[发明专利]一种异步多包接收机制下p坚持CSMA吞吐率的确定方法

说明书

本发明提供了一种异步多包接收机制下p坚持CSMA吞吐率的确定方法，包括确定四类以时隙为单位的正在通信设备数量的状态转移矩阵，确定任一设备在给定接入条件下成功发送的数据分组长度的期望值以及下一时隙新加入的通信设备数的期望值，进而确定吞吐率。本发明可以对任意接入策略下的吞吐率进行准确预测，因此能够为异步多包接收机制下p坚持CSMA算法的有效实施提供帮助。

技术领域

本发明涉及无线网络通信技术领域，特别涉及一种异步多包接收机制下p坚持CSMA吞吐率的确定方法。

背景技术

受益于分布式和可扩展的优势，载波侦听多接入(CSMA)算法被广泛应用于各种接入协议，例如IEEE 802.11和IEEE 802.15.4。CSMA算法的以往研究大多假设无线设备仅具有单包接收(SPR)能力，即无法同时成功接收多个互相干扰的数据分组。基于以上局限，M-多包接收(M-MPR)机制下的CSMA算法的成为近年来的研究热点。此种机制规定最多M个同时传输的数据分组可以被成功接收。尽管如此，大多数此类研究假设各数据分组只能同时开始传输，因此降低了M-MPR信道的利用率。显而易见，当数据分组长度不同时，M-MPR信道利用率将进一步恶化。针对此问题，Chan与Berger提出了p坚持CSMA下的自适应接入策略，允许各设备根据当前通信节点数设定发送概率。Babich与Comisso提出了IEEE 802.11CSMA的自适应退避策略，允许各设备当通信节点数低于某一阈值时进行退避。众所周知，p坚持CSMA是众多CSMA算法的基础，尽管如此，目前尚无用于任意参数及任意接入策略的异步多包接收机制下p坚持CSMA吞吐率的确定方法。

发明内容

本发明旨在提供一种异步多包接收机制下p坚持CSMA吞吐率的确定方法，对不同接入策略下的吞吐率进行准确预测。

实现本发明目的的技术方案为：一种异步多包接收机制下p坚持CSMA吞吐率的确定方法，具体步骤为：

步骤1、根据以时隙为单位的正在通信设备数量的变化，确定四类状态转移矩阵，包括：当前时隙通信的设备数到下一时隙通信的设备数的转移概率矩阵S_act＝[S_act(j|i)]、本设备在当前时隙发送数据且在本时隙末仍未结束通信的条件下，当前时隙通信的设备数到下一时隙通信的设备数的转移概率矩阵S_oni＝[S_oni(j|i)]、下一时隙开始时刻的通信设备数为r并且本设备在下一时隙开始发送数据的条件下，当前时隙通信的设备数到下一时隙通信的设备数的转移概率矩阵以及下一时隙开始时刻的通信设备数为r的条件下，当前时隙通信的设备数到下一时隙新加入的通信设备数的转移概率矩阵

步骤2、确定任一设备在给定接入条件下成功发送的数据分组长度的期望值以及下一时隙新加入的通信设备数的期望值；

步骤3、根据步骤2获得的成功发送的数据分组长度的期望值以及下一时隙新加入的通信设备数的期望值确定吞吐率。

优选地，所述四类状态转移矩阵的确定方法具体为：

S11、计算状态转移矩阵S_act＝[S_act(j|i)]，S_act(j|i)描述变量i至变量j的转移概率，满足0≤i≤N且0≤j≤N，转移概率计算公式为：

N为网络中设备数；i为当前时隙通信的设备数，满足0≤i≤N；r为下一时隙开始时刻正在通信的设备数，满足0≤r≤i；k为下一时隙新加入的通信设备数，满足0≤k≤max(j-r,0)；j为下一时隙通信的设备数，满足0≤j≤N；数据分组长度服从参数为Λ的几何分布，1/Λ为数据分组在任一时隙传输完成的概率；p_r为异步模式下的发送概率；