一種載波偵聽沖突避免方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種載波偵聽沖突避免方法和裝置，減少多路訪問中的沖突，提高總線利用率。所述方法包括：本站點(diǎn)在發(fā)送的報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；本站點(diǎn)接收到對(duì)端站點(diǎn)發(fā)送的攜帶該對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息的報(bào)文后，將報(bào)文中攜帶的對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息與本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息進(jìn)行比較，報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的站點(diǎn)優(yōu)先發(fā)送報(bào)文，報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)低的站點(diǎn)經(jīng)過一段延遲時(shí)間后再發(fā)送報(bào)文。所述裝置位于站點(diǎn)，包括優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊和沖突避免模塊。本發(fā)明沖突避免方案，利用監(jiān)聽到的報(bào)文，在發(fā)生沖突的站點(diǎn)之間使用報(bào)文字段進(jìn)行決策，只允許一方立即發(fā)送，另外一方等待發(fā)送，從而避免沖突。
【專利說(shuō)明】一種載波偵聽沖突避免方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，具體涉及一種載波偵聽沖突避免方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在CSMA (Carrier Sense Multiple Access,載波偵聽多路訪問)中，由于通道的傳播延遲，當(dāng)兩個(gè)站點(diǎn)監(jiān)聽到總線上沒有存在信號(hào)而發(fā)送幀時(shí)，仍會(huì)發(fā)生沖突。由于CSMA算法沒有沖突檢測(cè)功能，即使沖突己發(fā)生，仍然要將已破壞的幀發(fā)送完，使總線的利用率降低。改進(jìn)方案是使站點(diǎn)在傳輸時(shí)間繼續(xù)監(jiān)聽媒體，一旦檢測(cè)到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)一串短的阻塞報(bào)文，通知總線上各站沖突己發(fā)生，可以提高總線的利用率。
[0003]沖突檢測(cè)的方法很多，通常以硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn)。一種方法是比較接收到的信號(hào)的電壓大小。只要接收到的信號(hào)的電壓擺動(dòng)值超過某一門限值，就可以認(rèn)為發(fā)生了沖突。另一種方法是在發(fā)送幀的同時(shí)進(jìn)行接收，將收到的信號(hào)逐比特地與發(fā)送的信號(hào)相比較，如果有不符合的，就說(shuō)明出現(xiàn)了沖突。
[0004]要傳輸數(shù)據(jù)的站點(diǎn)首先對(duì)媒體上有無(wú)載波進(jìn)行監(jiān)聽，以確定是否有別的站點(diǎn)在傳輸數(shù)據(jù)。假如媒體空閑，該站點(diǎn)便可傳輸數(shù)據(jù)，否則該站點(diǎn)將避讓一段時(shí)間后再做嘗試。這就需要有一種退避算法來(lái)決定避讓的時(shí)間，常用的退避算法有非堅(jiān)持、1-堅(jiān)持、P-堅(jiān)持三種。
[0005]A)非堅(jiān)持算法
[0006]算法規(guī)則為:⑴假如媒體是空閑的，則可以立即發(fā)送。⑵假如媒體是忙的，則等待一個(gè)由概率分布決定的隨機(jī)重發(fā)延遲后，再重復(fù)前一步驟。采用隨機(jī)的重發(fā)延遲時(shí)間可以減少?zèng)_突發(fā)生的可能性。
[0007]這種算法的缺點(diǎn)是:即使有幾個(gè)站點(diǎn)都有數(shù)據(jù)要發(fā)送，但由于大家都在延遲等待過程中，致使媒體仍可能處于空閑狀態(tài)，使用率降低。
[0008]B) 1-堅(jiān)持算法
[0009]算法規(guī)則:⑴假如媒體空閑的，則可以立即發(fā)送。⑵假如媒體是忙的，則繼續(xù)監(jiān)聽，直至檢測(cè)到媒體是空閑，立即發(fā)送。⑶假如有沖突(在一段時(shí)間內(nèi)未收到肯定的回復(fù))，則等待一隨機(jī)量的時(shí)間，重復(fù)步驟⑴?⑵。
[0010]這種算法的優(yōu)點(diǎn)是:只要媒體空閑，站點(diǎn)就立即可發(fā)送，避免了媒體利用率的損失；其缺點(diǎn)是:假若有兩個(gè)或兩個(gè)以上的站點(diǎn)有數(shù)據(jù)要發(fā)送，沖突仍不可避免。
[0011]C)p-堅(jiān)持算法
[0012]算法規(guī)則:⑴監(jiān)聽總線，假如媒體是空閑的，則以P的概率發(fā)送，而以(1-P)的概率延遲一個(gè)時(shí)間單位。一個(gè)時(shí)間單位通常等于最大傳播時(shí)延的2倍。⑵延遲一個(gè)時(shí)間單位后，再重復(fù)步驟⑴。⑶假如媒體是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽直至媒體空閑并重復(fù)步驟⑴。
