[发明专利]基于队长预测的信道动态分配方法有效

专利信息
申请号: 201510967238.6 申请日: 2015-12-21
公开(公告)号: CN105530708B 公开(公告)日: 2018-11-16
发明(设计)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(专利权)人: 西安电子科技大学
主分类号: H04W72/04 分类号: H04W72/04;H04W72/12
代理公司: 陕西电子工业专利中心 61205 代理人: 王品华;朱红星
地址: 710071*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 基于 队长 预测 信道 动态分配 方法
【说明书】:

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。

技术领域

本发明属于通信技术领域,涉及一种信道的动态分配方法,可应用于各种通信的局域网和接入网领域。

背景技术

在基于共享媒质的局域网和接入网中,为实现信道资源的合理和无冲突的分配,常采用一个有中心的点到多点的逻辑拓扑结构。在这种网络结构中,中心节点统一为其余从属节点分配信道资源。中心节点和从属节点之间可以直接进行数据通信。通常,将从属节点到中心节点方向的传输称为上行传输,将中心节点到从属节点方向的传输称为下行传输。

在实现点到多点通信的广播信道中,为提供服务质量QoS保证,中心节点常采用基于周期性报告/授权的时分双工/时分多址机制来实现信道资源的动态分配。在这种机制中,把信道划分成连续且互不重叠的传输周期,每个周期包括上行传输区段和下行传输区段,上行传输区段依次由多个从属节点的上行传输区间组成,下行传输区段依次由多个从属节点的下行传输区间组成。各个从属节点生成报告帧并发送给中心节点,报告其上行信道需求;同时,中心节点获取各个从属节点的下行信道需求。中心节点根据这些信息生成规划帧并发送给所有从属节点,该帧给出了其后某一个传输周期的信道分配方案。中心节点和各从属节点在规划帧规定的传输区间进行数据传输。

现有的时分双工/时分多址信道分配方法有两种:第一种是基于固定带宽的分配方法,中心节点为各从属节点分配固定的信道资源,这种分配方法实现简单,但所分配的固定信道资源无法反映节点的实际业务需求,因此不适于数据业务。如果节点没有数据传输,会产生信道资源的浪费;如果节点有突发性业务到达,则会因为分配的信道资源不足导致较大的时延甚至丢包。第二种是在报告/授权机制下基于当前队长的动态分配方法,各个从属节点在规定时刻向中心节点发送报告帧,其中包含了该节点当前时刻的上行队列长度。中心节点在信道分配方案计算时刻根据各个从属节点报告的上行队列长度和当前时刻采集的下行队列长度生成并发布规划帧,各节点在规划帧授权的传输区间进行数据传输。由于在这种基于报告/授权的信道分配方法中,信道分配方案计算时刻或队长报告时刻与数据传输开始时刻之间存在一定时延,而该方法并没有考虑这段时间内进入节点队列的数据量,因此无法反映节点的实际业务需求,影响了信道分配的准确性,降低了信道利用率。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足,提出一种基于队长预测的信道动态分配方法,该方法根据节点在报告时刻或信道分配方案计算时刻的队列长度,预测节点在数据传输区段开始时刻的队列长度,据此反映节点的实际业务需求,从而可更准确地为节点分配信道资源,提高信道利用率,为用户提供更好的QoS保证。

为实现上述目的,本发明的技术方案包括如下步骤:

(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TRi

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