[发明专利]一种5G网络中的工作站重分组方法

说明书

本发明属于移动通信技术领域，具体涉及到一种5G网络中的工作站重分组方法，包括将所有工作站的PS‑Poll帧开始传输时间作为隐藏节点的检查指标，检测网络中的隐藏节点关系；在接入点获得工作站的PS‑Poll帧开始传输时间后，确定工作站之间的隐藏节点关系，构建隐藏关系矩阵；接入点将工作站上报的预期业务需求量化为不同的业务级别，构建工作站的预期业务需求表；将预期业务需求表集成到隐藏节点关系矩阵中，形成对隐藏节点的潜在影响具有全面认识的隐藏业务表；在每个TBTT期间根据检测到的隐藏业务表对工作站进行重分组；本发明的STA重分组方法的吞吐量比现有的随机分组方法的吞吐量提升了40％。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体涉及到一种5G网络中的工作站重分组方法。

背景技术

随着嵌入式设备的迅速普及，物联网(Internet of Things，IoT)通信正在成为包括智能城市、智能抄表、医疗监控、农业监测和工业自动化等在内的各种新兴智能服务的主要通信模式。这些可扩展智能系统的新应用和服务需要将大量智能设备(传感器、机器人、控制器等)连接在一起。针对大规模终端节点的物联网应用，如何有效地将大量终端连接到同一接入点(Access Point，AP)是研究的重点。IEEE 802.11ah网络主要由工作站(Station，STA)和AP组成。一个802.11ah AP在1Km通信范围内可关联多达8192个STAs，从而形成一个关联大量设备和覆盖大面积的网络。在这样大规模的网络中，可能存在大量的隐藏设备，导致严重的冲突问题，从而限制了系统性能。在随机部署网络的情况下，任意两个节点设备相互隐藏的概率增加到40％，当部署的节点设备数量达到8000个时，隐藏节点对的期望数量将达到1311 836个。此外，当节点设备进入节能(Power Save，PS)模式时，隐藏节点问题会更加显著。由于802.11ah网络中大多数STA都在省电模式下运行，STAs会在同一时间唤醒并监听AP发送的信标，并尝试发送节能轮询(Power Save-Polling，PS-Poll)帧请求上行链路传输，因而会导致多次冲突。为了最小化设备冲突，IEEE 802.11ah在带有传输机会(Transmit Opportunity，TXOP)的增强分布式信道接入(Enhance DistributedChannel Access，EDCA)的基础上引入限制接入窗口(Restricted Access Window，RAW)机制来实现基于分组的竞争方案。其中，AP将STA划分成组，并给每个组分配一个RAW时隙，属于同一组的STAs在分配的RAW时隙内竞争信道，且STA仅在分配的时隙中处于唤醒状态，在其余时隙中均休眠。以往的研究主要集中在提高基于分组的竞争方案性能上，如通过调整RAW时隙数或RAW持续时间以获得最佳性能，但在这些研究中，假设网络是完全连接的，即网络中不存在隐藏节点问题，这意味着现有的基于分组的竞争机制不能有效地解决隐藏节点问题，并且IEEE 802.11ah标准中没有指定具体的STA分组方案，而现有的STA分组方法通常只是将STA随机分配到不同的组中。这种随机分配方法对于具有高业务需求的STAs会导致组内潜在冲突的增加。

发明内容

本发明旨在克服上述技术上的不足，在基于竞争的载波侦听多路访问/冲突避免(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，CSMA/CA)制下，以最小化隐藏节点问题造成的传输冲突为目的，提出了一种5G网络中的工作站重分组方法，包括：

S1、将所有工作站的节能轮询帧开始传输时间作为隐藏节点的检查指标，检测网络中的隐藏节点关系；

S2、在接入点获得工作站的PS-Poll帧开始传输时间t_i后，确定工作站之间的隐藏节点关系，构建隐藏关系矩阵；

S3、接入点将工作站上报的预期业务需求量化为不同的业务级别，构建工作站的预期业务需求表；

S4、将预期业务需求表集成到隐藏节点关系矩阵中，形成对隐藏节点的潜在影响具有全面认识的隐藏业务表；