競爭窗口值自適應調(diào)整方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種競爭窗口值自適應調(diào)整方法和裝置，其方法包括：測量當前參與競爭站點數(shù)n；根據(jù)所述當前參與競爭站點數(shù)n，獲取當前競爭窗口值CWold的實際碰撞概率Pc和網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Pcopt；在數(shù)據(jù)幀傳輸成功時，根據(jù)所述實際碰撞概率Pc和最優(yōu)碰撞概率Pcopt，調(diào)整初始競爭窗口值CWinit；在數(shù)據(jù)幀傳輸失敗時，根據(jù)所述實際碰撞概率Pc，調(diào)整重傳競爭窗口值CWnew。本發(fā)明能更好的反映網(wǎng)絡的沖突情況，初始競爭窗口值及重傳競爭窗口值聯(lián)合動態(tài)調(diào)整，這樣能使競爭窗口值最終接近最優(yōu)值，從而提高網(wǎng)絡吞吐量，減小延遲。
【專利說明】競爭窗口值自適應調(diào)整方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及到網(wǎng)絡通信【技術領域】，特別涉及到競爭窗口值自適應調(diào)整方法和裝置。
【背景技術】
[0002]802.11 (是IEEE最初制定的一個無線局域網(wǎng)標準)標準中基于競爭的接入?yún)f(xié)議構成了 802.11 MACCMedia Access Control，媒體訪問控制)協(xié)議的基礎，標準為WLAN的媒體接入控制層(MAC)規(guī)定了用于競爭階段的分布協(xié)調(diào)功能(DCF, Distributed CoordinationFunction)。DCF采用帶有碰撞避免的載波偵聽多址(CSMA/CA, Carrier Sense MultipleAccess with Collision Detection)技術,通過物理和虛擬的載波偵聽功能來判斷媒體狀態(tài)，各終端可獨立地決定接入信道并在接入失敗時進入退避過程來重新接入信道，從而提供了一種更為靈活的無線通信方式。
[0003]在無線通信領域中，各終端可獨立地決定接入信道并在接入失敗時進入退避過程來重新接入信道。而無線局域網(wǎng)絡中僅存在一個共享信道，因此擁有待發(fā)送業(yè)務的站點需要進行信道競爭，在參與信道競爭的站點偵聽到信道空閑時，后延分布式協(xié)調(diào)幀間隔DIFS時長，并進一步等待一個隨機的回退時長，如果此時信道仍然空閑，則接入信道。其中，隨機回退時長也稱競爭窗CW,為減小碰撞概率,最優(yōu)競爭窗大小是依賴于信道中的同一時隙參與信道競爭的站點數(shù)量的。若參與競爭的站點數(shù)少，則碰撞概率低，此時可選用較小競爭窗，以減小延遲；若參與競爭的站點數(shù)多，則碰撞概率高，此時宜選用較大競爭窗，以減少碰撞，提高整個網(wǎng)絡吞吐量。
`[0004]在無線局域網(wǎng)標準里通常采用以時隙為單位的二進制指數(shù)退避法獲取競爭窗值，CW是從區(qū)間[0，CW-1]上的均勻分布中選取的一個隨機整數(shù)，Cff e [Cffmin, CWmax],并且第i次重傳時CW⑴=HiinDi ^CWmin, CWmax]，min()表示取括號內(nèi)的最小值。CW在每次成功發(fā)送后被重置為CWniintl但是，在網(wǎng)絡擁塞的情況下，如果成功發(fā)送后將CW重置為CWniin,易導致碰撞和重傳，降低網(wǎng)絡吞吐量；在網(wǎng)絡擁塞緩解的情況下，重傳翻倍，則會增加網(wǎng)絡空閑時隙數(shù)，引入不必要的延遲，降低網(wǎng)絡吞吐量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的主要目的為提供一種減小網(wǎng)絡延遲、提高網(wǎng)絡吞吐量的競爭窗口值自適應調(diào)整方法和裝置。
[0006]本發(fā)明提出一種競爭窗口值自適應調(diào)整方法，包括步驟:
[0007]測量當前參與競爭站點數(shù)η ;
[0008]根據(jù)所述當前參與競爭站點數(shù)η，獲取當前競爭窗口值CWtjld的實際碰撞概率P。和網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Prapt ；
[0009]在數(shù)據(jù)幀傳輸成功時，根據(jù)所述實際碰撞概率P。和最優(yōu)碰撞概率PMpt，調(diào)整初始競爭窗口值CWinit ；[0010]在數(shù)據(jù)幀傳輸失敗時，根據(jù)所述實際碰撞概率P。，調(diào)整重傳競爭窗口值CWnOT。
[0011]優(yōu)選地，所述根據(jù)當前參與競爭站點數(shù)n，獲取當前競爭窗口值CWtjld的實際碰撞概率P。和網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率PMpt的步驟具體包括:
[0012]在當前參與競爭站點數(shù)η和當前競爭窗口值CWtjld時，確定所述實際碰撞概率Pc=1-(1-T)nIh(I1-1) τ];其中，τ為在當前競爭窗口值CWtjld時，站點在信道時隙開始時的發(fā)送概率；
[0013]在當前參與競爭站點數(shù)η和網(wǎng)絡吞吐量最大化時，確定所述最優(yōu)碰撞概率Pcopt=l-(l-^opt)n^[l+(n-l) τορ?];其中，τ_為在網(wǎng)絡吞吐量最大化時，站點在信道時隙開始時的發(fā)送概率。
[0014]優(yōu)選地，所述根據(jù)實際碰撞概率P。和最優(yōu)碰撞概率PMpt，調(diào)整初始競爭窗口值Cffinit的步驟具體包括:
[0015]比較所述實際碰撞概率P。與碰撞概率閾值下限Pemax=Petjpt-W和碰撞概率閾值上限Pcfflin=Pcopt+DL的大??；其中，隊為互動容忍門限；
[0016]當PcXPcmin時，判定當前網(wǎng)絡空閑，減小所述初始競爭窗口值Cffinit=min[Cffold-Cffstepl, CffmaJ ;其中，Cffstepl 為第一初始競爭窗口值步長；
