CN102202402A - 无线传感器网络的最小竞争窗口策略mac层信道分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线传感器网络的最小竞争窗口策略MAC层信道分配方法，该分配方法通过进行层次最小竞争窗口获取，进而采用得到的层次最小竞争窗口进行节点的最小竞争窗口获取，然后通过获取的节点最小竞争窗口进行信道分配，获取的信道分配能够与数据承载量相匹配，从而在一定程度上控制了拥塞的发生，降低了网络丢包率，增加了网络吞吐量，减少了网络耗能。层最小竞争窗口策略和节点最小竞争窗口策略具有可与其它拥塞控制及优化算法灵活结合，复杂度低的特点。

Description

无线传感器网络的最小竞争窗口策略MAC层信道分配方法

技术领域

本发明涉及一种MAC层信道分配方法，更特别地说，是指一种基于无线传感器网络的最小竞争窗口策略MAC层信道分配方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)由大量具备数据处理和通信能力的传感器节点组成，其目的是协作的感知、采集网络覆盖范围内监测对象的相关信息，并通过短距离无线多跳的通信方式将监测数据发送给网关，提供给用户进行分析和处理。WSN集合了传感器技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术的最新成就，是当前多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。无线传感器网络在军事侦察、空间探索、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等领域都有潜在的实用价值和广阔的应用前景。因此其科研意义和价值已经引起世界各国学术界、工业界和军事部门的极大关注，并被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。

无线传感器网络通常由一个网关和多个传感器节点组成，传感器节点负责信息的采集和传输，信息由多级节点组成的传输路径最终汇总到网关。离网关越近的节点通常承载的信息传输量越大，当网络繁忙时，由于传感器节点的存储能力有限，极易在离网关近的节点处缓冲区溢出形成拥塞。此外，无线传感器网络通常布局在人类不方便到达或监控的区域，并且节点体积较小，能量补给成为一个难题，因此节能是无线传感器网络的一个重要课题。而当网络拥塞发生时，不可避免地存在数据丢失，其中一些信息已经经过多级传输，这些传输的耗能，并没有产生实际的效益，造成了能耗浪费。因此，如何减少网络拥塞引起的丢包，提高网络吞吐量并降低能耗浪费是无线传感器网络领域的重要问题。

在无线传感器网络中，信道是指以无线信号作为传输媒体的数据信号传送通道，传感器节点发送数据前必须获得信道。IEEE 802.11无线MAC协议是最为广泛使用的基于CSMA/CA的无线MAC层协议，在采用IEEE 802.11协议的网络中，当节点发送信息时，如果发现信道被占用，节点等候一个时间段，再进行数据传输尝试。这个时间段是从零到竞争窗口值之间的一个随机数。竞争窗口越小，等候较短时段的概率越大，信道占用的概率越大。IEEE 802.11协议基于平等的信道划分策略，即所有节点以平等的机会竞争信道。对于信息传送目标点分散的传统无线网络，这种策略提供了很好的公平性和传输效果。但是对于具有固定网关的无线传感器网络，这一策略具有一些弊端。如前所述，数据传输中父节点承载了所有子孙节点的信息传输任务，当网络繁忙时，父节点与子节点公平竞争信道，信息发送的机会均等，相对信息负载量上来说，这是不公平的。另外，子节点成功发送到父节点的信息，有可能由于在父节点处无法抢占到信道，而无法发送甚至产生拥塞被丢弃，这造成了资源包括信道和能量的浪费，这种拥塞是可以通过优化信道分配加以控制的。目前的无线传感器网络拥塞控制算法和MAC层优化算法，着重于节点发送速率的调控，资源的增加，中央集中式的网络流量最优化预分配或给予信息不同的优先级。

发明内容

本发明的目的是提出了一种基于无线传感器网络的最小竞争窗口策略MAC层信道分配方法，该方法基于无线传感器网络的特点，通过采用最小竞争窗口设置方法，提高了信道分配与数据承载量的匹配度，在一定程度上控制了拥塞的发生，从而降低了网络丢包率，增加了网络吞吐量，减少了网络耗能。最小竞争窗口设置方法具有可与其它拥塞控制及优化算法灵活结合，复杂度低的特点。

