CN103428772A - 基于剩余时延的dcf/pcf的无线媒介接入方法 - Google Patents

基于剩余时延的dcf/pcf的无线媒介接入方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103428772A
CN103428772A CN2013103479579A CN201310347957A CN103428772A CN 103428772 A CN103428772 A CN 103428772A CN 2013103479579 A CN2013103479579 A CN 2013103479579A CN 201310347957 A CN201310347957 A CN 201310347957A CN 103428772 A CN103428772 A CN 103428772A
Authority
CN
China
Prior art keywords
packet
website
time delay
residual time
delay value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013103479579A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103428772B (zh
Inventor
官权升
彭攀
谢驰一
姜胜明
毛华超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201310347957.9A priority Critical patent/CN103428772B/zh
Publication of CN103428772A publication Critical patent/CN103428772A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103428772B publication Critical patent/CN103428772B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了基于剩余时延的DCF/PCF的无线媒介接入方法,本发明的方法根据数据包的端到端剩余时延及其路由状态计算本地剩余时延值,并根据数据包本地剩余时延值确定数据包在缓存队列中的位置,其中DCF的无线媒介接入方法根据比较各站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延确定各数据包的竞争窗口和帧间间隔,使得本地剩余时延值小的数据包有更大概率优先接入信道。PCF的无线媒介接入方法通过比较各站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延的大小得到轮询表,在每一个无竞争时期的站点轮询顺序,使得本地剩余时延值最小的数据包优先接入信道。因此本发明方法通过确保本地剩余时延小的站点能够优先接入信道,提高网络的端到端服务质量。

Description

基于剩余时延的DCF/PCF的无线媒介接入方法
技术领域
本发明涉及无线局域网中的无线媒介接入方法,特别涉及一种基于剩余时延的DCF(Distributed Coordination Function,分布式协调功能)的无线媒介接入方法和一种基于剩余时延的PCF(Point Coordination Function,集中式协调功能)的无线媒介接入方法。
背景技术
IEEE802.11无线局域网具有便捷、灵活、成本低和易于扩展等优点,近些年已经被广泛应用于各种场合。但是与传统的有线网络相比,无线网络的服务质量(QoS,Quality of Service)还有很大差距,除了无线传输媒介的固有原因之外,MAC(Medium Access Control,媒体访问控制)协议也是造成性能瓶颈的重要因素。因此,为了进一步提升无线局域网的QoS,研究和改进无线媒介接入控制方法,以适应和满足QoS要求是当今无线局域网研究的一个热点,具有非常重要的意义。
IEEE802.11是最初制定的一个无线局域网标准,它定义了两种无线媒介接入方法,分别是分布式协调功能(DCF)和集中式协调功能(PCF)。
DCF是基本的访问机制,它是基于CSMA/CA(载波侦听/碰撞避免)的随机访问机制,在DCF模式下,适合“尽力而为(Besteffort)”型业务,但不保障带宽和时延要求;同时,实时业务和非实时业务具有相同的竞争窗口,所有的站点和数据流通过一个随机的避让算法以相同的概率访问信道,它们成功竞争信道的概率相同,也就是说,DCF没有区分流量的类型和数据源,网络中所有的站点以及站点中的各种应用的业务都被均等地对待,随着站点和数据量的增加,数据帧的冲突概括增加,CW也随之增加,带来的数据时延的增加、吞吐量和网络利用率的下降,从而不能保证QoS。