[0017]當Pc^Panax時，判定當前網(wǎng)絡阻塞，增大所述初始競爭窗口值CWinit=min[Cffold+Cffstep2, CffmaJ ;其中，Cffstep2為第二初始競爭窗口值步長；
[0018]當Pemin^ Pc ^ Pcmax時，判定當前網(wǎng)絡良好，保持所述初始競爭窗口值CWinit=min [CWold，CWmaJ。
[0019]優(yōu)選地，所述當PcXPemin時，判定當前網(wǎng)絡空閑，減小所述初始競爭窗口值CWinit的步驟具體包括:
[0020]當PcXPcmin時，判斷當前競爭窗口值CWtjld是否小于競爭窗口閾值Thr (η)；
[0021]如果是，則判定當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡適中，初始競爭窗口值步長CWstepl=O，保持所述初始競爭窗口值 CWinit=HIin [CWtjld, CffmaJ ；
[0022]如果否，則判定當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡過大，初始競爭窗口值步長CWstepl>0，減小所述初始競爭窗口值 CWinit= min[Cffold-Cffstepl, CWmaJ。
[0023]優(yōu)選地，所述根據(jù)實際碰撞概率P。，調(diào)整重傳競爭窗口值CWmw的步驟具體包括:
[0024]從媒體接入控制層獲取誤包率PER ；
[0025]判斷所述誤包率PER是否遠大于所述實際碰撞概率P。；
[0026]如果是，則判定數(shù)據(jù)幀傳輸失敗原因是由網(wǎng)絡環(huán)境惡劣導致，保持所述重傳競爭窗口值 CWnew=min[CWQld，CWmaJ ；
[0027]如果否，則判定數(shù)據(jù)幀傳輸失敗原因是由碰撞導致，增大所述重傳競爭窗口值CWnew= min[CWold+Cffstep3, CfffflaJ ;其中，CWstep3 為重傳競爭窗口值步長。
[0028]本發(fā)明還提出一種競爭窗口值自適應調(diào)整裝置，包括:
[0029]測量模塊，用于測量當前參與競爭站點數(shù)η ；
[0030]獲取模塊，用于根據(jù)所述當前參與競爭站點數(shù)η，獲取當前競爭窗口值CWtjld的實際碰撞概率P。和網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Prapt ；
[0031]第一調(diào)整模塊，用于在數(shù)據(jù)幀傳輸成功時，根據(jù)所述實際碰撞概率P。和最優(yōu)碰撞概率Prapt，調(diào)整初始競爭窗口值CWinit ；[0032]第二調(diào)整模塊，用于在數(shù)據(jù)幀傳輸失敗時，根據(jù)所述實際碰撞概率P。，調(diào)整重傳競爭窗口值cwn?。
[0033]優(yōu)選地，所述獲取模塊具體包括:
[0034]第一獲取單元，用于在當前參與競爭站點數(shù)η和當前競爭窗口值CWtjld時，確定所述實際碰撞概率Pc=1-Q-τΠ?+Οι-Ι) τ];其中，τ為在當前競爭窗口值CWtjld時，站點在信道時隙開始時的發(fā)送概率；
[0035]第二獲取單元，用于在當前參與競爭站點數(shù)η和網(wǎng)絡吞吐量最大化時，確定所述最優(yōu)碰撞概率Ρ_=1-(1-τ_廣1[1+(η-1) τ opt];其中，τ _為在網(wǎng)絡吞吐量最大化時，站點在信道時隙開始時的發(fā)送概率。
[0036]優(yōu)選地，所述第一調(diào)整模塊具體包括:
[0037]第一比較單元，用于比較所述實際碰撞概率P。與碰撞概率閾值下限Panax=Prapt-W和碰撞概率閾值上限Ρ—=Ρ_+Α的大小；其中，Dl為互動容忍門限；
[0038]第一調(diào)整單元，用于當PcXPcmin時，判定當前網(wǎng)絡空閑，減小所述初始競爭窗口值Cffinit=min[Cffold-Cffstepl, CffmaJ ;其中，Cffstepl 為第一初始競爭窗口值步長；
[0039]第二調(diào)整單元，用于當Pc^Pemax時，判定當前網(wǎng)絡阻塞，增大所述初始競爭窗口值CWinit= min[Cffold+Cffstep2, CfffflaJ ;其中，Cffstep2 為第二初始競爭窗口值步長；
[0040]第三調(diào)整單元，用于當PraninS P。( Pcmax時，判定當前網(wǎng)絡良好，保持所述初始競爭窗口值 CWinit=min[CWQld，CWmaJ。
[0041]優(yōu)選地，所述第一調(diào)整單元具體用于:
[0042]當PcXPemin時，判斷當前`競爭窗口值CWtjld是否小于競爭窗口閾值Thr (η)；
[0043]如果是，則判定當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡適中，初始競爭窗口值步長CWstepl=O，保持所述初始競爭窗口值 CWinit=HIin [CWtjld, CffmaJ ；
[0044]如果否，則判定當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡過大，初始競爭窗口值步長CWstepl>0，減小所述初始競爭窗口值 CWinit= min[Cffold-Cffstepl, CWmaJ。
[0045]優(yōu)選地，所述第二調(diào)整模塊具體包括:
[0046]誤包率獲取單元，用于從媒體接入控制層獲取誤包率PER ；
[0047]第二比較單元，用于判斷所述誤包率PER是否遠大于所述實際碰撞概率P。；
[0048]第四調(diào)整單元，用于當PER遠大于P。時，判定數(shù)據(jù)幀傳輸失敗原因是由網(wǎng)絡環(huán)境惡劣導致，保持所述重傳競爭窗口值CWnOT=min [Cffold, CffmaJ ；
[0049]第五調(diào)整單元，用于當PER并非遠大于P。時，則判定數(shù)據(jù)幀傳輸失敗原因是由碰撞導致，增大所述重傳競爭窗口值CWmw= min[CWold+Cffstep3, CffmaJ ;其中，CWstep3為重傳競爭窗口值步長。