[0013]P-堅(jiān)持算法是一種既能像非堅(jiān)持算法那樣減少?zèng)_突，又能像1-堅(jiān)持算法那樣減少媒體空閑時(shí)間的折中方案。問題在于如何選擇P的有效值，這要考慮到避免重負(fù)載下系統(tǒng)處于的不穩(wěn)定狀態(tài)。假如媒體是忙時(shí)，有N個(gè)站點(diǎn)有數(shù)據(jù)等待發(fā)送，一旦當(dāng)前的發(fā)送完成時(shí)，將要試圖傳輸?shù)恼军c(diǎn)的總期望數(shù)為N*P。假如選擇P過大，使N*P>1，表明有多個(gè)站點(diǎn)試圖發(fā)送，沖突就不可避免。最壞的情況是，隨著沖突概率的不斷增大，而使吞吐量降低到零。所以必須選擇適當(dāng)P值使N*P〈1。當(dāng)然P值選得過小，則媒體利用率又會(huì)大大降低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種載波偵聽沖突避免方法和裝置，減少多路訪問中的沖突，提高總線利用率。
[0015]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種載波偵聽沖突避免方法，包括:
[0016]本站點(diǎn)在發(fā)送的報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；
[0017]本站點(diǎn)接收到對(duì)端站點(diǎn)發(fā)送的攜帶該對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息的報(bào)文后，將報(bào)文中攜帶的對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息與本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息進(jìn)行比較，報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的站點(diǎn)優(yōu)先發(fā)送報(bào)文，報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)低的站點(diǎn)經(jīng)過一段延遲時(shí)間后再發(fā)送報(bào)文。
[0018]進(jìn)一步地，本站點(diǎn)在發(fā)送的報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息，包括:本站點(diǎn)在檢測(cè)到總線上有沖突后，向總線發(fā)送阻塞報(bào)文，在該阻塞報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；或者，本站點(diǎn)向?qū)Χ苏军c(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文，在該數(shù)據(jù)報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息。
[0019]進(jìn)一步地，所述在該阻塞報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息，包括:在該阻塞報(bào)文中的新增字段或現(xiàn)有的源媒體接入控制(MAC)字段中攜帶所述報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息。
[0020]進(jìn)一步地，所述在該數(shù)據(jù)報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息，包括:在該數(shù)據(jù)報(bào)文的新增字段或現(xiàn)有的IP字段中攜帶所述報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息。
[0021]進(jìn)一步地，所述向總線發(fā)送阻塞報(bào)文，包括:經(jīng)過一段延遲時(shí)間后向總線發(fā)送阻塞報(bào)文。
[0022]進(jìn)一步地,所述延遲時(shí)間的取值范圍為[Tmin, Tmax],所述Tmin=T+T/a, Tmax=bT ；其中T為任意兩站點(diǎn)之間的最大傳播時(shí)延，a={l，2，4，8，16, 32}且所述T/a>0，b=[4, 16]，(bT)> (T+T/a)。
[0023]進(jìn)一步地,所述a=2, b=8。
[0024]進(jìn)一步地，所述報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息為當(dāng)前站點(diǎn)已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)。
[0025]進(jìn)一步地，報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的站點(diǎn)的已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)少于報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)低的站點(diǎn)。
[0026]進(jìn)一步地，所述已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)超過最大閾值時(shí)，重置該次數(shù)為O。
[0027]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種載波偵聽沖突避免裝置，位于站點(diǎn)，包括優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊和沖突避免模塊，其中:
[0028]所述優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊，用于在發(fā)送的報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；
