CN105763377B - 一种基于步长自调整的无线局域网随机接入方法 - Google Patents

Abstract

一种基于步长自调整的无线局域网随机接入方法，其步骤是：A、直接接入：用户检测到信道空闲时间小于帧间距时间，转B步；否则，进行接入，如接入失败，重复本步操作；B、退避接入：B1、用户从集合{0,1,2…,CW}中随机选值作为退避计数器的计数值T，B2、当信道空闲时间每达到1个空闲时隙，则：当前空闲时隙为第N个连续的空闲时隙，如退避计数器的计数值T>步长n，n＝kN，k＝1或2，将计数值T减去步长n；否则，将计数值T减去1；B3、如计数值T大于0，转B2步；如当前的计数值T等于0，即进行接入；若接入失败，则转C步；C、将CW乘以2再加1作为更新后的CW；然后，重新进行B步的操作，直至接入成功。该方法的信道利用率高，接入时延低，接入效率高。

Description

一种基于步长自调整的无线局域网随机接入方法

所属技术领域

本发明涉及一种无线局域网的接入方法。

背景技术

目前最新的无线局域网IEEE802.11ac标准，采用的是CSMA/CA(载波监听多址接入/碰撞避免)接入机制，其工作流程是：用户在接入之前判断信道是否空闲,当用户检测到信道空闲时间大于DCF(分布式协调功能)的帧间距时隙，则进行接入。否则，进入退避过程：用户从集合{0,1,2…,CW}中随机选择一个值作为退避计数器初始值，其中CW为竞争窗口值，随即用户检测信道空闲时间，信道空闲时间每达到一个时隙，退避计数器值减1，当退避计数器减到0后，再进行接入。若接入失败，用户的竞争窗口值CW更新为原来的两倍，重新进入退避过程，直至接入成功。

但是当用户数较多时，即密集场景下用户接入过程中会出现多次碰撞导致CW值变大，使得用户随机选择的退避值较大的可能性增加。若此时网络突然处于较空闲状态(如机场、车站等场景，用户会集体离开)，即网络中的用户数突然减小时，若仍采用CSMA/CA机制，较大的退避计数器值逐步减1的退避，将导致信道资源的浪费，降低信道利用率，增大了用户的接入时延。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于步长自调整的无线局域网随机接入方法，该接入方法对信道的利用率高，能降低用户的接入时延，提高接入效率。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种基于步长自调整的无线局域网随机接入方法，其步骤是：

A、直接接入：用户检测到信道空闲时间小于分布式协调功能的帧间距时间，进行B步的操作；否则，进行接入，如接入失败，重复本步的操作；

B、退避接入：

B1、用户从集合{0,1,2…,CW}中随机选择一个值作为退避计数器的计数值T，其中CW为竞争窗口值,CW的初始值为10-20；

B2、用户检测信道空闲时间，当信道空闲时间每达到1个空闲时隙，则进行以下操作：

当前空闲时隙为第N个连续的空闲时隙，则退避计数器下降的步长为n，n＝kN，k＝1或2，如退避计数器的计数值T>步长n，将退避计数器的计数值T减去步长n；否则，将退避计数器的计数值T减去1；

B3、如退避计数器当前的计数值T大于0，重复B2步的操作；

如退避计数器当前的计数值T等于0，即进行接入；若接入失败，则进行C步的操作；

C、竞争窗口值更新

将竞争窗口值CW乘以2再加1作为更新后的竞争窗口值CW；然后，重新进行B步的操作，直至接入成功。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

当网络状态突然从拥堵情况变为较空闲状态时，本发明的退避计数器的下降步长由1自动、动态调整为当前时刻连续空闲时隙数的1倍或2倍；加快了退避计数器的下降速度，自适应的迅速进行接入操作，提高了对信道的利用率，有效降低用户的接入时延，提高接入效率。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例一与传统CSMA/CA接入方法仿真实验的平均接入时延的比较图。