[0050]本發(fā)明能更好的反映網(wǎng)絡的沖突情況，初始競爭窗口值及重傳競爭窗口值聯(lián)合動態(tài)調(diào)整，這樣能使競爭窗口值最終接近最優(yōu)值，從而提高網(wǎng)絡吞吐量，減小延遲。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0051]圖1為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法中競爭站點數(shù)與碰撞概率的關系圖；
[0052]圖2為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法的第一實施例的流程圖；
[0053]圖3為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法的第一實施例中獲取實際碰撞概率和最優(yōu)碰撞概率的流程圖；
[0054]圖4為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法的第一實施例中調(diào)整初始競爭窗口值的第一實施方案的流程圖；
[0055]圖5為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法的第一實施例中調(diào)整初始競爭窗口值的第二實施方案的流程圖；
[0056]圖6為本 發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法的第一實施例中調(diào)整重傳競爭窗口值的流程圖；
[0057]圖7為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法的第二實施例的流程圖；
[0058]圖8為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整裝置的第一實施例的結構示意圖；
[0059]圖9為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整裝置的第二實施例的結構示意圖；
[0060]圖10為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整裝置的第三實施例的結構示意圖；
[0061]圖11為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整裝置的第四實施例的結構示意圖。
[0062]本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0063]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0064]如圖1所示，圖1為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法中競爭站點數(shù)與碰撞概率的關系圖。
[0065]本實施例是在CW —定的情況下，根據(jù)理論計算，通過仿真得到。在CW為32的情況下，假設站點數(shù)為n，在CW > 16.η的情況下，碰撞概率小于0.05，在CW為其他的長度的情況下，也近似滿足這個關系。
[0066]如圖2所示，圖2為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法的第一實施例的流程圖。本實施例提到的競爭窗口值自適應調(diào)整方法，包括步驟:
[0067]步驟S10,測量當前參與競爭站點數(shù)η ；
[0068]步驟S20，根據(jù)當前參與競爭站點數(shù)η，獲取當前競爭窗口值CWtjld的實際碰撞概率P。和網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Prapt ；
[0069]步驟S30，在數(shù)據(jù)幀傳輸成功時，根據(jù)實際碰撞概率P。和最優(yōu)碰撞概率Ρ_，調(diào)整初始競爭窗口值CWinit ；
[0070]根據(jù)當前網(wǎng)絡中的參與競爭站點數(shù)計算實際碰撞概率和最優(yōu)碰撞概率，在數(shù)據(jù)幀傳輸成功時，將實際碰撞概率并與使網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率相比，以此動態(tài)調(diào)整初始競爭窗口值。
[0071]步驟S40，在數(shù)據(jù)幀傳輸失敗時，根據(jù)實際碰撞概率P。，調(diào)整重傳競爭窗口值CWn?。
[0072]在數(shù)據(jù)幀傳輸失敗時，將實際碰撞概率與誤包率相比，以此動態(tài)調(diào)整重傳競爭窗口值。
[0073]本實施例能更好的反映網(wǎng)絡的沖突情況，初始競爭窗口值及重傳競爭窗口值聯(lián)合動態(tài)調(diào)整，這樣能使競爭窗口值最終接近最優(yōu)值，從而提高網(wǎng)絡吞吐量，減小延遲。
[0074]如圖3所示，圖3為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法的第一實施例中獲取實際碰撞概率和最優(yōu)碰撞概率的流程圖。步驟S20具體包括:
[0075]步驟S21，在當前參與競爭站點數(shù)η和當前競爭窗口值CWtjld時，確定實際碰撞概率Pc=1-(1-T)M [1+(η-1) τ];其中，τ為在當前競爭窗口值CWtjld時，站點在信道時隙開始時的發(fā)送概率；
[0076]步驟S22，在當前參與競爭站點數(shù)η和網(wǎng)絡吞吐量最大化時，確定最優(yōu)碰撞概率Pcopt=l-(l-^opt)n^[l+(n-l) τορ?];其中，τ_為在網(wǎng)絡吞吐量最大化時，站點在信道時隙開始時的發(fā)送概率。