PCF引入了集中控制器负责带站点进行轮询集中控制介质的访问,接入点(AP)可以在无竞争期轮询需要优先服务的站点,PCF虽然在一定程度上满足了QoS要求,但PCF存在着一些问题,如因轮询而引入的时延以及被轮询站点发送信息的时间长度不可控等。
无线网络系统的目标是支持多用户,QoS是业务性能的综合效果。因此,提高QoS,支持多用户业务是无线局域网能否进一步发展的关键所在。当前,随着无线局域网的应用开始超出数据传输的范围,QoS的问题显得更加突出。传统的无线媒介接入机制PCF和DCF只能提供“尽力而为(Besteffort)”的服务,而诸如视频、语音等多媒体实时业务等要求更好的服务方式。由于无线局域网的高移动性、高误码率以及建立在竞争机制上的媒介接入方式,使得QoS的实现相当困难。针对此问题,国际标准化组织提出了IEEE802.11e协议,它为基于802.11协议的无线局域网体系添加了QoS特性,它根据业务的不同特性进行了优先级的分类,对传输时延敏感的语音、视频信号具有较高的优先级,而对传输时延不敏感的数据文本则具有低优先级,它比传统的DCF有一定程度的提高,但仍有不足。本质上,具有QoS保证的无线媒介接入协议应该允许更加紧急数据包优先接入信道。而即使是属于同样类别的数据包,由于所经历的路径跳数不同以及无线传输时延的动态性,低优先级类别的数据包可能具有更紧急的时延要求,IEEE802.11e协议不适应这种情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种基于剩余时延的DCF的无线媒介接入方法。该方法大大提高了无线传输的服务质量,确保剩余时延小的站点有较大概率率先接入信道。
本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种基于时延的PCF的无线媒介接入方法。该方法大大同样提高了无线传输的服务质量,确保剩余时延小的站点有较大概率首先被轮询,并率先接入信道。
本发明的第一个目的通过下述技术方案实现:基于剩余时延的DCF的无线媒介接入方法,包括以下步骤:
(1)首先每个站点计算出各数据包进入缓存队列后的本地剩余时延值,然后得出缓冲队列中数据包的预计最晚出发时刻,最后根据数据包预计最晚出发时刻的大小确定各数据包在缓存队列中的位置,其中缓存队列队头的数据包为该站点下一个即将发送的数据;
(2)每个站点获得信道使用权后先交互RTS/CTS控制包,并在RTS/CTS控制包中携带本站点缓存队列中下一个所要发送数据包的本地剩余时延值,同时每个站点监听其它站点发送的RTS/CTS控制包,获取其它站点下一个所要发送数据包在该站点的本地剩余时延值,同时各站点也被其它站点监听到其下一个所要发送数据包的本地剩余时延;
(3)根据步骤(2)中得到的各站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延,得出它们在当前时刻的本地剩余时延值,比较当前时刻各站点下一个所要发送数据包本地剩余时延值的大小,得到各数据包中当前时刻本地剩余时延值的最大值X,然后计算出各站点下一个所要发送数据包竞争窗口CW和帧间间隔IFS的的大小;
其中各站点下一个所要发送数据包竞争窗口CW为本站点下一个所要发送数据包在当前时刻的本地剩余时延值与最大值X相除后乘以默认的最大竞争窗口CWmax
其中帧间间隔IFS为本站点下一个所要发送数据包在当前时刻的本地剩余时延值与最大值X相除后乘以分布式协调功能帧间间隔DIFS;
(4)各站点下一个所要发送数据包通过其竞争窗口CW获取退避数,以得到退避时间;由退避计时器进行计时,将退避计时器最先减到零的数据包发送到信道中。
优选的,所述步骤(1)中每个站点均维护一个数据包到达时刻表,数据包到达时刻表包括数据包序号、数据包到达各站点缓存队列的时刻ai和预计最晚出发时刻ei;当数据包出队后,则清空该数据包的相关记录。
更进一步的,所述步骤(1)中根据数据包的端到端剩余时延值及其路由状态计算数据包到达本站缓存队列的时刻ai时的本地剩余时延值为:
s i = d i n - i ;
每个站点数据包预计最晚出发时刻ei为:
e i = a i + d i n - i ;
其中ai为数据包到达本站缓存队列的时刻;n为数据包路由的总跳数,i为数据包已经历的路由跳数;di为当前路由跳数下数据包的剩余时延;当i=0时,di=d,其中d为数据包端到端剩余时延;
所述数据包到达下一跳后的剩余时延di+1为:
d i + 1 = d i - ( N - a i ) - length rate ;
其中length为数据包的长度,rate为无线传输速率,N为数据包实际离开队列的时刻。
优选的,所述步骤(2)中,每个站点将本站点数据包的本地剩余时延值和监听到的其它站点数据包的本地剩余时延值制成一张剩余时延表;所述每个站点的剩余时延表中包含有本站点和其它站点的ID、本站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值及最近更新时刻,其它站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值及最近更新时刻。
更进一步的,所述竞争窗口CW为:
