一种基于流公平性的退避算法

徐立强，徐 祎，王 锐

（合肥电子工程学院，安徽 合肥 230037）

0 引言

IEEE 802.11DCF是为无线局域网WLAN（Wireless LAN）制定的，但目前的无线自组织网络中大都将其直接作为MAC接入规范，从而带来公平性问题。公平性问题研究一般分为基于节点的公平性和基于流的公平性[1-2]两种，最终都归结为如何在MAC协议中确保每个节点或流的接入机率[3]相等。由于数据类型的多元化，支持服务质量（QoS）的介质访问协议（MediaAccess Control，MAC）是未来网络的发展趋势，因此基于流的公平性能够更好地根据数据流类型来控制数据流的接入能力[4-8]。本文通过建模，分析了MAC机制中对流公平性的影响因素及解决流不公平问题的方法，提出一种基于流公平性的退避算法BFF（Back-off based on Flow Fairness），通过调整退避窗口最小值以减少传输失败发生的概率，同时兼顾到网络传输时延，改善网络中由于隐藏终端引起的流不公平问题，最后通过网络仿真验证了其合理性。

1 IEEE 802.11 DCF公平性问题分析

无线网络中的隐蔽终端问题会在竞争数据流间产生严重的不公平性。不失一般性地，本文针对如图1所示的一个典型网络场景进行仿真分析实验，针对节点使用共享信道带宽的公平性问题进行建模，讨论Rmax次尝试传输失败（RET事件）发生概率的影响因素[9-12]。节点3和节点1相对于节点2而言互为隐藏终端。节点1和节点2之间、节点3和节点4之间均为构建在UDP传输协议上的CBR数据流，均由Pareto分布流量产生器产生，分别用 cbr12和 cbr34来表示。

图1 Z字型网络拓扑图

设Y[n]表示节点1连续碰撞后重发n个RTS帧的起始时刻的离散时间随机过程，T[i]表示节点3连续成功发送数据帧情况下发送第i个RTS帧的起始时刻的离散时间随机过程。……