[0077]本實施例的τ與當前參與競爭站點數(shù)η和當前競爭窗口值CWtjld有關，τ _與當前參與競爭站點數(shù)η和最優(yōu)CW值有關，即它是根據(jù)最大網(wǎng)絡吞吐量所得。這兩個參數(shù)可統(tǒng)計計算得到。根據(jù)當前網(wǎng)絡中的參與競爭站點數(shù)η計算當前競爭窗口值CWtjld的實際碰撞概率P。和網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Prapt，并以此動態(tài)調(diào)整初始競爭窗口值CWinit和重傳競爭窗口值CWmw，能更好的反映網(wǎng)絡的沖突情況，使競爭窗口值接近最優(yōu)值，從而提聞網(wǎng)絡吞吐量，減小延遲。
[0078]如圖4所示，圖4為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法的第一實施例中調(diào)整初始競爭窗口值的第一實施方案的流程圖。
[0079]步驟S30具體包括:
[0080]步驟S31，比較實際碰撞概率P。與碰撞概率閾值下限Pcmax=Prapt-W和碰撞概率閾值上限P-=Prapt^的大小；其中，Dl為互動容忍門限；
[0081]其中，互動容忍門限隊可通過仿真獲得；
[0082]步驟S32，當PcXPanin時，判定當前網(wǎng)絡空閑，減小初始競爭窗口值Cffinit=min[Cffold-Cffstepl, CffmaJ ;其中，Cffstepl 為第一初始競爭窗口值步長；
[0083]在PcXPanin時，表示沖突較輕，網(wǎng)絡相對空閑，應減小競爭窗口值，提高時隙利用率，減小延遲。
`[0084]步驟S33，當P?！?。.時，判定當前網(wǎng)絡阻塞，增大初始競爭窗口值CWinit=min[Cffold+Cffstep2, CffmaJ ;其中，Cffstep2為第二初始競爭窗口值步長；
[0085]在Pe>Pemax時，表示沖突較嚴重，網(wǎng)絡相對阻塞，應增大競爭窗口值，降低沖突。
[0086]步驟S34，當Pemin ^ Pc ^ Pcmax時，判定當前網(wǎng)絡良好，保持初始競爭窗口值CWinit=min [CWold，CWmaJ。
[0087]本實施例將實際碰撞概率P。與網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Prapt比較，動態(tài)調(diào)整初始競爭窗口值CWinit，能更好的反映網(wǎng)絡的沖突情況，使競爭窗口值接近最優(yōu)值，從而在網(wǎng)絡相對空閑時，提高時隙利用率，減小延遲，在網(wǎng)絡相對阻塞時，降低沖突。
[0088]如圖5所示，圖5為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法的第一實施例中調(diào)整初始競爭窗口值的第二實施方案的流程圖。
[0089]步驟S30具體包括:
[0090]步驟S31，比較實際碰撞概率P。與碰撞概率閾值下限Pcmax=Prapt-W和碰撞概率閾值上限P-=Prapt^的大小；其中，Dl為互動容忍門限；
[0091 ] 步驟S321，當PcXPanin時，判斷當前競爭窗口值CWtjld是否小于競爭窗口閾值Thr (η);如果是，則執(zhí)行步驟S322 ;如果否，則執(zhí)行步驟S323 ；
[0092]其中，競爭窗口閾值Thr (η)是當前參與競爭站點數(shù)η的函數(shù)，可為根據(jù)圖1所示實施例中競爭站點數(shù)與碰撞概率的關系曲線仿真所得的經(jīng)驗值。
[0093]步驟S322，判定當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡適中，初始競爭窗口值步長CW_=0，保持初始競爭窗口值 CWinit=HIin [CWtjld, CffmaJ ；
[0094]步驟S323，判定當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡過大，初始競爭窗口值步長CWstepl>0，減小初始競爭窗□值 CWinit= min [Cffold-Cffstepl, CfffflaJ ；
[0095]由于當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡過大，應大幅度遞減，調(diào)整的第一初始競爭窗口值步長CWstepP-1.CWtjld，初始競爭窗口值CWinit= minD—1.Cffold, CWmax]，減半遞減，盡快減輕由于競爭窗口值過大帶來的吞吐量下降。
[0096]步驟S33，當P。〉?。.時，判定當前網(wǎng)絡阻塞，增大初始競爭窗口值CWinit=min[Cffold+Cffstep2, CffmaJ ;其中，Cffstep2為第二初始競爭窗口值步長；
[0097]此時，Cffstep2=f(Cffold).L(n)，其中，f (CWtjld)為 CWtjld 的減函數(shù)，L(η)為 η 的增函數(shù)，通過這兩個函數(shù)得到的CWstep2，使得CWinit近似滿足圖1所示實施例中競爭站點數(shù)與碰撞概率的關系曲線。可以看出，在參與競爭站點數(shù)η—定時，L (η)不變，隨著CWtjld值增大，f (Cffold)減小，CWstep2減小。在CWtjld值較大的情況下，碰撞概率變小，此時需要用數(shù)值較小的步長對CW進行調(diào)整，即慢調(diào)CW，這樣更有利于將CW調(diào)整到最優(yōu)值；而在CW值較小的情況下，碰撞概率較大，需要采用數(shù)值較大的步長對CW進行調(diào)整，即快調(diào)CW，有利于將CW更快調(diào)整到最優(yōu)值。
[0098]步驟S34，當Panin ^ Pc ^ Pcmax時，判定當前網(wǎng)絡良好，保持初始競爭窗口值CWinit=min [CWold，CWmaJ。[0099]本實施例根據(jù)實際碰撞概率P。分別與網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率PMpt和競爭窗口閾值Thr (η)的比較結果，對初始競爭窗口值CWinit進行調(diào)整，在網(wǎng)絡相對空閑且當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡過大時，使競爭窗口值大幅度遞減，盡快減輕由于競爭窗口值過大帶來的吞吐量下降；在網(wǎng)絡阻塞時，增大競爭窗口值，降低沖突。