本发明的一种无线传感器网络的最小竞争窗口策略MAC层信道分配方法解决了：(1)描述了无线传感器网络的传输情况；(2)以节点在网络传播树中的传送层次为参考标准，给出了适用于无线传感器网络传输情况的层次最小竞争窗口计算方法；(3)依据计算得到的层次最小竞争窗口值及节点子节点的数量，给出了节点最小竞争窗口计算方法；(4)基于所给出的节点最小竞争窗口计算方法，给出了节点最小竞争窗口的设置方法；(5)采用本发明的最小竞争窗口设置方法能够降低网络丢包率，增加网络吞吐量，减少网络耗能。

本发明的一种无线传感器网络的最小竞争窗口策略MAC层信道分配方法，其特征在于包括有下面三个阶段步骤：

第一阶段步骤，构建传播树；

第二阶段步骤，在传播树中，运行层次最小竞争窗口策略；

第三阶段步骤，在传播树中，运行节点最小竞争窗口策略。

附图说明

图1是一棵传播树的结构示意图。

图2是本发明的一种具有以网关节点SS为根的传播树结构示意图。

图3A是在20个节点的无线传感器网络中本发明与IEEE802.11中信道分配方法在网络丢包率方面的比较结果图。

图3B是在50个节点的无线传感器网络中本发明与IEEE802.11中信道分配方法在网络丢包率方面的比较结果图。

图4A是在20个节点的无线传感器网络中本发明与IEEE802.11中信道分配方法在网络吞吐量方面的比较结果图。

图4B是在50个节点的无线传感器网络中本发明与IEEE802.11中信道分配方法在网络吞吐量方面的比较结果图。

图5A是在20个节点的无线传感器网络中本发明与IEEE802.11中信道分配方法在能耗方面的比较结果图。

图5B是在50个节点的无线传感器网络中本发明与IEEE802.11中信道分配方法在能耗方面的比较结果图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明的一种无线传感器网络的最小竞争窗口策略MAC层信道分配方法，该分配方法采用的最小竞争窗口计算方法，是根据无线传感器网络中节点在分层结构中所处的层次及子节点数量来计算最小竞争窗口。

在一个网络中，所有节点向网关节点传送信息，整个传输路径可描述为一棵传播树。以图1中Z节点、B节点、E节点、F节点为例：节点B、节点E、节点F分别产生数据流并向节点Z发送数据，节点E、节点F的信息通过节点B转发，即节点B是节点E和节点F的父节点，节点E和节点F是节点B的子节点。由于节点B承担了发送自己的检测数据和为子节点E及子节点F转发数据的双重任务，因此节点B承担的数据传输量不少于节点E和节点F。如果节点B与节点E和节点F平等竞争信道，由于节点B处待发送的信息包括自己的信息以及节点E、节点F成功发送到节点B处的信息，当网络繁忙时，若节点E或节点F处的信息刚好全部发送到节点B，由于节点B、节点E、节点F以同等概率占有信道，使得在一个时间段内，节点B所分配的信道仅能够满足发送相当于为其中一个子节点转发的信息量，信息逐渐缓存在节点B处，当缓存的信息数超过节点B的容纳能力，部分信息将被丢弃，造成了拥塞。更一般来说，在一个时间段内，当节点B、节点E、节点F的待发送信息量超出了信道的容纳能力，由于这些节点均分信道，即使节点E、节点F成功发送到节点B处的信息，也可能拥塞在节点B处，甚至被丢弃。当持续在一个时间段内节点的待发送信息量超出了信道的承载能力，由于父节点承载了包括子节点所有信息量在内的不少于任一子节点的信息量，在均分信道的情况下，子节点成功发送到父节点的信息，可能会拥塞在父节点处，造成父节点处得拥塞和信息丢弃，浪费了包括信道和能量在内的网络能源。从整个传播树来看，在信息均匀分布的情况下，节点的信道分配应该和节点所在层次及子节点的数量相关。因此在本发明中提出了一种按照节点在传播树中所在层次及子节点数量计算最小竞争窗口的方法，从而给予离网关节点近并拥有更多子节点的节点更多的信道占有机会，以合理划分信道，减少网络拥塞的产生，降低信息的丢包率，增加网络吞吐，减少网络耗能。

