技术摘要：
本发明公开了一种基于统计优先多址接入的阈值自适应调整方法，主要解决现有技术无法应对未知业务比例或突发业务情况，信道利用率低及高优先级业务传输可靠性差的问题。其方案为：1)设置各优先级队列发送阈值上界T；2)节点统计帧的收发信息，并将其周期广播给邻居节点；  全部
背景技术：
基于统计优先级的多址接入协议是对传统竞争多址协议的突破性改进。在该协议 中，信道不再仅有“忙”或“闲”两种状态，而是根据检测到的信道负载情况将信道划分为多 种状态。如图1所示，根据负载占用统计值和各优先级阈值的比较结果来决定各优先级业务 是否能够接入信道：节点的数据依据优先级进入到不同的优先级数据队列A之后，系统依据 优先级从高到低选择第一个有数据的优先级队列，比较信道占用统计C和该优先级的阈值 B，如果CB，则该优先级数据进行退避，退避时间为该 优先级的退避时间窗口大小。在退避的过程中，如果有更高优先级的数据包到达，则停止退 避，重新从高优先级到低优先级队列依次检测是否有数据准备发送。如果数据超时，则丢弃 该数据，重新依据优先级从高到低依次检测队列是否有数据准备发送。 在统计优先级的竞争多址协议中，各优先级业务队列的阈值设置方法是影响信道 利用率和优先级业务服务质量保障的重要因素。如果设置不正确，信道接入的判断标准将 会出现偏差，系统性能将会受到影响：若各优先级阈值偏大，信道接入量会超过限制，则突 发碰撞机率将会增大，帧成功传输概率下降，吞吐量也会下降；若各优先级阈值偏小，则信 道接入量将会减小，吞吐量无法达到系统阈值门限，信道利用率偏低。 周赛在西安电子科技大学硕士论文“TTNT数据链的多址接入协议研究”中提出了 一种根据各优先级业务比例预先固定设置阈值的方法。该方法在给定理论吞吐量的情况 下，设置各优先级阈值为各级业务发送强度的比例。然而系统吞吐量上限一方面不可能达 到理论上限，另一方面系统吞吐量上限受各种因素影响，同一网络在不同环境下也不一样， 按此方法设置的阈值，无法有效保障优先级业务的服务质量需求。 弭宝辰在“航空自组网低接入时延MAC协议的研究”中借鉴TCP流量控制的慢启动、 拥塞避免和加速递减方式调整并获取当前系统吞吐量上限，将最高优先级阈值设置为当前 系统吞吐量上限，提出了一种根据最高优先级阈值和各优先级业务比例不断调整各优先级 阈值的阈值设置方法。该方法虽然弥补了系统容量变化存在的问题，但仍需要已知各优先 级业务强度比例，若业务发生变化或出现突发业务情况，该方法则无法有效保障各业务接 入信道。 综上，这些现有方法只适用于已知业务比例的网络场景中，当业务比例未知或者 发生变化时，按业务比例预先设置的各优先级阈值将无法准确的对各优先级业务接入情况 作出判决，可能导致接入负载超过系统吞吐量上限产生更多的碰撞，或者信道利用率低。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于统计优先多址接入的 4 CN 111586763 A 说　明　书 2/6 页 阈值自适应调整方法，使得各优先级业务更好地接入信道，提升网络的吞吐量和信道利用 率，保障各优先级业务服务质量。 本发明的技术思路是：各节点周期统计信道帧成功传输概率，根据每次统计得到 的帧成功传输概率，按优先级顺序调整各优先级阈值，来控制接入信道中的负载，保障最高 优先级业务传输可靠性的要求，满足各优先级业务尽可能地接入信道，提升信道利用率。其 实现步骤包括如下： (1)各节点建立K个不同优先级的发送调度队列，并初始化各优先级队列的发送阈 值上界为T，设置时间间隔周期Δt，K为大于1且小于10的整数； (2)各节点统计Δt时间内本节点发送的帧数s和接收的帧数r，并将该统计信息每 隔Δt广播给相邻的节点； (3)各节点通过(2)获取邻居节点j的发送帧数sj和接收帧数rj，计算得到所有邻居 节点的总发送帧数S＝Σsj和总接收帧数R＝Σrj，根据R和S计算当前帧成功传传输概率P； (4)设置阈值调整灵敏度δ，并侦听信道中是否存在最高优先级帧传输： 若存在，则根据最高优先级业务传输可靠性要求PH，设置帧成功传输概率稳定区 间Ω＝(PH-δ，PH δ)； 否则，根据普通优先级业务传输可靠性要求PL，设置帧成功传输概率稳定区间Ω ＝(PL-δ，PL δ)； (5)根据优先级队列发送阈值上界T，帧成功传输概率P和稳定区间Ω，每隔Δt调 整一次优先级队列阈值： (5a)设置阈值调整的上临界值H和下临界值L； (5b)获取当前设置的帧成功传输概率稳定区间Ω＝(Pa ,Pb)和帧成功传输概率P， 其中Pa、Pb代表Ω区间的左界和右界，(Pa ,Pb)根据当前优先级业务传输可靠性要求表示为 (Pa,Pb)＝(PH-δ，PH δ)或者(Pa,Pb)＝(PL-δ，PL δ)； (5c)比较帧成功传输概率P和稳定区间Ω，若PPb，执行(5e)， 若P∈(Pa,Pb)，则不调整优先级阈值； (5d)按优先级顺序从低到高减小低优先级阈值： (5d1)按优先级从低到高找到当前阈值大于0的优先级k1和阈值Tk1； (5d2)设置当前优先级为k1的阈值 若此时Tk1'小于下临界值L时，则Tk1' ＝0，并返回(2)，否则直接返回(2)； (5e)按优先级顺序从高到低增加高优先级阈值： (5e1)按优先级从高到低找到当前阈值小于初始值T的优先级k2和阈值Tk2； (5e2)设置当前优先级为k2的阈值 若此时Tk2'大于上临界值H 时令Tk2'＝T，并返回(2)，否则直接返回(2)。 本发明与现有技术相比具有以下优点： 1)本发明根据帧成功传输概率来自适应调整本地节点阈值，由于业务阈值的设置 不会受到业务比例变动的影响，而是跟当前信道的帧成功传输概率有关，因此克服了现有 技术中当业务发生变化或业务比例未知情况下，不能准确设置各优先级实际可接入信道的 5 CN 111586763 A 说　明　书 3/6 页 阈值情况导致信道利用率低或冲突严重的问题。 2)本发明每个节点动态地调整自身各优先级业务阈值，每个优先级业务根据自身 阈值的变化可部分接入信道，使得网络在保障最高优先级业务传输可靠性的同时，其他业 务能更多的接入信道，减缓了发送判决过程中可能带来的信道负载抖动，提高了信道利用 率。 附图说明 图1是各优先级数据发送判决示意图； 图2是本发明的实现流程图； 图3是本发明中阈值自适应调整示意图； 图4是本发明中阈值调整具体实施例； 图5是本发明设置的各优先级业务发送占比示意图； 图6是本发明和现有方法中最高优先级帧成功传输概率随网络业务量的变化曲 线； 图7是本发明和现有方法中网络吞吐量随网络业务量变化曲线。