CW = CW max × s i - ( now - u i ) X ;
所述帧间间隔IFS为:
IFS = DIFS × s i ( now - u i ) X ;
si为数据包在缓存队列中最近更新时刻ui时的本地剩余时延值,now为当前时刻,si-(now-ui)为当前时刻数据包在缓存队列中的本地剩余时延值;CWmax为默认的最大竞争窗口;
获取的每个数据包的退避数为Random()=[0,CW];退避时间为Random()*SlotTime。
本发明的第二个目的通过下述技术方案实现:基于剩余时延的PCF的无线媒介接入方法,包括以下步骤:
(a)AP及每个站点计算出各数据包在进入缓存队列后的本地剩余时延值,然后得出缓冲队列中数据包的预计最晚出发时刻ei,最后根据数据包预计最晚出发时刻的大小确定各数据包在缓存队列中的位置,其中缓存队列队头的数据包为该站点下一个即将发送的数据;
(b)各站点通过设置关联请求帧中的轮询字段与AP进行关联,AP将与其关联后的站点加入轮询表中;其中轮询表中包括AP和与其关联的站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值;
(c)若AP有数据包向站点发送,则站点收到数据包后回复ACK确认帧,所述站点回复的ACK确认帧携带本站点缓存队列队头数据包的本地剩余时延值;即下一个所要发送数据包的本地剩余时延;
若AP无数据包向站点发送时,则被AP轮询的站点在发送数据包时携带下一个所要发送数据包的本地剩余时延值;
(d)AP接收到站点发送的ACK确认帧或数据包后,更新轮询表,并根据轮询表中数据包的本地剩余时延值从小到大进行排序,确定在每一个无竞争时期的轮询顺序,AP选择本地剩余时延值最小的数据包所在站点或AP进行轮询,然后将该数据包接入信道中。
优先的,所述步骤(a)中轮询表中包括AP和各站点ID、及AP和各站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值,其中轮询表在初始化状态下,本地剩余时延值零,在AP对某站点无记录的情况下,该站点的数据包在轮询表中的本地剩余时延值为零。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
(1)本发明基于剩余时延的DCF的无线媒介接入方法,根据每个站点中数据包的本地剩余时延在缓存队列中进行排队,确认每个站点下一个所要发送的数据包,然后通过每个站点发送的RTS和CTS控制帧携带每个站点下一个所要发送的数据包的本地剩余时延,比较各站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延,得出各数据包的竞争窗口CW和帧间间隔IFS,对于本地剩余时延值小的数据包,得到相对小的竞争窗口CW,因此有更大机会获取小的退避数,从而优先接入信道中。确保本地剩余时延值小的数据包有较大概率率先接入信道中,有效的满足用户业务每个数据包的传输时延要求,使其适应动态变化的无线网络环境,从而能大大提高网络的服务质量(QoS)。
(2)本发明基于剩余时延的DCF的无线媒介接入方法中每个站点维护一个数据包到达时刻表以及本地剩余时延表;其中数据包到达时刻表包括以下信息:数据包序号、数据包到达各站点缓存队列的时刻ai和预计最晚出发时刻ei;当数据包出队后,则清空该数据包的相关记录。剩余时延表中包括以下信息:本站点和其它站点的ID、本站点数据包本地剩余时延值及最近更新时刻,其它站点下一个所要发送数据包在该站点的本地剩余时值及最近更新时刻。本发明方法通过数据包到达时刻表及剩余时延表实时记录数据包的各种信息,方便本发明方法的查询及使用。
(3)本发明基于剩余时延的PCF的无线媒介接入方法,根据各站点的本地剩余时延创建及更新轮询表,AP对本地剩余时延值小的数据包优先进行轮询,使其优先接入信道,确保剩余时延值小的数据包有较大概率率先接入信道中,有效的满足用户业务每个数据包的传输时延要求,大大提高网络的服务质量(QoS)。
附图说明
图1是本发明基于剩余时延的DCF的无线媒介接入方法的流程图。
图2是本发明基于剩余时延的PCF的无线媒介接入方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示,本实施例公开了一种基于剩余时延的DCF的无线媒介接入方法,包括以下步骤:
(1)首先每个站点根据数据包的端到端剩余时延值及其路由状态计算出各数据包在进入缓存队列时的本地剩余时延值,然后得出缓冲队列中数据包的预计最晚出发时刻ei,最后根据数据包的预计最晚出发时刻大小确定其在缓存队列中的位置,即预计最晚出发时间最早的数据包在队头,最先获得服务;缓存队列队头的数据包为该站点下一个即将发送的数据;其中数据包本地剩余时延值是指数据包在本地站点允许逗留的时间;
数据包到达本站缓存队列的时刻ai时的本地剩余时延值为:
s i = d i n - i ;
每个站点数据包预计最晚出发时刻ei为:
e i = a i + d i n - i ;