本发明的一种无线传感器网络的最小竞争窗口策略MAC层信道分配方法，该信道分配方法包括有下面三个阶段步骤：

第一阶段步骤，构建传播树；

第二阶段步骤，在传播树中，运行层次最小竞争窗口策略；

第三阶段步骤，在传播树中，运行节点最小竞争窗口策略。

(一)在构建传播树时采用了下列的步骤

步骤101：在初始化时，任意节点所在传送层N设置为正无穷(即N＝∞)，父节点参数设置为

网关节点SS层次参数设置为0，子节点列表

参数设置为空，子节点的节点数量

设置为0；

步骤102：网关节点SS广播初始化报文INIT＝{#INIT，level_I，node}，其中#INIT表示报文类型为初始化报文，level_I表示报文下一跳的层次，node表示报文的上一跳转发节点；

在初始化时，设level_I＝1；

在初始化时，设node为网关节点SS；

步骤103：任意节点

收到网关节点SS发出的或者其它节点转发的INIT报文时，进行层次判断；

如果节点的传送层次N与INIT报文下一跳层次存在有关系N＞level_I，则有将报文下一跳层次的值赋给节点的传送层次N，即N＝level_I；

并将父节点参数设置为报文的上一跳转发节点的值，即 $\mathrm{parent}\left({\mathrm{GJ}}_N^j\right)=\mathrm{node};$

并将节点

赋值给报文的上一跳转发节点，即

并将报文下一跳的层次level_I的值加一；

最后节点

将初始化报文INIT＝{#INIT，level_I，node}进行转发；

否则，如果不满足关系N＞level_I(即N≤level_I)，则丢弃报文INIT。

步骤104：在无线传感器网络中除网关节点SS以外，其余每个节点执行步骤103后，便构成了一棵以网关节点SS为根的传播树，如图2所示。

参见图2所示，一种具有以网关节点SS为根的传播树结构，图中根节点为网关节点SS，除网关节点SS以外为传送层节点，所述传送层共计有M层(也是指总层数)，第M层为叶节点，除M层节点以外的所有其它传送层节点为非叶节点，任意一传送层记为N层，第N层的任意节点记为

(

中的N表示节点所在的传送层层次序号，j表示节点位于所在传送层的位置)。

表示第N层的第1个节点，

表示第N层的第2个节点。第N层的上一层的任意节点记为

图中，

为

和

的父节点，同时

与

是

的子节点。

(二)在层次最小竞争窗口策略CWC执行下列步骤

步骤201：叶节点向父节点发送聚合报文GATHER＝{#GATHER，nodeid_list，level_G，node}，其中，#GATHER表示报文类型为聚合报文，nodeid_list为路径节点列表，level_G表示报文发送节点的层数，node表示报文的上一跳转发节点；

在本发明中，初始时路径节点列表nodeid_list中保存的节点信息为发送节点。

在本发明中，初始时报文发送节点的层次level_G设置为发送节点所在层的层数。

在本发明中，初始时报文的上一跳转发节点node设置为发送节点。

步骤202：若任意节点

收到GATHER＝{#GATHER，nodeid_list，level_G，node}报文，则将报文的上一跳转发节点node加到

的子节点列表

中，同时节点

的子节点的节点数量

加

同时在所述GATHER＝{#GATHER，nodeid_list，level_G，node}报文的路径节点列表nodeid_list中增加节点

同时将所述GATHER＝{#GATHER，nodeid_list，level_G，node}报文的发送节点的层数level_G加1；

同时将所述GATHER＝{#GATHER，nodeid_list，level_G，node}报文的上一跳转发节点node设置为

最后节点

转发加载有自身节点信息的聚合报文GATHER＝{#GATHER，nodeid_list，level_G，node}；

步骤203：以网关节点SS为根的传播树中，所有传送层中非叶节点执行步骤202，最终将携带传播树信息的GATHER报文传送到网关节点SS；

步骤204：网关节点SS收集所有的GATHER报文后，采用统计法分别计算第N层(整个传送层中的任意层)的平均子节点数

(Num_N+1表示第N+1层节点的数量，Num_N表示第N层节点的数量)、整个网络所有节点的平均子节点数

(M表示传送层的总层数，i表示求和中的变量)；

在本发明中，第N层的平均子节点数

简称为层平均子节点数

对于第M层的平均子节点数为0，即

在本发明中，整个网络所有节点的平均子节点数

简称为网络总平均子节点数

步骤205：根据网络中传送层的总层数M、网络总平均子节点数

及网关节点的最小竞争窗口值最小竞争窗口上限值A，计算得到增量因子

其中，最小竞争窗口值

在网络初始时设定为常量，如实验中采用16；最小竞争窗口上限值A，在网络初始时设定为常量，如实验时分别采用32和256；

根据网关节点SS的子节点数

传送层中任意一层平均子节点数增量因子

及网关节点的最小竞争窗口阈值

计算在网关节点SS处计算出每一传送层的最小竞争窗口值

(简称为层次最小竞争窗口值

)；

本发明采用层次最小竞争窗口策略CWC对传送层每层进行最小竞争窗口值计算，从传播树层次角度，给出了符合传感器传输情况的层次最小竞争窗口计算方法，为进一步进行节点最小竞争窗口提供了依据。