[0029]所述沖突避免模塊，用于在接收到對(duì)端站點(diǎn)發(fā)送的攜帶該對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息的報(bào)文后，將報(bào)文中攜帶的對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息與本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息進(jìn)行比較；
[0030]所述報(bào)文發(fā)送模塊，用于在所述沖突避免模塊判斷本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)高時(shí)，優(yōu)先發(fā)送報(bào)文，判斷本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)低時(shí)，經(jīng)過一段延遲時(shí)間后再發(fā)送報(bào)文。
[0031]進(jìn)一步地，所述優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊，在發(fā)送的報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息，包括:所述優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊檢測(cè)到總線上有沖突后，向總線發(fā)送阻塞報(bào)文，在該阻塞報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；或者，所述優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊在向?qū)Χ苏军c(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息。
[0032]進(jìn)一步地，所述優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊向總線發(fā)送阻塞報(bào)文，包括:經(jīng)過一段延遲時(shí)間后向總線發(fā)送阻塞報(bào)文。
[0033]進(jìn)一步地,所述延遲時(shí)間的取值范圍為[Tmin, Tmax],所述Tmin=T+T/a, Tmax=bT ；其中T為任意兩站點(diǎn)之間的最大傳播時(shí)延，a={l，2，4，8，16，32}且所述T/a>0，b=[4, 16]，(bT)> (T+T/a)。
[0034]進(jìn)一步地,所述a=2, b=8。
[0035]進(jìn)一步地，所述報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息為當(dāng)前站點(diǎn)已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)。
[0036]進(jìn)一步地，報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的站點(diǎn)的已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)少于報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)低的站點(diǎn)。
[0037]本發(fā)明實(shí)施例提出的沖突避免方案，適用于CSMA/O) (Carrier Sense MultipleAccess with Collision Detection,帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問)和CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問)，利用監(jiān)聽到的報(bào)文，在發(fā)生沖突的站點(diǎn)之間使用報(bào)文字段進(jìn)行決策，只允許一方立即發(fā)送，另外一方等待發(fā)送，從而避免沖突。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1為實(shí)施例1流程圖；
[0039]圖2為實(shí)施例1裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖3為SendTimes字段封裝示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0041]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0042]實(shí)施例1
[0043]本實(shí)施例介紹載波偵聽沖突避免方法和裝置，如圖1所示，沖突避免方法包括以下步驟:
[0044]步驟10，本站點(diǎn)在發(fā)送的報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；
[0045]優(yōu)選地，發(fā)送的報(bào)文可以是阻塞報(bào)文也可以是普通數(shù)據(jù)報(bào)文:
[0046]采用阻塞報(bào)文時(shí)，發(fā)送方式如下:本站點(diǎn)在檢測(cè)到總線上有沖突后，向總線發(fā)送阻塞報(bào)文，在該阻塞報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；具體地，可在該阻塞報(bào)文中新增一字段或采用現(xiàn)有的源媒體接入控制(MAC)字段，攜帶該報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；