其中ai为数据包到达本站缓存队列的时刻;n为数据包路由的总跳数,i为数据包已经历的路由跳数;di为当前路由跳数下数据包的剩余时延;当i=0时,di=d;其中d为数据包的端到端剩余时延值,其中数据包的端到端剩余时延即为数据包的源站点到目的站点的剩余时延;
所述数据包到达下一跳后的剩余时延di+1为:
d i + 1 = d i - ( N - a i ) - length rate ;
其中length为数据包的长度,rate为无线传输速率,N为数据包实际离开队列的时刻。
其中本实施例中的每个站点维护一个数据包到达时刻表,数据包到达时刻表包括以下信息:数据包序号、数据包到达各站点缓存队列的时刻ai和预计最晚出发时刻ei;当数据包出队后,则清空该数据包的相关记录。
(2)每个站点在初始状态下,即发送第一个数据包时以传统DCF方式接入到信道中;每个站点获得信道使用权后先交互RTS/CTS控制包,并在RTS/CTS控制包中携带本站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值;同时每个站点监听其它站点发送的RTS/CTS控制包,获取其它站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值,同时各站点也被其它站点监听到其下一个所要发送数据包的本地剩余时延;每个站点将本站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值和监听到的其它站点的本地剩余时延值制成一张剩余时延表,并实时的对各剩余时延表进行更新,其中剩余时延表中包括以下信息:本站点和其它站点的ID、本站点数据包本地剩余时延值及最近更新时刻,其它站点下一个所要发送数据包在该站点的本地剩余时值及最近更新时刻,所有站点剩余时延表中包含的ID是一样的。
(3)根据步骤(2)中的剩余时延表,得出各站点下一个所要发送数据包在当前时刻的本地剩余时延值,比较各站点下一个所要发送数据包在当前时刻本地剩余时延值的大小,得到一个最大值X,然后计算出各站点下一个所要发送数据包竞争窗口CW和帧间间隔IFS的的大小;
其中各站点下一个所要发送数据包竞争窗口CW为本站点下一个所要发送数据包在当前时刻的本地剩余时延值与最大值X相除后乘以默认的最大竞争窗口CWmax
其中帧间间隔IFS为本站点下一个所要发送数据包在当前时刻的本地剩余时延值与最大值X相除后乘以分布式协调功能帧间间隔DIFS;各站点下一个所要发送数据包的竞争窗口CW和帧间间隔IFS具体如下:
所述竞争窗口CW为:
CW = CW max × s i - ( now - u i ) X ;
所述帧间间隔IFS为:
IFS = DIFS × s i ( now - u i ) X ; X
si为数据包在缓存队列中最近更新时刻ui时的本地剩余时延值,now为当前时刻,ui为最近更新时刻,si-(now-ui)为当前时刻数据包的本地剩余时延值;CWmax为默认的最大竞争窗口;
获取的每个数据包的退避数为Random()=[0,CW];退避时间为Random()*SlotTime。
(4)各站点下一个所要发送数据包通过其竞争窗口CW获取退避数,以得到退避时间;由退避计时器进行计时,将退避计时器最先减到零的数据包发送到信道中。其中数据包的本地剩余时延值越小,则竞争窗口CW就越小,就有更大的概率获得一个更小的退避数。
针对于站点第一个发送数据包时,由于还未发送过RTS和CTS控制帧,因此还不能被其他站点监听到,因此站点的第一个数据包以传统DCF的方式获取随机的退避数。
如在本实施例中包含有三个站点,分别为A、B和C站点,三个站点所需传输的业务分别为语音、视频和文本。其中各站点传输的数据包满足QOS的端到端剩余时延值分别为dA、dB和dC
其中每个站点维护的数据包到达时刻表如下:
表1
数据包序号 到达时刻ai 预计最晚出发时间ei
0 9:02:07:001 9:02:07:140
1 9:02:59:762 9:02:59:911
2 9:03:48:135 9:03:48:280
表中包含本站点数据包的序号1、2、3…,各序号数据包到达本站点缓存序列的时间,以及预计各数据包出队的最晚出发时间ei
当A站点获得信道使用权后,并且要向B站点发送数据包,则A站点先向B站点发送一个RTS控制帧,并在该RTS控制帧的帧头携带A站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延,若B站点此时也有数据包要发送,则当它向A站点回复控制帧CTS是,在控制帧CTS帧头携带B站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值。在此过程中,C站点监听A站点和B站点分别发送的RTS和CTS控制帧,得知A站点和B站点下一个所要发送的数据包的本地剩余时延,并维护一个如表2所示的剩余时延表。
表2
站点ID 本地逗留剩余时延si 最近更新时刻ui
A 0.139 9:02:07:020
B 0.149 9:02:59:862
C 0.145 9:03:48:225