[0100]如圖6所示，圖6為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法的第一實施例中調(diào)整重傳競爭窗口值的流程圖。
[0101]步驟S40具體包括:
[0102]步驟S41，從媒體接入控制層獲取誤包率PER ；
[0103]其中，誤包率PER=校驗錯誤的幀數(shù)+總校驗幀數(shù)。
[0104]步驟S42，判斷誤包率PER是否遠大于實際碰撞概率P。；如果是，則執(zhí)行步驟S43 ；如果否，則執(zhí)行步驟S44 ；
[0105]可以進一步的將PER>a.P。判定為PER遠大于P。，a為倍數(shù)，具體倍數(shù)可根據(jù)實際網(wǎng)絡狀況而定，例如，當a=100時，則在PER大于100倍P。時，判定為PER遠大于Pc。
[0106]步驟S43，判定數(shù)據(jù)幀傳輸失敗原因是由網(wǎng)絡環(huán)境惡劣導致，保持重傳競爭窗口值Cffnew=min [Cffold, CfffflaJ ；
[0107]步驟S44，判定數(shù)據(jù)幀傳輸失敗原因是由碰撞導致，增大重傳競爭窗口值CWnew=min[CWold+Cffstep3, CfffflaJ ;其中，Cffstep3 為重傳競爭窗口值步長；
[0108]此時，Cffstep3=f (Cffold).L’(η)，其中，f (CWtjld)為 CWtjld 的減函數(shù)，L’ (η)為 η 的第二增函數(shù)，通過這兩個函數(shù)得到的CWstep3,使得CWnrat近似滿足圖1所示實施例中競爭站點數(shù)與碰撞概率的關系曲線?？梢钥闯?，在參與競爭站點數(shù)η—定時，L’ (η)不變，隨著CWtjld值增大，f (Cffold)減小，Cff _3減小。在CWtjld值較大的情況下，碰撞概率變小，此時需要用數(shù)值較小的步長對CW進行調(diào)整，即慢調(diào)CW，這樣更有利于將CW調(diào)整到最優(yōu)值；而在CW值較小的情況下，碰撞概率較大，需要采用數(shù)值較大的步長對CW進行調(diào)整，即快調(diào)CW，有利于將CW更快調(diào)整到最優(yōu)值。此外，L’ (η)可與圖5所示實施例中的L(n)相同。
[0109]本實施例將實際碰撞概率與誤包率相比，能更好的反映網(wǎng)絡的沖突情況，動態(tài)調(diào)整重傳競爭窗口值，使競爭窗口值最終接近最優(yōu)值，從而提高網(wǎng)絡吞吐量，減小延遲。
[0110]如圖7所示，圖7為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整方法的第二實施例的流程圖。
[0111]步驟S501，設置 CWinit=min [Cffmin, CffmaJ ；
[0112]在802.1 In協(xié)議中，將Cffmin規(guī)定為16 ；
[0113]步驟S502，從區(qū)間[0，CW_1]上的均勻分布中選取一個隨機數(shù)作為隨機回退時長；
[0114]步驟S503，站點偵聽到信道空閑時，后延DIFS時長；
[0115]步驟S504，判斷信道是否空閑；如果否，則執(zhí)行步驟S505 ;如果是，則執(zhí)行步驟S506 ；
[0116]步驟S505，回退計數(shù)器凍結，暫?；赝擞嫈?shù)，返回步驟S503 ；
[0117]步驟S506，繼續(xù)回退計數(shù)，判斷回退計數(shù)是否到達O ;如果否，則返回步驟S504 ;如果是，則執(zhí)行步驟S507 ；
[0118]在回退時段期間，若信道保持空閑狀態(tài)，則繼續(xù)回退計數(shù)，并判斷回退計數(shù)器是否到達0，如果信道忙碌，則暫?；赝擞嫈?shù)，直至信道重新空閑后，再繼續(xù)計數(shù)。
[0119]步驟S507，傳輸數(shù)據(jù)幀；
[0120]步驟S508，判斷數(shù)據(jù)幀是否傳輸成功；如果是，則執(zhí)行步驟S509 ;如果否，則執(zhí)行步驟S510 ；
[0121]步驟S509，執(zhí)行調(diào)整初始競爭窗口值的流程；
[0122]調(diào)整初始競爭窗口值的流程可參照圖1至圖5所示實施例，在此不作贅述。
[0123]步驟S510，判斷是否達最大重傳次數(shù)；如果是，則執(zhí)行步驟S511 ;如果否，則執(zhí)行步驟S512 ；
[0124]步驟S511，丟棄此數(shù)據(jù)幀；
[0125]步驟S512，執(zhí)行調(diào)整重傳競爭窗口值的流程。
[0126]調(diào)整重傳始競爭窗口值的流程可參照圖1、圖2和圖6所示實施例，在此不作贅述。
[0127]由于本實施例的調(diào)整初始競爭窗口值的流程和調(diào)整重傳競爭窗口值的流程采用了前述圖1至圖6所示實施例的所有技術方案，本實施例同樣能夠更好的反映網(wǎng)絡的沖突情況，初始競爭窗口值及重傳競爭窗口值聯(lián)合動態(tài)調(diào)整，使競爭窗口值最終接近最優(yōu)值，從而提聞網(wǎng)絡吞吐量，減小延遲。
[0128]如圖8所示，圖8為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整裝置的第一實施例的結構示意圖。本發(fā)明提出的競爭窗口值自適應調(diào)整裝置包括:
[0129]測量模塊10，用于測量當前參與競爭站點數(shù)η ;
[0130]獲取模塊20，用于根據(jù)當前參與競爭站點數(shù)η，獲取當前競爭窗口值CWtjld的實際碰撞概率P。和網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Prapt ；
[0131]第一調(diào)整模塊30,用于在數(shù)據(jù)巾貞傳輸成功時,根據(jù)實際碰撞概率Pc和最優(yōu)碰撞概
率Prapt，調(diào)整初始競爭窗口值CWinit ；