[0047]采用數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)，發(fā)送方式如下:本站點(diǎn)向?qū)Χ苏军c(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文，在該數(shù)據(jù)報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；具體地，可在該數(shù)據(jù)報(bào)文中新增一字段或采用現(xiàn)有的IP字段，攜帶所述報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；
[0048]步驟20，本站點(diǎn)接收到對(duì)端站點(diǎn)發(fā)送的攜帶該對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息的報(bào)文后，將報(bào)文中攜帶的對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息與本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息進(jìn)行比較，報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的站點(diǎn)優(yōu)先發(fā)送報(bào)文，報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)低的站點(diǎn)經(jīng)過一段延遲時(shí)間后再發(fā)送報(bào)文。
[0049]優(yōu)選地，將當(dāng)前站點(diǎn)已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)作為當(dāng)前站點(diǎn)的報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息，可設(shè)置已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)少的站點(diǎn)的報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)高于已經(jīng)發(fā)送報(bào)文次數(shù)多的站點(diǎn)，也就是說(shuō)，發(fā)送報(bào)文次數(shù)較少的站點(diǎn)有優(yōu)先發(fā)送報(bào)文的權(quán)限。
[0050]上述優(yōu)先發(fā)送報(bào)文是指:當(dāng)媒體空閑時(shí)立即發(fā)送，同時(shí)監(jiān)聽；當(dāng)媒體忙時(shí)，繼續(xù)監(jiān)聽，待檢測(cè)到媒體空閑時(shí)再發(fā)送，同時(shí)監(jiān)聽。
[0051]延遲時(shí)間的范圍及計(jì)算方法參見實(shí)施例2中描述。
[0052]實(shí)現(xiàn)上述方法的載波偵聽沖突避免裝置，如圖2所示，該裝置位于站點(diǎn)，包括優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊、沖突避免模塊和報(bào)文發(fā)送模塊，其中:
[0053]所述優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊，用于在發(fā)送的報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；
[0054]所述沖突避免模塊，用于在接收到對(duì)端站點(diǎn)發(fā)送的攜帶該對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息的報(bào)文后，將報(bào)文中攜帶的對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息與本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息進(jìn)行比較；
[0055]所述報(bào)文發(fā)送模塊，用于在所述沖突避免模塊判斷本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)高時(shí)，優(yōu)先發(fā)送報(bào)文，判斷本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)低時(shí)，經(jīng)過一段延遲時(shí)間后再發(fā)送報(bào)文。
[0056]具體地，優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊可以在檢測(cè)到總線上有沖突后，向總線發(fā)送阻塞報(bào)文，在該阻塞報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；或者，該優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊也可以在向?qū)Χ苏军c(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息。
[0057]實(shí)施例2
[0058]本實(shí)施例以報(bào)文中新增字段攜帶報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息為例進(jìn)行說(shuō)明，包括封裝發(fā)送過程和沖突決策過程:
[0059]一、封包發(fā)送過程
[0060]下面描述站點(diǎn)封包以及發(fā)送的過程:
[0061]步驟1，站點(diǎn)在發(fā)送報(bào)文后一旦檢測(cè)到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送；
[0062]步驟2，生成阻塞報(bào)文，該阻塞報(bào)文用于通知總線上站點(diǎn)間發(fā)生沖突，該阻塞報(bào)文中封裝有SendTimes字段；
[0063]阻塞報(bào)文是指沖突后向總線上發(fā)出的一串短報(bào)文；