A、B、C站点分别计算它们下一个所要发送数据包的竞争窗口CW和帧间间隔IFS,设A、B和C站点下一个所要发送数据包在最近更新时刻ui的本地逗留剩余时延分别为sA、sB和sC,当前时刻为now,当前时刻数据包的本地逗留剩余时延分别为[sA-(now-uA)]、[sB-(now-uB)]和[sC-(now-uC)]。比较这三者的大小,假设[sA-(now-uA)]<[sB-(now-uB)]<[sC-(now-uC)],则得到最大值[sC-(now-uC)]。通过求得各站点下一个所要发送数据包当前时刻本地逗留剩余时延与最大值的比值,确定各站点下一个所要发送数据包的帧间间隔IFS和竞争窗口CW的大小;
其中A站点下一个所要发送数据包的竞争窗口CW和帧间间隔IFS分别为:
CW = CW max &times; s A - ( now - u A ) s C - ( now - u C ) ;
IFS = DIFS &times; s A - ( now - u A ) s C - ( now - u C ) ;
B站点下一个所要发送数据包的竞争窗口CW和帧间间隔IFS分别为:
CW = CW max &times; s B - ( now - u B ) s C - ( now - u C ) ;
IFS = DIFS &times; s B - ( now - u B ) s C - ( now - u C ) ;
C站点下一个所要发送数据包的竞争窗口CW和帧间间隔IFS分别为:
CW = CW max &times; s C - ( now - u C ) s C - ( now - u C ) ;
IFS = DIFS &times; s B - ( now - u B ) s C - ( now - u C ) ;
当前时刻本地逗留剩余时延越小,则比值越小,竞争窗口越小,有更大的概率获得一个更小的退避数,即Random()=[0,CW],从而得到更小的退避时间,即Random()*SlotTime,更有机会获得信道的使用权。可以看出以上三个站点中A站点的下一个所要发送数据包有更大概率获得更小的退避数,因此有更大的机会优先获得信道的使用权。
如图2所示,本实施例还公开了一种基于剩余时延的PCF的无线媒介接入方法,包括以下步骤:
(a)AP及每个站点的数据包首先进入缓存队列中,得出各数据包在进入缓存队列后的本地剩余时延值,然后得出缓冲队列中数据包的预计最晚出发时刻,最后根据数据包预计最晚出发时刻的大小确定各数据包在缓存队列中的位置,其中缓存队列队头的数据包为该站点下一个即将发送的数据。
(b)站点通过设置关联请求帧中的轮询字段与AP进行关联,AP将与其关联后的站点加入轮询表中;其中轮询表中包括AP和各站点ID、及AP和各站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值,轮询表在初始化状态下,本地剩余时延值全部为零,在AP对某站点无记录的情况下,该站点的数据包在轮询表中的本地剩余时延值为零。
(c)若AP有数据包向站点发送,则站点收到数据包后回复ACK确认帧,所述站点回复的ACK确认帧携带本站点缓存队列队头数据包的本地剩余时延值,即下一个所要发送数据包的本地剩余时延值;
若AP无数据包向站点发送时,则被AP轮询的站点在发送数据包时携带下一个所要发送数据包的本地剩余时延值。
(d)AP接收到站点发送的ACK确认帧或数据包后,更新轮询表中相应站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值,并根据站点数据包的本地剩余时延值从小到大进行排序,确定在每一个无竞争时期的站点轮询顺序,AP选择本地剩余时延值最小的数据包所在站点或AP进行轮询,将该站点或AP的数据包接入信道中。
如在本实施例中包含有三个站点,分别为A、B和C站点,三个站点所需传输的业务分别为语音、视频和文本。且A、B和C站点均在关联阶段表明它们是可轮询的。
则AP所维护的轮询表如表3所示:
表3
该表中包含AP、A、B和C站点的ID、下一个所要发送数据包的剩余时延值和最近更新时刻。
假如,检测到A站点的下一个所要发送数据包的本地剩余时延值最小,则AP在T1时刻向A发送轮询帧CF-Poll,A开始发送在T1时刻本地剩余时延值为SA的数据包,并携带下一个所要发送数据包的本地剩余时延SA′,经过后△t,A发送结束,此时AP更新T2时刻的轮询表,开始下一次轮询,如表3中T2时刻。△t为各站点数据包发送结束时刻与AP发送轮询帧CF-Poll的时刻之差。AP在每一次轮询前都比较当前时刻的各站点和AP下一个所要发送数据的本地剩余时延值大小,确定轮询顺序。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于剩余时延的DCF的无线媒介接入方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)首先每个站点计算出各数据包进入缓存队列后的本地剩余时延值,然后得出缓冲队列中数据包的预计最晚出发时刻,最后根据数据包预计最晚出发时刻的大小确定各数据包在缓存队列中的位置,其中缓存队列队头的数据包为该站点下一个即将发送的数据;
