计算得到传输周期d中分配给从属节点Zi的上 行数据传输区间长度Xu和下行数据传输区间长度XDl，其中Vui为从属节点Zi的上行传输速 率，VDi为从属节点Zi的下行传输速率；
[0097] 本实例中从属节点Zi传输Sia的时长：厂=^=〇.39ms;
[0098] 本实例中从属节点Z2传输Su2的时长：7；」=f=〇」5ms;
[0099] 本实例中从属节点Z3传输SU3的时长：1? = =〇.24ms; s
[0100] 本实例中从属节点Zi传输SD1的时长：2k二f=〇_54mst
[0101] 本实例中从属节点Z2传输SD2的时长=|^=〇」75ms;
[0102] 本实例中从属节点Z3传输SD3的时长：& = ^=〇·284ηι&
[0103] 所述调度算法，包括轮询调度算法、加权循环调度算法，本实例采用轮询调度算 法，以时间为单位进行调度，计算得到：
[01 04]传输周期d中分配给从属节点Zi的上行数据传输区间长度Χυι = 0.39ms;
[0105]传输周期d中分配给从属节点Z2的上行数据传输区间长度Xu2 = 0.15ms;
[01 06]传输周期d中分配给从属节点Z3的上行数据传输区间长度Xu3 = 0.24ms;
[01 07]传输周期d中分配给从属节点Zi的下行数据传输区间长度Xdi = 0.54ms;
[01 08]传输周期d中分配给从属节点Z2的下行数据传输区间长度Xd2 = 0.17 5ms;
[01 09]传输周期d中分配给从属节点Z3的下行数据传输区间长度Xd3 = 0.284ms。
[0110] 步骤6,中心节点A将P = 3个从属节点的上行数据传输区间长度XudP下行数据传输 区间长度XDi填入到规划帧中相关字段，并在Tm时刻发布规划帧。
[0111] 步骤7,在传输周期d的上行传输方向，从属节点叾1在规划帧规定的上行数据传输 区间向中心节点A发送数据;在传输周期d的下行传输方向，中心节点A在规划帧规定的从属 节点Zi的下行数据传输区间向从属节点&发送数据。
[0112] 以上描述仅是本发明的具体实例，不构成对本发明的任何限制，显然对于本领域 的专业人员来说，在了解了本发明的内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情 况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在 本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于队长预测的信道动态分配方法，包括如下步骤： (1) 设网络中有一个中心节点A和P个从属节点，从属节点的编号为Zi，i从1到P; (2) 将信道划分成连续且互不重叠的传输周期，各从属节点在规定的传输区间向中心 节点A发送报告帧，中心节点A通过发布规划帧告知P个从属节点其后某一个传输周期的信 道分配方案； (3) 设置不同传输周期的工作时刻： 在传输周期a中，设从属节点Zi向中心节点A发送报告帧的时刻为Tiu; 在传输周期b中，设中心节点A预测从属节点Z1在传输周期d中的上下行信道需求的时刻 为Tc; 在传输周期c中，设中心节点A发布规划帧的时刻为Tm; 在传输周期d中，设上行数据传输区段的开始时刻为TB，下行数据传输区段的开始时刻 为Te; 其中a < b < c〈d，TRi<Tc<TM，TM<TB，TM<TE; (4) 中心节点A在Tc时刻按照下述规则预测在传输周期d中从属节点上行信道需求 Sui，i从^IjP: (4已）中心节点八预测1'(；时刻从属节点21的上行队列长度:1^ = 11^(1^+咏(；广3[?^，0)，其 中LRi为TRi时刻从属节点Zi报告的上行队列长度，NRCi为TRi至Tc之间进入从属节点Zi上行队 列的预测数据量，S rc^Tr1STc之间从属节点照规划帧的规定传输的上行数据量； (4b)中心节点A预测TM时刻从属节点Zi的上行队列长度:LuMi = max(Lu(；i+Nui-SuMi，0)，其 中Nui为Tc至Tm之间进入从属节点Zi上行队列的预测数据量，SuMi为Tc至Tm之间从属节点Zi按 照规划帧的规定传输的上行数据量； (4c)中心节点A预测TB时刻从属节点Zi的上行队列长度:LBi=max(LuMi+NMBi-SMBi，0)，其 中NniBi为Tm至Tb之间进入从属节点Zi上行队列的预测数据量，SMBi为Tm至Tb之间从属节点Zi按 照规划帧的规定传输的上行数据量； (4d)中心节点A预测从属节点Zi的上行信道需求:Sui = LBi; (5) 