[0064]本實(shí)施例在阻塞報(bào)文中增加一個(gè)SendTimes字段，以便對(duì)端站點(diǎn)接收到阻塞報(bào)文后進(jìn)行沖突決策時(shí)使用，封包格式如圖3所示。
[0065]每次在發(fā)送非阻塞報(bào)文(即除了阻塞報(bào)文之外的數(shù)據(jù)報(bào)文)時(shí)，站點(diǎn)將環(huán)境變量累加I后保存，當(dāng)發(fā)生沖突需要生成阻塞報(bào)文時(shí)，將環(huán)境變量中的值取出作為SendTimes字段的值，將該SendTimes字段封裝在阻塞報(bào)文幀首部。其中SendTimes字段為一個(gè)字節(jié)，初始值為0，環(huán)境變量初始值為O。如果環(huán)境變量值累加越界溢出一個(gè)字節(jié)，即超過128，則必須將環(huán)境變量重置為初始值0，再重新開始累加。[0066]根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，環(huán)境變量不一定非要等到越界溢出才置為O重新累加，可以設(shè)定一個(gè)閥值SendTimesMax，取值范圍[1，128]，當(dāng)環(huán)境變量達(dá)到閥值則置為O重新累加。推薦值為64。
[0067]當(dāng)有多條數(shù)據(jù)流同時(shí)持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間搶占總線帶寬時(shí)，設(shè)置較小的閥值可以在多條流之間快速達(dá)到公平分配總線帶寬，每條流的傳輸速率較為平滑。但并非設(shè)置的閥值越小越好，具體閥值的設(shè)定可以根據(jù)實(shí)際需求靈活配置。
[0068]上述環(huán)境變量用于記錄本站點(diǎn)已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)，除了采用環(huán)境變量外，還可以采用其他全局性變量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0069]步驟3，設(shè)置該阻塞報(bào)文發(fā)送的延遲時(shí)間，本示例規(guī)定該延遲時(shí)間為一個(gè)由概率分布決定的隨機(jī)重發(fā)延遲時(shí)間，范圍為[Tmin，Tmax]，該范圍依賴所有站點(diǎn)中任意兩個(gè)站之間傳播時(shí)延最大值；
[0070]從一個(gè)站點(diǎn)開始發(fā)送數(shù)據(jù)到另一個(gè)站點(diǎn)開始接收數(shù)據(jù)，也即載波信號(hào)從一端傳播到另一端所需的時(shí)間，稱為信號(hào)傳播時(shí)延。信號(hào)傳播時(shí)延(μ s)=兩站點(diǎn)的距離(m)/信號(hào)傳播速度(m/ys)，其中μ s表示時(shí)間單位微秒。假定Α、Β兩個(gè)站點(diǎn)位于總線兩端，兩站點(diǎn)之間的最大傳播時(shí)延為Τ，當(dāng)A站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)后，經(jīng)過接近于最大傳播時(shí)延T時(shí)，B站點(diǎn)正好也發(fā)送數(shù)據(jù),此時(shí)沖突便發(fā)生。發(fā)生沖突后，B站點(diǎn)立即可檢測(cè)到該沖突，而A站點(diǎn)需再經(jīng)過一次最大傳播時(shí)延T后,才能檢測(cè)出沖突。也即最壞情況下,對(duì)于基帶CSMA/⑶來(lái)說(shuō),檢測(cè)出一個(gè)沖突的時(shí)間等于任意兩個(gè)站之間最大傳播時(shí)延的兩倍(2Τ)。因此，在本實(shí)施例中規(guī)定阻塞報(bào)文隨機(jī)重發(fā)延遲時(shí)間范圍為[Tmin，Tmax]，其中:
[0071]Tmin=T+T/a ；
[0072]Tmax=bT ；
[0073]其中a和b為整數(shù)，作為參考系數(shù)，推薦值集合如下:
[0074]a= {1，2，4，8，16，32};
[0075]b={4, 5，6，7，8，...，16};
[0076]a和b值的選取必須遵循以下原則:
[0077](T/a) >0;
[0078](bT) > (T+T/a)；
[0079]推薦組合值a=2, b=8。
[0080]若實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景需要選取a為一個(gè)較大的值，但T/a=0，此時(shí)可以將T換算為更小單位的時(shí)間值，比如將I微秒換算為1000納秒，即提高精度。如果無(wú)法換算，可以選取盡可能大的a值保證a和b滿足上述原則即可。關(guān)于b值的選取要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和個(gè)性需求來(lái)進(jìn)行選擇。b值選取的越大，阻塞報(bào)文再次沖突的概率會(huì)越小，報(bào)文時(shí)延較大；b值選取的越小，阻塞報(bào)文再次沖突的概率會(huì)越大，報(bào)文時(shí)延較小。
[0081]Tmin規(guī)定大于T是考慮在最壞情況下，保證A站點(diǎn)檢測(cè)到?jīng)_突后再允許B站點(diǎn)發(fā)送阻塞報(bào)文，為了盡可能保證A站點(diǎn)檢測(cè)到?jīng)_突，特增加T/a的補(bǔ)償時(shí)間。
[0082]數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送時(shí)的延遲時(shí)間也可從上述范圍[Tmin, Tmax]中選擇。
[0083]步驟4，站點(diǎn)從延遲時(shí)間范圍內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)延遲時(shí)間，經(jīng)過該延遲時(shí)間后，向總線發(fā)送阻塞報(bào)文；