[0132]第二調(diào)整模塊40，用于在數(shù)據(jù)幀傳輸失敗時，根據(jù)實際碰撞概率P。，調(diào)整重傳競爭窗口值 CWnew。[0133]本實施例根據(jù)當前網(wǎng)絡中的參與競爭站點數(shù)計算實際碰撞概率和最優(yōu)碰撞概率，在數(shù)據(jù)幀傳輸成功時，將實際碰撞概率并與使網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率相比，以此動態(tài)調(diào)整初始競爭窗口值；在數(shù)據(jù)幀傳輸失敗時，將實際碰撞概率與誤包率相比，以此動態(tài)調(diào)整重傳競爭窗口值。本實施例能更好的反映網(wǎng)絡的沖突情況，初始競爭窗口值及重傳競爭窗口值聯(lián)合動態(tài)調(diào)整，這樣能使競爭窗口值最終接近最優(yōu)值，從而提高網(wǎng)絡吞吐量，減小延遲。
[0134]如圖9所示，圖9為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整裝置的第二實施例的結構示意圖。
[0135]獲取模塊20具體包括:
[0136]第一獲取單元21，用于在當前參與競爭站點數(shù)η和當前競爭窗口值CWtjld時，確定實際碰撞概率Pc=1-(1-T)Ih(I1-1) τ];其中，τ為在當前競爭窗口值CWtjld時，站點在信道時隙開始時的發(fā)送概率；
[0137]第二獲取單元22，用于在當前參與競爭站點數(shù)η和網(wǎng)絡吞吐量最大化時，確定最優(yōu)碰撞概率Pcwpt=1-Q-τ _)n 1Iil+(η_1) τ opt];其中，τ _為在網(wǎng)絡吞吐量最大化時,站點在信道時隙開始時的發(fā)送概率。
[0138]本實施例的τ與當前參與競爭站點數(shù)η和當前競爭窗口值CWtjld有關，τ _與當前參與競爭站點數(shù)η和最優(yōu)CW值有關，即它是根據(jù)最大網(wǎng)絡吞吐量所得。這兩個參數(shù)可統(tǒng)計計算得到。根據(jù)當前網(wǎng)絡中的參與競爭站點數(shù)η計算當前競爭窗口值CWtjld的實際碰撞概率P。和網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Prapt，并以此動態(tài)調(diào)整初始競爭窗口值CWinit和重傳競爭窗口值CWmw，能更好的反映網(wǎng)絡的沖突情況，使競爭窗口值接近最優(yōu)值，從而提聞網(wǎng)絡吞吐量，減小延遲。
[0139]如圖10所示，圖`10為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整裝置的第三實施例的結構示意圖。
[0140]第一調(diào)整模塊30具體包括:
[0141]第一比較單元31，用于比較實際碰撞概率P。與碰撞概率閾值下限Pcmax=P copt-DL和碰撞概率閾值上限Paoin=PrapJW的大?。黄渲?，Dl為互動容忍門限，互動容忍門限^可通過仿真獲得；
[0142]第一調(diào)整單元32，用于當PcXPcmin時，判定當前網(wǎng)絡空閑，減小初始競爭窗口值Cffinit=min[Cffold-Cffstepl, CffmaJ ;其中，Cffstepl 為第一初始競爭窗口值步長；
[0143]第二調(diào)整單元33，用于當Pe>Pemax時，判定當前網(wǎng)絡阻塞，增大初始競爭窗口值CWinit= min [Cffold+Cffstep2, CffmaJ ;其中，Cffstep2為第二初始競爭窗口值步長；此時，Cffstep2=f (Cffold).L (η)，其中，MCWtjld)為CWtjld的減函數(shù)，L (η)為η的增函數(shù)，通過這兩個函數(shù)得到的CWstep2，使得CWinit近似滿足圖1所示實施例中競爭站點數(shù)與碰撞概率的關系曲線。可以看出，在參與競爭站點數(shù)η—定時，L(η)不變，隨著CWtjld值增大，f (Cffold)減小，Cffstep2減小。在CWtjld值較大的情況下，碰撞概率變小，此時需要用數(shù)值較小的步長對CW進行調(diào)整，即慢調(diào)CW，這樣更有利于將CW調(diào)整到最優(yōu)值；而在CW值較小的情況下，碰撞概率較大，需要采用數(shù)值較大的步長對CW進行調(diào)整，即快調(diào)CW，有利于將CW更快調(diào)整到最優(yōu)值。
[0144]第三調(diào)整單元34，用于當Pemin ^ Pc ^ Pcmax時，判定當前網(wǎng)絡良好，保持初始競爭窗口值 CWinit=min[CWQld，CWmaJ。[0145]本實施例在PcXPanin時，表示沖突較輕，網(wǎng)絡相對空閑，應減小競爭窗口值，提高時隙利用率，減小延遲；在pc>pcmax時，表示沖突較嚴重，網(wǎng)絡相對阻塞，應增大競爭窗口值，降低沖突。本實施例將實際碰撞概率P。與網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Prapt比較，動態(tài)調(diào)整初始競爭窗口值CWinit，能更好的反映網(wǎng)絡的沖突情況，使競爭窗口值接近最優(yōu)值，從而在網(wǎng)絡相對空閑時，提高時隙利用率，減小延遲，在網(wǎng)絡相對阻塞時，降低沖突。
[0146]本發(fā)明實施例的第一調(diào)整單元32具體用于:
[0147]當PcXPemin時，判斷當前競爭窗口值CWtjld是否小于競爭窗口閾值Thr (η);其中，競爭窗口閾值Thr (η)是當前參與競爭站點數(shù)η的函數(shù)，可為根據(jù)圖1所示實施例中競爭站點數(shù)與碰撞概率的關系曲線仿真所得的經(jīng)驗值。
[0148]如果是，則判定當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡適中，初始競爭窗口值步長CW_=0，保持初始競爭窗口值 CWinit=HIin [CWtjld, CffmaJ ； [0149]如果否，則判定當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡過大，初始競爭窗口值步長CWstepl>0，減小初始競爭窗□值 CWinit= min [Cffold-Cffstepl, CWmaJ。
[0150]本實施例在CWtjld大于競爭窗口閾值Thr (η)時，由于當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡過大，應大幅度遞減，調(diào)整的第一初始競爭窗口值步長CWstepl=Z-1.CWtjld，初始競爭窗口值CWinit= min[2^1.Cffold, CWmax]，減半遞減，盡快減輕由于競爭窗口值過大帶來的吞吐量下降。本實施例根據(jù)實際碰撞概率P。分別與網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Prapt和競爭窗口閾值Thr (η)的比較結果，對初始競爭窗口值CWinit進行調(diào)整，在網(wǎng)絡相對空閑且當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡過大時,使競爭窗口值大幅度遞減,盡快減輕由于競爭窗口值過大帶來的吞吐量下降；在網(wǎng)絡阻塞時，增大競爭窗口值，降低沖突。
[0151]如圖11所示，圖11為本發(fā)明競爭窗口值自適應調(diào)整裝置的第四實施例的結構示意圖。
[0152]第二調(diào)整模塊40具體包括:
[0153]誤包率獲取單元41，用于從媒體接入控制層獲取誤包率PER，其中，誤包率PER=校驗錯誤的幀數(shù)+總校驗幀數(shù)；
[0154]第二比較單元42，用于判斷誤包率PER是否遠大于實際碰撞概率P。；
[0155]第四調(diào)整單元43，用于當PER遠大于P。時，判定數(shù)據(jù)幀傳輸失敗原因是由網(wǎng)絡環(huán)境惡劣導致，保持重傳競爭窗口值CWnOT=min [Cffold, CffmaJ ；
[0156]第五調(diào)整單元44，用于當PER并非遠大于P。時，則判定數(shù)據(jù)幀傳輸失敗原因是由碰撞導致，增大重傳競爭窗口值CWmw= min[CWold+Cffstep3, CffmaJ ;其中，CWstep3為重傳競爭窗口值步長。此時，CWstep3= f (Cffold) *L’(η)，其中，f (CWtjld)為 CWtjld 的減函數(shù)，L’ (η)為 η 的第二增函數(shù)，通過這兩個函數(shù)得到的CWstep3,使得CWnrat近似滿足圖1所示實施例中競爭站點數(shù)與碰撞概率的關系曲線?？梢钥闯觯趨⑴c競爭站點數(shù)η—定時，L’ (η)不變，隨著CWtjld值增大，MCWtjld)減小，CWstep3減小。在CWtjld值較大的情況下，碰撞概率變小，此時需要用數(shù)值較小的步長對CW進行調(diào)整，即慢調(diào)CW，這樣更有利于將CW調(diào)整到最優(yōu)值；而在CW值較小的情況下，碰撞概率較大，需要采用數(shù)值較大的步長對CW進行調(diào)整，即快調(diào)CW，有利于將CW更快調(diào)整到最優(yōu)值。此外，L’ (η)可與圖5所示實施例中的L(n)相同。
[0157]本實施例可將PER>a.P。判定為PER遠大于P。，a為倍數(shù)，具體倍數(shù)可根據(jù)實際網(wǎng)絡狀況而定，例如，當a=100時，則在PER大于100倍P。時，判定為PER遠大于P。。本實施例將實際碰撞概率與誤包率相比，能更好的反映網(wǎng)絡的沖突情況，動態(tài)調(diào)整重傳競爭窗口值，使競爭窗口值最終接近最優(yōu)值，從而提高網(wǎng)絡吞吐量，減小延遲。
[0158] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種競爭窗口值自適應調(diào)整方法，其特征在于，包括步驟: 測量當前參與競爭站點數(shù)η ； 根據(jù)所述當前參與競爭站點數(shù)η，獲取當前競爭窗口值CWtjld的實際碰撞概率P。和網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Prapt ; 在數(shù)據(jù)幀傳輸成功時，根據(jù)所述實際碰撞概率P。和最優(yōu)碰撞概率P_t，調(diào)整初始競爭窗口值 CWinit ； 在數(shù)據(jù)幀傳輸失敗時，根據(jù)所述實際碰撞概率P。，調(diào)整重傳競爭窗口值CWn?。
2.根據(jù)權利要求1所述的競爭窗口值自適應調(diào)整方法，其特征在于，所述根據(jù)當前參與競爭站點數(shù)n，獲取當前競爭窗口值CWtjld的實際碰撞概率P。和網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Prapt的步驟具體包括: 在當前參與競爭站點數(shù)η和當前競爭窗口值CWtjld時，確定所述實際碰撞概率Pc=1-(1-T)nIh(I1-1) τ];其中，τ為在當前競爭窗口值CWtjld時，站點在信道時隙開始時的發(fā)送概率； 在當前參與競爭站點數(shù)η和網(wǎng)絡吞吐量最大化時，確定所述最優(yōu)碰撞概率Pcopt=l-(l-opt)n^[l+(n-l) τορ?];其中，τ_為在網(wǎng)絡吞吐量最大化時，站點在信道時隙開始時的發(fā)送概率。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的競爭窗口值自適應調(diào)整方法，其特征在于，所述根據(jù)實際碰撞概率P。和最優(yōu)碰撞概率PMpt，調(diào)整初始競爭窗口值CWinit的步驟具體包括: 比較所述實際碰撞概率P。與碰撞概率閾值下限Pcmax=Prapt-W和碰撞概率閾值上限Pcfflin=Pcopt+DL的大??；其中，隊為互動容忍門限； 當Pc^Pcmin時，判定當前網(wǎng)絡空閑，減小所述初始競爭窗口值CWinit=Hiin[CWtjld-CWstepl,CffmaJ ;其中，Cffstepl為第一初始競爭窗口值步長； 當P?！?。.時，判定當前網(wǎng)絡阻塞，增大所述初始競爭窗口值CWinit= min[Cffold+Cffstep2,CffmaJ ;其中，Cffstep2為第二初始競爭窗口值步長； 當Panin ^ Pc ^ Pcmax時，判定當前網(wǎng)絡良好，保持所述初始競爭窗口值CWinit=Hiin [Cffold,CWfflaJ。
