當前時隙的競爭；當距離預(yù)約成功節(jié)點的跳數(shù)y = 2，則nc=max (a2nc，nmin)，表示兩跳 遠處的預(yù)約成功，節(jié)點退出當前時隙的競爭；當距離預(yù)約成功節(jié)點的跳數(shù)y = 3,且節(jié)點能夠 繼續(xù)在當前時隙競爭，則nc=max (a3nc，nmin )，表示三跳遠處的預(yù)約成功，節(jié)點加大對當前時 隙的競爭概率;否則，不調(diào)整nc;其中，&1、 &2和&3分別表示在一跳、二跳、三跳遠處的預(yù)約成 功情況下11。的縮減因子，且有0〈33〈31，32〈1; d. 節(jié)點計算P=l/nc; e. 若當前時幀的預(yù)留部分未結(jié)束，返回步驟b;否則，當前時幀的時隙競爭過程結(jié)束。
【文檔編號】H04W28/26GK105873130SQ201610375748
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】劉軍, 蔡偉, 劉偉, 唐偉, 郭偉, 余敬東
【申請人】電子科技大學(xué)