[0084]發(fā)生沖突的兩個(gè)站點(diǎn)在各自的延遲時(shí)間范圍[Tmin，Tmax]內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)延遲時(shí)間發(fā)送阻塞報(bào)文，兩個(gè)站點(diǎn)的隨機(jī)時(shí)間迭代算法最好保證每次兩站的迭代時(shí)間不相同。若阻塞報(bào)文再次發(fā)生沖突，每個(gè)站點(diǎn)系統(tǒng)都忽略該阻塞報(bào)文的沖突，繼續(xù)按照非阻塞報(bào)文流程發(fā)送非阻塞報(bào)文。若阻塞報(bào)文不發(fā)生沖突，發(fā)生沖突的兩站點(diǎn)都能夠收到對(duì)端發(fā)送的完整的阻塞報(bào)文，則可根據(jù)該阻塞報(bào)文進(jìn)行沖突決策，沖突決策的結(jié)果是:只有一方立即發(fā)送而另外一方延遲，從而可以提高帶寬利用率。
[0085]二、沖突決策過程
[0086]步驟1，站點(diǎn)監(jiān)聽到對(duì)端站點(diǎn)發(fā)送的阻塞報(bào)文；
[0087]步驟2，根據(jù)該阻塞報(bào)文中的SendTimes字段，將該字段內(nèi)容與本站點(diǎn)的SendTimes字段內(nèi)容比較，如果對(duì)端站點(diǎn)SendTimes字段內(nèi)容大于本站點(diǎn)SendTimes字段內(nèi)容，則本站點(diǎn)優(yōu)先發(fā)送報(bào)文，一旦監(jiān)聽到媒體空閑就可以立即發(fā)送；如果對(duì)端站點(diǎn)SendTimes字段內(nèi)容小于本站點(diǎn)SendTimes字段內(nèi)容,貝U本站點(diǎn)等待一個(gè)由概率分布決定的隨機(jī)重發(fā)延遲時(shí)間后再發(fā)送。
[0088]重發(fā)延遲時(shí)間范圍為[Tmin，Tmax]，所謂由概率分布決定的隨機(jī)重發(fā)延遲時(shí)間是指:假設(shè)隨機(jī)重發(fā)延遲時(shí)間的選取是在[Tmin，Tmax]范圍內(nèi)隨機(jī)選擇，則選擇時(shí)要盡量能覆蓋到該范圍內(nèi)每個(gè)點(diǎn)，即從概率上講，隨機(jī)選擇的時(shí)間點(diǎn)能夠均勻的分布到[Tmin,Tmax]范圍內(nèi)。
[0089]可以看出，發(fā)送報(bào)文決策原則是SendTimes字段值較小的站點(diǎn)有發(fā)送的優(yōu)先權(quán)，值較大的站點(diǎn)延遲發(fā)送。當(dāng)SendTimes字段值較小的站點(diǎn)發(fā)送完畢后，其字段值會(huì)累加，在與其他站點(diǎn)發(fā)生沖突時(shí)優(yōu)先級(jí)會(huì)降低，這樣可以保證各個(gè)站點(diǎn)公平享有總線帶寬，且兩兩之間避免沖突。
[0090]根據(jù)決策原則，當(dāng)有多個(gè)站點(diǎn)在同一總線上發(fā)生沖突時(shí)，會(huì)根據(jù)決策后的發(fā)送優(yōu)先權(quán)進(jìn)行兩兩淘汰，數(shù)量減半后再次決策，每決策一次，淘汰一半，最后只能有一個(gè)站點(diǎn)有最高優(yōu)先權(quán)發(fā)送報(bào)文。在實(shí)際場(chǎng)景中，因?yàn)槊看螞_突后，每個(gè)站點(diǎn)會(huì)選擇一個(gè)隨機(jī)重發(fā)延遲時(shí)間再次發(fā)送，所以一般情況下，下一次沖突站點(diǎn)個(gè)數(shù)會(huì)小于上一次的一半，所以沖突次數(shù)至少以指數(shù)遞減，快速收斂到一個(gè)站點(diǎn)擁有最高優(yōu)先級(jí)發(fā)送報(bào)文。
[0091]本實(shí)施例既能像非堅(jiān)持算法那樣減少?zèng)_突，又能像1-堅(jiān)持算法那樣減少媒體空閑時(shí)間，且又不需要像P-堅(jiān)持算法那樣使用復(fù)雜的計(jì)算選擇P值，但可以做到比P-堅(jiān)持算法更加有效的利用媒體時(shí)間。
[0092]實(shí)施例3
[0093]本實(shí)施例以采用報(bào)文中已有字段攜帶報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息為例進(jìn)行說(shuō)明，包括封裝發(fā)送過程和沖突決策過程:
[0094]一、封包發(fā)送過程
[0095]本實(shí)施例的封包發(fā)送過程與上一實(shí)施例的封包發(fā)送過程相同，區(qū)別僅在于采用阻塞報(bào)文中的源MAC (Media Access Control)字段代替實(shí)施例2中的SendTimes字段來(lái)攜帶報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息。
[0096]二、沖突決策過程
[0097]本實(shí)施例的沖突決策過程與實(shí)施例1中的決策過程基本類似，區(qū)別在于比較的是源MAC (Media Access Control)字段的內(nèi)容,而不是SendTimes字段內(nèi)容,MAC字段共6個(gè)字節(jié)，比較時(shí)，將對(duì)端站點(diǎn)源MAC字段內(nèi)容與本站點(diǎn)源MAC字段逐個(gè)字節(jié)做比較，如果有一個(gè)字節(jié)大于本站點(diǎn)字段，則本站點(diǎn)優(yōu)先發(fā)送報(bào)文，一旦監(jiān)聽到媒體空閑就立即發(fā)送發(fā)送；如果對(duì)端站點(diǎn)源MAC字段所有字節(jié)均小于本站點(diǎn)該字段，則本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)低于該對(duì)端站點(diǎn)，本站點(diǎn)等待一個(gè)由概率分布決定的隨機(jī)重發(fā)延遲時(shí)間后再發(fā)送。
