分布式WLAN 全雙工鏈路加權調度算法

官 錚，胡 揚，楊志軍，何 敏

1.云南大學 信息學院，昆明650500

2.云南省教育廳 教育科學研究院，昆明650223

當今時代，隨著新一代信息技術的發展和無線接入設備的普及，移動終端的數量和數據都呈現出一個爆炸式增長趨勢，給無線通信網絡帶來了不小的壓力。當前無線局域網絡大多采用的是半雙工（half-duplex，HD）模式，限制了網絡性能的同時也造成了無線頻譜資源的浪費。無線網絡帶內全雙工（in-band full-duplex，IBFD）技術理論上可實現通信系統信道容量的倍增，近年來隨著自干擾消除（selfinterference cancellation，SIC）等物理層技術的日漸成熟，通過自干擾抑制和消除技術，使網絡中單節點的同時同頻全雙工（co-frequency co-time full duplex，CCFD）得以實現。

然而若要進一步實現多節點之間的帶內全雙工無線通信，一方面，需要抑制節點間互干擾；另一方面，還需要網絡層面帶內全雙工無線通信MAC 協議及調度機制的支持。

集中式網絡架構WLAN 中，位于基站的接入點（access point，AP）集合了802.11 標準定義的所有功能,無線資源都通過AP 在全網進行動態協調?，F有大部分IBFD MAC 協議均針對集中式網絡架構，即數據僅在節點和AP 之間傳輸，節點間的數據交換需經由AP 轉發。針對節點間的數據傳輸會在AP 產生碰撞的問題，文獻[5]設計出一種全雙工MAC 協議，發生碰撞的隱藏節點通過沖突解碼和報告（collision decoding and reporting，CDR）匯總給AP，根據報告信息再由AP 選擇節點對鏈路進行調度以規避沖突來提升網絡吞吐量。文獻[6]在IEEE802.11 點協調（point coordination function，PCF）機制的基礎上提出一種用于AP 和站點傳輸的混合服務雙向輪詢訪問控制機制。以Janus 為代表的預約式全雙工MAC 協議通過AP 匯聚節點信息、維護上下行調度順序，節點在AP 控制下建立全雙工鏈路。

傳統通信能力的增長嚴重依賴基礎設施和資源投入，如從2G到5G，通信效率提升亟待開拓新維度。隨著移動通信從3G 頻段提升至高頻毫米波頻段可有效提升帶寬，受高頻信號傳播范圍小的約束，對等用戶之間的直接通信，將更利于短距離通信。此外，用戶在訪問硬件資源時無需借助于其他中間實體，也可有效提升硬件的訪問速度。

隨著網絡架構逐漸以基站為中心被調整為以用戶為中心，設計分布式IBFD MAC 協議成為實現無中心控制下多節點同時同頻接入的關鍵。

目前的分布式無線網絡中應用同時同頻全雙工的協議大多是基于IEEE 802.11 協議中的CSMA/CA機制?；旌想p工媒體接入控制協議（hybrid-duplex MAC，HYD-MAC）根據鏈路調度時網絡節點狀態和全雙工能力自適應選擇傳輸模式。文獻[14]提出一種將TDMA 和CCFD 相結合的MAC 協議，通過建立二級鏈路來增加同一時隙中的共存的傳輸鏈路數以改善重負載時網絡的時延和吞吐量。趙陽提出一種基于預約的分布式多信道鏈路調度算法（based on reservation-distributed multi-channel，BR-DMC），通過預約的方式分配節點不同信道上的時隙資源，能夠無沖突地進行鏈路調度，動態地適應業務變化，實現了移動自組織網絡下的分布式獨立多信道鏈路調度。但是上述鏈路調度算法主要是針對網絡吞吐量和時延進行優化，未考慮節點公平性和協議的后向兼容性問題。

傳統的分布式網絡在進行鏈路調度的節點選取時大多采用隨機接入的方式，這就有可能導致某些數據量大的節點接入網絡的等待時間較長，而其他節點過于頻繁的工作使得系統在時間和空間資源利用上不公平。Ad Hoc 網絡節點間組成的網絡具有臨時性，彼此通信通常要經過多跳才能實現。對于某些沒有基礎通信設施環境，如部隊的協同作戰、野外考察、災后營救等場合，Ad Hoc 網絡以其靈活的組網方式備受關注。在這些場合下，除了對網絡的傳統數據傳輸的指標進行要求外，每個節點的反應應更加迅速，節點間的數據傳輸應更加及時，因此需要考慮分布式場景下節點的公平性需求。此外，在工業物聯網等超可靠、高時效性網絡中，除考慮節點發送時延平均性能外，還應關注其尾部特性。

本文提出一種基于節點調度權重的全雙工鏈路調度算法（full-duplex link scheduling algorithm based on nodal scheduling weights，W-FD），能夠綜合考慮節點的數據收發能力和鏈路結構對網絡中的節點和調度過程進行動態調整，在提高吞吐量和降低時延的同時有效保障了節點的公平性需求。

1 系統模型

系統采用分布式網絡架構，無中心控制節點，數據在節點間轉發，即每個節點在網絡中均可充當發送者、接收者和中繼。控制策略模型如圖1 所示。圖中，、為由與節點發送和接收相關的業務隊列、緩沖區大小和拓撲結構等構成的函數；為節點的調度權重；為節點的全雙工閾值，用于判定優先節點在鏈路中的雙工模式；為節點的工作狀態；為傳輸鏈路中的節點的工作模式；e、e為節點的權重修正參數。

圖1 控制策略模型Fig.1 Model of control strategy

假設網絡中所有節點均有數據待發送，在調度過程開始前節點根據自身的業務隊列、緩沖區大小和拓撲結構等計算出自身的調度權重(=e f+e f)，通過節點以及其鄰居節點組成的鄰域內調度權重的對比，選取權值最大(Argmax())的節點作為優先節點并建立數據傳輸鏈路，為了避免產生碰撞，鄰域內不參與鏈路傳輸的節點應根據其與鏈路的關系對自身狀態重新定義(,)，并將修正參數反饋給節點(e,e)，對自身的調度權重進行修正。對于未參與鏈路建立的節點，其調度權重會隨著時間增加；而對于參與鏈路建立的節點，在下一次調度開始前，該節點會根據自身工作模式將調度權重置0 并重新計算。

1.1 全雙工鏈路前提條件

（1）全連通分布式網絡：網絡中所有節點與其他任意節點均有路徑可達，每個節點至少有兩個鄰居節點。

（2）同時同頻全雙工技術：允許節點在同一頻段上發送數據的同時也能夠接收數據。

如圖2（a）中、構成雙向鏈路，（b）中、、構成二級鏈路。

圖2 全雙工鏈路示意圖Fig.2 Full-duplex links in network

圖2 表示為分布式結構網絡中的兩種全雙工鏈路。圖2（a）中節點和同時處于發送和接收狀態，且互為發送的源節點和接收的目的節點，因此和構建雙向鏈路；圖2（b）中節點處于發送狀態，處于發送和接收狀態，處于接收狀態，既是的目的節點又是發送數據至的源節點，因此、和三個節點構成二級鏈路。

1.2 節點狀態描述

在基于802.11 協議的基礎上，本文對分布式網絡中的任一節點的狀態定義如下：

其中，S=00 表示節點為自由狀態，允許接收和發送數據；S=01 表示節點為接收禁止狀態；S=10表示節點為發送禁止狀態；S=11 表示節點為靜默狀態，不允許發送和接收數據。

對于已經建立數據傳輸鏈路的節點，對工作模式的定義如下：

其中，SL=00 表示節點處于全雙工模式；SL=01表示節點處于半雙工中的發送模式；SL=10 表示節點處于半雙工中的接收模式。

對于鏈路中節點的鏈路外鄰居節點，為了消除對數據傳輸鏈路的干擾，其節點狀態會受到鏈路影響。對不同工作模式下的節點，其鏈路外的鄰居節點狀態如圖3 所示。

圖3 鏈路外的鄰居節點狀態Fig.3 Status of neighbor node outside transmission link

圖3 所示為鏈路外鄰居節點，（a）中節點處于發送狀態，為了避免受到來自節點發送數據的干擾，節點應為禁止接收狀態；同理，（b）中節點處于接收狀態，為了確保成功接收，節點應為禁止發送狀態；（c）中同時處于發送和接收狀態，此時只能處于靜默狀態。

2 加權式全雙工鏈路調度算法

為了在優化節點吞吐量和降低時延的同時提高節點的公平性，本文提出一種基于節點調度權重的鏈路調度算法。假設全聯通分布式網絡中所有節點均具有全雙工能力，信息分組在產生和傳輸的過程中無丟包等情況。在鏈路建立前各個節點為自身分配權值，分布式網絡中多節點滿足鏈路建立條件時，根據調度權重決定的節點接入優先級和鏈路類型選取鏈路建立對象，權重值越高的節點參與鏈路傳輸的機會越大，從而在實現全雙工鏈路調度的同時保證了節點公平性。

2.1 節點調度權重

節點調度權重由以下三個因素決定：

（1）個體因素：節點自身的收發能力、拓撲結構。

（2）環境因素：所有鄰居節點的收發能力、拓撲結構。

（3）時間因素：節點接入鏈路的時間間隔、鏈路的調度間隔。

設節點等待發送的業務數為m，節點允許緩存的最大業務量為，鄰居節點個數為n，其集合為N，節點作為發送節點的間隔時間為t,節點作為接收節點的間隔時間為t。假設b∈N(1 ≤≤n)，鏈路(,b)的調度間隔為t。 e和e表示節點的權重修正參數。定義E為節點的發送能力，E為節點的接收能力，B表示節點的發送系數，B表示節點的接收系數，根據式（3）～（6）計算。

式中，K表示節點自影響發送權重參數，K表示節點與鄰居間互影響發送權重參數，定義如下：

式中，e表示節點是否被允許發送，允許時e=1，禁止時e=0。

K表示節點自影響接收權重參數，K表示節點與鄰居間互影響接收權重參數，定義如下：

W表示節點的接收權重：

式中，e表示節點是否被允許接收，允許時e=1，禁止時e=0。

式（3）和式（4）是對節點自身收發能力的定義，若等待發送的業務數m越大，則節點在后續的調度過程中作為發送節點接入網絡的機會越多，表明發送能力E越大；若m越小，則節點業務緩存隊列的空位越多，在后續的調度過程中作為接收和中繼轉發節點接入網絡的機會越多，表明接收能力E越大。式（5）和式（6）是出于對節點接入優先級的考慮，節點在選擇鄰居節點作為鏈路建立對象時，除目的節點以外的其他鄰居節點都會受到限制，因此，節點的n越大則接入網絡時受到限制的鄰居節點越多，優先順序應當靠后；節點及其鄰居節點的業務隊列會隨時間累加，而t和t作為節點發送和接收的響應等待時間，考慮節點自身的負載均衡，t和t越大則節點的優先級越高。式（7）和式（10）是對發送自影響參數和接收自影響參數的定義，在式（5）和式（6）的基礎上，加入了對節點與所有鄰居節點建立鏈路的調度間隔的考慮，作為對節點所在鄰域在時間因素下對整個網絡影響的一個補正。

與上述同理，式（10）～（12）用于計算與節點的接收權重W和與之相關的參數。

W和W分別被定義為綜合考慮個體、環境和時間因素下節點作為發送和接收節點的可能性，在下文中，W和W的作用體現在：（1）計算節點的調度總權重W，W與其所有鄰居節點的W的比較用于定義優先節點；（2）若節點為優先節點，根據W和W的比較來判定節點的雙工模式；（3）若節點不為優先節點，則W和W用于與非優先節點的其他節點競爭，由優先節點來判斷節點能否成為建立鏈路的目的節點。

式（13）表示節點在不同狀態下e和e的取值。

式（14）的W表示節點的調度總權重：

（優先節點）對于節點以及其任意鄰居節點b∈N，若調度總權重滿足

則節點為優先節點。時隙中的優先節點具有較高的機會參與鏈路調度。

2.2 調度原則

根據定義1 可得出下述定理1：

在一個由全向傳輸的全雙工節點組成的網絡中，同一時隙中任意兩個優先節點的最短跳數至少為2。

設網絡中兩個節點、，其鄰居節點集合分別為N、N，對于任意節點∈N，∈N均有W＞W，W＞W，則節點、為優先節點且≠，≠。若、最短跳數為1，則∈N，∈N，與≠，≠矛盾，故節點、之間最短跳數至少為2。

上述定理保證了優先節點之間的發送和接收互不干擾。

2.3 優先節點的雙工模式

為了對優先節點工作的雙工模式進行判定，提出節點全雙工閾值的概念。

假設節點為優先節點，當節點數據收發能力滿足以下關系時：

對于節點的所有鄰居節點N均有：

此時節點所有鄰居節點均具有雙向傳輸的最大可能性。據此定義節點的全雙工閾值ε：

（1）W≠0，W≠0，若 |W-W|≤ε，則SL=00，節點工作在全雙工模式下；若W-W＞ε，則SL=01，節點工作在發送模式下；若W-W＜ε，則SL=10，節點工作在接收模式下。

（2）W≠0，W=0，則SL=01，節點工作在發送模式下。

（3）W=0，W≠0，則SL=10，節點工作在接收模式下。

3 鏈路調度過程

在鏈路調度開始前，所有節點需要對各自的鄰居節點廣播自身的B、B值，以獲得節點與其鄰居節點的調度權重。節點答復請求過程遵循CSMA/CA 工作機制。根據優先節點的工作模式的不同，鏈路的調度類型也有所不同。

（1）優先節點工作在全雙工模式下的雙向鏈路。如圖4 所示，節點、分別是節點、的鄰居節點，優先節點根據業務需求和調度權重選擇節點作為建立全雙工雙向鏈路的目的節點，構建鏈路?(SL=SL=00)。為了避免對鏈路?的干擾，作為鄰居節點的、此時應滿足S=S=11，于是e=e=e=e=0，因此在修正和廣播自身權重后，節點、應保持靜默直到?傳輸過程結束。

圖4 雙向鏈路調度過程Fig.4 Scheduling process of bidirectional link

廣播，詢問鄰點業務需求，有需求的鄰點答復W、W。

得出max(W)、max(W)對應相同地址（節點）。

廣播，包含地址。

答復并廣播，短幀間隔后廣播。

所有接收到、、的節點修正自身調度權重值并廣播。

鄰點除外，接收到后禁止發送數據，接收到后禁止接收數據。鄰點除外，接收到后保持靜默。

接收到和后廣播。

（2）優先節點工作在全雙工模式下的二級鏈路。如圖5 所示，節點、、分別是節點、、的鄰居節點，優先節點根據業務需求和調度權重分別選擇節點、作為建立全雙工二級鏈路中的上游節點和下游節點，構建鏈路→→(SL=01,SL=00,SL=10),于是e=0，e=e=0，e=0，因此在修正和廣播自身權重后節點應保持禁止接收狀態，節點應保持靜默狀態，節點應保持禁止發送狀態直到→→傳輸過程結束。

圖5 全雙工模式下優先節點的二級鏈路調度過程Fig.5 Scheduling process of secondary link by full-duplex priority node

廣播，詢問鄰點業務需求，有需求的鄰點答復W、W。

得出max(W)、max(W)以及對應的地址（節點、）。

廣播，包含、、地址。

答復并廣播，答復并廣播。和均包含地址。

所有接收到、、的節點修正自身調度權重值并廣播。

鄰點除外，接收到后禁止接收數據；鄰點除外，接收到后禁止發送數據；鄰點除、外，接收到后保持靜默。

接收到和后廣播。

（3）優先節點工作在發送模式下的二級鏈路。如圖6 所示，節點、、分別是節點、、的鄰居節點，優先節點根據業務需求和調度權重選擇節點作為建立全雙工二級鏈路中的中繼節點，節點再根據業務需求和調度權重選擇節點作為下游節點，構建鏈路→→(SL=01,SL=00,SL=10)，于是e=0，e=e=0，e=0，因此在修正和廣播自身權重后節點應保持禁止接收狀態，節點應保持靜默狀態，節點應保持禁止發送狀態直到→→傳輸過程結束。

圖6 發送模式下優先節點的二級鏈路調度過程Fig.6 Scheduling process of secondary link by sending priority node

廣播，詢問有業務需求鄰點的W，鄰點答復。

得出max(W)以及對應的地址（節點）。

廣播，包含、地址。

接收到后廣播，詢問除外有業務需求鄰點的W，鄰點答復。

得出max(W)以及對應的地址（節點）。

廣播，包含、、地址。

答復并廣播，答復并廣播。和均包含地址。

所有接收到、、的節點修正自身調度權重值并廣播。

鄰點除外，接收到后禁止接收數據；鄰點除外，接收到后禁止發送數據；鄰點除、外，接收到后保持靜默。

0接收到和后廣播。

（4）優先節點工作在接收模式下的二級鏈路。如圖7 所示，節點、、分別是節點、、的鄰居節點，優先節點根據業務需求和調度權重選擇節點作為建立全雙工二級鏈路中的中繼節點，節點再根據業務需求和調度權重選擇節點作為上游節點，構建鏈路→→(SL=01,SL=00,SL=10)，于是e=0，e=e=0，e=0，因此在修正和廣播自身權重后節點應保持禁止接收狀態，節點應保持靜默狀態，節點應保持禁止發送狀態直到→→傳輸過程結束。

圖7 接收模式下優先節點的二級鏈路調度過程Fig.7 Scheduling process of secondary link by receiving priority node

廣播，詢問有業務需求鄰點的W，鄰點答復。

得出max(W)以及對應的地址（節點）。

廣播，包含、地址。

接收到后廣播，詢問除外有業務需求鄰點的W，鄰點答復。

得出max(W)以及對應的地址（節點）。

廣播，包含、、地址。

答復并廣播，答復并廣播。和均包含地址。

所有接收到、、的節點修正自身調度權重值并廣播。

鄰點除外，接收到后禁止發送數據；鄰點除外，接收到后禁止接收數據；鄰點除、外，接收到后保持靜默。

0接收到和后廣播。

4 算法性能指標

4.1 公平性評價

傳統MAC 協議中節點參與網絡以隨機接入的方式實現，成功發送數據的節點總是可以得到更多的信道占用機會，而失敗的節點一直處于忙等狀態，導致現實中有些節點會因為其他節點的惡意破壞而失去發送機會。

假設節點、和互為鄰居節點，在不考慮節點待發業務的情況下，在傳統MAC 協議中，假設網絡接入周期為，節點、和接入網絡的次序的可能情況是：

對比和，因為中過于頻繁地接入網絡導致接入網絡的機會較少，而中每個節點接入網絡機會相同，所以的節點接入公平性要好于。采用公平性指標：

式中，越小，說明節點的接入公平性越好。而Var=9.92，Var=0，說明的節點接入公平性達到最佳狀態。

4.2 吞吐量分析

為了對網絡吞吐量進行理論分析，文獻[14]提出了全雙工鏈路網絡吞吐量概念，假設節點分組到達流滿足均值為的泊松過程，每次發送一個數據分組且隊列總不為空。理論上某一時隙內系統的最大網絡吞吐量如式（18）所示：

其中，P表示系統的最大網絡吞吐量，表示網絡的信道容量，表示接入網絡的節點數，τ表示同步時隙長度，τ表示業務時隙長度，τ+mτ表示時隙的總長度，·τ(0 ＜＜1)表示一個數據分組占用的時隙長度，(0 ＜≤1)表示二級和雙向鏈路的調度成功率。據此可知網絡吞吐量與時隙內共存鏈路數(,)成正比。

對于無次級鏈路調度的半雙工系統，其最大吞吐量如式（19）所示：

對比式（18）和式（19）可知，相較于半雙工鏈路調度，全雙工系統理論上可實現最大吞吐量的翻倍。

4.3 時延分析

當半雙工系統滿足以下條件時：

（1）分布式網絡中所有節點可被分為個不重疊的子網絡；

（2）各子網包含節點數大于2 且均為完全圖；

（3）所有節點的接入公平性達到最佳狀態；

（4）各子網中鏈路之間無干擾。

可采用輪詢系統中限定1 服務模型對每個子網絡的平均等待時延進行推導。

文獻[16]對限定1 服務模型的平均等待時延進行了理論推導，假設系統工作條件如下：

（4）第個子網中包含節點數為N(N＞2)，且各節點緩存足夠大，不會產生丟包現象。

在Nδ(θ+γ)＜1 的條件下系統的概率分布達到穩態，則第個子網中的信息分組的平均等待時延為：

據此可得出整個半雙工系統的平均等待時延為：

對于包含全雙工節點的系統，信息分組的平均等待時延為：

5 仿真與結果分析

本文采用Matlab 仿真工具對所提出協議的性能進行分析，并和傳統半雙工（RTS/CTS）、FD-TDMA以及ContraFlow 協議在網絡吞吐量、時延、公平性和鏈路調度間隔方面進行實驗對比。

在一次實驗中，100 m×100 m的區域內隨機分布著20個通信節點，節點的最大通信距離為35 m，每個節點至少有兩個鄰居節點，其他仿真參數均參照文獻[14]設置，如表1 所示。文中所使用的曲線圖中的每個樣點圖均來自10 次實驗的平均值。

表1 仿真參數表Table 1 Simulation parameter table

圖8～圖11 給出了在所有節點業務負載相同的情況 下，W-FD、傳 統HD（RTS/CTS）、FD-TDMA 和ContraFlow 公平性、鏈路調度間隔、吞吐量和平均時延隨信息分組到達率變化的曲線圖。

圖8 公平性對比曲線Fig.8 Comparison curve of fairness

圖8 表示W-FD、HD（RTS/CTS）、FD-TDMA 和ContraFlow 的節點公平性對比，在信息分組到達速率較小時，此時服務速率要遠大于分組到達率，導致四者方差近似一致，公平性對比不明顯。但隨著到達率的提高，圖中HD（RTS/CTS）、FD-TDMA 和Contra-Flow 的方差曲線呈明顯上升趨勢，而W-FD 算法的方差趨勢較為平穩，說明W-FD 相比HD、FD-TDMA 和ContraFlow 協議具有更好的節點公平性。圖9 表示四種協議鏈路調度間隔時間的對比，圖中每個采樣點代表網絡中任意兩個鄰居節點所在鏈路的響應等待間隔時間的均值。結果表明W-FD 的平均鏈路調度間隔總體上也小于另外三種協議。

圖9 鏈路調度間隔對比曲線Fig.9 Comparison curve of link scheduling interval

采用單位時隙內共存鏈路數量對吞吐量進行定性分析。如圖10 和圖11 所示，隨著分組到達率的增加，單位時隙內網絡中的共存鏈路數（吞吐量）也隨之增加。傳統RTS/CTS 半雙工鏈路調度算法在到達率約為50 分組/s 時共存鏈路數達到飽和，而本文提出的W-FD 在到達率約為100 分組/s 時吞吐量才達到飽和，且比傳統半雙工鏈路調度算法的最大吞吐量有明顯提高，排隊時延有明顯降低。相比于Contra-Flow 協議，W-FD 在吞吐量和時延上略有優勢，但與FD-TDMA 相比，在分組到達率較小時，W-FD 和FDTDMA 吞吐量和時延性能雖然相差無幾，但隨著到達率的增加，FD-TDMA 吞吐量和時延性能要逐漸優于W-FD。這是因為W-FD 采用競爭接入方式，在高負載時，碰撞概率的升高影響了吞吐量和時延性能的提升。

圖10 時隙中共存鏈路數對比曲線Fig.10 Comparison curve of quantity of co-existing links in slot time

圖11 平均等待時延對比曲線Fig.11 Comparison curve of average waiting delay

表2～表4 給出了各節點到達率在[1 ,10]、[1 1,50]和[5 1,100] 三個區間內隨機取值的情況下，當節點數分別為20、50 和100 時W-FD、FD-TDMA 和Contra-Flow 的平均單位時隙內共存鏈路數、平均等待時延、節點休眠時間方差和平均鏈路調度間隔。其中每個數值均取自10 次實驗平均值。

表2 節點數為20 時三種協議性能對比Table 2 Performance comparison of three protocols with 20 nodes

表3 節點數為50 時三種協議性能對比Table 3 Performance comparison of three protocols with 50 nodes

表4 節點數為100 時三種協議性能對比Table 4 Performance comparison of three protocols with 100 nodes

從表2～表4 可以得知，當各節點擁有不同的分組到達率時，隨著節點數的增加，FD-TDMA 和Contra-Flow 的節點休眠時間方差增幅明顯，而W-FD 算法依舊處于較低值。同時W-FD 算法下的平均鏈路調度間隔總體上也小于另外兩者，這表明在分組到達不對稱的多節點環境下，W-FD 具有更好的節點接入公平性。此外W-FD 的網絡吞吐量和時延性能會隨著節點數的增加而逐漸接近FD-TDMA 和ContraFlow。

實驗表明，在所有節點擁有相同分組到達率的較少節點數的分布式網絡中，隨著到達率的增加，WFD 與FD-TDMA、ContraFlow 相比，雖然吞吐量和時延性能遜色于另外兩者，但是能夠體現出較好的節點接入公平性，而且降低了網絡中的最大時延，改進時延尾部特性。另外在信息分組到達不對稱的多節點網絡中，隨著節點數的增加，一定區域內網絡中節點對數也隨之增加，導致通信狀況愈加復雜。在這種條件下，和FD-TDMA、ContraFlow 相比，W-FD 的吞吐量和時延能夠得到有效保證，同時節點接入公平性更加得到突出。

6 結束語

為了實現分布式全雙工鏈路在提高吞吐量和降低時延的同時保證節點接入的最大公平性，提出了一種綜合考慮網絡吞吐量、時延、節點公平性和調度間隔的分布式全雙工鏈路調度算法W-FD，先對節點的調度權重進行了定義，再依據調度權重對鏈路進行調度。實驗結果表明，W-FD 算法相比傳統半雙工鏈路調度在改善吞吐量和時延性能的同時具有較好的節點接入公平性，且W-FD在多節點環境下相比其他全雙工鏈路調度算法在節點接入公平性方面更具備優勢。

本文算法僅針對在非動態WLAN 結構下節點的接入，未曾考慮節點移動導致的鏈路中斷等問題；此外，本文算法只對鄰域內鏈路調度的過程進行了優化，在考慮整體數據傳輸最優路徑的情況下還有更深的研究空間。