计算机科学与探索 ›› 2022, Vol. 16 ›› Issue (2): 372-383.DOI: 10.3778/j.issn.1673-9418.2008090
收稿日期:
2020-08-31
修回日期:
2020-11-16
出版日期:
2022-02-01
发布日期:
2020-12-08
通讯作者:
+ E-mail: yzj@ynjy.cn作者简介:
官铮(1982—),女,博士,副教授,CCF会员,主要研究方向为无线传感器网络、网络接入技术、轮询系统性能分析和优化等。基金资助:
GUAN Zheng1, HU Yang1, YANG Zhijun2,+(), HE Min1
Received:
2020-08-31
Revised:
2020-11-16
Online:
2022-02-01
Published:
2020-12-08
About author:
GUAN Zheng,born in 1982, Ph.D., associate professor, member of CCF. Her research interests include wireless sensor networks, network access technology, performance analysis and optimization of polling systems, etc.Supported by:
摘要:
针对分布式无线局域网络带内全双工接入过程的链路调度公平性问题,提出一种基于节点调度权重的全双工链路调度算法(W-FD)。通过节点调度权重实现链路负载均衡,从而提升全双工链路的吞吐量,减小节点接入时延。算法基于分布式网络结构,节点按自组织方式获取网络拓扑及邻居节点状态信息,依据节点间数据量、互扰关系和链路调度间隔等参数计算调度权重,邻域内具有较高调度权重的节点作为链路发起对象,建立全双工链路。结果表明:与传统半双工链路调度(RTS/CTS)相比,该算法在确保节点接入公平性的条件下,减小了链路调度间隔,改善了网络的吞吐量和时延性能;与现有全双工链路调度相比,该算法在业务量非均衡网络中有效改善时延尾部特性,在保证网络吞吐量的同时具有较好的调度公平性。
中图分类号:
官铮, 胡扬, 杨志军, 何敏. 分布式WLAN全双工链路加权调度算法[J]. 计算机科学与探索, 2022, 16(2): 372-383.
GUAN Zheng, HU Yang, YANG Zhijun, HE Min. Weighted Scheduling Algorithm Based on In-Band Full-Duplex Link for Distributed WLAN[J]. Journal of Frontiers of Computer Science and Technology, 2022, 16(2): 372-383.
参数 | 采用值 |
---|---|
信道速率/(Mb/s) | 10 |
复帧长度/ms | 20 |
同步时隙长度/μs | 48 |
调度时隙长度/μs | 54.8 |
数据时隙长度/μs | 945 |
仿真时间/min | 3 |
表1 仿真参数表
Table 1 Simulation parameter table
参数 | 采用值 |
---|---|
信道速率/(Mb/s) | 10 |
复帧长度/ms | 20 |
同步时隙长度/μs | 48 |
调度时隙长度/μs | 54.8 |
数据时隙长度/μs | 945 |
仿真时间/min | 3 |
性能指标 | W-FD | FD-TDMA | ContraFlow |
---|---|---|---|
平均共存链路数 | 4.146 | 4.625 | 4.423 |
平均等待时延/ms | 106.968 | 25.827 | 36.125 |
节点休眠时间方差 | 1.327 | 2.783 | 3.473 |
平均链路调度间隔/ms | 197.292 | 212.081 | 226.361 |
表2 节点数为20时三种协议性能对比
Table 2 Performance comparison of three protocols with 20 nodes
性能指标 | W-FD | FD-TDMA | ContraFlow |
---|---|---|---|
平均共存链路数 | 4.146 | 4.625 | 4.423 |
平均等待时延/ms | 106.968 | 25.827 | 36.125 |
节点休眠时间方差 | 1.327 | 2.783 | 3.473 |
平均链路调度间隔/ms | 197.292 | 212.081 | 226.361 |
性能指标 | W-FD | FD-TDMA | ContraFlow |
---|---|---|---|
平均共存链路数 | 5.402 | 5.728 | 5.264 |
平均等待时延/ms | 259.925 | 208.273 | 281.562 |
节点休眠时间方差 | 3.731 | 9.806 | 13.638 |
平均链路调度间隔/ms | 1 373.779 | 2 097.325 | 2 238.746 |
表3 节点数为50时三种协议性能对比
Table 3 Performance comparison of three protocols with 50 nodes
性能指标 | W-FD | FD-TDMA | ContraFlow |
---|---|---|---|
平均共存链路数 | 5.402 | 5.728 | 5.264 |
平均等待时延/ms | 259.925 | 208.273 | 281.562 |
节点休眠时间方差 | 3.731 | 9.806 | 13.638 |
平均链路调度间隔/ms | 1 373.779 | 2 097.325 | 2 238.746 |
性能指标 | W-FD | FD-TDMA | ContraFlow |
---|---|---|---|
平均共存链路数 | 7.852 | 7.902 | 7.716 |
平均等待时延/ms | 668.654 | 649.208 | 691.355 |
节点休眠时间方差 | 4.067 | 33.659 | 41.676 |
平均链路调度间隔/ms | 1 958.805 | 2 874.238 | 3 386.443 |
表4 节点数为100时三种协议性能对比
Table 4 Performance comparison of three protocols with 100 nodes
性能指标 | W-FD | FD-TDMA | ContraFlow |
---|---|---|---|
平均共存链路数 | 7.852 | 7.902 | 7.716 |
平均等待时延/ms | 668.654 | 649.208 | 691.355 |
节点休眠时间方差 | 4.067 | 33.659 | 41.676 |
平均链路调度间隔/ms | 1 958.805 | 2 874.238 | 3 386.443 |
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