[0098]可以看出，本實(shí)施例發(fā)送報(bào)文決策的原則是MAC字段值較小的站點(diǎn)有發(fā)送的優(yōu)先權(quán)，值較大的站點(diǎn)延遲發(fā)送。這樣可以保證兩兩之間再次發(fā)送時(shí)避免沖突。
[0099]根據(jù)決策原則，即使在大量站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送沖突時(shí)，也會(huì)指數(shù)遞減沖突次數(shù)，快速收斂到一個(gè)站點(diǎn)擁有最高優(yōu)先級(jí)發(fā)送報(bào)文。
[0100]本該實(shí)施例既能像非堅(jiān)持算法那樣減少?zèng)_突，又能像1-堅(jiān)持算法那樣減少媒體空閑時(shí)間，且又不需要像P-堅(jiān)持算法那樣使用復(fù)雜的計(jì)算選擇P值，但可以做到比P-堅(jiān)持算法更加有效的利用媒體時(shí)間。
[0101]除了使用上述SendTimes字段或MAC字段外，還可以在現(xiàn)有數(shù)據(jù)報(bào)文中的IP字段中攜帶報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息，收到的站點(diǎn)進(jìn)行記錄，以避免沖突的發(fā)送。除采用IP字段外，也可以采用新增字段來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者是其他現(xiàn)有字段，只要該字段能區(qū)別兩個(gè)站點(diǎn)的不同特征即可。
[0102]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來(lái)指令相關(guān)硬件完成，所述程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，如只讀存儲(chǔ)器、磁盤或光盤等。可選地，上述實(shí)施例的全部或部分步驟也可以使用一個(gè)或多個(gè)集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地，上述實(shí)施例中的各模塊/單元可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不限制于任何特定形式的硬件和軟件的結(jié)合。
[0103]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種載波偵聽沖突避免方法，包括: 本站點(diǎn)在發(fā)送的報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息； 本站點(diǎn)接收到對(duì)端站點(diǎn)發(fā)送的攜帶該對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息的報(bào)文后，將報(bào)文中攜帶的對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息與本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息進(jìn)行比較，報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的站點(diǎn)優(yōu)先發(fā)送報(bào)文，報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)低的站點(diǎn)經(jīng)過一段延遲時(shí)間后再發(fā)送報(bào)文。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 本站點(diǎn)在發(fā)送的報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息，包括: 本站點(diǎn)在檢測(cè)到總線上有沖突后，向總線發(fā)送阻塞報(bào)文，在該阻塞報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；或者 本站點(diǎn)向?qū)Χ苏军c(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文，在該數(shù)據(jù)報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于: 所述在該阻塞報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息，包括: 在該阻塞報(bào)文中的新增字段或現(xiàn)有的源媒體接入控制(MAC)字段中攜帶所述報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息。
4.如權(quán)利要求2所述的方 法，其特征在于: 所述在該數(shù)據(jù)報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息，包括: 在該數(shù)據(jù)報(bào)文的新增字段或現(xiàn)有的IP字段中攜帶所述報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于: 所述向總線發(fā)送阻塞報(bào)文，包括: 經(jīng)過一段延遲時(shí)間后向總線發(fā)送阻塞報(bào)文。
6.如權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于: 所述延遲時(shí)間的取值范圍為[Tmin, Tmax],所述Tmin=T+T/a,Tmax=bT ;其中T為任意兩站點(diǎn)之間的最大傳播時(shí)延，a={l，2，4，8，16, 32}且所述 T/a>0，b=[4，16]，(bT)> (T+T/a)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于:所述a=2,b=8o