(2)每个站点获得信道使用权后先交互RTS/CTS控制包,并在RTS/CTS控制包中携带本站点缓存队列中下一个所要发送数据包的本地剩余时延值,同时每个站点监听其它站点发送的RTS/CTS控制包,获取其它站点下一个所要发送数据包在该站点的本地剩余时延值,同时各站点也被其它站点监听到其下一个所要发送数据包的本地剩余时延;
(3)根据步骤(2)中得到的各站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延,得出它们在当前时刻的本地剩余时延值,比较当前时刻各站点下一个所要发送数据包本地剩余时延值的大小,得到各数据包中当前时刻本地剩余时延值的最大值X,然后计算出各站点下一个所要发送数据包竞争窗口CW和帧间间隔IFS的的大小;
其中各站点下一个所要发送数据包竞争窗口CW为本站点下一个所要发送数据包在当前时刻的本地剩余时延值与最大值X相除后乘以默认的最大竞争窗口CWmax
其中帧间间隔IFS为本站点下一个所要发送数据包在当前时刻的本地剩余时延值与最大值X相除后乘以分布式协调功能帧间间隔DIFS;
(4)各站点下一个所要发送数据包通过其竞争窗口CW获取退避数,以得到退避时间;由退避计时器进行计时,将退避计时器最先减到零的数据包发送到信道中。
2.根据权利要求1所述的基于剩余时延的DCF的无线媒介接入方法,其特征在于,所述步骤(1)中每个站点均维护一个数据包到达时刻表,数据包到达时刻表包括数据包序号、数据包到达各站点缓存队列的时刻ai和预计最晚出发时刻ei;当数据包出队后,则清空该数据包的相关记录。
3.根据权利要求2所述的基于剩余时延的DCF的无线媒介接入方法,其特征在于,所述步骤(1)中根据数据包的端到端剩余时延值及其路由状态计算数据包到达本站缓存队列的时刻ai时的本地剩余时延值为:
s i = d i n - i ;
每个站点数据包预计最晚出发时刻ei为:
e i = a i + d i n - i ;
其中ai为数据包到达本站缓存队列的时刻;n为数据包路由的总跳数,i为数据包已经历的路由跳数;di为当前路由跳数下数据包的剩余时延;当i=0时,di=d,其中d为数据包端到端剩余时延;
所述数据包到达下一跳后的剩余时延di+1为:
d i + 1 = d i - ( N - a i ) - length rate ;
其中length为数据包的长度,rate为无线传输速率,N为数据包实际离开队列的时刻。
4.根据权利要求1所述的基于剩余时延的DCF的无线媒介接入方法,其特征在于,所述步骤(2)中,每个站点将本站点数据包的本地剩余时延值和监听到的其它站点数据包的本地剩余时延值制成一张剩余时延表;所述每个站点的剩余时延表中包含有本站点和其它站点的ID、本站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值及最近更新时刻,其它站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值及最近更新时刻。
5.根据权利要求4所述的基于剩余时延的DCF的无线媒介接入方法,其特征在于,所述竞争窗口CW为:
CW = CW max &times; s i - ( now - u i ) X ;
所述帧间间隔IFS为:
IFS = DIFS &times; s i ( now - u i ) X ;
si为数据包在缓存队列中最近更新时刻ui时的本地剩余时延值,now为当前时刻,si-(now-ui)为当前时刻数据包在缓存队列中的本地剩余时延值;CWmax为默认的最大竞争窗口;
获取的每个数据包的退避数为Random()=[0,CW];退避时间为Random()*SlotTime。
6.基于剩余时延的PCF的无线媒介接入方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)AP及每个站点计算出各数据包在进入缓存队列后的本地剩余时延值,然后得出缓冲队列中数据包的预计最晚出发时刻ei,最后根据数据包预计最晚出发时刻的大小确定各数据包在缓存队列中的位置,其中缓存队列队头的数据包为该站点下一个即将发送的数据;
(b)各站点通过设置关联请求帧中的轮询字段与AP进行关联,AP将与其关联后的站点加入轮询表中;其中轮询表中包括AP和与其关联的站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值;
(c)若AP有数据包向站点发送,则站点收到数据包后回复ACK确认帧,所述站点回复的ACK确认帧携带本站点缓存队列队头数据包的本地剩余时延值;即下一个所要发送数据包的本地剩余时延;
若AP无数据包向站点发送时,则被AP轮询站点在发送数据包时携带下一个所要发送数据包的本地剩余时延值;
(d)AP接收到站点发送的ACK确认帧或数据包后,更新轮询表,并根据轮询表中数据包的本地剩余时延值从小到大进行排序,确定在每一个无竞争时期的轮询顺序,AP选择本地剩余时延值最小的数据包所在站点或AP进行轮询,然后将该数据包接入信道中。