4.根據(jù)權利要求3所述的競爭窗口值自適應調(diào)整方法，其特征在于，所述當PcXP-時，判定當前網(wǎng)絡空閑，減小所述初始競爭窗口值CWinit的步驟具體包括: 當P#—時，判斷當前競爭窗口值CWtjld是否小于競爭窗口閾值Thr (η)； 如果是，則判定當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡適中，初始競爭窗口值步長CWstepl=O，保持所述初始競爭窗口值 CWinit=Hiin [CWtjld, CffmaJ ； 如果否，則判定當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡過大，初始競爭窗口值步長CWstepl>0，減小所述初始競爭窗口值 CWinit= min[Cffold-Cffstepl, CWmaJ。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的競爭窗口值自適應調(diào)整方法，其特征在于，所述根據(jù)實際碰撞概率P。，調(diào)整重傳競爭窗口值CWmw的步驟具體包括: 從媒體接入控制層獲取誤包率PER ； 判斷所述誤包率PER是否遠大于所述實際碰撞概率P。； 如果是，則判定數(shù)據(jù)幀傳輸失敗原因是由網(wǎng)絡環(huán)境惡劣導致，保持所述重傳競爭窗口值 CWnew=min [CWold，CWmaJ ；如果否，則判定數(shù)據(jù)幀傳輸失敗原因是由碰撞導致，增大所述重傳競爭窗口值CWmw=min[CWold+Cffstep3, CfffflaJ ;其中，Cffstep3 為重傳競爭窗口值步長。
6.一種競爭窗口值自適應調(diào)整裝置，其特征在于，包括: 測量模塊，用于測量當前參與競爭站點數(shù)η ； 獲取模塊，用于根據(jù)所述當前參與競爭站點數(shù)η，獲取當前競爭窗口值CWtjld的實際碰撞概率P。和網(wǎng)絡吞吐量最大化時的最優(yōu)碰撞概率Prapt ； 第一調(diào)整模塊，用于在數(shù)據(jù)幀傳輸成功時，根據(jù)所述實際碰撞概率P。和最優(yōu)碰撞概率Ρ_，調(diào)整初始競爭窗口值CWinit ； 第二調(diào)整模塊，用于在數(shù)據(jù)幀傳輸失敗時，根據(jù)所述實際碰撞概率P。，調(diào)整重傳競爭窗口值 CWnew。
7.根據(jù)權利要求6所述的競爭窗口值自適應調(diào)整裝置，其特征在于，所述獲取模塊具體包括: 第一獲取單元，用于在當前參與競爭站點數(shù)η和當前競爭窗口值CWtjld時，確定所述實際碰撞概率Pc=1-α-τ11 [1+(η-1) τ];其中，τ為在當前競爭窗口值CWtjld時，站點在信道時隙開始時的發(fā)送概率； 第二獲取單元，用于在當前參與競爭站點數(shù)η和網(wǎng)絡吞吐量最大化時，確定所述最優(yōu)碰撞概率Ρ_=1-(1-τ _)η 1 [1+(η_1) τ opt];其中，τ -為在網(wǎng)絡吞吐量最大化時,站點在信道時隙開始時的發(fā)送概率。
8.根據(jù)權利要求6或7所 述的競爭窗口值自適應調(diào)整裝置，其特征在于，所述第一調(diào)整模塊具體包括: 第一比較單元，用于比較所述實際碰撞概率P。與碰撞概率閾值下限Pcmax=Prapt-W和碰撞概率閾值上限Ρ—=Ρ_+Α的大??；其中，Dl為互動容忍門限； 第一調(diào)整單元，用于當PcXPanin時，判定當前網(wǎng)絡空閑，減小所述初始競爭窗口值Cffinit=min[Cffold-Cffstepl, CffmaJ ;其中，Cffstepl 為第一初始競爭窗口值步長； 第二調(diào)整單元，用于當Ρ)Ρ.Χ時，判定當前網(wǎng)絡阻塞，增大所述初始競爭窗口值CWinit=min[Cffold+Cffstep2, CffmaJ ;其中，Cffstep2為第二初始競爭窗口值步長； 第三調(diào)整單元，用于當Pcmin < P。< P。.時，判定當前網(wǎng)絡良好，保持所述初始競爭窗口值 CWinit=min [CWQld，CWmaJ。
9.根據(jù)權利要求8所述的競爭窗口值自適應調(diào)整裝置，其特征在于，所述第一調(diào)整單元具體用于: 當P^Panin時，判斷當前競爭窗口值CWtjld是否小于競爭窗口閾值Thr (η)； 如果是，則判定當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡適中，初始競爭窗口值步長CWstepl=O，保持所述初始競爭窗口值 CWinit=Hiin [CWtjld, CffmaJ ； 如果否，則判定當前競爭窗口值CWtjld相對當前網(wǎng)絡過大，初始競爭窗口值步長CWstepl>0，減小所述初始競爭窗口值 CWinit= min[Cffold-Cffstepl, CWmaJ。
10.根據(jù)權利要求6或7所述的競爭窗口值自適應調(diào)整裝置，其特征在于，所述第二調(diào)整模塊具體包括: 誤包率獲取單元，用于從媒體接入控制層獲取誤包率PER ； 第二比較單元，用于判斷所述誤包率PER是否遠大于所述實際碰撞概率P。；第四調(diào)整單元，用于當PER遠大于P。時，判定數(shù)據(jù)幀傳輸失敗原因是由網(wǎng)絡環(huán)境惡劣導致，保持所述重傳競爭窗口值CWnOT=min [CWtjld, CffmaJ ； 第五調(diào)整單元，用于當PER并非遠大于P。時，則判定數(shù)據(jù)幀傳輸失敗原因是由碰撞導致，增大所述重傳競爭窗口值CWmw= min[CWold+Cffstep3, CffmaJ ;其中，CWstep3為重傳競爭窗口值步長。`
【文檔編號】H04W28/02GK103686838SQ201210325365
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月5日 優(yōu)先權日:2012年9月5日
【發(fā)明者】劉向鳳 申請人:中興通訊股份有限公司