8.如權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的方法,其特征在于: 所述報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息為當(dāng)前站點(diǎn)已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于: 報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的站點(diǎn)的已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)少于報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)低的站點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于: 所述已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)超過最大閾值時(shí)，重置該次數(shù)為O。
11.一種載波偵聽沖突避免裝置，位于站點(diǎn)，包括優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊和沖突避免模塊，其中: 所述優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊，用于在發(fā)送的報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；所述沖突避免模塊，用于在接收到對(duì)端站點(diǎn)發(fā)送的攜帶該對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息的報(bào)文后，將報(bào)文中攜帶的對(duì)端站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息與本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息進(jìn)行比較； 所述報(bào)文發(fā)送模塊，用于在所述沖突避免模塊判斷本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)高時(shí)，優(yōu)先發(fā)送報(bào)文，判斷本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)低時(shí)，經(jīng)過一段延遲時(shí)間后再發(fā)送報(bào)文。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于: 所述優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊，在發(fā)送的報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息，包括:所述優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊檢測(cè)到總線上有沖突后，向總線發(fā)送阻塞報(bào)文，在該阻塞報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息；或者 所述優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊在向?qū)Χ苏军c(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文中攜帶本站點(diǎn)報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于: 所述優(yōu)先級(jí)信息發(fā)送模塊向總線發(fā)送阻塞報(bào)文，包括: 經(jīng)過一段延遲時(shí)間后向總線發(fā)送阻塞報(bào)文。
14.如權(quán)利要求11或13所述的裝置，其特征在于: 所述延遲時(shí)間的取值范圍為[Tmin, Tmax],所述Tmin=T+T/a,Tmax=bT ;其中T為任意兩站點(diǎn)之間的最大傳播時(shí)延，a={l，2，4，8，16, 32}且所述 T/a>0，b=[4，16]，(bT)> (T+T/a)。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于: 所述 a=2, b=8。
16.如權(quán)利要求11-13中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于: 所述報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)信息為當(dāng)前站點(diǎn)已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于: 報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的站點(diǎn)的已經(jīng)發(fā)送報(bào)文的次數(shù)少于報(bào)文發(fā)送優(yōu)先級(jí)低的站點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】H04L12/833GK103580976SQ201210253212
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月20日
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