[发明专利]基于队长预测的信道动态分配方法

权利要求书

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Z_i，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Z_i向中心节点A发送报告帧的时刻为T_Ri；

在传输周期b中，设中心节点A预测从属节点Z_i在传输周期d中的上下行信道需求的时刻为T_C；

在传输周期c中，设中心节点A发布规划帧的时刻为T_M；

在传输周期d中，设上行数据传输区段的开始时刻为T_B，下行数据传输区段的开始时刻为T_E；

其中，T_Ri﹤T_C﹤T_M，T_M﹤T_B，T_M﹤T_E；

(4)中心节点A在T_C时刻按照下述规则预测在传输周期d中从属节点Z_i的上行信道需求S_Ui，i从1到P：

(4a)中心节点A预测T_C时刻从属节点Z_i的上行队列长度：L_UCi＝max(L_Ri+N_RCi-S_RCi,0)，其中L_Ri为T_Ri时刻从属节点Z_i报告的上行队列长度，N_RCi为T_Ri至T_C之间进入从属节点Z_i上行队列的预测数据量，S_RCi为T_Ri至T_C之间从属节点Z_i按照规划帧的规定传输的上行数据量；

(4b)中心节点A预测T_M时刻从属节点Z_i的上行队列长度：L_UMi＝max(L_UCi+N_Ui-S_UMi,0)，其中N_Ui为T_C至T_M之间进入从属节点Z_i上行队列的预测数据量，S_UMi为T_C至T_M之间从属节点Z_i按照规划帧的规定传输的上行数据量；

(4c)中心节点A预测T_B时刻从属节点Z_i的上行队列长度：L_Bi＝max(L_UMi+N_MBi-S_MBi,0)，其中N_MBi为T_M至T_B之间进入从属节点Z_i上行队列的预测数据量，S_MBi为T_M至T_B之间从属节点Z_i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Z_i的上行信道需求：S_Ui＝L_Bi；

(5)中心节点A在T_C时刻按照下述规则预测在传输周期d中从属节点Z_i的下行信道需求S_Di，i从1到P：

(5a)中心节点A预测T_M时刻从属节点Z_i的下行队列长度：L_DMi＝max(L_DCi+N_Di-S_DMi,0)，其中L_DCi为T_C时刻从属节点Z_i的下行队列长度，N_Di为T_C至T_M之间进入从属节点Z_i下行队列的预测数据量，S_DMi为T_C至T_M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T_E时刻从属节点Z_i的下行队列长度：L_Ei＝max(L_DMi+N_MEi-S_MEi,0)，其中N_MEi为T_M至T_E之间进入从属节点Z_i下行队列的预测数据量，S_MEi为T_M至T_E之间从属节点Z_i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Z_i的下行信道需求：S_Di＝L_Ei；

(6)中心节点A计算从属节点Z_i的上行数据传输区间长度X_Ui和下行数据传输区间长度X_Di：

中心节点A计算从属节点Z_i传输S_Ui的时长：和传输S_Di的时长：得到P个从属节点的T_Ui和T_Di后，使用调度算法计算得到传输周期d中分配给从属节点Z_i的上行数据传输区间长度X_Ui和下行数据传输区间长度X_Di，其中V_Ui为从属节点Z_i的上行传输速率，V_Di为从属节点Z_i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X_Ui和下行数据传输区间长度X_Di填入到规划帧中相关字段，并在T_M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Z_i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Z_i的下行数据传输区间向从属节点Z_i发送数据。