图2为本发明实施例二与传统CSMA/CA接入方法仿真实验的平均接入时延的比较图。

图3本发明实施例一、二与传统CSMA/CA接入方法仿真实验的系统吞吐量的比较图。

具体实施方式

实施例一

一种基于步长自调整的无线局域网随机接入方法，其步骤是：

A、直接接入：用户检测到信道空闲时间小于分布式协调功能的帧间距时间，进行B步的操作；否则，进行接入，如接入失败，重复本步的操作；

B、退避接入：

B1、用户从集合{0,1,2…,CW}中随机选择一个值作为退避计数器的计数值T，其中CW为竞争窗口值,CW的初始值为15；

B2、用户检测信道空闲时间，当信道空闲时间每达到1个空闲时隙，则进行以下操作：

当前空闲时隙为第N个连续的空闲时隙，则退避计数器下降的步长为n，n＝kN，k＝1，(即n＝N)，如退避计数器的计数值T>步长n，将退避计数器的计数值T减去步长n；否则，将退避计数器的计数值T减去1；

B3、如退避计数器当前的计数值T大于0，重复B2步的操作；

如退避计数器当前的计数值T等于0，即进行接入；若接入失败，则进行C步的操作；

C、竞争窗口值更新

将竞争窗口值CW乘以2再加1作为更新后的竞争窗口值CW；然后，重新进行B步的操作，直至接入成功。

实施例二

一种基于步长自调整的无线局域网随机接入方法，其步骤是：

A、直接接入：用户检测到信道空闲时间小于分布式协调功能的帧间距时间，进行B步的操作；否则，进行接入，如接入失败，重复本步的操作；

B、退避接入：

B1、用户从集合{0,1,2…,CW}中随机选择一个值作为退避计数器的计数值T，其中CW为竞争窗口值,CW的初始值为20；

B2、用户检测信道空闲时间，当信道空闲时间每达到1个空闲时隙，则进行以下操作：

当前空闲时隙为第N个连续的空闲时隙，则退避计数器下降的步长为n，n＝k N，k＝2，(即n＝2N)，如计数值T>步长n，将退避计数器的计数值T减去步长n；否则，将退避计数器的计数值T减去1；

B3、如退避计数器当前的计数值T大于0，重复B2步的操作；

如退避计数器当前的计数值T等于0，即进行接入；若接入失败，则进行C步的操作；

C、竞争窗口值更新

将竞争窗口值CW乘以2再加1作为更新后的竞争窗口值CW；然后，重新进行B步的操作，直至接入成功。

图1为本发明实施例一与传统CSMA/CA接入方法仿真实验的平均接入时延的比较图。图2为本发明实施例二与传统CSMA/CA接入方法仿真实验的平均接入时延的比较图。

由图1、图2可知，本发明的方法比传统方案(下降步长始终为1)的接入时延平均减少1ms；网络中用户数越少，本发明的接入加快效果越明显，当用户数为2-3时，其接入效率提高一倍。

图3为本发明实施例一、二与传统CSMA/CA接入方法仿真实验的系统吞吐量的比较图。

由图3可知，本发明方法的吞吐量为传统CSMA/CA方案的两倍左右。这是因为该发明可以降低用户的接入时延，在用户包大小一致下，接入时延小可以增大系统的吞吐量。

Claims (1)

1.一种基于步长自调整的无线局域网随机接入方法，其步骤是：

A、直接接入：用户检测到信道空闲时间小于分布式协调功能的帧间距时间，进行B步的操作；否则，进行接入，如接入失败，重复本步的操作；

B、退避接入：

B1、用户从集合{0,1,2,…,CW}中随机选择一个值作为退避计数器的计数值T，其中CW为竞争窗口值,CW的初始值为10-20中的一个整数；

B2、用户检测信道空闲时间，当信道空闲时间每达到1个空闲时隙，则进行以下操作：

当前空闲时隙为第N个连续的空闲时隙，则退避计数器下降的步长为n，n＝kN，k＝1或2，如退避计数器的计数值T>步长n，将退避计数器的计数值T减去步长n；否则，将退避计数器的计数值T减去1；

B3、如退避计数器当前的计数值T大于0，重复B2步的操作；

如退避计数器当前的计数值T等于0，即进行接入；若接入失败，则进行C步的操作；

C、竞争窗口值更新：

将竞争窗口值CW乘以2再加1作为更新后的竞争窗口值CW；然后，重新进行B步的操作，直至接入成功。