(三)在节点最小竞争窗口策略JWC执行下列步骤

步骤301：在具有以网关节点SS为根的传播树结构中，在网关节点SS中计算每一传送层的窗口调整参数其中

(Num_N-1表示第N-1层节点的数量，Num_N表示第N层节点的数量)，并在整个传播树中广播窗口调整参数B_N和层次最小竞争窗口值

网关节点SS在传播树中广播窗口设置报文 $\mathrm{SETTING}=\{\#\mathrm{SETTING},\stackrel{\‾}{D_N}\_\mathrm{list},B_N\_\mathrm{list},{\mathrm{CW}}_{\min }^N\_\mathrm{list}\},$ #SETTING表示报文的类型为窗口设置报文，

表示各层平均子节点数列表，B_N_list表示各层节点最小竞争窗口调整参数B_N的列表，表示各层最小竞争窗口值列表；

步骤302：若任意节点

收到窗口设置报文 $\mathrm{SETTING}=\{\#\mathrm{SETTING},\stackrel{\‾}{D_N}\_\mathrm{list},B_N\_\mathrm{list},{\mathrm{CW}}_{\min }^N\_\mathrm{list}\},$ 并记录下

中的节点

所在层的平均子节点数

B_N_list中的节点

所在层的广播窗口调整参数B_N，

中的节点所在层的层次最小竞争窗口值

若节点

为非叶节点，则将窗口设置报文 $\mathrm{SETTING}=\{\#\mathrm{SETTING},\stackrel{\‾}{D_N}\_\mathrm{list},B_N\_\mathrm{list},{\mathrm{CW}}_{\min }^N\_\mathrm{list}\}$ 报文转发出；若节点为叶节点则删除 $\mathrm{SETTING}=\{\#\mathrm{SETTING},\stackrel{\‾}{D_N}\_\mathrm{list},B_N\_\mathrm{list},{\mathrm{CW}}_{\min }^N\_\mathrm{list}\}$ 报文，即丢弃报文；

步骤303：求取节点

的子节点系数 ${\mathrm{\α}}_{{\mathrm{GJ}}_N^j}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{{\mathrm{DGJ}}_N^j}{\stackrel{\‾}{D_N}}& \stackrel{\‾}{D_N}\≠0\\ 0& \stackrel{\‾}{D_N}=0\end{array}\right\};$

步骤304：根据节点最小竞争窗口模型 ${\mathrm{JCW}}_{\min }^{{\mathrm{GJ}}_N^j}=\left\{\begin{array}{cc}((1-B_N)e^{1-{\mathrm{\α}}_{{\mathrm{GJ}}_N^i}}+B_N)\×{\mathrm{CW}}_{\min }^N& {\mathrm{\α}}_{{\mathrm{GJ}}_N^i}>1\\ {\mathrm{CW}}_{\min }^N& 0\≤{\mathrm{\α}}_{{\mathrm{GJ}}_N^i}\≤1\end{array}\right.$ 得到节点

的节点最小竞争窗口值

其中e表示自然指数。

步骤304：遍历网络中除网关节点外的所有节点，执行步骤302和步骤303，为网络中每一个节点设置节点最小竞争窗口值。

在本发明中，采用节点最小竞争窗口策略JWC使得每个节点得到符合无线传感器网络传输条件的最小竞争窗口，减少了无线传感器网络中拥塞的发生，降低了数据丢包率，提高了网络吞吐量，从而节省了网络能耗。

为了验证本发明提出的信道分配效率，对传播信息的丢包率、网络吞吐量和网络能耗与IEEE802.11中的信道分配方法作比。

(1)传播信息的丢包率

在图3A和图3B中，IEEE 802.11及采用本发明分配方法在20个节点和50节点的网络，在不同的发送速率下，数据包丢包情况如图所示。在20节点的网络中，本发明分配方法相对于IEEE802.11丢包率减低超过20％。并且，随发送速率的增加，本发明分配方法的丢包率相对稳定。在50节点的网络实验中测试了不同的最小竞争窗口上限值A，当A值取32时，在速率较低的情况下，丢包率也有明显改善，但当速率达到500p/s时，本发明分配方法的丢包率接近IEEE 802.11；而当A值取256时，丢包率降低幅度较大，并且比较稳定，在高速率情况下，依然相对IEEE802.11降低了40％的丢包率。

(2)网络吞吐量

在图4A和图4B中，IEEE 802.11及采用本发明分配方法在20个节点和50节点的网络，在不同的发送速率下，网络吞吐量情况如图所示。在20节点的网络中，本发明分配方法相对于IEEE802.11吞吐量提高了超过20％。在50节点的网络实验中测试了不同的最小竞争窗口上限值A，当A值取256时，吞吐量最高可提高50％左右。

(3)网络能耗

在图5A和图5B中，能量消耗是无线传感器网络算法性能的重要监测标准，每成功接收一个数据包，网络中能量的消耗情况。在20节点网络能量消耗情况下显示本发明分配方法较IEEE 802.11有较大改善，且较平稳，没有随发送速率的增加而快速增加，甚至在速率达到250p/s以后，随着发送速率的增加，每成功接收一条数据的能耗有所降低.与能耗相对，本发明分配方法的丢包率在速率达到250p/s后的保持稳定。说明这段能耗降低的主要原因不是由于丢包率的下降，分析其原因是：采用本文方法随着发送速率的提高，越来越多的信息在更早的阶段被丢弃，减少了后续传输步骤的能量消耗。

Claims (4)

1.一种基于无线传感器网络的最小竞争窗口策略MAC层信道分配方法，其特征在于包括有下面三个阶段步骤：

第一阶段步骤，构建传播树；

第二阶段步骤，在传播树中，运行层次最小竞争窗口策略；

第三阶段步骤，在传播树中，运行节点最小竞争窗口策略。

2.根据权利要求1所述的最小竞争窗口策略MAC层信道分配方法，其特征在于构建传播树采用了下列的步骤：

步骤101：在初始化时，任意节点

所在传送层N设置为正无穷，父节点

参数设置为0，网关节点SS层次参数设置为0，子节点列表

参数设置为空，子节点的节点数量

设置为0；

步骤102：网关节点SS广播初始化报文INIT＝{#INIT，level_I，node}；

#INIT表示报文类型为初始化报文；

level_I表示报文下一跳的层次；

node表示报文的上一跳转发节点；

在初始化时，设level_I＝1；

在初始化时，设node为网关节点SS；

步骤103：任意节点

收到网关节点SS发出的或者其它节点转发的INIT报文时，进行层次判断；

如果节点

的传送层次N与INIT报文下一跳层次存在有关系N＞level_I，则有将报文下一跳层次的值赋给节点

的传送层次N，即N＝level_I；

并将父节点

参数设置为报文的上一跳转发节点的值，即 $\mathrm{parent}\left({\mathrm{GJ}}_N^j\right)=\mathrm{node};$

并将节点

赋值给报文的上一跳转发节点，即

并将报文下一跳的层次level_I的值加一；

最后节点

将初始化报文INIT＝{#INIT，level_I，node}进行转发；

否则，如果不满足关系N＞level_I(即N≤level_I)，则丢弃报文INIT；

步骤104：在无线传感器网络中除网关节点SS以外，其余每个节点执行步骤103后，便构成了一棵以网关节点SS为根的传播树。

3.根据权利要求1所述的最小竞争窗口策略MAC层信道分配方法，其特征在于层次最小竞争窗口策略执行下列步骤：

步骤201：叶节点向父节点发送聚合报文GATHER＝{#GATHER，nodeid_list，level_G，node}；

#GA THER表示报文类型为聚合报文；

nodeid_list为路径节点列表，level_G表示报文发送节点的层数；

node表示报文的上一跳转发节点；

初始时路径节点列表nodeid_list中保存的节点信息为发送节点；

初始时报文发送节点的层次level_G设置为发送节点所在层的层数；

初始时报文的上一跳转发节点node设置为发送节点；

步骤202：若任意节点

收到GATHER＝{#GATHER，nodeid_list，level_G，node}报文，则将报文的上一跳转发节点node加到

的子节点列表中，同时节点的子节点的节点数量加

同时在所述GATHER＝{#GATHER，nodeid_list，level_G，node}报文的路径节点列表nodeid_list中增加节点

同时将所述GATHER＝{#GATHER，nodeid_list，level_G，node}报文的发送节点的层数level_G加1；

同时将所述GATHER＝{#GATHER，nodeid_list，level_G，node}报文的上一跳转发节点node设置为

最后节点

转发加载有自身节点信息的聚合报文GATHER＝{#GATHER，nodeid_list，level_G，node}；

步骤203：以网关节点SS为根的传播树中，所有传送层中非叶节点执行步骤202，最终将携带传播树信息的GATHER报文传送到网关节点SS；

步骤204：网关节点SS收集所有的GATHER报文后，采用统计法分别计算传送层中任意一层的平均子节点数整个网络所有节点的平均子节点数 $\stackrel{\‾}{D}=\frac{1}{M}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\stackrel{\‾}{D_i};$

所述

中Num_N+1表示第N+1层节点的数量，Num_N表示第N层节点的数量；

所述

中M表示传送层的总层数，i表示求和中的变量；

步骤205：根据网络中传送层的总层数M、网络总平均子节点数

及网关节点的最小竞争窗口值

最小竞争窗口上限值A，计算得到增量因子 $\mathrm{\η}={\log }_{{(1+\stackrel{\‾}{D})}^M}\frac{A}{{\mathrm{CW}}_{\min }^0};$

根据网关节点SS的子节点数

传送层中任意一层平均子节点数增量因子η及网关节点的最小竞争窗口阈值

计算在网关节点SS处计算出每一传送层的最小竞争窗口值

4.根据权利要求1所述的最小竞争窗口策略MAC层信道分配方法，其特征在于节点最小竞争窗口策略执行下列步骤：

步骤301：在具有以网关节点SS为根的传播树结构中，在网关节点SS中计算每一传送层的窗口调整参数其中

所述

表示第N-1层节点的数量，Num_N表示第N层节点的数量；

网关节点SS在传播树中广播窗口设置报文 $\mathrm{SETTING}=\{\#\mathrm{SETTING},\stackrel{\‾}{D_N}\_\mathrm{list},B_N\_\mathrm{list},{\mathrm{CW}}_{\min }^N\_\mathrm{list}\};$

#SETTING表示报文的类型为窗口设置报文；

表示各层平均子节点数列表；

B_N_list表示各层节点最小竞争窗口调整参数B_N的列表；

表示各层最小竞争窗口值列表；

步骤302：若任意节点收到窗口设置报文 $\mathrm{SETTING}=\{\#\mathrm{SETTING},\stackrel{\‾}{D_N}\_\mathrm{list},B_N\_\mathrm{list},{\mathrm{CW}}_{\min }^N\_\mathrm{list}\},$ 并记录下

中的节点

所在层的平均子节点数B_N_list中的节点

所在层的窗口调整参数B_N，

中的节点

所在层的层次最小竞争窗口值

若节点

为非叶节点，则将窗口设置报文 $\mathrm{SETTING}=\{\#\mathrm{SETTING},\stackrel{\‾}{D_N}\_\mathrm{list},B_N\_\mathrm{list},{\mathrm{CW}}_{\min }^N\_\mathrm{list}\}$ 转发；若节点

为叶节点则删除窗口设置报文

即丢弃报文；

步骤303：求取节点

的子节点系数 ${\mathrm{\α}}_{{\mathrm{GJ}}_N^j}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{{\mathrm{DGJ}}_N^j}{\stackrel{\‾}{D_N}}& \stackrel{\‾}{D_N}\≠0\\ 0& \stackrel{\‾}{D_N}=0\end{array}\right\};$

步骤304：根据节点最小竞争窗口模型 ${\mathrm{JCW}}_{\min }^{{\mathrm{GJ}}_N^j}=\left\{\begin{array}{cc}((1-B_N)e^{1-{\mathrm{\α}}_{{\mathrm{GJ}}_N^i}}+B_N)\×{\mathrm{CW}}_{\min }^N& {\mathrm{\α}}_{{\mathrm{GJ}}_N^i}>1\\ {\mathrm{CW}}_{\min }^N& 0\≤{\mathrm{\α}}_{{\mathrm{GJ}}_N^i}\≤1\end{array}\right.$ 得到节点

的节点最小竞争窗口值

其中e表示自然指数；

步骤304：遍历网络中除网关节点外的所有节点，执行步骤302和步骤303，为网络中每一个节点设置节点最小竞争窗口值。

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