7.根据权利要求6所述的基于剩余时延的PCF的无线媒介接入方法,其特征在于,所述步骤(a)中轮询表中包括AP和各站点ID、及AP和各站点下一个所要发送数据包的本地剩余时延值,其中轮询表在初始化状态下,本地剩余时延值零,在AP对某站点无记录的情况下,该站点的数据包在轮询表中的本地剩余时延值为零。
CN201310347957.9A 2013-08-09 2013-08-09 基于剩余时延的dcf/pcf的无线媒介接入方法 Active CN103428772B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310347957.9A CN103428772B (zh) 2013-08-09 2013-08-09 基于剩余时延的dcf/pcf的无线媒介接入方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310347957.9A CN103428772B (zh) 2013-08-09 2013-08-09 基于剩余时延的dcf/pcf的无线媒介接入方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103428772A true CN103428772A (zh) 2013-12-04
CN103428772B CN103428772B (zh) 2016-05-04

Family

ID=49652777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310347957.9A Active CN103428772B (zh) 2013-08-09 2013-08-09 基于剩余时延的dcf/pcf的无线媒介接入方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103428772B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107959980A (zh) * 2017-12-29 2018-04-24 华南理工大学 基于最晚离开时刻和最小堆的点协调无线媒介接入方法
CN113438743A (zh) * 2021-06-11 2021-09-24 杨志军 一种自适应多服务器轮询接入控制方法及系统
CN114051008A (zh) * 2021-10-27 2022-02-15 上海寰创通信科技股份有限公司 一种降低无线网络的游戏业务时延的系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101286980A (zh) * 2008-05-14 2008-10-15 华中科技大学 一种增加无线局域网容量的分布式媒体接入控制协议

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101286980A (zh) * 2008-05-14 2008-10-15 华中科技大学 一种增加无线局域网容量的分布式媒体接入控制协议

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C.-K SHI: "performance analysis over QoS strategies for IEEE 802.11 wireless LANs", 《IEEE》 *
FANG-YIE LEU: "A QOS provision multipolling mechanism for IEEE802.11e standard", 《IEEE》 *
余启洪: "《CNKI》", 15 February 2009, article "无线局域网中协作MAC能量公平机制与工作模式研究" *
余启洪: "《CNKI》", 7 November 2012 *
王化宗: "《信息科技辑》", 30 August 2005 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107959980A (zh) * 2017-12-29 2018-04-24 华南理工大学 基于最晚离开时刻和最小堆的点协调无线媒介接入方法
WO2019127914A1 (zh) * 2017-12-29 2019-07-04 华南理工大学 基于最晚离开时刻和最小堆的点协调无线媒介接入方法
CN107959980B (zh) * 2017-12-29 2019-11-15 华南理工大学 基于最晚离开时刻和最小堆的点协调无线媒介接入方法
CN113438743A (zh) * 2021-06-11 2021-09-24 杨志军 一种自适应多服务器轮询接入控制方法及系统
CN113438743B (zh) * 2021-06-11 2022-07-08 杨志军 一种自适应多服务器轮询接入控制方法及系统