中心节点A在Tc时刻按照下述规则预测在传输周期d中从属节点下行信道需求 SDi，i从^IjP: (5a)中心节点A预测TM时刻从属节点Zi的下行队列长度:LDMi = max(LD(；i+NDi-SDMi，0)，其 中Ldc^Tc时刻从属节点Z1的下行队列长度，Nd^Tc至Tm之间进入从属节点Z1下行队列的预 测数据量，SDMi为Tc至Tm之间从属节点Z i按照规划帧的规定传输的下行数据量； (5b)中心节点A预测TE时刻从属节点Zi的下行队列长度:LEi=max(LDMi+NMEi-SMEi，0)，其 中NMEi为Tm至Te之间进入从属节点Zi下行队列的预测数据量，SMEi为Tm至Te之间从属节点Zi按 照规划帧的规定传输的下行数据量； (5c)中心节点A预测从属节点Zi的下行信道需求:SDi = LEi; (6) 中心节点A计算从属节点Z1的上行数据传输区间长度Xu1和下行数据传输区间长度 XDi : 中心节点A计算从属节点Zi传输Sui的时长：和传输SDi的时长：个从属节点的!^和化后，使用调度算法计算得到传输周期d中分配给从属节点上行数 据传输区间长度^和下行数据传输区间长度Xd i，其中Vui为从属节点Z i的上行传输速率，Vd i 为从属节点Z1的下行传输速率； (7) 中心节点A将P个从属节点的上行数据传输区间长度Xu1和下行数据传输区间长度Xd1 填入到规划帧中相关字段，并在Tm时刻发布规划帧； (8) 在传输周期d的上行传输方向，从属节点Z1在规划帧规定的上行数据传输区间向中 心节点A发送数据;在传输周期d的下行传输方向，中心节点A在规划帧规定的从属节点 下行数据传输区间向从属节AZ 1发送数据。2. 根据权利要求1所述的信道动态分配方法，其中步骤(4a)中的预测数据量Nrc1通过以 下公式计算：其中，IV为从属节点21开始记录进入其上行队列的数据量的时刻，Tr1为从属节点Z1向中 心节点A发送报告帧的时刻，且Tw<TRl，Tc为中心节点A计算从属节点Z1上行信道需求的时 亥Ij，Nm为Tw至Tiu之间进入从属节点Zi上行队列的数据量。3. 根据权利要求1所述的信道动态分配方法，其中步骤(4b)中预测数据量^^通过以下 公式计算：其中，Tr1为从属节点Z1向中心节点A发送报告帧的时刻，Tc为中心节点A计算从属节点Z 1 上行信道需求的时刻，Tm为中心节点A发布规划帧的时刻，NRCi为TRi至Tc之间进入从属节点Z i 上行队列的预测数据量。4. 根据权利要求1所述的信道动态分配方法，其中步骤(4c)中预测数据量仏^通过以下 公式计算：其中，Tc为中心节点A计算从属节点Z1I行信道需求的时刻，Tm为中心节点A发布规划帧 的时刻，Tb为上行数据传输区段的开始时刻，Nu1STc至Tm之间进入从属节点Z1上行队列的预 测数据量。5. 根据权利要求1所述的信道动态分配方法，其中步骤(5a)中预测数据量^^通过以下 公式计算：其中，Tj为中心节点A开始记录进入从属节点Zi下行队列的数据量的时刻，Tc为中心节 点A计算从属节点Zi下行信道需求的时刻，且Tj<Tc，Tm为中心节点A发布规划帧的时刻，N jci 为Tj至Tc之间进入从属节点Z1下行队列的数据量。6. 根据权利要求1所述的信道动态分配方法，其中步骤(5b)中预测数据量仏^通过以下 公式计算：其中，Tc为中心节点A计算从属节点Z1T行信道需求的时刻，Tm为中心节点A发布规划帧 的时刻，Te为下行数据传输区段的开始时刻，Nd1STc至Tm之间进入从属节点Z1下行队列的预 测数据量。
【专利摘要】本发明公开了一种基于队长预测的信道动态分配方法，主要解决现有时分双工/时分多址信道分配方法中信道资源分配结果无法反映节点的实际业务需求与信道利用率不能满足要求的问题。其技术方案是：设网络中存在一个中心节点和若干从属节点，并将信道划分成连续且互不重叠的传输周期；各从属节点向中心节点报告其上行队列长度，中心节点获取各从属节点的下行队列长度；中心节点据此预测各从属节点的上下行信道需求，然后使用调度算法计算各从属节点上下行数据传输区间的长度，并将其填入到规划帧中相关字段；中心节点在指定时刻发布规划帧。本发明能更准确地预测节点的实际业务需求，提高了信道利用率，可应用于各种通信的局域网和接入网领域。
【IPC分类】H04W72/12, H04W72/04
【公开号】CN105530708
【申请号】CN201510967238
【发明人】张奭, 姜思捷, 张冰, 姜逸坤, 张宇, 罗佳韵, 陈添财, 段江鹏, 杜滨源
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月21日