CN114051008A (zh) * 2021-10-27 2022-02-15 上海寰创通信科技股份有限公司 一种降低无线网络的游戏业务时延的系统
CN114051008B (zh) * 2021-10-27 2024-05-03 上海寰创通信科技股份有限公司 一种降低无线网络的游戏业务时延的系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN103428772B (zh) 2016-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dang et al. An efficient and reliable MAC in VANETs
JP4435235B2 (ja) コンテンションウィンドウサイズの調整および選択された移動局の分離によって無線媒体の輻輳を制御するための方法および装置
Li et al. A new backoff algorithm for IEEE 802.11 distributed coordination function
US9521584B2 (en) Method and apparatus for managing data flow through a mesh network
CN101695195B (zh) 一种无线信道访问竞争的控制方法及系统
CN101286980B (zh) 一种增加无线局域网容量的分布式媒体接入控制方法
CN102244683B (zh) 一种提高车联网应用中混合业务服务质量的方法
Ge et al. An analytical model for service differentiation in IEEE 802.11
Sikdar An analytic model for the delay in IEEE 802.11 PCF MAC-based wireless networks
US20060034210A1 (en) Method and system for providing a priority-based, low-collision distributed coordination function
CN103428772B (zh) 基于剩余时延的dcf/pcf的无线媒介接入方法
Saeed et al. Evaluation of the IEEE 802.11 p-based TDMA MAC method for road side-to-vehicle communications
WO2016206481A1 (zh) 竞争传输方法及装置
Kuo et al. A CSMA-based MAC protocol for WLANs with automatic synchronization capability to provide hard quality of service guarantees
Shao et al. A multi-priority supported p-persistent MAC protocol for vehicular ad hoc networks
US7813385B1 (en) Adaptive link delay management in wireless link systems
Tuysuz et al. An uninterrupted collision-free channel access scheme over IEEE 802.11 WLANs
Jonsson et al. Increased communication reliability for delay-sensitive platooning applications on top of IEEE 802.11 p
CN101883439B (zh) 一种无线自组织网中实时业务可靠传输方法
CN103152834A (zh) 一种无线流量的智能分配方法
Qashi et al. Evaluating the QoS of WLANs for the IEEE 802.11 EDCF in real-time applications
Choi et al. Joint optimization of emergency and periodic message transmissions in vehicular networks
Sanguankotchakorn et al. Adaptive channel access mechanism for real time traffic over IEEE 802.11 e Wi-Fi network
KR101560486B1 (ko) 차량 통신 네트워크의 전송 기회 한계값 제어 방법 및 이를 적용한 차량 통신 네트워크 시스템
CN108471605B (zh) 基于车队的无线信道访问控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant